제직준비

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1. 방적사 가호방법

면사의 호 부착량은 실의 굵기에 따라 구분되어지며 호 재료와 호 조합비율이 다르게 사용되어 왔음을 알 수 있다. 가호를 많이 하게 되면 호 재료비가 높아질 뿐만 아니라 전분만으로는 실이 딱딱해져서 외력에 의해 사절이 많아지기 때문에 탈크(Talc)나 클레이(Clay)등의 증량제가 사용되었는데 증량의 목적 이외에도 실에 두툼한 맛을 주어 촉감을 개선한다던가 적당량을 사용함으로써 개구시의 실의 분리를 양호하게 하기 위하여 사용하였다. 탈크나 클레이 등은 규산이 주성분으로 알루미늄, 칼슘, 산화철 등을 함유하고 있으며 전분호중에 현택상태로 존재하여 실에 부착되기 때문에 호의 입자도 거칠고 침투성도 나빠지며 풀이 실의 표면에만 부착되는 경향이 많으며 포합성도 나쁘고 낙호도 많아진다. 또한 증량제 중에는 단단한 토사(土砂)도 포함되어 있기 때문에 바디, 종광, 드롭퍼 등의 마모를 촉진시킨다. 직물에 적당한 무게를 부여하고 촉감을 유지하기 위한 가호의 목적에서 제직하기 위한 효과적인 가호로 인식이 바뀌면서 증량제의 사용은 거의 없어졌으며 합성호제의 연구가 진전되어 전분과 PVA의 사용기술이 정착되었다. 현재는 제직하기 위한 필요한 최저한도의 가호법이 기본 적인 생각인 점과 비교하여 볼 때 흥미있는 대조라 하지 않을 수 없다.

1) 호액 조절방법

호 부착량의 균일성은 가호사에 요구되는 가장 중요한 사항이다. 호 부착량이 불 균일하게 될 경우에는 개구 불량뿐만 아니라 사절이 증대되며 심한 경우에는 제직 불능상태까지 이르기 때문에 불균일한 부착량은 가호작업에서 가장 꺼리는 현상이다. 초기에 전분을 사용하던 시기에는 이러한 사고가 많이 발생하였으며 그 원인도 확실하게 구명되지 않았기 때문에 불균일한 부착량을 방지할 목적으로 과도하게 가호를 하여 왔다. 또한 가호가 제직 공정 중에서 중요한 작업임에도 불구하고 실제에 있어서는 현장 담당자의 경험에 의존하여 작업이 수행되고 있는 형편이었다. 불균일한 가호가 오랫동안 해결하지 못했던 원인은 전분의 가열시간과 점도변화의 거동이 파악되지 못한데 있었다.

천연호제는 농도와 온도가 일정하다고 하더라도 고온에서 서서히 교반시키면 시간경과에 따라서 점도가 변화되기 때문에 이러한 성질을 잘 이해하지 않으면 점도를 일정하게 관리할 수 없게 된다. 전분제와는 달리 합성호제는 호액의 농도와 온도를 일정하게 유지하면 점도는 거의 일정하게 유지된다.

전분호제 조제기술은 그간에 과도기적 기술단계를 거쳐 완전호화호법의 개발을 보게 되었다. 가호기술의 발전단계에서 이 완전호화호법의 개발과 PVA등 합성호제의 도입단계를 제1기의 혁신기술 발전단계로 보고 있다. 완전호화호법은 호액의 불안정성을 해결하기 위한 기술로서 쿠커에서 충분하게 가열 처리시켜서 일정온도로 유지한 점도가 안정화된 호를 사용하는 것인데 이 방법이 채용된 뒤부터는 호 부착량의 불균일성이 제거되어서 호 부착량도 점차 감소되었고 가호상태가 안정화되어서 제직사절도 적어져 생산성이 향상되고 품질도 향상되었다.

2) 방적사에 요구되는 조건

방적사에 있어서 이전에는 면사나 인견 방적사가 대부분을 점하고 있어서 요구되는 특성도 그만치 엄격하지는 않았으나 현재와 같이 여러 가지의 합성섬유가 발전하고 이것들과 천연섬유의 조합에 의한 혼방사가 무수하게 생산되고 있는 상황에서는 방적사의 가호사에 요구되는 특성이나 조건도 복잡하여지고 까다로워 졌다. 예를 들면 합성섬유는 소수성 섬유이기 때문에 풀이 부착되기 어렵고 단섬유의 굵기가 굵은 경우에는 잔털 눕힘효과가 나빠지는 등 가호사가 필요로 하는 조건이나 특성을 만족시키기 위해 점차로 고도의 기술이 필요하게 되었다.

(1) 양호한 잔털눕힘

방적사에 있어서 가호의 주목적은 경사의 잔털을 눕혀서 제직성을 향상시키는데 있다. 실에 잔털이 많으면 이들 잔털이 서로 엉켜서 개구상태가 나빠지고 경사 사절이 증가될 뿐 아니라 품질도 현저하게 저하된다. 특히 합성 혼방사의 경우에는 합성섬유의 강도가 강하기 때문에 잔털이 엉키더라도 면사나 인견 방적사에서와 같이 섬유가 끊어지지 않기 때문에 개구상태가 나빠지고 경사 절단도 많아진다. 잔털 눕힘상태의 불량원인으로서는 호 부착량이 필요량보다 적은 경우, 호액의 침투가 나빠서 제직중에 낙호(落糊)가 많아지는 경우, 또한 건조가 불량한 경우 등인데 이러한 상태에서는 개구가 나빠져서 제직성이 현저하게 떨어진다.

양호한 잔털 눕힘상태가 되기 위해서는 다음과 같은 조건이 필요하다.


  1. ①가호시 적당한 점도가 필요하며 점도가 낮으면 잔털 눕힘효과가 적어진다.
  2. ②섬유 상호간의 풀로서 고착시켜 주는 것이 잔털 발생을 방지하는 것이다. 이를 위해서는 풀의 양호한 침투가 필요하다. 풀은 가능한 한 얼룩이 없이 깊숙이 실의 내부까지 침투되어 섬유를 긴밀하게 접착 시킬 필요가 있다.
  3. ③풀의 침투가 아무리 잘 되었다고 하더라도 풀 자체의 접착력이 불충분하면 잔털 발생을 방지하는 효과는 떨어진다. 따라서 접착성이 좋은 풀을 사용하는 것이 잔털 눕힘효과를 높이는데 있어서 필요조건의 하나이다.
  4. ④가호사는 과 건조되면 풀의 피막이 손상되어 접착력은 오히려 나빠지고 또한 건조가 불충분하면 섬유에 대한 접착력이 나빠져서 잔털 눕힘효과도 불충분하게 된다. 따라서 잔털 눕힘효과를 향상시키기 위해서는 적절한 건조가 필요하다.
(2) 강도의 향상

경사는 제직하는 동안에 권취, 송출, 개구, 바디침 등의 운동으로 계속 반복적으로 응력을 받는데 직기 회전이 빠를수록 장력과 충격을 더 강하게 받기 때문에 이것에 견딜 수 있을 정도의 강력이 필요하다. 가호를 하는 것은 표면에 있는 잔털을 눕히는 것만이 아니고 풀이 실 내부에 침투하여 단섬유의 간극에 교질체(膠質體)를 형성시켜 섬유간의 미끄럼을 방지함으로서 실의 강력을 증가시키는데도 있다. 따라서 단섬유간의 접착력이 클수록 실의 강력은 강해지는데 이때의 접착력은 섬유와 호제의 종류에 따라서 크게 달라진다. 최근과 같이 합성섬유가 많아지면 본질적으로 접착성이 나쁜 합성섬유에는 강한 접착력을 갖고있는 합성호제를 사용해야 하는데 원칙적으로 말하면 섬유소재에 적합한 호제를 선택하여야 한다.

(3) 신도의 유지

풀이 실의 내부에 침투하여 섬유상호를 접착시키면 강력은 증가하는 반면에 신도는 감소된다. 이때 신도저하를 최소한으로 억제시켜서 제직에 견딜 수 있는 충분한 신도를 유지할 수 있는 가호를 하는 것이 필요하다. 가호사의 신도 저하는 풀 자체의 성질에 의존하지만 양호하지 못한 가호작업에 의하여 신도가 상실되어 일어나는 경우가 많다. 다시 말하면 가호기에서 과대한 장력을 주면 습윤된 상태에서 잡아 늘리는 결과가 되어서 실은 늘어나고 쉽게 탄성을 잃어서 신도가 감소된다. 또한 잡아 당겨서 늘어난 실은 가는 부분이 더욱 가늘게 되어서 제직시에 경사에 걸리는 장력과 충격에 견딜수 없게 되어 제직에서 경사절단의 증가원인이 되므로 어떠한 경우에 있어서도 실에 부당한 장력을 주어서는 안 된다. 가호사의 신도는 가능한 한 큰 편이 바람직 하지만 이것을 일정하게 하는 것도 필요하다.

신도가 일정하지 않으면 제직에서의 폭이나 길이가 달라지게 되는 원인이 되고 다시 가공후의 직물의 폭이나 길이가 달라지는 원인이 된다. 신도의 저하는 가능한 한 방지하여야 하나 주의해야 할 점은 신도의 저하율보다는 가호 후의 잔류신도이다. 예를 들면 폴리에스터 혼방사와 같이 원사의 신도가 아주 큰 경우에는 저하율이 크다고 하더라도 가호 후의 신도는 아직도 상당히 남아 있기 때문에 큰 문제는 되지 않는다. 그러나 원사의 신도가 적은 면사나 폴리노직 실은 설령 저하율은 적다 하더라도 가호 후 잔류신도의 절대치는 오히려 감소되는 결과가 된다.

최근의 면방적은 고속회전을 하기 때문에 과거 실에 비교하여 신도가 어느 정도 작아졌다. 직기에서의 필요한 신도는 최소한 4% 정도로 알려져 있지만 점차적으로 신도가 적어지는 원사는 신도유지에 특별히 주의해야 한다. 최근의 가호기는 경사의 장력을 항상 일정하게 유지시키기 위하여 자동제어장치를 채용하고 있기 때문에 가호사의 신도도 어느 정도 조정이 가능하게 되었다.
또한 신도저하 방지를 위하여 호 피막이 유연한 호제를 사용한다던가 과건조가 되지 않도록 한다던가 적합한 흡습성을 가지고 있는 호제를 사용한다던가 하는 방법이 필요하기 때문에 이에 대한 배려도 필요하다.

