섬유의 기초이론(제직준비/정경공정)

[쉬메릭]

	개요 경사를 직기에 공급하기 위하여 한 올 한 올의 경사를 평행하게 배열시키고 장력을 일정하게 하여  경사빔에 실을 감아주어야 한다. 권사공정을 거친 패키지는 대체로 그 길이가 일정하게 되어 있는데  이것을 직물설계에 따라서 경사올 수, 순서, 밀도, 폭, 길이 등에 따라서 보빈크릴에 정연하게  배열시키고 설계된 올 수만큼 동시에 끌어내어 평행하게 배열시키며 일정한 장력으로 정경빔이나  드럼에 감는 것을 말한다. 정경기의 목적을 살펴보면 ①설계된 직물의 길이에 따라서 각 경사의 길이를 균일하게 한다. ②설계에 맞추어 경사의 밀도, 폭을 정한다. ③필요에 따라서 다른 실을 사용할 때는 설계에 따라서 각 경사를 배치시킨다. ④모든 경사의 장력은 전 길이에 대해서 일정한 장력을 유지한다. 정경공정은 콘, 치즈감기 또는 정경용 목관에 감긴 실을 정경용 빔에 감는 조 정경, 반 수동방법으로  견직 등에 실시하는 볼 정경, 사염직물 등 색사를 배치하면서 정경하는 부분정경으로 대별된다.  조 정경은 호부공정에, 볼 정경은 정련표백과 염색에, 부분정경은 그대로 제직빔에 다시 감는 것을 말한다. 정경기의 고속화 모든 기계들을 보면 기계의 생산성을 올리는 하나의 수단방법으로 고속화가 제일 쉽기 때문에  고속화를 하기 위해 꾸준히 노력하여 왔다. 정경기도 마찬가지로 각 기계메이커에서 고속화를  추진하여 모든 섬유를 불문하고 기계의 속도가 1,000m/min까지 왔다. 고속화를 하기 위하여 일반적인  기술방향은 과거의 마찰구동(Friction drive) 방식에서 빔 직접구동(Spindle drive) 방식으로 넘어온  것을 볼 수 있고 여기에 따라서 패키지의 크기변화에 따른 사속도 변화의 흡수, 고속운전으로 인한  기동시 쿠션스타트가 필요하기 때문에 DC모터와 같은 가변속 모터 드라이버가 사용되게 되었다.  또 실의 잔털이나 매듭 등의 실 결점검출시 곧바로 기계를 정지시켜야 하는 강력한 제동장치가  필요하기 때문에 각 메이커에서는 계속 연구하여 채용하게 되었다. 정경기에서는 단순히 고속화만  추구하는 것이 아니기 때문에 LP화, 자동화를 병행하면서 발전하여 온 것은 사실이다. 고속화에 따른  문제로서는 먼저 장력조절장치라 할 수 있다. 장력조절장치로는 절반이 장력부가장치로서 조절기능을  가지고 있지 않은 것이 많기 때문에 고속사용에 있어서 민감한 기능을 가진 장력조절장치가 필요한  것이다. 또한 사절이나 잔털, 매듭 등 사결점 발견시에 경사빔에는 이런 결점이 들어가지 않도록  순간적인 정지가 필요하기 때문에 강력한 제동장치가 필요하다. 정경기의 LP화 정경기의 LP화는 권취빔의 LP화, 공급되는 원사패키지의 LP화로 구분할 수 있는데 빔 플랜지의  경우 지름이 생각보다 아주 큰 것이 출현하게 되었다. 원사패키지는 합섬필라멘트는 7Kg, 10Kg,  방적사(Ring사)인 경우는 1.4175Kg이 표준이지만 2.2Kg까지도 나오게 되었다. 정경기의 자동화 사절시 자동정지, 잔털 또는 불량사 발견시 자동정지, 정장권취 자동정지 등 고속추종성의 점에서  약간 미비한 점도 있다. 빔 교체 기계화에 있어서도 그 동력원에 어떤 것을 채용하는가에 따라 다를  수 있으나 상당히 진전되었으며 문제점은 가동율과 관련하여 크릴의 교체작업에 상당한 시간과  인원이 투입된 것을 자동화시켜야 된다는 것이다. 