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골판지의 괘선터짐

골판지시트에 괘선을 넣어 상자를 제조할 때나 괘선부분을 절곡해 상자를 조립할 때, 골판지의 바깥라이너(더블측 라이너)에는 상당한 신장이 요구된다.

<그림 1>에 나타냈듯이 괘선을 넣을 때에 바깥라이너는 b-a 만 늘리고, 또 괘선부분을 절곡해 상자를 조립할 때에는 이 부분은 +α만 늘린다. 만약 라이너의 신장이 최대치(b-a) + α보다 적을 때는, 바깥라이너는 파단돼 소위 괘선터짐을 일으킨다.




1. 원지측 원인

괘선터짐은 가벼운 것은 라이너의 표층이 "잔금 터짐" 모양이 되지만, 심한 것은 라이너 전층이 터져 버린다. 또 괘선터짐은 바깥라이너만이 아니라, 제함시 괘선넣는 경우나, 상자를 조립할 때에 플랩(날개)을 거꾸로 구부릴 경우에는 바깥라이너(싱글측 라이너)에 있어서도, 전부 터져 발생하는 경우가 있다.

이 괘선터짐은, 골에 직각인 가로괘선부에도 골에 평행한 세로괘선부에도 발생하지만, 얇은 라이너보다도 두꺼운 라이너에, 원지 구성에 따라 다르지만 양면골판지보다도 복양면골판지에, 얇은 골심지사용 골판지보다도 두꺼운 골심지사용 골판지에 발생하기 쉽고, 최근과 같이 두꺼운 강화중심지를 사용한 시트는, 한층 더 괘선터짐 방지에 대한 조건은 엄격하다.

또 라이너 그레이드별로 보면, 동일 골심지를 사용한 경우에는 A급 라이너보다도 강도가 약한 B급 라이너에 일어나기 쉽다. 그러나 A급 라이너 쪽이 두꺼운 골심지나 강화골심지와 조합되는 경우가 압도적으로 많기 때문에, 괘선터짐은 A급 라이너에는 거의 없다고는 할 수 없다.

터짐에 영향을 주는 원지의 특성치로서는, 서두에서 신장에 관해 서술했지만, 그림2에 나타냈듯이, 동등의 인장하중에 대해 신장이 큰 Ⅱ의 라이너측이 Ⅰ의 라이너보다도 터지기 어려운 것은 말할 나위도 없지만, Ⅲ과 같은 모양을 나타내는 라이너 쪽이 Ⅱ보다도 터지기 어려운 것은 사실이다. 이와같은 것은 터짐에 대한 저항력에는, 신장이라고 하는 것보다도 타프네스(점도)의 기여가 크다라고 생각하는 편이 타당할 것이다.

게다가 인열강도도 터짐에 대한 특성치의 하나라고 할 수 있을 것이다. 예를들면, 인열강도가 약한 B급 라이너보다도 보다 강한 A급 라이너가 터짐에 대해 강하다. 또 외국의 K라이너는 링크러쉬는 약하지만 인열강도에서는 우리나라의 라이너보다도 50% 이상 강해 터지기 어렵다는 특성이 있다.

또 표층 터짐은 제함할 때 표층에 걸리는 힘에 대해 표층이 견딜 수 없게 되어 발생하는 것이기 때문에, 표층의 강도에 의해 터짐이 좌우된다. 바꾸어 말하면 표층의 평량, 침엽수의 배합에 의해 좌우된다. 또 층간강도가 약한 라이너측이, 표층에 걸리는 힘이 분산되기 때문에 터지기 어렵다고 할 수 있다. 다만 층간 강도가 너무 약해지면, 부풀어 오름 등의 다른 트러블이 생기기 쉽게 된다.

따라서 괘선터짐은 라이너 하나의 특성치로는 여간해서 설명하기 힘들고, 인장강도, 신장율, 인열강도, 층간강도 등의 특성치가 관계되어 있다고 할 수 있다.

괘선터짐은 특히 약한 라이너를 제외하면, 일반적으로 골판지시트의 함유수분이 6% 이하가 되면 발생한다. 따라서 겨울철 건조기, 즉 12-3월에 거의 집중적으로 발생한다.



<그림 3>은 A지방의 연간 월평균 기온·온도·강우량을 나타낸 것이지만, 이 3가지는 같은 패턴을 나타내며, 12-3월은 기온·습도·강우량 모두 6-9월에 비해 극단적으로 낮고, 우리나라 각지는 이 A와 같은 경향이며, 맑은 날이 계속될 경우에는 최저습도가 30%RH가 될 수가 있다.

이렇게 저습도가 되면, 골판지시트의 평형수분은 5%대가 되며, 터지기 쉬워진다고 할 수 있다. 습도와 괘선터짐의 관계를 일례를 들어 그림4에 나타냈다.

이 경우, 괘선터짐의 평가는 터지지 않는 것을 5, 모두 터지는 것을 0으로 해 평가하고 있다. 이 결과에서도 알 수 있듯이, 습도가 35%RH 이하가 되면 괘선터짐의 경향은 커지게 된다.

이 괘선터짐 방지대책으로서 원지메이커에서는, 겨울철이 되면 종이의 수분을 0.5-1.0% 많게 해 만들어, 펄프배합이나 고해도를 변경하는 등의 액션을 취하고 있다.

한편, 골판지메이커도 골판지시트의 괘선터짐을 방지하기 위해, 골판지시트의 제조시에 있어서의 물을 분무하거나 작업장에서의 물뿌림을 행하는 등, 시트의 과건조를 막는 수단을 강구하고, 또 접합 후, 시간을 두지 않고 제함을 하기도 하고, 제함할 때 시트에 증기를 뿌리는 등의 수단을 강구하고 있다.

