DYETEC연구원, 물 없는 컬러산업(비수계 컬러산업) 육성사업으로 지속가능 제시
제조업 혁신 3.0을 기반으로 섬유 제조기업의 디지털화를 견인하며, 프린트 수요시장 변화에 대응해 온 디지털텍스타일프린트(DTP).
전 산업군에 걸쳐 다양한 디지털화가 가속화되고 있는 가운데, 섬유패션산업에서도 아날로그에서 디지털 형태로 변환하는 디지털화(Digitalization) 단계를 맞고 있다.
스마트 공장에서 공정의 자동화와 데이터를 활용한 주문생산 관리가 진행되고 있으며, ICT 기술과 메타버스를 접목한 디지털 트윈 제조시스템이 개발되고 있다.
AI를 통한 염색품질 예측 및 처방, 실험실/현장 컬러매칭 기술 등 디지털화된 공정이 적용되고 있는 등 제조혁신을 통한 디지털 생태환경이 빠르게 조성되고 있다.
섬유염색 산업에서 디지털 공정을 가장 먼저 접목한 시도는 DTP(Digital Textile Printing) 공정으로 DTP 기술은 1991년 국제섬유기계전시회(ITMA)에 처음 소개된 이후 현재에는 기존 날염시장을 대체할 수 있는 기술 수준에 이르고 있다.
다이텍연구원 DTP연구센터 – 다양한 DTP 기반 구축
DTP 수요기업 및 산업 대상, 연구개발 및 기술 지원
국내에는 1998년 다이텍연구원에서 DTP 설비를 처음 도입해 지금까지 DTP 관련 연구개발과 기업지원 활동을 추진하고 있다.
다이텍연구원 DTP연구센터는 비산염색공단 내에 기술창조발전소 건물에 위치하고 있으며, 다이렉트 DTP, 전사 DTP, 안료 DTP, DTP 전후처리 장비와 분석설비를 갖추고 관련 연구개발 및 기술을 지원하고 있다.
2017년부터 5년간 추진된 ‘물 없는 컬러산업 육성사업’을 통해 기반구축사업을 진행했다.
DTP 출력설비로는 이탈리아 MS사의 32헤드 반응성 다이렉트 프린터, Aleph사의 8헤드 반응성 다이렉트 프린터, 4헤드 전사 프린터, 이스라엘 Konit사의 Roll-to-Roll 안료 프린터가 있다.
또, DTP 전후처리가 가능한 네덜란드 SETeMa사의 패딩/증열/수세 설비, 이탈리아 Monti사의 3.2m 광폭전사기 등을 가동하며, 관련 수요기업들의 연구개발을 지원하고 있다.
특히, 인쇄와 동시에 전처리를 진행하는 Roll-to-Roll 안료 DTP 설비(Kornit) 장비는 소재에 상관 없이 교직물이나 산업용 소재에도 단일공정으로 날염물을 생산할 수 있는 설비로 최근에 다양한 소재 접목을 위한 수요기업 대상의 연구지원을 전개하고 있다.
▶DYETEC연구원 기술창조발전소 1층 Pilot실에 구축된 고속전사출력기, DTP 전처리 스프레이 코팅기, 광폭전사기, 고속DTP출력기, DTP 안료 출력 시스템, 원단 변부 정리기, 초고속 DTP 출력기, DTP 발색시스템, 날염 결점 무인검사기, 진공 전사 프레스 등 10종
▶DYETEC연구원 기술창조발전소 2층 실험실에 구축된 시험용 패더, 인장강도시험기,CCM 측색 시스템, DTP측색시스템 및 S/W, 디지털 광학 현미경, 이미지검사모션시스템, 액적분석시스템, 3D스캐너 CMS시스템, 슬롯다이코터 등 DTP 시험/연구 장비 10종
DTP 공정은 일반 날염과는 달리 컬러 도수에 한계가 없으므로 예술작품(그림) 또는 자연스러운 그라데이션, 샤프한 문양 등의 표현이 가능해 디자인적 측면에서 차별화된 장점을 지니며, 컴퓨터 상에서 디자인 작업이 이루어짐으로 디자인의 수정 및 변형이 쉽다.
