KR20120039919A

KR20120039919A - 천연염료를 이용한 ｄｔｐ(디지털 텍스타일 프린팅)용 나노급 천연잉크의 제조방법과 디지털날염 방법.

Info

Publication number: KR20120039919A
Application number: KR1020100101374A
Authority: KR
Inventors: 김호영
Original assignee: 주식회사 화수목
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-04-26

Abstract

본 발명에 의한 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크는 저온진공으로 추출한 천연색소를 구비한 후 상기 천연색소를 효소분해로 가수분해하여 천연색소와 침전물을 분리하고 나서 용제나 응집제로 층 분리하여 의도한 색소를 포집 한 후, 안정화하여 천연잉크 제조가 가능하였다, 상기 천연잉크로 자유자재로 의도한 문양을 쉽게 디지털 프린터로 날염할 수 있어서 천연염색의 문양(紋樣) 표현이 가능하며, 기존의 화학염료로 된 DTP 잉크보다 거의 무공해 수준이어서 더욱 친환경적이고, 인체에 무해한 이점이 있으며, 재현성이 우수하여 대량생산이 용이한 특징이 있다.

Description

천연염료를 이용한 ＤＴＰ(디지털 텍스타일 프린팅)용 나노급 천연잉크의 제조방법과 디지털날염 방법.{Using natural dyes DTP (Digital Textile Printing) method for manufacture of nano-level natural and digital printing inks (Digital Textile Printing) method.}

본 발명은 전처리를 한 천연섬유 위에 DTP(Digital Textile Printing)날염을 할 수 있는 천연잉크에 관한 것이다. 이 잉크는 동식물에 함유된 천연색소를 저온진공으로 추출 된 색소물질을 미생물 발효와 여과를 하고 안정화 처리를 한 후 균일성을 가지고 조제가 된 나노급 천연잉크의 제조방법에 관한 것으로서, 본 디지털 날염용 잉크는 친환경 무공해이며 인체에 무해(無害) 하 다는 것을 특징으로 한다.

기존의 DTP(Digital Textile Printing)용 잉크로 사용되는 잉크는 화학염료를 사용하고 있으며 이들 염료는 환경을 오염시킬 뿐만 아니라 피부에 자극을 줄 수 있어 인체에 유해한 물질에 문제점이 있었다. 그렇기 때문에 세계 각국의 관심은 화학염료의 사용을 최소화 하는 다양한 연구가 진행되고 있다.

상기 천연잉크는 기능성이 강조된 제품, 위생적인 제품, 친환경적 제품을 선호하는 현대인의 기대에 부응하고 있다.

나노급인 1마이크론 수준의 천연잉크로 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크는 원단위에 직접 날염 가공함으로서 미묘한 색조 표현이 가능해지며 색이 우아하고 가장 친환경적 날염염색이 가능한 천연잉크 제조 기술 방법에 관한 것이다.

상기 배경기술에서 주지한 것처럼 종래 화학 잉크의 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 천연섬유에 천연색소로 DTP( Digital Textile Printing)가 가능한 1마이크론 미만의 천연색소를 개발하여 쉽고 안전하게 아름다운 천연의 색을 흰 원단에 소정에 무늬가 프린팅 되도록 하였다.

본 발명은 또한 피부자극이 없고 동식물에서 추출된 친환경적 물질의 천연색소라 공해 발생의 원인이 없고 균일한 생산과 원단에 높은 침투력을 갖고 있으며 많은 물을 사용하는 기존의 날염방법 보다 더욱 개선되었으며 다양한 무늬의 표현이 가능한 디지털 날염 방법을 제시 하고자 한다.

