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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 시판되는 투습방수 소재 중가장 널리 사용되는 고밀도 직물과 미세다공의 PTFE 필름을 라미네이트 한 투습방수소재를 선정하여 두 직물 그룹의 역학적 성능과 태에 대한 데이터베이스를 구축하고 이 직물 그룹 사이의 역학적 특성치를 비교 분석하고, 역학적 특성치와 이로부터 산출한 감각평가치와 태를 분석하여 투습방수소재의제품 개발에 기초자료로 삼고자 하였다,
- 본 연구에서는 시판 투습방수소재 중 가장 일반적으로 사용되는 이중 고밀도 직물과 PTFE 라미네이트 직물을 선정하여 소재에 대한 데이터베이스를 구축하고, 소재 그룹간의 그 역학적 특성치들을 비교, 분석하고 기본태값 및 종합태값의 관계를 분석하여 새로운 투습방수소재의 개발에 대한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 투습방수 소재 중 고밀도 직물과 미세다공의 PTFE 라미네이트 직물의 역학적 성능과태에 대한 연구 결과는 다음과 같다.
제안 방법
- 시험포는 실험실에서 24시간 이상 표준 상태에서 방치한 후 역학적 특성치 6가지를 KES-FB System (Kawabata Evaluation System, Kato Tech. Co. Ltd., Japan)에 의하여와 같이 계측하였다.
대상 데이터
- 시판 투습방수소재 중에서 가장 많이 이용되는 고밀도 직물 8종, PTFE 라미네이트 직물 9종, 총 17종을 선정하였으며 각 시험포의 특성은 다음의 에 서 와 같다.
- 시험포의 두께는 0.31-0.72mm 사이였으며, 평균두께 0.47mm, 표준 편차 0.13mm이었다. 무게는 7.
데이터처리
- SPSS WIN 10.0을 사용하여 두 직물 그룹간의 역학적 특성치와 감각적평가치 및 종합태값의 차이를 알아보기 위하여 t-test를 실시하였으며 역학적 특성치들과 감각적평가치 및 종합태값 사이의 관계를 알아보기 위하여 Person의 적률상관관계를 실시하였다
- 각 소재들의 역학적 특성치와 두 소재 그룹의 역학적 특성치 간의 평균을 비교한 t-test 결과는에 나타내었다.
- 각 소재의 역학적 특성치를 이용하여 산출된 KOSHI, NUMERI, FUKURAMI의 감각평가치 및 종합태값과 두 소재 그룹간의 t-test 결과를과에 나타내었다.
이론/모형
- , Japan)에 의하여<표 2>와 같이 계측하였다. 감각적평가치는(Primary Hand Value, PHV)은 KN 201 MDY 교환식에 의해 KOSHI, NUMERI, FU- KURAMI를 산출하였으며 이를 이용하여 KN 301 WINTER의 변환식에 의해 종합태값(Total Hand Value, T.HV.)을 산출하였다.
성능/효과
- 1. 인장특성에서 소재의 신장률(EMT)과 인장회복도(RT), 인장특성의 선형도(LT)는 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 큰 것으로 나타났으나, EMT, LT, RT 모두 두 직물 그룹 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 2. 굽힘특성은 굽힘강성(B)과 굽힘이력(2HB) 모두 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 높은 것으로 나타났으나 굽힘이력과 굽힘강성 모두 두 직물 그룹 사이에 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다.
- 3. 전당특성에서 전단강성(G)과 전단이력 모두 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물에 비해 작게 나타났으나 전단특성 또한 두 직물 그룹 사이에 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다.
- 4. 표면특성에서 MMD값과 SMD값은 모두 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 작은 것으로이는 통계적으로 유의한 차이였다. 즉 고밀도 직물이 PTFE 직물에 비해 더 표면이 매끄럽고 그 거칠기의정도가 균일한 직물임을 알 수 있었다.
- 5. 직물의 부피감과 관계있는 압축특성에서 두 직물 그룹 사이에 가장 큰 차이를 보이고 있다. LC값과 WC값 모두 유의수준 0.
- 6. KOSHI# 제외한 NUMERI, FUKURAMI의 감각치 모두 두 직물 사이의 유의한 차이를 보인다. 즉고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 압축탄성이 풍부하고 포근한 느낌을 주며, 더 매끄럽고 유연한 것으로 나타났다.
- 7. KOSHIN RT와는 정적으로 높은 상관관계를, EM과 WT와는 부적으로 높은 상관관계를 보이고있다. NUMERI FUKURAMI와 종합태값모두 MMD 와 매우 높은 부적인 상관관계(상관계수 7.
- 76, CL70)를 보인다. KOSHI와 통계적으로 의미 있는 높은 정적 상관관계를 보인 역학적 특성치는 굽힘강성(B)로 상관계수는 0.92었으며 다음으로 전단강성(G)으로 상관계수 0.88로 모두 매우높은 정적 상관관계를 보이고 있다. 투습방수포의 Stiffness는 굽힘강성과 전단강성값이 적을 수로 즉잘 굽혀지고 전단방향으로의 신장이 적을수록 오히려 뻣뻣한 느낌은 줄어드는 것을 알 수 있다.
