인쇄물의 망점이 뭉개지는가, 코팅층이 고르게 앉는가, 장식지가 라미네이트 후 균일하게 나오는가 — 이 모든 문제의 출발점은 종이 표면이 얼마나 매끄러운가입니다. 눈으로 만져 보면 "매끄럽다"까지는 알 수 있지만, 로트 간 편차를 관리하고 클레임에 대응하려면 숫자가 있어야 합니다. 그 숫자를 만드는 시험이 평활도 시험(Smoothness Test)입니다. 이 글은 평활도를 어떤 방법으로 측정하고, 어떤 규격을 따르며, 어떤 장비를 골라야 하는지를 현장 관점에서 정리한 선택 가이드입니다.
3초 요약 — 종이·판지의 표면 평활도는 베크(Bekk) 방식으로 정해진 양의 공기가 새어 드는 시간(Bekk 초)을 재서 관리합니다. 규격은 ISO 5627·TAPPI T479·DIN 53107이며, 값이 클수록 매끄럽습니다. 거친 소재는 Bendtsen(ISO 8791-2)이 더 적합합니다.
평활도란 — 표면이 얼마나 매끄러운가
평활도(Smoothness)는 종이·판지 표면의 매끄러운 정도를 나타내는 물성으로, 인쇄적성을 좌우하는 핵심 지표입니다. 반대 개념은 조도(Roughness, 거칠기)입니다. 표면이 거칠면 인쇄 압력이 가해질 때 잉크가 미세한 골까지 전이되지 못해 망점 누락·농도 얼룩·미스팅이 생기고, 코팅·함침 공정에서는 도포량이 불균일해집니다. 반대로 지나치게 매끄러우면 잉크 건조나 마찰 특성에서 다른 문제가 생기므로, 평활도는 높을수록 좋은 값이 아니라 목표 범위로 관리하는 값입니다.
평활도는 두께나 평량으로는 알 수 없습니다. 같은 평량·같은 두께여도 캘린더 조건, 코팅 도공량, 원료 배합에 따라 표면 상태가 전혀 달라지기 때문입니다. 그래서 실제로 표면에 공기를 흘려 보내 얼마나 잘 새는지를 재는 공기 누출(air leak) 방식이 표준으로 자리 잡았습니다.
한눈에 보는 선택표 — 목적별 방법·규격·장비
| 알고 싶은 것 | 대상 소재 | 대표 규격 | 해당 방법·장비 |
|---|---|---|---|
| 인쇄용지·코팅지 표면 평활도 | 인쇄용지·코팅지·아트지 | ISO 5627 · TAPPI T479 · DIN 53107 | Bekk 방식 — emco GPR |
| 매우 매끄러운 표면의 미세 편차 | 고광택 코팅지·특수지 | ISO 5627 | Bekk 표준 모드(380mL) — emco GPR |
| 측정 시간이 너무 긴 시료 | 고평활 코팅지 | ISO 5627 | Bekk 고속 모드(38mL) — emco GPR |
| 거칠고 통기성 큰 표면 | 신문지·크라프트·거친 판지 | ISO 8791-2 (Bendtsen) | Bendtsen 조도 — 유량(mL/min) 측정 |
| 인쇄 압력 조건의 실제 조도 | 인쇄용지 (프레스 모사) | ISO 8791-4 (PPS) | Parker Print-Surf |
| 평활도+투기도 동시 관리 | 인쇄용지·코팅지 | TAPPI T536/T538 · T460 | Gurley H-P-S(4250N) · 덴소미터 |
| 장식지 5개 항목 자동 동시 측정 | 장식지·라미네이트 원지 | 사내 QC 자동화 | emco PPA decor |
Bekk 초(Bekk seconds) — 결과를 어떻게 읽나
베크 방식 평활도 시험의 결과는 하나의 값, Bekk 초(Bekk seconds)로 정리됩니다. Bekk 초는 규정된 감압 조건에서 정해진 양의 공기가 유리면과 시료 표면 사이 틈을 통과하는 데 걸리는 시간(초)입니다.
값이 클수록 공기가 새어 들 틈이 적음 = 표면이 더 매끄러움(평활도 높음)
여기서 방향을 헷갈리면 안 됩니다. Bekk 초는 클수록 매끄럽고, 뒤에 나올 Bendtsen 값(mL/min)은 클수록 거칩니다. 같은 표면을 두 방법으로 재면 값의 크기 방향이 정반대이므로, 사내 스펙과 고객 요구 스펙이 서로 다른 규격을 쓰고 있지는 않은지 먼저 확인해야 합니다.
또한 Bekk 초는 같은 측정 조건에서만 비교할 수 있는 상대값입니다. 측정 체적(표준 380mL / 고속 38mL), 클램핑 압력, 측정 면적, 대기 조건이 다르면 같은 시료라도 값이 달라집니다. 로트 비교·공급사 비교를 할 때는 반드시 동일한 모드와 조건에서 측정한 값인지 확인하십시오.
