모든 잉크에 단 하나의 잉크? 섬유 인쇄의 안료 탐구

디지털 텍스타일 프린팅은 다양한 소재에 특정 잉크가 필요하기 때문에 복잡성에 직면합니다. 업계는 범용 잉크를 찾고 있으며, 특히 안료 잉크는 잠재력을 가지고 있습니다. 전통적으로 천연 섬유에 주로 사용되어 왔지만, 최근에는 적용 범위 확대, 전/후처리 감소를 통한 공정 간소화, 지속가능성 향상을 목표로 발전하고 있지만, 의류의 촉감과 같은 과제는 여전히 남아 있습니다.

직물에 디지털 인쇄를 적용할 때 어려운 점 중 하나는 '직물'이라는 용어가 너무 광범위하여 여러 가지 서로 다른 소재를 포괄할 수 있다는 것입니다. 각 직물 종류마다 해당 직물의 섬유와 결합하도록 개발된 잉크 종류가 있습니다. 예를 들어 폴리에스터는 승화 잉크로 인쇄하는 것이 가장 좋지만, 실크에는 산성 잉크가 가장 좋은 결과를 냅니다.

즉, 대량의 직물을 인쇄하는 사람이라면 면, 폴리에스터, 실크, 울 등 주요 직물에 맞는 솔루션을 확보하기 위해 여러 대의 프린터에 투자해야 합니다. 대부분의 업체는 폴리에스터와 면을 혼합한 폴리코튼과 같은 다양한 혼방 소재를 포함하여 더 다양한 직물에 대응할 수 있도록 잉크 세트를 재구성하는 방식으로 대응해 왔습니다. 하지만 여전히 가장 중요한 것은 모든 직물에 인쇄할 수 있고 전처리와 후처리가 필요 없는 단일 잉크 세트라는 아이디어입니다. 지난 5년 동안 직물 안료 잉크가 바로 그러한 기능을 수행할 수 있는지에 대한 논의가 활발히 진행되어 왔습니다.

섬유 안료 잉크는 오랫동안 면과 같은 천연 섬유에 인쇄하는 데 사용되어 왔습니다. 하지만 다양한 섬유 잉크 중에서 범용 잉크로 개발하기 가장 쉬운 잉크입니다. 사실 안료 잉크라는 용어는 다소 오해의 소지가 있습니다. 대부분의 잉크는 안료 입자를 착색제로 사용하기 때문입니다. 따라서 잉크 종류를 구분하는 것은 다른 성분들입니다. 대부분의 섬유 안료 잉크는 개별 색소 입자를 결합제와 함께 합성 수지에 캡슐화한 후, 수용성 캐리어 액체에 현탁합니다. 잉크를 분사한 후 열을 가하면 수분이 증발하고 수지가 녹으면서 안료가 재료 표면에 접착됩니다.

기판에 어떤 형태로든 전처리나 프라이머를 도포하는 것이 여전히 필요합니다. 이는 잉크 방울이 표면에 잘 고정되고 최종 경화 단계 전에 도트가 번지는 것을 방지하는 역할을 합니다. 초기 섬유 안료 잉크의 문제점 중 하나는 여러 번의 세탁 주기를 견디는 데 어려움을 겪었고, 색상이 소비자가 수용할 수 있는 속도보다 훨씬 빠르게 변색되는 경향이 있었다는 것입니다. 전처리 품질 향상으로 전반적인 세탁 견뢰도가 향상되어 최종 그래픽은 여러 번의 세탁 주기를 견뎌내면서도 색상이 손상되지 않습니다.

EFI Reggiani는 EcoTerra Gold와 같은 프린터용 섬유 안료 잉크 제품군을 개발했습니다.©Nessan Cleary

안료 잉크의 주요 장점 중 하나는 세탁이나 다림질과 같은 인쇄 후 단계가 필요 없다는 것입니다. 여기에는 여러 가지 장점이 있습니다. 우선, 시간 절약이 가능한데, 이는 특히 온디맨드 환경에서 매우 중요합니다. 또한, 추가 공정을 수행하려면 직원이 필요하므로 인건비가 증가합니다. 하지만 의류 생산량이 가장 많은 아시아를 포함한 신흥 국가에서는 시간과 인건비 절감이 큰 문제가 되지 않습니다.