(4) 균일한 착호량

호 부착량은 균일하게 하는 것은 대단히 중요하며 가호기술의 진술은 여기에 있다해도 과언은 아니다. 언제나 필요로 하는 최소 한도의 가호를 할 수 있다면 아주 훌륭한 기술자라고 할 수 있을 것이다. 호 부착량에 부동이 클 때는 부착량이 적은 부분에서 강도가 부족하게 되고 잔털 눕힘상태도 나빠져서 이로 인하여 경사사절이 증가하는 결과를 가져온다. 뿐만 아니라 호 부착량의 불균일성의 폭이 넓은 경우에는 안정성을 고려하여 호 부착량의 표준을 높게 하지 않으면 착호량 부족상태가 될 위험성이 있으며 경제성 면에서도 이런 결과는 결코 바람직하지 않다. 또한 호 부착량의 불균일성은 직물의 폭이나 길이의 부동 및 직물중량의 부동의 원인이 되기도 한다. 호 부착량의 부동은 자비온도 (煮沸溫度), 자비시간(煮沸時間)등 호액 조제조건에 따른 점도의 불안정, 농도 부동에 영향을 받는 바가 크다. 그밖에도 가호기의 사속, 장력부동 침적롤라의 깊이, 교액로울러(스퀴징로울러)의 가압력 부동 등 여러 가지 원인이 있다. 빔간의 호 부착량 부동은 빔을 칭량하여 호 부착량을 산출해 낼 수 있지만 이 경우에는 잔류수분의 부동과 호 부착량의 부동이 혼동되지 않아야 한다. 호 부착량의 불균일에는 여러 가지가 있는데 빔간의 불균일, 또한 동일 빔 내의 길이나 폭 방향에서의 부동 등이 있고 이에 대한 원인도 다르기 때문에 원인추구를 하는 것도 중요한 일이다.

(5) 적당한 유연성

직기의 개구운동에 의하여 경사는 반복적인 인장, 굽힘응력을 받으며 또 인접한 실끼리 마찰을 받기 때문에 유연성이 없는 경직한 가호사는 탄성이 거의 없어서 약간의 충격으로도 경사절이 일어나다. 뿐만 아니라 지나치게 뻣뻣한 실은 직물의 태(Handle)가 나빠지고 그 밖의 직물의 외관을 손상시키는 바탕 갈아짐(Crack) 현상의 원인이 되지만, 지나치게 부드러우면 실이 휘말리거나 달라붙어서 작업성이 나빠지고 잔털도 많이 발생되어 사절이 된다. 따라서 이런 문제의 발생을 방지하기 위해서 가호사는 적당한 유연성을 필요로 한다. 가호사의 유연성은 호제와 유제에 의해서 좌우되며 전분 가운데서 옥수수 전분은 소맥 전분보다도 접착성이 크나 유연성은 부족하다. 또 PVA와 비교하여 아크릴계 호제가 보다 유연성이 있는 점 등 호제에 따라 그 차는 극심하다. 풀의 유연성은 풀의 흡습성과 밀접한 관계가 있으며 흡습에 의하여 호 피막이나 섬유자체의 유연성 더 나아가 가호사의 유연성은 커진다. 이와 같이 유연성이 좋아지는 이유는 수분의 개입에 의해서 풀이나 섬유의 동 분자간 응집력이 약화되기 때문이다. 또한 가호사에 적당한 유연성을 부여하는 것은 유제이며 유제의 선택과 이것의 분량을 잘못 결정하게 되면 유연성이 없는 경직된 실이 되거나 지나치게 달라붙는 부드러운 실이 되기 때문에 주의하여야 한다.

(6) 표면의 평활성

제직하는 동안에 실은 개구운동에 의하여 실과 실끼리 격렬하게 마찰이 일어나며 또한 백 레스트 (Back rest), 사침대(Lease rod), 드롭퍼(Dropper), 종광(Heald), 바디(Reed) 등의 직기 부품간에서도 끊임없이 마찰이 일어나기 때문에 가호사의 표면은 가능한 한 평활하지 않으면 안 된다. 이러한 마찰이 크면 낙호, 잔털발생과 경사절이 증가될 뿐만 아니라 기계부품의 마모 드롭퍼, 바디 등의 소모를 촉진하게 되는데 이러한 것들의 손실을 무시할 수 없다. 가호사의 평활성을 향상시키기 위해서는 실 표면의 호 피막은 되도록 요철이 적고 매끄러워야 된다. 또한 증량제를 사용할 경우에는 거칠면서 각도가 큰 단단한 입자를 함유하지 않아야 하며 되도록 미립자의 것을 사용할 필요가 있다. 가호사가 적당한 유연성을 갖고 표면이 평활하면 제직이 용이 할뿐 아니라 직물은 좋은 태와 감촉을 갖게 됨으로서 제품 가치가 향상된다.

(7) 섬유의 포합성

포합성이란 잔털눕힘, 강도, 신도, 침투성, 유연성, 평활성 등의 특성과 이것들의 내구성까지 포함한 조합적인 의미를 나타낸다. 가호사가 요구하는 조건들은 이런 조건들이 적정하다 할지라도 제직동안 가혹한 장력이나 충격, 마찰 등의 외력을 받게 되면 실의 상태가 나빠지게 되며 특히 가호사는 풀에 의하여 접착된 섬유와 섬유를 떼어내려고 하는 외력의 힘에 견디어야 한다.

2. 호 조합의 기술적 요소

가호공정의 합리화와 기술향상을 도모하기 위하여 여러 가지의 양호한 호 재료가 개발되고 있으며 가호장치에 있어서도 우수한 각종 장치가 개발되고 있으나 가호 기술문제를 완전 해결 할 수 없으며 원사에 맞는 가호조건 설정과 가호공정 조건의 적합성이 더욱 중요하다. 가호조건의 설정은 이론적으로 계량화 할 수 없기 때문에 대부분의 가호현장에서는 시행착오를 거듭하면서 최적조건을 설정하고 있다. 가호 기술자료는 단순히 노하우 성격이 강하여 구체적인 자료는 찾아보기가 어렵다. 섬유의 종류가 다양화되어 가면서 각종의 제직용 실이 호액을 흡수하는 능력이라던가 제직중에 섬유속을 보호하여 제직성을 향상시키는 호막의 적절한 유지 등에 영향을 미치는 실 자체가 고유하게 가지고 있는 요소는 많다. 이러한 요소들 가운데 몇 가지는 가호에 있어서 크게 영향을 미치고 있음에도 불구하고 그다지 심각하게 검토되지 않고 무시해 버리는 경우가 많다. 이러한 요소들은 가호결과를 크게 변화시키기 때문에 가호를 적절히 행하고 호재료를 적합하게 사용하기 위해서는 충분한 검토가 있어야 한다.

1) 실 직경(擡 直徑)

방적사에 있어서 호막은 실을 완전하게 피복 하여야 하며 더욱이 실의 표면은 풀로써 균일하게 피복되어야 한다. 지름이 큰 섬유의 반지름을 가진 2개 섬유 표면을 피복 하는데 소요되는 호막(糊膜)은 지름이 큰 섬유의 소요량과 동일하다.(C=πD C는 원의길이, D는 지름) 그러나 지름이 작은 실 중량은 지름이 2배 큰 실 중량의 25%에 불과 하므로 (A=πr2 A는 단면적, r은 반지름) 실 중량에 대한 호 중량의 비율은 지름이 큰 실에 비하여 지름이 작은 실의 경우가 훨씬 높다. 이것은 호막의 두께를 일정하게 하여 가호 한다면 지름이 작은 실의 경우에는 픽업량이 증가해야 한다는 뜻이 된다. 지름이 큰 실과 지름이 1/2인 실을 동일한 조건으로 가호 한다면 지름이 작은 실은 지름이 큰 실의 배 길이를 가호할 수 있는데 이것은 사이징 박스(Sizer box)에서 동일한 양의 호액이 소모된다는 것을 의미한다.
그러나 실제에 있어서 지름이 작은 실은 과도한 강도를 가져서는 안 되기 때문에 보다 엷은 호막을 형성시켜야 한다. 지름이 작은 실에 있어서 호막 두께의 변화는 호 부착량의 백분율 비로 큰 차이가 생긴다는 사실을 알 수 있다.

2) 꼬임

실에 꼬임을 많이 주게되면 실 내부로 호액의 침투성이 감소되므로 실의 호 픽업(Pick up)에 영향을 미치게 된다. 그 결과로 실을 피복하고 있는 호막은 견고하게 붙어 있을 수 없어서 탈막현상 (脫膜現象)이 증가되어 여러 문제점이 발생한다. 따라서 꼬임이 많은 실에 대하여 최적의 가호를 하려면 호액내에서의 침적시간을 연장시키거나 점도를 낮추어서 호액의 침투성을 증진시켜야 한다.
꼬임의 변경에 의해서 파생되는 문제는 실 직경의 변화인데 이 문제는 표면적으로는 그렇게 중요하지 않은 것 같지만 풀의 응용에 있어서 크게 영향을 받는다.

3) 용적효과(容積效果)

실의 지름은 실 중의 섬유가 점유할 수 있는 총 용적에 영향을 미친다. 만일 이 용적이 풀로서 충전된다고 본다면 지름이 큰 실은 지름이 작은 실보다 반지름의 제곱값 차만큼 풀을 더 충전할 수 있는 능력을 갖게 된다. 동일섬도에서 필라멘트수가 서로다른 실의 경우, 필라멘트수가 많은실은 적은실보다 가호작업시 좀더 까다롭고 신중을 기해야 한다.따라서 실이 풀의 픽업에 있어서 폭넓은 변화를 받지 않으려면 풀의 과대침투가 필요하다. 그러나 실제로 풀이 과대하게 침투되는 것은 바람직하지 않다.

4) 크림프(Crimp)

풀의 픽업에 영향을 주는 또 다른 요소는 섬유의 크림프이다. 크림프는 비록 합성섬유에 있어서 인공적인 기술에 의하여 부여되지만 이러한 크림프를 포함하여 실에 존재하는 자연적인 현상도 포함된다. 크림프는 실이 더욱 다공적(多孔的)이 되도록 하며 호 침투를 더욱 증진시킬 뿐만 아니라 실 직경에 현저한 영향을 미친다.

5) 섬유의 섬도

실의 호 응용성에 영향을 미치는 요소 중 하나는 실을 구성하고 있는 섬유의 굵기이다. 섬유의 지름이 커질수록 풀이 실 내부로 침투할 수 있는 섬유간 간극은 더욱 더 커진다. 중요한 사실은 실 지름당 섬유의 표면적은 섬도가 섬세한 실의 표면적 보다 섬도가 굵은 섬유의 것이 실제적으로는 보다 적다는 것이다. 결과적으로 유용한 총 섬유표면적은 풀의 부착량에 큰 효과를 나타내게 한다. 섬세한 섬유로 구성된 실이 보다 큰 섬유보다 호 접착성은 크다고 할 수 있으며 풀이 보다 많은 섬유표면과 물리적으로 접촉되기 때문에 호막이 보다 적게 벗겨진다. 실의 지름은 같으나 섬유의 선도가 다른 두 실의 실제 중량은 차이가 있다. 가는 실은 굵은 실보다 실제로 섬유 본 수가 많다 하더라도 총 실 중량은 적은데 그 이유는 가는 실의 지름이 2배인 굵은 실의 총 중량의 1/4에 불과하다. 실제로 실 직경은 사용된 개개의 섬유지름의 함수이기 때문에 표를 사용하여 실 직경을 결정지을 수 없다.
실 직경을 결정할 수 있는 정확한 방법은 정확하게 실의 단면을 측정하는 방법뿐이다.