본 발명에 의한 DTP(Digital Textile Printing)용 1마이크론 나노급 천연잉크 제조법은 일반적으로 천연염색에 사용하는 꼭두서니, 코치닐, 홍화, 울금, 회화나무, 갈참나무, 밤나무, 자초, 황금, 빈랑, 차조기, 장군풀, 삼백초 등등에서 천연색소를 함유한 염료식물에서 색소를 추출하지만 여러 생 화학적 물질의 결합체라 축합작용이 계속 이루어진다는 어려움이 있으며, 또한 디지털 색상인(CMYK)인 cyan, magenta, yellow, black의 표준색을 천연색소로 표면색으로 구성하는 문제점이 있다

이러한 문제점을 해결하기 위해 색소추출물의 불필요한 부분을 발효를 거쳐 분해 분리하고 여과하여 최종적으로 1마이크론으로 정제하고 소량의 안정제를 분산 혼합해 안정된 나노급 천연색소에 혼합하여 나노급 천연잉크가 제조가 되어야만 DTP(Digital Textile Printing)용 잉크가 가능하다는 것이 이미 인지된 사항이다.

이러한 천연염료의 문제점을 해결하기 위해 그 중 몇 종류 예를 들어보면 꼭두서니의 뿌리 부분에는 붉은색소인 알리자린(alizarin), 퍼푸린(purpurin)이 함유 되어있고 홍화의 꽃에는 safflower yellow에는 적색의 카르타몬(carthamon) 황색의 카르타민(carthamin)색소가 함유 되어있다. 또 자근의 뿌리에는 적색소인 시코닐(shikonil, allantion, acetyl shikonil)등이 함유되어 있다. 이러한 색소 추출물에서 필요한 색을 분리하여 표면색을 C,M,Y,K,(cyan, magenta, yellow, black)와 가까운 색으로 만드는 것이 중요하다.

이런 기존의 디지털 색상과 유사한 색상 값을 얻기 위하여 magenta 색의 경우는 소목, 홍화, 코치닐 중에서 한 가지 이상의 색소를 혼합하여 사용하며 yellow 색의경우 울금, 괴화, 황금, 황벽, 치자 중 한 가지 이상의 색소 혼합, cyan의 색은 쪽의 인디고 성분을 발효로 글루코오즈 성분과 인디칸으로 분리하고 가수분해를 하여 섬유소 분해효소로 분리하고 원심분리 펄프로 흡착 후에 재 분리한 색소에 발효 치자, 자근의 알칼리화한 색소의 혼합으로 사용하며, black의 색소는 자근의 에타놀 추출색과 위의 C,M,Y의 색과 혼합으로 조성 되어야만 화학염료와 비슷한 색상을 조성 할 수 있었다.

디지털 날염 프린터기는 보통 6색, 8색, 12색을 사용하고 있는 점에 미루어 위의 C,M,Y,K의 색의 혼합색으로 12색 가지 천연색소를 조성할 수 있으며 각각의 색소는 색소 값을 컴퓨터에서 읽고 DTP 기계에 입력하여 출력하는 방법을 개발하였다.

본 발명에 의한 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크는 컴퓨터의 가상공간에서 디지털 그래픽 기법을 이용하여 직물에 프린트가 가능한 디자인을 창작하고 이를 컴퓨터로부터 직접 직물용 잉크젯 프린터(Digital Textile ink Printing)에 디지털 통신 방식으로 전달하여 날염되는 기술로서 기존의 수작업이나 숙련기능에 의존하던 염색과정을 완전 배제하고 직접 인날 하는 과정을 적용할 수 있으므로 천연색소 산업의 간편화, 다양화, 기능화, 무공해화, 인체에 전혀 해(害)가 없는 잉크제조가 가능한 것이다.

상기의 천연잉크 조성물은 기존의 합성염료로 된 DTP(Digital Textile Printing)용 잉크와 대체가 가능하고, 용이한 색 배합이 될 뿐만 아니라 천연섬유 또는 천연섬유와 화학섬유의 교직에도 내수성 내광성 등 색상의 표현영역이 다양하고 천연색상 특유의 부드러운 색감과 우아한 느낌의 색상을 표현 할 수 있다.

