Sungmin Kim

SEOUL NATIONAL UNIVERSITY

Apparel Manufacturing Process

5. Fabric Material

Fabric

직기의 역사

2

Fabric 직기의 운동

주운동

개구운동 (shedding) : 조직에 따라 종광을 상하운동 하여 shed를 만드는 운동

북침운동 (picking) : Shuttle을 한쪽 북집에서 다른 쪽 북집으로 쳐주는 운동

바디침운동 (beating) : 위입후 위사를 클로스 롤러 쪽으로 쳐주는 운동

부운동

권취운동 (take up) : 제직된 직물을 순차적으로 클로스 빔에 감는 운동

송출운동 (let off) : 제직이 진행됨에 따라 빔에서 경사를 풀어주는 운동

3

Fabric

직기의 개요

Shuttle

Warp

Weft

종광 (harness, heald)

바디(body, reed)

Dropper

Warp beamCloth beam

Cloth fell

Shuttle

바디(Reed)

4

Fabric

개구 장치의 구조 태핏 (tappet) 장치

기구가 간단 하여 가격이 저렴

유지하기 쉽고, 신뢰성이 있으며, 직물속도에 제한이 없다

8∼10 매의 종광틀과 위사올수 8∼10올/완전조직으로 사용이 제한됨

빈번한 패턴의 변경에 불편하다

5

Fabric

개구 장치의 구조 도비 (dobby) 장치

기구가 복잡, 시설비 및 유지비가 높고, 직물의 결함이 발생하기 쉽다.

직기 옆의 도비장치에 의한 20∼40매의 종광틀의 상하 운동에 의해 제직

완전 조직당 위사 올수에 제한이 없음

직기속도에는 약간 제한이 있으며 최신형은 500 ppm 까지의 속도로 운전가능

6

Fabric

개구 장치의 구조 자카드 (Jacquard) 장치

원리는 간단하나, 많은 부품을 사용하여야 하며, 시설비 및 유지비가 높다

종광이 종광틀에 고정되어있지 않고 개개의 종광이 독립적으로 상하운동을 함

도비 개구장치보다 결함이 발생하기 쉬우며 직기속도에 제한을 받음

큰 무늬나 곡선 등의 복잡한 무늬 표현에 제한이 없다

7

Fabric

북침 장치의 구조 소극적 북침 운동

북에 충동을 주어 직기의 한 쪽에서 다른 쪽으로 개구 안을 통과하게 하는 방법

동력의 소모가 많고, 부품의 파손, 소음 등이 심하며 회전 수에 제한을 받는다

적극적 북침 운동

개구 안에 북을 기계적으로 유도하는 방법

고속 운전이 어렵다

8

북침운동 위사 패키지 형식 주요직기

소극적

이동 플라이 셔틀 보통/자동 직기

고정그리퍼 셔틀 그리퍼 직기

젯 워터젯, 에어젯

적극적이동 캐리어 원형 직기

고정 래피어 래피어 직기

Fabric

북침 장치의 구조 셔틀 (Shuttle) 직기

왕복 운동하는 셔틀 (북) 안에 실을 넣어서 개구로 인도하는 방식

소음이 많고 에너지 소모가 큼

북을 자주 교체해야 해서 생산성이 낮음

9

Fabric

북침 장치의 구조 셔틀리스 (Shuttle) 직기

래피어 직기

– 강철 테이프에 의해 적극적으로 위입하는 flexible tape 방식이 주류

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Fabric

북침 장치의 구조 Projectile 직기 (Gripper 직기 혹은 Missile 직기)

북보다 훨씬 가벼운 Gripper가 위사를 물고 개구를 통과

Jet 직기

워터젯, 에어젯

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Fabric

북침 장치의 구조 캐리어 직기 (Carrier)

