¶ 용어 정의 및 물리적 메커니즘
사행도(Spirality)는 환편물(Circular Knit) 공정에서 코스(Course)와 웨일(Wale)이 수직 상태를 유지하지 못하고 일정한 각도로 기울어져, 원단 또는 완제품 의류가 전체적으로 뒤틀리는 구조적 결함을 의미한다. 이는 원사 자체의 잔류 토크(Residual Torque)와 환편기의 나선형 급사(Spiral Feeding) 방식이 결합되어 발생하며, 특히 싱글 저지(Single Jersey) 조직에서 가장 빈번하게 나타난다. 세탁 후 원사가 원래의 꼬임 상태로 돌아가려는 성질(Relaxation) 때문에 제품의 옆솔기(Side Seam)가 앞이나 뒤로 돌아가는 품질 결함의 주원인이 된다. ISO 16322 표준에 따라 세탁 전후의 뒤틀림 각도 또는 백분율을 측정하여 품질을 관리한다.
물리적·기계적 작동 원리: 사행도는 원사를 구성하는 섬유들이 꼬임(Twist)을 통해 보유하게 된 잠재적 회전 에너지가 편직 후 루프(Loop) 구조 내에서 해소되지 못하고 잔류할 때 발생한다. 환편기는 구조적으로 실을 나선형(Helix)으로 공급하며, 기계의 피더(Feeder) 수가 많을수록 급사 각도($\alpha$)가 가팔라져 사행도가 심화된다. 편직된 루프의 한쪽 다리(Leg)가 다른 쪽보다 더 기울어지면서 전체적인 웨일 라인이 수직에서 벗어나게 된다. 이는 단순히 기계적인 정렬 문제가 아니라, 섬유의 분자 구조 수준에서 발생하는 탄성 회복력의 결과물이다.
유사 기법과의 차이점: 직물(Woven)에서 발생하는 경사도(Skewness)는 제직 과정에서의 기계적 장력 불균형이나 텐터 가공 시의 물리적 밀림이 주원인인 반면, 편물의 사행도는 원사 자체의 토크(Torque)라는 내인적 요인이 결정적인 역할을 한다. 따라서 직물은 위사 교정기(Weft Straightener)로 비교적 쉽게 교정이 가능하지만, 편물은 원사 단계에서의 토크 제어(Steaming, S/Z Twist 혼용)가 병행되지 않으면 근본적인 해결이 어렵다.
산업적 맥락 및 지역별 특성: 글로벌 의류 제조 공정에서 사행도 문제는 19세기 중반 환편기가 대량 생산 체제로 들어서며 생산 속도를 높이기 위해 피더(Feeder) 수를 늘리면서 본격적인 품질 이슈로 부상했다. 한국 공장은 주로 가공(Finishing) 단계의 열고정 기술로 이를 제어하려 하며, 베트남과 중국의 대형 벤더 공장들은 바이어의 엄격한 AQL(Acceptable Quality Level) 기준에 맞춰 원사 단계부터 토크를 관리하는 Low Torque Yarn 사용을 표준화하고 있다. 특히 중국 광동성 지역의 원단 밀(Mill)들은 수지 가공(Resin Finish)을 통한 강제 고정 방식을 선호하는 경향이 있으나, 이는 터치감(Hand-feel) 저하라는 트레이드오프를 발생시킨다.
