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문제 정의
- 77)을 보여 투습도가 클수록 쾌적한 느낌을 주는 것으로 나타났다. 이로써 산출된 쾌적감 지수의 신뢰성을 확인하였다. 이에 대해서는 Yi et al.
- , 2012)에서는 먼저, 쾌적감에 영향을 미치는 인체착용평가측정변수를 도출하여 “쾌적감지수 산출식”을 개발하였다. 이에 본 연구에서는 발한써멀마네킨을 사용하여 스포츠웨어 착용쾌적성 품질표시를 위한 상대적으로 저 비용, 단시간으로 재현성 있는 착용쾌적성 평가시스템 구축의 기초를 마련하고자 한다.
제안 방법
- 1. 발한써멀마네킨평가 측정변수와 상관관계가 있는 인체착용평가 변수와 주관적 감각평가의 쾌적감으로 산출된 관계식을 개발하였다. <Eq.
- , 2012) 측정항목에서 높은 상관이 나타난 인체착용평가 항목이 쾌적감에 미치는 영향을 나타낸 다중회귀분석의 결과이다. 단계선택법으로 독립변수를 선택하였으며 상수항이 유의미하지 않아 제외 후 회귀식을 도출하였다. 비표준화계수 B를 회귀식의 계수로 간주하였고 유의확률 p<.
- 마네킨 각 표면온도를 35±0.2oC로 설정하고 건성소비전력량은 ±2%이내의 일정성을 확인하였다.
- 마네킨 제어방식은 정 온도제어방식으로 마네킨 각 분할부위의 표면온도를 35±0.2oC로 설정하였다.
- 측정항목은 마네킨 각 부위의 표면온도와 소비전력 공급량, 인공기후실 내의 온도와 상대습도이다. 마네킨각 부위의 표면온도, 소비전력공급량이 안정된 후 30분 이상 진행하였으며 각 조건별 무작위로 2회 반복 실시하였다.
- 015이다. 마찬가지 방법으로 쾌적성 산출식 변수(X2~X8)와 발한써멀 마네킨 평가변수(x2~x9) 간에 회귀식을 구하였다. 각 회귀식은 <Eq.
- 발한써멀마네킨 평가 및 인체착용평가(Kang et al., 2012) 측정항목 간의 상관관계에서 상관이 낮게 나타난 인체착용평가 측정항목 중 이마, 손등, 발등, 평균의 피부온도와 등의 발한량을 제외한 측정항목이 쾌적감에 미치는 영향을 나타낸 다중회귀식을 도출하였다.
- 본 실험에서는 투습방수의류의 착용쾌적감 지수를 발한써멀마네킨 평가 및 인체착용평가(Kang et al., 2012) 측정항목(변수) 간의 상관관계를 살펴본 후 양자 간에 회귀식을 구하는 방법으로 착용쾌적성 산출식을 개발하였다. 개발된 착용쾌적성 산출식을 활용하면 인체착용평가의 변수는 모두 발한써멀마네킨 평가변수로 대체가능하다.
- 열저항의 측정은 20±0.5oC, 50±10%R.H., 0.1m/s 이하의 인공기후실(EBL-5HW2P3A -23, TABAI ESPEC, 일본)에서 실시하였다.
- 더욱이 긴시간의 반복된 실험을 하면 피로누적등의 다른 요인으로 생리반응에 변화를 가져온다. 이러한 불리한 점을 보완하기 위해 본 연구에서는 인체의 형상과 생리적 현상을 시뮬레이션한 발한써멀마네킨을 사용하였다. 써멀마네킨은 Winslow and Herrington(1949)에 의해 제작되어 의복의 열저항 평가가 시작되었고 이후 1970년에는 체간부 부분을 중심으로 발한이 가능한 발한써멀마네킨이 개발되어 증발저항 평가의 툴로 사용되고 있다(Fonseca, 1970).
- 마찬가지로 발한써멀마네킨 평가변수만으로 착용쾌적감의 산출이 가능하다. 이에 대해서는 산출된 쾌적감지수와 소재의 투습도와의 관계, 인체착용평가(Kang et al., 2012)에서 피험자를 대상으로 실시한 주관감각평가의 쾌적감 평가의 실측치와의 관계에서 확인하였다.
- 2oC로 설정하였다. 자세는 선자세로 하였고 조건은 정지와 보행조건에서 각각 실시하였다. 보행조건에서 마네킨 팔, 다리의 동작횟수는 ISO/CD 15831(2004)과 EN V 342(1997)에 준하여 45±2steps/min로 설정하였다.
