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문제 정의
- 본 연구는 소재가 다른 두 작업복의 착의실험을 통하여 직장온, 피부온, 심박수, 혈압, 의복내기후, 산소섭취량 등의 생리 반응을 파악하여 이 결과를 보다 쾌적한 작업복 개발에 기여하도록 하는 것에 그 목적이 있다. 또 작업복의 소재적 특성만 달라지게 되더라도 열적 스트레스 해소 등과 같이 작업자의 긍정적인 체온조절 생리반응에 영향을 미치게 되고 궁극적으로 작업복의 생리적 쾌적성이 작업능률을 향상시킬 수 있다는 점에 착안한 것에 연구의 의의가 있다.
- 본 연구는 소재가 다른 두 작업복의 착의실험을 통하여 직장온, 피부온, 심박수, 혈압, 의복내기후, 산소섭취량 등의 생리 반응을 파악하여 이 결과를 보다 쾌적한 작업복 개발에 기여하도록 하는 것에 그 목적이 있다. 또 작업복의 소재적 특성만 달라지게 되더라도 열적 스트레스 해소 등과 같이 작업자의 긍정적인 체온조절 생리반응에 영향을 미치게 되고 궁극적으로 작업복의 생리적 쾌적성이 작업능률을 향상시킬 수 있다는 점에 착안한 것에 연구의 의의가 있다.
- 본 연구의 목적은 기존 소재의 작업복과 소재 기능성을 향상시킨 두 작업복의 착의실험을 통하여 직장온, 피부온, 심박수, 혈압, 의복내 기후, 산소섭취량 등의 생리반응을 파악함으로써이 결과가 보다 쾌적한 작업복 개발에 기여하도록 하는 것에 있다.
제안 방법
- 실험은 봄·가을의 건설현장 야외환경과 비슷한 26℃, 상대 습도 60%로 설정한 인공기후실에서 2007년 5월 ~ 6월에 실시하였다. 면 100%의 메리야스 셔츠와 팬티를 착용한 위에 기존의 건설현장 근로자들이 착용하고 있는 C 작업복과 P 작업복을 랜덤 순서에 의해 착용하고 실험을 실시하였다. 실험내용의 숙련에서 오는 결과의 오차를 줄이기 위해서 1차의 작업복실험 후 2일 이상의 간격을 두어 2차 실험을 실시하였으며, 일내 리듬(circadian rhythm)에 의한 차이를 없애기 위해 두 차례에 걸친 실험은 같은 시간대에 실시하였다.
- 의복을 착용하면 외계기후와는 전혀 다른 특수한 국소기후가 의복 내에 생기는데 이것이 의복내 기후로 구체적으로는 의복과 피부사이 미세공간의 온도, 습도, 기류를 의미한다. 본 연구에서는 실험 전 구간에 걸쳐 C 작업복과 P 작업복을 착용하였을 때 대퇴부위의 온, 습도 측정을 Fig. 5와 Fig. 6에 나타내었다.
- 생리반응 평가를 위해 심부온으로 직장온을 측정하였고, 피부온, 의복내 기후, 심박수, 산소 섭취량, 주관적 감각을 측정하였다. 직장온과 피부온은 LT-8A(Gram Corporation, Japan)로측정하였으며, 피부온은 Hardy & Dubois의 7점법을 이용하여 전체 표면적에 대한 면적비(%)에 따라 평균 피부온을 계산하였다(中橋美智子 & 吉田敬一, 1998).
- 실험 프로토콜은 직장온이 안정될 때까지 충분한 안정을 취한 후, 휴식기 20분(Rest), 운동기 1 20분(Ex 1), 회복기 1 10분(Rec 1), 운동기 2 20분(Ex 2)과 회복기 2 10분(Rec 2)으로 구성되어 있으며, 운동은 트레드 밀 위에서 4Km/h의 속도로 걷기를 실시하였다.
- 면 100%의 메리야스 셔츠와 팬티를 착용한 위에 기존의 건설현장 근로자들이 착용하고 있는 C 작업복과 P 작업복을 랜덤 순서에 의해 착용하고 실험을 실시하였다. 실험내용의 숙련에서 오는 결과의 오차를 줄이기 위해서 1차의 작업복실험 후 2일 이상의 간격을 두어 2차 실험을 실시하였으며, 일내 리듬(circadian rhythm)에 의한 차이를 없애기 위해 두 차례에 걸친 실험은 같은 시간대에 실시하였다. 피험자는 실험기간 동안 과음과 과식을 삼가고 평소와 동일한 수면상태를 취하도록하였으며, 실험전 식사는 적어도 2시간 전까지는 마치도록 하여 소화기 활동에 따른 생리반응을 최소로 하였고, 카페인이 든 음식은 피하도록 하였다.
