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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 압박복 소재에 적절한 압박 강도와 형태를 부여할 수 있는 여러 요인들 중 니트 소재의 조직구성에 따른 외형 및 물성 비교 그리고 역학적 특성을 측정한 후 태평가를 실시하였다. 이를 통해 고령사회에 대비한 노인 건강 의류 제품 개발을 위해, 특히 의료서는섬유 제품 분야의 수입 대체 및 글로벌화를 위한 니트 소재 압박복의 국내 원천기술 개발을 위한 기초 자료로 제공하고자 한다.
- 본 연구에서는 의료용 압박복 개발을 위해 시판 중인 외국산 압박복의 니트 구조 분석 및 응용 후 채택된 11종류의 니트 조직의 시험편을 제작한 후, 니트 소재의 외형 및 인장 성질 그리고 역학적 특성들을 측정하고 비교하였으며, 이를 바탕으로 태평가를 하였다. 이상의 결과로부터 얻은 결론은 다음과 같다.
제안 방법
- 10) 그러므로 수입 대체(무역수지개선) 및 세계시장에 진출하기 위해서는 압박복과 같은 메디컬 섬유 제품의 국내 기술 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압박복 소재에 적절한 압박 강도와 형태를 부여할 수 있는 여러 요인들 중 니트 소재의 조직구성에 따른 외형 및 물성 비교 그리고 역학적 특성을 측정한 후 태평가를 실시하였다. 이를 통해 고령사회에 대비한 노인 건강 의류 제품 개발을 위해, 특히 의료서는섬유 제품 분야의 수입 대체 및 글로벌화를 위한 니트 소재 압박복의 국내 원천기술 개발을 위한 기초 자료로 제공하고자 한다.
- 현재 압박복의 생산업체 실태 조사 결과, 시중에 판매 중인 거의 모든 압박 의류 제품은 외국에서 생산되었다. 이 중에서 제품 종류별로 3종(compression leg supporter, compression arm sleeve, compression innerwear)을 구입하여 니트 소재의 조직을 분석하였다.
- 새로운 압박복 개발용 시편직을 위하여 시판 제품의 분석된 조직과 이를 응용한 조직으로부터 총 11개의 조직을 선정하였다. 그리고 조직의 구성별 특성을 비교하기 위해 대표 니트 조직별로 그룹화 하였다(표 1, 그림 1).
- 동일한 편직조건(원사, 기계, tension)에서 동일한 loop수(500 stitches)와 course(2000 courses)만큼 편직하였을 때 plain 조직 대비 각 조직별 치수의 변화(수축 혹은 이완)가 있는지를 측정하였다. 측정은 조직별로 편직한 시험편을 스팀 처리한 후 warp 와 weft 방향의 길이를 측정하였다.
- 동일한 편직조건(원사, 기계, tension)에서 동일한 loop수(500 stitches)와 course(2000 courses)만큼 편직하였을 때 plain 조직 대비 각 조직별 치수의 변화(수축 혹은 이완)가 있는지를 측정하였다. 측정은 조직별로 편직한 시험편을 스팀 처리한 후 warp 와 weft 방향의 길이를 측정하였다.
- 니트 조직에 따른 인장 성질의 변화를 관찰하기 위해 절단 인장 강ㆍ신도와 신장회복률을 측정하였다. 실험 방법으로는 인장강신도의 경우, C.
- 직물의 태(촉감)는 직물의 용도와 사용목적에 대한 적합성 여부를 판단하는 수단으로 압박복은 신체에 바로 밀착하여 입는 의복이므로 직물의 태 평가는 압박복 소재 선정 시 중요시되는 평가요소 중의 하나라고 할 수 있다(표 3). 우선 직물의 기본적인 변형과 관련된 6가지 역학적 성질의 16가지 특성치를 4종류의 측정기기 즉, 인장․전단시험기(KESFB1), 굽힘시험기(KES-FB2), 압축시험기(KES-FB3), 표면시험기(KES-FB4)를 이용하여 측정한 후 이를 바탕으로 KES(Kawabata Evaluation System)의 변환 식에 의해 주관적인 감각 평가치와 태 평가치를 환산하였다. 겨울용 outerwear의 태를 나타내기 위한 KOSHI(stiffness), FUKURAMI(softness), NUMERI (smoothness)의 3가지 값을 계산하는 식으로 KN-402-KT를 사용하였으며, 또한 겨울용과 여름용 underwear의 태를 나타내기 위한 OSHI(stiffness), FUKURAMI (softness), SHARI(crispness)의 3가지 값을 계산하는 식으로 KN-402-KT와 KN-403-KTU를 사용하였다.
