그라비어 인쇄방식은 고속, 대롯트 인쇄에 적합한 사양이지만, 그라비어 분야에서도 소롯트화 경향이 현저하고, 2000~3000m 정도도 많이 활용되는 상황이 되었다. 다른 판방식과 마찬가지로 출판물, 카탈로그, 인쇄통판 카탈로그 등의 수요는 격감되어 그라비어 업계는 패키지 활용이 메인이 되었다. 수백 m부터 대량까지 스마트하게 처리하는 수단으로써 카오의 수성잉크기술을 활용하는 수성 잉크젯 프린터 FXIJ와  자동 레이저 그라비어 제판 시스템 NewFX3로 마켓에 대응하는 시스템화의 현상을보고하고자 한다. 글 ｜ 시게타 타츠오 주식회사 싱크 라보라토리 대표이사

 

 

자동레이저그라비어제판시스템

 

그라비어 제판의 자동화, 비용 삭감에 노력해 왔는데 NewFX3로는 특히 전 면인쇄, 뒷면인쇄 모두 하이라이트 전이특성을 대폭 개선했다

 

1)  하이라이트 적성이 개선됨으로써 해상도를 3200dpi에서 3200/12800dpi 의 고해상도화해 0~10%의 재현성, 돗트형상, 박판화 등의 개선으로 조각 품질을 능가하는 인쇄적성, 고화질화, 100~400m/분의 광범위한 인쇄속 도로의 안정성을 얻었다.

 

2)  대폭적인 비용삭감에 있어 조각판의 심도 40㎛에 대해 10~16㎛로 동등의 농도 레인지를 얻을 수 있다.

하이솔리드 잉크로는 250선/심도 C9㎛, MY11㎛, BW13㎛에 따라 30% 정도 잉크가 삭감된다.

표준잉크로는 175선/심도 CMYB 14㎛, W16㎛로 10~20% 잉크삭감이 가능하게 되었다.

저심도에서 전이 균일성에 의해 통상 유성 잉크에 하이솔리드 잉크로 250 선 고선수화가 가능하게 되어 동시에 대폭적인 잉크 삭감과 패키지 특유 의 겹침인쇄 색균일성 요구에 대응하는 고화질화를 실현했다.

더욱이 NewFX3로는 250선 제판에도 제판속도는 5분/m2정도로 고속이다.

이처럼 종래의 그라비어 개념을 뛰어넘는 기술의 실용화에 의해 당 제 판 시스템으로는 파일 작성비, 베이스 실린더를 제외한 제판 비용이 판면 1100mm, 원주 500mm의 실린더에 있어 5000엔/개 정도도 가능하게 되 었다. 이 비용은 설비비, 소모재료, 전력, 인건비 등의 총 러닝코스트가 포 함되어 플렉소 등의 다른 판식 보다 대폭적인 비용삭감이 가능하다

 

3)  당 제판 시스템으로는 2대의 로봇을 사용해 Cu 도금, 연마, 감재 코팅, 레 이저 노광, 현상, 에칭, Cr도금, Cr면 연마 등을 모두 자동화진행된다. 더욱이 64개의 실린더를 세트할 수 있고, 2라인을 한 명이 오퍼레이터 할 수 있으며, 야간 무인제판도 가능하다.    1인 최대 제판량은 160개/일 생산이 가능하다.

 

4)  배후 처리 완전 클로즈드화 (연마기 배수에서 Cu회수도 포함) 및 유해배 기 가스에 대해 2단계 미스트 스트러버를 통함으로써 주변환경, 작업환경 의 개선이 진행되었다. 그라비어 제판은 판면의 경도를 1000Hv 정도로 하기 때문에 6가 Cr이 사 용되고 있지만, 그 사용이 문제시되고 있다. 당사의 배수처리 시스템에는 이온 교환 수지를 사용해 100% 클로즈드화되어 있다.