6) 섬유의 형태

섬유의 단면형태도 호 부착에 많은 영향을 미치는데 그 원인은 원형 이외의 단면은 섬유당의 표면적을 증가시키기 때문이다. 삼각단면형은 섬유의 충실도(充實度)가 보다 커지며 이로 인하여 풀의 침투도는 감소되고 풀의 접착은 보다 큰 표면접촉에 의존되는 것보다는 보다 광범하게 화학적 접착거동에 의존된다. 실의 무게와 실 직경은 충실도 때문에 섬유형태에 따라 변화된다.

7) 섬유의 혼합

섬유를 혼합하면 호 응용에 더욱 더 복잡하여 진다. 만일 혼합에 사용된 섬유의 굵기가 동일하다고 하더라도 구성된 실의 지름에는 차이가 있게 된다. 이것은 섬유별 밀도의 차이가 있기 때문이다. 예를 들면 나일론과 비스코스를 50 : 50으로 혼합한 경우에는 나일론보다 비스코스가 실 표면에 더 많이 노출되기 때문에 비스코스에 친화성이 좋은 호 재료를 사용하여 적합하게 가호를 할 수 있다.
그러나 폴리에스터와 면을 50 : 50으로 혼합했을 경우(동일섬도)에는 폴리에스터보다 면의 비중이 높으므로 폴리에스터가 표면에 더 많이 노출되기 때문에 폴리에스터에 접착성이 좋은 호 재료를 사용하여야한다. 그러나 만일 폴리에스터 섬유의 지름이 아주 커다던지 또는 달라져서 면섬유와 동일한 무게가 되었다면 풀과 접촉됨에 있어서 면섬유의 표면이 많아지기 때문에 면섬유에 맞는 호 처방을 하여 가호를 하여야 한다.
혼합량의 비율을 바꾸거나 또는 각 조성섬유의 지름을 변경하면 결국은 실의 지름이 변화하게 된다. 섬유혼합시 채용할 섬유의 굵기 선택은 혼합된 각 조성섬유의 총 표면면적에 영향을 줄뿐만 아니라 최종 실 직경에도 영향을 미칠 수가 있다.

3. 호액이 가호에 미치는 영향 1) 농도

균일한 가호를 하기 위해서는 호액의 농도를 일정하게 유지시키는 일이 절대적으로 필요하며 다른 여러 가지의 조건이 비록 일정하다 하더라도 호액의 농도가 변동하면 이에 의해서 호 부착량이 달라지게 된다. 또 호 농도가 달라지면 반드시 점도도 변화하며 호 부착량에 영향을 주는 중요한 변화가 일어나서 균일한 호부착이 되지 않는다. 호 농도의 변동요인에는 호 조합 및 호 처방을 잘못하여 일어날 수도 있고 또 호액제조시 작업을 잘못하여 응결수가 과다하게 유입되어 일어나는 경우도 있다. 호액농도를 균일하게 유지하기 위해서는 공급되는 증기의 압력, 습도 등도 일정하게 유지시켜야 한다.

2) 점도

호액의 점도는 항상 일정하게 유지되어야 하며 호 부착량의 변동원인은 호 점도의 변동에 기인되는 경우가 많다. 호 점도의 변화는 농도 변화가 원인이 되는 경우도 있지만 그밖에도 풀의 자비시간 (煮沸時間), 호 온도에 의해서도 일어난다. 합성섬유는 호액의 농도와 온도를 일정하게 하면 점도는 거의 일정하게 유지된다. 그러나 천연호제는 농도 및 온도가 일정하더라도 고온에서 자비 교반하면 시간이 흐름에 따라 점도도 달라진다. 따라서 이러한 성질을 잘 이해하여 점도를 일정하게 유지하여야 한다.

3) 호액의 온도

호액의 온도는 점도에 관계되는 아주 중요한 요소로서 안정된 가호를 하려면 적정온도를 유지하는 것이 필요하다. 호액의 적정온도는 섬유, 실의 종류, 호 재료에 따라서 결정되는데 면사나 면 혼방사의 경우에는 비교적 고온(85∼97℃)이고 합성섬유의 경우는 저온(50∼80℃)으로 하는 것이 통례이다.

4. 가호공정의 관리요소 1) 실 밀도

사이즈 박스내의 스퀴징로울러 면에 지나치게 실이 밀집되어 있으면 여러 가지 장애가 일어나기 쉽다. 특히 고밀도직물이 크게 요구되고 있는 추세에 있어서 이런 문제는 적절하게 해결되어야 한다.
또 실 상호간의 간격은 실의 지름분 만큼 되도록 조절하여 작업하는 것이 일반적이다. 스퀴징로울러 상에서 실의 지름만큼 간격을 띠어서 실을 배열시킨 상태를 오픈 스패이스(Open space) 50%라고 한다. 사이즈박스 1개당 최대 사본수 N은 다음과 같이 구한다.
①N=W/2d , ②오픈 스페이스 ={1-N/27√c} × 100

W는 스퀴징로울러의 유효폭, d는 실의지름, N은 사밀도(올/in), c는 영식번수

오픈 스페이스가 클수록 실 밀도는 거칠어진다. 잔털눕힘을 중요시하는 폴리에스터/면 혼방사를 혁신직기에서 생산하고자 할 때에는 60% 이상이 양호하다고 알려져 있다. 실 밀도가 과대 한 것은 폭이 넓은 가호기를 사용하던가 또는 경사시트를 둘로 나누어 가호하는 더블 사이즈박스 방식이 효과적이다.

2) 가호속도

호액의 픽업(pick-up)량은 다소 변동하기 때문에 건조 능력에 있어서 다소 여유가 있도록 가호속도를 선정하지 않으면 건조불량이 될 위험성이 있으며 운전도중에 필요없이 속도를 변경하게 되면 건조불량이나 과건조 되는 일이 있다.

[(그림6-1) 사속과 호 부착량 관계]

[(그림6-2) 합사장력과 호 부착량 관계]

3) 실 장력

가호기에서 실의 장력은 4개 부분으로 나눌 수가 있다.

(1) 정경빔에서 사이즈 박스구간

정경빔에 제동을 걸어서 소극적으로 실을 끌어내는 방식이 일반적이며 기계를 정지시키거나 저속으로 바꿀 때 빔이 오버 런(Over run)되어 시트(Sheet)를 흐트러지지 않을 정도가 될 수 있는 장력으로 관리하는 것이 바람직하다. 동일한 제동력으로는 빔의 지름이 작아지면 장력이 증가되기 때문에 가끔 제동력을 조절하여 장력을 항상 일정하게 유지 시켜야 한다. 장력이 일정하지 않으면 호 부착량이 변화하고 사절이 증가된다. 또한 장력을 낮은 수준에서 관리하면 장력의 변동폭도 작아지기 때문에 충분한 시간에 정지시키거나 저속으로 변경시킬 필요가 있다. 실 장력에 따라서 빔에 대한 제동력이 조절되는 장치를 채용하면 효과적이다.

(2) 사이즈 박스에서 실린더 구간

이 구간에서는 실이 습윤하기 때문에 지나치게 장력이 걸리면 신도가 낮은 가호사가 되어 직기에서 사절이 증가된다. 여기서는 스나알이 일어나지 않을 정도의 장력만 유지하면 된다.

(3) 실린더에서 메저링(Measuring) 로울러

이 구간은 사침대나 프런트 콤(Front comb)으로 실을 분리시켜 주어야 한다. 이를 위해서는 어느 정도의 장력이 필요하기 때문에 필요한 만큼 장력을 부여하지만 필요이상의 장력을 주어서는 안 된다.

(4) 메저링 로울러에서 권취빔 구간

적당한 경도(硬度)로 권취하기 위해서는 어느 정도 장력을 주어야 하며 빔의 경도는 프레스 로울러 (Press roller)의 압력에 의해서 결정되는 것이지 실의 장력으로 정해지는 것이 아니다.

4) 스퀴징로울러의 압력

스퀴징로울러의 압력변동이 호 부착량의 불 균일성에 관계되며 하중 또는 압력이 적을수록 호 부착량은 많아지고 압력이 높으면 호 부착량은 점차 감소되다가 어느 한계에 도달되면 일정한 상태를 유지하게 된다. 압력과 호 부착량 곡선의 구배가 급한 압력범위에서는 압력변동의 영향이 크기 때문에 압력변동의 영향이 적은 범위까지 압력을 증가시키는 것이 바람직하다.
또한 스퀴징로울러의 폭 방향으로 압력분포가 균일한지 확인하기 위하여 경사시트의 양 가장자리와 중앙부의 호부착량을 조사해 보는 것도 좋을 것이다. 스퀴징로울러의 폭방향으로 압력분포가 불균일하면 경사의 변부 호부착량 차이로 인해 최종제품의 품질에 영향을 미칠수 있다.

5) 스퀴징로울러의 경도 및 지름

일반적으로 스퀴징로울러의 표면이 유연하면 호 부착량은 증가하고 단단하면 파지점에서의 접촉면이 좁아져서 표면에 묻어있는 풀을 짜주는 효과가 커진다. 또한 스퀴징로울러의 지름 크기에 따라 교액효율이 달라지게 되는데 지름이 큰 경우가 교액효과가 크다. 고무로울러는 표면의 경도가 시간 경과에 따라 변화되기 때문에 점검할 필요가 있으며 변화되었을 때는 표면을 연마하여 일정하게 유지하여야 한다.

[(그림6-3) 스퀴징 로울러의 압력과 호부착량 관계]

6) 가호사의 건조도

가호사는 제직공장의 상대습도 조건에서 평형상태가 되었을 때 얻어지는 수분율보다 낮은 수분율까지 건조시켜서 직기상에서 수분을 흡수하여 제직하는데 접합한 수분율을 갖도록 하는 것이 제직 효과면에서 좋다.

([표6-3 실의 공정수분율과 가호사의 수분율 기준]
표6-3 실의 공정수분율과 가호사의 수분율 기준
실의 종류 공정수분율 가호사 수분율
면 100% 8.5 6.5∼7.0
SF 100% 11.0 9.0∼9.5
P/C(65/35) 3.0 2.5
PET 100% 0.4 1.0
아크릴 100% 2.0 2.0
7) 권취상태

제직빔을 걸기에 앞서 플랜지(Flange) 내면에 흠이 있는지, 비틀림이 있는지, 플랜지부착은 잘 되었는지, 플랜지 간격은 맞는지 점검하여야 한다. 또한 가호기의 권취상태는 정상인지, 프레스로울러는 전 폭에 작용하는지, 바디 폭과 빔 폭은 잘 맞는지, 변사부분의 권취경도는 적합한지를 확인한다. 또 권취장력도 함께 점검할 필요가 있다.