어떻게 측정하나 — 베크(Bekk) 방식의 원리
Bekk 시험은 매끄럽게 연마한 원형 유리판 위에 시료를 올리고, 10kg 추로 약 100kPa(약 1kgf/cm²)의 클램핑 압력을 가해 밀착시키는 것에서 시작합니다. 측정 면적은 10cm²입니다. 그다음 진공 탱크를 감압해 두고, 유리면과 시료 표면 사이의 미세한 틈으로 공기가 새어 들어가게 합니다. 규정된 양의 공기가 들어가 진공도가 정해진 수준까지 회복되는 데 걸린 시간이 곧 Bekk 초입니다.
원리가 단순한 만큼 조건 관리가 결과를 좌우합니다. 온도·기압이 달라지면 공기의 거동이 달라져 같은 시료도 다른 값이 나오고, 습도는 종이 자체의 표면 상태를 바꿉니다. 그래서 최신 장비는 온도·기압을 자동 보정하고 습도 센서로 대기 조건을 기록합니다. 시험실 환경은 규격이 정한 조건화 상태(예: 18~25°C·30~70% RH의 사용 환경)를 유지하는 것이 전제입니다.
Bekk 방식이 잘 맞지 않는 소재
ISO 5627은 매끄러운 종이·판지에 특히 권장되는 반면, 다음 소재에는 권장되지 않습니다.
- 두께 0.5mm를 초과하는 두꺼운 재료 — 유리면 밀착이 균일하게 이뤄지지 않습니다.
- 공기 투과성이 매우 큰 종이·판지 — 표면 틈이 아니라 종이를 관통해 공기가 새어 결과가 왜곡됩니다.
- 신문지·거친 종이와 판지 — 공기가 순식간에 빠져나가 값이 지나치게 짧아지고 분해능이 떨어집니다.
반대로 표면이 아주 매끄러우면 측정 시간이 대단히 길어집니다. 코팅지의 Bekk 값은 수백~수천 초 범위까지 올라갈 수 있어, 표준 모드만으로는 QC 회전이 나오지 않습니다. 이 문제를 푸는 것이 뒤에 설명할 고속 모드입니다.
다른 평활도·조도 방법과의 차이 — Bekk / Bendtsen / PPS
모두 공기 누출 방식이지만 무엇을 재는가가 다릅니다.
| 방법 | 측정량 | 규격 | 값의 방향 | 적합 소재 |
|---|---|---|---|---|
| Bekk (베크) | 공기 통과 시간 (Bekk 초) | ISO 5627 · TAPPI T479 · DIN 53107 | 클수록 매끄러움 | 매끄러운 인쇄용지·코팅지 |
| Bendtsen (벤트젠) | 공기 유량 (mL/min) | ISO 8791-2 | 클수록 거침 | 거칠고 통기성 큰 종이·판지 |
| PPS (Parker Print-Surf) | 인쇄 압력 모사 조도 (μm) | ISO 8791-4 | 클수록 거침 | 인쇄 조건 재현이 필요한 인쇄용지 |
| Sheffield | 공기 유량 | TAPPI T538 | 클수록 거침 | 북미 규격 대응 인쇄용지 |
Bendtsen은 일정 압력에서 시료 표면과 측정 링 사이로 빠져나가는 공기 유량을 mL/min으로 잽니다. ISO 8791-2:2013은 가변 면적형 시험기 기준 약 5~3,000mL/min, 전자식 시험기 기준 약 50~5,000mL/min 범위의 종이·판지에 적용됩니다. 즉 Bekk가 잘 못 보는 거친 영역을 Bendtsen이 담당합니다.
PPS는 실제 인쇄기의 압력 조건을 모사해 조도를 μm로 표현하므로, 인쇄 현장의 문제와 상관성을 보고 싶을 때 씁니다. 결론적으로 소재의 평활 수준과 고객이 요구하는 규격이 방법을 결정합니다. 코팅지·아트지·장식지 중심의 국내 인쇄·제지 QC에서는 Bekk(KS M ISO 5627)가 가장 널리 쓰이는 기준입니다.
평활도 시험기(emco GPR) — 표준 장비
EMCO emcoGPR은 Bekk 방식의 정확성은 유지하면서 측정 시간 문제를 해결한 평활도 시험기입니다. 핵심은 전자 제어 가변 볼륨 챔버로, 별도의 밸브 없이 챔버 체적을 바꿔 표준 모드와 고속 모드를 한 대에서 제공합니다. 고평활 코팅지처럼 표준 모드로는 시간이 오래 걸리는 시료를 1/10 체적의 고속 모드로 측정해 QC 회전율을 크게 높일 수 있습니다.