과거 정경공정의 문제점으로 대두되고 있는 것은  저가동율에 따른 저생산성이라고 할 수 있는데 이것은 크릴교체 작업을 위한 정지때문이라고 볼 수 있다. 따라서 각 기계메이커에서도 이러한 것에 대한 자동화가 활발히 추진되고 있다. 정경용 크릴 정경기의 빔에 실을 정연하게 평행으로 배열시켜 균일한 장력조건으로 권취하기 위해서는  원사패키지를 규칙적으로 일정한 지정장소에 배치해서 인출하여야 한다. 크릴은 수많은  원사패키지를 규칙적으로 배열시킬 수 있는 틀을 말한다. 크릴에는 장력을 조절하는 장력조절장치와  사절자동정지장치, 정전기제거장치 등이 장착되어 있다. (1) 경사인출 방법    1)내취방식(內取方式) 원사패키지를 크릴의 양 외측에 걸고 실을 크릴의 내측으로 유도시켜 풀려나오게 한 후 권취부쪽으로 방향을 바꾸어 평행하게 배열시켜서 권취하는 방법이다. 그림 5-1 경사인출방식    2)외취방식(外取方式) 원사패키지를 크릴의 양 내측에 걸고 실을 크릴의 외측으로 유도시켜 풀려나오게 한 후 권취부쪽으로  방향을 바꾸어 평행하게 배열시켜서 권취하는 방법이다. (2) 크릴형태와 종류   1)트럭크릴(Truck creel) 정경기 한 대에 2기(基)의 크릴을 설치하여 1기가 가동하는 동안 다른 1기의 크릴에 새로운 콘을  준비해 두어 가동중인 1기의 작업완료 후 레일위를 이동시켜서 교호적으로 교체시키는 방법을 말한다.   2)트라벨링 패키지크릴(Traveling package creel) 크릴의 뒤쪽에 패키지를 꼽아두고 작업중의 패키지가 소진되면 동력으로 패키지가 꼽힌 부분의  앞쪽으로 오도록 이동시켜서 새로운 패키를 공급하는 방식을 말한다.<그림5-2>의 (a)   3)턴테이블 크릴(Turn table creel) 경사방향으로 배열된 패키지 2∼5열을 하나의 단위로 하여 하나의 틀을 만들고 상하의 부착부를  중심으로 하여 앞뒤가 바뀌도록 회전시켜서 새로운 패키를 공급하는 방식으로 가동하는 동안에  뒤쪽에 패키를 작업하여 둔다.<그림5-2>의 (b) 그림 5-2 여러가지 크릴방식   4)매거진 크릴(Magazine creel) 하나의 장력조절장치에 2개의 패키지를 준비시켜 두 패키지의 실 끝을 서로 이어두는 방식으로  하나의 패키지가 소진되더라도 연속적으로 작업할 수 있는 대량생산체계에 적합하다.<그림5-2>의 (c) (3) 크릴준비 ①실린더 검사를 철저히 하여 모우, 권취형상 등을 점검한다. ②권취량 차이를 검사한다. ③정경시 변사당김에 의한 크릴본수와 지그재그 콤(Zig-zag Comb)의 부적합한 규격 사용으로 인한 지나친 폭 축소와 폭 확대현상을 방지한다. ④낚시줄 길이(Cylinder Cap Tension length)는 최저의 장력으로 유지하며 품종에 따라 조금씩    차이는 있지만 적정 낚시줄 길이는 20mm 정도로 한다. ⑤사절시 토크(Torque) 현상으로 옆 실과 엉키는 현상이 발생되는데 이것은 해사 장력에 의해 늘어난 상태에서 다시 회복되는 순간 늘어난 부분은 토크현상 이 발생된다. 그로 인한 엉킴으로 트러블 (Trouble)이 유발되는데 이것은 크릴 콤펜세트(Creel Compansantor)와 실린더 중심의 차이로 유발된다. ⑥스나알 현상은 해사시 장력의 높고 낮음에 따라서 발생(수축 회복에 따른)되며 가이드 통과시    마찰에 의한 정전기를 발생시킨다. 정경기 종류 (1) 빔 정경기(Beam warper) 빔 정경기에는 빔을 드럼의 마찰에 의해서 구동시키는 방식과 빔을 직접 구동시키는 방식이 있는데  전자를 드럼정경기, 후자를 논드럼(Non drum)정경기라 한다. 