본 발명에 따른 천연색소의 제조방법에 의하면 안정도 및 발색력이 우수한 1마이크론 이하의 천연잉크를 제공할 있다. 또한 친환경적이고 인체에 무해한 효과가 있을뿐 아니라 기존의 천연염색의 침염법이나 기존 날염 방법보다 개선된 공정임을 알 수 있으며 감성적인 친환경 소재가 각광 받은 현대 생활에 맞는 인체에 전혀 무해(無害)한 무공해 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크이다.

이 천연잉크로 섬유 외에 종이나 나무에도 인쇄가 가능 하리라는 것은 인지된 사실이다.

발명을 실시하기 위한 구체적인 내용

천연잉크의 원료가 되는 염재(染材)가 될 수 있는 색소식물(色素植物)은 주위에서 흔히 자생하는 것들이 대부분 이지만 그 중 일부분은 한약제(韓藥材)를 사용하고 우리나라에서 자생 하지 않는 색소원료(色素原料)는 수입산(輸入産)으로 사용하였다.

추출방법은 색소(色素)성격에 따라 열수(熱水), 착즙(搾汁), 용매(溶媒)추출로 구분 하여 추출하며 먼저 교반기가 부착된 반응용기에 물, 에타놀, 메타놀, 에테르, 아세톤 등의 용매제를 전체 조성물의 0,001~90중량%를 혼합 또는 단독으로 투입하여 추출 하고 또는 미 건조 상태에서 압착 추출하기도 한다.

천연염재에서 추출온도는 안전성을 조절할 수 있는 진공저온 추출로 최저온도 48℃의 낮은 용해점 온도로 설정하면 불필요 부분인 전분류, 지방류, 수지류, 기타 특이 물질, 및 결합 유도물질을 우선 최소화 하는 조건이 된다.

색소의 성격상 여러 가지의 복합적인 추출방식이 있지만 크게 분류하여 단색성 천연색소인 울금, 황벽, 치자와 같은 황색색소는 발효분해 한 후 유기고분자 응집제, 유기응집제 또는 원심분리용 펄프를 이용하여 색소군와 잔유물을 분리하고 추출한다.

다색성을 갖고 있는 소목, 자초 등등의 색소는 유기용매로 필요 색소를 층 분리 하여 기초 천연염료의 추출물을 얻는다. 이렇게 만들어진 색소 추출물은 내재된 전분질, 단백질, 지방질, 글르코오즈 성분을 분해할 한 가지 이상의 효소를 가지고 각각의 효소 성격에 맞게 여러 차래 가수분해를 통하여 추출물에 내재된 지방, 복합물질을 분해하여 에타놀화 하는 과정과 단백질 성분인 peptide 결합을 저분자화 하여 여과 과정을 하기 위한 전처리를 한다. 그 후 침강 분리한 후 기초 침전물은 버리고 흡착 여과, 이온교환 여과, 막 여과 중에 색소 성격에 따라 여과한 다음 셀룰로오즈 수지 여과지(Cellulose acetate Membrane)1마이크론 필터로 여과 유도체를 사용하지 않고 색소를 포집한 것이 천연섬유에 적합한 DTP용 천연잉크 조성물이 된다.

위의 명기한 각각의 조성된 색으로 원단위에 DTP기계로 Printing 해서 염착이 포화상태인 만색(滿色)인 상태를 기준 색으로 만들고, 기준색의 색상 값을 컴퓨터로 읽은 색의 값을 DTP기계에 입력하면 12색 까지도 가능하다. 염재(染材)에서 천연색소 추출을 하는 기초 농축액의 조건은 아래와 같다. 안정된 색상 구현을 위해 정확한 추출조건을 설정하였으므로 백색 원단위에 나노급의 디지털 날염이 가능한 색소로 사용 할 수 있는 것이다.