- 증발저항의 측정은 35±0.5oC,40±10%R.H., 0.1m/s 이하의 인공기후실(EBL-5HW2P3A -23, TABAI ESPEC, 일본)에서 측정하였고 마네킨 각 표면온도를 35±0.2oC로 설정하고 습성소비전력량은 ±2%이내의 일정성을 확인하였다.
- 열저항측정은 ASTM F 1291 (2005)에, 증발저항 측정은 ASTM F 2370(2005)에 준하여 실시하였다. 측정항목은 마네킨 각 부위의 표면온도와 소비전력 공급량, 인공기후실 내의 온도와 상대습도이다. 마네킨각 부위의 표면온도, 소비전력공급량이 안정된 후 30분 이상 진행하였으며 각 조건별 무작위로 2회 반복 실시하였다.
- 투습방수의류의 제작 및 판매시 기획자, 생산자가 활용가능하고 이를 구입하는 소비자에게 객관적인 데이터 제공이 가능하도록 기능성 비교평가 중 쾌적성 평가의 기초를 마련하고자 발한써멀마네킨 평가를 실시하여 먼저, 발한써멀마네킨 평가와 인체착용평가(Kang et al., 2012) 측정변수 간의 상관관계를 구하였고 다음으로 상관관계가 있는 인체착용평가(Kang et al., 2012) 측정변수로 쾌적감 산출식을 개발하였으며 마지막으로 개발된 산출식에 사용한 인체착용평가(Kang et al., 2012) 측정변수와 발한써멀마네킨 평가 측정변수 간에 회귀식을 얻어 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 투습방수의류의 착용쾌적성을 평가하기위해 선행연구에서는 먼저 인체착용평가를 통한 착용쾌적성의 산출식을 개발하였고, 본 연구에서는 인체의 형상과 생리적 현상을 시뮬레이션한 발한써멀마네킨을 이용하여 착용 쾌적성의 산출식을 개발하였다. 산출식의 개발단계에서는 주관적 감각평가의 쾌적감을 종속변수로 사용하였고 7종 의복의 제한된 데이터를 사용하여 산출식을 개발하였으며 제한된 범위에서 식의 타당성을 확인하였으나 향후 상기 개발식을 활용하여 데이터를 축적해 간다면 상대적으로 저비용, 단시간으로 재현성있는 착용쾌적성 산출이 가능할 것으로 기대된다.
대상 데이터
- 본 실험은 인하대학교 스포츠레저섬유연구센터의 성인 남자(178cm, 1.8m2 ) 발한써멀마네킨(Newton, Measurement Technology NORTH WEST, 미국)을 사용하였다. 마네킨의 분할부위가 20부위이고 각 부위와 그 분할면적을 <Table 1>에 나타내었다.
데이터처리
- 비표준화계수 B를 회귀식의 계수로 간주하였고 유의확률 p<.05이면 회귀계수로 판단하였다.
- <Eq. 3>에서 X1변수인 아래팔의 피부온도와 발한써멀마네킨 평가변수 중 x1변수인 아래팔 증발저항 간에 상관이 나타났고 두 변수 간의 관계를 나타내는 회귀식을 구하였다. 회귀식은 X1=30.
- 0)과 Excel을 이용하여 One-way ANOVA로 실시하였으며 사후분석방법은 Duncan 방법을 사용하였다. 인체착용평가(Kang et al., 2012) 항목과 발한써멀마네킨 평가 측정항목의 관계를 분석하기 위해서는 상관분석과 다중회귀분석을 실시하였다. 유의수준은 p<.
- 측정항목의 결과는 정지와 보행조건의 평균치를 사용하였고 통계분석은 SPSS(Ver 18.0)과 Excel을 이용하여 One-way ANOVA로 실시하였으며 사후분석방법은 Duncan 방법을 사용하였다. 인체착용평가(Kang et al.
이론/모형
- 보행조건에서 마네킨 팔, 다리의 동작횟수는 ISO/CD 15831(2004)과 EN V 342(1997)에 준하여 45±2steps/min로 설정하였다.
- 2oC로 설정하고 습성소비전력량은 ±2%이내의 일정성을 확인하였다. 열저항측정은 ASTM F 1291 (2005)에, 증발저항 측정은 ASTM F 2370(2005)에 준하여 실시하였다. 측정항목은 마네킨 각 부위의 표면온도와 소비전력 공급량, 인공기후실 내의 온도와 상대습도이다.
성능/효과
- 2. 계산된 실험의복 쾌적감 지수와 소재의 투습도 간에는 높은 상관(R2=0.77)을 보였고 실측치와도 높은 상관(R2=0.96)을 보여 개발된 쾌적감 지수의 신뢰성을 확인하였다.
