종이타월 인쇄에 사용할 수 있는 UV 인크는 어떤 것들이 있나요?

표준 UV 인쇄 잉크가 페이퍼 타월에서 실패하는 이유

다공성의 역설: 급속한 모세관 흡수가 표면 경화를 어떻게 방해하는가

종이타월은 느슨한 셀룰로오스 섬유로 만들어지기 때문에 뛰어난 다공성을 지니며, 모세관 작용을 통해 물질을 매우 빠르게 흡수합니다. 표준 UV 인쇄 잉크는 제대로 경화되기 전에 이러한 종이타월 내부 깊숙이 끌려 들어갑니다. 그 결과는 무엇일까요? 표면에 존재하는 광개시제가 먼저 소모되어 잉크가 제대로 교차결합(cross-link)되지 못하게 됩니다. 실험실 테스트 결과, 비코팅 크래프트 종이타월은 0.5초 이내, 즉 일반 코팅 종이보다 약 3배 빠르게 액체를 흡수합니다. 이로 인해 UV 잉크가 충분히 경화되지 않아 표면에 강하게 부착되지 못하게 됩니다. 실제 사용에서는 포장재가 움직일 때 인쇄된 디자인이 쉽게 벗겨지고, 가벼운 사용에도 불구하고 색상이 급속히 바래는 현상이 발생합니다. 브랜드명이 새겨진 디스펜서를 판매하는 기업의 경우, 이는 특히 중요합니다. 소비자들은 그래픽이 시간이 지나도 얼마나 잘 유지되는지를 기준으로 제품의 품질을 판단하기 때문입니다.

기계적 불일치: 디스펜싱 또는 닦는 과정에서 인장 응력에 의해 균열 및 박리 발생

기존의 자외선(UV) 인쇄 잉크는 종이타월의 동적 굴곡에 부적합한 강성·취성의 고분자 필름을 형성합니다. 배출 또는 닦는 과정에서 인장 응력이 가해질 경우:

• 아크릴레이트 기반 필름은 8% 이하의 신장률에서 응력 집중 부위에서 균열이 발생합니다
• 탄성 계수 불일치로 인해 섬유–잉크 계면에서 박리가 유발됩니다
• 단단한 기재 위에 인쇄된 경우에 비해 마모 저항성이 40–60% 감소합니다

시각적으로 확인 가능한 균열이 단지 5–10회 분배 사이클 후에도 흔히 나타나며, 브랜드 외관과 기능적 위생성을 모두 저해합니다. 특히 타월의 구조적 무결성이 감염 관리에 직접적인 영향을 미치는 임상 환경에서는 이러한 문제가 더욱 심각합니다.

UV 인쇄 잉크와의 호환성을 결정하는 주요 기재 특성

기준 중량, 섬유 밀도, 크기 조절 정도—잉크 보유율 및 필름 무결성의 예측 지표

다음 세 가지 기재 특성은 종이타월 상에서 UV 인쇄 잉크 성능을 신뢰성 있게 예측합니다:

• 기본 무게 (g/m²)는 흡수 용량을 결정한다: 25 g/m² 미만의 중량은 인크 스트라이크스루(strike-through) 위험을 증가시키고, ≥30 g/m²는 인크를 제어된 범위 내에 유지하는 데 기여한다.
• 섬유 밀도 표면 미세 구조를 형성한다—느슨한 직조 구조는 비균일한 경화 영역을 만들어 탈락(delamination)을 촉진시키며, 더 조밀한 배열은 균일한 노출과 강화된 필름 무결성을 보장한다.
• 사이징 레벨 내부 소수성 처리 방식에 의해 결정되는 이 요소는 인크 이동을 핵심적으로 조절한다. 부적절한 사이징(sizing)은 인크 침투 속도를 1.5배 가속화시킨다(포네몬, 2023). 이로 인해 광개시제(photoinitiator)가 표면에 부족해져 견고한 경화가 저해된다.

이러한 요인들은 흡수성 재료에서 발생하는 인쇄 결함의 63%를 설명하며, 개별적으로가 아니라 통합적으로 평가하는 것이 가장 효과적이다.

