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문제 정의
- 그러나 최근 춘추용 조깅용 셔츠 혹은 트래킹용 남녀 외의용에 사용되는 siro-fil사, sheath/core복합사 등에 고감성·고기능소재인 텐셀, 뱀부, coolmax 등의 소재를 사용하여 고감성 직물소재가 많이 개발되고 있으며 특히 폴리프로필렌 필라멘트가 siro-fil사 혹은 sheath/core사의 core부분에 삽입되어 의류용 소재로 사용됨으로써 이들 소재의 사용에 따른 직편물의 쾌적성에 대한 분석 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 coolmax, 텐셀, 뱀부등의 스테이플 섬유와 PP와 PET 등의 필라멘트를 사용하여 sheath/core 복합사, siro-fil 복합사를 ring과 siro 방적 시스템에서 제조하고 이들 복합사로 제직한 직물의 열/수분 이동 특성을 분석하므로서 최근 고감성 의류용 소재로 사용되는 PP/텐셀/coolmax 하이브리드 복합사의 쾌적특성을 연구하고자 하였다.
제안 방법
- 27±2℃ 증류수가 담겨있는 수조에 40 cm×40 cm 시료를 침지시켜 충분히 흡수시켰다가 꺼내어 물방울이 더 이상 떨어지지 않을 때 측정장치(INTEC.Co. LTD, 일본)에 시료를 걸고 표준상태에서 자연건조 될 때까지 시간(min)을 건조율(drying rate)로 측정하였다.
- 5 cm×5 cm 크기의 직물시료를 3개 준비하여 정상 상태에서의 열손실을 측정하여 아래 식에 의해 열전도도(thermal conductivity, K, W/cm℃)를 측정하였다.
- FAST system을 사용하여 직물의 신장성을 측정하기 위해13 cm×5 cm의 시료를 준비한 후 5, 20, 100 gf/cm 하중으로 인장하여 신도를 측정하였고, 직물의 전단강성은 FAST-3 시험기로 측정하였다.
- KES-F7(Thermolabo II, Kato Tech. Co., Ltd., Japan)을 이용하여 열전도도를 측정하였으며 항온항습실(실내온도 22±1℃, 70±5% RH)에서 측정하였다.
- PET DTY 55d/216f 필라멘트가 Fig. 2의 위쪽의 로빙부의 한 부분에 장착되어 드라프트부로 풀려나오고 다른 한쪽 로빙에는 텐셀 로빙을 장착하여 풀려나오면서 앞 드라프트 롤러를 지나서 PET DTY 필라멘트와 만나 PET DTY/텐셀 sirofil 40's를 제조하였다.
- PP DTY 30d/24f 필라멘트를 Fig. 1 위의 오른쪽 continuous filament 위치에 놓여지고 여기서 풀려나온 필라멘트를 프런트 롤러 중앙부위로 피드시키고 Fig. 1의 위쪽 왼편에 두 개의 텐셀 로빙을 드라프트 영역으로 내려 보내어 프런트 롤러에서 이 필라멘트와 만나 PP DTY/텐셀 sheath-core 40's를 제조하였다.
- Ret0 값을 결정하기 위해 계측부의 온도와 공기의 온도를 35℃로 맞추고 공기습도는 40% R.H.로 설정하였다. 그리고 공기의 속도는 1 m/s로 설정하고 투습저항장비상수 Ret0을 먼저 결정하였다.
- 준비된 8가지 실을 사용하여 래피어 직기(Picanol Gamma, 벨기에)를 이용하여 직물을 제직하였다. Table 1에 보인 복합사 시료 1, 2 그리고 3번사를 경사로 사용하였으며 각각의 경사에 Table 1에 보인 4번에서 8번까지 5가지 방적사를, 경사 3가지에 각각 위사1로(Table 1에서 yarn 1)로 사용하였으며 위사 2(Table 1에서 yarn 2)로서 PP 100d/48f를 위사 1과 함께 1:1로 교호로 위입시켜 15가지 평직 조직의 직물 시료를 각각 30y씩 제직하였으며 염색과 가공을 진행하였다. 제직한 15가지 생지는 동일한 조건에서 염색과 가공을 하기위해 생지를 연결하여 진행하였다.
- 직물의 굽힘강성은 FAST-2 시험기로 측정하였다. 경사와 위사방향의 굽힘 길이와 직물의 무게로 다음의 식에서 굽힘강성을 계산하였다.