5. 호 조합과 호 부착량

효과적인 가호를 하기 위해서는 호 처방에 세심한 주의를 할 필요가 있다. 호액을 조제하는 경우 한가지 호 재료를 사용하는 경우는 거의 드물고 2종이상의 호제, 유제 등을 혼합하여 조제하므로 호액은 항상 안정된 상태에서 균일하게 가호가 될 수 있도록 관리되어야 한다. 가호공장에서는 오랜 경험과 기술적인 배려에 의하여 호 재료의 선택, 호 조합의 결정, 호액의 농도와 점도설정 등이 행하여지고 있지만 품종이 아주 많기 때문에 보다 유효하며 경제적인 호 조합비율이나 착호량을 그때마다 결정하는 것은 곤란하다. 그러나 기본적인 기술을 충분히 이해하고 있으면 어떤 품종에 대해서도 가호의 제반조건을 결정하는 것은 가능한 일이다. 현장에 따라서 호 재료의 종류도 많고 호 조합에 있어 품종별로 복잡하고 다양화되어 있는 경우가 많은데 이러한 것을 가능한 집약화, 단순화하는 것이 효과적이고 합리적이다. 호 조합이 복잡하고 잔류 호제처리의 부적합한 것에 의해서 오히려 가호의 품질불량과 그 밖의 문제가 발생되는 경우가 많다.

1) 호 조합비율

직물의 종류 및 호 재료에 따라서 가장 적합하고 효과적인 호 조합비율을 설정한 다음 항상 동일한 비율로 처방하여야 한다. 조합비율의 결정은 쉽지 않으나 한번 정해진 비율에 대해서는 특별한 이유가 없는 한 계속해서 지켜나가야 한다. 여기서 주의 할 점은 아크릴계 호제나 유제 등은 수분율에 따라서 량이 차이가 있으므로 반드시 확인할 필요가 있다.

(1) 호 조합은 전분과 PVA의 조합비율이 기본으로 하며 폴리에스터 섬유가 혼용되는 경우에는 전분과 PVA의 합계에 대해 10∼15% 아크릴계 호제를 추가한다. 유제는 전분의 10%, 합성호제의 5%의 량을 사용하며 기본적인 비율은 실의 번수나 경사밀도 조건에 따라서 또는 점도를 조성하기 위해서 조정하기도 한다. (2) 실이 가늘거나 경사밀도가 많으면 PVA의 비율을 높인다. (3) 점도를 조정하기 위해서는 전분과 PVA의 비율을 변경시킨다. 점도가 지나치게 높으면 침투가 불량하여 표면에만 풀이 묻어 있고 분할성도 나빠지고 낙호도 많아진다. 또한 사절이나 쌍올 등이 증가되어 제직성을 떨어뜨린다. 점도가 극단적으로 높아지면 스퀴징로울러에서 미끄럼이 일어나서 착호의 반(斑)이 발생하기도 한다. 역으로 점도가 낮으면 풀이 부착하기 어렵게 된다. PVA 100%의 호액은 점도가 낮기 때문에 전분을 혼합하는 것이 호 부착량에 효과적이다. (4) 필요한 호 부착량을 확보하면서 점도를 낮추려면 PVA를 중간정도의 것으로 변경하면 좋고 중합도 500의 것으로 바꾸는 것은 접착성면에서 문제가 있다. 또한 전분과 PVA의 비율을 변경하여 PVA의 비율을 증가시켜 조절할 수도 있다. 그밖에도 전분을 가공전분으로 변경하여도 되는데 가공전분에는 고점도의 것과 저점도의 것이 있으며 저점도의 가공전분은 가능한 사용하지 않는 것이 좋다. (5) 장섬유 가호의 목적은 단섬유 필라멘트끼리의 접착에 의한 집속성 향상에 있기 때문에 방적사용의 호액 보다는 점도가 낮은 대신에 접착성이 좋은 호제가 필요하다. 폴리에스터나 나일론의 가호는 PVA와 아크릴계 호제가 병용되고 있는데 폴리에스터의 경우에는 PVA보다 아크릴계 호제를 약간 더 첨가하고 나일론의 경우에는 PVA를 주체로 하고 아크릴계 호재를 소량 첨가하는 범위에서 호액을 조절한다. 그러나 첨가비율은 제직시 습도변화에 따라서 적절히 조절할 필요가 있다. 필라멘트의 가호시에는 방적사보다 최적 가호조건의 범위가 좁기 때문에 균일한 가호를 할 수 있는 장치가 필요하다. 요즈음 여러 가지의 새로운 소재의 섬유와 새로 개발된 원사가 많이 나오고 있기 때문에 그 원사의 특성을 살리기 위해서는 가호시 세심한 주의를 요하여야 한다. (6) 합섬필라멘트의 경우에는 실의 꼬임수나 단섬유의 섬도는 가호조건을 결정하는데 직접적으로 관계되는 요소이다. 일반적으로 꼬임이 없는(0∼300TM) 경우에는 가호를 실시하며, 꼬임이 약한 (400∼700TM) 경우에는 호 부착량을 낮추어 가호를 하여야 하며, 꼬임이 많은(800TM이상) 경우에는 가호를 하지 않고 제직하여도 무방하다. 단섬유의 굵기를 자유로이 결정할 수 있으므로 이에 따라서도 가호조건은 변경된다. 일반적으로 단섬유가 굵은 것은 가호가 용이하나 세사인 경우에는 세심한 주의가 필요하다. 이 경우에는 접착성이 좋은 호제를 선택하여 집속성을 좋게하고 가호조건을 조절하여 잔털이 발생하지 않도록 하여야 한다. 2) 호조합 설비

호제가 전분류 위주에서 접착성이 좋은 합성호제로 전환됨으로서 조제설비도 고압을 이용한 소형화, 재질의 고급화 등 합리화되어 가며 새로운 설비의 개발도 계속되고 있다. 또한 호 조합의 정밀화를 위한 자동 제어시스템 등도 개발되고 있으며 호 조합설비는 다음과 같다.

(1) 용해조(Solution tank)

PVA 등의 합성호제를 용해시키는 탱크이며 고온이 아니면 용해되지 않은 완전비누화물은 미리 용해시켜 둔다. 부분비누화물이나 공중합된 PVA는 용해되기 쉽기 때문에 혼합조에서 전분과 같이 조합하더라도 큰 문제는 없다.

(2) 혼합조(Mixing tank)

전분의 팽윤 또는 가열장치로 쿠커에서 풀을 끓이기 전에 전분을 혼합조에서 잘 팽윤시키면 호화를 촉진시켜서 균일한 호액을 얻을 수 있다. 아크릴계 호제는 물에 잘 용해되기 때문에 혼합조에서 전분용액중으로 분산시킨다. 유제는 일반적으로 PVA와 함께 용해조에서 용해시킨다. 용해조를 사용하지 않을 때는 혼합조에 호 재료 전부를 투입하고 잘 교반하여 쿠커로 보낸다.

(3) 쿠커(Cooker)

전분은 호화가 시작되면 점도가 급상승한다. 이것을 그대로 가열을 계속하면 다시 점도는 저하되며 1시간 정도 끓이면 점도는 안정화된다. 이 상태의 풀을 사용하면 균일하고 안정된 가호를 할 수 있다. 고압쿠커는 상압에서 끓이는 온도(95℃ 전후)보다도 높은 125∼130℃의 고온으로 단시간에 호를 조절할 수 있으므로 점도가 빨리 안정화되며 좋은 풀을 얻을 수 있다.

(4) 보급조(Feed tank)

쿠커에서 완전히 조제된 호액을 옮겨서 저장해 놓은 탱크이다. 보급조로 옮기기 전에 호액의 점도를 측정해서 알맞은 점도인지를 확인 할 필요가 있다. 보급조는 수시로 보급이 가능하도록 되어 있어야 하고 호액을 일정한 상태로 유지시켜야 하기 때문에 온도조절장치가 반드시 필요하다.

(5) 저장조(Storing tank)

새로운 풀이나 잔류호를 일시적으로 저장하는 탱크이다. 저장조와 보급조는 동일한 탱크로서 상호 공통적으로 사용한다.

(6) 송액용 펌프

각 탱크사이에 호액의 이송이 가능하도록 하는 펌프이다.

(7) 배관

각 탱크사이를 연결하는 것으로 호액의 특성을 고려하여 배관의 재질이 선택되어야 한다.

(8) 풀의 조제는 일정한 분량을 일정한 조건으로 작업하면 언제나 균일한 상태의 풀이 얻어진다.

따라서 각 탱크마다 소정의 온도로 가열하거나 또는 저장되도록 온도자동제어를 한다. 고압쿠커는 승온, 끓이는 온도, 가열시간, 숙성까지 소정의 프로그램으로 온도 및 시간이 자동적으로 조정되도록 설계되어 있다.

3) 호 조제순서

호 조제의 기본적인 순서는 일정화하는 것이 바람직하다. 호제, 유제, 조제 등의 다양화로 인하여 어떤 순서가 바른 것인지를 이야기 하기는 어렵다. 그러나 기본적인 원칙을 지키지 않고 무작정 조제를 시행하는 것은 문제를 일으킬 확률이 높기 때문에 조제순서를 일정하게 지키는 일은 메우 중요하며 가호조건(조제량, 비율, 가열온도, 가열시간, 점도, 가호속도 등)도 철저히 관리되어야 균일한 호액의 공급이 가능해진다. 필라멘트의 호제는 거의 대부분이 합성호제가 사용됨으로 전분을 사용할 때와 비교하여 상당히 간단하다. 전분을 사용하여 방적사용호제를 제조하는 경우에는 2개의 탱크가 필요하나 필라멘트용의 호액제조시에는 한 개의 탱크로 조제가 가능하다.

[(그림6-4) 필라멘트의 호액제조]

[(그림6-5) 방적사의 호액제조]

4) 호 부착량 결정

최적의 호 부착량은 섬유의 종류, 직물의 종류(번수, 경위사 밀도, 조직), 직기의 종류 등에 따라서 변화된다. 잔털이 길면서 강한 합섬섬유는 면보다 부착량을 많이 한다. 또 실의 번수가 가늘수록, 밀도가 많을수록, 섬유장이 길수록, 능직보다 평직, 직기의 회전수가 많을수록 부착량을 많이 할 필요가 있다. 면섬유의 경우 호부착량은 태 번수(太番手)는 8∼10%, 세 번수(細番手)는 10∼13%정도가 알맞고 번수, 밀도에 따라서 풀의 질을 좋게 하기 때문에 부착량에는 큰 차이가 없다. 직기회전수, 면, 폴리에스터/면 혼방에 따라서 부착량에 약간 차이를 둔다. 전분만을 사용하던 때는 작업품종에 따라서 부착량을 대폭 변경하였으나 제직하기 어려운 직물에는 풀의 질을 좋게 하기 때문에 부착량에는 큰 차이가 없다. 여기에서 부착량은 절건법(絶乾法)에 의한 것이 아니고 중량법에 의해서 얻은 부착량이다.

                        가호사의 무게 - 원사의 무게
    호부착량(%) = --------------------------------------- × 100
                              원사의 무게
6. 가호기의 변천

가호기로서는 지름이 큰 것과 작은 것 2개로 된 2본 실린더 슬래셔 가호기가 일찍부터 사용되어 왔으나 그 후 열풍 건조식 가호기가 출현하여 같이 사용되어 왔다. 슬래셔 가호기는 구조가 간단하고 취급하기 쉽고 열효율도 좋으나 실이 직접 실린더에 접촉되어 건조되기 때문에 실이 편평하게 되며 실린더에서 분리될 때 잔털이 많이 일어나는 결점이 있다.