 

5)  설비 공간 1/2, 제판전력 1/2, 장년 레이저 제판, 도금, 연마 등의 각 공정 은 크레인을 사용한 자동기가 이용되고 있지만, 반송시간의 단축, 공정기 기의 입체적인 배치에 의해 로봇을 2대 사용하고도 설비면적은 1/2이다. Cu, Cr 도금은 최적의 전극위치 자동설정으로 서보모터를 사용하는 등 전 극구조 개선 등으로 Cr 도금의 전류효율을 종래 18% 정도에서 NewFX3 은 24%까지 개선시켜, 종합적인 소비전력을 1/2까지 삭감했다. (표1)

 

6) 리모트 메인터넌스화 인터넷 회선으로 자동 레이저 그라비어 제판 시스템 NewFX3 시스템 동 작상황의 파악 및 고장 시의 리모트 메인터넌스로 복구할 수 있는 상황도 많아졌다. 내외 고객에 레이저, Cu, Cr 도금, 연마 등의 기기에 리모트 메인터넌스 서 비스를 실시해 왔지만, 약제 자동분석 관리, 소모재료 소비량에 대해서도 정확하게 정보를 얻을 수 있어 2017년부터 소비재료를 자동발송해 고객 측으로부터 각각 소모재료의 발주를 하지 않고 월간 실작업에 사용한 소 모재료 비용을 청구함으로써 비용삭감을 시도하고 있는 방향을 취하고 있 다.

 

수성잉크젯 프린터

 

그라비어 동등의 품질을 소량 제작할 수 있고, 식품 패키지 사용을 타겟으로 카오가 수성잉크를 개발해 당사가 수성 잉크젯 프린터를 개발했다.

 

1)  수성화 됨으로써 식품 패키지에 안심하고 사용할 수 있으며 그라비어 동등의 화질을 도모하고 있다.

2)  VOC는 그라비어 인쇄 시의 1/10 이하이고, 유성 그라비어, 수성 그라비어와 비교해도 0에 가깝다.

3)  무처리 수성 PET, 수성용 OPP 필름에 인쇄, 드라이 또는 무용제 라미네이트가 가능

4) 연속인쇄중에 패턴 변경 가능

5) 리모트 메인터넌스 대응

6) 여러 대를 1인이 조작 가능

 

 

7)  그라비어 제판공정에서의 교정인쇄를 FXIJ로 대행하고, 교정된 원고가 준 비된다. 당일 중에 수백~1000m 정도를 FXIJ로 인쇄할 수 있지만 그라비 어에서도 5개를 90~120분 제판하고, 신속하게 그라비어 인쇄를 시작할 수 있다.  1000~2000m 정도의 소롯트 리피트 오더도 FXIJ를 활용함으로써 고객 의 불량재고를 대폭 삭감하고 리피트 오더에 따른 소롯트 그라비어 인쇄대응이 10~20% 정도 삭감이 기대된다.

 

수성잉크젯 프린터문제

수성 잉크젯 프린터를 활용하는 중 아래의 개선이 필요함을 인식했다.

 

1) 수성 잉크의 건조속도 향상

완전 수성잉크이기 때문에 건조부하가 문제이고 30~100m/분 정도의 대 응에는 건조기구의 획기적인 개선이 필요하다.

2) 잉크비용, 관리비용

그라비어 잉크비용에 있어 3~5배 정도 비싼데, 그 삭감과 잉크젯 헤드의 롱라이프화

3) 패키지 다용도 전개에 각종 필름 대응

4) 전면인쇄 대응하는 내마모성

5) 라미네이트 및 제장화의 시간 단축과 경제적인 간이 시스템

 

자동 레이저 그라비어 제판 시스템 NewFX3와 수성 잉크젯 프린터 FXIJ의 프로젝트 타겟은 디자인 기획단계부터 양산에 합리적인 시스템화이다. 다품 종, 단납기, 소롯트화는 전 세계에서 진행되고 있으며, 종래 생산수단의 대응 은 곤란하며 식품 패키지를 안심하고 사용할 수 있는 Roll to Roll의 수성 잉 크젯 프린터이자 경제적인 자동제판 시스템이라는 두 가지 측면을 유효하 게 활용해 비즈니스 모델의 변화에 대응하는 용도의 창조를 기대하고 있다. 동시에 개발을 진행하고 있는 카오의 수성 잉크 그라비어 응용에 관해서 는 건조부하가 문제이지만 위험물이 아닌 인화성이 없는 수성 그라비어로 100~150m/분 정도로 테스트 중이다. 현재 실용화되어 있는 수성 그라비 어에는 25~30%의 알콜이 포함되어 있다. 완전수성 그라비어로는 인쇄속도 의 한계가 있지만 용제 건조형 인쇄방식으로 안전한 그라비어로의 이행이 가 능하다. VOC도 현재의 1/10 이하이며 대기오염에 가장 유효한 수단으로써 1~2년 내에 실용화를 목표로 개발 중이다.

 

<월간 PT 2018년 5월 호>