¶ 기술 사양 및 품질 기준표
| 항목 | 세부 사양 및 기준 | 비고 |
|---|---|---|
| 관련 표준 (ISO) | ISO 16322-1(직물), 16322-2(의류-마킹법), 16322-3(의류-솔기법) | ISO 6330 세탁 조건 연동 |
| 주요 발생 원단 | Single Jersey, Pique, Interlock, Fleece, Terry | 싱글 조직에서 최대 발생 |
| 측정 단위 | Percentage (%) 또는 Degree (°) | $1^\circ \approx 1.75\%$ |
| 허용 오차 (AQL) | 일반 캐주얼: 3% ~ 5% / 고가 브랜드: 2% 이내 | 바이어별 상이 (Nike/Adidas 2%) |
| 주요 원인 기기 | Circular Knitting Machine (Mayer & Cie, Terrot, Santoni, Fukuhara) | 피더 수(Feeder Count)에 비례 |
| 가공 및 교정 장비 | Stenter, Compactor, Weft Straightener (Mahlo, Erhardt+Leimer) | 광학 센서 기반 교정 |
| 원사 변수 | Twist Multiplier (TM), S-Twist / Z-Twist Balance, Yarn Count | TM 3.5~3.8 권장 |
| 주요 결함 부위 | Side Seams, Plackets, Hemlines, Pocket Position | 비대칭 변형의 핵심 |
| 관련 바늘 시스템 | KN(Knit) 전용 바늘 (예: Organ DB×1 KN, Groz-Beckert SAN 10) | 루프 형성 안정화 목적 |
| 텐터 설정 온도 | Cotton 100%: 150~160℃ / Poly Blend: 170~190℃ | Dwell Time 30~45초 |
| 컴팩터 압력 | 2.0 ~ 4.5 bar (원단 두께 및 조직에 따라 가변) | 펠트(Felt) 장력 관리 필수 |
| 세탁 테스트 조건 | ISO 6330 (Type A Washer, 40℃~60℃, Tumble Dry) | 3회 세탁 후 측정 권장 |
¶ 적용 분야 및 현장 실무 기술
실제 봉제 및 제조 현장에서 사행도는 제품의 외관 품질과 직결되는 핵심 관리 항목이다.
- 의류 (Knit Wear): 티셔츠, 폴로 셔츠의 옆솔기가 돌아가는 현상을 방지하기 위해 재단 전 원단 상태에서 반드시 사행도를 체크한다. 사행도가 심한 원단(5% 초과)은 재단 시 패턴을 의도적으로 사선으로 배치하는 사선 재단(Skewed Cutting) 기법을 사용하여 봉제 후 세탁 시 수평을 맞추기도 한다. 이때 사선 재단 각도는 측정된 사행도 수치의 약 50~70%를 역방향으로 적용하는 것이 현장 노하우다.
- 스트라이프/체크 패턴: 줄무늬 원단에서 사행도가 발생하면 좌우 솔기에서 줄무늬가 일치하지 않는 '미스매치'가 발생한다. 이는 봉제 공정에서 강제로 맞추려 할 경우 원단이 울게 되는 원인이 된다. 특히 야드당 스트라이프(Yarn-dyed Stripe) 원단은 편직 시 피더 간의 각도 차이로 인해 사행도가 더욱 도드라지므로, 편직기 세팅 시 피더 수를 제한하거나 특수 캠(Cam) 설계를 적용한다.
- 특수 기능성 의류: 컴프레션 웨어나 심리스(Seamless) 의류의 경우, 사행도로 인해 근육 압박 라인이 틀어지면 기능 저하 및 착용감 불량으로 이어져 엄격한 품질 기준이 적용된다. 스포츠 브랜드는 사행도 허용치를 2% 미만으로 규정하며, 이를 위해 고탄성 스판덱스(Spandex) 혼용률과 열고정(Heat Setting) 타이밍을 정밀하게 제어한다.
- 봉제 공정의 이송(Feed) 관리: 사행도가 있는 원단을 본봉(Lockstitch)이나 오바로크(Overlock)로 봉제할 때, 상하 노루발의 압력 차이로 인해 원단이 밀리는 현상이 가중된다. 이를 방지하기 위해 차동 이송(Differential Feed) 기능이 있는 재봉기를 사용하여 하부 톱니의 속도를 조절함으로써 원단의 뒤틀림을 상쇄한다. ISO 4915 기준 504(3실 오바로크) 스티치 사용 시 차동비를 1.1~1.2로 설정하는 것이 일반적이다.