열풍 건조식 가호기는 실이 직접 실린더에 접촉되지 않기 때문에 실이 둥근 맛이 있으며 잔털도 적게 일어나는 이점이 있으나 구조상 실의 유도거리가 길고 복잡하여 취급하기가 번잡하고 열효율이 낮은 결점이 있다. 열풍건조식의 초기의 것은 하부에 가열용의 라디에이터를 설치하고 상부에 7∼9본의 스컬론 로울러를 장비한 단순한 것이었는데 건조효율을 높이고 처리속도를 높이기 위하여 열풍 강제 순환방식이 개발되었고 1패스(Pass) 또는 3패스의 제트에어(Jet air)식의 것도 출현하여 단점을 보완하기 위한 개선연구가 활발하여 기술적인 면에서 슬래셔 가호기 보다 그 성능이 우위에 있었다.

그 간에 전열건조, 저주파 유도가열식, 고주파 유도가열식의 가호기가 시작되었으나 일반화되지 못했다. 그 후에 3실린더형, 4실린더형 또는 열풍과 실린더와의 복합형 등이 새로운 가호기로 등장하였고 필라멘트사 용으로는 7, 9, 11본의 멀티 실린더형의 가호기가 사용됨으로서 가호기의 고속화가 이루어졌다. 가호사의 품질, 열효율, 가호기의 생산성, 조업면에서 열풍건조식 가호기보다 슬래셔식이 우수하다고 평가되고 있으며 앞으로 멀티 실린더식 가호기가 보다 많이 사용 될 것으로 보인다. 가호기 건조부분의 변천을 보면 초기의 실린더 건조에서 열풍건조로 다시 실린더 건조식이 사용되고 있다. 이러한 변화는 실린더 재질의 변화, 작업기술의 진보, 테프론 코팅기술의 개발, 자동 제어기술의 발달, 주변기술의 진보가 종래의 슬래셔 가호기 결점을 보완시켜 많은 이점을 갖게 할 수 있었기 때문이다.

경사 본수가 많은 경사의 가호에 있어서 사이즈박스를 2개 이상으로 하여 크게 효과를 보고 있으며 또한 풀의 스퀴징 로울러도 일정경도의 고무를 피복 시킴으로서 교액부동에 의한 착호량의 불균일성을 방지할수 있게 되었다. 가호기술 발전단계에서 더블 사이즈 박스(Double sizer box)의 도입과 관련된 기술 개발기를 제2기의 혁신기술 발전단계로 본다.

권취부분에 있어서의 기술을 보면 권취장력은 프릭션 디스크(Friction disc)와 브랑켓(Branket)의 마찰에 의하여 조절하는 프릭션 장치가 사용 된 경우에는 브랑켓의 성상, 그 장치의 조정, 보수 등에 결함이 있으면 권취초기와 종기에 장력이 변화되거나 도중에 장력변동이 일어나서 엄밀한 조정은 불가능하였다. 가호기 에서는 최저한도의 일정한 장력으로 권취하는 것이 절대적으로 필요하며 부당한 장력이 걸리면 실의 가는 부분은 신장되어 사절이 되거나 또는 점차 가늘어져서 제직에서 사절의 원인이 된다.

가호기의 권취속도가 종래의 기계와 같이 15∼20m/min 정도이면 위에서 언급한 간단한 장치로서도 어느 정도 장력의 조절이 가능하지만 50m/min 이상이 되면 드래프트 및 장력조정은 불가능해진다. 현재의 권취방법은 직류 모터에 의하거나 교류 가변모터와 PIV와의 조합에 의한 장력 제어방식으로 장력을 일정하게 유지하고 있다. 최근에는 호액의 고압 교액기술이 새로이 개발되어 새로운 가호기술로서 평가되고 있다. 이 단계를 가호기술의 발전단계 면에서 제3기의 발전단계로 보고 있으며 앞으로 가호기술면에서 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

이상에서 본 바와 같이 가호기술은 호재료, 호 조제기술, 가호기의 성능 및 기능의 개선과 향상을 위한 기술 등에 꾸준하게 발전되어 왔으며 앞으로도 더욱 발전될 것이라 기대된다.

7. 가호장치

가호기는 직기의 발전과 더불어 발전하여 왔으며 가호공정의 합리화를 도모하기 위하여 노력한 결과 여러 종류의 우수한 성능을 가진 가호기가 개발되어 사용되고 있다. 가호기에 대한 성능과 특징을 이해하는 것은 가호공정의 합리적인 제어와 고품질의 가호사를 생산하는데 아주 중요한 것이다.

가호기는 처리속도 면에서 크게 고속화되었으며 향후 더욱 더 진보할 것으로 보인다. 또한 선염 등 다품종 소로트의 가호를 하기 위해서는 부분정경 가호기라든가 치즈가호기 등 새로운 방식의 가호기도 실용화되었으며 정경과 가호를 연속화하거나 일체화시킨 시스템도 개발되어 가호공정의 합리화가 크게 진전되었다. 또 가호기의 운전과 제어를 정밀화하기 위한 자동제어 시스템도 크게 발전하여 채용되고 있는데 대표적인 것이 가호사의 수분율 제어와 권취장력의 자동조정 등을 들 수가 있다. 가호기는 원사의 종류나 직물의 종류에 따라서 알맞은 기종을 선택하여야 한다.

1) 가호기의 구조

가호기는 정경빔, 사이즈박스, 건조부, 권취부의 중요부분으로 구성되어 있으며 각각에 대한 새로운 개선이 이루어져 아주 우수한 가호기가 완성됨으로서 고속직기인 AJL과 같은 혁신직기에도 충분히 대응할 수 있는 체제가 정비되었다고 볼 수 있다.

(1) 빔 크릴부

빔 크릴의 형식은 여러 가지 종류가 있으며 그 중 가장 널리 쓰이는 방식은 수평식 걸이이다. 적극회전 송출식은 회전하는 드럼위에 빔을 올려놓고 드럼과의 마찰에 의해 실을 적극적으로 보내는 방식인데 이 드럼은 일괄해서 DC모터 또는 사이드 샤프트 등으로부터 동력이 전달되어 스퀴징로울러와의 사이에서 장력이 조절된다. 이 방식의 특징은 전후 빔으로부터 인출된 실의 장력차가 거의 없는 것과 기동, 정지시에 장력의 변동이 거의 없는 것이다. 그러나 일반적으로 빔을 소극적으로 인출하는 방식의 것이 압도적으로 더 많다. 수평식은 실의 장력을 균일하게 하기 어려우나 시트의 흐트러짐과 스페이스도 적게 드는 특징이 있으며 경사식은 균일한 장력을 주는 장점이 있다.

주행중에 실에 알맞는 장력을 주기 위함과 정지시 오버런을 막기 위해 각 빔에 간단한 브레이크 장치가 붙어있다. 이것은 빔 샤프트에 러플(Ruffle)을 부착하고 여기서 브레이크를 붙여서 데드 웨이트 (Dead weight)를 달아 내리도록 되어있다.

[(그림6-6) 빔크릴의 종류]

[(그림6-7) 빔 밴드 브레이크 장치]

각 빔으로부터 인출장력에 차이가 생기면 직물의 표면효과가 나빠지므로 이것을 일정하게 할 필요가 있는데 밴드 브레이크는 충분히 제어할 수 없는 결점이 있다. 특히 기동 및 제동시에 어떠한 속도에도 항상 동일한 브레이크를 걸고 있는 것은 불합리하고 수평식 크릴의 경우에는 앞부분부터 뒷부분에 걸쳐 각각의 빔으로부터 인출장력은 서로 달라지게 된다. 이 결점을 보충하기 위하여 파우더클러치 브레이크를 각 빔마다 붙여서 모든 시트가 모인 곳에서 장력을 감지하여 이에 대응해서 파우더 클러치의 전류를 변화시켜 브레이크의 강약을 조절하는 방법이 있다. 그러나 고가이어서 실제로는 거의 사용되지 않고 있다.

또 최근의 가호기는 원동모터에 가변속 모터를 사용하게 되어 기동 및 정지가 서서히 가속, 감속되게 되어 있으므로 오버런의 우려가 없어진 것은 이 브레이크의 효과에도 유리한 조건을 가진다. 빔을 교체하는 시간을 단축하기 위해 미리 마련한 빔 크릴에 빔을 걸어두고 공빔 크릴과 바꾸어 놓는 방식의 매거진 크릴도 있다. 그러나 여분의 장소를 필요로 하기 때문에 현재로서는 아직 잘 쓰이지 않고 있다. 스위스의 베린거(Benninger) SMA타입, 슈커(Sucker) ZTL타입의 슬래셔는 빔크릴의 브레이크를 거는 방법에 간단한 방법을 채용하고 있다. 즉 인출장력의 변화에 의해서 텐서로울러가 움직이고 이 작동에 의해서 각 빔에 걸려있는 밴드 브레이크를 당기거나 늦추도록 되어 있다.
그 때문에 기계가 정지할 때 오버런을 하든가 가동할 때 실이 너무 긴장하는 일이 없다. 그러나 빔은 수평식 걸이로 되어 있으므로 각 빔으로부터 인출되는 실의 장력이 달라지는 것은 피할 수 없다. 이 장치는 빔 투 빔 필라멘트용 부분정경기로 감아 올린 빔에서 실을 인출해서 가호하는 방법에도 응용하도록 되어 있다. 어느 것으로 하든지 이 브레이크 장치는 최초에 경사시트의 인출장력을 얻을 수 있어 효과적이다.

(2) 가호부

가호부는 가호기의 고속화와 더불어 풀의 침투를 용이하게 할 필요성으로 점차 2단계 스퀴징로울러식으로 되어 것이 많다. 스퀴징 정도는 110∼130%의 수분을 남길 수 있도록 짜주는 것이 보통인데 이에 의해 풀의 농도로부터 실에 대한 풀 부착량을 추정할 수 있다. 또 고속화와 함께 저속운전(사절처리시 1∼3m/min)때와 고속운전때와의 속도차이가 크기 때문에 스퀴징로울러에도 고속과 저속에 따른 가압을 자동적으로 변화시키는 가압장치를 써서 스퀴징의 균일화를 도모하고 있다. 사이즈박스 후방에는 캐비티박스(Cavity box, 예비박스)를 설치해 두고 호액은 후자로부터 전자에게로 항상 순환공급하고 사이즈박스로부터 예비박스에의 호액의 넘치는 것으로 인해 호액면의 일정화를 도모하며 새로운 호액은 수준에 따라 예비박스에 보급하도록 되어 있다. 과거에는 예비박스를 사용하지 않고 사이즈박스만으로 호액면의 레벨을 자동으로 제어하는 방법이 채용되었으나 현재는 거의 사용하지 않고 있다. 스퀴징로울러와 풀의 부착관계를 살펴보면 다음과 같다.


