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문제 정의
- 선행 연구들은 skin wettedness와 발한의 관계를 평가하거나 외부 환경의 변화, 특히 습도의 변화가 쾌적성에 미치는 영향을 평가하기 위해 skin wettedness를 분석하였으나, 기능성 의복, 특히 아웃도어웨어의 착용에 따른 쾌적성 평가를 위해 skin wettedness를 분석한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 아웃도어웨어의 쾌적성 평가에 신체와 환경 사이의 열과 수분의 이동이 중요한 역할을 한다는 사실을 바탕으로, 쾌적성 평가의 지표로 사용되고 있는 skin wettedness의 분석을 통하여 아웃도어웨어의 착용 쾌적성을 평가하고자 한다.
- 본 연구에서는 흡한속건, 투습방수, 체온조절 등의 기능을 가진 아웃도어웨어의 기능성을 착용 쾌적성과 관련하여 평가하고자 하는 것이 목적이므로, 각 의복 조합별로 ‘Functional’과 ‘Control’의 skin wettedness를 중점적으로 비교·평가하고자 하였다.
제안 방법
- 본 연구에 사용된 실험 의복은 흡한속건, 투습방수, 체온조절 등의 기능을 가진 소재로 제작된 ‘Functional’ 의복과 대조군으로 면 100%로 제작된 ‘Control’ 의복으로 이루어져 있고 각 실험 의복 아이템은 내의, 티셔츠, 바지, 자켓 2종으로 구성되어 있다.
- 실험 의복의 특징 및 도식화는 Table 1에, 실험 의복의 물리적 특성은 Table 2에 나타내었다. 실험시의 의복 구성은 의복 조합(E1, E2, E3, E4) 4종류로 되어 있는데, 의복을 단품으로 착용했을 때와 중첩으로 착용했을 때의 효과를 비교하기 위해 4종류의 의복 조합으로 구성하였다. 실험 의복의 조합 방법, 실험시의 인공기후실 온도조건, KS K ISO 15831에 준하여 써멀마네킨을 이용하여 측정한 보온성을 Table 3에 나타내었다.
- 측정항목으로는 전체 발한량, 의복에 흡수된 발한량, 피부온이 있으며, skin wettedness는 3종류의 측정항목 결과를 사용하여 산출하였다. 전체 발한량은 운동 전후의 체중을 측정하여 그 차이로 계산하였으며, 의복에 흡수된 발한량은 운동 전후의 의복 무게의 차이로 산출하였다. 피부온은 LT-8A(Gram Corporation, Japan)를 사용하여 이마, 가슴, 전완, 손등, 대퇴, 종아리, 발등의 총 7부위를 측정하였고, 평균 피부온은 면적 비율에 따른 Hardy and Dubois(1938)의 계산식으로 계산하였다.
- 측정항목으로는 전체 발한량, 의복에 흡수된 발한량, 피부온이 있으며, skin wettedness는 3종류의 측정항목 결과를 사용하여 산출하였다. 전체 발한량은 운동 전후의 체중을 측정하여 그 차이로 계산하였으며, 의복에 흡수된 발한량은 운동 전후의 의복 무게의 차이로 산출하였다.
- 피험자는 상대습도 50±5%, 기류 0.1 m/sec, 의복 조합에 맞는 온도 조건으로 설정된 인공기후실에서 30분간의 Rest기 동안 기좌위 자세로 휴식을 취하였으며, 30분간의 Exercise기에서는 VO2max의 50%의 강도로 트레드밀 운동을 실시하고, 20분간의 Recovery기 동안 다시 기좌위 자세로 휴식을 취하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 참여한 피험자는 20대 남성 10명(신장 177.45±2.09 cm, 체중 72.58±3.44 kg, 연령 24±2.79세)으로, 실험에 참가하기 전 모든 피험자에게 실험 참가에 대한 동의서를 받았으며, 피험자는 실험 전 24시간 동안 높은 강도의 운동을 삼가도록 하였고 알코올 섭취와 흡연, 약의 복용을 금하도록 하였으며 규칙적인 수면 형태를 유지하도록 하였다.
