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문제 정의
- 본 연구에서는 60대 노년 여성의 신체적·생리적 특성에 따른 요구를 만족시키고자 몸에 잘 맞으면서, 적극적 온도조절 기능을 지닌 노년 여성용 기능성 언더웨어를 설계하고자 하였다. 60대 여성에게 잘 맞는 패턴 설계를 위해 정확한 체형 정보를 획득하고자 3차원 인체 스캔 데이터를 활용하여 체표 평면전개도를 작성하였으며, 3차원 모델링 과정에서 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환하였을 때 나타나는 차이비율을 계산한 결과, 외곽곡면의 길이와 면적의 각각 1.
제안 방법
- 이에 본 연구에서는 노년 여성의 체형과 온열생리적 특성에 적합한 기능성 언더웨어 개발 방법론을 모색하고자 하였다. 즉, 몸에 잘 맞으면서 외부 온도 변화에 대응하여 열적 쾌적감을 유지할 수 있는 기능성 언더웨어를 설계하고자, 60대 노년 여성의 3차원 데이터로부터 직접 체표 평면전개도를 작성하고 여기에 직물의 신축율을 적용하여 패턴을 설계하고, 주변 온도 변화에 따라 열을 방출, 흡열하는 직물 가공을 실시하였으며, 착의평가를 통해 그 적합성을 검증하고자 하였다.
- 기존의 선행연구(Lee, 1999) 결과에 따라, 노년 여성의 생리적 특성상 체온조절 능력 저하가 두드러지는 문제점에 따른 적극적 온도 조절 기능을 부여한 소재를 설계하기 위하여, 일정온도를 기준으로 온도가 상승하면 열을 흡수하고, 온도가 하강하면 열을 방출함으로써 일정온도를 유지하는 상전이물질(Phase Change Material, 이하 PCM)을 이용한 온도 조절 가공을 실시하였다. 이러한 온도조절 시스템이 작동하기 위한 온도는, 신체부위 중 체간부에서 가장 멀리 떨어져 있어서 가장 낮은 온도를 유지하는 손과 발의 온도(약 32ºC)보다 약간 낮은 온도에서 작용하도록 하는 것이 바람직하므로, 이에 해당되는 온도범위에서 작용하는 PCM 31°을 재료 물질로 선정하였고, pre-setting공정, 전처리 및 염색가공공정, PCM처리 순으로 가공을 실시하였다.
- PCM가공에 따른 언더웨어의 부위별 보온성 정도를 알아보기 위하여 피험자 5명에 대해 열화상 측정기(IT FlexCam Thermal Imager, FLUKE社)를 사용하여 열 분포평가를 실시하였다. 착용 직후와 시간이 흐른 뒤의 체온변화를 측정하기 위해서 착용 직후와 착용 후 30분 이후의 2가지 상태에서 측정하였다.
대상 데이터
- 기존의 원형 설계를 위한 체표 평면전개도 작성 연구에서는 석고법이나 인체단면도를 활용한 체표 평면전개도 작성을 토대로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 수작업보다는 재현성, 정확도, 데이터 저장 및 활용도가 높은 3차원 인체 스캔 데이터를 활용하여 노년 여성의 체형에 적합한 언더웨어 패턴의 기본이 되는 체표 평면전개도를 얻고자, 제5차 한국인 인체치수조사자료(Korea Agency for Technology and Standards[KATS], 2004)에서 제시한 60대 여성의 계측항목 중 젖가슴, 허리, 엉덩이의 두께, 너비, 둘레항목 등을 포함하는 20개 항목에서 [평균±1(표준편차)]에 포함되는 대표체형 1인을 실험대상으로 선정하였다(Table 3).
- 제작한 실험복의 적합성을 검증하기 위해 적합성 평가를 실시하였다. 피험자는 제5차 한국인 인체치수조사 자료에서 평균(표준편차)에 26개 항목에 포함되는 60대 여성 5인을 선정하였으며, 세부적인 치수는 Table 6과 같다.