원형 직기

Multi-phase 직기 개발 가능성

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Fabric 직물 조직 평직

정의

– 가장 간단한 조직으로 경사와 위사가 한 올씩 상하로 교착된 조직

특징

– 제직이 간단함

– 조직점이 많아서 얇으면서 강직하고 강하여 실용적임

– 실의 움직임이 구속되므로 구김이 잘 간다

– 표면이 거칠고 광택이 적다

– 표리의 구분이 없다

– 경위사의 굵기, 밀도, 종류를 달리하며 가장 다양한 직물을 제조할

수 있다

– 표면이 단순하기 때문에 제직 시의 흠이 오히려 잘 보이므로 높은

기술이 요구된다

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Fabric 직물 조직 능직

정의

– 표면에 경사 무늬 (twill line)가 있으므로 사문조직이라고도

함

– 완전 조직의 최소 단위는 경위사 각 3올로 이루어진다

특징

– 평직에 비해 경사와 위사의 교착수가 적어서 경위사 밀도를

높일 수 있음

– 튼튼하고 두꺼우나 유연성이 좋은 직물을 제조할 수 있음

– 평직에 비해 광택이 더 풍부함

능직은 분수로 표시하는 경우도 있음

– 분자에는 위사 위에 뜬 경사의 수, 분모에는 가라앉은 경사의

수를 기입

– 화살표를 써서 능선의 방향을 나타냄22

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Fabric 직물 조직 주자직

정의

– 완전조직에서 경사와 위사가 서로 1회만 교착

– 조직점이 인접해있지 않고 분리되어 고르게 분포되어 있다.

– 완전조직의 최소단위는 경위사 각각 5올로 구성된다.

특성

– 조직점이 적어 실의 굴곡이 가장 적고 유연함

– 조직점이 분산되어 거의 보이지 않아 표면이 매끄럽고 광택

이 있어 화려함

– 마모에 약하여 쉽게 해짐

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Fabric

직물 조직 이중직 (Double Cloth)

한 겹의 경사와 위사로 직물의 표면, 다른 한 겹의 경

사와 위사로 이면을 형성

이중직의 사용 목적

표면과 이면에 각각 다른 조직이 요구될 때

양면에 선 또는 다른 무늬를 요구할 때

두꺼운 직물이 요구될 때

소폭직기로 광폭직물을 제직할 때

자루 모양으로 제직할 때

16

Fabric

직물 조직 파일 직물

직물의 편면 혹은 양면이 pile 이나 loop로 뒤덮인 직물

경파일, 위파일로 구분

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Fabric

직물 조직 터키시 타올 (Turkish Towel)

특별한 바디침에 의하여 직물의 편면 또는 양면에 파일경사로 루프를 형

성한 직물

파일의 형성 원리

클로스 펠에서 일정한 거리를 두고 1, 2 번 위사를 바디침 (loose pick)

3번 위사를 위입할 때 1,2,3 번 전체를 클로스 펠까지 바디침 (fast pick)

18

Fabric 직물 구조

기타 파일 직물

이중 벨벳 터프트 파일

19

Fabric 직물 구조

기타 파일 직물

플록 파일 셔닐사 파일

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Fabric 직물 구조 익직물 (Gauze and leno fabrics)

정의

– 경사가 서로 평행하지 않게 꼬이면서 위사와 교착하는 종류의 직물

용도

– 주로 여름 옷감에 사용

– 커튼 또는 직물의 변사에 이용

– 센터 셀비지 (center selvage)

21

Fabric 편물 구조 정의

한 가닥 또는 그 이상의 실로 계속 편환을 만들어 코와 코를 차례로 연결한 구조물

분류

위편물 (weft knitted fabric)

– 실을 가로방향으로 공급하여 코를 형성하는 것

– 평형 횡편기 (flat knitting machine)를 써서 평형의 편물을 제조

– 원형편기 (circular weft knitting machine)를 이용하여 원형 편물을 제조

경편물 (warp knitted fabric)

– 세로방향으로 많은 실을 동시에 공급하여 코를 형성하는 것

– Milanese loom : 평형/원형 편물 제조

– Tricot machine : 단순 조직의 평형 편물의 대량 생산

– Raschel machine : 다양한 무늬의 조직을 제작

22

Fabric 편물 구조 기본 용어

바늘

– Bearded :

– Latched :

Wale & Course

– Wale 은 편성코의 수직열 (warp와 유사) 이며

course는 편성코의 수평열 (weft와 유사)

Gauge (cut)

– 편조직의 섬도를 나타내며 1인치당 침수로 나타낸다.

횡편기

– 편침이 직선으로 배열되며

Full fashion sweater나 양말제조에 이용.

