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문제 정의
- 편성방법 4인 경우는 표환끼리 교차가 이루어지는 동안 앞 뒤 베드에서 이중으로 상호 분리편직에 의해 코 형성에 여유분을 부여하여 실의 장력을 완화시킨다. 네 가지 편성방법에 의해 형성된 시료를 이용하여 인장강도와 신도 및 강연도 등 다양한 물성 및 역학적 특성에 대한 실험을 통해 최적화된 케이블 조직 편성기법을 찾고자 한다.
- 이에 본 연구에서는 현재 니트 산업체에서 이용 빈도가 높은 네 가지 다른 편성기법에 따른 3X3 케이블 조직에 대한 물성의 변화에 대해 알아봄으로써 케이블 조직과 같은 특수 편조직에대한 새로운 기초 자료를 제시함과 동시에 관련 업계의 편직의류 생산에 있어 불량률을 낮출 수 있는 정보를 제공하여 국내 니트 산업의 경쟁력을 높이고자 한다.
제안 방법
- 1. 네 가지 다른 편성방법에 의한 시험편 중 편성방법 1에 의한 시료가 상대적으로 가장 빠른 편직 시간에서 편성이 이루어졌다. 따라서 편성 중에 일어나는 사절현상 등의 다른 문제가 발생하지 않는 경우에는 편성방법 1에 의한 편성법이 생산성 측면에서 가장 우위에 있다고 할 수 있다.
- 시료의 강연도는 KS K 0642의 강연도 측정 방법 중 슬라이드(slide)법에 의하여 단위 면적당 질량(g/cm²)을 측정하고, 시험편 폭 20mm, 길이 약 150mm의 시험편을 웨일 방향으로 5장씩 채취한다. 다음으로 강연도 측정기를 사용하여 시험편에 대하여 시험편의 길이와 시험편의 자유단이 이동대에서 떨어졌을 때의 거리를 측정하여 다음의 식에 따라서 강연도의 산술평균값을 계산하였다.
- 본 연구에서는 현재 니트 업체에서 사용 중인 4종류의 다른 편직기법에 따른 3X3 케이블 조직의 시험편을 제작한 후, 각 시험편에 대한 인장강도, 인장신도, 강연도 등의 물성의 변화를 고찰하였으며 이를 바탕으로 다음의 결론을 도출하였다.
- 편사는 니트 업체에서 모든 시즌에서 많이 활용하고 있는 Nm 2/48’s Acrylic 50%와 Wool 50% 합연사를 사용하여 7게이지에는 4올, 12게이지에는 2올을 각각 합사하여 편성하였다.
- <그림 1>에서 편성방법 1은 3X3 케이블 조직에서 가장 일반적으로 흔히 사용되는 편성법으로 3X3 표 환을 교차하기 전에 표측이 되는 코 아래 두 단은 편직을 하지 않는 ‘분리편직(relief knitting)’을 행함으로써 실의 장력을 완화하여 교차를 용이하게하는 방법이다. 편성방법 2는 편성방법 1을 응용하여 편성방법 1에서와 같이 분리편직을 행함과 동시에 교차 전 이측이 되는 코를 뒷베드의 빈 바늘로 트랜스퍼를 행하고 다시 원위치 시킴으로써 코의 크기를 늘려주는 방법을 이용하여 사절현상을 막는다. 편성방법 3에서는 분리편직과 더불어 뒷베드의 빈 바늘에 새로운 터크(tuck) 코를 형성한 후, 캐스트 오프(cast off) 시키는 방법으로 코의 크기를 늘려 표환의 교차를 용이하게 한다.
- 편사는 니트 업체에서 모든 시즌에서 많이 활용하고 있는 Nm 2/48’s Acrylic 50%와 Wool 50% 합연사를 사용하여 7게이지에는 4올, 12게이지에는 2올을 각각 합사하여 편성하였다. 편조직은 편직 업체에서 사용 빈도가 높은 4종류의 다른 3X3 케이블조직을 선택하여 편성하였고, 8단마다 케이블 조직을 편성하여 시료를 제작하였다. 각 시료에 대한 편직시간 및 특성은 <표 1>과 같다.