데이터처리
- Skin wettedness 값의 ‘Functional’과 ‘Control’ 간의 차이에 대한 유의차 검증은 paired t-test를 사용하였고, 유의수준은 5% 이내로 하였다.
- 본 연구에서 얻어진 자료들은 통계분석 프로그램인 SPSS 10.1을 이용하여 전산처리하였으며, 모든 자료에 대해 평균과 표준편차를 산출하였다. Skin wettedness 값의 ‘Functional’과 ‘Control’ 간의 차이에 대한 유의차 검증은 paired t-test를 사용하였고, 유의수준은 5% 이내로 하였다.
이론/모형
- 실험 의복의 조합 방법, 실험시의 인공기후실 온도조건, KS K ISO 15831에 준하여 써멀마네킨을 이용하여 측정한 보온성을 Table 3에 나타내었다. 인공기후실의 온도 조건은 1 clo 보온성의 기준(田村照子, 2004)에 맞추어 의복 조합별로 설정하였다. 피험자는 상대습도 50±5%, 기류 0.
- 전체 발한량은 운동 전후의 체중을 측정하여 그 차이로 계산하였으며, 의복에 흡수된 발한량은 운동 전후의 의복 무게의 차이로 산출하였다. 피부온은 LT-8A(Gram Corporation, Japan)를 사용하여 이마, 가슴, 전완, 손등, 대퇴, 종아리, 발등의 총 7부위를 측정하였고, 평균 피부온은 면적 비율에 따른 Hardy and Dubois(1938)의 계산식으로 계산하였다.
성능/효과
- 결과적으로 ‘Functional’ 아웃도어웨어 착용시가 ‘Control’ 착용시에 비해 발한량이 적고 평균피부온이 높게 유지되어 skin wettedness가 비교적 낮게 나타났으므로 운동으로 발생한 피부 표면의 땀이 ‘Functional’ 아웃도어웨어에 신속히 흡수되고 외부 환경으로 발산되어 착용자에게 쾌적성을 제공한 것으로 판단된다.
- 다음으로, mdr은 발생한 땀이 증발되지 않고 의복에 흡수되거나 피부에 남아있는 땀으로서, 4종류의 의복 조합 모두 ‘Fucntional’이 ‘Control’보다 적게 나타났다.
- 본 연구에서는 유효 증발량(Esk)의 산출을 위해 체표면적에 대한 전체 발한량(msw)과 무효 발한량(mdr)의 차이에 물의 잠열계수를 곱하였는데, 이에 먼저 msw의 결과를 살펴보면, msw은 E3 의복 조합을 제외한 나머지 3종류의 의복 조합에서 ‘Functional’이 ‘Control’에 비해 적게 나타났다.
- 본 연구의 결과, ‘Functional’ 아웃도어웨어 착용 시 ‘Control’에 비해 skin wettedness가 낮게 나타났고, 특히, 흡한속건의 기능을 가진 아웃도어웨어 착용 시 유의하게 낮은 값을 나타내었다.
- 평균피부온의 변화를 살펴보면, 의복 조합 E1은 실험 전체 구간에 걸쳐 ‘Functional’과 ‘Control’의 변화가 비슷하게 나타났고, 의복 조합 E2와 E4의 경우 전반적으로 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으며, 의복 조합 E3은 운동 전과 후에는 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으나 운동 구간에는 ‘Control’이 ‘Functional’보다 높게 나타났다. 시간에 따른 Emax의 변화를 살펴보면 평균피부온과 유사한 결과가 나타났으나, 10분마다 측정된 공기 온도의 변화로 주위 공기의 수증기압(Pa)의 차이가 나타나 평균피부온과 동일한 결과는 나타나지 않았다. 의복 조합 E1의 Emax는 평균피부온의 변화와 달리 전반적으로 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으며, 의복 조합 E2, E4의 경우 평균피부온과 마찬가지로 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났고, 의복조합 E3에서는 운동 전과 후에 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으나 운동 구간에는 ‘Control’이 ‘Functional’보다 높게 나타났다.
- 실험 전구간의 Emax 평균값은 4종류 의복 조합 모두에서 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높은 값을 나타내었다.
