필름·웹 장력 측정, 어떤 장력계(텐션미터)로 관리해야 할까?

필름에 주름이 잡히고, 웹이 옆으로 흐르는 사행이 생기고, 인쇄가 어긋나는(정합 오차) 현상 — 롤투롤 공정에서 만나는 이 문제들의 공통 원인은 웹 장력입니다. 장력이 낮거나 폭 방향으로 고르지 않으면 주름·사행이, 높으면 필름 늘어남·컬·파단이 생기고, 장력 변동은 곧 인쇄 어긋남과 권취 불량으로 이어집니다. 문제를 잡으려면 먼저 실제 장력을 재야 합니다. 이 글은 연포장·인쇄·컨버팅·제지 현장에서 소재 폭과 장력 수준에 맞는 필름·웹 장력계(텐션미터)를 고르는 방법을 정리한 선택 가이드입니다.

한눈에 보는 선택표 — 소재·용도별 필름·웹 장력계

웹 장력은 왜 N/cm(폭당 장력)로 관리하나

와이어나 로프는 총 장력(N·kgf)으로 말하지만, 필름·웹 같은 넓은 소재는 폭 1cm당 걸리는 힘, 즉 N/cm(또는 daN/cm)로 관리하는 것이 표준입니다. 같은 총 장력이라도 폭 500mm 필름과 1,000mm 필름이 받는 부담은 2배 차이가 나기 때문입니다. 환산은 간단합니다: 총 장력(N) = 폭당 장력(N/cm) × 소재 폭(cm). 공정 조건서가 총 장력으로 되어 있다면 폭으로 나눠 폭당 장력으로 바꿔 관리하면 소재·폭이 바뀌어도 같은 기준을 쓸 수 있습니다.

또 하나 중요한 것이 폭 방향 편차입니다. 평균 장력이 맞아도 왼쪽·가운데·오른쪽의 장력이 다르면 주름과 사행이 생깁니다. 그래서 웹 장력 진단은 한 점이 아니라 여러 위치를 측정해 편차를 보는 것이 핵심입니다.

측정 원리 — 3롤러 비삽입, 소재를 3°만 편향

휴대형 필름·웹 장력계는 3개 롤러가 달린 헤드를 주행 중인 소재 위에 가볍게 대기만 하면 됩니다. 중앙 롤러가 소재를 직선에서 약간(Tensometric은 3°) 편향시키고, 이때 걸리는 반력을 장력으로 환산합니다. 소재를 라인에서 빼거나 끼울 필요가 없는 비삽입 방식이라 라인을 세우지 않고 측정하고, 편향이 작아 얇은 필름도 손상되지 않습니다.

주의할 점은 소재별 교정입니다 — 소재의 두께·강성이 지시값에 영향을 주므로, 측정할 소재로 교정해야 실장력을 정확히 읽습니다. Tensitron은 소재 10ft(약 3m) 샘플로 맞춤 교정해 최대 10종 저장 + NIST 소급 성적서를 제공하고, Tensometric M160-N은 공장 교정 외 현장 고객 직접 교정도 지원합니다.

저장력 필름·테이프 — Tensometric M160-N (0~20 N/cm)

독일 Tensometric의 M160-N은 저장력 필름·테이프·직물 전용 장력계입니다. 0~20 N/cm 범위를 0.01 N/cm 분해능, ±1% 정확도로 측정하며, 폭당 장력(N/cm)을 바로 표시해 환산이 필요 없습니다. DMS-TENS-ST 표시기 일체형이라 센서 헤드를 소재에 대면 즉시 값이 뜨고 저장 기능도 갖췄습니다. 4개 볼베어링 롤러로 고속 주행에서도 안정적이며, 소재 편향각 3°로 얇은 필름도 손상 없이 측정합니다. 연포장·라미네이팅 라인의 저장력 관리, 여러 지점의 장력 편차 비교에 적합합니다.

광폭 웹의 위치별 진단 — Tensitron WX-1 (폭 8" 이상)

미국 Tensitron의 WX-1 Series는 폭 8인치(20cm) 이상, 두께 1/8인치(3.2mm) 이하의 광폭 평면 소재 전용 디지털 웹 장력계입니다. 0.5~1,000lb를 6개 모델(WX-25-1~WX-1000-1)이 나눠 커버하고 정확도는 ±2% Full-scale입니다. 특징은 4인치 연장 끝단의 접촉 롤러 — 웹 가장자리에서 안쪽까지 넣어 왼쪽·가운데·오른쪽의 국부 장력을 위치별로 측정할 수 있어, 폭 방향 장력 편차로 인한 주름·사행 진단에 바로 쓰입니다. 평균값 기능으로 주행 중 진동 오차를 제거하고, 아날로그·RS-232 출력과 NiMH 8시간 배터리를 갖췄습니다. 직물·종이·플라스틱 시트·금속박·컨베이어 벨트에 적용됩니다.