- 의복내 기후는 Thermal Recorder(TR-72S, T&D Co., Japan)를 사용하여 최내층 온·습도를 측정하였으며, 심박수는 Sport teste(Polar S-610i, Polar, Finland)의 센서를 가슴에 부착하여 측정하였다.
- , Italy)법을 사용하여 측정하였다. 주관적 감각은 온열감 1~9척도, 습윤감 1~7척도, 쾌적감 1~4척도, 피로감 1~4 척도를 사용하였으며 中橋美智子, 吉田敬一(1998)의 내용을 참고로 수정하여 사용하였다.
- 실험내용의 숙련에서 오는 결과의 오차를 줄이기 위해서 1차의 작업복실험 후 2일 이상의 간격을 두어 2차 실험을 실시하였으며, 일내 리듬(circadian rhythm)에 의한 차이를 없애기 위해 두 차례에 걸친 실험은 같은 시간대에 실시하였다. 피험자는 실험기간 동안 과음과 과식을 삼가고 평소와 동일한 수면상태를 취하도록하였으며, 실험전 식사는 적어도 2시간 전까지는 마치도록 하여 소화기 활동에 따른 생리반응을 최소로 하였고, 카페인이 든 음식은 피하도록 하였다.
대상 데이터
- 이러한 점을 해소하기 위해 면/나일론 혼방소재가 작업복 및 아웃웨어 류에 많이 사용되고 있어 C 작업복의 소재로 선정하였다. P 작업복의 소재는 나일론과 폴레우레탄이 표면, 쿨맥스가 이면으로 조성된 이중직 합성섬유(Table 1)로 선정하였으며, 쿨맥스는 4채널 섬유구조로 인해 흡한속건 기능을 가진 폴리에스테르 기능사이다.
- 실험복은 대구시 W 건설회사에서 현재 지급되어 착용되고 있는 작업복과 동일한 디자인의 L size로 제작하였으며(Fig. 1), 실험복은 일반적인 작업복에 사용되고 있는 면/나일론 혼방소재를 사용한 C 작업복(Control)과 나일론/폴리우레탄/폴리에스테르 혼방소재를 사용한 P 작업복(Prototype)으로 구성되어 있다. 나일론은 고강도, 내마모성 등의 특징을 지니고 있으나, 면과 같은 천연섬유에 비해 흡습성이 낮아 의복내의 수증기가 충분히 흡습되지 않고 의복과 피부사이에 체류하게 되어 불쾌한 착용감을 주게 된다.
- 실험은 봄·가을의 건설현장 야외환경과 비슷한 26℃, 상대 습도 60%로 설정한 인공기후실에서 2007년 5월 ~ 6월에 실시하였다.
- 나일론은 고강도, 내마모성 등의 특징을 지니고 있으나, 면과 같은 천연섬유에 비해 흡습성이 낮아 의복내의 수증기가 충분히 흡습되지 않고 의복과 피부사이에 체류하게 되어 불쾌한 착용감을 주게 된다. 이러한 점을 해소하기 위해 면/나일론 혼방소재가 작업복 및 아웃웨어 류에 많이 사용되고 있어 C 작업복의 소재로 선정하였다. P 작업복의 소재는 나일론과 폴레우레탄이 표면, 쿨맥스가 이면으로 조성된 이중직 합성섬유(Table 1)로 선정하였으며, 쿨맥스는 4채널 섬유구조로 인해 흡한속건 기능을 가진 폴리에스테르 기능사이다.
- 피험자는 20대 성인 남성 7명(나이 21.9±2.8세, 몸무게 67.07±3.38 kg, 키 173.01±3.68 cm, 가슴 둘레 95.54±2.99 cm, 허리 둘레 78.58±3.20 cm)으로 피험자들은 사전에 실험절차에 관한 설명을 듣고 동의한 후 실험에 참여하였다.
이론/모형
- 산소섭취량은 ‘Breath by Breath’(Quark b2 , Cosmed Srl., Italy)법을 사용하여 측정하였다.
- 직장온과 피부온은 LT-8A(Gram Corporation, Japan)로측정하였으며, 피부온은 Hardy & Dubois의 7점법을 이용하여 전체 표면적에 대한 면적비(%)에 따라 평균 피부온을 계산하였다(中橋美智子 & 吉田敬一, 1998).