번호	염재종류	색소성분	사용부위	추출조건	고형분 (중량%)	추출온도 (도C)	기초생산 색상
1	쪽	indican	잎	알칼리	10	40~60	죽은 갈청색
2	괴화	puercetin계, rutin	꽃	열수	30	70~95	밝은 노랑
3	녹차	catechol tannin	잎	열수	30	60~85	쑥갈색
4	꼭두서니	alizarin	뿌리	알칼리,열수	30	48~75	황갈색
4	서양꼭두서니	alizarin, purpurin	뿌리	알칼리,열수	30	45~80	적갈색
5	오배자	gallotannin	벌레집	산,열수	30	85~98	황적색
6	감	kaki tannin	미숙열매	착즙	30	상온	등황색
7	소목	brazilein	심재	열수	30	70~98	적갈색
8	참나무	chrysin	외피	열수	30	80~98	황자색
9	석류	ellagic tannin	열매	열수	30	09~95	등황색
10	울금	curcumin	뿌리	열수	30	70~95	노랑색
11	락	laccaic acid	벌레	알칼리,열수	98	80~98	주황색
12	코치닐	carminic acid	벌레	알칼리,열수	98	65~95	홍색
13	자초	shikonin	뿌리	에타놀	10	35~48	자색
14	치자	crocin	열매	열수	30	50~80	밝은노랑
15	매화피	berberine	외피	열수	30	80~95	황갈색
16	호도과피	catechol tannin	과육	열수	30	80~95	다갈색
17	국화	flavonoid계, 잎, 꽃	꽃	열수	30	75~95	미갈색
18	정향	tannin	열매	열수	30	85~98	적갈색
19	황벽	alkaroide	외피	열수	30	80~95	심황색
20	황련	alkaroide	뿌리	열수	30	95 이상	노랑색
21	억새	arthraxin	줄기	열수	30	90	미색
22	뽕잎	chlorophyll, morin	잎	압착	30	상온	녹색
23	쑥	미상	잎,줄기	알칼리,열수	30	90이상	쑥색
24	오리나무	catechol계 tannin	줄기,열매	알칼리,열수	30	85~98	담갈색
25	빈랑나무	tannin	줄기	열수	30	80~95	갈황색
26	홍화(홍색)	cartifamin	꽃	온수,탄산칼륨	10	상온	적황색
26	홍화(노랑)	safflower yellow	꽃	온수	30	48	등황색
27	포도괴피	anthocyanin	포도외피	산,열수	30	60~85	적자색
28	차조기	cyanidin	잎	산,열수	30	60~85	적자색
29	아선	caqtechol계 tannin	잎,줄기	열수	98	70이상	담갈색
30	주목	phyllocladene	심재	열수	30	80이상	적자색
31	장군풀	anthraquinoner계tannin	뿌리	열수	98	80이상	황갈색
32	소루쟁이	anthraquinoner계emodin	뿌리	열수	98	75~95	담적색
33	삼백초	quercetin	잎	열수	30	80도 이상	미갈색
34	미로보란	tannin	열매껍질	열수	98	80도 이상	갈황색
35	백단향	미상	심재	열수	98	80도 이상	적갈색

상기 DTP용 추출색소는 <표1>에 명시되어 있는 것에 국한되는 것은 아니며 다수의 다른 천연색소들도 사용될 수 있다.

DTP(Digital Textile Printing)의 특성상 원단에 전처리가 필요한 부분이듯 천연DTP 잉크도 수용성 금속염의 매염이 필요하며, 특성상 매염제(媒染劑)로 사용하는 무기약품 중 원단에 전처리용 금속염으로는 초산알루미늄(알루미늄아세테이트)Al(CH2COO)3)과 석산소다(석산나트륨)(Na2SnO3.3H2O)가 바람직하다. 특히 안정적인 것은 초산알루미늄은 체내에 많이 흡수되어도 자연 배출되는 성질이 있어 식품의 포장재로 많이 사용하고 있으며, 원래 색상으로 표현이 잘되며 지극히 안정적이다. 또한 석산나트륨은 제조가 완료 된 천연색소의 채도(彩度)보다 밝게 발색 되는 특징이 있어 필요에 따라 전처리용 매염제로 사용을 하여야 한다.

