목 차 섬유정보팀 1. 서론 1 2. 편기의 개요 2 2-1. 편성원리 2 2-2. 니트의 특성 3 3. 대표적 편기의 종류 소개 4 3-1. 환편기 4 3-2. 횡편기 5 3-3. 경편기 및 기타 편기 5 4. 최신 편직설비의 개발동향 6 4-1. 환편기 6 4-2. 횡편기 10 4-3. 경편기 12 5. 결론 15 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06
1. 서론 섬유의류 산업에서 니트제품이 차지하는 비중은 현재 직물류와 비슷하고 향후 직물류를 추 월하여 계속 증가할 것으로 예측되고 있다. 세계적인 생산체제에도 하나의 흐름이 정착하고 있어 대량생산 체제는 중국을 비롯한 동남아 국가들에게 이전되고 있고 다품종 소량생산 체제 는 이탈리아, 일본 등 섬유선진국에서 추구하고 있는 상황이다. 따라서 섬유 선진국으로 갈수 록 니트소재의 다양화와 고급화가 선행되고 있어 이것이 섬유산업 발전의 하나의 요구조건이 되고 있다. 편성물을 디자인하거나 설계하는데 있어서 대부분 소재의 성질만을 파악하여 설계에 임하고 있으나 편성물을 형성하는 것은 조직이므로 소재에 적합한 조직을 설계하기 위해서는 편기를 이해하여 운동을 해석할 수 있어야 한다. 표 1에 편성물에 따른 편기의 종류와 용도를 나타내 었다. 표 1. 편기의 종류와 니트제품 용도 편물의 종류 편기의 종류 용도 위편물 경편물 횡편기 환편기 트리코트 라셀 스웨터, 무봉제 의류, 드레스, 의류 부자재, 성형 필터류 티셔츠, 내의류, 양말, 타월, 시트커버, 플러시, 벨벳 싱글 란제리, 라운지복, 잠옷, 블라우스, 셔츠, 타월 더블 싱글 더블 남성용 수트, 라미네이트천, 타월 베일(veil), 레이스, 이미테이션 털재킷 커튼, 드레이퍼리, 슬립커버, 어망, 푸대, 시트커버, 인공 혈관, 토목용 네트, 보호망, 양식망, 붕대 지지용 망 편기는 내의류 용도로 사용되던 1950년대 싱글, 리브, 양면편기의 발달부터 시작하여 50년대 중반 폴리에스터 등의 합성섬유의 출현으로 니트 소비가 급증하여 편성기술의 진보가 이루어 지기 시작하였고, 50년대 후반 외의 영역에 싱글 저지가 출현하면서 현재까지 고속화, 자동화, 다양화, 고품질화 등 많은 기술혁신이 이루어졌다. 자카드 기술의 발전도 패턴휠, 패턴드럼, 테이프 방식에서 1완전 조직의 무한화, 교체 용이 성 및 전자식 선침기술이 확립되었고, 제어기구의 고정밀화에 의한 싱커를 상하로 운동할 수 있게 한 콘트라 니트 시스템은 녹크 오버시 편성장력의 완화에 의해 편기의 회전을 원활하게 달성시키고 편환의 안정화와 품질향상에 기여하는 시스템을 정착시켰다. 본 고에서는 편기의 개요와 2011 ITMA를 중심으로 전시되었던 최신 편직설비의 개발동향에 대해 고찰하였다. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-1 -
2. 편기의 개요 2-1. 편성원리 편침상에 꽂혀있는 needle이 그림 1과 같이 1본씩 순차로 상승하여 편사를 파지한 다음 순 차로 하강해서 loop를 가로방향으로 차례로 만들어 간다. 그림 1. 위편의 편성원리. 그림 2. 위편 진행방향. 그림 2는 위편의 편성진행 방향을 나타낸 것으로 (a)는 수평선상을 왕복하는 것과 같이 편성 이 진행되는 것으로서, 횡편기나 코튼식 편기로 편성된다. 이 경우 좌 우의 편성폭을 증감하 면서 편성할 수 있기 때문에 성형제품을 편성할 수가 있다. 그림(b)는 원주를 회전하는 것과 같이 편성이 진행되는 것으로, 환편기에 의해서 편성되며, 생산능률이 높다. 여기서 나선의 폭 은 급사구 수에 관계된다. 경편은 직립한 편침열에 대해서 평행인 가이드에 통사된 편사를 lapping시켜 편성운동을 하 는데, lapping시키는 방법에 따라 sinker loop이 열린 open loop와 sinker loop이 교차되는 closed loop가 된다. 편사는 wale 방향으로 loop를 형성하고 있어 같은 course 중에 인접하는 loop은 각기 다른 편사로 편성되는 것을 알 수가 있다. 즉 한 course를 편성하는 데는 여러 올 의 편사가 필요하다. 따라서 경편 니트는 하나의 wale이 한 올의 편사에 의한 loop열이 아니 므로 쉽게 풀리지 않는다. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-2 -