다이텍연구원은 소재별 DTP 적용기술을 통해 예술작품의 제품화를 지원하고 있으며, 2022년부터 '대구섬유박물관'과 '마음으로 그리기센터'와 업무협약을 맺고 지역의 발달장애 청소년들의 작품 전시개최, 제품 제작 지원 등 다양한 수요맞춤형 & 신수요 창출 대응형 DTP 공정을 개발 및 제시하고 있다.
잉크젯 방식 침염기술 개발 - DTP 응용 시장 지속 진화 중
전통 날염과 디지털 날염 장점 융합한 하이브리드 설비 출시
DTP 기술은 현재 섬유염색산업에서 보편화된 기술로 인식되고 있으며, 기존 단점이었던 생산성 문제를 고속화, 대량화를 통해 극복하고 있다.
또, 침염 및 기능성 가공을 대체하고 차별화된 염색가공 제품을 생산하는 기술이 연구 중인 등 끊임없이 진화하는 모습을 보여주고 있다.
잉크젯 방식의 침염기술은 기존 습식 염색과 비교해 물 사용량을 95%, 건조를 위한 에너지 소비량을 85%, 공정비용을 50% 절감하는 효과가 있는 것으로 발표(출처 : 영국 Alchemie technology 기술자료)되고 있다.
▶건식 염색설비 Alchemie社 ENDEAVOUR (영국)
DTP의 소재 다양화도 빠르게 확대되고 있다.
안료 DTP 솔루션의 발전으로 복합소재 및 다양한 섬유소재에 DTP 공정을 적용할 수 있게 됐으며, 최근에는 필름, 유리, 목재, 가죽 등 다양한 소재 및 TPU, TPE 등 다양한 신소재에도 적용 가능하다.
솔벤트 잉크, UV 잉크 등에 안료기술이 적용되고 있으나 친환경 이슈로 인해 Water-based 안료 잉크 기술이 보다 각광을 받고 있는 모습이다.
이러한 다양한 소재에 적용을 확대하기 위해서는 잉크, 기재 전후처리, 설비 등 요소기술들을 연계한 연구개발이 필요하다.
DTP의 공정 단축화 또한 주목되는 부분이다.
DTP 제품에서 인쇄 기재의 견뢰도 향상을 위해 직물에 인쇄층을 형성하는 전처리 공정이 필수지만 최근에는 잉크젯 방식의 전처리를 통해 전처리와 프린팅이 동시에 이루어지는 기술이 확대되고 있다.
안료 잉크 프린트 기업인 이스라엘의 코닛社에서 처음 상용화를 진행했으며, 현재는 일본의 엡손社, 교세라社 등에서 개발되고 있다.
국내 프린터 메이커인 DGI社에서도 2023년부터 다이텍연구원, 경인양행과 함께 전처리와 출력이 일원화된 프린트 시스템 연구개발을 착수해 진행하고 있다.
이러한 DTP 기술개발과 시스템의 개선은 최종 용도 제품의 차별화로 부각되고 있다.
안료 DTP 시스템이 출시되면서 White 잉크를 활용한 입체 프린팅도 소개되고 있으며, 이스라엘 코닛社 Presto max 모델은 입체화된 문양을 구현하고 있다.
▶코닛社 Presto max printer를 활용한 입체 프린팅
DTP 시장에서 주목되고 있는 또 다른 변화는 기존 로터리나 스크린 날염과 디지털 날염의 장점을 활용한 하이브리드 설비의 출시다.
일본 Ichinose社의 IUGO 장비는 스크린 프린터로 진색의 바탕색을 프린트하며, 섬세하고 다양한 컬러가 필요한 문양에는 디지털을 접목해 생산하고 있다.
또, 미국 efi社의 Reggiani 싱글패스 장비의 경우도 아날로그 실린더를 활용한 금박 프린팅과 디지털 프린팅이 결합된 솔루션을 제공하고 있어 다양한 프린팅 소재를 개발할 수 있다.
▶efi社 reggiani bolt 프린터 하이브리드 날염 공정
‘2023년 ITMA ASIA’ 전시회에서 중국 프린터 제조 업체들이 최근 이슈가 되고 있는 안료형 DTP 설비를 소개했다.
또, 직물 양면을 프린팅하는 양면 프린팅 기술과 하이브리드 프린팅 시스템, 환편물 프린팅 시스템 등 차별화된 DTP 설비들을 소개해 주목받고 있다.
▶중국 HPRT社 하이브리드 프린팅 설비
▶중국 GBART社 양면 프린팅 시스템
아날로그 날염을 대체할 수준으로 발전한 DTP 기술의 고속화.