보통 원단중량의 0.1~3중량%로 패딩방법 으로 전처리 한다.

그 외 철이나 동 매염제는 색상 변화가 심하여 DTP(Digital Textile Printing)용 전처리 매염제로는 적당하지가 않으나 프린팅이 끝난 후 후처리 과정 중에 철이나 동매염제를 쇼핑 처리하여 전체적으로 어둡게 하거나 암갈색의 페밀리 톤(family tone)으로 변화 시킬 수 있는 방법도 있으며, 이러한 방법이 천연색소의 특징이며 후처리 과정에서 색감의 발현을 풍부하게 표현 할 수 있는 이점도 있다.

질산제2철	Fe(NO3)36H2.
황산제1철	(Fe(OH)SO4
초산동 (아세트산 구리)	Cu(CH3COO)2Cu(CH3COO)
석산소다 (석산나트륨)	Na2SnO3.3H20
염화제1석 (이염화주석)	SnCl2
초산알루미늄 (알루미늄아세테이트)	Al(CH2COO)3
황산알루미늄	Al2(SO4)3
소다회	Na3CO3
잿물	(陸生: 탄산칼륨) K2CO3, (海生: 탄산나트륨) Na2CO3 가 주종
가성소다(수산화나트륨)	NaOH
하이드로설파이트	Na2S2O42H2O
소다	Na2CO310H2O
중조 (탄산수소나트륨)	NaHCO3
탄산나트륨 (탄산소다)	Na2CO3

<표2>는 천연염료에 사용하는 매염제 및 무기약품의 종류이다.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 제조 방법과 실험 예를 제시하나 하기(下記 )실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 국한 하지는 않는다.

본 발명에 의한 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크는 <표 1>과 같이 만들어진 색소 추출물에 색소의 특성에 맞게 Poly Aluminium chloride, ZnCL , 원심분리를 이용하여 색소 군과 잔유 물을 먼저 분리 한다.

DTP용 황색(yellow) 천연색소는 울금, 황벽, 치자, 황금과 같은 단색성 색소가 대부분이며, 전체 조성물의 0.001~5.5중량%의 Novozyme a/s의 Cellulase, Protease효소 중 하나 이상의 효소로 직접 효소분해를 통해 셀룰로오즈(Cellulose)성분과 소량의 단백질과 지방질 성분을 분해한 후 여과 과정을 거쳐 황색 색소가 취득 된다.

DTP용 적색(magenta) 천연색소는 다색성을 갖고 있는 염재인 소목, 자초, 홍화, 코치닐 등의 추출 색소를 전체 조성물의 0.001~90중량% 벤젠, 아세톤, 메타놀, 에타놀, 페놀, 에테드, 키시놀, IPA 등 중에서 하나 이상의 유기용매로 필요 색소를 층 분리 하여 기초가 되는 DTP용 적색의 추출물을 만든 후 Aminopeptidase, Protease, Beta-galactosidase, β-glucanase & complex, amylase군, protease군의 효소 중 하나 이상의 효소로 전체 조성물의 0.001~3.5중량% 내에서 PH 5~10, 25~95℃의 온도, 10분?20시간의 효소 가수분해를 통하여 추출물에 내재 된 지방질 및 glucoseresidue의1,4-linkage에 작용하여 분해하고 에타놀(Ethanol)화하는 과정과 단백질 성분을 Peptide화 하여 저분자 구조로 바꾼다. 그 후 무수황산나트륨, 이황화탄소, 탄산칼슘, 탄산나트륨을 90℃ 에 5~30분 처리 후 응집제인 키틴이나 카제인을 고분자 응집제로 사용하여 전체 조성물의 0.01~5중량%를 용해하여 투입한다. 실타래 같이 반응하는 고분자 응집제의 접착력에 의해 남아있는 타닌성분의 입자를 접착(가교작용)시켜 분리 제거 한다.