- 겨울용 outerwear의 태를 나타내기 위한 KOSHI(stiffness), FUKURAMI(softness), NUMERI (smoothness)의 3가지 값을 계산하는 식으로 KN-402-KT를 사용하였으며, 또한 겨울용과 여름용 underwear의 태를 나타내기 위한 OSHI(stiffness), FUKURAMI (softness), SHARI(crispness)의 3가지 값을 계산하는 식으로 KN-402-KT와 KN-403-KTU를 사용하였다. 이를 토대로 KN-301-WI NTER, KN-304-WINTER, KN-304-WINTER를 사용하여 종합태값(THV)을 산출하였다.
- 직물에 한 방향으로 힘을 작용시켜 인장 변형되어 늘어나는 현상과 인장력을 제거했을 때 회복하는 거동과 관련된 특성으로, 직물의 신장 저항에 의해 발생하는 구속력과 압박력 등에 관계있는 인장선형성을 의미하는 것으로, 선형도, 인장에너지, 반발성 등 총 3가지 항목을 측정한다. 본 연구에 사용된 시험편의 인장력이 기계측정치를 벗어나 측정이 불가능하였다.
대상 데이터
- 새로운 압박복 개발용 시편직을 위하여 시판 제품의 분석된 조직과 이를 응용한 조직으로부터 총 11개의 조직을 선정하였다. 그리고 조직의 구성별 특성을 비교하기 위해 대표 니트 조직별로 그룹화 하였다(표 1, 그림 1).
- 시중에서 판매되는 압박복을 분석하여 얻은 니트 조직과 이를 응용한 조직 총 11개를〈표 2〉와 같은 조건으로 제작하였다. 위편성은 직물에 비해 가볍고 유연하여 착용감이 좋으며, spandex를 혼성 하여 탄성의 조절이 가능한 이유로 선택되었는데, 현재 다양하고 소량으로 비교적 쉽게 시험편을 제작할 수 있는 방법이다.
이론/모형
- 니트 조직에 따른 인장 성질의 변화를 관찰하기 위해 절단 인장 강ㆍ신도와 신장회복률을 측정하였다. 실험 방법으로는 인장강신도의 경우, C.R.E Type 의 KS K 0815: 2008 그래브법을 이용하였으며, 신장회복률은 KS K 0815,6.19:2008 A법을 따랐다.
- 우선 직물의 기본적인 변형과 관련된 6가지 역학적 성질의 16가지 특성치를 4종류의 측정기기 즉, 인장․전단시험기(KESFB1), 굽힘시험기(KES-FB2), 압축시험기(KES-FB3), 표면시험기(KES-FB4)를 이용하여 측정한 후 이를 바탕으로 KES(Kawabata Evaluation System)의 변환 식에 의해 주관적인 감각 평가치와 태 평가치를 환산하였다. 겨울용 outerwear의 태를 나타내기 위한 KOSHI(stiffness), FUKURAMI(softness), NUMERI (smoothness)의 3가지 값을 계산하는 식으로 KN-402-KT를 사용하였으며, 또한 겨울용과 여름용 underwear의 태를 나타내기 위한 OSHI(stiffness), FUKURAMI (softness), SHARI(crispness)의 3가지 값을 계산하는 식으로 KN-402-KT와 KN-403-KTU를 사용하였다. 이를 토대로 KN-301-WI NTER, KN-304-WINTER, KN-304-WINTER를 사용하여 종합태값(THV)을 산출하였다.
성능/효과
- 절단 인장 강도는 옷감이 잡아당기는 힘을 견디는 능력으로 옷감이 절단될 때의 하중을 말한다. 실험 결과, 두 조직 모두 course(폭) 방향으로 강도가 증가하였는데, tuck 조직의 특징인 폭 방향으로의 치수 증가에 따라 강도 또한 증가한 것으로 생각된다. Wale(길이) 방향의 경우, 조직 간의 증감의 차이를 보였는데, 길이 방향으로 치수가 감소되고 tuck으로 인해 실에 장력이 걸리면서 인장 강도가 줄어들 것으로 예상했으나, knit와 tuck이 양방향 교대로 균형 있게 배치되어 있는 조직으로 인해 tuck만 있는 조직의 길이 방향으로의 수축 현상이 완화되어 생긴 결과로 보여진다.
