포장지의 물성 - 마찰계수

 

 

서론

 

포장지는 우리 생활에서 빼놓을 수 없는 요소로, 효과적인 포장은 제품의 품질을 보호하고, 보관 및 운송을 원활하게 진행하게 합니다. 이러한 포장지의 다양한 물성 중에서도 '마찰 계수'는 특히 주목할 만한 특성입니다. 마찰계수는 포장지 필름이 다른 물체에 대하여 얼마나 많은 저항을 가하는지를 나타내는 값으로, 이는 포장지의 핸들링, 운송, 저장 등에 중요한 영향을 미칩니다.

 

마찰 계수는 제품의 안전성 및 효율적인 운반을 보장하는 데 결정적인 역할을 합니다. 마찰계수가 높아서 잘 미끄러지지 않는 포장지는 포장지 형태 가공 및 제품 포장 과정에서 기계에 피딩이 잘 되지 않는 등 문제가 있을 수 있습니다. 마찰계수가 낮으면 너무 잘 미끄러져서 제품이 미끌리거나, 포장지간 정렬이 제대로 되지 않아 씰링 시 틀어지는 등의 문제가 있을 수 있습니다.

 

이를 조정하기 위해 슬립제를 처방량을 조정하여 필름을 생산하거나, 합지 및 스릿팅 공정 중 파우더를 도포하여 마찰계수를 낮추는 방법 등의 기술적 접근법이 개발되고 있으며, 이러한 연구와 노력은 포장지의 효율성을 크게 향상시키는 데 기여하고 있습니다. 이 글에서는 포장지 필름의 마찰계수에 대한 개념, 그 측정 방, 그리고 마찰계수를 조정하는 다양한 방법에 대해 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

 

마찰계수

 

포장지 필름의 마찰계수에 대해 이해하기 전에, 먼저 '마찰계수'라는 개념에 대해 알아보는 것이 중요합니다. 마찰계수는 두 물체 사이의 마찰력을 정량화한 값으로, 물체의 이동을 저항하는 정도를 나타냅니다. 이 값은 0에서 1 사이의 범위를 가지며, 0은 완전한 미끄럼(즉, 마찰이 없음)을, 1은 완전한 접착(즉, 마찰이 매우 큼)을 의미합니다.

 

포장지 필름에 이 개념을 적용하면, 마찰계수는 포장지 필름이 다른 물체에 대해 얼마나 많은 저항을 가하는지를 나타내는 값이 됩니다. 포장지 필름의 마찰계수는 필름의 표면 상태, 재료, 두께 등 다양한 요소에 의해 결정되며, 이는 포장지가 다른 물체와 접촉했을 때의 행동을 크게 영향을 줍니다. 예를 들어, 높은 마찰계수를 가진 포장지 필름은 다른 물체 잘 붙어 있어 이동이 어렵게 만들 수 있습니다. 이는 제품을 안정적으로 보호하고, 운송 중 제품이 움직이는 것을 방지하는 데 유용할 수 있습니다. 반면에 낮은 마찰계수를 가진 포장지 필름은 물체와의 접촉이 미끄러워 쉽게 이동하거나 미끄러질 수 있습니다 이는 제품을 쉽게 포장하고 빠르게 이동시키는 데 이점이 될 수 있습니다. 따라서, 포장지 필름의 마찰계수는 그 물성과 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다. 이를 통해 우리는 포장지 필름의 용도와 성능을 적절하게 조절하고 최적화할 수 있습니다.

 

마찰 계수 측정 방법

 

포장지 필름의 마찰 계수는 필름과 필름 사이, 또는 필름과 다른 물체 사이의 마찰력을 수치화한 것입니다. 이는 제품의 포장 과정에서 필름의 취급성과 기계적 성능을 결정하는 중요한 요소로, 또한 포장 완성품의 안정성에도 영향을 미칩니다. 마찰 계수를 측정하는 방법은 다음과 같습니다.

 

1. 측정 장비 준비: 마찰 계수를 측정하기 위한 전용 장비를 준비합니다. 이 장비는 일반적으로 무게추, 평판, 장력 측정기로 구성되어 있습니다.

2. 샘플 준비: 평판에 포장지 필름을 고정시키고, 무게추에도 동일한 샘플을 고정시킵니다. 이 때 서로 같은 면을 맞닿도록 배치하여 측정하는 것이 일반적입니다.