성능/효과
- 피로감에 있어서는 실험 전 구간에 걸쳐 C 작업복이 더 피곤한 것으로 평가되었으며 시간이 경과할수록 즉, 운동기 1 구간보다는 운동기 2 구간에, 회복기 1 구간보다는 회복기 2 구간에 더 피로감을 느낀 것으로 나타났다. P 작업복은 내면이 흡한속건이 기능성 소재로 되어있어 C 작업복보다 온열감에 있어 더 시원한 것으로, 쾌적감에 있어 더 쾌적한 것으로, 습윤감에 있어 더 건조하며, 피로감에 있어 덜 피로한 것으로 나타났다.
- 대퇴부위의 의복내 온도에서 휴식기, 운동기 1 구간까지는 P 작업복의 의복내 온도가 낮게 나타났으며, 회복기 1 구간에 두 작업복의 온도가 비슷하였다가 운동기 2 구간 시작시부터 P 작업복의 의복내 온도가 상승하여 실험 전 구간 두 작업복 간에는 유의한 차를 나타내었다(P<0.05).
- 두 작업복의 전체적인 피부온은 휴식기와 운동기 1 구간에서 상승하는 경향을 나타내었으며, 회복기 1 구간 이후로 P 작업복이 C 작업복보다 높은 값을 나타내어 실험 전 구간에 걸쳐 유의한 차가 나타났다(P<0.001).
- 또, P 작업복 착용 시 산소섭취량이 작게 나타난 것은 P 작업복을 착용하였을 때의 에너지 소비가 적었다는 것을 의미한다. 본 실험의 운동강도는 경강도에 해당되어 확연한 차가 나타나지는 않았으나, 힘든 작업을 할 경우 소재개선은 작업복의 생리적 기능에 영향을 미치는 요소가 됨을 알 수 있다.
- 습윤감은 두 작업복 간에 뚜렷한 차이를 나타내고 있지는 않으나, 흡한속건 소재를 사용한 P 작업복이 실험 전 구간에 걸쳐 약간 더 건조한 것으로 평가되었다. 습윤감은 땀이나 물에 젖었을 경우 느껴지는 의복의 무게감, 습성 열손실 등과 함께 불쾌감에 영향을 미치는 요소가 되므로 의복에 있어서 수분을 빠르게 흡수하고 건조되도록 하는 흡한속건의 기능은 쾌적성을 유지하기 위해 의복에 있어서 매우 중요한 기능이다(Ueda et al.
- 실험 전 구간에 있어서 두 작업복 간의 상승과 하락 경향은 비슷하게 나타났다. 실험 구간별로 운동기 구간에서는 두 작업복 모두 운동에 따른 직장온의 상승과 회복기 구간에서는 휴식에 따른 직장온의 하강이 나타나, 직장온이 상승되는 작업이나 운동 후 일정기간의 휴식기를 가지는 것은 상승된 직장온의 회복에 중요한 의미가 있음을 알 수 있었다.
- 일반 소재의 작업복(C 작업복)과 기능성 소재의 작업복(P 작업복)의 착의실험을 한 결과, 직장온은 C 작업복보다 P 작업복이 유의하게 낮은 온도를 나타내었으며, 평균피부온은 회복기 1 구간 이전에서 P 작업복의 피부온이 유의하게 낮게 나타났다. 심박수는 운동기에서 P 작업복이 높게 나타났으며, 산소섭취량도 운동기 구간에서 C 작업복이 높은 것으로 나타나 P 작업복의 에너지 소모량이 더 작게 나타났다. 주관적 감각 중 온열감은 P 작업복이 더 시원하게 느끼는 것으로 나타났으며, 습윤감은 C 작업복이 더 축축한 것으로 느낀다고 나타났다.
- 또 회복기 구간에는 하락, 운동기 구간에는 상승하는 경향을 나타내었다. 이와 비교하여 P 작업복의 휴식기 상승률은 C 작업복과 비슷하나, 운동기 2 구간에서 두 작업복 간의 피부온 차가 가장 크게 나타났다. 운동기 2 구간에서 C 작업복의 평균 피부온이 낮은 것은 발한이 일어난 상태에서 운동에 따른 강제대류가 작용하여 기화열이 발생한 것과 면과 나일론의 혼방(면:나일론 70:30)인 소재적 특성으로 면이 발한을 흡수한 후 건조하지 않은 상태로 있게되어 피부온을 낮추었을 것으로 생각된다.