그림 3. 경편의 편성원리 2-2. 니트의 특성 2-2-1. 장점 1 신축성이 우수 : Knit는 loop의 연결에 의하여 형성되어 있기 때문에 편사의 각 부분이 비교적 자유로운 상태에 있다. 그러므로 외력에 의해 쉽게 변형될 수 있음과 동시에 외력이 제거되면 loop의 성질상 쉽게 원형으로 회복된다. 따라서 쉽게 구겨지지 않으며, 세탁 후 다림 질이 필요 없다. 2 드레이프성 보유 : Drapability이란 유연한 정도를 말하는 것으로, knit는 loop의 연결로 형성되어 있기 때문에 드레이프성이 우수해서 신체에 구속감을 주지 않고 몸에 잘 맞는다. 3 다공성 : Knit의 단위구조는 loop이기 때문에, 직물에 비해서 실과 실 사이에 구멍이 많 으므로 함기량이 많아 보온성은 크지만, 통풍이 잘되는 경우에는 체온의 발산이 쉬워서 냉감 을 준다. 4 패셔닝(성형) : Knit는 편성도중에 편기에서 loop의 연결방법을 적당히 변경시켜 wale 수를 증감시킬 수 있는데 이를 fashioning이라 한다. 스웨터와 장갑 등은 패셔닝 된 knit 제품 의 대표적인 예이다. 5고생산성 : 직물에 비해 생산성이 높다. 2-2-2. 단점 1 형태안정성이 부족 : 장기간 입거나 세탁하면 칫수가 줄거나 늘어지고, 모양이 일그러지 기 쉽다. 즉 일정한 형태를 유지하기가 어렵다. 2 마찰저항성 약함 : Knit의 단위구조는 loop이기 때문에 스낵(snag:날카로운 끝에 loop가 걸리면 원사가 조직으로부터 끌려 당겨져 나오는 현상)을 일으키기 쉽고, 또한 마찰에 대한 저 항성이 적다. 이로 인해 오래 입으면 pilling성이 커진다. 3 풀림성 : Loop를 형성한 편사가 끊어지면 wale방향으로 계속하여 풀리는 knit가 있다. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-3 -
이 현상을 run 또는 laddering이라 하며, 스토킹에서 자주 목격된다. 대부분의 knit는 시작과 끝 부분에서는 잘 풀리나 어떤 knit는 끝 부분에서만이 풀리는 것이 있다. 4 컬업(curl up)성 : 어떤 knit는 가장자리가 이면으로 휘말리는 성질이 있다. 이 성질 때문 에 재단과 봉합에 어려움이 있다. 표 2. 니트와 직물의 일반적 특성 비교[1] 종류 구분 위편 knit 경편 knit 직물 정 경 불필요 필요 필요 성 형 제 품 완전성형 가능 반성형 가능 불가능 신 축 성 신축성 大 신축성 中 신축성 小 run 성 有 無 無 재 단 봉 합 어려움 비교적 쉬움 용이 생 산 성 높음 높음 낮음 설 비 자 금 적음 많음 많음 3. 대표적 편기의 종류 소개 3-1. 환편기 싱글미니자카드기 싱글컴퓨터자카드원형편기 양면미니자카드기 양면컴퓨터자카드원형편기기 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-4 -
싱글컴퓨터메쉬편기 컴퓨터플러쉬자카드원형편기기 3-2. 횡편기 그림 4. 싱글, 양면, 특수조직 환편기. 자동횡편기 무봉제횡편기 그림 5. 자동횡편기. 3-3. 경편기 및 기타 편기 경편기 장갑편기 그림 6. 경편기 및 장갑편기. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-5 -