대상 데이터
- 시료를 편성하기 위하여 시마 세이키(Shima Seiki)사의 SES-122S 7게이지와 SES-124S 12게이지 컴퓨터 자동 횡편기를 사용하였고, 동일한 편환의크기 및 장력 하에서 편성을 행하였다. 편사는 니트 업체에서 모든 시즌에서 많이 활용하고 있는 Nm 2/48’s Acrylic 50%와 Wool 50% 합연사를 사용하여 7게이지에는 4올, 12게이지에는 2올을 각각 합사하여 편성하였다.
- 실험에 사용된 시료의 조직은 현재 편성업체에서 주로 사용하고 있는 의 4종류의 편성 방법에 의한 3X3 케이블 조직으로 구성된다.
이론/모형
- 시료의 강연도는 KS K 0642의 강연도 측정 방법 중 슬라이드(slide)법에 의하여 단위 면적당 질량(g/cm²)을 측정하고, 시험편 폭 20mm, 길이 약 150mm의 시험편을 웨일 방향으로 5장씩 채취한다.
- 시료의 인장강도 및 신도는 KS K 0642의 강신도 측정 방법 중 그래브(grab)법에 의하여 시험편폭 100mm, 길이 150mm로 각각 5매씩 채취하고,인장 시험기를 사용하여 중앙 부분을 상부와 하부에서 파지하고 시험한 웨일(wale) 방향에 대해서 인장강도 및 신도의 산술평균값을 계산하였다. 그래브법의 실험 조건은 <표 2>와 같다.
성능/효과
- 게이지별로는 12게이지 편지가 7게이지 편지에 비해 코수와 단수 모두 증가하였다. 12게이지 편기에서 편성한 편지의 평균 CPI와 WPI 값은 각각 16.5와 16.3으로 나타났고, 7게이지 편기에서 편성한 편지의 평균 CPI와 WPI 값은 10.2와 9.5로 나타났다. 이는 12게이지와 7게이지 편기에서 사용되는 편침 크기의 차이에 따른 편환 크기의 차이로 인한 결과다.
- 2. 편성방법에 따른 케이블 조직의 편환의 밀도와 시료의 두께 및 무게는 오차범위 안에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 게이지별 편환의 밀도와 시료의 두께 및 무게는 게이지가 작을수록 원사의 굵기가 굵어지므로 편환의 밀도는 더 작아지고, 시료의 두께는 더 두꺼워지며, 무게는 더 무거워지는 결과를 보였다.
- 3. 편성방법에 따른 인장강도 측정에서는 편성 방법 3≥편성방법 4>편성방법 2>편성방법 1의 순서로 인장강도가 크게 나타났다.
- 4. 편성방법에 따른 인장신도 측정에서도 편성 방법에 따라 12게이지 편기에서 편성된 시료는 각 편성방법에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 7게이지 편기에서 편성된 시료인 경우 편성방법 3>편성방법 4>편성방법 2>편성방법 1의 순으로 신도값의 차이를 보였다.
- 반면, 편성방법 1인 경우는 3X3 케이블 조직을 만들기 위해 표환을 교차하기 전, 표측이 되는 코 아래 두 단을 편직하지 않음으로써 발생하는 미스된 부분 이외의 다른 편직법이 적용되지 않은 점이 4종류의 편성 방법 중 상대적으로 강도를 떨어뜨리는 원인으로보여진다. 4가지 편성방법 중 인장강도가 가장 높게 나타난 편성방법 3의 시료와 가장 낮게 나타난 편성방법 1의 시료 사이의 인장강도 차이는 7게이지에서 약 11%, 12게이지에서 약 8% 정도의 차이를 보였고, 편성방법 4의 시료와 편성방법 1의 시료 사이의 인장강도 차이는 7게이지와 12게이지 모두 약 8% 정도의 차이를 보였다. 이는 케이블 조직 편성에 의해 발생할 수 있는 사절의 원인을 줄일 수 있는 방법으로 편성방법 1에 비해 편성방법 3 또는 4가 보다 효율적인 결과를 얻을 수 있음을 보여준다.