- 경사용으로 사용될 3가지 실을 siro ring 정방기에서 제조하였다. Fig.
- 염색은 래피드염색기에서 120℃에서 60분 처리 후 건조기를 거친 후 최종 세팅을 130℃에서 50m/분 속도로 텐터기에서 처리하였다. 그리고 경사와 위사의 종류와 특성에 따른 열과 수분의 이동특성과 역학 특성 측정을 통한 착용 쾌적성을 분석하였다. 본 연구에서 제조한 8가지 실과 15가지 직물은 최근의 고감성 의류 소재로서 많이 사용되는 소재인 텐셀, 뱀부, coolmax 등의 스테이플 섬유와 PET와 PP필라멘트를 사용하여 만든 siro-fil사, sheath/ core사 등의 복합사와 이들로 만들어진 직물 소재 트랜드를 적극적으로 적용하였다.
- 한편, 직물의 모세관 현상에 의한 수분이동 연구(Hiraku & Yoichiro, 1993; Hsieh, 1995; Pack, 1995)에서 직물을 구성하는 실의 꼬임의 증가와 섬유팩킹의 증가는 수분전달을 감소시킨다고 하였다. 그리고 섬유사이의 기공의 크기가 작을 때 모세관압이 높아지고 기공을 통한 액체의 이동이 일어나고 기공이 작고 균일할수록 수분이 빠르게 확산되며 액체의 이동과 흡수는 섬유와 액체의 상호작용과 기하학적 형상에 의존한다고 분석하였다. 모세관 흡수에 대한 기초연구(Adle & Walsh, 1984; Ghali et al.
- 그리고 직물의 압축특성은 FAST-1을 사용하여 2 gf/cm2, 100 gf/cm2 하중으로 압축하여 직물의 압축성을 측정하였다.
- 또한 Fig. 2에 보인 siro장치 위쪽에 텐셀 로빙 두 가닥을 드라프트 영역으로 피드시켜 텐셀 siro사 40’s를 만들어 이들 세 가지 복합사를 경사로 사용하였다.
- 또한 PET DTY 55d/216f 필라멘트를 사용하여 PET DTY/텐셀 siro-fil 40's를 2번째 위사로 사용하였으며 PET coolmax 스테이플 섬유와 뱀부 스테이플 섬유를 혼합하여 ring 정방기에서 만든 40's 방적사를 3번째 위사로, 뱀부 스테이플 섬유를 사용한 40's 방적사를 4번째 위사로 방적하였다.
- 시료를 경사 또는 위사 방향의 45°로 취하여 13 cm×5 cm 크기로 준비하여 5 gf/cm 하중으로 인장하여 바이어스 방향의 신도를 측정하였다.
- Table 1에 보인 복합사 시료 1, 2 그리고 3번사를 경사로 사용하였으며 각각의 경사에 Table 1에 보인 4번에서 8번까지 5가지 방적사를, 경사 3가지에 각각 위사1로(Table 1에서 yarn 1)로 사용하였으며 위사 2(Table 1에서 yarn 2)로서 PP 100d/48f를 위사 1과 함께 1:1로 교호로 위입시켜 15가지 평직 조직의 직물 시료를 각각 30y씩 제직하였으며 염색과 가공을 진행하였다. 제직한 15가지 생지는 동일한 조건에서 염색과 가공을 하기위해 생지를 연결하여 진행하였다. 호발과 정련을 CPB정련기에서 실시한 후 연속 정련기에서 50m/분 속도로 수세를 거친 후 1차 세팅을 150℃에서 40m/분로 실시하였다.
- 준비된 8가지 실을 사용하여 래피어 직기(Picanol Gamma, 벨기에)를 이용하여 직물을 제직하였다. Table 1에 보인 복합사 시료 1, 2 그리고 3번사를 경사로 사용하였으며 각각의 경사에 Table 1에 보인 4번에서 8번까지 5가지 방적사를, 경사 3가지에 각각 위사1로(Table 1에서 yarn 1)로 사용하였으며 위사 2(Table 1에서 yarn 2)로서 PP 100d/48f를 위사 1과 함께 1:1로 교호로 위입시켜 15가지 평직 조직의 직물 시료를 각각 30y씩 제직하였으며 염색과 가공을 진행하였다.
