노즐시험기로 측정되는 직물의 당김 힘은 직물이 갖는 포괄적인 촉감을 나타낸다. 노즐시험기는 기존 KES 시스템보다 저가이며, 측정에 있어서 절차가 간단하고 빠르다. 본 연구에서는 노즐시험기로 측정되는 직물의 촉감을 정량적으로 평가하기 위해 마찰법칙을 기초로 하여 반 실험적 촉감 방정식을 개발하였다. 모델 식에서 고려된 변수들은 직물의 마찰계수, 그리고 직물의 굽힘 길이와 전단 신도에 의해 결정되는 직물의 3차원적 변형 특성을 나타내는 드레이프 계수이다. 12 종류의 서로 다른 물성의 면과 폴리에스터 직물들을 사용하여 실험 측정한 촉감 값과 모델 방정식으로부터 예측한 촉감 값들을 비교 분석하였다. 높은 마찰계수, 높은 굽힘 길이, 그리고 낮은 전단 신도를 갖는 직물일수록 높은 촉감 마찰력, 즉 낮은 촉감 성능을 보여주었다. 실험 측정한 촉감 값과 모델 식으로부터 계산한 값들 사이 잘 일치하였으며, 이와 같은 결과는 모델 식을 사용하여 직물의 고유 물성들로써 촉감의 객관적인 예측이 가능함과 더불어 촉감 성능의 향상을 위한 직물설계에 있어서도 유용한 정보를 제공할 수 있음을 보여준다.
노즐시험기로 측정되는 직물의 당김 힘은 직물이 갖는 포괄적인 촉감을 나타낸다. 노즐시험기는 기존 KES 시스템보다 저가이며, 측정에 있어서 절차가 간단하고 빠르다. 본 연구에서는 노즐시험기로 측정되는 직물의 촉감을 정량적으로 평가하기 위해 마찰법칙을 기초로 하여 반 실험적 촉감 방정식을 개발하였다. 모델 식에서 고려된 변수들은 직물의 마찰계수, 그리고 직물의 굽힘 길이와 전단 신도에 의해 결정되는 직물의 3차원적 변형 특성을 나타내는 드레이프 계수이다. 12 종류의 서로 다른 물성의 면과 폴리에스터 직물들을 사용하여 실험 측정한 촉감 값과 모델 방정식으로부터 예측한 촉감 값들을 비교 분석하였다. 높은 마찰계수, 높은 굽힘 길이, 그리고 낮은 전단 신도를 갖는 직물일수록 높은 촉감 마찰력, 즉 낮은 촉감 성능을 보여주었다. 실험 측정한 촉감 값과 모델 식으로부터 계산한 값들 사이 잘 일치하였으며, 이와 같은 결과는 모델 식을 사용하여 직물의 고유 물성들로써 촉감의 객관적인 예측이 가능함과 더불어 촉감 성능의 향상을 위한 직물설계에 있어서도 유용한 정보를 제공할 수 있음을 보여준다.
Fabric extraction force measured through nozzle tester reflects a comprehensive fabric handle. Nozzle tester takes advantage of low cost, and simple and fast operating procedure compared with KES system. The paper is to develop the semi-emprical equation for assessment of the fabric handle measured ...
Fabric extraction force measured through nozzle tester reflects a comprehensive fabric handle. Nozzle tester takes advantage of low cost, and simple and fast operating procedure compared with KES system. The paper is to develop the semi-emprical equation for assessment of the fabric handle measured with nozzle tester on the basis of friction law. The variables considered in the equation arc fabric's frictional coefficient and drape coefficient which is determined in terms of fabric bending length and shear strain. The experiment of 12 different cotton and polyester fabrics and comparisons between experimental and theoretical results were conducted. Fabrics of high frictional coefficients, high bending length, and low shear strain showed high fabric handle forces (low handle values). The handle forces predicted from the equation agreed well with those measured, which indicates that the equation can be used to objectively evaluate fabric handle with respect to fabric's own properties and also provide an information for fabric design to improve the handle performance.
