[논문]시판 습식방수복의 부위별 소재 특성 및 보온성 평가

김혜림; 방윤혁; 이선희

doi:10.12772/tse.2016.53.229

시판 습식방수복의 부위별 소재 특성 및 보온성 평가
Evaluation of Thermal Insulation and Characterization of Materials for Commercial Wetsuits for Surfers

한국섬유공학회지 = Textile science and engineering, v.53 no.4, 2016년, pp.229 - 240

김혜림 (동아대학교 의상섬유학과) , 방윤혁 ((주)효성) , 이선희 (동아대학교 패션디자인학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we evaluated the thermal insulation of different materials and characterized these materials for commercial wetsuits. The performance characteristics of three different wetsuit materials were examined. Parts of the wetsuit including the neck, bodice, and knee were prepared. Surface morphology was examined using an image analyzer microscope system. In the tensile test, the load, elongation, and initial modulus were obtained for the different wetsuit materials. To investigate the thermal insulation property of wetsuits, we assessed the differences in surface temperatures by a heat storage test method. The thermal resistance was estimated by heat flux experiments on a thermal mannequin, exposed to $20^{\circ}C$, to obtain the thermal insulation of the different wetsuit materials under study.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 습식 방수복의 부위별 소재 특성과 여밈특성이 보온성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 여밈위치가 다른 3종의 습식방수복을 구하여, 목, 몸판, 및 무릎부위별로 사용된 소재의 특성을 두께 및 소재표면분석, 인장강신도 분석, 광발열시험 및 발한 온열 마네킨을 이용한 보온성 측정을 행한 바 다음과 같이 요약할 수 있다. 습식 방수복의 부위별 소재의 두께특성은 목, 몸판, 무릎순으로 두꺼운 소재를 사용하고 있다.
본 연구에서는 습식방수복의 부위별 소재 특성과 여밈의 위치에 따라 보온성에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 한다. 현재 국외에서 시판되는 습식방수복을 여밈 형태별로 선택하고, 습식방수복의 각 부위별로 사용된 소재의 특성을 직물현미경 분석, 인장강신도 분석, 광발열특성 분석을 수행하여 부위별 소재특성을 파악하고, 발한 온열 마네킨을 이용한 보온성 평가를 진행하여, 습식방수복 소재개발을 위한 기초자료로 사용하고자 한다.
시판 습식방수복의 부위별 소재 특성을 알아보기 위하여 각 다음의 실험을 진행하였다. 소재의 표면분석을 위해 직물화상 분석 시스템(Nex Measure Pro5 NTZ-6000, Bestec Vision Co.
본 연구에서는 습식방수복의 부위별 소재 특성과 여밈의 위치에 따라 보온성에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 한다. 현재 국외에서 시판되는 습식방수복을 여밈 형태별로 선택하고, 습식방수복의 각 부위별로 사용된 소재의 특성을 직물현미경 분석, 인장강신도 분석, 광발열특성 분석을 수행하여 부위별 소재특성을 파악하고, 발한 온열 마네킨을 이용한 보온성 평가를 진행하여, 습식방수복 소재개발을 위한 기초자료로 사용하고자 한다.