¶ 주요 결함 및 해결 방안 (Troubleshooting)
- Side Seam Displacement (옆솔기 돌아감)
- 원인: 원사의 잔류 토크가 한 방향으로 쏠림. 특히 단사(Single Yarn) 사용 시 심화됨.
- 해결: 원사 생산 시 S꼬임과 Z꼬임을 교대로 배치(S/Z Alternating)하거나, 증기 세팅(Steaming)을 통해 토크를 제거한 Low Torque Yarn을 사용함. 현장에서는 원사를 60~80℃의 진공 세팅기(Vaccum Setter)에서 30분 이상 처리하여 응력을 제거한다.
- Hemline Unevenness (밑단 불균형)
- 원인: 편직 시 급사 장력(Feeding Tension)이 불균일하여 좌우 수축률 차이 발생.
- 해결: 환편기의 MPF(Memminger-Iro) 유닛을 점검하여 모든 피더(Feeder)의 장력을 동일하게 설정(보통 3~5g 범위)하고, 싱커(Sinker)의 마모 상태를 확인. 장력 측정 시에는 Towa Digital Tension Gauge와 같은 정밀 장비를 사용한다.
- Pattern Distortion (스트라이프 왜곡)
- 원인: 텐터 가공 시 원단이 물리적으로 당겨지거나 위사 교정기 설정 오류.
- 해결: 텐터(Stenter) 공정에서 위사 교정기(Weft Straightener)의 센서를 사행도 모드로 전환하여 강제로 각도를 교정하고 즉시 열고정(Heat Setting) 실시. Mahlo社의 Orthopac RVMC-15 모델 등 고성능 센서가 탑재된 장비를 선호한다.
- Neckline Twisting (네크라인 뒤틀림)
- 원인: 넥 립(Neck Rib) 원단의 사행도가 본체와 상이함.
- 해결: 본체 원단과 립 원단의 사행도 수치를 매칭시키거나, 립 편직 시 사행도가 낮은 1x1 Rib 또는 Interlock 조직을 선택. 립 원단은 본체보다 약간 더 높은 장력으로 봉제하여 세탁 후 복원력을 확보한다.
- Print Misalignment (나염 위치 틀어짐)
- 원인: 사행도가 있는 상태에서 스크린 나염 진행 후 세탁 시 원단이 돌아가며 나염 위치가 변함.
- 해결: 재단물 상태에서 나염을 진행(Panel Print)하거나, 원단 가공 단계에서 사행도를 3% 이내로 제어한 후 롤 나염을 진행. 나염 건조기(Dryer) 통과 시 온도가 너무 높으면 사행도가 재발할 수 있으므로 140℃ 이하로 관리한다.
¶ 품질 검사 및 정밀 측정 방법
- 세탁 테스트 (Laundering Test): ISO 6330 표준 세탁 조건(온도, 세제, 건조 방식)에 따라 시편을 세탁 및 건조한다. 일반적으로 50cm x 50cm 크기의 시편을 준비하고, 세탁 전 웨일 라인을 따라 마킹(Marking)을 한다.
- 측정 공식 (ISO 16322-2): $$Spirality (\%) = \frac{D}{L} \times 100$$ (D: 세탁 후 마킹 라인이 수직선에서 벗어난 수평 거리, L: 마킹된 수직 길이)
- ISO 16322-3 (솔기법): 완제품 의류에서 옆솔기의 뒤틀림을 측정하는 방법으로, 어깨점 또는 진동둘레 하단에서 밑단까지의 수직선 대비 솔기가 이동한 거리를 측정한다.
- 육안 검사 (Visual Inspection): 완성된 옷을 평면에 자연스럽게 놓았을 때 옆솔기가 앞판으로 넘어오는 정도를 측정한다. 일반적으로 1/2인치(약 1.27cm) 이상 넘어오면 불량으로 간주한다. 바이어에 따라서는 'Side Seam Twist'라는 용어로 별도 관리하기도 한다.