Fabric extraction force measured through nozzle tester reflects a comprehensive fabric handle. Nozzle tester takes advantage of low cost, and simple and fast operating procedure compared with KES system. The paper is to develop the semi-emprical equation for assessment of the fabric handle measured with nozzle tester on the basis of friction law. The variables considered in the equation arc fabric's frictional coefficient and drape coefficient which is determined in terms of fabric bending length and shear strain. The experiment of 12 different cotton and polyester fabrics and comparisons between experimental and theoretical results were conducted. Fabrics of high frictional coefficients, high bending length, and low shear strain showed high fabric handle forces (low handle values). The handle forces predicted from the equation agreed well with those measured, which indicates that the equation can be used to objectively evaluate fabric handle with respect to fabric's own properties and also provide an information for fabric design to improve the handle performance.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 직물 구조에 따른 촉감의 정 량적 분석과 더불어 제품 성능 향상을 위한 직물설계에 유용한 정보를 제공하기 위해 상호 독립적인 물성인 마찰계수와 드레이프 계수로써 촉감 마찰력의 방정식을 개발하고자 한다.
낮은 마찰계수와 높은 드레이프 성질을 갖는 직물일수록 낮은 촉감 마찰력, 즉 우수한 촉감 성능을 보여주었다. 본 연구에서는 직물 촉감의 정량적 평가를 위해 촉감 마찰력의 모델식을 개발하였다. 모델식은 마찰법칙에 기초하여 마찰계수와 드레이프 계수들의 파워 함수 형태로 설정하였고, 여기서 드레이프 계수는 굽힘 길이와 전단신도의 선형방정식으로 주어졌다.
제안 방법
모델식(3)을 사용하여 마찰계수와 드레이프 계수가 촉감 마찰력에 미치는 영향을 고찰하였다. 모델 식의 실험 상수 값들을 구하기 위해 식의 양변에 로그를 취하여 로그 변수들 사이 선형화된 방정식을 만들었고 이들 식에서 다중 변수 회귀(regression for multiple variables)법을 적용하여 로그 변수들의 계수 깂즉 실험 상수 값들을 계산하였다.
본 연구에서는 직물 촉감의 정량적 평가를 위해 촉감 마찰력의 모델식을 개발하였다. 모델식은 마찰법칙에 기초하여 마찰계수와 드레이프 계수들의 파워 함수 형태로 설정하였고, 여기서 드레이프 계수는 굽힘 길이와 전단신도의 선형방정식으로 주어졌다. 모델식으로부터 예측한 촉감 마찰력 값과 실험 측정한 값들 사이 높은 상관성을 보여 주었다.
이와 같은 제한 요소들을 극복하기 위해 오래 전부터 상인들이 사용한 경험적인 촉감 측정 방식을 모사한 경제적이고 간단 신속하게 즉정할 수 있는 노즐시험기가 개발되었다(Alley, McHatton, 1978; Grover, Sultan, Spibak, 1993). 상인들은 한 손(hand)으로 직물을 원형으로 굽혀 잡고 다른 손으로 직물을 잡아 당겨 손에서 느끼는 감각으로 촉감을 평가하였다. 노즐 시험기에서는 원형으로 굽혀진 손의 모사를 위해 일정한 구경의 노즐을 사용하며, 직물의 당김과 손에서 느끼는 감각 측정을 위해 인장 시험기를 사용한다.
시료를 경사, 또는 위사 방향으로부터 45º인 바이어스 방향으로 13cmx5cm 크기로 준비한다. 시료의 폭 5cm에 Sgiecm 하중으로 인장하여 직물 바이어스 방향의 신도(S)로 전단성을 측정하였다.
직경 25cm의 원형 직물을 준비하고 직경 12.5cm의 시험기의 원판에 지지하여 드레이프된 직물의 투영면적을 측정하였다. 드레이프 계수(Q)는 식(2)로부터계산된다.
1). 직물 시료를 직경 25cm의 원형 형태로 준비하였고 직경과 높이가 각각 2cm인 노즐을 통해 인장 시험기를 사용하여 분당 50cm의 속도로 당겨 촉감마찰력을 측정하였다.