- G21, P6-K3-Nano-K1-SP6-G20 순으로, G20 실험의복의 쾌적감 지수가 유의하게(p<.05) 높아 쾌적하게 나타났다.
- 가슴의 발한량은 가슴, 어깨, 위팔, 아래팔, 허벅지(상, 하), 종아리의 습성소비전력량과 아래팔의 증발저항에서 상관이 나타났다(p<.05, p<.01).
- 가슴의 의복 내 습도는가슴, 어깨, 위팔, 아래팔, 허벅지(상, 하), 종아리의 습성소비전력량에서, 가슴, 어깨, 위팔, 아래팔, 허벅지(상), 종아리의 열저항에서, 가슴, 아래팔의 증발저항에서 상관이 나타났다(p<.05, p<.01).
- 개발된 쾌적성 산출식, 에서의 변수를 모두 발한써멀마네킨 평가변수로 대체하여 산출된 실험의복의 쾌적감을 산출하였다.
- 두 평가의 측정항목 간에 상관이 있는 독립변수로 피부온도는 습성소비전력량, 열저항, 증발저항에서 상관이 나타났는데 습성소비전력량, 열저항과는 부적상관이, 증발저항과는 정적상관이 나타났다. 발한량은 습성소비전력량과 증발저항에서 상관이 나타났는데 모두 부적상관이 나타났다.
- 두 평가의 측정항목을 독립변수로 상관계수 0.2 이상이면 상관관계가 존재하는 것으로 판단하였고 유의확률 p<.05이면 상관계수가 통계적으로 유의하다고 판단하였다.
- <Table 3>에 건성소비전력량과 열저항에 대한 평균치와 표준편차를 나타낸다. 마네킨 가슴, 등, 어깨, 배, 위팔, 아래팔, 허벅지(상, 하), 종아리의 각 분할부위에 대한 건성소비전력량과 열저항에서 실험의복에 따른 차이는 나타나지 않았으나 NANO 소재 실험의복의 열저항이 낮게 나타나 소재의 공기투과도, 0.7cm3/cm2/s가 우수한 소재의 경우, 의복에서도 그 영향을 확인할 수 있었다.
- 방수소재인 G21의 증발 저항 측정은 이루어지지 않았다. 마네킨 가슴, 어깨, 위팔, 아래팔의 각 분할부위에 대한 습성소비전력량과 증발저항에서 실험의복에 따른 차이가 유의미하게 나타났다. 습성소비전력량은 가슴과 위팔에서 Duncan의 사후 분석결과, 기타의복>G21 순으로 나뉘어져 집단간에 유의한 차이가 나타났다(p<.
- 반면 마네킨 평가에서는 Hd, He 등을 모든 분할부위에서 일점이 아닌 체표면 전체에서 정보를 얻는 방식이다. 마지막으로 마네킨평가에서는인체착용 평가에서의 발한과대류에 의한 열손실은 충분히 재현하였으나 안면부의 코와 입, 피부표면의 호흡으로 인한 열손실을 고려하지 않고 있다는 점이다. 이상의 이유로 인체착용평가와 마네킨 평가에서의 쾌적감과 상관이 있는 부위가 상이하게 나타난 것으로 생각된다.
- 습성소비전력량은 가슴과 위팔에서 Duncan의 사후 분석결과, 기타의복>G21 순으로 나뉘어져 집단간에 유의한 차이가 나타났다(pb>c 순으로 K1, SP6, G20, Nano가 a집단, K3, P6가 b집단, G21이 c집단으로 나뉘어져 집단 간에 유의한 차이가 나타났다(p기타 의복순 으로 나뉘어져 집단 간에 유의한 차이가 나타났다(pa 순으로 K1, SP6, G20, Nano가 a집단, K3, P6가 b집단으로 나뉘어져 집단 간에 유의한차이가 나타났다(p<.05).
- 실험에 사용한 실험의복은 투습방수의류의 착용쾌적성 평가(Kang et al., 2012)와 동일한 7종이며 에 대표적인 투습방수소재 6종 및 방수소재 1종의 특성을 나타내었다.
- , 2012)와 동일한 7종이며 <Table 2>에 대표적인 투습방수소재 6종 및 방수소재 1종의 특성을 나타내었다. 실험의복의 형태는긴팔셔츠와 긴바지이며 동일형태, 동일사이즈로 제작하여 실험 전 12시간 동안 항온항습실에서 보관하였다. 실험의복 제시는무작위로 실시하였다.