하지만, 아날로그 날염의 발색성 구현을 위한 하이브리드 장비가 필요성이 더욱 요구되고 있는 상황이다.
소재 한계가 없는 안료 DTP 공정에 대한 글로벌 개발 경쟁이 심화되고 있으며, 섬유 외에도 다양한 특화 기능성 소재분야 대상의 적용이 확대되고 있다.
날염뿐 아니라 기존 습식의 침염을 잉크젯 방식의 건식염색으로 대체하는 기술들이 소개되고 있으며, 양면 프린팅, 입체 프린팅 등 연관 기술 바탕의 응용분야 개발 확대로 지속가능한 섬유소재산업의 외연을 빠르게 넓혀가고 있다.
국내 디지털텍스타일프린트(DTP) 산업계 – 다운사이징 흐름 가속화
저속 플로터 타입에서 고속 장비로 전환한 특화기업으로 생태계 조성
섬유패션 제조기업의 디지털화 흐름을 선도하며, 프린트 수요시장의 변화에 대응해 온 디지털텍스타일프린트(DTP) 관련 산업계의 생태환경이 빠르게 변화하고 있다.
승화전사 업계의 경우, 소형·저속 플로터 타입의 프린트에서 대형·고속 장비로 빠르게 대체되고 있는 가운데, 변화 흐름을 이어가고 있다.
내수 및 글로벌 마켓에서의 프린트 오더 감소세 속에서 고속 장비 도입을 통한 품질 및 규모의 경쟁으로 대외 경쟁력을 강화하고 있는 기업을 중심으로 오더 쏠림이 확대되는 모습이다.
플로터 타입의 저속 장비를 보유하고 있는 기업들의 경우, 경쟁력 약화에 따른 오더 급감이 이어지면서 궤도이탈이 증가하고 있으며, 동종기업 내 ‘합종연횡’ 움직임이 확대될 조짐이다.
승화전사 기반의 DTP 시장 또한 끊임없는 최신모델 도입을 통해 새로운 성장 모멘텀 기반을 마련하지 않고서는 지속성장을 가늠할 수 없는 상황에 이른 것으로 분석되고 있다.
폴리에스터 화섬소재 중심의 승화전사에서 천연소재 및 특화소재를 겨냥한 반응성·산성·피그먼트(안료) 잉크 기반의 다이렉트 프린트(Direct to Fabrics) 장비의 도입도 보폭을 넓히고 있다.
면을 비롯한 천연소재, 나일론, 실크, 폴리프로필렌, 아라미드 등 소재 다각화 대응과 승화전사 프린트가 어려운 아이템의 DTP 채택이 요구됨에 따라 연관시장의 세분화 및 특화 대응을 위한 기류가 곳곳에서 감지되고 있다.
주목되는 부분은 DTP 공정 기술을 자사의 공정 생산라인에 융합 채택하는가 하면, 틀에 박힌 DTP 공정에서 벗어나 별도의 공정시스템과 연동 및 업-그레이드를 통해 기업 고유의 차별화 라인을 구축하려는 움직임도 나타나고 있다.
관련 기업은 수요 바이어 타깃 군이 명확함은 물론, 불특정 다수기업 대상의 단순 임가공이 아닌 완제 수요기업과 라인-업 대응이라는 변화된 행보를 나타내고 있다.
국내 DTP 산업계의 다운사이징과 리스트럭처가 가속화 흐름을 맞고 있는 가운데, 첨단·고속장비 기반의 DTP 장비 도입에도 불구, 공급기업들의 변화 행보를 발목 잡는 경우도 적지 않게 나타나고 있다.
DTP 공급기업들의 특화소재에 대한 이해도가 충분하지 않은 이유도 있지만, 섬유소재의 전·후처리 및 프린트 공정에서 발생하는 다양한 요인에 대한 소극적 유지관리 및 사후 대응으로 당초 계획한 시장진입의 걸림돌로 작용하고 있다.
DTP 공정은 섬유소재의 물성 및 조건, 용도에 따른 민감한 데이터 조건 설정에 따라 결과물의 차이가 크다.
문제 발생에 따른 장비 매뉴얼 및 대응 솔루션 제공에 있어 사후관리에 ‘나 몰라라’ 회피하는 일부 DTP 공급기업들의 변화된 자세가 요구되고 있다.
<김진일 기자>
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