1. 서론

실의 품질은 대부분 전방 공정(spinning preparation)에서 결정된다. 최소한 연조의 마지막 패스에서 측정되어 수정되지 않은 품질 결점들은 후공정 단계에서 수정될 수 없거나 수정한다해도 매우 어렵다. 이것은 편성포 또는 직물에서 육안으로 쉽게 관찰되는 결점이 되어 그에 따른 비용이 크게 요구될 수 있다.

지난 몇 년 동안 방적공장에서 기계의 생산속도가 향상되었음에도 불구하고, USTER STATISTICS를 보면 실의 중량 변동값(균제도)은 지속적으로 향상되었으며, 이것은 지난 40년을 고려할때도 실제로 기술이 향상되었음을 알 수 있다<그림 1>〔1〕.

<그림 1> 과거 40년간의 균제도 값

이것은 대부분 전방공정, 즉 원면, 기계, 오토레블러 등의 최적 사용뿐만 아니라 온라인 품질관리와 생산 데이터 수집 시스템 때문이다.

오늘날, 온라인 품질과 생산 관리 시스템이 없는 실 제조 설비는 거의 생각할 수 없다. 품질에 대한 주기적인 오프라인 체크는 충분하지 못하다<그림 2>. 예를 들면, 교대조에 의한 슬라이버 번수 체크는 생산되는 재료의 약 0.02%정도에 불과하다〔2〕.

<그림 2> 생산성에 따른 품질관리

1984년 이후 사용되고 있는 USTER SLIVERDATA 데이터 수집 시스템<그림 3>으로 인해〔3〕 품질에 대한 개념이 있는 방적공장 관리자는 매우 유용한 장비를 가지게 되었다. 이 장비는 최신의 조건들을 측정할 수 있고 품질 범위를 초과하였때, 즉

-슬라이버 번수 편차

-중량 변화(불균제도 CV%)

-주기적인 그리고 실제적으로 주기적인 결점(각각의 스펙트로그램 피크, 인접 피크의 그룹화)이 발생하였을 때 경고음을 작동시킨다.

<그림 3> USTER SLIVERALARM 온라인 시스템으로 관리

최종 제품의 품질은 생산상의 문제점들에 의해서도 영향을 받을 수 있다〔2〕. 생산 조건에 대한 관리와 특히 기계 정대의 감소에 의해 품질은 크게 향상될 수 있다.

한편, 더 적은 수의 운전 요원과 관리 요원으로 생산을 더욱 높이고 더 많은 부분을 자동화하기 위해서는 매우 복잡한 온라인 제어시스템이 필요하다. 실제적인 시험, 특히 SLIVERDATA 사용자의 시험 결과로부터

- 슬라이버에서 짧고, 비주기적으로 발생하는 굵은 부분의 감지,

- PC 시스템에 의한 데이터의 확장된 그래프화 표현과 평가는 시스템의 사용을 크게 증가시켜 전방공정에서 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

는 사실을 알 수 있었다.

다음은 특히 이 2가지 시스템의 확장된 내용에 대해서 서술하고자 한다.

2. 슬라이버의 굵은 부분

2.1 굵은 부분의 형성과 감지

슬라이버에서 비주기적으로 발생하는 짧고 굵은 부분은 보통 실험실에서 시험 도중<그림 4> 또는 후공정에서 품질과 생산공정상의 문제점으로 우연히 발견될 수 있다. 이는 그런 문제점들은 발견될 수 있지만 너무 늦었음을 의미한다.

<그림 4> 연조 슬라이버에 대한 USTER 균제도 시험결과의 다이어그램

분진과 소음발생 뿐만 아니라 생산 속도의 증가로 인해 슬라이버를 제조 기계(연조기, 소면기, 정소면기)는 가능한 완벽하게 밀폐되어야 한다. 따라서 보통 운전자에 의해 행해지는 시각적인 체크는 현실적으로 어렵다. 결과적으로 기계요소와 웨이스트 흡입제거시스템, 다양한 기계부분의 비정상적인 마모 등에 따른 문제가 굵은 부분을 다량으로 발생시키게 되는데 이것은 아주 짧은 시간동안에 발생될 수 있다. 이렇게 되면 후공정에서 품질과 생산 문제를 심각하게 초래할 수 있다. USTER SLIVERDATA는 이러한 굵은 결점을 감지 측정할 수 있다.

<그림 5>는 굵은 부분의 특징을 보여준다.

-최소 길이 4.0㎝. 1㎝보다 긴 굵은 부분도 통계적으로 40%정도의 유의성으로 감지할 수 있다.

-최소한 ＋20%의 단면 증가

<그림 5> 굵은 부분의 개략도

2.2 실제 시험

오늘날 SLIVERDATA장비를 갖고 있는 많은 사용자들은 굵은 부분 검출시스템으로 기능을 확장시키고 있다. 이처럼 기능이 확장된 장치를 사용하여 시험한 결과 굵은 부분이 방적공장에서 실제 품질과 생산성 문제에 관계됨을 알 수 있었다. 굵은 부분은

-슬라이버의 진행방향이 전환되는 점에서 섬유의 축적 또는 슬라이버 가이드 장치의 마모

-기계 부분의 결함

-부적절한 기계 보전과 청소 주기

-최적조건으로 세팅되지 않은 기계

-불충분한 웨이스트 흡입제거장치에 의해 발생된다.