  1. ①스퀴징로울러가 무거울수록 가압이 샐수록 침투가 잘된다.
  2. ②가호기 속도가 느릴수록 스퀴징 힘은 강하다
  3. ③가호기 속도가 빠를수록 스퀴징 힘은 약하다.
  4. ④경사본수가 많을수록 가압을 많이 한다.
  5. ⑤실이 가늘수록 가압을 많이 한다.

스퀴징구조는 보텀로울러(Bottom roller)와 스퀴징로울러(Squeezing roller)로 되어 있으나 보텀로울러는 스테인레스로 되어 있고 스퀴징로울러는 45∼55。(고무경도)경도의 합성고무로 피복한 고무로울러가 사용되고 있으며 고무경도를 너무 낮게 하면 수명이 짧아진다. 합성고무의 재질로서는 실리콘고무가 쓰이고 있는데 이것은 값이 조금 비싸지만 수명이 긴 특징이 있다. 일반적으로 합성고무는 잘 노화되지 않는 성질을 가지고 있으나 사용하고 있는 중, 시간의 흐름에 따라 표면경도가 높아지므로 약 6개월마다 연마를 해주어야 한다. 침적로울러(Immersion roller)는 과거의 상자형 또는 릴형 로울러가 사용되었으나 이것은 점도가 높은 전분호액의 교반효과를 올린다는 것도 큰 이유중의 하나였다. 최근에는 가호기 속도가 고속화되었기 때문에 릴형이 아니라도 교반효과가 충분하고 오히려 릴형으로는 교반효과가 너무 좋아서 호액이 비싸기 때문에 스테인로울러의 원통형로울러로 변형하고 있다.

[(그림6-8) 재래식 사이즈박스]

[(그림6-9) 각종 사이즈박스 형태]

가호부의 침적로울러와 스퀴징로울러의 조합방식은 여러 가지가 있다. 더블 사이즈박스는 실의 본수가 많을 경우에 쓰인다. (그림6-9)의 (e)는 액중의 스퀴징방식이며 최초의 2본의 로울러 액 중에서 스퀴징하도록 되어 있다. 이것에 의해 경사가 가지는 공기와 호액을 바꾸어 놓아 풀의 침투를 좋게 하려고 하는 방식이다. 그러나 이 방법은 조작이 번거롭고 호 재료의 향상에 따라서 호액의 침투가 잘 되기 때문에 그다지 상용화되지 않았다. 호액의 가열방식은 직접식과 간접식이 있는데 양자를 병용하는 것도 있다. 일반적으로 합성호제의 비율이 높은 저온 호액에는 간접식, 전분 주체의 고온 호액에는 직접식이 적합하다. 그 이유는 전분 주체의 호액은 점도가 높으므로 열의 전도도가 나쁘고 직접 끓여서 교반 가열할 필요가 있기 때문이다.

(3) 건조부

건조부는 7인치와 4인치의 2개 실린더로부터 시작되었고 그 후에 열풍건조식이 출현하였다. 그동안 실린더건조와 열풍건조의 우열이 논의되었으나 실린더식은 실이 편평해지고 호가 눌어붙고 잔털이 많이 생긴다는 이유로 열풍식이 우수하다고 평가되고 있으며 세 번수에서는 열풍식이 우수하다고 평가하는 사람이 많다. 실린더건조는 열효율이 좋고 취급이 간단하고 고속운전이 가능하기 때문에 서구에서는 멀티 실린더식으로 바꾸어 고속화를 이루었다. 최근에는 열풍과 실린더의 복합형이 일반화되어 많이 사용되고 있다. 이 가호기는 열풍부와 실린더부가 있기 때문에 멀티 실린더식과 비교하면 열효율도 나쁘고 속도도 늦다. 또한 열풍부가 있기 때문에 부당한 장력이 걸려서 실의 말림이 일어나기 쉽다. 멀티 실린더 건조방식의 특징을 살펴보면 다음과 같다.


  1. ① 구조가 간단하고 취급이 용이하다
  2. ② 열효율이 좋고 연료소비도 적으며 고속화가 가능하다.
  3. ③ 테프론 코팅(Teflon coating)에 의하여 실이 실린더에 눌어붙던 결점이 해소 할 수 있었다.
  4. ④ 실린더를 적극 회전방식으로 채용함으로서 열풍방식보다 장력이 적게 걸리게 되었다.
  5. ⑤ 실이 직접 실린더에 접촉하므로 건조효율이 좋다.
  6. ⑥ 실에 무리가 가지 않아 사절도 적고 그 처리도 간단하다.

단점으로는

  1. ① 습한 실이 직접 실린더 면에 접촉하므로 실이 평평해져서 원형을 상실한다.
  2. ② 실린더 표면에 접촉하여 잔털을 발생시킨다.
  3. ③ 동판 실린더는 증기압력을 올리고 고온 고속화하는 작업이 불가능하므로 실린더 수를 늘려야 한다.

열풍건조식의 장점을 살펴보면

  1. ① 습한 실이 직접 실린더 면에 닿지 않으므로 원형이 상실되지 않는다.
  2. ② 경사끼리 접착하는 경향이 적고 디바이딩 로드(Dividing rod)에서 용이하게 갈라져 낙호나 잔털이 적다.

단점으로는

  1. ① 열전달이 적어 건조효율이 낮고 증기사용량이 많다.
  2. ② 건조실내에서는 코팅 로울러와 가이드 로울러가 많아 건조실내의 경사가 길기 때문에 부당한 장력이 걸릴 염려가 있고 또 도중에 사절의 우려도 있으며 그 처리도 어렵다.
  3. ③ 구조가 복잡해서 취급이 곤란하다.

열풍식에서는 팬에 의한 열풍의 강제 순환방식, 또는 제트에어식이 채용되어 건조실내의 온도도 보통 100∼110℃, 특별한 경우에는 120℃의 고온도 가능하게 되었다. 또 건조실내의 실의 길이도 짧게되어 1단식 또는 3단식으로서 크게 고속화가 실현되었다. 외국에서는 열풍식이 여전히 구조가 복잡하고 취급이 곤란하며 열효율이 나쁘다는 이유로 실린더 건조식이 더 많다. 구형에 비교해서 스테인레스제의 강도가 높은 실린더가 제작되어 온도를 높일 수 있게 되고 스프로킷 또는 체인에 의한 실린더를 적극 회전방식으로 채용해서 실에 무리한 장력을 걸리지 않도록 하고 테프론 코팅에 의한 습한 실이 직접 실린더에 닿아도 눌어붙지 않게 되며 실린더 온도의 자동제어가 가능하게 된 일 등이 실린더식이 발전한 이유중의 하나이다. 따라서 가호기는 거의 7∼9개의 멀티 실린더가 주류를 이루게 되었다. 한편으로는 가호사의 품질면에서 열풍식이 중요시되어 시작한 전반의 습한 실이 열풍속에서 약 60%정도 건조되고 후반에 가서 효율이 좋은 실린더에서 건조하기 때문에 열풍과 건조실린더의 복합형인 것이 많이 보급되어 왔다.

(4) 권취부

권취는 시작에서 권취 종료까지 빔의 지름이 증가되어도 언제나 일정한 장력으로 원활하게 할 필요가 있다. 이전에는 마찰디스크(Friction disc)를 사용하였으나 이것으로는 가호기의 고속화나 LP화에 대응할 수 없기 때문에 새로운 시스템이 개발되어 채용하고 있다. 마찰디스크의 문제점을 살펴보면 다음과 같다.


  1. ① 저속에서 고속까지의 회전 속도차이가 커졌기 때문에 제어가 어렵다.
  2. ② 마찰 디스크간의 미끄럼이 증가해서 동력손실이 크다.
  3. ③ 동력전달이 커짐으로 해서 프릭션 프란넬 등의 마모가 심해서 교환이나 수리횟수가 많아진다.

따라서 이런 문제를 해결하기 위하여 마찰방식에 대응하는 각종 권취방식이 고려되었다. 이것으로는 빔 크릴, 스퀴징로울러, 드로로울러, 권취빔에 DC모터를 사용한 가호기도 있었다. 최근의 것은 간소화되어 드로로울러로 부터 뒷부분의 가동용으로 1대, 빔의 권취에 1대로 2대의 DC모터를 사용하는 경우와 기계전체의 가동을 1대로 행하는 경우가 많다. 후자와 같이 1대만 사용하는 경우는 장력제어로 쓰이는 것이 아니고 DC모터를 하나의 가변속 모터로 쓰고 빔 권취는 PIV를 쓴 권취방식이 널리 사용하게 되어 이 방법으로 장력조정을 하고 있다. 권취방식은 그 후 다시 개선을 하여 현재는 메인모터에 DC모터 또는 가변속 모터를 사용해서 빔 권취에는 이 메인 모터부터 장력 자동조절용의 PIV을 지나 동력을 전달하는 방식이 많이 사용되었다. 이 PIV 장력 자동조정 권취용 무단변속기는 회전력의 변화에 대응해서 기계적으로 회전수를 변화시키는 장치이다. 이 장치의 구조와 원리를 설명하면 장력의 증가를 스스로 감지해서 변속기를 움직이고 회전을 자동적으로 조절하여 항상 장력이 일정하게 유지 되도록 하는 것이다. 이 PIV 방식에 대해서 개발된 권취방식에 파우더 클러치를 사용하는 방법이 있다. 이것은 웨스트포인트(미국)의 슬래셔와 미와끼제작소(일본)가 미쯔비시 전기의 파우더 클러치를 스래셔에 사용한 것을 볼수 있다. 파우더 클러치는 파우더(磁性鐵粉)를 동력전달의 매체로 하는 마찰식의 전자클러치이다. 그 원리는 구동부분과 피동부분 사이에 투자율이 높은 파우더를 넣고 거기에 자석이 통할 수 있도록 바깥주위에 자력코일을 배치하는데 코일이 여자전류(勵磁電流)를 변화시키면 그 변화량에 의해 전달 회전력도 비례적으로 변화함으로 빔의 권취장력에 맞추어 여자전류를 변화시켜 회전수를 떨어뜨릴 수 있다. 웨스트포인트와 미와끼제작소의 방식에 비하면 파우더 클러치의 사용방식이 다르게 되어 있다. 미와끼 사용방식은 마찰클러치 대용으로 이 파우더클러치를 쓰고 있는데 웨스트포인트는 빔의 권취에 따라 회전수의 저감에는 PIV변속기를 쓰고 PIV앞에 파우더클러치를 배치해 두어 파우더클러치가 이끌어지는 양, 전위차에 의해 PIV의 변속비를 변화시키는 방법을 쓰고 있다. 웨스트포인트 방식은 파우더 클러치를 전위차 검출장치로 쓰고 있다 이것은 구체적으로 설명하면 미와끼 방식에는 빔의 권취부분을 프레스로울러 암의 각도변화에 의해서 알아내고 이것에 대해서 여자전류를 변화시켜 파우더클러치의 전달회전력을 변화시켜 회전수를 점차 떨어뜨려 가도록 되어있다. 또 웨스트포인트 방식은 파우더클러치의 출력쪽에 PIV를 두고 빔의 권취량에 따라 파우더 클러치의 슬립량이 변함으로 이 슬립량, 즉 전위차를 전류검출 발전기로 검출해 내고 PIV의 파일럿 모터를 돌려서 빔 회전축의 회전을 떨어뜨리는 방식이다.

