퀵스핀시스템

실제조업자들은 생산방법 및 원료면에서 다가오는 미래에는 현재보다 더욱 더 높은 수준으로 최적화 해야만 한다. 더욱이 이익을 남기기 위해서는 시장의 요구에 정확히 부합되는 품질의 실이 생산되도록 요구되고 있다. 치열한 경쟁속에서 살아남기 위해서는 기술경쟁 면에서의 상당한 우세, 유동적이면서도 종합적인 경영구조가 요구된다.

또한, 생산관리 관리와 공정최적화를 위한 보다 효율적이고 광범위한 시스템이 필요하다. 이러한 시스템에서의 중요한 요소는 Uster Quickspin 시스템과 같이 원료, 사품질 그리고 공정의 영향을 최적화하고 시뮬레이션 할 수 있는 장치들이다.

Uster Quickspin 시스템의 발전은 원면 생산자와 사용자들이 비식물성 또는 식물성 린터함량을 어떻게 하면 시험장치로 측정할 수 있을까에 대한 요구에 기초를 두고 있다.

오로지 손으로 면섬유를 채취할 때에는 면섬유 등급판정에 대한 확실한 기준이 있었다. 비린터 함유량은 잎, 나무껍질, 그리고 씨앗으로 구성되어 있으며, 면 품선사들은 이러한 비린터 입자의 양에 따라 면의 등급을 판정하였다.

1960년 부터 원면 생산은 인구 증가로 인해 더 많이 생산되어야 할 상황에 처했으나 면에서 생산량면에서 그 수요를 충족하기에는 어려웠다. 따라서 원면생산은 다음과 같은 방법에 의해 증가되었다.

- 높은 원면 수율을 위해 씨앗으로부터 섬유를 철저하게 분리.

그 결과로 오늘날 방적공장들에서 나타나는 문제들은 아주 명백하다. 조면공정에서는 많은 씨앗들이 분쇄되어 씨 껍질조각이 되고 더욱이 격렬한 조면공정에서는 섬유들에 더욱더 많은 힘이 가해지고, 식물성 비린트들은 통상은 더 작아져 먼지와 다른 입자들로 쪼개진다.

면 방적에서 제조비용의 50∼75%가 원료비용이다. 요구되는 사품질을 정확히 충족하기 위해서 가장 경제성있는 원료를 선택할 때만 이윤이 얻어진다.

실 제조업자들은 가격 차이가 큰 서로 다른 원산지로부터 다양한 종류의 면을 선택할 수 있고 게다가 그들은 원면 시장에서의 변화되는 상황에 신속히 대응할 수 있어야 한다.

그러므로 목표는 적은 양의 면 시료로부터 사품질에 관한 빠르고 확실한 예측이 가능한 시험방법의 개발이었다.

이러한 새로운 실험실 방적시스템은 다음 요건을 충족시켜야 한다.

이러한 개념과 목표에 근거하여 Denkendorf에 있는 Institut für Textil- und Verfahrenstechnik, 시험장치를 개발하였고, Quickspin 이라는 이름으로 Zellweger Uster에 의해 보급되고 있다.

- Rotorring이 있는 Uster MDTA 3에 의해 섬유는 개섬, 정섬, 혼섬되어 슬라이버로 만들어진다.

- 로우터방적 장치에서 슬라이버는 Quickspin yarn으로 제조된다.

시료는 이송 에이프런(transport apron)을 거쳐 feed roll/feed plate assembly안으로 들어가고, 동일방향으로 개섬로울러(opening roller)에 공급된다. 개섬로울러는 섬유를 빗질하기 위한 톱니 와이어(saw tooth wire)를 갖추고 있다. 여기서 더스트입자와 섬유조각들은 섬유로부터 분리되어 진공에 의해 더스트채널(dust channel)로 흡입된다. 메시크기가 서로 다른 2개의 필터에 의해 입자들은 더스트와 섬유조각들로 분리된 후, 무게가 측정된다. <그림 2>