- 패턴 매칭 검사: 스트라이프 원단의 경우 좌우 솔기에서의 무늬 높이 차이(Differential)가 1/4인치 이내여야 한다. 이를 위해 검사대(Inspection Table)에는 수평/수직 가이드 라인이 그려져 있어야 한다.
- 미검증 수치: 일부 현장에서는 'Hand-pull Test'를 통해 원단을 대각선으로 당겼을 때의 저항감으로 사행도를 예측하기도 하나, 이는 정량적 데이터로 인정되지 않는다.
¶ 공장 실무 은어 및 국가별 용어
| 언어 | 용어 | 비고 |
|---|---|---|
| 한국어 (KR) | 돌아감 / 트위스트 | 현장에서 가장 보편적으로 사용되는 표현 |
| 한국어 (KR) | 사행 | 기술 보고서 및 바이어 대응 시 사용하는 정식 용어 |
| 일본어 (JP) | 斜行 (しゃこう, Shako) | 일본계 바이어(Uniqlo 등) 대응 시 필수 용어 |
| 일본어 (JP) | ねじれ (Nejire) | 원단 자체가 꼬여 있는 상태를 지칭하는 은어 |
| 베트남어 (VN) | Độ vặn | 베트남 현지 공장 QC 리포트의 표준 항목명 |
| 중국어 (CN) | 扭斜 (Niǔ xié) | 중국 원단 밀(Mill)과의 기술 소통 시 사용 |
| 인도네시아어 (ID) | Miring | 인도네시아 봉제 라인에서 '기울어짐'을 뜻하는 용어 |
| 영어 (EN) | Torque / Skew | 원인(Torque)과 결과(Skew)를 구분하여 사용 |
| 현장 은어 | "원단이 춤춘다" | 사행도가 심해 재단 및 봉제가 불가능한 상태를 비유 |
¶ 장비 세팅 가이드 (Technical Setting)
- Compactor Overfeed 설정: 원단의 사행도를 완화하기 위해 컴팩터(Compactor) 통과 시 Overfeed 비율을 10~15%로 설정하여 원단에 물리적 여유를 주고 수축률을 안정화한다. 이때 펠트(Felt) 벨트의 장력은 1.5~2.5 bar로 유지한다.
- Stenter Temperature: 면(Cotton) 100% 환편물의 경우 150~160℃, 폴리에스터 혼방의 경우 170~180℃에서 열고정을 실시하여 섬유 내부의 응력을 제거한다. 체류 시간(Dwell Time)은 원단 중량(GSM)에 따라 30~60초 사이로 설정한다.
- Slitting Line 조정: 원통형(Tubular) 원단을 개폭(Slitting)할 때, 웨일(Wale) 라인을 정확히 따라 칼날이 지나가도록 광학 센서를 조정하여 물리적인 사행 발생을 최소화한다. Erhardt+Leimer社의 CSM 시리즈와 같은 자동 개폭기가 정밀도가 높다.
- Resin Finishing (수지 가공): 사행도가 제어되지 않는 경우 극소량의 수지(Resin)를 사용하여 섬유 간 마찰력을 높여 구조를 고정한다. 단, 핸드필(Hand-feel)이 딱딱해질 수 있으므로 유연제(Softener) 배합비를 정밀하게 조절해야 한다. 보통 수지 농도는 20~40g/L 범위를 넘지 않도록 한다.
- 봉제기 차동비(Differential Ratio) 설정: Juki DDL-9000C와 같은 디지털 본봉기 사용 시, 사행도가 있는 원단은 차동비를 0.8~0.9(늘림) 또는 1.1~1.2(줄임)로 미세 조정하여 봉제 중 발생하는 추가 뒤틀림을 방지한다.