또 앞에서 말한 코루게이터에 있어서 물 분무는 제함까지의 시간이나, 실제로 상자가 사용되기 까지의 시간이 길면 효과가 떨어질 수 있기 때문에 보수성을 가진 약품, 예를들면 에틸렌글리콜을 분무하는 경우가 많아지고 있으며, 이것들은 괘선터짐방지제로서 판매되고 있다.

또 엄동기의 아침에 제함을 하면 괘선터짐이 발생해 곤란했지만, 오후가 가까워져 기온이 올라가고 나서 같은 것을 제함했더니, 터짐이 발생하지 않았다는 예가 있다. 이것은, 온도도 괘선터짐에 관계가 있다는 것을 나타내고 있다.

그 이유는 종이도 고분자재료의 하나이기 때문에 온도의 영향을 받아, 온도가 낮아지면 강성이 늘어나고, 굳고, 약해지게 되는 경향이 있기 때문일 것이다. 따라서, 예를들면 두꺼운 평량의 원지로 구성된 복양면골판지의 경우와 같이, 괘선터짐에 대해서 엄격한 원지구성 시트의 제함은, 아침 일찍은 피하는 것이 좋다.


2. 제함가공에 기인하는 터짐

괘선터짐의 원인은, 상기 이외에 제함가공단계에서 다음의 원인에 의해 일어나는 것도 많다.

(1) 괘선이 너무 강함

상하의 괘선테두리 클리어런스를 좁게 하면, 당연히 라이너에는 큰 힘이 이 부분에 미쳐, 한계를 넘었을 경우에는 균열을 일으킨다. 이 때문에 골판지메이커는 A골, B골, 복양면 또는 사용라이너의 그레이드에 의해 괘선테두리의 클리어런스를 정해, 제함작업을 하는 것이 필요하다.

(2) 괘선이 너무 약함

예를들면, 슬릿터 스코어러로 가로괘선을 넣을 경우, 괘선이 들어간 쪽이 약하면 제함시에는 괘선터짐이 발생하지 않지만, 수요처에서 상자를 조립하기 위해 플랩을 절곡할 때에 그 부분에 균열을 일으키는 경우가 있다.

또 괘선이 들어간 쪽이 약하면, 절곡부가 괘선의 중앙에서 구부러지지 않는 경향이 있어, 상자의 압축강도 저하의 원인이 된다. 세로의 괘선이 약하면, 치수 오차의 원인이 된다. 따라서 제함공정에 있어서 괘선을 넣는 쪽은 괘선터짐을 일으키기 직전까지 강하게 넣는 것이 요망된다.

(3) 괘선테두리의 세트법

괘선테두리의 세트는, 그림5(A)와 같이 볼록한 것이 오목한 것의 중앙에 오도록 바르게 세트하지 않으면 안되지만, 그림5(B)와 같이 센터를 비켜서 세트해 작업을 하고 있는 경우가 있어, 이럴 경우에는 괘선의 코너에서 라이너를 절단해 버리는 것이 많다.

(4) 괘선테두리의 형상

괘선테두리의 형상은 기계메이커 또는 골판지메이커 개개에 의해 凸部, 凹部의 높이, 폭 등 여러가지의 것이 제작·사용되고 있지만, 일반적으로 가로 괘선, 즉 슬릿터 스코어러의 괘선테두리의 형상은, <그림 6(A)>와 같은 양면골판지용에는 3점(3 point) 접촉의 것, 복양면골판지용에는 5점(5 point)접촉의 것이 사용되고 있다. 괘선터짐에 대해서는, 원지에 늘어남을 주도록 리치가 긴 괘선을 이용하는 것이 요망된다.

한편, 세로괘선에 대해서는 그림6(B)와 같은 형상의 괘선테두리가 이용되고 있으며, 최근에는 볼록한 형태에는 예각의 것이, 괘선을 샤프하게 들어가게 하기 위해 많이 이용되고 있다.

그러나, 이러한 형상의 것은 1골(flute)로 괘선을 넣는 것을 행하면 괘선터짐이 발생되기 쉽기 때문에, 폴더그루어에 있어서는, 미리 괘선부에서 약간 광폭으로 시트를 넣은 뒤, 샤프한 괘선을 넣는 2골(flute) 괘선법이 채용되어 오고 있다.

이상에서 서술한 바와같이, 괘선터짐은 겨울철의 건조기에 집중해 발생하는 트러블이며, 특히 바깥라이너의 괘선터짐 발생이 현저한 케이스는 상품가치가 없어지기 때문에, 종이메이커, 골판지메이커 모두 골치아픈 트러블의 하나일 것이다.

이 괘선터짐은 거의가 제함의 최종 공정 또는 수요처에 납입되어, 사용될 때에 발생하기 때문에 불량품은 쓰레기로서 매각하는 이외에 이용의 방법은 거의 없다.

그렇기 때문에 골판지메이커는, 골판지시트를 다시 만들어 시작하지 않으면 안되어, 납기 등의 면에서 수요처에 폐를 끼치는 경우도 발생하기 때문에, 종이메이커는 터지기 어려운 라이너의 제조에 노력하지 않으면 안된다.

이와함께 골판지의 원지구성은 여러단계에 걸치기 때문에, 골판지메이커, 제함메이커도 괘선터짐을 일으키기 어렵게 제판·제함(제상) 등의 가공조건, 시트판매의 경우 수송조건을 보다 더 한층 검토하는 것이 앞으로도 필요할 것이다.


[1999-11-09]
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