환편기

– 편침이 원형으로 배열되며 제품이

다양하지 못하나 편성속도가 빠르다.

23

Fabric 편물 구조 편물의 특성

높은생산성고속의 편침운동으로 제직속도의 3 ~ 4배편기에서 직접 다양한 디자인의 의복을 생산할 수 있다

낮은 피복성 피복성이 직물보다 낮아 같은 피복성을 주기 위해서는 더 섬세한 편기가 필요

큰 신축성편성물은 loop가 크게 변형되기 때문에 신축성이 40 ~ 200%로 상당히 크다위편이 경편보다 신도가 크며 일반적으로 위방향의 신도가 크다

높은 함기성 다공성이어서 함기성이 크므로 보온성이 좋다

높은 유연성 직사에 비해 꼬임이 적은 실을 사용하고 코가 엉성하여 실의 자유도가 높아 유연하다.

낮은 형태안정성 Suit에는 맞지 않으며 세탁에 의해 쉽게 변형된다

높은 방추성 우아한 미관을 연출할 수 있다

24

Fabric 부직포 구조

정의

방적이나 제직에 의하지 않고 섬유집합체 또는 필름을 물리적, 화학적 수단에 의하거나 적당한

수분이나 열로써 섬유 상호간을 결합시킨 것

Web 또는 sheet 상의 섬유집합체를 base로 하여 이것을 결정체로 결합시키거나 열가소성 섬유

를 이용하여 섬유간 결정을 강하게 한 것

천연, 화학, 유리, 금속 등 각종 섬유를 상호간의 특성에 따라 엉키게 하며 sheet 모양의 web 를

형성, 이를 기계적 또는 물리적인 방법으로 결합시켜 만든 평면 구조

용도

필터류, 인공피혁, 자동차 내장재, 카페트 등

일회용 제품의 사용 증가에 의해 수요가 확대

전체의 10% 정도가 의류용 부직포로 이용됨

미래 전망

계속적인 신제품 및 신용도 개발로 미래의 섬유, 만능섬유로 영역을 넓혀가고 있음

높은 성장잠재력을 가진 매력적인 산업a

25

Fabric 부직포 구조 특성

여과성 : 섬유와 수지의 결합으로 인한 다공성 구조의 필터 작용

보온성 : 다공성 구조에 의한 공기 층의 형성

성형성 : 열 성형이 용이하여 미세한 곡면을 가진 입체적인 성형이 가능

쾌적성 : 부드러운 촉감으로 인한 쾌적한 감각

흡수성 : 다공성 구조에 의한 높은 흡수 및 보수성

절연성 : 다양한 형태의 절연재로 가공 가능

방전성 : 대전처리와 대전방지처리가 용이하여 정전기의 발생과 제거가 가능

견뢰성 : 자외선에 의한 변색, 바람과 비에 의한 화학적 성질의 변형 등이 적다

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Fabric 천의 품질평가

천의 물리적 성질 및 태의 평가

UTM (Universal Testing Machine) 을 이용한 각종 물리적 성질의 계측

KES-F System (Kawabata Evaluation System for Fabrics)에 의한 물성 및 태의 측정

FAST System (Fabric Assurance by Simple Testing)에 의한 의류 봉제성 평가

천의 형태 안정성 및 외관 평가

FAST와 HESC (Hand Evaluation and Standardization Committee)법을

AATCC (American Association of Textile Chemists and Colorists) 또는 ASTM (American

Society for Testing Material) 방법을 이용한 직물 외관 및 형태 안정성 평가

– 구김 (wrinkle)/주름 (crease)

– 세탁 후 평활도 (smoothness appearance after laundry)

– 봉제시 심퍼커링 (seam puckering)

– 필링 정도 (pilling)

27

Fabric 천의 품질평가 직물 조직 분해 평가

직물의 구조 분석

– 경위사 밀도

– 실의 굵기

– 직물 두께

제직 품질의 측정

– 경위사 직교도

– 크림프 (crimp, 직축) 율

– 커버 팩터 (cover factor)

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Fabric

FAST System Fabric Assurance by Simple Testing

Dimensional StabilityRS 완화수축 (Relaxation shrinkage)

