제직공정

1. 직물 조직

 

1.1 직물의 종류

 

직물은 평행하게 배열된 여러 가닥의 실에 직각 방향으로 배열된 다른 실을 조합시킨 평면상의 것을 직물이라 부르고, 직물을 제직할 때 직기위에 먼저 나란히 배열한 사를 경사라 하고, 이것에 직각으로 교차하는 사를 위사라고 한다.

 

1)  보통직물 (Ordinary woven)

경사와 위사가 서로 나란히 엮어져 이루어진 것을 말하며 기초조직 또는 원조직 (Foundation weave), 변화조직 또는 유도조직 (Derivative weave), 특수조직 (Special weave), 이중조직 (Double cloth weave) 등으로 나눌 수 있다.

 

2) 파일직물(Pile woven)

보통직물로 된 바탕조직(Ground weave)에 경사나 위사가 직물 표면에 파일이나 루프를 형성시킨 직물을 말한다. 종류에는 타월(Towel)과 같이 코 (Loop)가 있는 것과 융단 (Carpet), 우단 (Velveteen) 등과 같이 파일을 이룬 것들이 있다.

 

3) 꼬임직물(Gauze fabric)

꼬임 직물을 익직물 이라고도 하며 가로로 된 실은 나란하게 이루고 있으나, 세로로 된 실은 일정한 간격을 두고 서로 자리바꿈을 하여 꼬임을 이루는 직물을 말한다. 대표적인 것이 모기장과 같은 것이다.

 

1.2 조직도(Design)

 

조직도란 직물의 경, 위사가 교착된 상태를 표시한 설계도이며, 이것을 표시하는 종이가 의장지이다. 의장지에 경, 위사 교착된 상태를 표시하기 위하여 기입한 표시를 조직점이라 하며, 의장지에 조직점이 기입되어 있으면 조직도 또는 의장도라 한다.

 

1) 의장지(Design paper)

이것은 직물의 경, 위사 교착상태를 쉽게 나타내기 위하여 만들어 놓은 방안지(Section paper)이다. 세로의 줄은 경사가 간격 없이 늘어놓았을 때 실과 실이 서로 닿은 경계선이며, 가로의 줄은 위사의 경계선으로 보면 된다. 실은 줄과 줄 사이를 말하며, 줄은 실과 실사이의 경계를 이루는 것이다. 의장지는 경, 위사의 교착상태를 표시하는 것 외에 경, 위사의 밀도비율도 나타내게 된다.

 

2) 조직점(Point, Woven mark)

의장지에 무늬를 나타내기 위하여 표시한 것을 조직점이라 한다. 조직점을 나타내는 기호는 여러 가지가 있으나 표시하기 쉽고 알아보기 쉽게 일반적으로 가장 많이 사용하는 기호가 “x” 기호이다.

 

3) 완전조직(Complete weave)

조직을 구성하는 최소 단위조직을 말한다.

 

4) 등가조직(Equivalent weave)

완전 조직을 나타내는 방법에 따라서 동일 직물이라도 표면이 다른 모양으로 나타나게 펠트되지만 동일한 조직이므로 이 조직을 등가조직이라고 한다

 

1.3 기본 조직

 

기본조직 (Foundation weave)은 모든 조직의 기초를 이루고 있으므로 기초 조직이라고도 하며 변화 또는 변칙성이 없으므로 정칙조직이라고도 한다. 종류에는 평직 (Plain weave), 능직 (Twill weave), 주자직 (Satin weave) 3종류가 있어 삼원 조직 (Three foundation weave)이라 하며, 이 조직을 변형 또는 유도시키는데 기본이 되므로 원조직이라고도 한다.

 

그림 1.   3원 조직 : 평직, 능직, 주자직

     

 

1) 평직(Plain weave)

평직은 직물 조직 중 가장 간단한 조직이며 직물의 기초를 이루고 있어 가장 널리 사용되고 있다. 또 이 조직은 간단하나 질기므로 여러 가지 용도에 사용되고 있다.

