필름 공학 핵심: 헤이즈/글로스, 열수축, 핀홀, 블로킹, 슬립/안티블록 첨가제의 실제 영향

필름 품질 이슈는 “재료 문제”처럼 보이지만, 실제로는 재료(수지/첨가제)와 공정(압출·냉각·연신·권취)이 동시에 만든 결과입니다. 같은 PE/PP 필름이라도 헤이즈(흐림), 글로스(광택), 열수축, 핀홀, 블로킹(들러붙음) 같은 문제가 한 번에 바뀌는 경우가 많고, 그 배경에는 결정화 거동, 표면 마이크로 거칠기, 첨가제 이동(blooming), 권취 응력, 가스/이물, 냉각 조건이 얽혀 있습니다.

이 글은 현장에서 자주 나오는 5대 품질 항목(헤이즈/글로스, 열수축, 핀홀, 블로킹, 슬립/안티블록)을 “원인 → 측정/관찰 포인트 → 해결 방향”으로 바로 연결되도록 구성했습니다. 마지막에는 공정 조건과 첨가제 선택을 빠르게 점검할 수 있는 체크리스트와 FAQ를 넣었습니다.


목차

  1. 헤이즈/글로스가 갈리는 핵심 원리: 빛 산란 vs 표면/내부 구조
  2. 열수축의 본질: 배향(orientation)과 결정화가 만드는 “되돌아가려는 힘”
  3. 핀홀 원인 7가지: 재료·공정·설비 관점 분해
  4. 블로킹(들러붙음) 메커니즘: 표면 에너지와 첨가제 이동
  5. 슬립/안티블록 첨가제: 실제로 필름에서 벌어지는 일
  6. 현장 사례 3개: 증상으로 원인 좁히는 방법
  7. 체크리스트: 라인에서 바로 점검할 항목
  8. FAQ

1) 헤이즈/글로스가 갈리는 핵심 원리: 빛 산란 vs 표면/내부 구조

1-1. 헤이즈(haze)는 “빛이 퍼지는 정도”

헤이즈는 필름을 통과하는 빛이 직진하지 못하고 산란되어 “뿌옇게 보이는 정도”입니다. 산란은 크게 두 곳에서 생깁니다. (1) 표면의 미세 거칠기(마이크로 러프니스), (2) 필름 내부의 구조 차이(결정/비결정 경계, 기포, 이물, 상분리)입니다.

1-2. 글로스(gloss)는 “표면이 얼마나 거울처럼 반사하느냐”

글로스는 표면이 매끈할수록 증가하고, 거칠수록 감소합니다. 즉, 같은 재료라도 냉각 방식(캐스트 롤 접촉, 블로운의 공기 냉각), 권취 응력, 표면 첨가제 상태에 따라 크게 달라집니다.

1-3. 캐스트 vs 블로운에서 경향이 다른 이유

  • 캐스트 필름: 냉각 롤과의 접촉으로 표면이 매끈해지기 쉬워 글로스가 유리한 경우가 많음
  • 블로운 필름: 공기 냉각과 버블 안정성 변수로 표면 미세 요철이 늘어 헤이즈가 커지거나 글로스가 낮아질 수 있음

1-4. 헤이즈/글로스 트러블의 즉시 점검 포인트

  • 냉각 조건(롤 온도/접촉 상태, 에어링, 라인 속도) 변화가 있었는가
  • 슬립/안티블록 첨가제가 증가하거나 로트가 바뀌었는가(표면 거칠기·산란 증가)
  • 겔/이물/미세 기포가 증가했는가(내부 산란 증가)

2) 열수축의 본질: 배향(orientation)과 결정화가 만드는 “되돌아가려는 힘”

2-1. 열수축은 왜 생기나

필름은 생산 과정에서 늘어나며(연신 또는 유동에 의한 배향) 분자 사슬이 한 방향으로 정렬됩니다. 이 상태는 에너지가 높은 “긴장 상태”에 가깝고, 열을 받으면 사슬이 다시 무작위 상태로 돌아가려 하면서 수축이 발생합니다.

2-2. 열수축을 좌우하는 핵심 변수

  • 배향 정도: 배향이 클수록 수축 잠재력이 커짐
  • 결정화/열이력: 결정화가 진행되면 배향이 “고정”되거나, 특정 온도에서 급변할 수 있음
  • MD/TD 방향 차이: 공정 구조상 기계방향(MD)과 폭방향(TD) 수축이 다르게 나타나기 쉬움
  • 두께/냉각: 냉각이 빠르면 배향이 더 남고, 느리면 완화될 수 있음(수지별 차이 큼)

2-3. 현장 해석 팁

“수축률이 갑자기 바뀌었다”는 상황에서는 라인 속도/드로다운, 냉각 조건, 권취 장력 변경이 있었는지 먼저 확인하고, 그 다음 수지 분자량/결정화 거동(등급 변경, 첨가제 변경)을 추적하는 흐름이 효율적입니다.


