제직준비 공정은 직물을 제직하기 위한 필요한 모든 준비를 하여 제직하는데 불편함이 없도록 하는 공정을 말한다. 직물이란 세로방향의 경사라는 실과 가로방향의 위사라는 실을 서로 직각으로 교차시켜 일정한 길이와 너비를 가지고 있는 각종 실의 집합체로서 평면적인 구조물로 만든 것이다.

이러한 직물을 만들기 위해서는 소재의 종류에 따라 다양한 직기를 이용하여 제직을 하게 되는데 직기에서 직물이 구성되는 상태를 보면 일정한 길이를 가지고 있는 수많은 경사가 단위길이 당 소정의 밀도조건으로 정하여진 너비에 수직으로 배열되어 있는 상태에서 경사가 직물조직 조건에 따라 상하로 분할되어 개구를 형성하게 되면 경사방향에 대하여 90도 각도로 위사라는 실이 삽입되어 경사와 위사가 교차되고 이로써 단위구조가 형성되며, 이러한 동작이 반복됨에 따라서 일정한 길이를 가지는 직물이 형성하게 된다.
직물을 제직하기 위해서는 제직에 앞서서 경사나 위사를 제직하는데 알맞는 상태로 준비하는 것이 필요하다. 이러한 목적을 달성시키기 위해서 여러 공정을 총괄하여 제직 준비공정이라 하며 이때 사용되는 여러 가지 기계를 총괄하여 제직 준비기계라고 부른다. 직물은 사용하는 실의 종류, 직물의 조직 또는 구성조건, 무늬의 유무 및 그 밖의 생산조건에 따라 그 종류가 수없이 많이 있는데 이에 따라서 준비공정의 내용이나 사용하는 준비기계의 종류도 달라지게 된다. 또한 제직공정에 공급되는 실의 종류나 패키지(Package) 상태에 따라서도 준비공정 내용이나 사용하는 기계의 종류가 달라지게 되며 생산방식에서 직물을 일괄 생산하느냐 독립적으로 분리 생산하느냐에 따라서도 크게 영향을 받으며 제직공장의 규모가 어느 정도이냐에 따라서도 작업방법이나 준비기계의 판정기준도 달라지게 된다.
제직 준비공정은 경사준비에 필요한 준비공정과 위사준비에 필요한 준비공정으로 크게 나누어 볼 수 있는데 위사준비에 필요한 공정은 경사준비에 필요한 공정보다는 간단하고 단순하다. 공급된 위사용 원사를 위사꾸리에 감아주는 공정으로서 북직기를 사용할 때 필요하게 된다. 현재 많이 가동되고 있는 혁신직기(Shutleless)직기의 경우에는 위사꾸리 실이 사용되고 있지 않기 때문에 그 공정이 필요 없으며 직기생산성 증가를 위해 위사의 라지 패키지(Large package)화를 하고 있다.

일반적인 직물을 생산하기 위한 제직준비 공정을 열거하여 보면 다음과 같이 들 수가 있다.

타래(Hank), 치즈(Cheese), 콘(Cone), 콥(Cop)등의 형태로 공급된 경사용 원사를 보빈(Bobbin) 또는 콘의 형태로 다시 감아주는 공정으로 원사에 있는 결점을 제거하여 원사의 품질을 향상시키고 패키지 형태, 크기, 실의 량, 경도 등을 알맞게 선정하여 작업하여야 한다.

정해진 설계표에 따라 보빈이나 콘으로부터 실을 풀어내어 소정의 길이, 폭 및 밀도조건에 맞게 평행 하게 배열시키면서 정경빔(Warper's beam)에 균일한 장력으로 감아주는 공정을 말한다.

실을 구성하고 있는 섬유들의 포합성을 증대시키고 실 표면에 나타난 잔털을 눕히며 제직중에 발생하는 정전기를 감소시키며 제직하는 동안에 경사가 절단되지 않도록 하는 등 제직조건을 용이하게 하고 제직성을 높이기 위하여 경사에 풀을 먹이는 공정을 말한다.

모든 경사를 종광(Heald), 바디(Reed)등에 끼워주는 공정을 말하며 이때 경사의 사절을 감지하는 드롭퍼(Dropper)끼우기 작업도 같이한다. 동종의 동일직물을 계속 제직할 때는 제직을 완료한 직물의 경사 끝과 새로 준비한 경사빔의 경사끝을 순서대로 이어줌으로써 종광, 바디, 드롭퍼 끼우기 등의 작업을 생략할 수 있는데 이 공정을 연경공정(Warp tying)이라 한다.

경사에 필요한 모든 준비작업을 마친 경사빔을 직기에 걸고 종광, 바디, 드롭퍼 등을 소정의 위치에 고정시켜 경사의 전단을 클로스로울러(Cloth roller)에 고정시킨 다음 시직을 하면서 경사의 장력을 균일하게 조정하고 직물조직이 올바로 되어 있는지 확인하고 직물의 외관 및 품질이 계획한대로 나타나는지 확인하는 단계로서 경사 준비공정의 최후 공정이다.

