This study investigates specific fabric structures with the optimal moisture transfer properties of moisture absorbency and dryness depending on the yarn type. Experiments were performed on the moisture absorbency and dryness of yarns with different cross sections (four channels, six channels, and r...
This study investigates specific fabric structures with the optimal moisture transfer properties of moisture absorbency and dryness depending on the yarn type. Experiments were performed on the moisture absorbency and dryness of yarns with different cross sections (four channels, six channels, and regular round), yarn counts (i.e., denier), filament counts, textures (i.e., textured vs. flat), and structures (e.g., double-layer construction with different densities between the face and back sides). Polyester fiber was identified and determined to fulfill the above functions. Experiments were also performed to determine factors that affect the absorbency function of cotton and polyester microporous spun yarns: the yarn count (mono denier), total yarn denier, absorbent chemical concentration, and yarn cross-sectional shape. Finally, experiments were carried out to compare the moisture absorbency and dryness of different yarn cross sections: four channels, six channels, and regular round.
This study investigates specific fabric structures with the optimal moisture transfer properties of moisture absorbency and dryness depending on the yarn type. Experiments were performed on the moisture absorbency and dryness of yarns with different cross sections (four channels, six channels, and regular round), yarn counts (i.e., denier), filament counts, textures (i.e., textured vs. flat), and structures (e.g., double-layer construction with different densities between the face and back sides). Polyester fiber was identified and determined to fulfill the above functions. Experiments were also performed to determine factors that affect the absorbency function of cotton and polyester microporous spun yarns: the yarn count (mono denier), total yarn denier, absorbent chemical concentration, and yarn cross-sectional shape. Finally, experiments were carried out to compare the moisture absorbency and dryness of different yarn cross sections: four channels, six channels, and regular round.
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문제 정의
본 연구에서는 1st layer 즉, inner layer(next to skin)에서 가장 중요하게 연구되는 흡수·속건 기능에 대해 원사, 가공, 원단 조직설계의 여러 요소 등을 분석함으로써 가장 이상적인 수분제어기능을 갖는 섬유 구조체의 모델을 제시하고자 한다.
제안 방법
10×10 cm의 시험편을 27±2 oC의 증류수 중에 침지시켜 충분히 흡수되게 한 후 꺼내어 물방울이 더 이상 떨어지지 않을 때 장치에 거치하여 자연건조 될 때까지 10분 단위로 중량을 측정하였으며 시험결과는 잔류 수분율로 표시하였다.
27 B법이며, 15×10 cm의 시험편을 가로, 세로 방향으로 채취하여 27±2 oC의 증류수가 들어 있는 용기의 수면에 한 쪽 끝이 닿도록 일정한 높이로 수평봉으로 고정시키고, 10분 경과후 수분이 상승한 높이(mm)를 측정하였다.
건조속도: 적용 시험규격은 KSK 0815 6. 28 A법을 준용하였으며, 25 oC, 35%RH 환경에서 실험을 실시하였다. 10×10 cm의 시험편을 27±2 oC의 증류수 중에 침지시켜 충분히 흡수되게 한 후 꺼내어 물방울이 더 이상 떨어지지 않을 때 장치에 거치하여 자연건조 될 때까지 10분 단위로 중량을 측정하였으며 시험결과는 잔류 수분율로 표시하였다.
80×80 mm 크기의 정사각형으로 채취한 시료의 이면(피부접촉면)이 위를 향하게 거치하여 0.9% NaCl 수용액을 0.01 g/sec의 속도로 17초간 공급하였고, 측정시간은 100초로 하였다.
스포츠 소재에서 가장 중요한 물성 중 하나인 수분 제어 기능을 충족시킬 수 있는 이상적인 섬유 구조체를 연구하기 위하여 세계적으로 흡수·속건소재로 사용되고 있는 4엽, 6엽의 채널 구조를 갖는 이형단면사와 종전의 원형 단면사를 비교 분석하고, 각각의 원사 섬도, 가연사와 비가연사, 표·이면의 밀도차이를 갖는 이중조직 시료에 대하여 흡습성, 건조성, 수분 전이성을 분석하여 다음과 같은 결론은 얻었다.
27 B법이며, 15×10 cm의 시험편을 가로, 세로 방향으로 채취하여 27±2 oC의 증류수가 들어 있는 용기의 수면에 한 쪽 끝이 닿도록 일정한 높이로 수평봉으로 고정시키고, 10분 경과후 수분이 상승한 높이(mm)를 측정하였다. 시험의 편차를 줄이기 위하여 각 시료에 대해 10회 반복 후 평균값을 구 하였다.