- 5. 편성방법에 따른 강연도의 변화에서는 네 가지 다른 편성법 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 게이지별 강연도 측정에서는 로우 게이지(low gauge) 편기에서 편성한 편지가 하이 게이지(high gauge) 편기의 편지보다 강연도가 크게 나타났는데 이는 게이지가 작을수록 원사의 굵기가 굵어짐에 따라 강연도값은 커지는 결과를 얻게 됨을 보여준다.
- <그림 9>는 편성방법 및 게이지별 웨일방향으로의 강연도 변화를 보여준다. 7게이지 및 12게이지 편기에서 편성된 시료 모두 오차 범위 안에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 편성 방법 3에서의 강연도가 가장 큰 값을 보였고, 편성방법 2에서의 강연도가 가장 작은 값을 보였다. 이는 편환의 밀도와 상관성을 보이는데 편환의 밀도가 클수록 편지의 조밀함이 더해져 강연도는 상대적으로 크게 나타나고, 편환의 밀도가 작을수록 편지의 느슨함이 더해져 강연도는 상대적으로 작게 나타난다.
- 편성방법에 따른 강연도의 변화에서는 네 가지 다른 편성법 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 게이지별 강연도 측정에서는 로우 게이지(low gauge) 편기에서 편성한 편지가 하이 게이지(high gauge) 편기의 편지보다 강연도가 크게 나타났는데 이는 게이지가 작을수록 원사의 굵기가 굵어짐에 따라 강연도값은 커지는 결과를 얻게 됨을 보여준다. 케이블 조직의 편지인 경우 실의 장력으로 인해 상대적으로 유연성이 떨어지는 것이 일반적이나 본 실험에서와 같이 유연성이 높은 원사를 사용했을 경우에는 서로 다른 편성법이 드레이프 성에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여준다.
- 게이지별 측정에서는 7게이지 편기에서 편성한 시료가 12게이지의 시료에 비해 강연도가 크게 나타났는데, 이는 게이지가 클수록 원사의 굵기가 가늘어짐에 따라 강연도 값은 줄어드는 것을 보여준다. 케이블 조직이 삽입된 편지인 경우, 편환의 교차에 의해 유연성이 떨어지는 것이 일반적이나, 본 실험에서는 사용 원사를 유연성 및 드레이프성이 큰 Nm 2/48’s인 Acrylic 50%와 Wool 50% 합연사를 사용함으로써 강연도값이 상대적으로 낮게 측정되었음을 알 수 있다.
- 편성방법에 따른 인장강도 측정에서는 편성 방법 3≥편성방법 4>편성방법 2>편성방법 1의 순서로 인장강도가 크게 나타났다. 인장강도값이 가장 큰 편성방법 3 또는 4와 가장 작은 편성방법 1의 강도차이는 최고 8~11% 정도로 나타났는데, 이는 사용원사 및 케이블 조직에 따라 편환의 교차에 의해 발생할 수 있는 사절의 원인을 줄일 수 있는 방법으로 편성방법 1에 비해 편성방법 3 또는 4를 고려할 수 있음을 보여준다. 또한, 편성방법 3 또는 4에 의한 방법에 의해 보다 내구성 있는 안정적인 케이블 편조직을 얻을 수 있을 것이다.