DTP용 청색(cyan) 천연색소인 쪽색은 글루코오즈(glucose)분해 효소(BAN 800 MG)로 글루코오즈, 엽록소, 성분과 인독실의 성분으로 분해를 한 후 이를 다시 산화 과정을 강제 산화 방식으로 PH 3.5내지4.0, 온도는 40℃ 상태에서 에어 콤프레셔 (Air Compressor)로 1~5시간 동안 공기를 주입하여 주 고형물인 인디고틴의 침전물을 만든다. 이 인디코틴에서 청색 계열의 색소를 얻기 위해 인디고틴의 침전물에 수산화나트륨를 넣고 PH 7.5~10의 상태에서 용해를 시킨 후 전체 조성물의 0,01~30중량%의 하이드로설파이트(Na2S2O42H2O)를 투입하여 2차 발효를 시킨 후 전체 조성물의 0,01~30중량%의 펄프(soda pulp), 키틴, 카제인, 섬유소성분 중에서 하나 이상을 투입하여 청색의 침전물을 얻는다. 이는 수용성 청색 색소를 얻기 위한 방법으로 이후 이 침전물인 인디고틴의 화합물을 알칼리와 하이드로설파이트로 환원 탈색하여 얻어진 청색소를 만든 후 디지털색상인 cyan에 색가(色價)를 맞추기 위해 발효 청치자 색소를 혼합해 구현하였다.

DTP용 흑색(black)천연색소는 자근 색소와 위의 cyan, magenta, yellow의 색과의 혼합색으로 제조하였다.

그 후 (CMYK)인 cyan, magenta, yellow, black 추출색소를 색소 성격에 따라 Poly Aluminium chloride, ZnCL2 로 침강 분리한 후 기초 침전물은 버리고 이온교환 여과, 막 여과(필터 프레스)중 색소 성격에 따라 여과하고 마지막으로 셀룰로오즈 수지여과지(Membrane Filter 1마이크론)로 여과 유도체를 사용하지 않고 순수 색소만을 포집한다.

이러한 과정에서 잔유물인 천연색소의 성격이 보통 이루어지는 축합형의 분자쇄를 끊는 역할을 하여 색소의 침강을 막고 이 포집된 추출물을 1마이크론으로 분리 정제 하고 개면활성제, 에타놀, IPA, 점증제, 침강방지제, 유연제등의 보조 약품으로 안정된 나노급 천연색소에 혼합하여 안정된 DTP용 천연잉크를 제조 하였다.

이 작업을 거친 색소는 각각의 색상 색가(色價)에 따라 전체 조성물 5~20중량%의 천연색소 고형분을 갖는 천연잉크 조성물로 그 입자크기는 20,000 ~ 30,000의 분자량을 갖고 있는 1마이크론 미만의 천연색소이다.

종류	추출조건	진공농축온도 ℃	첨가보조제(중량%)	색소조성물중량%	비고
홍화 (carthamon)	상온 30분	48	K2CO3 3% 용액에 침지	5~12%	목 섬유소 셀룰라아제 1g당 10 unit
소목(brazilein)	진공 72℃	58~60	(Na2CO3) 1.5	30	파쇄후 추출
코치닐 (carminic acid)	80℃	65~95	(K2CO3) 2.4 (Na2CO3) 2	7~10	레이크화 추출
쪽(Indican)	35℃	40~60	(NaOH) 3~8 (Na2S2O42H2O) 5~12	4.5~7	생잎 발효
치자(crocin)	95℃이상	50~80	(Na2CO3) 2.5	30	농축시 빙초산 3%
자근(shikonin)	상온	35~48	methanol 50~98이상 Acetic acid	30	methanol 회수
황벽(alkaroide)	80~98	80~95	(Na2C3) 6.5	30	ph 3~4 추출(빙초산)
울금(curcumin)	65~95	70~95	(Na2CO3) 0.5 methanol 10 이상	30	레이크화10% 전후
괴화(rutin)	98	70~95	(NaHCO3) 3.0	30	중요추출은 향,프로럴 워터임
꼭두서니	80℃이상	48~75	(Na2CO3) 3.8	30	세포배양

위 <표 3>의 조건으로 천연색소 추출물을 조성하였다.