프린트 전문가들은 신뢰할 수 있는 접착력과 장기적인 내구성을 위해 기초 중량이 30g/m² 초과인 기재, 치밀한 섬유 배열, 그리고 검증된 사이징 농도를 갖춘 기재를 우선적으로 선택해야 한다.

흡수성 셀룰로오스 기재용으로 검증된 UV 인쇄 잉크 제형

양이온성 UV 인쇄 잉크: 사이징 처리되지 않은 크래프트 타월링에 대한 우수한 접착력(ISO 9211-3 검증 완료)

양이온성 UV 인쇄 잉크는 ‘노출 후 암반응 경화 메커니즘(post exposure dark cure mechanism)’이라는 특수한 작동 원리 덕분에, 자유 라디칼 시스템이 다공성 소재를 처리할 때 직면하는 여러 문제를 실질적으로 해결합니다. 기본적으로 이 과정에서는 노출이 종료된 후에도 화학 반응이 지속되며, 잉크가 셀룰로오스 섬유 내부로 더욱 깊이 침투하면서 진행됩니다. 이로 인해 특히 무사이징 크래프트 타월링(unsize kraft toweling)과 같은 소재에서 매우 강력한 결합력을 형성하게 됩니다. ISO 9211-3 표준에 따라 수행된 테스트 결과, 습식 마모 시험 후 인쇄된 재료의 약 98%가 표면에서 벗겨지지 않고 그대로 고착되는 것으로 확인되었습니다. 이 잉크의 특별한 점은 산소 농도에 영향을 받지 않기 때문에, 흡수성 표면에서 흔히 발생하는 표면 억제 현상(surface inhibition)이 없어 인쇄물이 끈적거리거나 내구성이 떨어지는 문제가 발생하지 않는다는 데 있습니다. 이러한 잉크로 전환한 제조사들은, 고도로 다공성인 타월 용지(towel stocks)에 일반 UV 잉크를 사용할 때보다 생산 과정 중 인쇄 이미지가 벗겨지는 사례가 약 60% 감소했다고 보고하고 있습니다.

하이브리드 아크릴레이트-에폭시 UV 인쇄 잉크: 유연성, 경화 속도 및 흡수 저항성의 균형 확보

하이브리드 아크릴레이트-에폭시 UV 인쇄 잉크에 대해 이야기할 때, 우리는 사실 아크릴레이트의 빠른 표면 경화 특성과 에폭시의 유연한 가교 구조를 결합한 혼합물을 다루고 있습니다. 이 조합은 인쇄업체에게 속도와 내구성이라는 두 가지 장점을 동시에 제공합니다. 또한 에폭시 성분은 모세관 흡인 현상(capillary wicking)으로 인한 성가신 문제를 억제하는 중요한 역할을 하면서도, 재료가 파단되기 전까지 최대 200%까지 신축될 수 있도록 합니다. 즉, 디스펜서가 인쇄 작업 중 인장력을 가해도 균열이 발생하지 않습니다. 이러한 잉크는 파장 300~400나노미터의 빛에 노출되었을 때 단 0.3초 만에 완전히 경화되며, 이는 20g/m² 미만의 초경량 소재에서 특히 중요합니다. 실험실 테스트 결과, 이러한 하이브리드 공식 잉크는 일반 아크릴레이트 잉크보다 습식 마찰 조건에서 약 40% 더 우수한 내마모성을 보였습니다. 식품 서비스 및 의료 분야처럼 표면이 정기적으로 세척되는 산업에서는, 시간이 지나도 인쇄 품질을 유지하는 데 있어 이 차이가 매우 중요합니다.