 

① 일 완전조직 : 경, 위사 각각 2올 이상으로 일 완전조직을 형성한다.

특징

  • 다른 종류의 직물보다 교차점이 제일 많다.
  • 제일 질기나 잘 구겨진다.
  • 종광 2매로 제직이 가능하다.
  • 직축율이 제일 크다.
  • 밀도를 많이 할 수 없다
  • 교차점이 많으므로 광택을 요하는 직물에는 적합하지 않다
  • 제직 흠이 직물표면에 쉽게 나타나므로 고도의 제직 기술이 필요하다.

2) 능직(Twill weave)

능직은 사문직이라고도 하며 직물 바닥에 비스듬한 능과 골을 나타내도록 한 직물로 줄무늬를 능선 또는 사문선이라고 한다. 능직에서 능선에 변화 없이 한 개씩 계단씩으로 이동한 것을 정칙능직 (Regular twill) 또는 정능직 또는 정사문(Common twill)이라 한다.

 

일 완전조직 : 경, 위사 3올 이상으로 일 완전조직을 나타낸다.

능선(Twill line) 직물바닥에 경사나 위사가 비스듬한 골이나 능을 나타내는 선(線)이다.

  • 우능(Right handed twill : Z방향) – 능선의 방향이 좌하(左下)에서 우상(右上)으로 펼쳐지는 것
  • 좌능(Left handed twill : S방향) – 능선의 방향이 우하(右下)에서 좌상(左上)으로 펼쳐지는 것.

능직의 특징

  • 평직에 비해 밀도를 높일 수 있다
  • 평직에 비해 유연하고 부드럽다.
  • 평직보다는 견고하지 못하나 광택이 많이 난다.
  • 직물에 능선을 나타낼 수 있다.

3) 주자직(Satin weaves)

주자직은 수자직 또는 공단(貢緞)이라고도 하며 일 완전조직 안에서 경, 위사가 1회씩만 교착 되도록 한 조직이다.

일 완전조직 : 경, 위사 5올 이상으로 형성된다

특징

  • 다른 종류의 직물보다 교차점이 제일 적다
  •  마찰에는 제일 약하나 잘 구겨지지 않는다.
  • 종광 5매 이상으로 제직이 가능하다.
  • 직축율이 적다.
  • 밀도를 많이 할 수 있다.
  • 표면이 평활하고 부드러우며 광택을 요하는 직물에 적합하다.

 1.4 변화 조직

 

변화조직(Fancy weave)을 유도조직(Derivative weave)이라고도 하며, 기초조직인 평직, 능직, 주자직을 원조직으로 하여 독립된 변화나 이의 혼합으로 작성된 조직을 말한다.
1.5 직물조직과 제직방법
직물을 제직하기 위해서는 먼저 의장도를 작성한 다음 이 직물을 제직할 수 있는 장치를 결정하고 이에 맞는 직방도를 작성하여야 한다. 직물을 제직하려면 개구장치, 종광수, 통법 등 여러 가지를 결정 하여야 하는데 이러한 것들은 조직에 따라 제직 작업성이나 직물의 품질에도 많은 영향을 미친다.
① 개구 장치
조직을 만들기 위해 위사를 삽입할 수 있도록 경사를 상하로 분할시키는 운동을 제어하는 장치이다. 개구장치에는 태핏(Tappet), 도비(Dobby), 자카드(Jacquard) 3가지가 있는데 직물의 종류에 따라서 선택되어 진다
종광(Heald)
필요한 종광 매수는 최소 2매 이상 되어야 하기 때문에 종광 순서를 결정하여야 하는데 직기 앞에서 순서를 붙이는 경우와 직기 뒤에서 붙이는 두 가지 방법이 있으나 어느 쪽을 선택하든지 상관은 없으며 편리한 방법데로 사용하면 된다. 일 완전조직에서 동일 조직은 동일 종광에 연결 해 주면 종광수를 그 만큼 줄일 수 있으며 종광 표시 방법은 조직도 밑에 횡선으로 나타내는 방법과 의장지 상으로 나타내는 두 가지 방법이 있다
통경(Drawing-in)
통경은 각각의 경사를 종광에 끼우는 순서와 방법을 결정하여야 하는데 직물조직, 경사밀도, 개구장치, 직물특성 등에 따라 적합하게 선정하여야 한다.
바디(Reed)
바디의 역할은 북 직기(Shuttle loom)인 경우 북길(Shuttle race)을 만들어 주고, 위입 후 위사를 직구(Cloth fell)까지 밀어 주어 경, 위사를 교착시킨다. 또한 바디는 직물 폭과 경사 밀도를 정해주며 경사가 평행하게 배열되도록 그 위치를 잡아 주는 역할도 한다. 바디밀도는 단위 길이당 바디살(Dent)수를 나타낸다. 성통은 바디 살에 경사를 끼우는 것으로 바디 한 살에 경사 한 올을 끼우는 것이 이상적이나 여건상 그렇게 할 수 없으므로 직물의 종류, 밀도, 경사의 종류 등 여러 가지 특성을 고려하여 통법(通法)을 결정하여야 한다.
직방도(Lifting plan)
직방도는 직법도 또는 제직도시법(Pegging plan)이라 하기도 하며 직물을 제직할 수 있도록 제직 설계자가 현장 실무자에게 작업 지시를 하는 세부적인 도면을 말한다.
그림 2.  제직 공장 내부 전경(좌)과 제직 후 원단 검사 및 출고(우)
   