[(그림1-1) 제직 준비 공정도]

직물제조용으로 쓰이는 실은 현재 원사 제조과정에서 생산되고 있는 모든 실이 쓰이고 있다. 실의 종류에는 섬유원료면에서 보면 천연섬유와 화학섬유로 구분되며 섬유의 형태면에서 보면 필라멘트사와 방적사로 구분할 수 있다.

필라멘트사(Continuous filament yarn)는 무한한 길이를 가진 장섬유 필라멘트로 구성되어 있기 때문에 실의 성질은 방적사와는 큰 차이가 있다. 필라멘트사는 표면이 평활하고 광택이 많으며 비교적 균일한 성질을 가지고 있다.

방적사는 비교적 짧은 다양한 길이의 섬유를 방적하여 만든 실로서 원료의 특성, 방적기술 요소의 차이 등에 의하여 방적사의 성질 등이 차이가 나게되며 2종 이상의 원료를 혼합하여 방적한 혼방사도 많이 사용되고 있다. 또 방적사의 강력은 꼬임에 의한 섬유 상호간의 포합력에 크게 의존하며 실의 표면에 잔털(Hairiness)이 많이 존재하고 필라멘트사 보다는 광택도 적고 균제도도 나쁘나 직물로서의 성질을 보면 탄력성이 있고 표면이 적당히 거칠기 때문에 직물로서는 오히려 장점으로 평가되고 있다.

필라멘트사는 실이 가지고 있는 광택의 정도에 따라서 유광사(Bright yarn), 무광사(Full dull yarn) 및 반무광사(Semi dull yarn)로 구분된다. 실은 후가공법에 따라서 연사(Twisted yarn)와 권축가공사(Crimped yarn or textured yarn)로 구분되며 연사의 외관형태에 따라서 여러 가지 종류의 의장사(Fancy yarn)가 제조되어 특수목적의 직물에 사용되기도 한다. 권축가공사는 실을 구성하고 있는 필라멘트를 기계적으로 변형시킨 다음 열처리하여 변형된 형태를 열고정시킨 실로서 부피감을 강조한 실과 신축성을 강조한 실로 구분되며 실의 특성에 적합한 직물제조에 사용되고 있다. 실의 제조기술은 전통적인 방적 및 방사기술 한계를 넘어서 새로운 방적 및 방사기술이 개발되고 있으며 이러한 새로운 기술에 의해서 생산되는 실은 과거의 실과는 특성면에서 큰 차이가 있을 뿐 아니라 직물로 제품화하였을 때도 새로운 특징을 갖는 직물이 되기 때문에 제품의 차별화, 특수화 및 고부가가치화라는 측면에서 주목되고 있다. 직물용으로 사용되는 원사의 종류는 많이 존재 할 뿐만 아니라 새로운 특성을 가진 실도 계속 개발되어 출현하고 있기 때문에 직물을 생산하고 있는 업체에서는 이런 모든 원사에 대해서 그 특성 및 물성을 충분히 파악하지 않고 후공정을 거치게되면 우수한 품질의 제품을 효율적으로 생산할 수 없을 뿐 아니라 작업조건도 정확하게 제어할 수 없게 된다.

직물의 특성은 1차적으로는 원사의 물리적 특성에 크게 영향을 받기 때문에 직물의 품질을 설계한다든지 새로운 특성을 가진 직물을 설계할 때 원사의 특성을 기본적으로 충분히 이해를 하여야 할 사항이다.

제직공장에 공급되는 원사의 패키지는 원사의 종류에 따라 다르다. 면사의 경우에는 방적공장과의 일관 작업여부에 따라서 달라지는데 제직공장이 독립되어 있을 경우에는 타래형태나 치즈형태로 공급된다. 모직의 경우에 있어서는 직물용 원사의 경우와 편성용 원사인 경우 또는 용도에 따라 차이가 있으며 수요자의 요구에 따라서도 달라진다. 모사는 일반적으로 공장용으로 공급될 때는 콘형태가 일반적이다. 인조섬유의 필라멘트사인 경우에 있어 비스코스는 케이크(Cake)형태로도 공급되고 있으나 대부분의 경우에는 콘 형태로 공급되고 있고 나일론이나 폴리에스테르 필라멘트사의 경우에 있어서는 콥(Cop), 펀(Pirn)또는 드럼(Drum)형태로 공급되고 있으며 공급되는 원사 패키지의 형태에 차이가 있는 것은 실의 생산공정상 패키지의 권취기구의 차이와 유통과정에서의 관습에도 원인이 있다고 할 수 있다.