2.2.1 소면사 방적

소면사 방적공장에서, 아크릴-면 혼방에 대해 2차 연조기 패스에서 굵은 부분의 빈도를 연속적인 작업교대동안 16회 이상 측정하였다<그림 6>. 연조슬라이버 100㎞에 대해 굵은 부분(〉35%)을 최대 8개까지 검출할 수 있도록 결정하였다. 굵은 부분의 주요 원인은 소면기에서 불만족스러운 웨이스트 물질의 제거이다. 연조 슬라이버에서 굵은 부분이 너무 자주 발생하는 것에 대한 개선조치로 연조기에 공급되는 소면에서 플라이를 흡입 제거하였다(교대조 4와 9). 교대조 15와 16의 경우 1배치가 끝나는 시점, 즉 교대조 16이후에 필요한 기계보전을 실시하기로 결정했다.

<그림 6> 1주 동안의 교대조 조건. 연조기, 2차 패스, 소면

동시에 조방기에서 조사 절단조건을 조사하였다<그림 7>. 조방기의 정지는 동일한 연조슬라이버의 길이를 고려하여 계산하였다. 이렇게 하면, 상관관계의 설정이 가능하다. 그러나 조방기에서 조사절단은 슬라이버의 굵은 부분에 대해서 거의 의존하지 않음을 알 수 있었다. 그렇지만 어떤 경향은 있었다.

<그림 7> 1주 동안 조방기 정대

2.2.2 정소면사 방적

정소면 방적공장에서 정소면과 후공정인 연조의 마지막 패스에 굵은 부분 검출시스템이 설치되었으며 이들은 모두 같은 생산라인이다. <그림 8>은 이러한 굵은 부분 검출 시스템 사용후 1차 시험결과이다. 기준값은 3주 동안에 걸쳐 시험한 1일 평균값이다.

<그림 8> 3주 동안 매일 조건

정소면 슬라이버에서 굵은 부분(>35%)수와 연조 슬라이버에서 굵은 부분수 사이의 상관 관계를 쉽게 알 수 있다. 이것은 굵은 부분이 정소면기에서 발생됨을 의미한다. 여러 가지로 비교 검토한 결과 드래프팅 로울러 커버링이 너무 마모되었음을 알 수 있었다. 드래프팅 로울러의 직경이 어떤 크기로 감소된 후 드로오 복스(draw box)상의 드래프팅 로울러에 의해 가해지는 힘이 감소되어 효과가 없게 된다. 이것이 드래프팅 조건들을 조절하지 못해 슬라이버에서 굵은 부분이 많이 발생되었다.

굵은 부분이 정소면에서 발생되는 것을 확인하기 위하여 각각의 분리된 딜리버리 위치로부터 굵은 부분의 수를 측정하였다(표 1). 드래프트와 더블링을 고려하면, 정소면 슬라이버에서 단위길이(㎞)당 굵은 부분 0.097개는 연조 슬라이버에서 단위길이(㎞)당 이론적인 굵은 부분의 빈도 0.065가 되어야 한다. 이것은 평균값이 0.073인 경우, 정소면이 굵은 부분을 발생시키는 주요 공정임을 의미한다.

Xt = Y * 더블링 / 드래프트 = 0.097 * 4 / 6 = 0.065

표 1 : 슬라이버 딜리버리 위치당 굵은 부분

<그림 9>는 2개의 정소면기를 자세히 비교한 것이다.

<그림 9> 소면기간의 비교

2.2.3 로우터 방적

로우터 방적공장으로부터의 결과들을 이용할 수 있다. 굵은 부분 검출시스템을 오토레블러 연조기에 설치하였는데 이는 연조의 마지막 패스에 해당한다. 이 시스템을 도입한 직후 교대조(단위길이(㎞)당 굵은 부분 0.13∼0.2개)당 굵은 부분(〉25%)의 갯수는 약 20∼30개 정도였다. 이러한 굵은 부분의 주요 원인은

-드로오 복스부분에서 비효율적인 흡입제거 시스템

-다양한 슬라이버 방향 전환점에서 섬유 축적물의 불충분한 수동적인 제거 등이다.

표 2 : 다양한 원면 배치에 따른 굵은 부분 빈도

즉시 시행할 수 있는 방법으로 드로오 복스 부분을 자주 청소한 결과, 굵은 부분 빈도가 허용가능한 정도로 감소되었다(표 2).

많은 경우에, 여전히 존재하는 굵은 부분이 로우터 정방시 사절을 발생시켰다. 그런 굵은 부분은 방적후 상당 길이의 굵은 실이 되어, 그 실은 실 취급업자에게 받아들여지지 않을 것이다.