2. 직물 분해 설계

 

2.1 직물 분해

 

직물 분해란 주어진 직물 견본으로부터 조직, 배열, 사용원료, 혼용율, 원사제조 규격, 밀도, 염색 가공 방법 등을 조사, 분석하는 것으로서 직물을 제조하기 위한 설계 자료를 얻는 것이다.

분해용 도구 및 수단으로는 일반적으로 분해경, 핀셋, 핀, 저울, 토션 밸런스(torsion balance), 번수계, 검연기, 현미경, 투영기, 검척기, 화학 약품류, 의장지 등이 사용되며 분해 대상에 따라 그 외 필요한 방법을 사용한다

 

2.2 분해의 순서

 

 

 

① 직물명칭 및 용도

일반적으로 번수, 소재, 조직, 가공특성을 조합하여 이름 붙이는 것이 관례이며, 용도에 따라서 직물의 폭, 길이가 다르게 되고 또 최종 가공, 정리 방법이 서로 다르므로 용도를 확인해야한다.

 

② 직물의 폭

적절한 성통폭이란 제직 후 이완상태의 위사방향 생지 축율과 가공 축율을 고려하여 의도하는 최종제품의 품질을 자연스럽게 얻을 수 있는 폭을 말한다.

 

③ 경, 위사 밀도
경⋅위사의 직축, 가공축 결정, 경⋅위사 밀도를 측정하는 것은 견본의 가공밀도를 알아보는 것이다. 통상 1인치 사이의 경⋅위사 올 수를 측정하며, 밀도 측정방법은 분해경과 분해용 핀을 이용하는 방법과 밀도계를 이용하는 방법 그리고 표시한 구간의 실을 풀어내면서 세는 방법이 있다.

 

④ 견본재단 및 중량측정

견본재단은 중량측정을 위한 전단계로서 주의할 것은 재단로스를 최소화할 수 있는 모양으로 재단하며, 재단형태는 분해견본의 모양에 따라 경위사에 평행하게 정방형으로 재단하는 방법과 비정방형, 또는 삼각형으로 재단하는 방법이 있다.

 

⑤ 직물표리 및 경위사의 판별
분해견본의 표리 및 경위사 판별은 디자인, 가공 상태 등을 종합적으로 검토한다.

 

⑥ 직물조직 및 배열의 분해
거의 대부분 조직과 배열은 공배수의 개념으로 설계되므로 조직과 배열을 분해한 뒤에는 이를 확인하도록 한다. 따라서 사전에 배열 혹은 조직의 최소 일완전조직 범위를 확인하여 작업효율을 높이고 부분적인 분해 착오가 있더라도 수정할 수 있도록 한다.