27 B법이며, 15×10 cm의 시험편을 가로, 세로 방향으로 채취하여 27±2 oC의 증류수가 들어 있는 용기의 수면에 한 쪽 끝이 닿도록 일정한 높이로 수평봉으로 고정시키고, 10분 경과후 수분이 상승한 높이(mm)를 측정하였다. 시험의 편차를 줄이기 위하여 각 시료에 대해 10회 반복 후 평균값을 구 하였다.
원단제조: 소재별 흡수성 시험 항목으로 MMT(moisture management test)에 의한 표면과 이면의 수분전이 속도를 측정하기 위하여 금용기계 30인치 28게이지 양면 편기를 이용하여 Table 3과 같이 원단을 제조하였고, 염색은 폴리 에스터 원사의 특성을 고려하여 고압염색법을 사용하였다. 염료는 분산염료(Foron Yellow AS-3L, Foron Red AS-3L, Foron Blue AS-3L)를 사용하였고, 염색처리시간은 125 oC에서 45분간 진행하였으며 pH는 4.5로 조정하였다.
현존하는 시험기준은 수분전이 특성을 역동적으로 측정 하기 못하므로 본 연구에서는 원단의 수분전이성, one way transport capability, 표·이면의 수분확산성, 초기 wetting time 등을 측정하여 수분 조절 특성을 살펴보았다.
대상 데이터
원사 및 시험편직: 스포츠웨어용 니트 소재로 많이 사용 되는 폴리에스터 필라멘트사, 폴리에스터 가연사, 폴리에스터 이형단면사(4엽, 6엽), 폴리에스터 미세다공 방적사, 나일론 필라멘트사, 나일론 가연사, 면사를 사용하였다. 본 연구에 사용된 원사내용과 본문에 기재된 약어에 대한 설명은 Table 1, 2와 같으며, 원사의 단면을 측정한 사진을 Figure 1에 나타내었다.
이들 원사는 3인치, 240침, 25.5게 이지 양말편직기를 사용하여 흡수·건조성 실험용 시료를 제조하였다.
적용 시험규격은 AATCC 195이며, 원단의 수분전이 거동 특성은 수분전이거동측정기(MMT, SDLAILAS Co., M290)을 이용하였다. 80×80 mm 크기의 정사각형으로 채취한 시료의 이면(피부접촉면)이 위를 향하게 거치하여 0.
데이터처리
01 g/sec의 속도로 17초간 공급하였고, 측정시간은 100초로 하였다. 시료의 표면을 위로 향하게 하여 동일한 방법으로 실험을 진행하였으며 데이터의 정확성을 위하여 5회 측정하여 평균값으로 나타내었다. 수분전이 거동의 특성을 나타내는 측정수치와 등급(AATCC 195; 2009)을 Table 4에 나타내었다.
이론/모형
원단제조: 소재별 흡수성 시험 항목으로 MMT(moisture management test)에 의한 표면과 이면의 수분전이 속도를 측정하기 위하여 금용기계 30인치 28게이지 양면 편기를 이용하여 Table 3과 같이 원단을 제조하였고, 염색은 폴리 에스터 원사의 특성을 고려하여 고압염색법을 사용하였다. 염료는 분산염료(Foron Yellow AS-3L, Foron Red AS-3L, Foron Blue AS-3L)를 사용하였고, 염색처리시간은 125 oC에서 45분간 진행하였으며 pH는 4.
성능/효과
MMT 측정 결과, 이면에서 표면으로 전이되는 + 값이 클수록 땀 배출성이 우수하고, 표면에서 이면으로 침투되는− 값이 클수록 방수 기능이 나타나는데, 두 값의 차이가 클수록 이상적인 수분전이 구조를 갖는 것을 알 수 있었다.
MMT를 통해 섬유의 표·이면의 잔류 수분량을 분리 측정하고 이면에서 표면으로의 수분전이성, 유사 방수성 등을 분석함으로써 종전의 흡수·속건 측정 방법으로 불가능 하였던 원단의 쾌적성을 예측할 수 있었다.
흡습제를 처리하지 않은 상태에서는 4엽의 이형단면사, 6엽의 이형단면사, 일반 폴리에스터 가연사 모두 흡수기능이 저조하게 나타났다. 반면, 흡습제 처리 후에는 세가지 시료 모두 130% 이상 흡수기능이 향상되었으나 단면구조에 따른 흡수기능의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이형단면사가 갖는 수로구조가 물리적으로 모세관현상을 촉진시킨다는 점은 발견할 수 없었으며, 이는 섬유표면에 형성된 채널들이 피부와 수평방향으로 형성되어 있기 때문에 실제로 모세관현상이 발생하지 않은 것으로 판단된다.