- 최근 고감성 의류용으로 사용되는 복합사를 사용한 직물소재의 물성과 열과 수분의 이동 특성을 연구하기 위해 PP와 PET 필라멘트 그리고 coolmax, 텐셀, 뱀부 등의 스테이플 섬유와의 sheath-core복합사, siro-fil 복합사, 그리고 siro방적사 등을 제조하고 이들을 사용한 복합직물의 물성을 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 그리고 공기의 속도는 1 m/s로 설정하고 투습저항장비상수 Ret0을 먼저 결정하였다. 투습저항을 측정하기 위해서는 셀로판 멤브레인을 계측부상에 설치하고 그 위에 시료를 올려서 테이프로 고정시킨 후 측정하였다.
- 제직한 15가지 생지는 동일한 조건에서 염색과 가공을 하기위해 생지를 연결하여 진행하였다. 호발과 정련을 CPB정련기에서 실시한 후 연속 정련기에서 50m/분 속도로 수세를 거친 후 1차 세팅을 150℃에서 40m/분로 실시하였다. 염색은 래피드염색기에서 120℃에서 60분 처리 후 건조기를 거친 후 최종 세팅을 130℃에서 50m/분 속도로 텐터기에서 처리하였다.
- (1994) 등의 연구에서도 언급되고 있다. 흡습 및 수분이동 특성은 흡수속도 개념으로 단순 흡수율 개념과는 다르다는 것을 보기위해 Fig. 6에 JIS 규격에 의한 3개 그룹 15개 시료들의 흡수율 실험 결과를 도시하였다. Fig.
대상 데이터
- PET coolmax 50d/36f 필라멘트가 Fig. 1의 왼쪽 continuous filament 위치에 놓여지고 여기서 풀려나온 필라멘트는 프런트 롤러 중앙부위로 피드되어 두 개의 텐셀 로빙이 드라프트 영역을 지나 프런트 롤러에서 이 필라멘트와 만나 PET coolmax/텐셀 sheath-core 40's가 제조되었다.
- 또한 PET DTY 55d/216f 필라멘트를 사용하여 PET DTY/텐셀 siro-fil 40's를 2번째 위사로 사용하였으며 PET coolmax 스테이플 섬유와 뱀부 스테이플 섬유를 혼합하여 ring 정방기에서 만든 40's 방적사를 3번째 위사로, 뱀부 스테이플 섬유를 사용한 40's 방적사를 4번째 위사로 방적하였다. 그리고 PET DTY 75d/144f 하이멀티 필라멘트를 5번째 위사용으로 사용하였다. Table 1에 본 연구에서 제조한 실의 스펙을 정리하였으며 이들 실의 모형을 도시 하였다.
- 그리고 경사와 위사의 종류와 특성에 따른 열과 수분의 이동특성과 역학 특성 측정을 통한 착용 쾌적성을 분석하였다. 본 연구에서 제조한 8가지 실과 15가지 직물은 최근의 고감성 의류 소재로서 많이 사용되는 소재인 텐셀, 뱀부, coolmax 등의 스테이플 섬유와 PET와 PP필라멘트를 사용하여 만든 siro-fil사, sheath/ core사 등의 복합사와 이들로 만들어진 직물 소재 트랜드를 적극적으로 적용하였다. Table 2에 본 연구에서 사용한 직물시료 특성을 보였다.
- 직물과 실의 단면사진은 FE-SEM(S-4100, Hitachi Co., 일본)을 사용하여 측정하였다.
이론/모형
- KS K 0815A 법에 의해 측정하였다. 27±2℃ 증류수가 담겨있는 수조에 40 cm×40 cm 시료를 침지시켜 충분히 흡수시켰다가 꺼내어 물방울이 더 이상 떨어지지 않을 때 측정장치(INTEC.
- KS K 0815의 흡수성 측정방법 중 적하법(A법)에 의해 흡수 속도를 측정하였다. Fig.
- KS K 0815의 흡수성 측정방법 중 흡수율을 측정하였다. 7.
- 4. Wicking test apparatus by drop method (KSK ISO 11092:2009).
- 직물의 굽힘강성은 FAST-2 시험기로 측정하였다. 경사와 위사방향의 굽힘 길이와 직물의 무게로 다음의 식에서 굽힘강성을 계산하였다.