⑦ 경, 위사의 종류 판별
필라멘트 또는 방적사, 단사 또는 합사, 혼용율 등을 판별한다.

 

⑧ 직물의 변사분해
직물의 외관을 좋게 하고 제직과 가공 시에 편리하도록 좌우 그라운드 조직의 부분보다 밀도를 많게 하여 폭 1cm전후의 변사를 만든다. 변사조직은 그라운드 조직과의 장력차이에 의한 당김이나 늘어짐 현상이 없어야 한다. 따라서 변사가 포함된 견본의 경우에는 이를 분해하고 그렇지 않을 경우에는 그라운드 조직을 감안하여 설계한다.

 

 

2.3 직물 설계

 

가장 기초적인 설계는 직기의 세팅 조건을 결정하는 것으로 이를 룸 셋팅(Loom setting)이라고 한다.

 

1) 설계의 종류

① 제시된 직물 견본과 동일한 직물의 설계

② 제시된 견본의 일부 규격을 변경한 설계

③ 설계자의 창의력를 바탕으로 한 자유 설계

 

2) 설계의 중요성

① 직물제조원가를 결정짓는 핵심적인 요소

② 제품품질 및 생산성에 직접적인 영향을 미치는 설계 품질

③ 오더 전체의 품질 사고로 인한 설계 착오

 

직물설계 검토는 상품기획, 메인 설계, 생산기획, 생산, 시험검사, 판매기능과 밀접하게 연결된 업무이다. 회사에 따라 단순히 제직 작업지시서만 작성하는 일도 있지만, 원료에서부터 영업까지 업무범위가 확장 될 수 있으므로 제품의 수주단계에서부터 종합적으로 검토하여야 한다.

 

3) 설계 시 고려할 사항

① 보유설비 및 기술로 제품을 생산할 수 있는지의 가능성 여부 판단

② 수주한 제품이 생산과정에서 일으킬 수 있는 문제점 예측 및 대책수립

③ 제품생산 시 병목(neck)공정 파악 및 공정 밸런스 검토

④ 납기준수를 위한 효율적 생산방법 검토

⑤ 제품 생산경로(routine)의 검토 및 결정

⑥ 원가와 판매가의 검토 및 최소원가 제조방법 검토

⑦ 시험검사 요건의 검토 및 대처(특히 제품과 검사규격의 모순)

⑧ 제품품질 및 규격의 변동이 있는 경우

⑨ 위의 사항들을 검토하여 생산여부를 결정

 

그림 3. 위사 위입장치(상좌), 제직 모습(상우), 워터젯(하좌), 에어젯 직기(하우)

   
   

 

 

 3. 제직 기술

 

3.1 직기의 분류

섬유제품의 다양화에 따라 다양한 직기가 만들어져 사용되고 있으며 다음과 같이 분류하면 편리하다.

 표 1.  직기의 분류

 

분 류 직기 종류
동력에 따른 분류 수직기, 역직기 등
섬유 원료에 따른 분류 면직기, 견직기 등
개구 장치에 따른 분류 타펫트 직기, 도비 직기 등
직물 폭에 따른 분류 소폭 직기, 광폭 직기 등
위사 위입방법에 따른 분류 레피어 직기, 에어젯트룸 등

 

3.2. 제직기의 주요운동

1) 주 운동(Primary motion) : 이 운동은 직물을 형성하는데 필요한 기본운동을 말한다.

① 개구 운동(Shedding motion) : 직물 길이에 따라 주행하는 경사를 상하의 2개 층으로 구분하여 개구를 만드는 운동을 말한다. 개구 장치는 제직 가능한 조직의 자유도에 따라 태핏(Tappet)개구, 도비(Dobby),  자카드(Jacquard)라는 장치가 쓰이고 있다.

 

위입 운동(Picking motion) : 개구운동에 의해 만들어진 개구 속으로 위사를 직물 폭 방향으로 삽입하는 운동을 말한다. 위입 방법은 북, 그리퍼, 공기, 물로서 위사를 통과시키는 방법이 있다.