- 일반 소재의 작업복(C 작업복)과 기능성 소재의 작업복(P 작업복)의 착의실험을 한 결과, 직장온은 C 작업복보다 P 작업복이 유의하게 낮은 온도를 나타내었으며, 평균피부온은 회복기 1 구간 이전에서 P 작업복의 피부온이 유의하게 낮게 나타났다. 심박수는 운동기에서 P 작업복이 높게 나타났으며, 산소섭취량도 운동기 구간에서 C 작업복이 높은 것으로 나타나 P 작업복의 에너지 소모량이 더 작게 나타났다.
- 심박수는 운동기에서 P 작업복이 높게 나타났으며, 산소섭취량도 운동기 구간에서 C 작업복이 높은 것으로 나타나 P 작업복의 에너지 소모량이 더 작게 나타났다. 주관적 감각 중 온열감은 P 작업복이 더 시원하게 느끼는 것으로 나타났으며, 습윤감은 C 작업복이 더 축축한 것으로 느낀다고 나타났다. 쾌적감은 P 작업복이 더 쾌적한 것으로, 피로감은 P 작업복이 덜 피로한 것으로 나타났다.
- 주관적 감각 중 온열감은 P 작업복이 더 시원하게 느끼는 것으로 나타났으며, 습윤감은 C 작업복이 더 축축한 것으로 느낀다고 나타났다. 쾌적감은 P 작업복이 더 쾌적한 것으로, 피로감은 P 작업복이 덜 피로한 것으로 나타났다.
- 피로감에 있어서는 실험 전 구간에 걸쳐 C 작업복이 더 피곤한 것으로 평가되었으며 시간이 경과할수록 즉, 운동기 1 구간보다는 운동기 2 구간에, 회복기 1 구간보다는 회복기 2 구간에 더 피로감을 느낀 것으로 나타났다. P 작업복은 내면이 흡한속건이 기능성 소재로 되어있어 C 작업복보다 온열감에 있어 더 시원한 것으로, 쾌적감에 있어 더 쾌적한 것으로, 습윤감에 있어 더 건조하며, 피로감에 있어 덜 피로한 것으로 나타났다.
- 7에 나타내었다. 휴식기는 두 작업복의 심박수가 비슷한 값을 나타내었고, 운동기 1 구간과 운동기 2 구간에서 P 작업복은 C 작업복보다 높은 심박수를 나타내었으나 두 작업복 간에 유의한 차는 나타나지 않았다. 심박수의 변화는 운동 강도 및 시간과 밀접한 상관이 있는데, 운동을 하면 심박수가 증가하며 낮은 강도 또는 높은 강도의 운동 중에는 각각 미주신경활동의 억제와 교감신경활동의 부활에 의해서 심박수가 조절된다(Yamamoto et al.
후속연구
- 작업복 디자인에 기능성 소재 적용이 필요하다는 인식은 많이 보편화되었으나, 회사 유니폼의 경우 구매자는 회사측이 되고 착용자는 근로자가 되는 실태와 가격적 측면이 즉각적인 수용을 어렵게 만들고 있다. 또한 고기능성 작업복을 위한 지속적이고 다각적인 작업복 연구와 함께 기능성이 향상된 작업복이 착용자에게 개인적 쾌적감을 부여할 뿐만 아니라 근로자의 작업 효율성 및 생산성 향상을 초래할 수 있음을 인식하고, 착용자와 구매자 양측 모두 적극적인 수용 및 도입을 할 수 있도록 노력해야 할 것으로 생각된다.
- 본 연구의 결과에서 작업복의 소재적 특성이 열적 스트레스 해소 등과 같은 긍정적인 체온조절 생리반응에 영향을 미치게 됨을 알게 되었으며, 이를 통해 작업복 디자인을 할 경우 보다 적극적인 소재 변화를 통해 작업복의 기능성 향상, 작업자의 작업능률 향상효과를 꾀할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구의 제한점으로는 작업복의 생리적 반응을 중점적으로 고찰하기 위해 신체 보호적 측면, 작업복의 내구성, 관리적 측면에서의 고려 등을 배제한 것을 들 수 있다.
- 본 연구의 결과에서 작업복의 소재적 특성이 열적 스트레스 해소 등과 같은 긍정적인 체온조절 생리반응에 영향을 미치게 됨을 알게 되었으며, 이를 통해 작업복 디자인을 할 경우 보다 적극적인 소재 변화를 통해 작업복의 기능성 향상, 작업자의 작업능률 향상효과를 꾀할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구의 제한점으로는 작업복의 생리적 반응을 중점적으로 고찰하기 위해 신체 보호적 측면, 작업복의 내구성, 관리적 측면에서의 고려 등을 배제한 것을 들 수 있다.
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