<표 3>에 있는 10개의 색소 추출물을 가지고 (CMYK)인 cyan, magenta, yellow, black의 기본색 4가지를 아래와 같은 방법으로 조성물을 만들었다.

magenta용 천연색소는 색소조성물 중 홍화의 홍색소 42중량% + 소목 색소 45중량% + 코치닐색소 8중량%로 혼합하여 magenta용 천연잉크 상태로 조성하였다.

yellow용 천연 색소는 색소 조성물 중 황벽색소 8중량% + 울금색소 56중량% +괴화색소 36중량%로 혼합하여 yellow용 천연잉크 상태로 조성하였다.

cyan용 천연색소는 색소 조성물 중 쪽 색소8.2중량% + 청치자 색소 91.8중량%로 혼합하여 청색용인 cyan용 천연잉크 상태로 조성하였다.

black용 천연색소는 색소조성물 중 자근 색소 72중량% + magenta용 색소 11중량% + yellow용 천연색소 13중량% + cyan용 천연색소 3중량% + iron acetate (醋酸鐵)0.001를 첨가하여 black용 천연색소 조성하였다.

위의 4가지 천연색소를 색소 조성에 맞추어 계면활성제, 에타놀, 점도유지제, 침강 방지제(ELEMENTIS)를 전체 조성물의 0.0001~30중량%를 넣고 6.000~9.000rpm으로 연속식 분산기로 분산 시킨 후 1마이크론 멤브레인필터(membrane cellulose acetate)로 재 여과하여 입자크기를 100nm~300nm 사이로 만들어 나노급 DTP용 천연잉크를 제조하였다.

아래의 색상은 cyan, magenta, yellow, black의 기본색을 설정하기 위한 각각의 색의 색값(chromatic value) 을 측정하기 위한 색으로 실크, 면의 착색된 표면 색상이다.

실크(SILK)

면(COTTON)

FINE의 실크와 종이, 면과 종이를 접합한 특수종이인 Inkjet printing용 프린트지를 물100cc에 2g의 초산나트륨과 0.5g의 수용성 키토산을 넣고 80℃에서 용해하여 먼저 전처리 매염을 하였다.

전 처리한 위의 합지(合紙)를 (C M Y K)cyan, magenta, yellow, black의 4원색을 HP Officejet 6.ooo Special Edition 프린터에 천연잉크를 주입하고 만들어진 천연잉크로 출력하고 면(Cottom)에 DTP(Digital Textile Printing)기계로 출력한 색상이다.

실크(SILK), 복사지에 DTP(Digital Textile Printing)기계로 출력한 상태의 색상이다.

프린팅 한 원단을 상온에서 건조하여 98℃이상에서 60분간 증열하여 가볍게 수세를 2회 진행하여 응달에서 건조하였으며 DTP(Digital Textile Printing)용 나노급 천연색소로 출력을 한 실크와 종이 합지의 섬유 안전도 검사는 전 항목에서 유해물질이 검출이 안 되었으며 모든 항목의 견뢰도 검사에도 안전성이 있는 결과가 확인 되었다.

- 세탁 견뢰도는 3~4급의 견뢰도로 세탁이 안정적임.

- 마찰 견뢰도는 대체적으로 3~4급으로 안정적임.

- 일광 견뢰도는 2~4급으로 침염보다 안정적임.