 

바디침 운동(Beating motion) : 개구 안에 직물 폭 방향으로 가로놓인 위사를 직구(Cloth fell)까지 밀어 넣는 운동이다. 바디를 구동시키기 위한 기구는 크랭크(Crank)방식과 캠(Cam)방식으로 구분된다.

  • 크랭크 방식에는 상기 동작의 속도차를 충분히 유지하기 어렵고 안정된 위입 시간을 길게 할 수 없기 때문에 위입 시에 바디를 정지시킬 필요가 없는 북직기나 변형 바디방식의 에어 젯트 룸에 적용되고 있다.
  • 캠 방식은 위입 시의 바디운동을 임의로 규정하는 경우에 쓰이며 PJL, RPL 등에 적용된다.  바디를 정착시킬 필요가 있는 PJL, RPL에서는 기계의 진동을 경감시키기 위해 높은 정도의 캠 가공이 요구된다.

2) 부 운동(Secondary motion) : 이 운동은 주 운동의 동작이 일어날 수 있도록 도와주는 운동을 말한다.

① 권취 운동(Take-up motion) : 주 운동에 의해 제직된 직물을 감아 들이는 것을 말한다.

송출 운동(Let-off motion) : 주 운동에 의해 제직된 길이만큼 경사 빔에서 경사를 풀어주는 운동을 말한다.

 

3) 보조 운동(Auxiliary motion) : 이 운동은 주, 부운동 작동 시 경,위사를 보호하고 생산성과 품질을 높이는데 필요한 운동을 말한다.

① 경사 보호운동(Warp protecting motion) : 제직 중 어떤 원인으로 인하여 위사를 옮기는 도구가 개구안을 완전히 지나지 않았는데 바디침을 하면 경사가 대량으로 절단되거나 위사를 옮기는 도구가 파손되므로 이를 방지하기 위한 운동을 말한다.

경사 정지 운동(Warp stop motion) : 제직중 경사가 절단되면 직기를 정지시켜 직물의 결점을 방지하여 주는 운동을 말한다.

위사 정지 운동(Weft stop motion):제직중 위사가 절단되거나 공급할 위사가 없을 때  직기를 정지시켜 직물의 결점을 방지하여 주는 운동을 말한다.

기동 및 제동장치(Driving & braking motion) : 직기를 가동시키고 정지시키는 장치이다.

템플 및 변사장치(Temple & selvage motion) : 형성된 직물을 양쪽에서 직물이 펴질 수 있도록 잡아주는 장치이며, 또한 변사를 형성할 수 있게 하는 장치이다

 

표 2.  혁신직기의 성능비교 

구    분 이    점 결    점 동    향 주요메이커
Projectile 광폭화 유리

범용성이 높다

기계진동

회전이 상대적으로 적다

기름오염

생산성

범용성

경제성 향상

Sulzer Ru”ti

 

 

Rigid 다색상

조작성 양호

이번수 위입양호

설치면적 많다

회전상승 불리

특수직물 분야 Donier

Saurer

Flexible 다색상

조작성 양호

이번수 위입양호

회전수 상승이 비교적 쉽다

설치면적 Rigid보다 적다

다품종 소롯트분야

에어젯트보다 고속화 불리

Picanol

Sulzer-Ru”ti

Isikawa

Tsudakoma

Somet

Water Jet 경제성 높다

고속에 유리

설치면적 적다

소수성 섬유제한

환경나쁘다

양질의 수질이 필요

교직분야 제한

위사: 필라멘트

경사: 스판

Tsudakoma

Nissan

Air Jet 고속화 유리

범용성이 높다

설치면적 적다

자동화 유리

동력이 많이 듬

특수사 제직 한계

초후직제직 곤란

스판직물

Air Jet화

메카트로닉스이용, F‧A화

Toyoda

Tsudakoma

Nissan

Picanol

Sulzer Ru”ti

 

출처 – 섬유지식까페 철이색시님글

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