- 01 에서 의미있는 차이를 보이고 있으나 RC값은 두 직물 그룹 사이에 의미 있는 차이는 아니었다. LC와 WC는 작을수록 압축력이 좋음을 의미하므로 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물보다 같은 힘으로 더 잘 압축이 되며 더 적은 힘으로 쉽게압축되나 압축에 대한 회복도, 즉 압축탄성은 두 그룹 사이의 차이는 없는 것으로 나타났다.
- KOSHI 는 RT와는 정적으로 높은 상관관계를, EM과 WT와는 부적으로 높은 상관관계를 보이고 있다. NUMERI FUKURAMI 모두 MMD와 매우 높은 부적인 상관관계(상관계수 -0.90)을 보이며 즉 표면의 거친 정도가 균일할수록 부드럽고 유연하며, 부피있는 포근한감각이 줄어듦을 알 수 있다.
- KOSHIN RT와는 정적으로 높은 상관관계를, EM과 WT와는 부적으로 높은 상관관계를 보이고있다. NUMERI FUKURAMI와 종합태값모두 MMD 와 매우 높은 부적인 상관관계(상관계수 7.90)을 보이며 즉 표면의 거친 정도가 균일할수록 부드럽고 유연하며, 부피있는 포근한 감각이 줄어들고 종합태값과의 상관성도 높음을 알 수 있었다. 따라서 표면의 조직, 치밀함의 정도를 균일화하여 투습방수포의태의 개선을 가져올 수 있을 것으로 여겨진다.
- <표 4>에 따르면, t-test 결과 고밀도직물이 PTFE 라미네이트직물보다 KOSHI. NUMERI, FUKURAMI 모두 높게 나타났다. 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 압축탄성이 풍부하고 포근한 느낌을 주며, 더 매끄럽고 유연한 것으로 보이나 KOSHI값에 있서서는 두 직물 그룹 사이에 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다.
- 감각평가치로부터 산출된 겨울철 외의로서의 종합태는 고밀도직물이 PTFE직물보다 높은 값을 보이며이는 유의수준 001에서 통계적으로 의미 있는 차이를 보이고 있다. 즉 고밀도 직물이 부피감과 부드러움이 요구되는 동절기 외의로서 더 적당한 것으로 보인다.
- NUMERI, FUKURAMI 모두 높게 나타났다. 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 압축탄성이 풍부하고 포근한 느낌을 주며, 더 매끄럽고 유연한 것으로 보이나 KOSHI값에 있서서는 두 직물 그룹 사이에 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다.
- 굽힘강성(B)은 구부림에 대한 저항성으로 그 수치가 낮을수톡 같은 힘에 더잘 굽혀짐을 의미하며 굽힘이력(2HB)는 굽힘 시 변형 및 회복에 관한 성질로서 적을수록 잘 회복됨을 의미한다, 에 따르면 굽힘강성(B)과 굽힘이력 (2HB) 모두 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물보다 낮은 것으로 나타났다.
- <표 3>에 따르면 마찰계수(MIU)에서는 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물에 비해 다소 늪은 값을 보이고 있으나 t-test 결과 통계적으로 의미 있는 차이는 아니었다. 기하학적 요철에서 기인하는 마찰계수의 표준편차인 MMD와 표면의 요철변동인 표면거칠기를 나타내는 SMD 모두 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물보다 크게 나타났다. MMD와 SMD 모두 유의수준 0.
- 압축특성은 직물의 두께, 부피감과 관계있는 특성치로 압축시의 압축력과 회복력을 나타내는 특성이다, 에 따르면 압축선형도 LC값와 압축변형에필요한 에너지 WC값, 압축에 대한 회복도를 나타내는 RC값 모두 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물이보다 작은 것으로 나타났다.
- 전단강성(G)은 전단변형에 대한 저항성이며 전단이력(2HG)는 전단변형 시 변형 및 회복에 관한 성질이다.<표 3>에 따르면 전단강성과 전단이력 모두 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물보다 적은 것으로 나타났으며 이는PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물보다 전단변형에 대한 저항성이 낮고 전단방향으로의 신축성은 더 좋으며 전단변형 시 회복되지 않는 변화량이 적음을 의미한다. 그러나 t-test 결과 전단특성치들 또한 두 소재 그룹사이의 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다.
- 이중 소재의 신장률(EM)은에 따르면 고밀도직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 크게 나타났으며 이는 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 같은 힘을 주었을 때 더 많이 신장됨을 의미한다 그러나 t-test 결과, 두 소재 그룹사이의 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 인장특성의 선형도(LT)는 늘어나기 위해 필요한 힘을 의미하여 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물보다 약간 크게 나타났으나 신장률 (EM)에서와 마찬가지로 유의한 차이는 보이지 않았다. 인장회복도(RT)는 인장 후의 회복성으로 고밀도직물이 PTFE 라미네이트 직물 보다 크게 나타났다. 즉 늘어난 후에 다시 회복되는 성질이 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 좋음을 의미한다.