[(그림6-10) 권취부위 제동장치]

[(그림6-11) 권취방식의 종류]

2) 가호기의 자동제어

가호작업에 있어서 가장 중요하게 관리되어야 할 사항은 호의 침투성, 호 부착량, 실의 장력, 실의 건조도 등으로 이것들은 항상 일정한 관리한계를 벗어나지 않도록 철저하게 관리되어야 한다. 이러한 여러 가지 관리요소들을 원활하게 제어하기 위하여 자동 제어기구를 도입하여 사용하고 있다. 이러한 자동 제어방법에는 여러 가지가 있으며 그 성능과 목적을 이해하고 취급을 정확히 하여야 한다. 주요한 제어항목을 살펴보면 다음과 같다.


  1. ① 호 조제의 가열시간과 온도
  2. ② 호액면의 수위
  3. ③ 호액의 온도
  4. ④ 호액의 농도와 점도
  5. ⑤ 가호사의 수분율
  6. ⑥ 실의 인출장력
  7. ⑦ 로울러사이의 장력과 권취장력
(1) 온도의 자동제어

호액의 온도와 가호기의 건조온도를 수동으로 일정하게 조절한다는 것은 불가능하다. 온도의 조절이 필요한 곳은 건조챔버, 건조실린더, 사이즈박스, 쿠커 등으로 사용하는 증기의 량을 밸브로 조절하여 제어한다. 밸브의 조절방법에는 밸브 개폐방식과 필요한 량에 따라 밸브의 개구도가 변화되는 가감방식이 있다.

(2) 건조실린더의 온도자동제어

멀티 실린더 가호기에서는 보통 3그룹으로 나누어 온도를 제어하는데 실린더의 온도를 140℃ 이상으로 하면 PVA의 호발이 곤란하다. 보통 120∼125℃가 적합한 온도이고 130℃가 한계이다. 각 그룹의 온도는 동일한 온도로 설정하는 것이 가호사의 품질에 좋다. 실린더의 온도는 응결수 온도, 실린더내의 증기온도, 증기압, 실린더의 표면온도에서 측정할 수 있는데 응결수의 온도가 측정되기 때문에 실린더의 표면온도는 표시온도보다 약간 낮다.

(3) 호액면의 수위자동제어

풀통의 호액수위를 일정하게 유지시키는 방법으로는 오버플로 시키는 방식과 호액사용에 따른 감량만큼 풀통에 보충 공급하는 방법이 있다. 오버플로 방법은 수위를 쉽게 유지시킬 수 있는 대신 호액순환용 기어펌프가 필요하고 보조통(캐비티 박스)과 그 통의 온도와 액면을 조절하는 장치가 필요하게 된다. 보충 공급하는 방식은 설비면에서 간단하나 액면의 조절이 비교적 정확하지 못하며 가호기의 정지시에 호액면에 피막을 형성할 우려가 있다. 따라서 지금은 오버플로 방식이 많이 채택하여 사용되고 있다.

(4) 수분율의 자동제어

가호사의 수분율은 공정수분율보다 2%정도 낮게 과건조로 하는 것이 건조불량보다는 안전하다. 면사는 5∼6% 폴리에스터/면 혼방사는 2.5∼3%로 하는 것이 일반적이다. 건조불량인 경우에는 곰팡이가 생기거나 실끼리 부착되어서 결국 제직성이 나빠진다. 극단적으로 과건조 되면 호 피막이 손상되어 취약해지고 낙호와 사절이 많아진다. 수분율은 주행중 실의 수분을 전기적으로 측정하여 디지털로 표시함과 동시에 가호기의 속도를 변화시켜 항상 수분율이 일정하게 되도록 자동적으로 제어한다.

(5) 장력 자동제어

가호기의 속도는 과전류 조인트와 AC모터를 조합시킨 VS모터와 속도 제어장치에 의해서 저속에서 고속에 이르기까지 임의의 속도로 무 단계적으로 설정할 수 있다. 또한 버턴에 의해서 임의의 속도까지 원활하게 가속, 감속을 할 수가 있다. 가호기는 (그림6-12)와 같이 각 구간으로 나누어지는데 b와 c 구간의 습윤상태에서는 실이 늘어나기 쉽기 때문에 부당한 장력을 피하고 전체의 드래프트도 최저한도로 제한을 해야한다. 드래프트가 지나치게 크면 잔류신도가 감소해서 직기에서 사절이 증대되는 원인이 된다. 최근에는 정경빔과 권취부 드로로울러사이의 드래프트를 측정하여 항상 디지털 표시를 하는 장치가 있는데 장력관리를 하는데는 아주 편리하다.

[(그림6-12) 가호기의 장력구분]

8. 가호방법 가호기술은 여러 발전단계를 거쳤음에도 불구하고 아직도 불합리한 기술요소가 완전하게 해결되지 못하고 있는 실정이다. 실에 풀을 묻혀 직물을 제직해야 한다는 생각은 직물을 처음 생산하기 시작할 때부터 생각되었고 그 동안 호재료, 가호방법, 가호기 등에는 변화가 있었지만 가호기로서 실에 풀을 묻혀주고 건조시킨다는 기본적인 기술에는 변화가 없다고 본다. 1) 용융가호법(Melt sizing) 이 원리는 홈이 파인 가열 로울러로 고형호(固形糊)를 녹여서 정경기로 가호하는 시스템이다. 가열로울러는 정경기와 크릴사이에 장치되어 천천히 회전하고 실은 홈에 담긴 풀을 훑의 면서 경사 한 올씩 가호된다. 가열로울러에는 가호실 만큼 홈이 필요하다.

[(그림6-13) 용융가호방법]

[(그림6-14) 애플리케이트 로울러의 단면모양]

(1) 가호로울러의 속도 천천히 회전하는 가열로울러를 제어하여 홈에 담겨 있는 풀을 전부 훑어가게 한다. (2) 경사의 속도 정경기의 속도가 600RPM, 접촉길이가 3인치라고 하면 접촉시간은 0.008초가 되는데 이 속도를 제어한다. (3) 가호로울러 홈과의 접촉각 접촉각을 변경하여 실과 홈과의 접촉길이를 제어한다. (4) 접촉각을 변경하여 실과 홈과의 접촉길이를 제어한다. 온도를 조절하여 호재의 용해량을 제어한다. (5) 가호로울러의 온도 호재의 공급량을 제어한다. 가열된 홈이 파인 가열로울러에 고형호제가 공급되면 천천히 용해되어 로울러의 표면에 부착되는데 가호로울러가 천천히 회전하고 있기 때문에 호제는 홈의 밑에 담긴다. 실은 이것을 전부 훑어가도록 실의 번수, 속도로서 위의 항목을 제어한다. (6) 용융가호법의 장점
  1. ①고형호의 융점은 125∼155℃로서 용융되면 비교적 저점도이기 때문에 냉각된 공기를 연속통과시킴으로서 급속하게 건조한다.
  2. ②호 피막은 적당한 신도가 있다.
  3. ③피막파괴에 대한 저항력이 있다.
  4. ④비용면에서 실용화가 가능하다.
  5. ⑤호액의 조제가 불필요하고 고형호제 제조자로부터 공급받아서 그대로 사용할 수 있다. 물 열 등이 불필요하여 80%의 에너지 절감이 가능하다.
  6. ⑥건조능력과는 관계가 없기 때문에 고속화가 가능하며 정경기 속도에서 조업이 된다.
  7. ⑦홈파인 로울러에서 한 올씩 가호하기 때문에 잔털의 눕힘 상태가 양호하다.
  8. ⑧제직성이 좋다.
  9. ⑨가호기는 필요 없으나 비밍기는 필요하다.
2) 거품가호법(Foam sizing) 거품을 섬유산업에 이용한 시초는 1971년 Rotta사에 의해 표면화되었으며 거품으로 실을 처리하는 특허를 얻었고 Sandoz사는 거품으로 직물을 염색하기 시작하였다. ITMA79 이 후 거품 이용기술이 활발하게 연구되었으며 Gaston county 사와 Kuster사에서 직물 염색기를 전시하자 거품 처리기술이 가호에도 이용가능하다는 확신을 갖게되어 연구가 진행되었다. (1) 거품가호의 원리

거품은 엷은 액체의 박으로 격리된 작은 거품방울들의 집단이다. 진한 풀 용액에 공기를 주입함으로서 일정한 부피의 액체가 표면을 덮을 수 있는 면적은 크게 증가된다. 따라서 용액을 거품상태로 하면 액체의 부피에 대한 표면적비가 아주 크기 때문에 비교적 소량의 진한용액을 사용하여 넓은 표면적의 섬유물을 처리할 수 있다. 재래식 가호법에서 물은 풀 입자를 용액이나 분산액 상태로 유지시켜 풀을 섬유로 운반하는 역할을 하는데 거품 가호법에서 물은 풀 입자를 유지하기 위해서 사용하며 거품은 풀을 전달하는 매개체로서의 역할을 한다. 거품가호는 에너지 절약에 큰 이점이 있으며 용수도 50%정도 절감시킬 수 있다.

(2) 거품가호의 이점

거품가호의 최대 이점은 용수의 사용량을 감소시킬 뿐만 아니라 용수를 감소시킨 만큼 에너지를 절약할 수가 있다. 일반적으로 건조에 사용되는 에너지비용은 증발된 물의 총량에 비례하기 때문에 재래식 방법과 비교하여 보면 에너지비용의 절감효과는 50% 이상이라고 평가하고 있다. 거품가호법은 에너지절감 이외에도 많은 장점을 가지고 있다.


  1. ①호제를 적게 첨가하여도 풀의 전달효과가 좋기 때문에 화학약제가 절약된다.
  2. ②운전중지에 따른 발호량이 감소되므로 화학약제가 절약된다.
  3. ③저열로 처리가능하기 때문에 작업환경이 개선된다.
  4. ④슬래셔의 건조부가 차지하는 공간이 축소되기 때문에 슬래셔의 건조속도가 증가된다.
  5. ⑤가호된 실의 수분이 감소함으로 실의 신장이 감소된다.
  6. ⑥실에 호제를 적게 침투시킴으로서 후에 호발이 용이하다
(3) 거품가호 방법

액체상태의 화학약제에 거품을 발생시켜 섬유물을 처리하는 방법에는 두 가지가 있다. 첫 번째는 비교적 안정한 거품을 섬유물에 적용시키기 위하여 수평패드(Pad), 나이프 오버 롤 코터 (Knife over roll coater) 또는 다른 적당한 도포장치를 사용하는 것이다. 이 도포장치는 거품이 실에 균일하게 도포된 다음에 거품을 붕괴시킨다. 화학약제의 첨가량은 거품발생비와 실에 도포되는 거품의 양에 의해서 결정되는데 이 두 개의 인자는 매우 중요한 역할을 하기 때문에 반드시 잘 관리되어야 한다. 두 번째 방법은 미리 정해진 비율로 거품이 사라지는 비교적 불안정한 거품을 사용하는 것이다. 이 방법에서 화학약제의 소요량은 섬유물에 부착되어 있는 거품의 양으로서 측정된다. 이 방법으로 발포된 거품은 첫 번째와는 달리 스퀴징이나 다른 방법에 의해서 잘 붕괴되지 않는다. 거품가호법은 비교적 간단한 공정이다. 다만 재래식 슬래셔기에 발포장치와 도포장치만을 도입시키면 된다. 크릴에서 풀려 나온 경사는 시트상태로 도포장치로 유도되는데 나이프 오버 플래이트(Plate) 코트도 사용할 수 있다. 수동식 사용믹서나 대전식(帶電式) 믹서는 상당히 안정된 거품을 발생시키며 이러한 거품은 미리 결정된 속도로 움직이는 실에 일정한 속도로 이전시킨다. 슬래셔에 있는 표준 스퀴징로울러는 전기적으로 가열된 실린더에서 실이 건조되기 전에 거품을 제거한다.