4. 최신 편직설비의 개발동향 4-1. 환편기 최신 편직설비 분야에서 환편기는 고속화, 파인게이지화, open take-up 등의 개발이 주류를 이루고 있고 파인게이지화는 NC 또는 CNC control에 의해 구현되고 있고 90게이지까지 개발 되고 있다. 또한 30 직경의 프레임에서 max 70rpm까지 운전이 가능한 기종의 개발도 이루어 지고 있으며 실린더와 다이얼의 니들 트랙은 다층화하는 경향을 보이고 있다.[3] Mayer & Cie, Terrot, Fukuhara(Monarch) 등의 주요 메이저 메이커에서 환편기 개발이 이 루어지고 있다. Mayer & Cie사는 60G에 이르는 기종과 30 직경의 프레임에서 max 70rpm의 고속 기종, 방적과 편직을 한 장비에서 가능한 특수한 편기 등을 개발하고 있으며 그림 7은 싱글 저지용 편기중 초고속화를 구현한 장비로 30 직경의 프레임에서 max 70rpm의 생산속도를 내세우며 하루 1,500kg 이상의 싱글저지 원단 생산량이 가능한 장비이다. 그림 7. Mayer & Cie 社 Relanit 4.0. 그림 8은 싱글 스트라이프용 편기 중 패션성과 고성능을 특징으로 한 제품으로 대부분의 스 트라이프 원단은 1.6 feeders/inch(30 직경의 프레임에서 48 feeders 해당)로 생산되어지나 S4-3.2ⅡR의 경우 3.2 feeders/inch(30 직경의 프레임에서 96 feeders 해당)의 생산이 가능한 장비이다. OVJA 1.6 EE는 양면 컴퓨터 자카드 그림 9와 같이 매트리스 편직 시 미스단이 삐져나오는 것을 방지하기위해 양면을 모두 자카드 처리할 수 있는 것이 특징이고 또한 모든 시장에 대응 할 수 있도록 직경 38,42,48 등 다양한 프레임과 최대 1.2m(약 260kg)의 롤 직경으로 권취가 가능하고 매트리스 보용으로 사용된다. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-6 -
그림 8. Mayer & Cie 社 S4-3.2ⅡR 그림 9. Mayer & Cie 社 OVJA 1.6 EE. 그림 10의 OVJA 1.6 E fine 기종 역시 Mayer & Cie에서 bestseller로 평가받는 OVJA 1.6 E 모델을 기반으로 36gauges를 도입하여 양면컴퓨터자카드 편기에서 fine gauges화를 구현한 것 을 특징으로 한다. 그림 10. Mayer & Cie 社 OVJA 1.6 E fine. Mayer & Cie 社 의 MJ3.2 E DNS은 기존의 싱글저지용 환편기에서 도입되었던 파인게이지화 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-7 -
를 싱글자카드용 환편기에서도 파인게이지화를 실현하였고 그림 11의 Spinitsystem은 ITMA 2011의 편직분야에서 섬유업계, 연구기관 등을 통틀어 가장 큰 이슈가 되었던 장비로 방적과 편직을 하나의 장비에서 구현하는 기술을 선보였다. 이러한 기술의 개념은 최근 Mayer & Cie 사(독일)뿐만 아니라 Terrot사(독일)과 Pailung사(대만)에서 개발하였다고 알려져 있으나 Mayer & Cie사와 Pailung사는 실물 별도의 부스에서 예약을 통해 바이어에게 선보였으며 Terrot사 (독일)은 인쇄물로만 공개하였다. Pailung사의 경우 밀폐된 별도의 부스에서 극소수의 바이어 에게만 공개한 것과 달리 Mayer & Cie사는 부스내에 유리창을 용한 부스를 만들어 예약하지 않는 바이어들도 제품의 외관은 볼 수 있도록 하여 큰 이슈가 되었다. 