데비 맥키건이 산업용 텍스타일 인쇄의 미래와 디지털 인쇄가 환경 발자국을 줄이는 데 어떤 이점이 있는지 설명합니다.

 

전통적인 텍스타일 스크린 인쇄 산업은 전 세계 인쇄 직물 생산량의 94% 이상을 차지합니다. 디지털 기술은 현재 산업용 텍스타일 인쇄의 미래로 널리 알려져 있지만 나머지 6%를 차지하는 것으로 추정되며, 디지털 인쇄 기계가 점차 영향을 미치고 있지만 효율성을 극대화하고 환경 발자국을 줄이려면 아직 갈 길이 멀다. 산업용 싱글 패스 디지털 텍스타일 인쇄기인 EFI-Bolt는 최근 5천만 미터 인쇄를 돌파하며 디지털 장비를 사용한 산업용 텍스타일 생산의 미래를 제시하고 있습니다.

전통적인 섬유 인쇄 시스템은 물과 에너지 소비가 많다는 것은 잘 알려져 있습니다. 예를 들어, 최근 아날로그 섬유 생산 시스템은 연간 약 930억 입방미터의 물을 사용하는 것으로 추산되었습니다. 이 물의 대부분은 지역 수위에서 취수되며, 전 세계적으로 물이 부족한 지역에서 문제를 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 전 세계 산업 수질 오염의 20% 이상이 섬유의 염색과 처리로 인해 발생합니다. (엘렌 맥아더 재단).

아날로그 스크린 인쇄와 비교했을 때 모든 디지털 텍스타일 인쇄 시스템은 비교적 물을 사용하지 않습니다.

리서치 앤 마켓의 최근 보고서(2021년 3월)에 따르면 디지털 텍스타일 인쇄 시장의 성장에 영향을 미치는 주요 요인으로는 요소 및 VOC가 없는 인쇄 잉크와 같은 친환경 소모품을 사용하는 지속 가능한 텍스타일 인쇄 관행으로의 전환이 꼽혔습니다. 또한 디지털 인쇄 기술의 채택을 촉진하는 요인 중 일부에는 에너지 및 물 효율성과 화학물질 낭비 감소도 포함되었습니다.

물은 희소하고 귀중한 자원인 만큼 이 분야에서 혁신은 계속되고 있습니다. 생산 공정을 간소화하여 불필요한 물 사용을 줄이는 것이 무엇보다 중요합니다. 따라서 안료 잉크는 디지털 기술과 결합하면 효율적인 솔루션을 제공합니다. 원스텝 생산은 한 걸음 더 나아가 직물의 사전 코팅과 사후 마무리가 필요 없습니다. 코닛 디지털은 잉크젯 기술을 사용하여 잉크가 도포되는 대로 원단 표면에 인라인으로 코팅한 다음 한 번에 건조하는 원스텝 프로세스인 코닛 프레스토를 제공합니다. 고품질 인쇄는 후지필름 – Dimatix 스타파이어 프린트 헤드를 사용하여 이루어지며 낭비 없이 밀리미터 단위의 정확한 인쇄 마크를 생성합니다.

디지털 텍스타일 인쇄는 산업용 물 사용량을 95%까지 절약할 수 있으며, 에너지 소비를 75%까지 줄일 수 있어 자원과 섬유 폐기물을 최소화할 수 있습니다(Advanced Market Analytics).

그 주된 이유는 디지털 인쇄 프로세스 자체에 있습니다:
디지털 프린트 헤드에서는 잉크가 도포될 때 극복해야 할 물리적 힘이 훨씬 작습니다. 압전 프린트 헤드는 전하가 프린트 헤드 내부의 진동판을 작동시킨 후 잉크 방울을 생성합니다. 각 잉크 방울은 인쇄되는 디자인의 세부 사항과 관련된 전자 전하에 따라 정확한 시간에 정확한 양의 잉크로 구성됩니다. 예를 들어, Epson ML8000의 Epson Precisioncore 프린트헤드는 한 방울당 1.5피코리터의 잉크를 분사하여 인쇄하는 디자인이나 패턴의 전자 이미지를 정확하게 복제할 수 있습니다.

캡션: 엡손 프리시전코어 프린트헤드. 이미지 출처: Epson.

프린트 헤드 설계의 혁신에 힘입어 디지털 텍스타일 기계의 인쇄 속도가 빨라졌습니다. 리코 TH5241은 1280개의 노즐에서 정밀한 1200dpi를 생성하며, 교세라 KJ4 EX는 구조의 강도와 견고함을 이용해 미세한 물방울을 생성하여 고품질의 인쇄를 빠르게 구현합니다. 2002년형 프린트헤드를 장착한 XAAR은 최대 36kHz의 훨씬 더 높은 발사 주파수를 사용할 수 있는 프린트헤드의 모든 기능을 사용하여 720dpi에서 분당 최대 75미터의 인쇄 속도를 크게 향상시켰습니다. 이러한 속도와 정밀도의 조합으로 물과 에너지의 경제성이 창출됩니다.

결과적으로 디지털 텍스타일 인쇄의 평균 물 소비량은 미터당 5-9cc로 회전식 또는 평면 스크린을 통해 직물에 인쇄할 때 소비되는 미터당 50-60cc의 많은 양의 액체와 대조를 이룹니다. 스크린 인쇄는 인쇄할 디자인의 색상 분리에서 새겨진 인쇄 잉크 에멀젼을 스크린의 메쉬를 통해 물리적으로 강제로 통과시켜야 하기 때문입니다.
스크린 인쇄에서 인쇄 에멀젼의 요변성 회수율은 에멀젼이 스크린 인쇄 메쉬를 통과할 때 발생하는 엄청난 전단력에 저항하기 위해 필수적이며, 이는 부피 분산이 효과적인 복잡한 제형 화학을 통해서만 달성할 수 있기 때문에 디지털 인쇄와 비교할 때 아무리 미세하거나 정확한 조각을 하더라도 본질적으로 투박한 공정입니다. 또한 잉크 에멀젼의 점도는 스크린 메시와 디자인 복잡성에 따라 색상마다 달라져야 합니다.

인쇄 실행 중에 색상과 인쇄 마크를 일관되게 보존하려면 점도가 제어된 안정적인 에멀젼이 필요하므로 이를 유지하는 것이 스크린 인쇄 공정의 품질에 매우 중요합니다. 간단히 말해, 스크린 인쇄 방식 자체는 정밀하지 않은 물리적 공정으로 만족스러운 인쇄물을 얻기 위해 부피 중심의 화학적 안정화에 크게 의존하기 때문에 많은 양의 수성 잉크 에멀젼을 소비합니다.

디지털 텍스타일 프린터와 로터리 스크린 프린터의 실제 물리적인 차이 외에도 디지털 텍스타일 인쇄에서 건조해야 하는 물의 양이 훨씬 적기 때문에 기존 스크린 인쇄에서 사용되는 에너지의 일부만으로 건조한 원단을 얻을 수 있습니다.

환경에 대한 소비자의 관심이 점점 더 높아지면서 친환경 인증은 매우 중요해졌습니다. 디지털 텍스타일 인쇄는 원단에 잉크를 정밀하게 전달하여 아름다운 원단과 패턴을 만드는 데 최소한의 물만 사용하도록 보장합니다. 정밀성과 절약을 결합하여 사실상 물을 사용하지 않는 디지털 텍스타일 공정은 소비자와 환경 보호론자 모두에게 점점 더 매력적으로 다가오고 있습니다.

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