협폭 밴드·스트랩 — Tensitron BTX-1 (폭 4" 이하)

BTX-1 Series는 폭 4인치·두께 1/4인치까지의 좁고 평평한 소재 전용입니다. 0.51~500lb를 5개 모델(BTX-25-1~BTX-500-1)이 커버하고, lb/kg/daN 단위 전환·컬러바 그래픽·데이터 평균 기능을 갖춰 나일론 스트랩·안전벨트·협폭 폴리 웹·평 구동 벨트·소형 V벨트를 주행 또는 정지 상태에서 한 손으로 측정합니다. 소재별 맞춤 교정(최대 10종)과 NIST 소급 성적서가 기본입니다. 화물 결속용 타이다운·래칫 스트랩이라면 BTX가 아니라 스트랩 텐션메타(STX)가 맞는 선택입니다.

휴대와 설치를 겸용 — Tensometric M161 (10~500 daN)

M161은 용량형(capacitive) 센서를 내장한 전자식 장력 측정 유닛으로, 손에 들고 점검하다가 그대로 기계에 고정 설치해 상시 모니터링으로 전환할 수 있는 것이 특징입니다. 측정 범위 0~10 ~ 0~500daN(7단계), 측정 폭 50~400mm(7버전)에서 선택하고, MINI 710·KT874 표시기에 연결해 0~1V 아날로그 출력으로 기록계·PLC에도 연결됩니다. 필름·제지·인쇄·섬유의 연속 웹 공정에서 벨트·웹·테이프·리본의 장력 품질 관리에 사용됩니다. 처음부터 라인에 고정하는 인라인 센서·로드셀 방식이 필요하다면 설치형 텐션메타 라인업을 참고하세요.

제지 클로딩·펠트 — Tensometric M1160 (대형 헤드)

초지기의 클로딩·펠트·와이어(시브)·포일처럼 넓고 무거운 주행 소재는 대형 헤드 M1160으로 측정합니다. 0.1~19.99daN/cm(±1%, 분해능 0.01daN/cm)를 폭 25mm 센서 롤러로 재고, 나선형 홈 가공 외부 롤러로 고속 주행에서도 안정적입니다. 스플래시 방지(방수) 설계라 습한 초지기 환경에 적합하며, 클로딩 장력의 폭 방향 균일성을 점검해 지필 품질과 클로딩 수명을 관리합니다.

선택 기준 정리 — 4가지만 확인하면 됩니다

• ① 소재 폭 — 8인치 이상 광폭 웹은 WX-1, 4인치 이하 협폭 밴드는 BTX-1, 50~400mm 벨트·웹은 M161, 제지 클로딩 등 대형 웹은 M1160.
• ② 장력 수준·단위 — 연포장·라미네이팅의 저장력은 N/cm로 바로 읽는 M160-N(0~20 N/cm). 공정 기준이 폭당 장력인지 총 장력인지 먼저 확인합니다.
• ③ 점검용인가, 상시 감시용인가 — 휴대 점검·진단은 M160-N·WX-1·BTX-1, 점검+설치 겸용은 M161, 인라인 상시 감시는 설치형 텐션메타.
• ④ 교정·데이터 요건 — 소재별 맞춤 교정(측정 소재 샘플 필요), NIST 소급 성적서, RS-232·0~1V 아날로그 출력 필요 여부를 확인합니다.

정리 — 증상에서 시작해 장비로

주름·사행·인쇄 어긋남·권취 불량은 모두 장력의 문제이고, 해결의 첫걸음은 실측입니다. 저장력 연포장 필름이면 M160-N, 광폭 웹의 폭 방향 편차 진단이면 WX-1, 협폭 밴드·스트랩이면 BTX-1, 점검과 설치를 겸하려면 M161, 초지기 클로딩이면 M1160 — 소재 폭과 장력 수준에서 출발하면 장비 선택은 어렵지 않습니다.

세경하이테크는 독일 Tensometric과 미국 Tensitron의 필름·웹 장력계 전 라인업을 공급합니다. 소재 종류·폭·예상 장력 범위를 알려주시면 현장에 맞는 모델을 안내해 드립니다.