제안 방법

광발열 시험은 광조사에 의한 원단의 표면온도 변화를 측정하는데, 온습도 챔버(EBR, Walk-in Type, Espec) 내 발열체로 이와사끼사 220 V/500 W/3200 K 전구를 두고 조사 거리 50 cm, 조사시간 60분동안 10 cm×10 cm의 시험편에 조사하여 10분 간격으로 표면 온도를 측정하였고, 온도상승분을 다음의 식으로 계산하였다.
발한 온열 마네킨(Newton, Measurement Technology NORTHWEST, USA)을 이용한 보온력 측정은 일정한 온도로 유지하기 위한 전력량(heat flux)과 환경온도, 마네킨 각부분의면적을통하여보온효율또는보온량을측정하였다.
발한 온열 마네킨을 이용한 보온성 평가: 발한 온열 마네킨은 사람과 비슷한 마네킨으로 인체와 유사한 온도와 땀을 발생시키고, 약 20개의 부위로 나뉘어져 있으며(Figure 6), 각 부위의 온도를 제어하고, 본 실험에서는 습식방수복을 착의한 몸통, 팔, 다리 부분의 보온력을 다음과 같이 분석하였다. Figure 7은 발한 마네킨의 상체 및 하체 부위별 열저항 값을 나타낸 것이다.
이때 부력기능의 네오프렌, 압축 네오프렌, 개질 네오프렌 등을 사용하고, 신축성이나 피부와의 밀착감 등은 겉감이나 안감에 사용되는 원단의 종류에 따라기능을 좌우할 수 있다. 본 연구에서 선택한 방수복은 목, 몸판, 무릎부위별로 나누고, 각각의 겉면, 안면, 두께면 방향으로의 두께를 측정하고, 직물현미경사진을 측정하여 분석에 이용하였다.
시판 습식방수복의 부위별 소재 특성을 알아보기 위하여 각 다음의 실험을 진행하였다. 소재의 표면분석을 위해 직물화상 분석 시스템(Nex Measure Pro5 NTZ-6000, Bestec Vision Co., Ltd.)를 이용하여 10배 및 200배로 고정하여 직물의 겉, 안방향으로 촬영하였고, 직물의 두께방향은 20배로 촬영하였으며, 각 소재별 두께를 측정하였다. 소재의 역학적 특성을 알아보기 위하여 KS K 0520(2009, 준용 그래브법(CRE Type))에 의해 각 시료의 시험편폭은 40 mm, 파지거리는 40 mm, 인장속도 50 mm/min의 조건으로 샘플당 3회 측정하였으며, 하중, 신장률, 및 초기탄성률의 평균값을 나타내었다.
습식방수복별의 부위별 소재의 역학적 특성을 알아보기 위하여, 강도, 신도, 초기탄성률의 특성을 측정하였다. Figure 2−4 및 Table 4는 방수복별 목, 몸판, 및 무릎 부분의 인장강신도 곡선과 각 특성값을 나타낸 것이다.
Naebe 등[6]의 연구에서는 습식방수복의 보온성에 관련된 연구를 진행한 바 있다. 시판용 습식방수복을 두께, 탄성률, 파열강도, 내수도, 열전도도 및 봉제강도 등을 분석하였다. 이 중 보온성 특성 분석은 가와바타시스템을 이용하였으며, 네오프렌을 두께별로 나누고, 스티치 봉제와 액상 봉합 등의 두가지 봉제방법으로 제조된 습식방수복을 평가한 바 네오프렌의 두께가 두꺼울수록, 액상봉제방법으로 제조한 습식방수복일수록 열전도성이 높은 것으로 보고하였다.
열저항(R_ct) : 열저항 마네킨에 의복 착용시 온도제어에 의한 평가로 국제 시험규격에 의거하여 인공기후실의 환경 온은 20 ℃, 마네킨의 온도는 35 ℃로 설정한 상태에서 측정하였다.

이론/모형

)를 이용하여 10배 및 200배로 고정하여 직물의 겉, 안방향으로 촬영하였고, 직물의 두께방향은 20배로 촬영하였으며, 각 소재별 두께를 측정하였다. 소재의 역학적 특성을 알아보기 위하여 KS K 0520(2009, 준용 그래브법(CRE Type))에 의해 각 시료의 시험편폭은 40 mm, 파지거리는 40 mm, 인장속도 50 mm/min의 조건으로 샘플당 3회 측정하였으며, 하중, 신장률, 및 초기탄성률의 평균값을 나타내었다.

성능/효과

suit B의 몸판 안감부분은 보온성을 부여할 수 있도록 기모편성물을 합포하여 사용하고 있다. 각 부위별 소재의 하중-신장곡선을 분석한 결과, 몸판에 비해 목 부분의 소재의 신도가 큰 유연한 소재를 사용하였고, 무릎부분의 소재는 하중이 700 N 정도로 강도값이 큰 소재를 사용한 것으로 보인다. 광발열특성분석 결과, suit B의 몸판부분이 우수하게 나타났는데, 이는 정지 공기층을 유지할 수 있는 기모구조의 안감소재를 사용함으로써 보온성을 부여하는 것으로 볼 수 있다.
두께 특성: Table 2는 습식방수복 3종의 목, 몸판, 및 무릎 부위에 사용된 소재의 두께방향의 표면사진과 두께값을 나타낸 것이다. 각 습식방수복은 종류에 관계없이 목, 몸판, 무릎 순으로 두꺼운 소재를 사용하는 것으로 확인되었다. 이는 습식방수복의 특징상 입고 벗기에 쉽도록 목부분은 얇은 소재를 적용하고, 동작시 외부와의 마찰 등이 쉽게 발생하는 무릎 부분의 소재는 두꺼운 소재로 사용하는 것으로 보인다.
각 부위별 소재의 하중-신장곡선을 분석한 결과, 몸판에 비해 목 부분의 소재의 신도가 큰 유연한 소재를 사용하였고, 무릎부분의 소재는 하중이 700 N 정도로 강도값이 큰 소재를 사용한 것으로 보인다. 광발열특성분석 결과, suit B의 몸판부분이 우수하게 나타났는데, 이는 정지 공기층을 유지할 수 있는 기모구조의 안감소재를 사용함으로써 보온성을 부여하는 것으로 볼 수 있다. 발한 온열 마네킨을 이용한 보온성 측정 결과, 수트의 배 부분의 열저항성이 큰 값을 나타냈으며, 전반적인 의복의 보온력(R_clo)은 1.
몸판에 사용된 소재의 경우, 소재의 경사방향과 위사방향에 관계없이 약 155−314 N의 범위에서 하중값을 나타내었고, 신도는 경사방향의 경우 약 168−350% 범위에서, 위사방향의 경우 약 264−353%의 신장률을 보이고 있다.
광발열특성분석 결과, suit B의 몸판부분이 우수하게 나타났는데, 이는 정지 공기층을 유지할 수 있는 기모구조의 안감소재를 사용함으로써 보온성을 부여하는 것으로 볼 수 있다. 발한 온열 마네킨을 이용한 보온성 측정 결과, 수트의 배 부분의 열저항성이 큰 값을 나타냈으며, 전반적인 의복의 보온력(R_clo)은 1.20−1.59의 범위에서 나타났다. 후속연구로는 수중환경에서 습식방수복의 소재 및 보온특성에 관한 연구를 진행하고자 한다.
습식방수복으로 둘러싸인 부분은 손발 얼굴과 같이 의복이 없는 부위에 비하여 높은 보온력을 나타낸다. 본 연구에서 분석한 습식방수복의 부위별 열 저항 값을 분석해보면, suit A의 경우 배, 엉덩이, 등, 어깨의 순으로 열저항 값이 크게 나타났다. 특히 상의 부분에서 배부분의 열저항성이 큰 것으로 나타났는데, 이는 각 방수복별 개구부의 형태에 따른 영향으로 보인다.

