위의 다섯 가지 지관의 특성 중 가장 중요하게 생각하는 특성은 강성이다.
지오메트리와 강도 / 진직도는 측정이 간단하며, 이미 중요성이 충분히 알려져 있어서, 제품의 가격을 책정할 때 어느정도 반영이 되어지고 있으나, 강성의 경우 제품을 흔들림없이 권취하려고 할 때 가장 중요한 특성임에도 불구하고 간과하기 쉽기 때문이다.
강성은 일종의 탄성 변형으로 고속으로 회전시변위량이 발생하나 기계가 멈추었을 때는 원래 모습으로 돌아오기 때문에 강성의 이해가 부족하면 정확한 해결책을 찾기가 쉽지 않다. 일부 논문이나 참고자료에서는 E-module 이라고도 한다.
제품 권취시 주름이 발생한다던지, 기계에 진동이 발생한다면 강성부족을 의심해 봐야 한다.
강도란 제품이 파괴되어 제 기능을 하지 못하는 경우이다.
예를들어 다량의 필름이나 종이 및 기타 제품을 권취하였을 경우 지관이 찌그러진다거나, 지관이 최종 소비자에게 전달 및 보관되는 과정에서 변형이 되어 처킹시 지관이 장착되지 않는다면 강도가 부족한 경우라 할 수 있다.
강도가 부족한 경우는 문제가 바로 나타나지만 강성의 경우는 그렇지 못하다.
강성은 이해하려면 약간의 상상력을 발휘해야 하는데, 지관을 빠른 속도로 회전을 시킨다고 가정을 해보자. 지관의 중앙부위는 양쪽 처킹부위보다 더 큰 원을 그리면서 회전을 하게 된다.
강성이 높을수록 회전에 대한 변위가 작게 나타나기 때문에, 강성이 높은 지관을 사용해야 필름공장이나 제지공장에서 더 빠른 속도로 제품의 권취가 가능하다. 고속으로 회전시 주름이 발생거나 떨림이 발생한다면 강성이 낮은 것이 아닌지 확인해봐야 한다.
한가지 예를 더 들어보면, 다음 두 지관의 강도와 강성을 비교해 보자.
ⓐ내경 3” / 두께 15t
ⓑ내경 6” / 두께 15t
다른 조건이 동일할 경우 강도는 ⓐ가 강성은 ⓑ가 높다.
자동차 회사에서도 강도와 강성이 매우 중요하게 다뤄지고 있는데, 정면 또는 측면 충돌시 차마다 찌그러지는 정도가 제각기 다르다. 좋은 차는 덜 찌그러지는데 이런 차를 강도가 높은 차라고 이야기할 수 있다.
강성이 좋은 차는 급커브시 하체가 단단한 느낌을 주면서 고속주행시 발생하는 차체의 눈에 안보이는 움직임을 잡아주기 때문에 잡소리가 적다.
반면에 강성이 낮으면 엔진의 특정 RPM에서도 공진이 일어나면서 부르르 떠는 현상이 발생할 수도 있고, 장기간 사용시 차체 용접이나 떨어질 수도 있으며, 전체적으로 진동 및 소음에 취약하다.
자동차와 마찬가지로 지관도 강도가 부족한 경우는 눈에 쉽게 띄기 때문에, 문제가 있더라도 바로 개선이 될 수 있으나, 강성이 부족한 경우는 분석하는데 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 정확한 분석도 어렵다.
이러한 이유로 강성도 주기적으로 측정을 할 필요가 있으며, 지관의 강성을 조금씩 높여가야만 설비의 생산성을 높일 수 있다. 고가의 좋은 기계를 사다가 기계회사가 제시하는 속도로 사용하지 못하고 있다면 이 점을 참고하기 바란다.
동적 강성을 시험하는 장비는 준비시간도 오래 걸리고 가격도 비싸기 때문에 실행이 쉽지 않다. 경험에 비추어 볼 때, 정적 강성을 측정하더라도 상대 비교는 충분히 가능하다고 보기 때문에 나름대로 데이터를 확보하면서 강성을 높여나가는 것이 중요하다고 본다.