장치	Uster MDTA 3	Uster Quickspin
작동단계	-원면준비 -슬라이버의 제조	-실방적 -사 평가
작동순서	원면뭉치→MDTA 3→슬라이버 또는 슬라이버→MDTA 3→슬라이버	슬라이버→로우터방적기→ Quickspin사
측정	-잡물량 -더스트량 -섬유조각 -정섬정도 -더스트 제거정도 -정상섬유의 손실율	-실구조 및 외관 -사강력 -사신도 -사결점 -사헤어리니스
평가/응용	-개섬/정섬에서의 원면거동 -기계적평가 -공정최적화 -세팅최적화	-혼면최적화 -얀 엔지니어링 -품질설계 및 최적화 -방적기세팅 최적화

좀더 무거운 잡물 입자들은 개섬로울러 아래에 있는 모트나이프(mote knife)에 의해서 섬유로부터 분리되며, 이것들은 원심력에 의해서 배출되어 트래시서랍으로 모인다. 남아 있는 섬유들은 회전하는 로우터안으로 공기에 의해 흡입된다. 로우터는 직경이 300mm이므로 만들어진 슬라이버는 약 1m 길이가 된다. 높은 더블링비에 의해 우수한 혼섬도 가능하다. 산지가 다른 원면을 비교한 결과 Uster MDTA 3 1회 통과 후, 시료의 정섬상태는 완벽하지 못하였다. MDTA 3를 1회 통과하여 제조된 슬라이버에는 원면의 유형에 따라 어느정도 다양한 이물질이 내포되어 있는데, 이는 공장에서 원면이 개면/정면공정 (혼타면공정)에서 처리된 후의 경우와 마찬가지이다. MDTA 3를 2회 통과한 슬라이버의 정면도는 소면 슬라이버의 정면도와 비슷하다. 따라서 방적을 위한 면은 Uster MDTA 3에서 두 번 통과하여 준비된다. 이것이 적당한 정섬과 좋은 방적성을 보장한다. 이렇게 두 번 처리한 슬라이버로 Uster Quickspin 장치에서 실을 제조한다.

로우터 방적 장치는 현재의 로우터 방적기와 같다. 몇 가지 방적요소들은 다른 종류의 로우터 실구조와 응용에 대한 시뮬레이션을 위해 쉽게 교환이 가능하다.

딜리버리속도, 공급 및 권사장력조절을 위한 속도는 단계 없이 조절가능하다. 더욱이 로우터 속도와 개섬로울러 속도는 독립적으로 변화시킬수 있다. <그림 3>

Uster MDTA 3에서 제조된 슬라이버는 임의의 위치에서 분리되고, 슬라이버 공급버튼을 누르면 로우터 내로 공급된다. 시동은 로우터의 클리닝과 실이음을 위한 얀패키지가 준비된 뒤에 시작된다. 방적요소들은 약 8초내에 최대 속도로 가속된다. 드래프트에 따라 방적은 3∼4분 사이에서 이루어진다.

Uster MDTA 3에서의 시험을 위해서는 5.2g의 시료가 소요된다. Uster MDTA 3에서 두 번의 정섬을 거친후에는 약 5g(즉, 5 ktex 또는 70 grains/yd)의 슬라이버가 얻어진다. 두 종류의 면 시료를 비교하는 경우에는 약 25tex(Ne 24)의 실로 방적하는 것이 유리하다. 5 ktex 의 슬라이버정량, roter spining box의 드래프트가 200일 때 사 길이는 200m이다.

스테이플길이가 더욱 긴 원면을 이용하면 보다 세 번수의 실을 방적할 수 있지만, 이는 다양한 품질의 면시료를 같은 조건하에서 비교하고자 한 경우에는 권장되지는 않는다.

면 시료의 완벽한 시험과 평가를 위해서는 적어도 각각 1 m 정도의 4개의 슬라버가 필요하다. 두번 거친 MDTA 3 결과는 원면의 정섬정도를 평가하는데 이용된다. 사품질 평가를 위해 실번수의 측정, 200회의 인장 시험과 한쪽은 검고 다른 한쪽은 흰 사조판에 실을 감는 것이 필요하다.

하나의 면시료 또는 하나의 혼면의 사품질 예측을 위해서 Uster MDTA 3시험평가를 포함한 Uster Quickspin 시스템에서는 1.5시간이 걸리며, Uster MDTA 3 평가 없이는 단지 30분 정도가 필요하다.