3) 핀홀 원인 7가지: 재료·공정·설비 관점 분해

핀홀은 포장 신뢰성(가스·수분 차단, 누액)과 직결되는 치명 이슈입니다. 원인은 매우 다양하지만, 현장에서는 아래 7가지로 분해해 보면 진단이 빨라집니다.

  1. 겔/미용융 덩어리: 혼련 부족, 열이력 불량, 오염으로 발생
  2. 이물(금속, 탄화물, 먼지): 필터/스크린 관리, 설비 박리, 원료 취급 문제
  3. 미세 기포: 원료 수분, 휘발분, 과도한 전단/온도, 탈기 불량
  4. 다이 라인/다이 드룰(drool): 다이 립 오염, 온도 불균일, 분해물 축적
  5. 권취 손상: 장력 과다, 롤 결함, 주름(wrinkle)로 국부 응력 집중
  6. 냉각/응고 불안: 버블/웹 불안정으로 두께 극박 구간 형성
  7. 후공정 손상: 인쇄/라미/슬리팅에서 칼날/롤러 결함 또는 분진

핀홀은 “발생 위치”를 보면 힌트가 큽니다. 일정 간격으로 반복되면 롤러/다이/필터 같은 설비 주기성 원인을, 랜덤하게 흩어져 있으면 이물/겔/기포/원료 품질 쪽 원인을 우선 의심하는 방식이 실무에서 유효합니다.


4) 블로킹(들러붙음) 메커니즘: 표면 에너지와 첨가제 이동

4-1. 블로킹이란

권취된 필름이 서로 달라붙어 풀릴 때 뜯기거나, 표면이 손상되거나, 포장 공정에서 급지 불량이 나는 현상을 말합니다. 블로킹은 단순히 “끈적하다”의 문제가 아니라, 표면의 미세 구조(거칠기), 첨가제/저분자 성분의 표면 이동, 권취 압력과 온도, 보관 시간이 함께 만든 결과입니다.

4-2. 블로킹이 커지는 대표 조건

  • 권취 직후 필름이 아직 충분히 냉각/안정화되지 않은 상태에서 감겼을 때
  • 권취 장력이 높아 층간 압력이 큰 경우
  • 슬립 첨가제가 과도하거나, 특정 조합에서 표면에 과다 이동(blooming)하는 경우
  • 보관 온도가 높고 시간이 길어 표면 상태가 변화하는 경우

5) 슬립/안티블록 첨가제: 실제로 필름에서 벌어지는 일

5-1. 슬립(slip)은 “마찰계수(COF)를 낮추는 설계”

슬립 첨가제는 필름 표면 마찰계수(COF)를 낮춰 권취·가공·포장 기계에서 잘 미끄러지게 합니다. 중요한 점은 슬립 성능이 “혼합 직후”에 끝나는 것이 아니라, 시간이 지나며 첨가제가 표면으로 이동해(마이그레이션) 성능이 변할 수 있다는 것입니다.

  • 장점: COF 감소, 급지 안정, 가공성 향상
  • 리스크: 과다 이동 시 인쇄/접착 불량, 블로킹/오염, 표면 얼룩

5-2. 안티블록(anti-block)은 “표면 미세 거칠기”를 만든다

안티블록 첨가제는 필름 층과 층이 완전히 밀착하지 않도록 표면에 미세한 돌기(마이크로 스페이서 역할)를 형성해 블로킹을 줄입니다. 하지만 표면 거칠기를 의도적으로 만드는 것이기 때문에, 헤이즈 증가, 글로스 저하로 이어질 수 있습니다.

  • 장점: 블로킹 감소, 권취/급지 안정
  • 리스크: 헤이즈 증가, 글로스 감소, 표면 거칠기 상승

5-3. “슬립 vs 안티블록” 트레이드오프 실무 포인트

블로킹이 심하다고 안티블록을 올리면 외관(헤이즈/글로스)이 흔들릴 수 있고, COF가 높다고 슬립을 올리면 인쇄/접착이 불리해질 수 있습니다. 따라서 목표 품질을 먼저 우선순위로 정리한 뒤, 슬립/안티블록을 “한 쪽만” 올리기보다 공정 조건(냉각, 장력, 권취 온도)과 함께 최적화하는 것이 안전합니다.