- 편성방법에 따른 인장신도 측정에서도 편성 방법에 따라 12게이지 편기에서 편성된 시료는 각 편성방법에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 7게이지 편기에서 편성된 시료인 경우 편성방법 3>편성방법 4>편성방법 2>편성방법 1의 순으로 신도값의 차이를 보였다. 인장신도값이 가장 높은 편성방법 3과 가장 낮은 편성방법 1의 신도차이가 약 18% 정도로 나타났는데, 편성방법 3의 신장력이 타 방법에 비해 크므로 보다 안정적인 케이블 편직이 가능할 것으로 생각된다.
- 편성방법 3인 경우, 인장강도 측정에서와 마찬가지로 터크된 코를캐스트 오프시킴으로써 발생하는 코의 크기를 늘려줌으로써 그만큼의 신장력이 더 크게 나타난 경우라고 생각되고, 편성방법 1인 경우에는 분리편직을 위한 미스된 부분과 그 이외의 다른 코의 크기를 늘려주기 위한 편성법을 사용하지 않은 점이 신도값을 낮추는 원인이 된 것으로 생각된다. 인장신도값이 가장 높은 편성방법 3과 가장 낮은 편성방법 1의 신도차이는 7게이지 편기에서 최고 18%까지 나타났는데, 편성방법 3의 신장력이 다른 세 가지 방법에 비해 상대적으로 크기 때문에 그만큼의 안정적인 케이블 편직이 용이할 것으로 생각된다. 게이지별 인장신도 측정에서는 12게이지에 비해 7게이지 편기에서 편성한 시료의 인장신도가 보다 큰 차이를 보였다.
- 케이블 조직이 삽입된 편지인 경우, 편환의 교차에 의해 유연성이 떨어지는 것이 일반적이나, 본 실험에서는 사용 원사를 유연성 및 드레이프성이 큰 Nm 2/48’s인 Acrylic 50%와 Wool 50% 합연사를 사용함으로써 강연도값이 상대적으로 낮게 측정되었음을 알 수 있다.
- 편성방법에 따른 게이지별 케이블 조직의 편환의 밀도는 7게이지와 12게이지 모두 큰 차이를 보이지 않았으나 편성방법 2의 편환의 밀도가 상대적으로 느슨한 밀도를 보였고, 편성방법 3이 상대적으로 조밀한 구조를 갖는 것으로 나타났다(그림 3, 그림 4 참조). 편성방법 2인 경우 이환이 되는 코의 앞 뒤 베드의 왕복 트랜스퍼에 의해 편환의 크기가 더 커짐에 따라 편환의 밀도도 그 만큼 더 느슨하게 된 경우이고, 편성방법 3은 터크된코의 캐스트 오프 시 테이크 다운(take down)의 하중을 상대적으로 덜 받기 때문에 웨일 방향으로 보다 조밀한 밀도를 보이는 것으로 추정된다.
후속연구
- 인장강도값이 가장 큰 편성방법 3 또는 4와 가장 작은 편성방법 1의 강도차이는 최고 8~11% 정도로 나타났는데, 이는 사용원사 및 케이블 조직에 따라 편환의 교차에 의해 발생할 수 있는 사절의 원인을 줄일 수 있는 방법으로 편성방법 1에 비해 편성방법 3 또는 4를 고려할 수 있음을 보여준다. 또한, 편성방법 3 또는 4에 의한 방법에 의해 보다 내구성 있는 안정적인 케이블 편조직을 얻을 수 있을 것이다.
- 본 연구는 사용 원사마다 각각 다른 섬유의 물리적, 화학적 성질을 가지고 있으므로 원사의 종류에 따라 다른 결과를 얻을 수 있을 것이다.
- 이상과 같이 본 연구 결과를 통해서 니트 산업체에서 필요한 케이블 조직과 같은 특수 편조직 편직에 사용되는 기초 자료를 제공하여 관련업계의 편직의류 생산에 있어 불량률을 낮춤으로써 생산성 향상에 따른 국내 니트 산업의 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
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