상기 결과를 통해서DTP(Digital Textile Printing)로 날염을 한 것이 견뢰도가 좋은 것을 알 수 있으며 화학염료보다 안전한 색소임이 확인이 되어 화학 염료로 된 DTP잉크 보다 친환경적이고 무해한 것이 확인 되었다.

기능적으로도 화학잉크와 같이 백색의 섬유 위에 의도한 다양한 무늬를 자유롭게 표현이 가능하며 DTP(Digital Textile Printing)를 통해 출력했을 경우 나노급(최고해상도 6400dpi)의 색조 표현이 가능하므로 섬유의 고급화가 가능하다. 또한 천연의 색소라 민감성 피부에도 효과가 있으리라고 본다.

Claims

천연색소 추출물를 구비한 후, 상기 천연색소 추출물을 효소로 분해 한 후 색소 외의 부분을 분리하고 색소를 용매나 고분자 응집제, 원심분리로 층 분리 하여 선별하여 조성된 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 천연색소 잉크는 액상의 고농축 색소이거나 또는 수용성 금속염, 또는 고분자 단백질, 폴리아마이드에 반응 착색 시킨 것을 특징으로 하는 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 천연 잉크는 Aminopeptidase, Beta-galactosidase, β-glucanase & complex, amylase군, protease군의 효소 중 하나 이상의 효소를 선택해서 천연색소 추출물의 0.001~3.5중량%의 효소발효로 가수분해 하고 흡착여과, 막 여과 한 후 최종적으로 1마이크론 멤브레인필터(cellulose acetate type membrane filter)로 여과 한 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크 제조방법.
제1항부터 제3항까지의 항 중 어느 한 항에 있어서,
DTP용 황색(yellow) 천연잉크는 울금, 황벽, 치자, 황금, 괴화, 홍화노랑의 추출색소중 하나 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크 제조방법.
제1항부터 제3항까지의 항 중 어느 한 항에 있어서,
DTP용 적색(magenta) 천연잉크는 천연 염재 중 소목, 자초, 홍화, 코치닐 등의 추출색소 중 하나 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크 제조방법.
제1항부터 제3항까지의 항 중 어느 한 항에 있어서,
DTP용 청색(cyan) 천연잉크는 천연염료인 쪽색을 효소로 글루코오즈, 인독실의 성분으로 분해하고 PH 3.5~4.0, 온도는 35~45℃ 상태에서 공기를 주입하여 1~5시간 동안 진행하여 인디고틴을 만든다. 수산화나트륨으로 PH 7.5~10의 상태에서 용해를 시킨 후 전체 조성물의 0,01~30중량%의 하이드로설파이트(Na2S2O42H2O)를 투입 2차 발효를 시킨 후 전체 조성물의 0,01~30중량%의 펄프(soda pulp), 키틴, 카제인, 섬유소성분 중에서 하나 이상을 투입하여 침전물을 얻는다. 이 침전물인 인디고틴의 화합물을 알칼리와 하이드로설파이트로 환원 탈색하여 얻어진 청색소와 청치자를 원심분리펄프를 이용하여 층 분리하고 원심분리기 5,000~25000rpm으로 2액 분리 한 후 분리된 색소 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크 제조 방법.
제1항부터 제6항까지의 항 중 어느 한 항에 있어서,
DTP용 흑색(black) 천연잉크는 자근, 미로보란, 오배자 추출색소 중 하나 이상을 선택하여 사용하고, 상기 cyan, magenta, yellow의 색과 부분적으로 혼합해 조성하며, 전체 조성물의 0.001~5중량%의 Poly Aluminium chloride, ZnCL2 로 침강 분리한 후 기초 침전물은 버리고, 최종적으로 1마이크론 멤브레인필터(cellulose acetate type membrane filter)로 여과한 DTP(Digital Textile Printing)용 천연잉크 제조방법.
제1항부터 제7항까지의 항 중 어느 한 항에 있어서,
조성된 천연잉크로 DTP(Digital Textile Printing) 날염(捺染)하는 방법.