그림 11. Mayer & Cie 社 Spinitsystem. Spinitsystem는 Relanit E 싱글저지용 환편기 28G 90feeders에서 시연되었으며 기존 방적사 대신 로빙사(Ne 0.7)가 환편기 상단에 탑재되어 공급되고 탑재된 로빙사는 3개의 연신 롤러를 통과하면서 섬유직경을 줄이고 길이가 늘어난 상태에서 에어제트 스핀 노즐을 통해 false twist 에 의한 원사가 형성되어 편직기에 공급되는 원리이다. spinitsystem에서 제조된 원사는 면 27 s 정도이며 공급된 원사로 편직된 원단은 매우 소프트한 태가 특징이다. 공급원사의 번수는 로빙사의 개수와 게이지 변화에 의해 조정이 가능하며 28G 90feeders 장 비에서 24~54 s 원단이 제조되나 spinitsystem 자체에서 조사를 원사로 제조하여 편직하는 방 식이므로 스판사나 레이온사 등은 적용이 어렵다. Mayer & Cie사의 spinitsystem의 획기적인 기술로 인해 기존의 방적공정의 정방공정 등을 제거함으로써 편직공정까지의 에너지, 공간, 투 자비용, 생산비용 측면에서 상당한 절감효과를 기대하고 있다. Tettot사는 주로 기 개발 기종들을 개선한 장비가 대부분었고 주요 경쟁업체들이 기술개발에 힘쓰는 것과는 달리 중국, 터키, 한국등 주요 소비자들의 요구사항을 반영하여 개선한 제품들 에 역점을 두고 있다. 그림 12는 Tettot사의 S296-2는 고속 및 개폭 권취용으로 지난 ITMA 2007에서 S296-1으로 전시되었었으나 30 46G 96feeders에 Open Width frame을 적용하여 싱글 저지원단의 고속생 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-8 -
산을 특징으로 하고 있다. 그림 12. Tettot 社 S296-2. Tettot사의 I3P572M은 고품질의 리브조직뿐만 아니라 메트리스도 편직이 가능하고 양면미니 자카드인 UP248T는 정교하고 고급스런 패턴 조직을 위해 Transfer technology가 적용된 기종 이다. 그림 13의 Terrot F132-AJ는 Mayer & Cie사의 spinitsystem와 비슷한 개념을 도입한 장비이 나 이번 전시회에서는 실물이 전시되지 않고 상담자에게 한해서 유인물 상으로만 알려진 장비 이다. Mayer & Cie사의 spinitsystem과 비슷하게 로빙사가 에어제트 스핀 노즐을 통해 false twist 에 의한 원사가 형성되어 편직기에 공급되는 되나 Mayer & Cie사와 같이 로빙사가 편기위에 장착되지 않고 아래 도식과 같이 원사공급 feeders부분에서 로빙사와 에어제트 스핀 노즐을 등이 장착되어있어 가연한 원사가 편기로 공급되는 차이가 있다. 그림 13. Tettot 社 spin-knit F132-AJ. Terrot사 자체시험결과 30 20-36G 120feeder, 20rpm, 최대 360kg/24h 생산이 가능하고 스 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-9 -
판덱스 사의 공급이 가능하며 Terrot F132-AJ에 의한 편직원단 역시 매우 부드러운 태를 갖는 고부가가치 원단이 생산되며 기존 방적공정의 정방공정 등을 제거함으로써 편직공정까지의 에 너지관점에서 50%, 공간적인 측면에서 33~40%, 투자비용을 30~50% 절감 가능하다고 전하고 있다. Monarch사는 공통적으로 높은 생산성 위해 피더수 증가가 특징이었으며 양면컴퓨터자카드 인 V-LEC8BSC는 108 feeders, 20G 이고 싱글편기의 경우OD5-MXC-E3.2RE는 170 feeders, 28G 장비도 개발되었다. Seamless Garment 편기 제조 분야에서 유명한 Santoni사는 그림 14와 같이 Mec-mor CMP 기종은 파인게이지의 고품질과 높은 생산성이 특징이고 SM6-RIB2는 아웃웨어용으로 높은 생 산성을 자랑하고 고품질 및 세련된 스타일의 다양한 캐주얼이나 스포츠 니트웨어용 seamless-garment length 편기로 두 기종(직경18, 20 )을 개발하여 전시하였다. 