공급되는 원사의 패키지 형태와 패키지의 크기 및 실의 량 등은 원사의 공정 관리 및 제직공정에서의 작업성과도 관련성이 있다. 패키지가 크고 무거울 경우에는 작업자가 운반하거나 취급하는데 어려움이 있는 반면에 일손을 덜어주는 장점이 있다. 소품종 대량생산의 경우에는 패키지가 클수록 유리하다고 볼 수 있으나 다품종 소량생산의 경우에는 잔사의 합리적 처리를 고려하여야 하기 때문에 불리하게 되기도 한다. 따라서 공급되는 원사 패키지의 크기와 형태가 공장에서 쓰기에 적합하지 아니할 때는 설비 또는 작업조건에 알맞는 패키지 상태와 크기로 다시 권사하여 사용하는 것이 효과적이다.

[(그림1-2) 패키지 형태]

[(그림1-3) 여러 가지 패키지 단면형태]

제직 준비분야에서의 기술개발의 동향을 보면 직기를 비롯하여 그 밖의 섬유공업 생산설비의 일반적 기술발전 방향과 마찬가지로 자동화, 성력화, LP화 및 고속화로 발전되고 있음을 볼 수 있다. 직기에 있어서는 혁신직기가 실용화되어 평균 위입속도는 1200m/min에 이르고 있으며 기술발전에 따라서 더욱 고속화가 달성되어 생산성의 고도화와 품질의 균일성 및 우수성이 입증됨에 따라서 이의 도입이 증가되어 가고 있는 추세이기 때문에 제직 준비설비 및 기술의 개발동향은 직기의 고속화에 부응할 수 있는 설비의 개발과 기술개발방향에서 이루어지고 있다.

제직분야에 있어서의 기술발전의 목표는 생산성의 고도화, 품질의 고급화 및 균일화, 생산코스트의 감소, 생산능률의 극대화, 제품의 품질다양화 및 차별화를 생산기술 및 생산설비의 합리화를 통해서 이룩하는데 있다고 할 수 있기 때문에 제직 준비공정에 있어서도 이러한 목표를 달성하기 위해서 생산설비의 혁신화 및 생산기술의 개발에 힘을 기울이고 있다. 제직공정에서 중심적인 준비공정은 일반적으로 정경, 가호, 통경 등의 공정을 들 수 있는데 생산비 면에서 보아 종합적인 코스트절감을 도모하는 것이 바람직하다. 어느 공정에서 코스트를 절감하였다 하더라도 타 공정에서 코스트가 상승되었다고 하면 별 의미가 없기 때문이다. 권사공정에서의 문제를 들어본다면 셔틀리스 직기용의 위사용 패키지는 해사시에 실의 절단이 없으며 엉키는 일이 없으면서 가능한 한 큰 패키지일 것이 요망되고 있다.

정경기는 경사준비에 있어서 제직효율을 높이는데 중요한 역할을 한다. 정경작업에서 크릴의 교체에는 많은 시간이 소요되기 때문에 크릴의 구조에 대한 개선이 크게 이룩되었다. 자동교체장치의 채용으로 성력화를 달성할 수 있으며 매거진 크릴(Magazine creel)의 채용으로 기계로스를 감소시킬 수 있다.

소 로트(小 lot)작업에 있어서는 고속화, LP화 정경기보다는 부분정경기의 활용이 바람직하다. 가호공정은 직기의 운전시에 있어서 사절이나 제직성을 좌우하여 직기의 운전효율 및 제품의 품질에 큰 영향을 미친다. 가호에 관한 기술개발은 가호설비에 관한 것, 풀 재료에 관한 것, 가호방법 및 가호조건에 관한 것, 풀재료와 섬유와의 상호작용에 관한 것 등 여러 방향에서의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 가호에 있어서의 계통적인 변화가 실의 강력 및 신도에 미치는 영향, 호제의 선택에 관한 문제, 공장에서의 가호관리에 관한 문제, 경사가호의 불 균일성에 관한 문제, 실의 종류에 따른 가호조건의 문제, 가호용 유제 및 왁스에 관한 문제, 새로운 가호 기술개발, 가호조건과 호발에 관한 문제, 그밖에도 고압 교액기구 가호에의 응용 등을 비롯하여 가호설비의 성능 및 효율향상 등 많은 연구가 이루어지고 있다.

제직 준비공정중에서 인원 투입율이 가장 큰 공정이 통경공정이기 때문에 성력화를 위한 작업설비의 개발이 크게 이루어지고 있다. 자동사침잡이기(leasing machine), 자동통경기(Auto drawing machine), 성통기(Reed drawing machine), 연경기(Tying machine)등이 개발되어 실용화되고 있음으로써 과거보다는 많은 인력을 절감할 수 있게 되었으나 이런 설비의 채용문제는 당해 공장의 작업여건, 생산물량 및 생산품종 등을 고려하여 결정하여야 할 것이다. 제직에서 사용하는 원사의 종류는 날로 다양 다종하게 변화될 뿐 아니라 생산하고자 하는 직물의 종류도 수없이 많이 있다.

따라서 우리들은 사용하는 원사나 생산계획하는 직물을 제직하는데 알맞은 제직 준비설비를 적합하게 선택하여 사용하고, 작업방법이나 생산기술도 이에 알맞은 방법과 기술을 선택하고 개발하여 적용함으로써 효율적인 작업을 수행할 수 있게 된다.