- 투습저항은 ISO 11092 규격을 적용하여 ThermDAC 기계(Measurement Technology, 영국)를 사용하여 아래식을 사용하여 투습저항, Ret를 계산하였다.
성능/효과
- Fig. 13(c)에 보인 직물의 굽힘강성치는 경사를 방적사를 사용한 C그룹 시료들은 위사를 어떤 실을 사용하더라도 큰 차이를 보이지 않았 으나 A그룹과 B그룹은 위사 종류에 따라 차이를 보이므로서 의류에서의 형태안정을 위해서는 경사를 방적사를 사용하는 것이 바람직하게 보였다. Fig.
- Fig. 13(d)에서 보인 전단강성치는 위사를 coolmax/텐셀 sheath-core사, PET DTY 하이멀티/텐셀 siro-fil사와 coolmax와 뱀부 혼합 방적사 등 두 가지 소재를 혼합해서 사용한 시료군이 특히 큰 값을 보임으로서 의류에서의 형태 안정성이 우수한 특성을 보였다. 그러나 1번 시료 전단강성치가 낮은 값을 보인 것은 다른 시료에서는 볼 수 없는 경사와 위사가 모두 sheath/core사로서 경사와 위사의 교차점에서 sheath부의 스테이플섬유가 전단력에 대해 쉽게 변형이 됨으로서 낮은 전단 강성치를 보였다고 사료된다.
- 1) 경사가 PP/텐셀 sheath-core복합사인 직물소재가 PET/텐셀 siro-fil사 직물, 텐셀 siro방적사 직물보다 더 우수한 wicking 특성을 보였으며 위사도 coolmax 필라멘트와 텐셀과의 sheathcore 복합사로 만들어진 직물의 wicking이 위사가PET/텐셀 siro-fil, coolmax/뱀부 방적사, 그리고 뱀부 siro 방적사로 만들어진 직물보다 더 우수하였다.
- 11번 시료의 건조성이 14번과 같이 나쁜 이유는 경사에 사용된 coolmax가 이형단면형상을 함으로써 섬유간 공극내의 공기층이 수분증기입자의 이동을 방해하는 것이 원인으로 사료된다. 15번 시료가 경사 방적사에 위사는 하이멀티 PET사이며 건조 시간이 가장 낮은 값을 보였으며 이는 하이멀티 필라멘트 사이의 공간이 수분증기가 빠져 나가는 도수로 역할을 하는 것으로 보여진다. 따라서 건조특성이 C그룹에서 가장 우수함을 알 수 있다.
- 2) 경사가 텐셀 siro 방적사일때 보다 PP/텐셀 sheath-core 복합사 혹은 PET/텐셀 siro-fil 복합사인 직물의 건조 특성이 더 우수하며 이 경우 위사에 coolmax/뱀부 방적사 사용직물과 뱀부 siro 방적사를 사용한 직물의 건조 특성이 우수하였다. 특히, 이 경우 위사에 PET/텐셀 siro-fil 복합사를 사용한 직물의 건조 특성이 불량함을 확인하였다.
- 3) 경사가 텐셀 siro 방적사인 직물시료가 경사가 PP/텐셀 sheath-core복합사 혹은 PET/텐셀 siro-fil 복합사로 된 직물시료보다 더 낮은 투습저항을 보였다. 그리고 경사가 PP/텐셀 sheath-core복합사 혹은 PET/텐셀 siro-fil복합사인 경우 위사가 PET 하이멀티 필라멘트사로 구성된 직물시료의 투습저항이 가장 낮은 값을 보였다.
- 4) 경사가 텐셀 siro 방적사인 직물시료가 PP/텐셀 sheathcore복합사와 PET/텐셀siro-fil 복합사로 된 직물시료보다 더 낮은 열전도도를 보였다. 그리고 경사가 PP/텐셀 sheath-core 복합사 혹은 PET/텐셀 siro-fil 복합사 일 때 위사가 PET/텐셀 siro-fil사인 직물의 열전도도가 가장 높은 값을 보였다.
- 12는 3개 그룹 15개 시료의 열전도도를 도시한 것이다. A, B그룹 시료에 비해 C그룹의 열전도도가 낮은 값을 보였다. 즉 A, B그룹의 경사에 사용된 sheath-core사와 siro-fil 방적사보다 C그룹의 경사에 사용된 siro방적사가 더 벌키함으로서 섬유들 사이의 공극내에 존재하는 공기층이 열이동을 방해함으로서 낮은 열전도도를 보이는 것으로 보였다.