3. 무게 추 놓기: 무게추에 시편을 고정하고, 장력 측정기와 연결한 상태로 평판에 고정된 샘플 위에 얹습니다.

4. 데이터 분석: 일정한 속도 평판이 움직이도록 세팅하여 측정하고, 장비에서 얻은 데이터를 분석하여 마찰 계수를 계산합니다. 이 마찰 계수는 필름의 표면 상태, 재료, 두께 등에 따라 달라질 수 있습니다. 이러한 방식으로 마찰 계수를 측정하면, 포장지 필름의 취급성과 기계적 성능을 예측하고 최적화하는 데 도움이 됩니다.

 

마찰계수 측정 모식도

 

마찰 계수 조정 방법

 

마찰 계수를 조정하는 방법은 크게 두 가지입니다. 첫 번째는 슬립제를 처방하여 필름을 생산하는 방법이고, 두 번째는 공정 중 파우더를 도포하여 마찰 계수를 낮추는 방법입니다.

 

1. 슬립제를 처방하여 필름을 생산하는 방법

 

: 슬립제는 필름의 표면에서 마찰을 감소시키는 첨가제입니다. 슬립제는 필름의 제조 과정에서 원료와 함께 첨가되며, 필름이 완성되면 표면으로 이동하여 마찰 계수를 줄입니다. 슬립제의 종류와 사용량에 따라 마찰 계수를 다양하게 조절할 수 있습니다. 이 방법은 필름의 제조 초기 단계에서 마찰 계수를 조절하므로, 전체 제조 과정과 제품의 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 필름이 시간이 지나거나, 특정 환경에 노출될 경우 이행이 돼서 초기와 마찰계수가 달라지는 경우도 있으며, 반대면에서 마찰계수가 감소하는 경우도 발생할 수 있습니다.

 

2. 공정 중 파우더를 도포하여 마찰 계수를 낮추는 방법

 

: 이 방법은 필름의 표면에 파우더를 도포하여 표면의 거칠기를 증가시키고, 이를 통해 마찰 계수를 낮추는 방법입니다. 파우더 도포는 일반적으로 필름의 제조 과정 중 또는 제조 후에 이루어집니다. 이 방법은 필름의 마찰 계수를 빠르게 조절할 수 있지만, 파우더의 도포 균일성이나 파우더의 선택 등에 따라 제품의 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 두 가지 방법은 각각의 장단점이 있으며, 제품의 요구 사항이나 제조 공정 등에 따라 적절한 방법을 선택하여 사용합니다. 마찰 계수의 조절은 포장지 필름의 취급성과 기계적 성능, 그리고 포장 과정의 효율성 등에 중요한 영향을 미치므로, 이를 통해 제품의 품질과 생산성을 높일 수 있습니다.

 

결론

 

포장지 필름의 마찰 계수는 필름의 취급성과 기계적 성능을 결정하는 중요한 요소입니다. 이는 제품의 포장 과정에서 필름의 취급이 용이하도록 하고, 포장 완성품의 안정성을 높이는데 기여합니다. 마찰 계수는 특정 장비를 사용해 측정할 수 있으며, 이 과정에서는 필름 샘플 위에 무게 추를 놓고 장비를 일정한 속도로 작동시킵니다. 이를 통해 필름과 필름 사이, 또는 필름과 다른 물체 사이의 마찰력을 측정하고 이를 분석하여 마찰 계수를 계산합니다. 마찰 계수는 슬립제를 처방하여 필름을 생산하는 방법과 공정 중 파우더를 도포하여 낮추는 방법 등을 통해 조절할 수 있습니다. 슬립제는 필름의 제조 과정에서 원료와 함께 첨가되어 필름의 표면에서 마찰을 감소시키는 역할을 하며, 파우더는 필름의 표면에 도포되어 마찰 계수를 줄입니다. 이렇게 포장지 필름의 마찰 계수를 적절하게 관리하고 조절함으로써, 필름의 취급성을 개선하고 포장 과정의 효율성을 높일 수 있습니다. 이는 최종적으로 포장 완성품의 품질을 향상시키는 결과를 가져옵니다. 이에 따라, 마찰 계수의 측정과 관리는 포장지 필름 제조 및 사용 과정에서 매우 중요하다는 결론을 내릴 수 있습니다.