- 3>에 나타낸다. 양자 간에는 y=0.8197x+0.5846, R2=0.96의 1차 회귀식이 구해졌고 그 상관계수가 비교적 높은 것으로 나타나 실험 의복 착용쾌적감을 개발된 쾌적성 산출식으로 예측하는 것이 타당성이 있는 것으로 확인하였다.
- 의복 내 온도는 습성소비전력량, 증발저항에서 상관이 나타났는데 습성소비전력량과는 부적상관이, 증발저항과는 정적상관이 나타났다. 의복 내 습도는 습성소비전력량, 열저항, 증발저항에서 상관이 나타났는데 습성소비전력량과는 부적상관이, 열저항과 증발 저항과는 정적상관이 나타났다. 이는 습성소비전력량이 클수록, 증발저항이 작을수록 증발량이 증가하여 노출부위인 이마 피부온도를 제외한 모든 피부온도는 낮게, 발한량은 작게 그리고 의복 내 온습도는 낮게 나타난 것이다.
- 발한량은 습성소비전력량과 증발저항에서 상관이 나타났는데 모두 부적상관이 나타났다. 의복 내 온도는 습성소비전력량, 증발저항에서 상관이 나타났는데 습성소비전력량과는 부적상관이, 증발저항과는 정적상관이 나타났다. 의복 내 습도는 습성소비전력량, 열저항, 증발저항에서 상관이 나타났는데 습성소비전력량과는 부적상관이, 열저항과 증발 저항과는 정적상관이 나타났다.
- 이마, 가슴, 등, 위팔, 아래팔, 허벅지, 종아리, 평균의 피부온도는 가슴, 어깨, 위팔, 아래팔, 허벅지(상, 하), 종아리의 습성소비전력량에서 상관이 나타났다(p<.05, p<.01).
- 2>에 나타낸다. 투습도와 계산된 쾌적감 간에는 높은 상관(R2=0.77)을 보여 투습도가 클수록 쾌적한 느낌을 주는 것으로 나타났다. 이로써 산출된 쾌적감 지수의 신뢰성을 확인하였다.
- 허벅지의 의복 내 습도는 가슴, 어깨, 위팔, 아래팔, 허벅지(상, 하), 종아리의습성소비전력량에서, 어깨와아래팔의 열저항에서, 어깨, 위팔, 아래팔, 허벅지(상), 종아리의 증발저항에서 상관이 나타났다(p<.05, p<.01).
- 허벅지의 의복 내 온도는 가슴, 어깨, 위팔, 아래팔, 허벅지 (상, 하), 종아리의 습성소비전력량과 어깨, 아래팔의 증발저항에서 상관이 나타났다(p<.05, p<.01).
후속연구
- 산출식의 개발단계에서는 주관적 감각평가의 쾌적감을 종속변수로 사용하였고 7종 의복의 제한된 데이터를 사용하여 산출식을 개발하였으며 제한된 범위에서 식의 타당성을 확인하였으나 향후 상기 개발식을 활용하여 데이터를 축적해 간다면 상대적으로 저비용, 단시간으로 재현성있는 착용쾌적성 산출이 가능할 것으로 기대된다. 따라서 개발된 산출식의 타당성을 재확인하고 그 활용범위를 확대하기 위해서는 시판 중인 투습방수자켓을 대상으로 한 후속연구를 통해 생산자뿐만 아니라 소비자들의 쾌적성 확보에 다가가는 유용한 데이터를 축적해 나가고자 한다.
- 투습방수의류의 착용쾌적성을 평가하기위해 선행연구에서는 먼저 인체착용평가를 통한 착용쾌적성의 산출식을 개발하였고, 본 연구에서는 인체의 형상과 생리적 현상을 시뮬레이션한 발한써멀마네킨을 이용하여 착용 쾌적성의 산출식을 개발하였다. 산출식의 개발단계에서는 주관적 감각평가의 쾌적감을 종속변수로 사용하였고 7종 의복의 제한된 데이터를 사용하여 산출식을 개발하였으며 제한된 범위에서 식의 타당성을 확인하였으나 향후 상기 개발식을 활용하여 데이터를 축적해 간다면 상대적으로 저비용, 단시간으로 재현성있는 착용쾌적성 산출이 가능할 것으로 기대된다. 따라서 개발된 산출식의 타당성을 재확인하고 그 활용범위를 확대하기 위해서는 시판 중인 투습방수자켓을 대상으로 한 후속연구를 통해 생산자뿐만 아니라 소비자들의 쾌적성 확보에 다가가는 유용한 데이터를 축적해 나가고자 한다.
- 이로써 개발된 쾌적성 산출식, 의 변수는 모두 발한써멀마네킨 평가변수로 대체하여 활용가능하다.
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