- 6에 JIS 규격에 의한 3개 그룹 15개 시료들의 흡수율 실험 결과를 도시하였다. Fig. 6에서 볼 수 있듯이 흡수성이 우수한 뱀부 방적사가 위사로 사용된 4번, 9번, 그리고 14번 시료가 3개 그룹에서 가장 높은 값을 보였으며 반면에 5번, 10번, 그리고 15번 시료가 가장 낮은 값을 보이므로 위사가 필라멘트인 시료의 흡수성이 불량함을 알 수 있다. 이러한 현상은 bamboo섬유는 분자구조에 친수성 셀룰로오즈기를 가지는 반면 PET는 소수성의 화학구조를 가짐에 기인하는 것으로 사료된다.
- 7은 직물시료의 건조특성 실험결과를 도시 한 것이다. Fig. 7에서 볼 수 있듯이 15개 3개 그룹 시료 중에서 경사가 텐셀 siro 방적사인 C그룹(11번~15번)의 건조시간이 경사가 PP 와 텐셀과의 sheath-core사인 A그룹(1번~5번)과 PET와 텐셀과의 siro-fil사인 B그룹(6번~10번)의 건조시간보다 더 김으로써 건조특성이 나쁜 것을 알 수 있다. 즉 경사가 방적사일 때 흡수된 수분이 방적사 내부에 스며들어 거시적으로는 물분자가 섬유로부터 빠져나오는 시간이 sheath-core사와 siro-fil사보다더 어렵게 됨으로써 C그룹의 건조시간이 더 길게 소요되는 것으로 보여진다.
- 즉 PET 하이멀티와 텐셀의 siro-fil사의 경우 흡습 및 수분이동을 텐셀과 함께 꼬여져있는 하이멀티사가 방해를 하므로서 흡습 및 수분 이동시간이 더 많이 걸리는 것으로 판단된다. 그리고 11번~15번 그룹은 경사가 텐셀 방적사이며 이 경우도 흡수된 수분이 텐셀 방적사내의 스테이플 섬유내에 함몰되어 이동이 늦추어짐으로서 PP와 텐셀의 sheath-core 사가 경사인 1번~5번 그룹보다 흡습 및 수분이동시간이 더 많이 소요됨으로서 수분이동 특성이 좋지 못함을 알 수 있다. 그리고 위사의 종류에 따른 3개 그룹의 wicking 시간이 위사의사종이 sheath-core사와 siro-fil사인 1, 2, 6, 7번 그리고 11, 12번 시료들이 위사가 방적사(3, 4, 8, 9, 13, 14번), 그리고 필라멘트사(5, 10, 15번) 시료보다 우수함을 볼 수 있으며 특히 위사에 coolmax 필라멘트가 들어가 있는 sheath core사 시료, 즉 1, 6, 11번 시료가 가장 우수한 흡습 및 수분이동 특성을 보였다.
- 그리고 1번에서 5번 시료들의 흡습 및 수분이동이 6번~10번 그룹과 11번~15번 그룹보다 더 우수함을 볼 수 있다. 이는 1번에서 5번 시료들은 경사가 PP와 텐셀의 sheath-core사이며 6번~10번 그룹은 PET 하이멀티 필라멘트와 텐셀의 siro-fil사 직물로서 sheath부의 섬유에 의해 습윤 및 흡수된 수분이 core부에 있는 필라멘트를 따라서 퍼져나가므로 필라멘트와 스테이플 섬유가 꼬여진 사 구조로 인해 높은 팩킹성으로 수분 이동이 느려지는 siro-fil사보다 sheath-core사가 흡습 및 수분이동이 더 빠르게 일어난다는 것을 알 수 있다.
- 11~15) 시료가 A, B그룹 시료보다 벌키하며 실과 실 사이 섬유와 섬유사이의 미세공극이 많음을 볼 수 있다. 그리고 Fig. 11에 보인 15가지 직물 표면 텍스쳐에서도 플랫(flat)한 A, B그룹 시료보다 C그룹 시료의 경사와 위사들의 입체성 및 벌키성과 경사와 위사 사이의 미세공극이 더 큰 것을 볼 수 있으며 이것이 습열 증기 입자의 이동을 쉽게 함으로서 투습성이 우수함을 예측할 수 있다.