과거에는 드럼정경기가 일반적이었으나  고속화와 LP화가 진전됨에 따라서 드럼 구동식으로는 한계가 있기 때문에 최근에는 논드럼 정경기가  많이 사용되게 되었다.  논드럼 정경기는 실 층이 증가하더라도 항상 일정한 속도로 권취할 수 있는데 이것은 측장로울러의  축에 직결된 발전기의 발생전압이 일정하게 되도록 DC모터, 또는 가변속모터의 회전수를 제어시키기  때문이다. 빔 사층 표면에는 프레스 로울러가 항상 적당한 압력으로 접촉하여 회전해서 실 층의 경도를  일정하게 유지하고 또한 사층의 요철을 없애는 역할도 하고 있다.  이 프레스 로울러의 접압력을 조정함으로서 실 층 경도를 자유롭게 조절할 수 있어서 빔 염색용  소프트 빔(Soft beam)도 감을 수 있다는 점이 논 드럼정경기의 장점이기도 하다.   1)드럼식 정경기 이것은 회전하는 드럼에 빔을 접촉시켜 정경하는 마찰구동형 빔 정경기로서 크릴로부터 끌어낸  경사를 전기드롭퍼, 장력장치, 바디, 가이드로울러, 콤, 측장로울러를 거쳐서 빔 행거에 보유되어  있는 정경빔에 감는다. 작업중 실이 절단되어 정경기가 정지할 때 끊어진 실 끝이 빔 중앙에 같이  감겨 들어가는 경우가 있는데 이 때 빔을 반대로 돌려서 실 끝을 찾아 연결해 주어야 하는데 느슨한  장력은 업 로울러장치를 써서 일정한 장력을 유지해 준다. 필라멘트사나 합섬혼방사를 작업할 때는  정전기 제거장치를 부착하여 정전기의 장애를 막아주어야 한다. 그림 5-3 드럼 정경기의 구조 이 정경기는 빔의 실 층이 커짐에 따라 실 층의 경도를 조절하기 어렵고 드럼과 실 층사이의 마찰에 의해 잔털이 발생되어 필라멘트작업에는 적합하지 않다.   2)논드럼식 정경기 이 기계는 회전드럼을 사용하지 않고 빔 축을 직접 회전시켜서 정경하는 직접구동형 빔 정경기이다.  그러므로 실 층이 커지더라도 권취속도를 일정하게 해 주는 속도제어 장치가 필요하다. 속도제어는  측장로울러 축에 직접 연결된 발전기의 발생전압이 일정하게 되도록 가변속도 전동기의 회전수를  제어해 준다. 또 프레스 로울러의 전압력을 조절함으로서 빔의 실 층 경도를 조절할 수가 있으므로  빔 염색용 소프트패키지(Soft package)도 만들 수 있다. 그림 5-4 논 드럼식 정경기의 구조 (2) 부분정경기(Sectional warper) 경사무늬 직물이나 트리코트 정경에 많이 쓰이는데 한 무늬 경사수를 한 단위로 하여 원통형의 드럼에  순차적으로 한 단위씩 감는 것으로 완전히 감은 뒤에는 직접정경기로 되감아 주어야 할 필요가 있다.  디자인이 복잡하거나 또는 주문량이 소로트인 경우 경제성을 고려하여 일반적으로 소규모 공장에서  사용하나 선염공장에서도 작업상 편의를 도모하기 위해 많이 사용하고 있다. 각 색션에 있어서는  실 층의 두께, 경도, 폭 등이 균일해야 한다. 작업한 실 층이 무너지지 않도록 기울어지게 받침대를  설치하고, 또 가장자리가 무너지는 것을 방지하기 위하여 나비잡이 바디를 이동시켜 준다.  <그림5-6>에서 드럼에서부터 전동된 바디 스크루축 F가 회전하면 바디대 E위에 있는 나비잡이 바디  D는 실이 한 층씩 감길 때마다 경사판을 따라 조금씩 이동한다. 슬라이드 스케일(Slide scale) 상자  G는 나비잡이 바디를 작업할 때마다 밴드의 나비만큼 이동하도록 되어있다. 