- 절단 인장 강도 측정 결과, course 방향으로 6종류의 조직 모두에서 증가되었으나, wale 방향으로는 조직별로 많은 차이를 보였다. 1×1 cross float(No.
- 신장회복률은 폭 방향으로 아주 근소하게 늘거나 줄어들어 전체적으로 거의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 길이 방향으로는 10% 내외로 증가하였다. 이는 일반적으로 float 편성물일 경우 plain 편성물에 비해 신도가 떨어지나, 이번 실험에 사용된 원사가 spandex가 10% 포함된 stretch 혼방사라서 신장회복률이 그렇지 않은 원사보다 수치가 높게 나타난 것으로 보여진다.
- 신장회복률은 폭 방향으로 아주 근소하게 늘거나 줄어들어 전체적으로 거의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 길이 방향으로는 10% 내외로 증가하였다. 이는 일반적으로 float 편성물일 경우 plain 편성물에 비해 신도가 떨어지나, 이번 실험에 사용된 원사가 spandex가 10% 포함된 stretch 혼방사라서 신장회복률이 그렇지 않은 원사보다 수치가 높게 나타난 것으로 보여진다.
- 이는 3 loops의 연속적인 floating이 tuck으로 연결되어 있어서 실의 탄성이 아주 많이 저하된 상태로 판단된다. 신장회복률은 폭 방향으로는 거의 변화가 없었으며, 길이 방향으로 경미한 증가치를 보였다(표 5).
- 직물을 각도를 주면서 신장시킨 외력에 대한 변형으로 동작할 때 신체의 변형에 따르거나 드레이프성에 영향을 미치는 요소로 의복의 외관 및 형태, 그리고 착용감에 영향을 미치는 요소이다. 전단 강성은 값이 작으면 전단 변형이 일어날 때 섬유의 변형이 용이하다는 의미인데, 본 실험에서는 모든 조직에서 plain보다 높은 수치를 보였다. 이는 tuck 과 float의 중첩으로 인한 loop 밀도의 증가 때문인 것으로 생각된다.
- 직물의 부피감과 풍만감, 두께와 관련된 특성으로, 압축에너지는 압축에 필요한 에너지의 변화를 나타내며, 값이 크면 압축에 필요한 에너지가 크다. 실험 결과, plain 조직에 비해 tuck과 float 조직의 수치가 더 높게 나타났는데, 이는 tuck과 float의 중첩으로 직물이 두꺼울수록 압축에너지도 증가하는 것으로 보인다. 특히 No.
- 선형도는 값이 크면 초기 압축에 대한 저항성이 커서 압축이 잘 되지 않음을 의미하는데, 대체로 tuck과 float 조직의 수치가 더 높게 나타났다. 이는 직물이 두꺼울수록 저항이 커서 압축이 잘되지 않음을 보여준다.
- 반발성은 값이 크면 압축 탄성이 좋아 압축 시회복 속도가 빠름을 나타내며, tuck과 float 간의 큰 차이는 없었다. No.
- 마찰계수의 평균편차는 값이 작으면 표면이 매끄럽고 비교적 균일함을 의미하며, 표면의 거칠기의 경우 값이 작으면 표면이 평활함을 의미한다. 본 실험 결과, 조직에 의한 차이보다는 course와 wale 방향 사이의 수치 차이가 심하게 나타났다. 이는 폭 방향의 골에 의한 것으로 floating의 폭이 넓을수록 높게 나타나 직물 표면이 균일하지 못함을 의미한다.
- KOSHI값에서 plain과 다른 조직 간의 뚜렷한 차이는 없었으며, tuck과 float 조직간 차이에서는 KN-402-KT / KNIT OUTERWEAR(WINTER)과 비슷한 형상을 보였는데, 수치는 전반적으로 더 높게 나왔다. 한편, FUKURAMI는 조직 간의 차이점은 크지 않았지만 직물이 두꺼울수록 수치가 크게 나옴을 알 수 있다.