그림 14. Santoni 社 Mec-mor CMP 및 SM6-RIB2. 대만의 Fukahama사는 팔꿈치나 무릎 보호패드를 위한 CRB1 Rib knitting machine와 SH-VW1 경편기를 선보였고 CRB1은 무릎패드나 팔꿈치용 패드 등이 생산가능하며 자체 소프 트웨어를 통해 패턴디자인이 가능한 장비이다. 이탈리아의 Orizio사는 싱커가 없는 싱글저지용 JHFP 기종과, 고속생산이 가능한 JH/V 기 종 등을 개발하였고, JH/V은 30 28G 102feeders, 45 rpm의 생산속도가 특징이다. 4-2. 횡편기 횡편분야는 역대 ITMA 전시장에서와 같이 스톨(Stoll, 독일)사의 Multi Gauge와 시마세키 (Shima Seiki)사의 Whole garment 시스템으로 대별되었으나 지난 ITMA와 비교 시 거의 차이 가 없었고 약간의 개선 등을 통해 스톨(Stoll, 독일)사의 Multi Gauge 시스템은 생산속도를 10% 향상시킨 기종, 시마세키(Shima Seiki)사의 Whole garment 시스템은 기존의 X시리즈의 무봉제기를 용도별로 다양화 하였다. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-10 -
스톨사의 CMS 502 HP, CMS 502 HP Multi Gauge 기종은 기존의 스톨사에서 제조된 횡편 기 중 가장 작은 기종으로 이번 전시회에서 새롭게 선보였고 working width가 45 (114cm)으 로 캐리지가 양쪽 끝에서 반전하는 시간이 짧아져서 생산성 부분에서 자사의 기존 장비 대비 15%이상 향상된 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 기존 패턴디자인 소프트웨어인 M1에 서 새로운 기종들을 효율적으로 지원하고, 보다 쉬워진 패턴디자인, 3D시뮬레이션 지원등이 업그레이드된 M1plus가 출시되었다. 그림 15. Stoll 社 CMS 502 HP Multi Gauge. 일본의 Shima Seiki사는 이번 전시회에서 13종의 장비를 선보였으나 대부분 기존의 기술이 적용된 장비가 대부분으로 SWG-X시리즈를 기반으로 제품 용도에 따라 세분화한 기종이 대부 분으로 그림 16과 같은 i-dscs(digital Stitch Control System)+DTC(Dynamic Tension Control)으로 기존의 원사 공급시 편직조건에 따라 변할 수 있는 루프장의 길이를 제어하는 시스템인 DSCS 시스템과 DTC시스템이 결합하여 원사 장력까지 고려하여 제어함으로써 생산 의 일관성 및 품질을 향상시키는 원사 공급 시스템을 개발하였고 용도에 따라 MACH2X 153 18L(Ultrafine Gauge Wholegarment), SWG-FIRST 154 S21(Ultrafine Gauge Wholegarment), SCG122SN(Coarse Gauge용 횡편기) 등의 횡편기가 개발되었다. 그림 16. Shima Seiki 社 i-dscs+dtc. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-11 -
<기존 래치니들> <SlideNeedle> 그림 17. Shima Seiki 社 SlideNeedle 원리. 그림 18. Shima Seiki 社 WideGauge의 개념도. 4-3. 경편기 경편기 제조분야를 대표하던 칼마이어(Karl Mayer, 독일)와 리바(Liba, 독일) 모두 새로운 기 술보다는 기존의 제품의 성능을 개선한 수준의 기종을 전시하였고, 두 회사가 똑같이 NCF(non-crimp fabric)용의 다축 경편기를 소개하였다. Karl Mayer사의 DJ 6/2 EL은 (44 32G) 더블 니들 바 자카드 라셀 기종으로 Jacquard seamless fabrics을 제조할 수 있고 3D shapewear panties 생산이 가능하고 HKS 3-1은(210 28G) 고속 생산이 가능한 3바 트리코 트 기종으로 그림 19에 나타내었다. 그림 19. Karl Mayer 社 DJ 6/2 EL 및 HKS 3-1. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-12 -