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 측정 항목 | 평활도(Smoothness) — Bekk 초 |
| 측정 방식 | Bekk — 유리판과 종이 사이로 흐르는 공기 시간(초) 측정 |
| 측정 범위 | 15 ~ 600 Bekk s |
| 표준 모드 | 볼륨 380 mL → 10 mL · 작동 범위 15 ~ 1,400 Bekk s |
| 고속 모드 | 볼륨 38 mL → 1 mL · 작동 범위 80 ~ 1,400 Bekk s |
| 클램핑 | 10 kg 추 → 100 kPa 자동 적용 |
| 보정 | 온도·기압 자동 보정 · 습도 센서 내장(대기 조건 기록) |
| 통계 처리 | 5개 샘플 평균·표준편차·최대·최소 |
| 검증 모드 | 기밀성(Tightness) 및 측정 다이 검증 |
| 사용 환경 | 18 ~ 25°C · 30 ~ 70% 상대 습도 |
| 전원 / 압축 공기 | 230 V / 50 Hz · 압축 공기 불필요 |
| 치수 / 중량 | 500 × 400 × 520 mm · 45 kg |
| 데이터 출력 | RS232 (PC 또는 프린터 연결, 옵션) |
| 적용 규격 | DIN 53107 · TAPPI T-479 om 91 · ISO 5627 |
압축 공기가 필요 없다는 점은 시험실 설치 관점에서 의외로 큰 차이입니다. 에어 라인이 없는 실험실에도 전원만으로 설치할 수 있고, 에어 품질(수분·오일)에 따른 측정 편차 요인도 사라집니다.
장식지·특수지 라인이라면 — PPA decor
장식지(Décor Paper)·라미네이트 원지 생산 라인처럼 평활도 하나만 보는 게 아니라 여러 항목을 함께 관리해야 한다면 통합 자동 측정 시스템이 답이 됩니다. emco PPA decor는 310mm 스트립 한 번의 측정으로 그라마지·두께·Bekk 평활도·Gurley 투기도·온습도 5개 항목을 자동 동시 취득합니다. 평활도 단품 시험기와 자동화 시스템 중 무엇을 고를지는 측정 항목 수와 시료 처리량이 결정합니다.
측정 시 확인할 것
- 규격부터 확정 — Bekk(초)와 Bendtsen(mL/min)은 값의 방향이 반대입니다. 고객 스펙이 어느 규격 기준인지 먼저 맞추지 않으면 숫자 자체가 무의미해집니다.
- 모드를 통일 — 표준 모드(380mL)와 고속 모드(38mL)를 섞어 쓰면 로트 간 비교가 깨집니다. 관리 항목별로 모드를 고정하십시오.
- 앞면·뒷면 구분 — 종이는 와이어면과 펠트면의 평활도가 다릅니다. 어느 면을 인쇄면으로 쓰는지에 맞춰 측정면을 지정하고 기록해야 합니다.
- 유리면 상태 점검 — 측정 유리판에 흠집·이물·잉크 전이가 있으면 값이 낮게 나옵니다. 기밀성(Tightness) 검증 모드로 주기적으로 확인합니다.
- 조건화·환경 기록 — 온습도가 종이 표면과 공기 거동을 모두 바꿉니다. 자동 보정 기능이 있어도 시료 조건화는 규격대로 수행하고 대기 조건을 함께 남깁니다.
- 시료의 주름·눌림 — 취급 중 생긴 눌림 자국은 표면 상태를 바꿉니다. 재단 후 측정면을 만지지 않고 평평하게 유지합니다.
정리 — 목적에서 시작해 장비로
평활도 시험의 선택도 '어떤 소재의, 어느 정도 표면 상태를 관리하고 싶은가'에서 출발합니다. 매끄러운 인쇄용지·코팅지·장식지는 베크(Bekk) 방식으로 Bekk 초를 관리하고, 값이 클수록 매끄럽습니다. 규격은 ISO 5627(KS M ISO 5627)·TAPPI T479·DIN 53107이 표준이며, 거칠고 통기성이 큰 소재는 Bendtsen(ISO 8791-2), 인쇄 압력 조건 재현이 필요하면 PPS(ISO 8791-4)로 방법을 바꿉니다. 장비는 측정 시간(고속 모드 유무)과 보정·기록 기능이 실질적인 선택 기준이 됩니다.
세경하이테크는 EMCO의 Bekk 평활도 시험기 emcoGPR과 장식지 자동 측정 시스템 PPA decor를 공급합니다. 측정하려는 소재와 예상 평활도 수준, 적용 규격(ISO 5627 / TAPPI T479 / DIN 53107)을 알려주시면 현장에 맞는 모델과 측정 모드 구성을 안내해 드립니다.
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