- 이는 sheath-core, siro-fil, siro사로 된 다른 시료들은 모두 방적사임으로써 필라멘트사의 압축저항이 방적사 보다 더 큰 값을 가짐에 기인하는 것으로 보여졌다. 그리고 각 그룹에서 경사와 위사가 모두 스테이플 섬유로서 외곽을 감싸고 있는 시료 즉 sheath/core사 직물시료가 siro-fil사 직물시료보다(2번보다 1번 시료, 7번보다 6번 시료, 12번보다 11번 시료) 압축성이 우수함으로서 촉감 특성이 더 우수함을 보였다. 그리고 Fig.
- 즉 A, B그룹의 경사에 사용된 sheath-core사와 siro-fil 방적사보다 C그룹의 경사에 사용된 siro방적사가 더 벌키함으로서 섬유들 사이의 공극내에 존재하는 공기층이 열이동을 방해함으로서 낮은 열전도도를 보이는 것으로 보였다. 그리고 각 그룹에서 위사가 하이멀티 PET 필라멘트인 5, 10 그리고 15번 시료들의 열전도도가 가장 낮은 값을 보였다. 이것은 5, 10 그리고 15번 시료들은 위사가 하이멀티 PET필라멘트로 구성되어 있으며 다른 시료들은 텐셀과 뱀부섬유가 함유되어 있음으로서 PET의 열전도도가 텐셀과 뱀부섬유에 비해 상대적으로 낮음에 기인하는 것으로 보인다.
- 4) 경사가 텐셀 siro 방적사인 직물시료가 PP/텐셀 sheathcore복합사와 PET/텐셀siro-fil 복합사로 된 직물시료보다 더 낮은 열전도도를 보였다. 그리고 경사가 PP/텐셀 sheath-core 복합사 혹은 PET/텐셀 siro-fil 복합사 일 때 위사가 PET/텐셀 siro-fil사인 직물의 열전도도가 가장 높은 값을 보였다.
- 이러한 현상은 bamboo섬유는 분자구조에 친수성 셀룰로오즈기를 가지는 반면 PET는 소수성의 화학구조를 가짐에 기인하는 것으로 사료된다. 그리고 경사에 방적사가 사용된 C그룹인 11번-15번 시료들의 흡수성이 1번-10번까지의 A, B그룹, 즉 경사가 PP와 텐셀과의 sheath-core사 그룹(시료 no.1~5) 그리고 PET와 텐셀의 siro-fil사 시료들 그룹(시료 no. 6~10)보다 더 높은 흡수성을 보였다. 이러한 현상도 흡습성은소수성 필라멘트가 core부에 들어가 있는 sheath/core 텐셀복합사보다 100% 텐셀 방적사인 경우가 더 높은 값을 보인다는 사실을 알 수 있다.
- 이는 siro-fil사의 구조가 sheath/core사, siro 방적사보다 훨씬 컴팩터함으로서 섬유간 접촉점 수가 더 많아지고 따라서 열전도가 더 쉽게 일어남으로서 더 높은 열전도도값을 보이는 것으로 사료된다. 그리고 위사가 sheath/core사인 1번, 6번, 11번 시료들의 열전도도는 siro-fil사인 2번, 7번 12번 시료들의 열전도도보다 모두 낮은 값을 보임으로서 열전도성이 siro-fil사가 sheath/core사보다 더 크다는 것을 알 수 있다. 이는 PET의 열전도도가 PP보다 큰 값을 가지며 siro-fil사의 구조가 섬유 간 접촉점 수가 많음에 기인된 것으로 예측된다.