HE 습윤팽창 (Hygral Expansion)

Formability F 의복형성능

Extensibility E 신장성

Bending B 굽힘강성 (Bending rigdity)

Shear G 전단강성 (Shear rigidity)

Thickness

T 두께

ST 표면두께 (Surface T)

STR 완화표면두께(Released surface T)

Weight W 단위면적당무게

29

Fabric

KES Kawabata Evaluation System

일본의 S. Kawabata 교수가 개발인장

(Tensile)

LT 선형도 (Linearity)

WT 인장에너지 (Tensile energy)

RT 회복도 (Resilience)

EMT 신도 (Elongation percentage)

굽힘(Bending)

B 굽힘강성 (Bending rigidity)

2HB 이력 (Hysteresis)

전단(Shear)

G 전단강성 (Shear rigidity)

2HG 0.5deg 에서 이력 (Hysteresis)

2HG5 5 deg 에서 이력 (Hysteresis)

압축(Compression)

LC 선형도 (Linearity)

WC 압축에너지 (Compression energy)

RC 회복도 (Resilience)

표면(Surface)

MIU 마찰계수 (Friction Coeff)

MMD MU의 평균편차

SMD 기하학적 거칠기 (Roughness)

무게와 두께W 단위면적당 무게

T 0.5gf/cm2에서의 두께

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Fabric

KES 원리

천의 역학특성치를 관능량인 hand value 로 변환하기 위해 16가지 역학적 성질을 규정

– 중량, 두께, 인장, 압축, 굽힘, 전단, 표면특성 등

회귀분석, 인자분석, 판별함수법 등을 도입하여 역학량을 관능량으로 변화

– 천의 역학적 변형의 이력 (hysteresis)를 이용해 태를 결정

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감각 두뇌에서의 데이터 처리

손을 천에 댄다천의 역학적, 표면적

성질의 검출몇가지 기본태에 의한

천의 성격 판단품질 판단

변환식 1 변환식 2

천의 기본 역햑량과표면특성을 측정

기본태 값 (HV)의 산출THV (Total Hand Value)

의 산출

Fabric

천의 태평가 기본 태와 그 정의

감각표현용어정 의

일본어 한국어 (영어)

KOSHI강연도

(stiffness)

굽힘성과 관련된 느낌. 굽힘 탄력성은 이 느낌을 크게 한다. 직물의 밀도를 높게하고 탄력성이 있는 실로 제직한 직물은 이 느낌을 강하게 한다

NUMERI유연도

(smoothness)

매끄럽고 유연하고 부드러운 느낌으로부터 나오는 혼합된 느낌. 캐시미어 섬유로짜여진 직물은 이 느낌을 강하게 나타낸다. 가늘고 고급인 양모로부터 나오는 부드러움

HARI반발탄력성

(anti-drape stiffness)직물의 탄력성 유무에 관계가 없는 뻣뻣한 느낌. 퍼짐 (spread)의 의미를 가짐

SHARI깔깔이

(crispness)

직물의 표면이 파삭파삭하고 거칠 때 오는 느낌. 단단하고 강한 실에 의해 유발된다 (직물들끼리 표면을 문지를 때 발생되는 파삭파삭하고 건조하고 날카로운 소리를 뜻함)

FUKURAMI풍유도

(fullness & softness)

부피감이 있고 풍부하며 좋은 맵시에서 오는 느낌. 압축시의 탄력성과 따뜻한 느낌이 동반된 두꺼움은 이 느낌과 밀접한 연관이 있다

KISHIMI살랑이

(scrooping feeling)

견명의 느낌. 견직물이 이 느낌을 강하게 가지고 있다. 옷깃을 스칠 때 느껴지는소리

SHINAYAKASA조화성

(flexibility with softness)부드럽고 유연하며 매끄러운 느낌이나, 반발탄력성은 느껴지지 않는 촉감

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Fabric

천의 태평가

표현용어

중요도 (%)

동복지 하복지

NUMERI (Smoothness) 30 0

SHARI (Crispness) 0 35

KOSHI (Stiffness)

HARI (Anti-drape)25 30

FUKURAMI (Fullness) 20 10

Appearance of Surface 15 20

Others 10 5

Total 100 100

33

Fabric 천의 태 평가 역학적 특성치의 기본 태 (Primary Hand Value)로의 변환

변환식 1 : 10(High) – 0(Low)