- 의복 조합 E1의 Emax는 평균피부온의 변화와 달리 전반적으로 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으며, 의복 조합 E2, E4의 경우 평균피부온과 마찬가지로 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났고, 의복조합 E3에서는 운동 전과 후에 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으나 운동 구간에는 ‘Control’이 ‘Functional’보다 높게 나타났다.
- 의복 조합 E3의 경우, Esk가 ‘Functional’에서 높게 나타났으나 실험 전체 구간에 걸친 평균피부온과 Emax값에서 ‘Functional’와 ‘Control’의 차이가 나타나지 않았으므로 skin wettedness에서도 ‘Functional’과 ‘Control’ 사이에 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 평균피부온의 변화를 살펴보면, 의복 조합 E1은 실험 전체 구간에 걸쳐 ‘Functional’과 ‘Control’의 변화가 비슷하게 나타났고, 의복 조합 E2와 E4의 경우 전반적으로 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으며, 의복 조합 E3은 운동 전과 후에는 ‘Functional’이 ‘Control’보다 높게 나타났으나 운동 구간에는 ‘Control’이 ‘Functional’보다 높게 나타났다.
후속연구
- Gagge et al.(1969)는 skin wettedness가 0.3일 때 인체가 쾌적감을 유지한다고 보고하였는데, 본 연구 결과 모든 의복 조합에서 0.3보다 높은 수치를 나타내었으므로 운동 시 발생하는 땀으로 인한 불쾌감이 발생한 것으로 보이므로 후속 연구를 통해 실제 주관적으로 느낀 쾌적감과의 비교를 통해 분석하는 것이 필요하겠다. 또한 본 연구에서는 신체 전신에서 발생한 발 한량을 중심으로 skin wettedness를 분석하였으나 후속 연구로 신체 부위별 skin wettedness를 분석하여 국소 감각을 평가하는 것이 필요하겠다.
- , 2004). 그러므로 skin wettedness값과 실제로 보고된 주관적 습윤감 및 쾌적감을 비교한다면 인체-의복-환경의 시스템에서 열과 수분의 이동 및 인체의 열 중립 환경에 대한 연구에 기여할 수 있을 것이다.
- 3보다 높은 수치를 나타내었으므로 운동 시 발생하는 땀으로 인한 불쾌감이 발생한 것으로 보이므로 후속 연구를 통해 실제 주관적으로 느낀 쾌적감과의 비교를 통해 분석하는 것이 필요하겠다. 또한 본 연구에서는 신체 전신에서 발생한 발 한량을 중심으로 skin wettedness를 분석하였으나 후속 연구로 신체 부위별 skin wettedness를 분석하여 국소 감각을 평가하는 것이 필요하겠다.
- 본 연구에서는 쾌적성 평가의 지표로 사용되고 있는 skin wettedness의 분석을 통하여 아웃도어웨어의 착용 쾌적성을 평가하였는데, 그동안 많이 시도되지 않았던 skin wettedness 분석을 통해 아웃도어웨어의 착용 쾌적성을 평가한 점에서 독창적이며, 아웃도어웨어 외의 기능성 의복의 착용 쾌적성 평가에도 활용할 수 있을 것으로 보인다. 본 연구의 결과, ‘Functional’ 아웃도어웨어 착용 시 ‘Control’에 비해 skin wettedness가 낮게 나타났고, 특히, 흡한속건의 기능을 가진 아웃도어웨어 착용 시 유의하게 낮은 값을 나타내었다.
- 본 연구에서는 흡한속건, 투습방수, 체온조절 등의 기능을 가진 아웃도어웨어의 착용 쾌적성을 평가하고자 하는 것이 목적이므로, 각 의복 조합별로 ‘Functional’과 ‘Control’의 skin wettedness는 비교·평가하였으나 본 실험에 사용된 의복 아이템의 모든 조합으로 실험을 실시한 것이 아니었으므로, 후속 연구를 통해 다양한 의복 조합에 대한 skin wettedness를 분석하여 인체의 쾌적성 유지를 위한 최적의 의복 조합을 제시할 수 있을 것이다.
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