리본 슬리팅 기계의 장력 조정을 위한 주요 데이터

열전사 리본 생산에서 슬리팅 공정의 품질은 최종 인쇄 결과에 직접적인 영향을 미칩니다. 장력 제어는 슬리팅 공정에서 가장 중요하면서도 간과하기 쉬운 변수입니다. 리본의 PET 기판 필름 두께는 일반적으로 4.5~10μm에 불과하여 장력 변화에 매우 민감합니다. 장력이 과도하면 기판 필름이 늘어나고 변형되어 잉크층에 미세 균열이 발생하고, 이로 인해 분말이 떨어지거나 흰색 인쇄선이 나타납니다. 반대로 장력이 너무 낮으면 리본이 느슨해지고 주름이 생기며, 고르지 않게 말리고 단면이 구불구불해집니다. 본 글에서는 장력 조정에 필요한 핵심 데이터에 초점을 맞춰, 다양한 리본 재질에 대한 매개변수 범위, 영역별 제어 전략, 그리고 일반적인 문제 해결 방법을 체계적으로 검토합니다.

1. 다양한 리본 재질에 대한 장력 기준 데이터

리본의 종류에 따라 물리적 특성이 크게 다르므로 장력 매개변수를 "일률적으로" 적용해서는 안 됩니다. 아래는 업계 관행을 바탕으로 정리한 권장 장력 범위입니다.

핵심 원칙은 "최소한의 장력"입니다. 즉, 가능한 가장 작은 장력 값을 사용하여 기본 필름의 늘어짐 위험을 최소화하면서 매끄러운 리본이 미끄러짐이나 편차 없이 부드럽게 움직이도록 하는 것입니다.

2. 3분할 구역 설정을 위한 차별화된 제어 매개변수

슬리팅 라인 전체가 "단일 장력 값으로 일관되게" 제어되는 것은 아닙니다. 우수한 장력 제어 솔루션은 장비를 세 개의 독립적인 제어 영역으로 나누고, 각 영역에 대해 다음과 같은 목표 장력 설정 전략을 적용합니다.

• 휴식 공간:감소하는 장력 곡선을 사용합니다. 롤 직경이 감소함에 따라 내부층의 이완이나 재료 늘어짐을 방지하기 위해 장력도 그에 맞춰 감소해야 합니다. 초기 장력은 기준값으로 설정되며, 롤 직경의 감소하는 스케일에 따라 자동으로 조정됩니다.

• 슬리팅 영역이 영역에서는 리본이 홈을 통과할 때 마찰 저항이 가장 크기 때문에 안정적인 절단을 유지하려면 약간 더 높은 장력이 필요합니다. 일반적으로 풀림 영역의 장력보다 10~15% 낮게 설정하며, 순간적인 변동을 흡수하기 위해 플로팅 롤 완충 장치가 추가됩니다.

• 와인딩 구역테이퍼 감소 제어 전략을 사용합니다. 초기 장력은 슬리팅 영역 장력의 120%로 설정되며, 권선 직경이 증가함에 따라 80%까지 선형적으로 감소합니다. 이는 외층이 너무 팽팽해져 내층을 압착하는 것을 방지하고, "국화심" 권선 패턴을 형성하지 않도록 하여 완성된 롤의 내층과 외층 사이의 경도를 일정하게 유지하고 거울처럼 평평한 가장자리를 보장합니다.

3. 폐루프 제어 시스템의 정확도 지표

기존의 개방형 제어 방식(예: 자석 분말 클러치의 수동 조정)은 코일 직경 변화로 인한 장력 변동에 제대로 대응하지 못하며, 변동폭이 ±10%에 달합니다. 최신 고정밀 슬리팅 기계는 일반적으로 3단계 독립형 폐쇄형 장력 제어 시스템을 채택하고 있습니다.

PLC와 PID 알고리즘을 통한 동적 조정을 통해 고급 모델은 장력 변동을 ±0.5N 이내로 제어할 수 있으며, 장력 센서의 정확도는 ±0.1N에 달합니다. 일부 고급 모델은 가속 및 감속 시 가속도 피드포워드 보상을 도입하여 출발/정지 순간의 급격한 장력 변화를 방지합니다.

4. 장력 불안정 문제 해결 및 주요 데이터 보정

전압 변동이 발생할 경우 "전기적 문제보다 기계적 문제를 우선적으로 해결하고, 부하 전 무부하 상태를 점검하라"는 문제 해결 원칙을 따르는 것이 좋습니다. 주요 교정 데이터 표준은 다음과 같습니다.

기계적 결함(고장 원인의 60% 이상을 차지):

• 가이드 롤러의 평행도 오차는 0.05mm/m 이내로 제어해야 합니다. 그렇지 않으면 리본에 측면 방향 힘이 발생하여 양쪽에 불균등한 장력이 생길 수 있습니다.

• 팽창축의 공기압은 0.5~0.6MPa로 유지하는 것이 좋으며, 압력계 바늘이 흔들리지 않아야 합니다. 가스 회로에 압력 안정화 밸브를 설치해야 합니다.

• 일관된 ​​측정값을 얻으려면 압력 롤러 양쪽의 압력을 압력계를 사용하여 나란히 측정해야 합니다.

전기 및 파라미터 최적화:

• 자석 분말 클러치 작동1년 이상 사용 후 자성 분말이 침전되어 뭉칠 수 있습니다. 이 경우 "자성 분말 활성화"를 실시할 수 있습니다. 활성화하려면 필름이 침투하지 않도록 하고, 저속으로 공회전시키면서 정격 전류의 50%로 10~15분간 작동시키십시오.

• PID 파라미터 튜닝 참고 자료: 작은 비율(P=10-20%)로 시작하여 점진적으로 증가시켜 미세한 등진폭 진동이 나타날 때까지 기다린 후 다시 감소시킵니다. 적분 시간은 5초부터 시작하여 점차 감소시킵니다. 미분값은 적분 시간의 1/8~1/4로 설정합니다.

• 가속 및 감속 램핑 시간:가속 시간은 3~5초, 감속 시간은 4~6초로 설정하는 것이 좋으며, 기기의 관성에 따라 미세 조정을 할 수 있습니다.

결론

장력 조정을 위한 "만능 공식"은 없습니다. 핵심은 다양한 리본 재질의 "성질"을 이해하고, 구간별로 차별화된 제어 방식을 구축하며, 폐루프 제어 시스템을 활용하여 변동을 정밀한 범위 내로 유지하는 데 있습니다. 기업에서는 각 리본 유형별로 공정 매개변수 데이터베이스를 구축하고, 최적 장력 값, 테이퍼 곡선, 가속/감속 시간을 표준화하여 "원클릭 호출"이 가능하도록 하는 것이 좋습니다. 이는 수율을 향상시키고 불량률을 줄이는 가장 효과적인 방법입니다.