일본 포장 편람(연포장편) - 2 인쇄기

[YDfamily]

2) 인쇄기

그라비아 인쇄에서는 한 색씩 잉킹-전이-건조의 유닛으로 조합되고 그 유닛을 복수로 연결하여 다색 인쇄를 행한다.

① 잉킹 장치

판(실린더)에 잉크를 전이시키는 방식으로서는 침지 순환방식을 기본으로 하고, 오목판(셀)로의 충분한 잉크 공급을 하기 때문에 잉크를 판면에 흘려 보내는 가스켓 방식, 퍼니싱 롤을 판에 근접시켜 회신시키는 퍼니셔(furnisher) 방식, 2개의 doctor blade로 밀폐 공간을 반들어 그곳으로 잉크를 순환시키는 chamber doctor방식 등이 채용되고 있다(그림 2.2~2.4)

판면이나 잉크 팬 등의 장치 표면에 건조, 고화시킨 잉크는 이물이 되어 인쇄에 부적합을 일으키는 요인이 된다. 이 점에 있어서는 보다 밀폐된 시스템의 방식이 좋은데, J/C 작업에 있어서 복잡하게 된다. 각 방식에 있어 용제의 휘발 방지나 잉크가 정치, 화하지 않는 연구, J/C 작업을 용이하게 하는 연구가 검토되고 있다.

그림 2.2 ~  2.4

침지 순환방식                                 가스켓 방식                                  퍼니셔 방식

② Doctor blade

판면에 부착된 잉크는 doctor blade에 의해 여분의 잉크가 긁혀 떨어져 오목부(셀)에 필요한 잉크가 남는다. Doctor blade는 스웨덴 구리 등이 많이 사용되어 왔는데 판면과 항상 마찰이 계속되기 때문에 칼선의 마모가 과제이다. 이것에 대하여 칼선의 형상의 연구라던가, 세라믹 코팅을 부여하거나 하는 것이 개발되고 있다.

③ 압동

셀에 들어간 잉크는, 판(실린더)와 압동에 의해 피인쇄체(필름)에 눌러 붙어 전이된다. 압동은 철심의 둘레로 고무를 감은 것이 일반적이다. 압동의 찌그러짐에 의해 잉크 전이 시의 압력, 시간이 결정되기 때문에 피인쇄체의 종류에 의해 경도의 선정이 필요하다. 또한 잉크 용제의 종류에 의해 내성이 있는 고무 재질을 선정하는 것이 필요하다. 또한, 압동은 축의 양단부를 가압하기 때문에 휘어짐이 생기고 양 사이드만을 강하게 가압시켜 폭 방향으로 nip 폭이 불균일하게 되는 경우가 있다. 극단적인 경우는 중앙부의 압이 부족하여 전이하지 않게 된다. 이것을 해소하기 위해 북 모양으로 중앙부를 두껍게 하는 크라운을 붙여 nip 폭이 균일하게 될 수 있도록 하는 것도 있다.

④ 건조기

전이된 잉크는 건조기 내에서 용제가 증발하여 피인쇄체에 정착한다. 일반적으로는 열풍을 부는 형태의 건조기가 이용되고 있다. 상세한 순서로는 이하와 같다.

(A) 열품에 의한 열 에너지가 잉크에 전달된다.

(B) 열 에너지에 의한 잉크 표면으로부터 순차적으로 용제가 증발한다.

(C) 잉크 내부로부터 용제가 순차적으로 잉크 표면에 확산되어 간다.

(D) 한편 용제 증기는 잉크 도막 표면 경계 층에 있기 때문에 이것을 열풍을 불어 배기에 의해 제거한다.