액상의 땀은 이동경로가 평면이라면 기상의 땀은 입체경로로 이동하기 때문에 원사의 특성, 조직의 설계, 가공 기술에 따라 수분과 열기 제어능력은 상당한 차이가 난다. 소재의 수분 흡수성은 섬유의 쾌적성을 평가함에 있어서 매우 중요한 요소로 작용하고 있 으나, 흡수성 평가로 소재가 쾌적성에 미치는 영향을 파악하기에는 미흡하며 건조 속도에 대한 평가가 동반되어야 소재 및 원단이 갖는 쾌적성을 확인할 수 있다.
이중조직을 갖는 원단에서는 표면층에 태섬사 또는 하이 멀티사로 구성하고, 이면 층에는 세섬사 또는 로우멀티사로 구성하는 것이 수분전이에 효과적임을 알 수 있었다. 특히 이중조직에 있어서 표면층에 폴리에스터 다공 방적사, 이면층에 polyolefin 원사로 구성하여 표면층을 친수화하고, 이면층을 소수화한 소재 일수록 수분전이에 보다 효과 적이다.
원사 denier 변화에 따른 흡수/건조속도 비교: 원사 데이터 차이에 의한 흡수속도 결과를 Figure 4에 나타내었다. 폴리에스터 원사의 mono denier 크기를 2.08 denier로 고정한 가운데 섬도를 바꿔 흡수속도를 측정한 결과, 동일한 mono denier 내에서는 전체 denier가 큰 경우 흡수속도가 가장 빠른 것으로 나타났다.
원사의 단면형태에 따른 흡수/건조속도 비교: Figure 6에단면형태에 따른 흡수속도를 나타내었다. 흡습제를 처리하지 않은 상태에서는 4엽의 이형단면사, 6엽의 이형단면사, 일반 폴리에스터 가연사 모두 흡수기능이 저조하게 나타났다. 반면, 흡습제 처리 후에는 세가지 시료 모두 130% 이상 흡수기능이 향상되었으나 단면구조에 따른 흡수기능의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스포츠 소재는 크게 1st, 2nd, 3rd layer로 구분되는데, 각각은 어떤 기능을 중심으로 하는가?
스포츠 소재는 크게 1st layer, 2nd layer, 3rd layer로 구분된다. 1st layer는 next to skin이란 차별화된 용어로 운동 시 발생되는 땀을 효과적으로 제어하는 기능, 동절기의 흡수·발열기능, 하절기의 흡수·발냉 기능, 항균·방취기능을 중심으로 기술개발이 전개되고 있으며, 2nd layer 즉 middle layer 소재는 주로 보온기능의 보조수단으로 경량성과 보온기능, 흡수·속건 기능 개발이 중요시 되고 있다. 마지막 3rd layer는 outer layer 소재로서 투습·방수기능, 경량화, 고 스트레치기능, 축열 기능을 중심으로 기술개발에 주력하고 있다. 이러한 기술개발의 궁극적 목표는 착용 시 쾌적감과 활동성, 편의성을 부여하는 것이다.
스포츠·레저용 섬유소재의 연구는 어떤 소재 분야에서 활발하게 이루어지고 있는가?
스포츠·레저용 섬유소재의 연구는 흡한·속건 소재, PCM 을 이용한 온도조절소재, 투습·방수 소재, 고탄성 소재, 흡수·발열 소재, 흡수·발냉 소재 등을 중심으로 활발하게 이루어지고 있다[1]. 골프의류를 포함한 스포츠 의류시장의 규모는 약 2조원으로 의류시장 전체의 10%를 점유하며, 스포츠 전문 슈즈는 평균 5천억 원대 시장이었으나 최근 패션 스니커즈의 선풍으로 1조 원대까지 육박하고 있다.
스포츠 의류시장, 스포츠 전문 슈즈시장 규모는 어떠한가?
스포츠·레저용 섬유소재의 연구는 흡한·속건 소재, PCM 을 이용한 온도조절소재, 투습·방수 소재, 고탄성 소재, 흡수·발열 소재, 흡수·발냉 소재 등을 중심으로 활발하게 이루어지고 있다[1]. 골프의류를 포함한 스포츠 의류시장의 규모는 약 2조원으로 의류시장 전체의 10%를 점유하며, 스포츠 전문 슈즈는 평균 5천억 원대 시장이었으나 최근 패션 스니커즈의 선풍으로 1조 원대까지 육박하고 있다. 신사·숙녀복 등은 마이너스 성장을 하는데 비해서 레저용품의 매출은 평균 20% 이상 증가하였으며, 특히 등산용품은 30−35%, 낚시 용품은 20%, 인라인 스케이트는 35% 등의 매출신장을 기록하고 있다[2].
참고문헌 (14)
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