수많은 실험과 통계적 처리를 통한 변환 (KN Series – Kawabata, Niwa)

기본 태 값으로부터 종합 태 (Total Hand Value) 의 판정

변환식 2 : 5(Excellent) – 0(Very Poor)

연구 방향

KES-F 방법 등을 통해 기존의 설문조사 등에 의한 방법에 비해 객관성이 확보

기본 물성치의 계측을 자동화, 객관화 하는 것이 관건

16

1 2 16 01

( , ,..., ) ( , i ii i i i

i i

X XHV f X X X C C X

는평균치 는표준편차)

01

1 21 2

1 2

, ( ,

n

ii

i i i ii i i ij ij

i i

THV Z Z

HV M HV MZ C C M

는평균치 는표준편차)

34

Fabric 물리적 성질의 측정 실 및 천의 인장성질

인장강도, 신도, 신장 탄성률, 신장회복률, 잔류변형률, 응력완화율 등은 UTM 으로 측정

천의 인열강도

재료의 일부에 개열부를 만들어 인열. Elmendorf 형 인열 시험기를 이용

천의 파열 강도

경위사 양쪽이 동시에 힘을 받는 경우의 파열 강도 측정. Mullen 파열 시험기를 이용

35

Fabric

물리적 성질의 측정

천의 마모강도

표면적 마찰, 내부적 굴곡, 인장, 압축 등의 복잡한 작용에 의해 발생

기계적 성질 저하와 외관 손상을 초래함

유니버설, 스콧, KI, 암스라, 테버, 유니폼, 마틴데일 등 수많은 측정법이 혼용

강연도

어떠한 힘을 주었을 때 그 변형에 대한 저항의 정도

캔틸레버법, 슬라이드법, 하트루프법, 드레이프법 등이 있음

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Fabric 형태안정성의 평가 직물의 표면 형상이 외력에 의해 얼마나 변형되는가를 측정

주름 (wrinkle)

심퍼커 (seam pucker)

세탁후 외관 (smoothness appearance after laundry)

전통적인 형태안정성 측정 방법

AATCC (American Association of Textile Chemists and Colorists) 혹은 ASTM (American

Society for Testing and Materials) 에서 정한 시험방법

특정 기준을 정해놓고 이것과 시료를 비교하는 주관적 관능검사에 의존

Wrinkle Replicas Smoothness Replicas Seam Smoothness Replicas

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Fabric 형태안정성의 평가 최근의 연구 경향

3차원 계측, image processing 등을 통한 직물 표면 형상의 디지털 데이터 획득

인공지능, 전문가시스템을 이용한 객관적인 등급 판정

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Fabric 외관의 평가 드레이프 형상의 계측

기존의 방법

– 드레이프 형상의 그림자를 트레이싱하여 면적비를 계산

최근의 연구 경향

– Camera 와 Image processing 을 이용

– 객관적이며 신속한 실험 결과 획득

39

Fabric

외관의 평가 Pilling 의 평가

전통적인 방법은 주관적인 방법으로 의해 필링을 평가

– ICI Pilling Tester : Knitted fabric

– Random Tumble Pilling Tester : Knitted and woven fabric

– Brush & Sponge Pilling Tester : Woven fabric

– Martindale Pilling Tester : Fabric with thickness under 3mm

Pilling tester

Specimen

Developed pillingCompare with standard photographs

SUBJECTIVERESULTSUBJECTIVERESULT

40

Fabric

외관의 평가 최근의 연구 동향

Image processing 을 이용한 pilling 의 계측

ASTM 3512 photographic pilling standards

Grade 1 Grade 2 Grade 3 Grade 4 Grade 5

Histogram Equalization, Thresholding

41

Fabric

외관의 평가 최근의 연구 동향

3차원 계측을 이용한 pilling 의 계측

Schematic diagram of measurement system

Object

Capture

Pixel Shift

42

Fabric

외관의 평가 최근의 연구 동향

3차원 계측을 이용한 pilling 의 계측

3D Representation of measured fabric surface

Pill

Fabric

Height

Threshold

Pill

Fabric

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