- 그리고 11번~15번 그룹은 경사가 텐셀 방적사이며 이 경우도 흡수된 수분이 텐셀 방적사내의 스테이플 섬유내에 함몰되어 이동이 늦추어짐으로서 PP와 텐셀의 sheath-core 사가 경사인 1번~5번 그룹보다 흡습 및 수분이동시간이 더 많이 소요됨으로서 수분이동 특성이 좋지 못함을 알 수 있다. 그리고 위사의 종류에 따른 3개 그룹의 wicking 시간이 위사의사종이 sheath-core사와 siro-fil사인 1, 2, 6, 7번 그리고 11, 12번 시료들이 위사가 방적사(3, 4, 8, 9, 13, 14번), 그리고 필라멘트사(5, 10, 15번) 시료보다 우수함을 볼 수 있으며 특히 위사에 coolmax 필라멘트가 들어가 있는 sheath core사 시료, 즉 1, 6, 11번 시료가 가장 우수한 흡습 및 수분이동 특성을 보였다. 이는 coolmax의 이형단면 형상에 의한 흡한·속건 특성 (Hsieh, 1995)과 core부분의 필라멘트가 sheath부의 스테이플 섬유가 습윤(wetting)후 wicking에 의해 흡수된 수분을 이동시키는 효과(Ghali et al.
- 또한 A그룹(1번~5번)과 B그룹(6번~10번)에서 공히 1번과 2번 그리고 6번과 7번 시료를 보면 위사가 sheath-core사 직물인 1번과 6번 시료가 siro-fil사 시료인 2번과 7번보다 건조특성이 우수하며 또한 위사에 coolmax와 뱀부혼합 스테이플 방적사 시료인 3번과 8번 시료가 뱀부만의 방적사 시료인 4번과 9번 시료 보다 건조특성이 우수함을 알 수 있다. 이는 coolmax 섬유의 단면이 이형단면으로서 속건성이 우수함을 보여주는 결과이며 특히 경사가 sheath-core사와 siro-fil사에 위사가 coolmax 방적사로 구성된 시료의 건조 특성이 가장 우수함을 알 수 있다.
- 이는 coolmax 섬유의 단면이 이형단면으로서 속건성이 우수함을 보여주는 결과이며 특히 경사가 sheath-core사와 siro-fil사에 위사가 coolmax 방적사로 구성된 시료의 건조 특성이 가장 우수함을 알 수 있다. 또한 C그룹(11~15번)의 경우에서 14번이 건조 특성이 나쁘며 경사와 위사가 모두 방적사일 경우 섬유사이에 흡수되어 있던 수분증기의 이동을 방적사내의 엉켜진 섬유들이 방해하는 정도가 경사와 위사 중 한 가지가 방적사인 직물보다 더 크게 됨으로서 건조특성이 나쁜 것을 알 수 있다. 11번 시료의 건조성이 14번과 같이 나쁜 이유는 경사에 사용된 coolmax가 이형단면형상을 함으로써 섬유간 공극내의 공기층이 수분증기입자의 이동을 방해하는 것이 원인으로 사료된다.
- 반면 각 그룹에서 위사가 PET 하이멀티 DTY와 텐셀섬유와의 siro-fil사로 제직된 시료인 2번, 7번 그리고 12번 시료들의 열전도도가 가장 큰 값을 보였다. 이는 siro-fil사의 구조가 sheath/core사, siro 방적사보다 훨씬 컴팩터함으로서 섬유간 접촉점 수가 더 많아지고 따라서 열전도가 더 쉽게 일어남으로서 더 높은 열전도도값을 보이는 것으로 사료된다.
- 이것은 core부의 필라멘트가 수분이동을 쉽게 해주는 통로로서 심지역할을 하게 된 것에 기인하는 것으로 추정된다. 반면 습열이동에 관계되는 투습도는 경사가 하이브리드복합사를 사용할 때 위사는 하이멀티 필라멘트사를 사용한 경우 투습도가 가장 우수하며 열전도도는 경사에 하이브리드 복합사, 그리고 위사를 siro-fil사를 사용할 때 가장 높은 값을 보여 착용 쾌적성이 우수한 복합사 직물을 제조할 수 있다는 것을 확인하였다.
- 또한 A그룹(1번~5번)과 B그룹(6번~10번)에서 공히 1번과 2번 그리고 6번과 7번 시료를 보면 위사가 sheath-core사 직물인 1번과 6번 시료가 siro-fil사 시료인 2번과 7번보다 건조특성이 우수하며 또한 위사에 coolmax와 뱀부혼합 스테이플 방적사 시료인 3번과 8번 시료가 뱀부만의 방적사 시료인 4번과 9번 시료 보다 건조특성이 우수함을 알 수 있다. 이는 coolmax 섬유의 단면이 이형단면으로서 속건성이 우수함을 보여주는 결과이며 특히 경사가 sheath-core사와 siro-fil사에 위사가 coolmax 방적사로 구성된 시료의 건조 특성이 가장 우수함을 알 수 있다. 또한 C그룹(11~15번)의 경우에서 14번이 건조 특성이 나쁘며 경사와 위사가 모두 방적사일 경우 섬유사이에 흡수되어 있던 수분증기의 이동을 방적사내의 엉켜진 섬유들이 방해하는 정도가 경사와 위사 중 한 가지가 방적사인 직물보다 더 크게 됨으로서 건조특성이 나쁜 것을 알 수 있다.
