면방공장에서의 품질관리(3)

2.2 제직 공정에서의 변화

지난 20년 동안에 직기 속도 및 직물 폭의 증가로 인하여 직기당 생산량이 2∼3배 정도 증가되었다.

ITMA 초기에 실현 불가능하다고 여겨졌던 제직 속도는 불과 몇 년 후에 일반적이 되었다[7].

그러나 고속 생산만으로는 경제적인 제조 조건과 제품 품질을 보장하지 못한다[3,8].

예를 들어 사절에 의한 기계 정대 시간과 같은 비생산적인 정대 시간은 제조 단가 측면에서 매우 중요하다.

" 직물 구조와 짧은 정대 시간이 직기의 생산성을 결정하는 것이지 최대 및 이론적으로 가능한 직기 속도가 직기의 생산성을 결정하는 것은 아니다. "

보다 경제적인 조건하에서 실이 생산되어야 할 필요성에도 불구하고 제직에서의 생산발전에 뒤지지 않기 위하여 사 품질 특성은 이와 같은 제직에서의 발전 동향과 보조를 맞추어야 할 것이다. 여기에 전보다 훨씬 중요한 의미로 어떤 사업에나 적용해야 할 다음과 같은 법칙이 있다 :

" 전진하지 않는 것은 실제로 후퇴하는 것이다. "

직기의 위입 속도가 두배가 될 때 동일한 제직 효율을 얻기 위해서는 실의 약점수가 과거의 실에 비해 절반 수준이 되어야 할 것이다[1,7,9].

2.3 약점

통계적으로 볼 때 실에서의 약점은 매우 드물다. 그럼에도 불구하고 다음과 같은 이유 때문에 고속 생산 방적 및 제직 공장에서 이러한 약점들이 점점 더 중요하게 여겨지고 있다.

- 평균 사 인장 강력과 신도 값이 기준치 이상이더라도 고속 생산 기계의 허용 가능한 운전 조건을 보장할 수 없다.

- 매우 드물게 발생되지만, 사절의 원인은 특히 실의 약점들이고, 이러한 사절은 운전 효율에 좋지 않은 영향을 미친다[4].

- 그러나, 실의 약점은 통상적으로 실험실에서의 샘플링에 의해서 우연히 발견되기 때문에 어느 정도의 신뢰성을 갖는 통계적인 값으로는 결정될 수 없다.

지난 몇 년 동안에 걸쳐서 직기 및 편기에서의 정대를 유발하는 약점 문제에 관해 다양한 조사를 실시하였다. 그러나, 많은 경우에 약점은 실의 평균 절단강력에 대한 어느 정도의 비율로 나타날 뿐이다.

약점에 의한 기계 정대 예측의 경우에는 반드시 다음과 같은 사항을 고려해야 한다.

- 실험실에서의 인장 시험을 실이 제직 및 편성 중 받게 되는 조건과 다른 조건하에서 실시한다.

- 직기 및 편기에서 실에 가해지는 최대 인장 하중의 측정은 매우 어렵다.

- 방적 이후 공정에서 사절이 일어날 수 있는 원인으로는 패키지 결점, 불량한 권사 조건, 두 실간의 엉킴, 불량한 정경 및 비밍(beaming) 조건, 부적절한 가호, 과도하게 많은 헤어리니스, 너무 많은 굵은 결점과 가는 결점 및 넵, 잘못된 스플라이스 또는 매듭 등이 있다.

그러나 Krause 등에 의해 수행된 연구에 의하면 통계적으로 나타날 수 있는 약점의 분포를 결정하기 위해서는 많은 인장 시험을 해야 한다고 알려져 있다.

두가지 인장시험 결과를 비교하면<그림 1>, 1,300회 시험한 경우에 모든 측정값의 2.23%만 160cN이하(최대 절단 강력의 전체 평균 = 208cN)였으나, 46,000회 시험한 경우에는 모든 측정값의 6.05%가 160cN이하의 약점으로 간주되었다.