6) 현장 사례 3개: 증상으로 원인 좁히는 방법

사례 1. 헤이즈가 증가하고 글로스가 떨어졌다

  • 증상: 전반적으로 뿌옇고 광택 저하
  • 가능 원인: 안티블록 증가/로트 변경, 냉각 조건 변화로 표면 거칠기 증가, 미세 기포/겔 증가
  • 해결 방향: 안티블록 종류/입도/함량 재검토, 냉각/롤 접촉 조건 복구, 필터/스크린 및 원료 건조 점검

사례 2. 열수축이 커져서 포장 후 변형이 생긴다

  • 증상: 열처리/실링 후 예상보다 수축, 치수 불량
  • 가능 원인: 라인 속도/드로다운 증가로 배향 증가, 냉각 변화로 배향 잔류, 등급 변경(결정화 거동 변화)
  • 해결 방향: 연신/드로다운 조건 조정, 냉각 조건 최적화, MD/TD 수축 분리 측정 후 공정 변수 매칭

사례 3. 블로킹이 심해 필름이 잘 안 풀린다

  • 증상: 권취 후 풀림 불량, 뜯김/표면 손상
  • 가능 원인: 권취 시 온도 높음(냉각 부족), 장력 과다, 슬립 마이그레이션/표면 오염, 안티블록 부족
  • 해결 방향: 권취 전 냉각 확보, 장력/압력 최적화, 슬립/안티블록 균형 재설계, 보관 조건(온도/시간) 관리

7) 체크리스트: 라인에서 바로 점검할 항목

  • 헤이즈/글로스 변화가 있으면 안티블록 로트/함량냉각 조건부터 확인
  • 열수축 변화가 있으면 라인 속도/드로다운, 냉각, 권취 장력 변화를 먼저 추적
  • 핀홀이면 발생 위치의 주기성 여부 확인(주기성=설비, 랜덤=원료/이물/기포 가능성)
  • 블로킹이면 권취 온도, 장력, 보관 조건과 함께 슬립/안티블록 균형 점검
  • 슬립 성능은 시간이 지나 변할 수 있어 제조 직후 vs 24~72시간 후 COF를 비교
  • 인쇄/접착 불량이 동반되면 슬립 과다 이동 또는 표면 처리(코로나) 상태를 함께 확인

FAQ

Q1. 헤이즈를 낮추려면 안티블록을 무조건 줄이면 되나요?

안티블록은 헤이즈를 올릴 수 있지만, 무조건 줄이면 블로킹이 악화될 수 있습니다. 먼저 헤이즈 증가 원인이 “안티블록”인지 “겔/기포/냉각”인지 분리한 뒤, 필요한 범위에서 안티블록 입도/종류/함량과 공정 조건을 함께 최적화하는 것이 안전합니다.

Q2. 슬립을 올리면 왜 인쇄가 안 되나요?

슬립 첨가제가 표면으로 이동하면 표면 에너지와 젖음성이 달라져 잉크/접착제가 퍼지지 않거나, 표면에 미세 오염막처럼 작동할 수 있습니다. 이 경우 코로나 처리 조건과 슬립 종류/함량, 시간 경과(마이그레이션)를 함께 봐야 합니다.

Q3. 블로킹은 보관 시간이 길수록 심해지나요?

조건에 따라 심해질 수 있습니다. 권취 압력, 보관 온도, 슬립 이동, 잔류 열이력에 의해 시간이 지나며 표면 상태가 변하고 층간 접촉이 강화될 수 있습니다. 특히 고온 보관이나 장력 과다는 블로킹을 악화시키는 방향으로 작동하기 쉽습니다.

Q4. 핀홀을 줄이기 위한 “첫 번째 조치”는 무엇인가요?

발생 패턴을 먼저 확인하는 것이 가장 빠릅니다. 주기성이 있으면 다이 립/롤러/필터 등 설비 원인을 우선, 랜덤이면 원료 건조, 필터/스크린 교체 주기, 이물 관리, 탈기/온도 조건을 우선 점검하는 흐름이 효율적입니다.

Q5. 캐스트 필름이 블로운보다 무조건 글로스가 좋은가요?

경향은 그렇지만 “무조건”은 아닙니다. 캐스트도 롤 표면 상태, 접촉 압력, 냉각 조건, 첨가제 조합에 따라 글로스가 흔들릴 수 있고, 블로운도 공정 최적화와 첨가제 설계에 따라 외관을 개선할 수 있습니다.


필름 품질 문제는 한 가지 변수로만 해결되지 않는 경우가 많습니다. 헤이즈/글로스는 표면과 내부 산란 요인을 분리해 보고, 열수축은 배향과 열이력을 중심으로, 핀홀은 패턴(주기성/랜덤)으로, 블로킹은 권취 조건과 표면 첨가제 이동까지 함께 봐야 재발을 줄이는 해결책으로 이어집니다.