열전달이 불충분한 잉크 표면만이 건조 경화하여, 잉크 내부의 용제가 충분히 확산, 증발하지 않아 건조 불량이 된다. 열풍 온도를 너무 올리면 과도한 열 에너지는 잉크를 지나쳐서 피인쇄체에 전달되어 피인쇄체(필름)의 수축이나 팽창 등을 일으키는 불량이나 인쇄 피치 불량의 원인이 되기 때문에 주의가 필요하다. 열풍을 부는 속도나 배기가 불충분하면 잉크 도막 표면 경계 층의 용제 증기가 제거되지 않고 증발이 연속적으로 진행되지 않아 이것도 건조 불량을 일으킨다. 열풍 온도, 부는 속도, 배기의 균형이 필요하다. 또한 잉크 자체의 용제 처방을 변경하여 용제 증발 특성을 변화시키는 것도 방법의 한 가지로서 이것은 잉크의 편에 후술한다.

⑤ Pint 맞춤

한 색이 인쇄 유닛에서 인쇄된 피인쇄물은 연속하여 다음의 색의 인쇄 유닛에 보내진다. 권취 그라비아 인쇄에서 피인쇄물은 흘러가는 방향으로 이어진 웹(web)으로 피인쇄물의 흐르는 방향의 pint 맞춤이라고 하는 것은, 이전 유닛에서 인쇄된 인쇄물과, 다음의 유닛의 판의 입상을 맞추는 것으로서, 크게 나누어 보정(compensator)롤 방식과 동판위상 조정방식이 있다.

보정롤 방식은 동판의 회전 위상은 변화되지 않고 가이드 롤을 평행 이동시켜 유닛 간의 pass 길이를 변화시키는 것으로 다음의 유닛 위에 오는 인쇄물의 입상을 이동시켜 pint를 맞춘다. 구동계의 구조는 간단한데, 가이드 롤의 수가 증가할 수 있는 단점이 있다.

동판 위상 조정 방식은 그 명칭 그대로 이전의 유닛에서 인쇄된 인쇄물에 동판의 위상을 맞춰 가는 방법이다. 최근의 모터 제어 기술의 발전에 의해 동판 회전에 맞춰 라인 샤프트(line shaft) 방식으로부터 섹셔널 드라이브(sectional drive) 방식이 많이 채용되어 있고, 이것에 맞춰 pint 맞춤에 대해서도 동판위상 조정방식이 채용되는 것이 많아졌다.

폭 방향의 핀트 맞춤은 동판의 좌우 위치를 나사를 끼워 조정한다.

이 핀트 맞춤은 인쇄의 고속화, 인력감축, 품질 향상의 관점으로부터 자동화가 진행되어왔다. 레지스터 마크, 칼라콘 마크 등으로 불리는 마크를 광학적으로 읽어 내어, 두 색 간의 위치의 빠짐을 각각 조정 기구에 피드백 한다.

⑥ 텐션의 제어

피인쇄물의 주름, 끊김, 사행(蛇行, 구불구불 나아감)을 일으키지 않게 안정된 상태로 인쇄하기 위해서는 일정한 텐션의 상태가 필요하다.

기본적으로는 인피드(infeed)롤과 판 및 아웃피드(outfeed)롤은 같은 주기로 회전이 필요하다. 하지만 피인쇄물(필름)은 건조기 내에서 열이 가해지면서 텐션에 인장이 있기 때문에 잘못된 들어남이 생긴다. 이 늘어난 만큼을 인피드롤, 아웃피드롤의 회전속도로 조정하여 인쇄기 내의 텐션을 일정하게 유지한다.

언와인더부터 인피드롤 까지는 주로 언와인더의 브레이크에 의해 사행이 없는 정도의 텐션을 가한다. 웹에 일정한 텐션을 가하기 위해서는 권경(원단 지름)과 torque의 관계로부터 권경이 작아지는 것에 맞춰 브레이크 힘을 감소시키는 것이 필요하다.

리와인더는 반대로 권경이 커지게 되는 것에 맞춰 텐션을 강하게 감는 것이 필요하다. 이론적으로는 torque가 일정하게 최적화 되는데, 공기의 혼입, 피인쇄체(필름)끼리의 미끄러짐, 리와인더 후 인쇄체(필름) 수축이 있기 때문에 이론처럼 되지는 않는다. 피인쇄체(필름)의 종류나 잉크의 종류, 도안에 의해서도 텐션 커브(taper)의 최적화는 변화하기 때문에 주의가 필요하다.