(4) 거품가호용 호제

다른 호제보다도 화학호제가 쉽게 발포되며 진한 PVA용액(25%)은 쉽게 발포된다. 점도가 낮은 PVA는 많은 거품을 발생하려는 경향이 있다. 거품발생에는 계면활성제가 효과적으로 작용하는데 음이온 계면활성제, 예를 들면 라우릴황산나트륨(Sodium lauryl sulfate)과 같은 것은 발생된 거품의 안정성을 증가시킨다. 거품 발생상태는 호제의 종류에 따라서 차이가 많으며 PVA호제에 있어서 완전하게 가수분해된 PVA와 부분 아세틸화된 PVA사이에서도 차이가 많이 있다.

(5) 거품가호시 주의사항
  1. ① 호 용액이 발포성이 있는지 확인하기 위하여 발포력을 확인한다.
  2. ② 일단 거품이 발생되면 거품의 크기와 호제의 분포상태는 실에 정확한 양의 화학약제를 첨가시키는데 크게 영향을 준다.
  3. ③ 거품내의 압력은 거품의 발생과정에 있어서도 중요하다.
  4. ④ 거품가호에 있어서 생산량은 단위시간당 일정부피의 호액을 전이시키는데 능력에 의존된다.
  5. ⑤ 거품가호에 있어서 가장 고려해야 할 사항은 점도인데 점도는 호액의 발포성을 결정하는 요소이며 거품자체의 점도는 실의 흡습성을 결정하므로 실의 가호상태에 영향을 미친다.
  6. ⑥ 발포비는 거품의 점도를 결정하는 중요한 요소이며 가호시간에도 크게 영향을 미치는 요소이다.
  7. ⑦ 거품의 발포비가 일정시간 동안 일정하게 유지된다 하더라도 점도는 천천히 떨어진다.
  8. ⑧ 호제의 발포비는 호제의 농도가 증가할수록 감소한다

이상에서 거품가호법을 알아보았는데 현재가지 이 방법은 아직 대중화되지 않았으며 개발단계에 있는 것으로서 아직도 기술적 측면에서 슬래셔속도의 변화, 사절 및 그 밖의 요인이 미치는 영향, 거품의 조건이 가호효과에 미치는 영향, 적당한 거품의 발생조건 등에 관해서 해결하여야 할 과제가 너무 많이 남아 있다.

3) 용제가호법(Solvent sizing)

다른 가호방법은 용제를 물에 용해시켜 수용액을 실에 침투시키는 습식 가호방법인데 용제가호법은 호제를 속건성의 비수계 유기용제에 용해시키고 용액을 침투시켜 가호하는 방법이다.

(1) 제직성 향상

용제는 실을 빠르게 습윤시킬 수 있는 능력이 있기 때문에 풀통에서 풀의 분산에 관한 문제점을 해결하여 준다. 실을 분리된 상태에서 예비건조 함으로서 풀의 이동현상을 완전히 방지할 수 있기 때문에 풀의 분산이 거의 균일하게 되고 건조분리가 되지만 물리적인 힘이 필요 없기 때문에 가호된 실은 부드러워지고 풀이나 섬유가 떨어져 나오지 않아서 제직성이 크게 향상된다

(2) 열 소비량 절감

유기용제를 휘발시키는데 소요되는 열량은 같은 량의 물을 증발시키는데 필요한 열량에 비하여 극히 적다. 따라서 유기용제를 사용하면 열량소비가 적기 때문에 생산원가를 절감할 수 있으며 용제는 휘발성이 크기 때문에 물을 사용할 때 발생하는 많은 문제점을 제거할 수가 있다.

(3) 무 공해성

사용된 용제는 증발, 응축시켜 회수한다. 따라서 처리 후 남은 액을 배출할 필요가 없고 수세용 물도 필요 없기 때문에 공해방지 측면에서는 아주 합리적인 시스템이다.

(4) 다용도성

기계의 구조를 적절히 설계하면 모든 종류의 섬유와 형태가 다른 모든 경사를 처리할 수 있으며 수용성 풀의 가호시에 필요한 특수한 장치도 필요 없다. 또한 생산비가 낮고 설치면적도 적으며 고속생산이 가능하다.

(5) 호제선택

호제는 독성이 없어야 하고 비가연성이어야 한다. 실제적으로 모든 용제는 과도하게 사용하면 독성이 있으므로 안전허용기준치나 환경오염 허용기준치를 고려하여야 한다. 용제가호에 사용할 수 있는 용제들은 무독성이지만 일반적으로 약간의 마취효과가 있기 때문에 안전허용기준이 충분히 높은 것을 사용해야 한다. 또한 용제는 휘발성이 너무 강하지 않아야 하며 증기가 무거운 것이 이상적이다.

이유는 밀봉된 용기를 사용하지 않고도 쉽게 보관할 수 있기 때문이다. 용제는 증발시켜 회수하고 재사용 한다고 하지만 얼마간의 손실은 발생한다. 따라서 용제의 가격은 이 손실이 경제적으로 수용될 수 있는 수준이어야 한다.

9. 가호사의 품질

가호사는 가호목적을 어느 정도 만족시키는가 점에서 평가되어야 한다. 가호의 목적은 원활하게 직물을 제직하기 위한 수단으로서 행하기 때문에 제직성 향상을 위해서는 가호사의 가호상태 및 물성이 어느 정도 유지하는가에 따라서 평가되고 제직 과정에서뿐만 아니라 제직 후 염색가공공정에 있어서 가호가 어떤 영향을 미쳤는지도 한번쯤 고려해 보아야 한다. 최근 직기의 고속화됨에 따라 준비공정인 정경기, 가호기의 신설 및 개체가 이루어 동시에 이루어져야 한다. 따라서 가호기의 관심이 고조되는 가운데 아래 3가지 조건에 대응해야 한다는 것을 알수 있다.


  1. ① 현재 상태보다 직기 사절을 더욱 감소시켜 효율향상과 코스트 절감을 꽤하기 위해서는 가호에 대해 재검토가 필요하다.
  2. ② 혁신직기의 도입과 함께 현재의 기계설비 및 기술수준으로 직기의 고속화 및 품질유지에 대응할 수 없을 뿐 아니라 기대효율도 확보 할수 없다.
  3. ③ 생산품종의 고속화를 도도하고 고품질을 도모함에 있어 현재 상태로는 경사가호에 문제점이 있다.

섬유의 복합화가 진전되어 실의 종류가 직물도 다종 다양해졌으며 또한 광폭화, 고밀도화의 경향으로 변하고 있다. 실의종류, 번수, 밀도, 조직 등이 다른 직물을 어느 직기에 걸어 제직하는냐에 따라서 호재료의 선택, 호 조합비율, 착호량 등을 결정해야 한다. 가호사의 평가는 잔털 눕힘상태, 마모강도, 평활성, 유연성, 강 신도등 여러 항목에 대해 양부(良否)로 판단하지만 제직성을 좌우하는 영향도에는 상당한 차가 있다.

1) 잔털과 제직성

가호를 하는 것은 잔털을 눕혀서 개구가 원활하게 이루어지도록 하여 제직성을 향상시키는데 있다. 잔털이 이웃실과 엉켜서 개구를 방해하는 것은 긴 잔털 때문이고 짧은 잔털은 개구방해에 큰 영향을 주지 않는다. 합섬방적사나 면사 등의 짧은 잔털은 제직도중 탈락하는 것이 많지만 폴리에스터와 같은 긴 잔털은 가호에서 충분히 눕혀주어 개구방해를 억제해야 한다. 잔털 눕힘상태는 외관으로는 정확히 판단할 수 없다. 실의 수를 적게 하여 실이 서로 달라붙지 않도록 건조시키면 외관상 잔털 눕힘이 아주 잘된 것 같지만 직기에 걸면 제직중에 짧은 잔털은 다시 일어난다. 제직성을 양호하게 하기 위해서는 최저 한도의 착호량이 필요하나 너무 많이 부착되면 오히려 사절이 증가한다. 필요 부착량은 제품의 종류, 호 성능에 따라 다르지만 (그림6-15)의 A B는 상당히 폭이 넓다.

[(그림6-15) 호부착량과 사절수 관계]

가호작업에서 잔털 눕힘이 제일 중요한 역할인데 이의 양부(良否)는 외관, 마모시험, 잔털지수측정 등으로는 정확히 판정하기가 곤란하고 실제 제직을 해보아 호의 배합 및 착호량을 결정해야 한다. 신제품에 대해서는 약간 가호를 많이 한 다음 순차적으로 적정 착호량을 결정해야 한다.

2) 가호로 인한 강도 증가

실에 가호를 하면 일부는 내부로 침투하여 단 섬유들의 접착역활을 함으로서 강력을 증가시키며 또 일부는 외부를 피복하여 잔털 눕힘의 역할을 한다. 내부 침투가 잘 된 가호사 강력은 20% 이상 증가된다.

3) 가호로 인한 신도감소

실에 가호를 하면 풀의 일부가 실 내부로 침투하여 단 섬유들의 접착을 좋게 함으로서 강력은 증가되지만 신도는 역으로 약15∼20% 정도 감소된다. 직기의 개구운동에 의하여 경사는 계속 반복하여 응력을 받으며 직기의 회전이 높을수록 충격적인 힘이 강해진다. 따라서 가호사는 이러한 힘에 견딜 수 있는 강력과 신도가 필요하다 직기에서 받는 경사의 장력은 절단강력 보다는 훨씬 낮기 때문에 가호에 의한 강력증가는 그렇게 기대를 하지 않아도 되지만 잔류신도가 지나치게 적어지면 사절이 증가하기 때문에 가호기에서 부당한 장력이 걸리지 않도록 최소한으로 작업을 하여야 한다.

4) 가호사의 실의 특성변화

원사를 가호함으로서 가호사는 물성이 약간 변화된다. 인장강도는 정상적인 가호를 행하였을 경우 약 20∼30% 증가되며 신도는 15∼20%정도 감소된다. 마찰저항과 내마모성은 약간 증가되며 실의 강연도(Stiffness)는 뚜렷하게 증가되고 모우지수는 감소됨을 알 수 있다.