흡수도(Cobb) 시험, 어떤 방법·장비로 측정할까?

포장지가 물에 닿았을 때 얼마나 버티는가, 라이너지가 접착제를 얼마나 빨아들이는가, 인쇄용지가 잉크를 어느 정도로 받아들이는가 — 이 '종이가 액체를 얼마나 흡수하는가'를 수치로 관리하는 시험이 흡수도(Cobb) 시험입니다. 종이의 내수성은 겉보기나 평량으로는 알 수 없고, 실제로 물을 올려 흡수량을 재봐야 알 수 있습니다. 이 글은 흡수도 시험을 어떤 방법으로 하고, 어떤 규격과 시험 시간을 고르며, 어떤 장비가 필요한지를 현장 관점에서 정리한 선택 가이드입니다.

흡수도(Cobb)란 — 종이가 물을 얼마나 빨아들이는가

흡수도(Cobb, Water Absorptiveness)는 종이·판지가 정해진 시간 동안 표면으로 흡수하는 물의 양을 나타내는 물성입니다. 종이는 셀룰로스 섬유로 이루어져 본질적으로 물을 잘 빨아들이기 때문에, 제지 공정에서는 사이징(Sizing) 처리로 이 흡수성을 의도적으로 낮춥니다. 따라서 코브값은 곧 그 종이에 사이징이 얼마나 잘 되어 있는지(사이징도)를 보여주는 지표이며, 코팅·발수 처리의 성능을 검증하는 데도 그대로 쓰입니다.

이 값이 중요한 이유는 실무의 거의 모든 문제와 연결되기 때문입니다. 흡수도가 너무 높으면 포장 박스가 습한 환경에서 강도를 잃고, 인쇄 시 잉크가 번지며, 라벨이 젖어 들뜹니다. 반대로 흡수도가 지나치게 낮으면 접착제나 코팅액이 종이에 정착하지 못해 접착 불량이 생깁니다. 흡수도는 낮을수록 좋은 값이 아니라, 용도에 맞는 범위로 관리해야 하는 값입니다.

한눈에 보는 선택표 — 목적별 시험 시간·규격·장비

코브값(Cobb value) — 결과를 어떻게 읽나

흡수도 시험의 결과는 하나의 값, 코브값(Cobb value)으로 정리됩니다. 코브값은 규정 시간 동안 1m²의 종이가 흡수한 물의 무게(g/m²)입니다. 계산은 단순합니다.

표준 100cm² 실린더 기준 · 25cm² 실린더는 ×400, 10cm² 실린더는 ×1,000

즉 코브값이 작을수록 물을 덜 흡수하는, 사이징이 잘 된 종이이고, 클수록 물을 잘 빨아들이는 종이입니다. 예를 들어 코브값 30g/m²는 1m² 면적이 규정 시간 동안 물 30g을 흡수했다는 뜻입니다. 다만 이 값은 시험 시간·면적·수온이 같아야만 비교할 수 있습니다. Cobb60 값과 Cobb1800 값을 나란히 놓고 비교하는 것은 의미가 없으므로, 결과는 항상 'Cobb60 = 25g/m²'처럼 시간 조건을 붙여 표기하는 것이 원칙입니다.

주의 — 모든 종이에 쓸 수 있는 시험은 아닙니다

ISO 535는 사이징 처리된(non-bibulous) 종이·판지를 대상으로 합니다. 신문용지처럼 다공성이 큰 종이, 흡수지(블로팅 페이퍼)처럼 흡수성이 매우 높은 종이, 엠보싱 종이, 그리고 평량 50g/m² 미만의 얇은 종이에는 적용하지 않습니다. 이런 소재의 흡수 특성은 다른 시험법으로 접근해야 합니다.

어떻게 측정하나 — Cobb 시험 절차

표준 흡수도 시험은 Cobb 시험기(Cobb Sizing Tester)로 수행합니다. 절차는 다음과 같은 흐름입니다.

• 시료 준비·칭량 — 규정 크기로 재단한 시료를 조건화한 뒤 시험 전 무게를 0.001g 단위로 정확히 잽니다.
• 클램프 — 베이스 플레이트의 네오프렌 매트 위에 시료를 올리고, 금속 실린더를 클램핑 장치로 밀착 고정합니다. 요철이 있는 소재는 네오프렌 가스켓을 써서 누수를 막습니다.
• 물 주입 — 100cm² 실린더에 물 100mL를 부으면 수위가 약 1cm가 됩니다. 수온은 규격 조건(통상 23°C)에 맞춥니다.
• 규정 시간 대기 — Cobb60이면 60초, Cobb120이면 120초. Gurley 4180 시리즈는 60초부터 최대 18시간까지 시험 시간을 설정할 수 있습니다.
• 배수·롤러 처리 — 물을 즉시 버리고 시료를 꺼내 흡수지 사이에 놓은 뒤, 10±0.5kg 정밀 롤러로 굴려 표면의 잉여 수분만 균일하게 제거합니다.
• 재칭량·환산 — 시험 후 무게를 재고 무게 차이를 g/m²로 환산하면 코브값이 나옵니다.