- 종합적으로 하이브리드 복합사 직물에서 수분이동에 관계되는 wicking성이 우수한 직물의 설계를 위해서는 경사와 위사에 sheath-core사를 사용하는 것이 바람직하며 건조특성은 경사 sheath-core사 구조에 위사를 coolmax/텐셀 방적사를 사용한 직물이 가장 우수하였다. 이것은 core부의 필라멘트가 수분이동을 쉽게 해주는 통로로서 심지역할을 하게 된 것에 기인하는 것으로 추정된다.
- A, B그룹 시료에 비해 C그룹의 열전도도가 낮은 값을 보였다. 즉 A, B그룹의 경사에 사용된 sheath-core사와 siro-fil 방적사보다 C그룹의 경사에 사용된 siro방적사가 더 벌키함으로서 섬유들 사이의 공극내에 존재하는 공기층이 열이동을 방해함으로서 낮은 열전도도를 보이는 것으로 보였다. 그리고 각 그룹에서 위사가 하이멀티 PET 필라멘트인 5, 10 그리고 15번 시료들의 열전도도가 가장 낮은 값을 보였다.
- 10에서 볼 수 있듯이 5번과 10번 시료의 경우 위사에 들어가 있는 필라멘트사의 스티프함 때문에 위사들의 크림프가 없으며 경사들 사이의 공극이 많아져서 습열 입자의 통과가 쉬워져서 투습저항이 낮은 값을 보인 것으로 판단된다. 특히 B그룹 내의 8번과 9번 시료의 투습저항은 특히 높은 값을 보였으며 이는 경사가 PET 하이멀티사와 텐셀의 siro-fil사일 경우 위사로 방적사를 만날 때 방적사의 유연함 때문에 직물에서의 크림프 형성이 쉬워지고 경사는 3차원 크림프 구조를 가짐으로서 습열 증기가 빠져나갈 수 있는 거리가 길어지고 따라서 투습저항이 큰 값을 보이는 것으로 추정된다. 이러한 크림프 구조는 Fig.
- 그리고 경사가 PP/텐셀 sheath-core복합사 혹은 PET/텐셀 siro-fil복합사인 경우 위사가 PET 하이멀티 필라멘트사로 구성된 직물시료의 투습저항이 가장 낮은 값을 보였다. 특히 경사가 PET/텐셀 siro-fil인 직물의경우 위사가 coolmax/뱀부 방적사, 그리고 뱀부 siro방적사인 직물시료의 투습저항이 가장 높은 값을 보였다.
- 13(b)에서 볼 수 있듯이 직물의 신축성(extensibility)은 A그룹인 PP와 텐셀 섬유의 sheath-core 사를 경사로 사용한 직물들의 신축성이 B그룹, C그룹보다 큰 값을 보임으로써 PP필라멘트의 sheath-core사로 사용 가능성을 보여 주었다. 특히 경사가 PP/텐셀 sheath-core사의 경우 위사가 coolmax/뱀부방적사 그리고 뱀부방적사인 3번과 4번 시료의 신축성이 특히 높은 값을 가짐으로서 다른 시료들에 비해 의류 착용 신축성이 우수함을 예측 할 수 있었다. Fig.
후속연구
- 그러나 최근 춘추용 조깅용 셔츠 혹은 트래킹용 남녀 외의용에 사용되는 siro-fil사, sheath/core복합사 등에 고감성·고기능소재인 텐셀, 뱀부, coolmax 등의 소재를 사용하여 고감성 직물소재가 많이 개발되고 있으며 특히 폴리프로필렌 필라멘트가 siro-fil사 혹은 sheath/core사의 core부분에 삽입되어 의류용 소재로 사용됨으로써 이들 소재의 사용에 따른 직편물의 쾌적성에 대한 분석 연구가 필요한 것으로 판단된다.
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