HKS 2-3 E는(210 50G) 고속 생산과 파인게이지가 특징인 트리코트 기종으로 란제리, 수영 복, 스포츠웨어, 아웃웨어 등 제조가 가능하고 RSJ 4/1는(130 28G) 고성능 라셀 기종으로 레 이스 모양의 란제리용 제조가 가능하다. 그림 20. Karl Mayer 社 HKS 2-3 E 및 RSJ 4/1. 또한 JL 40/1 F(134 28G)는 고품질의 레이스 조직을 생산하는 멀티바 자카드 라셀 기종으 로 그림 21에 나타내었고 그림 22 및 23의 Malitronic MULTIAXIAL(NCF용)은 산업용 non-crimp fabric을 제조할 수 있는 기종으로 유리섬유, 탄소섬유 등을 +45, 0, -45 로 적층하 여 스티치 본딩이 가능한 장비이고 금번 전시회에서는 장비 규모 때문에 3개의 적층 파트 중 1파트만 전시되었다. 그림 21. Karl Mayer 社 JL 40/1 F. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-13 -
그림 22. Karl Mayer 社 적층 원리 그림 23. Karl Mayer 社 Malitronic MULTIAXIAL 장비구조. LIBA사의 그림 24와 같이 non-crimp fabric를 제조할 수 있는 Weft insertion 기종인 Copcentra MAX4 CNC는 작업폭 50, 101, 130 이고 5-14G, 다양한 섬유들에 대해 -20, 0, +20 적층이 가능한 장비이다. 그림 24. LIBA 社 Copcentra MAX4 CNC 장비구조. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-14 -
Santoni사의 SWD4/2J, SWD6/2J 기종은 2년 전 개발되어 중국에서 전시했던 기종으로 신뢰 성 및 성능이 우수한 컴팩트 사이즈의 seamless-garment용 경편기로 작업폭 44, 24G, 초대 생 산스피드 600 strokes/min 정도이고 팬티스타킹, 언더웨어, 아웃웨어용 제조가 가능한 장비이 다. 그림 25. Santoni 社 SWD4/2J, SWD6/2J. 5. 결론 최신 편직설비 분야에서 환편기는 고속화, 비류으용으로의 파인게이지화, open take-up 등의 개발이 주류를 이루고 있고 파인게이지화는 NC 또는 CNC control에 의해 구현되고 있고 90 게이지까지 개발되고 있다. 또한 30 직경의 프레임에서 max 70rpm까지 운전이 가능한 기종 의 개발도 이루어지고 있으며 실린더와 다이얼의 니들 트랙은 다층화하는 경향을 보이고 있 다. 횡편기 분야는 다양한 패션을 창출하고자 하는 요구에 맞추어 멀티게이지와 홀가먼트의 발 전이 중심이 되고 더불어 생산성을 올리기 위한 개발과 소프트웨어의 개발이 병행되어지고 있 다. 경편기 분야 기존의 제품의 성능을 개선과 생산성을 높이기 위한 개발이 이루어지고 있고 NCF(non-crimp fabric)용의 다축 경편기의 개발이 이루어지고 있다. 향후 한 미, 한 EU FTA 등으로 내수 경쟁력 확보와 수출품목으로 우위 선점을 위한 니트 제품의 고부가가치화는 필수적이며 최신 개발되고 있는 니트설비의 검토를 통한 제품생산에의 반영이 요구되고 있다. 참고문헌 1. 이덕래, 편성물의 편성이론, 2010. 2. 한국니트산업연구원, ITMA 2011 보고서, 2011. 텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/06-15 -