직물의 전단 특성을 FAST-3 신도시험기로 측정하였다(De Boos, Tester, Ly). 시료를 경사, 또는 위사 방향으로부터 45º인 바이어스 방향으로 13cmx5cm 크기로 준비한다.
직물의 촉감 평가를 위해 노즐 장치로써 촉감 마찰력을 측정하였다. 낮은 마찰계수와 높은 드레이프 성질을 갖는 직물일수록 낮은 촉감 마찰력, 즉 우수한 촉감 성능을 보여주었다.
촉감을 평가하는데 있어서 모델식(3)의 적용성을 확인하기 위해 시장에서 판매되는 다양한 종류의 의류용 면, 폴리에스테르 직물들을 사용하였다. 이들 시료에서 촉감 마찰력과 이와 연관한 물성들을 측정하여 Table 1에 표시하였다.
데이터처리
모델 식의 실험 상수 값들을 구하기 위해 식의 양변에 로그를 취하여 로그 변수들 사이 선형화된 방정식을 만들었고 이들 식에서 다중 변수 회귀(regression for multiple variables)법을 적용하여 로그 변수들의 계수 깂즉 실험 상수 값들을 계산하였다. 주어진 시료들에서 계산한 상수 값들을 적용한 촉감 마찰력의 방정식은 식(5) 와 같다.
이론/모형
본 연구에서는 굽힘 길이와 전단성질이 드레이프 계수에 미치는 영향과 이들 관계식을 고찰하기 위해기 보고된 실험식(6)을 인용하였다(Hearle, Grosberg, Backer, 1969).
형태의 마찰 곡선을 보여 주게 된다. 본 연구에서는 마찰 곡선에서 직물 촉감의 포괄적인 평가 지수로 사용될 수 있다고 보고된 최대 마찰력(handleforce)을 측정하였다(Grover, Sultan, Spibak, 1993; Kim, Slaten, 1996, 1999).
직물의 촉감을 측정하기 위해 Grover, Sultan, Spibak (1993)들이 개발한 노즐 시험 장치를 사용하였다 (Figure 1). 직물 시료를 직경 25cm의 원형 형태로 준비하였고 직경과 높이가 각각 2cm인 노즐을 통해 인장 시험기를 사용하여 분당 50cm의 속도로 당겨 촉감마찰력을 측정하였다.
성능/효과
Figure 6은 드레이프 계수와 굽힘 길이의 관계를 나타낸 것이다. 굽힘 길이가 증가할수록 드레이프 계수가 증가하는 경향을 보여주었으나 상관성은 낮게 나타났다.
실험에서 촉감 마찰력은 직물의 표면적 물성보다 주로 기계적 물성에 의해 크게 영향을 받았다. 기계적 물성의 인자들 사이 회귀 분석한 결과 상호 매우 높은 상관성을 나타내었으며, 마찬가지로 표면적 물성의 인자들 사이에서도 같은 결과를 보여주었다. 인자들 사이 높은 상관성은 상호 의존성을 나타내는 것으로 이들 중 한 가지 인자로써 대표할 수 있다.
측정하였다. 낮은 마찰계수와 높은 드레이프 성질을 갖는 직물일수록 낮은 촉감 마찰력, 즉 우수한 촉감 성능을 보여주었다. 본 연구에서는 직물 촉감의 정량적 평가를 위해 촉감 마찰력의 모델식을 개발하였다.
Figure 3은 직물의 드레이프 계수와 촉감 마찰력의 상관관계를 나타낸 것이다. 드레이프 계수가 증가할수록 촉감 마찰력이 증가하는 경향을 보여주나 상관성은 낮게 나타났다. 이와 같은 결과는 대부분의 직물 시료에서 드레이프 계수가 증가할수록 직물의 노즐 내벽에 대한 수직 힘의 증가로 촉감 마찰력 이 증가할 것이나, 일부 직물의 경우 높은 드레이프 계수를 갖고 있음에도 불구하고 상대적으로 마찰계수가 낮아 촉감 마찰력이 감소하기 때문이다.