¶ 공정 흐름도 (Process Flowchart)
¶ 상세 기술 보강: 원사 토크와 사행도의 상관관계
원사의 꼬임수(Twist Per Inch, TPI)가 높을수록 사행도는 기하급수적으로 증가한다. 이를 수치화한 것이 Twist Multiplier (TM)이다. * TM 공식: $TM = \frac{TPI}{\sqrt{Ne}}$ (Ne: 면 번수) * 일반적으로 싱글 저지용 원사의 TM은 3.5~3.8 수준에서 관리된다. TM이 4.2를 초과하면 가공 단계에서 사행도를 잡기가 매우 어려워진다. * S/Z Twist 혼용법: 환편기 피더에 S-Twist 실과 Z-Twist 실을 1:1로 번갈아 급사하면, 각 실의 토크가 서로 반대 방향으로 작용하여 최종 원단의 사행도를 0%에 가깝게 만들 수 있다. 다만, 이 경우 원단 표면에 미세한 줄무늬(Shadow Stripe)가 보일 수 있어 바이어의 사전 승인이 필수적이다. * Helix Angle ($\alpha$): 환편기에서 급사 각도는 $\tan \alpha = \frac{n \cdot L}{\pi \cdot D}$ (n: 피더 수, L: 루프 길이, D: 실린더 직경)로 계산된다. 피더 수가 많을수록 각도가 커지며 사행도가 심화되는 기하학적 원인이다.
¶ 현장 트러블슈팅 심화 (Advanced Case Study)
- 증상: 세탁 전에는 멀쩡하던 옷이 세탁 후 급격히 뒤틀림
- 진단: 텐터 가공 시 위사 교정기로 강제로 형태를 잡아놓았으나, 열고정(Heat Setting) 온도가 낮아 섬유가 형태를 기억하지 못한 상태(Memory Effect 부족).
- 조치: 텐터 온도를 5~10℃ 높이고 속도를 10% 감속하여 열고정 효율을 높인다.
- 증상: 특정 사이즈(예: XL)에서만 사행도가 심하게 나타남
- 진단: 환편기 직경(Diameter)과 재단 효율을 맞추기 위해 특정 사이즈에서만 원단을 과도하게 당겨서 재단함.
- 조치: 마커(Marker) 배열을 재검토하여 원단에 가해지는 물리적 스트레스를 분산시킨다.
- 증상: 오바로크(Overlock) 봉제 후 솔기가 물결침(Waving)
- 진단: 사행도가 있는 원단을 봉제할 때 차동 이송 장치가 제대로 작동하지 않음.
- 조치: Pegasus EX5200 시리즈와 같은 기종에서 차동 레버를 'Gathering' 방향으로 1~2단계 조정하여 원단을 살짝 밀어넣으며 봉제한다.
- 증상: 폴리에스터 혼방 원단의 사행도 제어 불가
- 진단: 폴리에스터의 열가소성(Thermoplasticity)을 이용한 세팅이 미흡함.
- 조치: 180℃ 이상의 고온 텐터링 시 냉각 존(Cooling Zone)의 온도를 급격히 낮추어 고정 효과를 극대화한다.
¶ 관련 항목 (Related Items)
- Skewness (경사도): 직물(Woven)에서 위사가 경사와 직교하지 않고 기울어지는 현상.
- Torque (토크): 실이 스스로 꼬이려는 회전력으로, 사행도를 유발하는 근본적인 물리적 원인.
- Dimensional Stability (치수 안정성): 세탁 후 원단의 가로, 세로 수축 및 뒤틀림을 포함한 전체적인 형태 유지 성능.
- Grain Line (식서 방향): 재단 시 기준이 되는 원단의 방향. 사행도가 발생하면 Grain Line과 실제 웨일 방향이 어긋나게 됨.
- Bow (활모양 굽음): 원단의 중앙부가 양 끝단보다 처지거나 앞서 나가는 현상.
- Relaxation Shrinkage (이완 수축): 가공 시 당겨진 원단이 수분을 만나 원래 상태로 돌아가려는 현상.
- ISO 4915: 봉제 스티치 분류 표준으로, 사행도 대응을 위한 차동 이송 설정 시 참조됨.