그림 5-5 부분정경기의 구조 그림 5-6 사칩잡이와 나비잡이 바디 (3) 특수 정경기 소비자 지향적 경향을 반영하여 선염직물이 증가되고 있으며 이에 따라 많은 직물 샘플이 요구되고  있지만 소량의 직물을 시직한다 하더라도 정경작업은 본 생산과는 달라질 수 없으므로  시직용 정경기인 샘플정경기, 허지스(Hergeth) 시험용 정경기 등을 이용하면 된다. 정경 공정관리 보통 무연사는 잡아당기면(Tension을 가하면) 연신만 되지만 연사는 잡아당기면(Tension을 가하면)  연각(비틀림 현상)에 의하여 스프링과 같은 현상으로 펴졌다 회복되면서 토크를 발생시킨다.  따라서, 가능한 불필요한 공정을 줄여 장력을 최소화하여야 할 필요가 있다. 무연사라도 가공사는  토크가 발생될 수 있다.경사 늘어짐은 정경 빔표면의 요철에 의해 비밍(Beaming)시 경사 늘어짐  발생된다. 이것은 정경시 스나알 현상에 의한 꼬임, 시트(Sheet)몰림, 사도이탈(Guide), 꼬임 방지,  정전기에 의한 시트몰림, 콤(Comb)의 트래버스의 상하좌우 작동을 확인할 필요가 있다. 정경결점과 방지대책 정경에서 발생되는 결점은 여러 가지 원인에 의해서 일어나며 결점의 종류에도 다양한 결점이 많다.  이러한 결점이 있으면 작업효율을 악화시킬 뿐만 아니라 제품의 품질에도 영향이 있으므로 작업중  결점방지에 주력하여야 한다. (1) 장력부동 정경에서 균일한 장력으로 빔을 감는 것이 아주 중요한 일이다. 실간의 장력차가 있으면  후 공정인 가호 또는 제직에서 품질저하 및 사고의 원인이 된다. 균일한 장력으로 감기 위한 요소를 살펴보면 ①크릴페그와 텐션가이드의 중심을 정확히 맞춘다. ②치즈는 페그에 완전히 꽂혀야 한다. ③장력조절장치는 모두 균일하게 조정되어야 한다. ④실이 지나는 곳에는 흠이 없어야 한다. ⑤장력조절장치, 얀 가이드에서 실이 이탈되어서는 안 된다. (2) 빔 권취불량 빔 좌우의 지름차이, 변부분의 경도차이, 빔 표면의 요철 등이 있으면 가호기에서 실이 풀릴 때  장력부동의 원인이 되고 늘어진 실이 나오게 된다. 따라서 빔에 잘 감기 위한 요인을 살펴보면 ①앞 바디의 밀도를 균일하게 유지하여야 한다. ②빔과 드럼, 빔과 프레스 로울러 접압이 좌우 동일하게 하고 또 위치가 한쪽으로 쏠리지 않게     하여야 한다. ③빔폭과 앞바디의 폭이 같도록 조정하여 중앙과 변의 경도와 지름이 동일하도록 하여야 한다. ④빔 플랜지의 비틀림, 플랜지의 조립방법이 틀리지 않게 하여야 한다. (3) 사절시 처리불량 사절 또는 속 실은 후 공정에 아주 큰 지장을 초래하므로 정경에서 사절처리는 조심하면서 신중하여야  한다. 속 실은 사절된 실 끝 위에 여러 층의 실이 감길 때 생기는 것으로 속 실이 겉으로 나올 때까지  감긴 실을 풀어내어야 후 공정의 작업에 도움을 줄 수 있다. 속 실은 역회전시키지 아니하고 실 층  밑에서 절단된 실 끝을 찾아서 실 잇기를 하는 경우 가호에서 실이 풀려나올 때 그 실만 당겨져서  과대한 장력을 받게된다. 백 모션(Back motion)장치가 없는 정경기는 사절되어 정지될 때까지 3∼5m 정도 감겨버린다. 따라서 빔 가까이에서 사절된 경우에는 실 끝이 감기는 것은 어쩔 수가 없지만  이것을 방지하기 위한 유의사항은 다음과 같다. ①사질을 높이거나 권사할 때 실 결점을 제거하여 사절을 최소한으로 줄인다. ②장력관리를 철저히 하여 사절을 감소시킨다. ③빔플랜지 내측에 흠이 있다든가 비틀어진 것은 바로 잡아주어야 한다. ④사절 정지장치를 수리하여 사절시 곧바로 정지되도록 하여야 한다. ⑤백 모션 장치가 있는 정경기는 이 장치를 활용하여 속 실 끝을 확실하게 찾아 이어주도록     하여야 한다. (4) 정경장의 불균일 빔마다 정경장의 변동이 있으면 가호공정에서 빔간 정경장 차이만큼 실을 버리게 된다.  