- 종합태값도 표면거칠기의 표준편차인 MMD와 가장 높은 부적인 상관관계(상관계수 -0.89) 를 보이고있다. 이는 투습방수포의 겨울 외의로서의 감각평가치 뿌 만 아니라 종합태값도 표면이 얼마나 거친가가 아닌 표면의 거친 정도의 균일함과 관련이 있으며 표면의 거친 정도가 균일할수록 감각치와 종합태값은 향상되며 이러한 관계는 상관성이 매우 높음을 의미한다.
- 01 에서 두 소재 그룹사이의 의미 있는 차이를 보이고 있다. 즉 PTFE 라미네이트 직물이 고밀도 직물보다 적은 힘으로 더 쉽게압축되나 압축에 대한 탄성은 두 그룹사이에 차이가없는 것으로 나타났다.
- 표면특성에서 MMD값과 SMD값은 모두 고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 작은 것으로이는 통계적으로 유의한 차이였다. 즉 고밀도 직물이 PTFE 직물에 비해 더 표면이 매끄럽고 그 거칠기의정도가 균일한 직물임을 알 수 있었다.
- <그림 1>에 의하면 두 직물 그룹 모두 KOSHI값이 NUMERI와 FUKURAMI 보다 높은 것으로 나타났다. 즉 두 직물 모두 부드럽고 부피감이 있는 감각보다는 밀도가 높고 뻣뻣한 감각을 주는 것을 알 수 있다.<표 4>에 따르면, t-test 결과 고밀도직물이 PTFE 라미네이트직물보다 KOSHI.
- KOSHI# 제외한 NUMERI, FUKURAMI의 감각치 모두 두 직물 사이의 유의한 차이를 보인다. 즉고밀도 직물이 PTFE 라미네이트 직물보다 압축탄성이 풍부하고 포근한 느낌을 주며, 더 매끄럽고 유연한 것으로 나타났다. 겨울철 외의로서의 종합태값은 고밀도직물이 PTFE 직물보다 높았으며 유의수준 0.
후속연구
- 이 연구에서는 두 소재그룹간의 보다 명확한 차이가 발견되지 않고 비교 변수가 많지 않아 명확한 해석에 제한이 있는 것이 한계점으로 여겨진다. 따라서 고품질의 투습방수소재의 설계를 위하여 섬유조성, 직물의 조직, 밀도, 구조 변화에 따른 더 심도 있는 투습방수소재의 역학적 성능과 태차이 뿐 만 아니라 고기능성 부과를 통한 부가가치소재의 개발을 위한 후속 연구가 필요한 것으로 사려 된다.
- 투습방수소재는 앞으로도 더욱 성장 가능성이 큰 시장이라할 수 있으나 소비자들의 빠르게 변화하는 욕구에 맞추어 다양한 기능이 첨가된 소재와 제품들을 개발해야하며, 감성적인 측면까지도 충족된 투습방수소재개발이 요구된다. 이 연구에서는 두 소재그룹간의 보다 명확한 차이가 발견되지 않고 비교 변수가 많지 않아 명확한 해석에 제한이 있는 것이 한계점으로 여겨진다. 따라서 고품질의 투습방수소재의 설계를 위하여 섬유조성, 직물의 조직, 밀도, 구조 변화에 따른 더 심도 있는 투습방수소재의 역학적 성능과 태차이 뿐 만 아니라 고기능성 부과를 통한 부가가치소재의 개발을 위한 후속 연구가 필요한 것으로 사려 된다.
- 이번 연구는 투습방수소재의 태에 관한 연구로서 아웃도어 의류 설계에 있어서 착용감개선을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 여겨진다. 투습방수소재는 앞으로도 더욱 성장 가능성이 큰 시장이라할 수 있으나 소비자들의 빠르게 변화하는 욕구에 맞추어 다양한 기능이 첨가된 소재와 제품들을 개발해야하며, 감성적인 측면까지도 충족된 투습방수소재개발이 요구된다.
- 흡한속건, 원적외선 방사, 항균방취 등의 기능성소재들이 보편화된 상황으로 이 중 투습방수의 기능을 갖춘 소재는 이미 범용화되어 스포츠웨어와 아웃도어 소재는 물론 여성복과 캐주얼 시장에서도 큰 인기를 모으고 있다. 투습방수 소재는 앞으로도 더욱 성장 가능성이 큰 시장이라 할 수 있으나 소비자들의 빠르게 변화하는 욕구에 맞추기 위해서는 더욱 다양한 기능과 제품들을 개발해야 하며, 감성적인 측면까지도 충족된 투습방수소재 개발이 요구된다
- 투습방수소재는 앞으로도 더욱 성장 가능성이 큰 시장이라할 수 있으나 소비자들의 빠르게 변화하는 욕구에 맞추어 다양한 기능이 첨가된 소재와 제품들을 개발해야하며, 감성적인 측면까지도 충족된 투습방수소재개발이 요구된다. 이 연구에서는 두 소재그룹간의 보다 명확한 차이가 발견되지 않고 비교 변수가 많지 않아 명확한 해석에 제한이 있는 것이 한계점으로 여겨진다.
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