그럼에도 불구하고, 지속가능성 관점에서 보면 마무리 단계를 없애는 것이 여전히 타당합니다. 디지털 인쇄 섬유는 일반적으로 물을 덜 사용하고 유출수로 인한 수로 오염 가능성이 적기 때문에 기존 방식보다 환경 친화적입니다. 그러나 일부 잉크젯 잉크는 잉크를 완전히 경화시키고 염색제가 섬유에 완전히 결합되도록 세척 및 증기 처리에 여전히 많은 물이 필요합니다. 이는 건조 시간이 더 길어지고, 때로는 다림질도 더 많이 필요함을 의미하며, 이는 결국 더 많은 에너지를 필요로 합니다. 그러나 대부분의 안료 잉크는 섬유 표면과 화학적 결합을 형성하기 때문에 추가 세척 및 건조 단계가 필요하지 않아 생산에 필요한 물과 에너지가 줄어듭니다. 이는 생산 비용도 절감합니다. 그러나 일부 안료 잉크는 잉크를 경화하는 데 비교적 높은 온도가 필요하기 때문에 많은 에너지를 소비하고 일부 직물을 손상시킬 수 있습니다.

또한, 잉크가 직물 표면에 머무르기 때문에 직물의 촉감을 변화시키는데, 이는 대부분의 의류 생산에서 근본적인 문제입니다. 반면, 대부분의 직물 잉크는 표면 아래로 침투하여 섬유와 결합하여 직물이 원래 표면의 촉감을 유지하도록 합니다.

이로 인해 일부 안료 잉크는 의류보다 가구에 더 적합하게 되었는데, 의류의 경우 소비자가 최종 소재의 거친 느낌을 받아들일 수 있기 때문입니다. 하지만 최신 섬유 안료 잉크는 이러한 문제를 극복하기 시작했습니다. 이는 주로 더 작은 입자를 생성하는 향상된 밀링 기술과 결합제 개선, 그리고 잉크에 연화제를 사용한 덕분입니다. 입자가 작을수록 분사가 용이해 프린트 헤드 노즐 막힘 문제가 줄어듭니다. 더 중요한 것은, 입자가 작을수록 직물 표면에 더욱 자연스러운 느낌을 주어 소재의 자연스러운 질감이 잉크를 통해 그대로 표현된다는 것입니다.

그렇지 않으면, 가장 큰 과제는 대부분의 안료 잉크가 인쇄할 수 있는 소재의 범위입니다. 이 종류의 잉크는 셀룰로스 섬유, 즉 면이나 리넨과 같은 식물 기반 섬유에 인쇄해야 합니다. 이러한 잉크 중 일부는 레이온이라고도 하는 비스코스와 같은 재생 셀룰로스 소재에도 인쇄할 수 있습니다. 시중에 판매되는 안료 잉크 중 일부는 폴리에스터나 나일론과 같은 합성 섬유 소재뿐만 아니라 폴리코튼과 같은 두 섬유의 혼방 소재에도 인쇄할 수 있습니다.

일부 업체는 자사의 안료 잉크가 양모나 실크와 같은 동물성 섬유에도 인쇄할 수 있다고 주장합니다. 특히 아크릴 양모와 같은 합성 소재의 경우, 안료 잉크를 사용하면 인쇄 후 처리 과정을 생략하여 비용을 절감할 수 있다는 주장도 있습니다.

하지만 이러한 고품질 원단의 경우, 특히 실크나 메리노 울 스카프와 같은 고부가가치 제품에는 양모에는 반응성 잉크, 실크에는 산성 잉크와 같은 염료 기반 잉크를 사용하는 것이 여전히 최상의 결과를 가져옵니다. 하지만 이러한 한계를 극복할 수 있는 새로운 잉크 세트가 끊임없이 개발되고 있습니다. 5월에 베를린에서 열리는 Fespa Global 전시회는 이러한 솔루션들을 직접 확인해 볼 수 있는 좋은 기회입니다.

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