인자들 사이 높은 상관성은 상호 의존성을 나타내는 것으로 이들 중 한 가지 인자로써 대표할 수 있다. 따라서 촉감 마찰력은 직물 표면 특성의 경우 정적 또는 동적 마찰계수 중 한 가지 마찰계수, 그리고 기계적 물성의 경우 무게, 두께, 굽힘 성질들이 종합적으로 반영되어 나타나는 드레이프 강성 (drape stiffness), 즉 드레이프 계수를 대표 인자로 선택하여 분석될 수 있겠다.
나타낸 것이다. 마찰계수가 증가할수록 마찰력이 대체적으로 증가하는 경향을 보여주고 있으나, 일부 직물의 경우 높은 마찰계수에도 불구하고 상대적으로 낮은 드레이프 계수로 예상 값보다 낮게 나타났다.
모델식은 마찰법칙에 기초하여 마찰계수와 드레이프 계수들의 파워 함수 형태로 설정하였고, 여기서 드레이프 계수는 굽힘 길이와 전단신도의 선형방정식으로 주어졌다. 모델식으로부터 예측한 촉감 마찰력 값과 실험 측정한 값들 사이 높은 상관성을 보여 주었다. 이와 같은 결과는 촉감 마찰력을 상호 독립적인 변수인 직물의 마찰계수, 굽힘길이, 그리고 전단신도로써 정량적으로 평가할 수 있음을 보여 주는 것으로 전문가 집단이 평가한 표준화된 촉감 직물들을 사용할 경우 이들 시료들로부터 유도된 모델 식은 직물의 촉감의 객관적 평가와 더불어 성능 향상을 위한 직물설계에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 생각한다.
Kim과 Slaten(1996, 1999)는 노즐시험기로 측정되는촉감 마찰력에 영향을 미치는 직물의 물성들을 실험을 통해 고찰하여 보았다 실험에서 고려된 직물의 물성은 기계적 인자로 직물의 무게, 두꺼L 굽힘 강성, 드레이프 성질, 그리고 표면적 인자로 직물의 정적, 동적 마찰계수들이었다. 실험에서 촉감 마찰력은 직물의 표면적 물성보다 주로 기계적 물성에 의해 크게 영향을 받았다. 기계적 물성의 인자들 사이 회귀 분석한 결과 상호 매우 높은 상관성을 나타내었으며, 마찬가지로 표면적 물성의 인자들 사이에서도 같은 결과를 보여주었다.
것이다. 전단신도가 증가할수록 드레이프 계수가 감소하는 경향을 보여주었으나 상관성은 낮았다. 높은 굽힘 길이를 갖는 직물의 경우 굽힘이 잘 이루어지지 않아 높은 드레이프 계수, 즉 낮은 드레이프 성을 나타낸다.
후속연구
이와 같은 결과로부터 촉감 마찰력은 식(8)과 같이 직물의 표면특성인 마찰계수와 기계적 물성인 굽힘 길이와 전단 신도로써 예측될 수 있음을 알 수 있다. 또한 전문가 집단이 촉감 평가한 여러 등급의 직물들을 표준시료로 사용하여 촉감 방정식을 유도할 경우 이 식은 직물 촉감의 객관적 분석과 더불어 촉감 향상을 위한 직물의 설계 및 생산에 유용한 정보를 제공할 수 있겠다.
모델식으로부터 예측한 촉감 마찰력 값과 실험 측정한 값들 사이 높은 상관성을 보여 주었다. 이와 같은 결과는 촉감 마찰력을 상호 독립적인 변수인 직물의 마찰계수, 굽힘길이, 그리고 전단신도로써 정량적으로 평가할 수 있음을 보여 주는 것으로 전문가 집단이 평가한 표준화된 촉감 직물들을 사용할 경우 이들 시료들로부터 유도된 모델 식은 직물의 촉감의 객관적 평가와 더불어 성능 향상을 위한 직물설계에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 생각한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.