이 절차에서 재현성을 좌우하는 것은 롤러 처리입니다. 남은 물을 손으로 닦으면 사람마다 힘과 횟수가 달라 편차가 크게 생기므로, 규격은 10kg 표준 롤러 사용을 명시합니다. 롤러가 없으면 규격 준거 측정 자체가 성립하지 않기 때문에, 장비를 고를 때 롤러 포함 여부를 반드시 확인해야 합니다.

흡수도 시험기(Cobb Sizing Tester) — 어떤 구성을 고를까

장비 선택은 시험 면적 · 롤러 포함 여부 · 조작 방식 세 가지로 정리됩니다.

Gurley Cobb Sizing Tester (4180 시리즈)

반세기 이상 생산된 액체 흡수도 표준 시험기입니다. 100cm² 실린더에 100mL의 액체를 부어 규정 시간 후 흡수량을 g/m²로 측정하며, 물뿐 아니라 잉크·음료·오일 등 다양한 액체에 적용할 수 있습니다. 실린더 종류와 롤러·흡수지 포함 여부에 따라 네 가지 구성으로 제공됩니다.

Rycolab RL-SAC-A 반자동 Cobb 시험기

실린더를 레버로 180° 뒤집어 시료를 액체에 균일하게 접촉시키는 Unger 타입 반자동 시험기입니다. 조작이 간편하고 접촉 시점이 명확해 작업자 간 편차가 줄어듭니다. 10kg 압착 롤러가 일체형으로 내장되어 있고, 시작·예비 알림·종료를 자동 음성 타이머가 안내하므로 반복 측정이 많은 QC 랩에 적합합니다. 유리 바닥 용기로 흡수 상태를 눈으로 확인할 수 있으며, 스테인리스 스틸 구조에 시료 재단 템플릿과 패드가 포함됩니다.

측정 시 확인할 것

• 시험 시간을 먼저 정한다 — Cobb60·Cobb120·Cobb1800은 서로 다른 값입니다. 고객 규격이나 사내 기준에 명시된 시간을 확인하고, 결과에는 반드시 시간을 함께 표기합니다.
• 롤러 하중과 횟수 — 10±0.5kg 규정 롤러를 쓰고, 굴리는 횟수·속도를 사내 절차로 고정합니다. 이것이 코브값 편차의 최대 원인입니다.
• 수온·조건화 — 수온이 다르면 침투 속도가 달라져 값이 흔들립니다. 규격 조건(통상 23°C)에서 물과 시료를 맞추고, 시료는 표준 온습도에서 조건화합니다.
• 기밀·누수 확인 — 실린더 아래로 물이 새면 흡수량이 실제보다 커집니다. 요철 있는 판지·골판지는 네오프렌 가스켓을 사용합니다.
• 측정 면(뒷면/앞면) 구분 — 종이는 앞뒷면의 사이징 상태가 다를 수 있습니다. 어느 면을 측정했는지 기록하고 비교 대상과 일치시킵니다.
• 적용 범위 확인 — 평량 50g/m² 미만, 흡수성이 매우 높은 종이, 엠보싱 종이는 ISO 535 적용 대상이 아닙니다.

정리 — 목적에서 시작해 장비로

흡수도 시험 선택도 언제나 '어떤 종이가, 얼마 동안, 어떤 액체에 노출되는가'에서 출발합니다. 일반적인 사이징·내수성 관리는 Cobb60, 접착·코팅처럼 젖음 시간이 긴 공정은 Cobb120, 골판지의 장시간 내수성은 Cobb1800으로 조건을 정합니다. 규격은 ISO 535·TAPPI T441(국내 KS M ISO 535)이 표준이며, 코브값이 작을수록 내수성이 높다는 원칙만 기억하면 결과 해석은 어렵지 않습니다.

장비는 표준 100cm² 실린더 + 10kg 롤러가 기본 구성이고, 소형 시편이 필요하면 25/10cm² 실린더 세트를, 반복 측정이 많으면 롤러·타이머 내장 반자동기를 선택합니다. 세경하이테크는 Gurley Cobb Sizing Tester 4180 시리즈와 Rycolab RL-SAC-A 반자동 Cobb 시험기를 공급합니다. 측정 소재와 시험 시간 조건(Cobb60/120/1800), 적용 규격(ISO 535 / TAPPI T441)을 알려주시면 현장에 맞는 실린더·롤러 구성을 안내해 드립니다.