이와 같은 연구결과로 볼 때 시험기 제조회사는 향후 적정 시간내에 충분히 많은 시험을 할 수 있는 시험기의 개발을 해야할 것이다.

2.4 위사 정지의 경험 값

방적 이후 모든 공정에 있어서 기계 정대 횟수는 실 한 배치의 품질을 평가하는 가장 중요한 인자 중 하나이다. 다음의 실험은 직기 정대 횟수와 지금까지의 경험에 기초한 사 품질 특성과의 관계를 알아보기 위해 시도되었다.

제직 공장에서는 위사 100,000m 마다 단지 1회의 정대만 일어날 것을 요구하고 있다<그림 2>. 고속 제직 공장에서 위사 100,000m 마다 두 번 또는 그 이상의 정대가 발생하면, 이는 곧 효율 감소가 되고 이로 인한 생산비용의 증가가 초래될 것이다.

결 론

예를 들어 번수가 20tex(Ne 30), 콥 무게 50g인 링 방적사의 경우에는 후공정에서 기계 정대를 초래할 수 있는 약점이 41개 콥마다 겨우 한 개만 허용될 것이다.

2.5 위사로 사용되는 면사의 품질 조건

이전에 고려된 것과는 달리 고속 직기의 운전에 부응하기 위하여 오늘날 위사는 반드시 경사의 품질 특성 만큼 우수한 품질 특성을 가져야 한다. 많은 연구 결과[7장]에 의하면, 위사는 적어도 다음과 같은 품질 특성을 가져야 한다 :

<표 1> 위사로 사용되는 면사의 품질 조건

* 1%의 신도 손실은 2cN/tex의 절단 강도 증가로 보상될 수 있음.

** 약점의 정의 : 평균 절단 강력의 60% 미만

*** 패키지간 변동 : 변동 수치가 클수록 단색 염색시 줄무늬 발생 가능성 있음.

위의 결과로부터 제직 공장에서 운전 조건을 예측하기 위해서 이전에 사용된 "평균 절단 길이"가 더 이상 적합하지 않다고 할 수 있다. 예를 들어, 특히 중요해진 물성은 절단 강력 및 신도의 변동 뿐만 아니라 실의 신도이다. 실의 굵은 결점은 나머지 부분보다 일반적으로 꼬임이 적기 때문에 CLASSIMAT 결점도 약점으로 고려될 수 있으며, 이와 같은 결점을 포함한 실은 인장 강력이 가해질 때 쉽게 절단될 수 있다.

변동이 큰 경우 즉, 절단 강력 및 신도의 변동계수가 큰 경우에 동일한 운전 상태를 얻기 위해서는 절단 강력 및 신도가 더 큰 실을 사용해야만 보상될 수 있다. 이것은 방적 공정에 관해서는 다음을 의미한다 :

원료의 품질이 우수하고, 실의 꼬임이 많아지면 그에 따라 확실히 사 제조 단가는 틀림없이 증가한다.

2.6 비밍(beaming) 중 정대에 대한 경험 값

제직공정에서 뿐만 아니라 정경, 비밍 및 가호와 같은 제직 준비공정 동안에도 실은 응력을 받게 되며, 이와 같은 현상은 특히 사 신도와 관련이 있다.

오늘날의 비밍기는 최대 1,200m/분의 인출 속도로 운전된다.

정소면 링 방적사 비밍시 1,000,000m당 사절수가 0.4이하라면 이 실은 매우 품질이 좋은 것으로 간주된다<그림 3>[12].

직기 생산의 높은 효율을 보장하기 위해 취해진 수단을 기초로 하여 볼 때, 다음 문장은 과거 어느 때보다도 더욱 제직 준비공정에 관해 타당한 표현이다 :

" 비밍 및 가호 상태가 우수하면 제직의 절반은 이룩한 셈이다. "