휴지에 사용하는 UV 인쇄 잉크 선정을 위한 실용적 프레임워크

휴지에 적합한 UV 인쇄 잉크를 선택하는 것은 단순한 추측이 아니라, 재료 특성과 실제 성능을 신중히 고려해야 하는 과정입니다. 우선 기본 테스트부터 시작하세요. ISO 535 표준에 따라 물이 휴지 소재를 통과하는 속도를 측정하고, 종이 두께가 충분히 두꺼운지 확인하세요. 최소 40g/m² 이상이면 잉크의 침투(블리딩)를 방지하는 데 도움이 됩니다. 일반적인 무처리 크래프트 휴지의 경우, 대부분의 잉크보다 접착력이 우수한 양이온성 잉크를 사용하는 것이 좋으며, ISO 2409 시험 기준으로 약 4N/cm의 부착 강도를 확보해야 합니다. 휴지가 긴장력이 중요한 밀폐형 디스펜서에서 사용될 경우, 아크릴레이트와 에폭시 특성을 결합한 특수 하이브리드 잉크를 고려하세요. 이러한 잉크는 파단 없이 응력을 견딜 수 있을 만큼 충분히 신축성이 있어야 하며, ASTM D638 표준에 따라 측정 시 파단 전 신장률이 최소 15% 이상이어야 합니다.

• 경화 호환성 확인 램프 출력(수은아크 또는 LED)이 잉크의 광개시제 흡수 대역(일반적으로 320–390 nm)과 일치하는지 확인하고, 완전한 중합을 보장하기 위해 공급된 에너지 밀도가 ≥300 mJ/cm² 이상인지 확인하십시오.
• 기능 검증 실제 사용 환경에서의 닦아내는 힘을 시뮬레이션한 조건 하에서 ISO 2836:2021 마모 저항성 시험 및 TAPPI T456 습윤 강도 시험을 실시하십시오—단순한 정적 실험실 측정이 아닌 실제 적용 조건을 반영해야 합니다.
• 규제 조율 식품 접촉 용도의 경우, FDA 21 CFR §175.300 또는 EU 규정 10/2011에 대한 적합성을 확인하십시오. 이 두 규정은 주요 잉크 제조사들에 의해 간접 식품 접촉 안전성 평가를 위해 널리 인용되고 있습니다.

최상위 공급업체들은 점도 범위(실온 기준 500~1,500 cP), 권장 아닐록스 셀 용량(4.0~7.0 BCM) 등 다양한 기재에 대한 상세한 기술 사양을 제공하며, 또한 다양한 파장에서 재료가 어떻게 경화되는지에 대한 정보도 함께 제공합니다. 그러나 실제 환경에서의 테스트는 필수적입니다. 인쇄 샘플은 70°C, 65% 습도의 제어된 환경에서 3일간 연속으로 시뮬레이션된 노화 테스트를 거쳐야 합니다. 이를 통해 시간 경과에 따른 색상 안정성, 접착력, 그리고 정상 운영 중 발생할 수 있는 다양한 환경적 도전 요소에 대한 내구성을 확인할 수 있습니다. 이러한 엄격한 접근 방식을 따르면, 박리, 균열, 퇴색 등의 인쇄 결함을 크게 줄일 수 있습니다. 특히 흡수율이 높아 잉크를 과도하게 흡수하는 어려운 종이 표면에서도 모든 제품이 외관상으로도 우수하고 기능적으로도 정상 작동하도록 보장합니다.

자주 묻는 질문

왜 일반적인 UV 인쇄 잉크는 페이퍼 타월에선 실패하나요?

표준 UV 인쇄 잉크는 종이타월의 빠른 모세관 흡수로 인해 잉크가 표면에서 제대로 경화되기 전에 재료 내부 깊숙이 침투하기 때문에 실패합니다.

왜 양이온성 UV 인쇄 잉크가 종이타월에 적합한가요?

양이온성 UV 인쇄 잉크는 노출 후 어두운 환경에서도 지속되는 경화 메커니즘을 갖추고 있어, 노출이 끝난 후에도 화학 반응을 계속 진행하고 결합력을 강화하므로 종이타월과 같은 다공성 재료에 이상적입니다.

하이브리드 아크릴레이트-에폭시 잉크는 흡수성 기재 위의 UV 인쇄에 어떻게 도움이 되나요?

하이브리드 아크릴레이트-에폭시 잉크는 아크릴레이트의 빠른 표면 경화 특성과 에폭시의 유연성을 결합하여 모세관 흡수 현상을 억제하고, 재료가 늘어나도 균열이 발생하지 않도록 합니다.