후속연구

소재의 두께별, 개구부의 위치 등이 잠수복의 보온력에 영향을 끼치는 것으로 보며, 토르소 부분의 직물은 기모직물군을 사용함으로써 보온성을 향상시키는 요인인 것으로 보인다. 후속 연구로는 습식방수복의 사용 환경인 수중환경에서의 보온력을 평가하는 것이 필요한 것으로 보인다.
59의 범위에서 나타났다. 후속연구로는 수중환경에서 습식방수복의 소재 및 보온특성에 관한 연구를 진행하고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	방수복은 무엇을 위해 설계된 의복인가?	최근 활발한 해양용 레저문화가 확산되는 가운데, 구명복, 방수복 등 안전기능성 해양용 의류제품에 대한 관심이 증가하고 있다. 방수복(immersion suits)[1]은 의도하지 않은 침수의 경우에 온도하강으로 부터 착용자를 보호하기 위해 설계된 의복인데, 습식방수복(wet suits)과 건식방수복 (dry suits)으로 나뉜다. 건식방수복은 잠수 시 물의 침입을 차단하도록 설계된 방수복으로 극한의 추위환경에도 견딜 수 있는 의류이며, 습식방수복은 잠수시 물의 출입이 허용되도록 설계된 방수복으로 해양레저스포츠용으로 적용되는 제품으로, 방수성과 보온성 기능을 갖는 소재인 네오프렌 직물을 사용하고 있다.
	방수복은 어떻게 나뉘는가?	최근 활발한 해양용 레저문화가 확산되는 가운데, 구명복, 방수복 등 안전기능성 해양용 의류제품에 대한 관심이 증가하고 있다. 방수복(immersion suits)[1]은 의도하지 않은 침수의 경우에 온도하강으로 부터 착용자를 보호하기 위해 설계된 의복인데, 습식방수복(wet suits)과 건식방수복 (dry suits)으로 나뉜다. 건식방수복은 잠수 시 물의 침입을 차단하도록 설계된 방수복으로 극한의 추위환경에도 견딜 수 있는 의류이며, 습식방수복은 잠수시 물의 출입이 허용되도록 설계된 방수복으로 해양레저스포츠용으로 적용되는 제품으로, 방수성과 보온성 기능을 갖는 소재인 네오프렌 직물을 사용하고 있다.
	시판 습식방수복의 부위별 소재 특성을 알아보기 위해 실험을 어떻게 진행하였나요?	시판 습식방수복의 부위별 소재 특성을 알아보기 위하여 각 다음의 실험을 진행하였다. 소재의 표면분석을 위해 직물화상 분석 시스템(Nex Measure Pro5 NTZ-6000, Bestec Vision Co., Ltd.)를 이용하여 10배 및 200배로 고정하여 직물의 겉, 안방향으로 촬영하였고, 직물의 두께방향은 20배로 촬영하였으며, 각 소재별 두께를 측정하였다. 소재의 역학적 특성을 알아보기 위하여 KS K 0520(2009, 준용 그래브법(CRE Type))에 의해 각 시료의 시험편폭은 40 mm, 파지거리는 40 mm, 인장속도 50 mm/min의 조건으로 샘플당 3회 측정하였으며, 하중, 신장률, 및 초기탄성률의 평균값을 나타내었다.

참고문헌 (11)

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상세보기
Y. Guo, Y. Li, J. Luo, L. Yao, M. Cao, J. Jiao, and J. Hu, "Change in Skin Temperature, Stratum Corneum Water Content and Transepidermal Water Loss During Cycling Exercise", J. Fiber Bioengineering and Informatics, 2013, 6, 301-313.
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M. Y. Kang, H. L. Kim, and S. H. Lee, "A Analysis of Various Commercial Wetsuit Type", Proceeding's the Korean Clothing Industry (spring), p.357, Suwon, 2015.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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