따라서 일정한 장력으로 감아주는 것이 최선의 대책이라고 할 수 있다. ①측장로울러 가 원활하게 돌아가도록 하여 미끄러짐이 없도록 정지할 때도 빔과 동시에     미끄럼 없이 정지되도록 하여야 한다. ②권취속도를 올리려 할 때는 천천히 올리도록 하고 측장로울러의 미끄럼을 없게 하여야 한다. ③측장로울러의 고장유무를 수시로 점검한다. ④감기 시작하기 전에는 반드시 메터점검을 실시하도록 한다. (5) 작업자 부주의 실 올 수가 틀린다던가 다른 실이 감긴다던가 하는 부주의는 많은 품종을 제직하는 경우가 예상외로 상당히 많이 발생된다.   1)실 올 수 틀림 치즈를 꽂은 다음 반드시 재점검하는 것이 아주 중요하다. 이것은 치즈수를 세는 것 보다 크릴수를  세어서 미리 표시하여 두면 효과적이다.   2)이종(異種)의 실 혼입 원사가 다른 실 또는 굵기가 다른 실이 혼입되는 경우도 많이 발생된다. 따라서 원사의 구분을 아주  엄격하게 하여야 하며 원사 메이커에서 다른 실이 섞여오는 경우도 종종 발생되는 경우도 있으므로  색상 등에 주의하여 의심나는 치즈는 철저히 규명을 할 필요가 있다. 굵기가 다른 실이 감겼을 경우  빔 표면에 요철이 생기기 때문에 금방 알 수가 있다. 블랙라이트(Black light)를 잘 이용하여  정경작업에서 모든 결점과 혼사를 제거하여야 한다. (6) 정경빔 불량 빔 플랜지가 휘었거나 플랜지 내면에 흠이 있으면 가호공정에서 실이 풀려 나갈 때 변사의 사절원인이  된다. 따라서 빔을 취급할 때는 소중하게 하고 불량빔을 수시로 점검하여야 한다. (7) 풍면삽입 정경에서 풍면이 삽입되어 함께 감겨버리면 그대로 가호가 되어 풀딱지의 원인이 되어 제직에서  사절을 유발시킨다. 따라서 풍면 제거장치를 점검하여 주기적으로 소제하여야 한다. 풍면이 들어간  원인은 실이 텐션가이드, 얀 가이드 등을 지날 때 붙어서 들어가는 경우가 많다. (8) 오염 치즈나 빔은 보관 중 반드시 커버를 덮어두도록 하고 빔을 굴리지 말아야 한다.  또 더러운 손으로 실을 잇지 말고 소제시 주의하도록 한다. 정경계산 정경기의 능력은 원사의 종류나 품질, 직물의 종류, 기계성능, 작업자의 숙련정도에 따라서 많이  달라진다. (1) 정경기와 직기의 균형 1일에 정경할 수 있는 정경장(L)은 L=0.6πkNndt N : 1회 정경 사본수(부분정경인 경우 모슴수) n : 권취드럼 회전수(rpm) d : 권취드럼의 지름(㎝) t : 1일 작업시간 k : 정경효율 한편 직기 1대가 1일에 제직하는 총 정경장( L')은 L' = 0.6k'N'n't /{(1-α) ·S} N' = 총 경사본수 n' = 직기회전수(rpm) t = 1일 작업시간 α= 경사축율 S = 경사밀도(본/㎝) k' = 직기능률(%) 따라서 정경기 1대와 균형을 이루는 직기 대수는 L/L' = πkNnd(1-α)S/k'N'n'가 된다. (2) 정경기의 능률 정경기의 능력을 정경하는 실의 중량으로부터 산출하려고 하면 다음과 같다. W = 60kvntZ × 10-6 W = 1일 1대의 정경사량(㎏) k = 정경능률(%) v = 평균 정경사속도(m/min) n = 1회의 정경 크릴 사본수 t = 1일 작업시간 Z = 정경하는 실의 단위길이 당 중량(mg/m)