- KOSHI값에서 plain과 다른 조직 간의 뚜렷한 차이는 없었으며, tuck과 float 조직간 차이에서는 KN-402-KT / KNIT OUTERWEAR(WINTER)과 비슷한 형상을 보였는데, 수치는 전반적으로 더 높게 나왔다. 한편, FUKURAMI는 조직 간의 차이점은 크지 않았지만 직물이 두꺼울수록 수치가 크게 나옴을 알 수 있다. 반면, NUMERI값은 다른 값에 비해 아주 낮은 수치가 나와 본 측정에 사용된 시료는 겨울용 내의로는 적합하지 않음을 알 수 있다.
- 한편, FUKURAMI는 조직 간의 차이점은 크지 않았지만 직물이 두꺼울수록 수치가 크게 나옴을 알 수 있다. 반면, NUMERI값은 다른 값에 비해 아주 낮은 수치가 나와 본 측정에 사용된 시료는 겨울용 내의로는 적합하지 않음을 알 수 있다.
- 1. Knit 조직 대비 tuck과 float stitch는 각각의 loop의 형성적 특성이 course와 wale 방향으로의 외형 변화와 절단 인장 성질에 반영이 되었는데, 신축성이 큰 니트 소재에 적절한 압박과 강도를 부여하기 위해서는 폭 방향으로의 외형적 수축과 적절한 인장강신도 및 신장회복률이 요구된다. 강한 압박 효과가 요구되는 신체부위에서는 폭 방향으로 수축이 많이 일어나는 knit-float 조직이 적합하며, knit-tuck 조직은 오히려 늘어나므로 부적합하다.
- 2. 인장 성질에서는 knit 조직 대비 tuck과 float stitch의 특징인 실의 중첩으로 인한 전반적인 강도 증가와 다소의 신도 감소가 있었으며, 신장회복률에는 거의 변화가 없었으므로 압박복 소재로서의 내구성에는 큰 문제는 없는 것으로 생각된다.
- 3. 압박복은 충분히 신장된 상태에서 신체에 밀착되어 압박을 가하는 의복이므로 역학적 특성 결과에서 시험편직물이 뻣뻣하고 두껍고 무거우며 평활하지 못하다는 결과는 압박복의 용도에 대한 적합성 여부 판단에 크게 영향을 미치지 않을 것으로 생각된다.
- 본 연구 결과를 압박복 개발에 이용되었을 때, 노년층의 체형에 맞는 밀착형 헬스케어용 의복 제작 기술 발전에 기여할 수 있으며, 노년층의 질병 치료와 건강 개선에 도움을 줄 수 있다. 또한 다양한 니트 소재로 더욱 발전시켜 상업화의 가능성을 기대할 수 있다.
- 한편, 전단 이력은 값이 크면 전단 변형 시 섬유 간의 마찰 증가로 변형 후의 회복 형상 시 에너지 손실이 크다는 것을 의미하며, 이번 실험의 결과는 대체로 전단 강성과 비슷한 성향을 보였는데, 전단 강성에 비해 tuck과 float간의 차이는 적었다(그림 3).
후속연구
- 강한 압박 효과가 요구되는 신체부위에서는 폭 방향으로 수축이 많이 일어나는 knit-float 조직이 적합하며, knit-tuck 조직은 오히려 늘어나므로 부적합하다. 그러나 외상의 종류 및 신체부위의 형태마다 요구되는 압박 정도가 다르므로 knit-tuck-float 조직처럼 3가지 조직을 신체부위의 외형에 맞추어 적절히 조합한다면 압박 강도 조절이 가능할 것으로 예상된다.
- 이상과 같은 실험 결과를 바탕으로 실험 연구 시 나타난 제한점을 보완해가면서 다음과 같은 지속 적인 후속 연구 범위를 제안하고자 한다. 니트 조직의 밀도(tension)에 의한 인장 성질 및 태 비교에 대한 연구와 니트 조직별 피복압을 측정하여 위의 실험 결과 즉, 직물의 인장 성질 그리고 태와의 연관성 여부 조사, 인체 부위별 치료에 요구되는 피복압을 파악하고, 압박복 개발에 가장 효과적인 니트 조직을 조사하는 연구를 제안한다.
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