데이터처리
- 동작기능성 평가의 경우, 상의에 대해서는 차려 자세와 양팔 180° 전거자세, 하의에 대해서는 차려 자세와 쪼그려 앉기 자세를 취하였을 때 38문항에 대해 적합한 정도를 5점 Likert척도(전혀 그렇지 않다(1) - 매우 그렇다(5))로 응답하도록 하였다. 의복압 및 동작기능성 평가 결과에 대해서는 SPSS 14.0 for windows를 사용하여 분석하였다.
- 착용 직후 부위별 열분포는 PCM 가공 유무에 따라 큰 변화가 없었으므로, 착용 30분 후 측정한 열분포 측정치에 대해 가공 전후 효과의 유의성을 파악하기 위해 비모수 검정인Wilcoxon signed rank test를 실시하였다(Table 11). 즉, PCM가공처리에 따른 열분포 측정치 변화의 유의성을 분석한 결과, 가슴, 배, 등, 엉덩이 부위에서 유의적으로 PCM 가공 후에 높은 것으로 나타났다.
이론/모형
- 언더웨어 패턴설계를 위한 3차원 인체측정 기준선 및 기준점은 한국표준협회의 의류 설계를 위한 인체측정법(KS A ISO 8559, 2008), 제5차 한국인 인체치수조사사업(2004)에서 제안한 인체 계측법에서 제안한 기준점 및 기준선을 참고하여 설정하였다(Table 4). 3차원 스캔 데이터로부터 패턴을 생성하기 위해서는 면 전환 위치에 절개선이 설정되어야 하므로(Park & Kim, 2010), 이에 준하여 체표 평면전개도의 절개기준선을 설정하였다.
- 3차원 인체 형상 정보 획득을 위해 독일 Techmath사의 Vitus smart 3D body scanner를 사용하여 스캔을 실시하였다. 그리고, 선행연구(Park & Kim, 2010)의 방법에 준하여 Rapidform XOR, CATIA를 사용하여 점 데이터로부터 파라메트릭 서피스(Parametric surface)를 생성하고, 그 위에 절개기준선을 설정함으로써 상반신 6개, 하반신 8개의 총 14개 패널을 생성하였다. 이들 패널은 NX Unigraphics 프로그램을 활용하여 2차원으로 평면화하여 체표 평면전개도를 작성하였으며, 이때 3차원 곡면과 2차원 평면에서의 외곽선길이와 면적에 대한 오차비율은 선행연구(Park & Choi, 2008)에 준하여 계산하였다.
성능/효과
- 신축성 소재 사용 시 몸에 밀착되도록 하기 위해서는 오히려 마이너스 여유량 설정이 필요하므로, 적절한 패턴의 축소율을 설정하기 위해 패턴의 가로방향에 대해 각각 0%, 5%, 10%, 15%의 축소율을 적용하여 제작한 실험복의 외관에 대한관능평가를 실시하였다(Table 7). 그 결과, 목둘레, 가슴, 허리부분의 여유량, 옆선과 진동둘레의 위치 등 모든 항목에서 유의수준 p<.001 수준에서 축소율 10%를 적용한 실험복이 다른 축소율을 적용한 실험복에 비해 더 적합한 것으로 평가되어 본 연구에서 선택한 신축성 소재로 실험복 제작 시 가장 적합한 패턴의 축소율은 10%라 할 수 있다. 이는 바디수트 설계 시 앞면 가슴 부위외의 부위는 10%로 축소한 선행연구(Park, 2003)나 밀착형 스포츠웨어 제작 시 신축성 소재에 적응하기 위한 패턴 축소율로 10%가 가장 적합하다고 한 선행연구(Kim et al.
- 가공 유·무에 따른 열 이동 특성 및 보온성, 부위별 열 분포 측정을 실시한 결과, PCM 가공을 적용한 소재의 경우, 열이동 특성이 좋고 외부가 더운 온도에서 열을 방출함으로써 온도를 낮추는 효과를 나타내었다. 또한, 절연성으로 측정한 보온성 효과가 높은 것으로 나타났으며, 착용했을 때 부위별 열 분포에서도 가공 시 보온 효과가 뛰어난 것으로 나타나 상전이 물질을 활용한 PCM 가공이 노년 여성용 언더웨어에 적합한 가공임을 시사하였다.
- 이상의 결과에서, 노년 여성의 3차원 스캔 데이터로부터 체표 평면전개도를 작성하고, 여기에 패턴 축소율을 적용하여 패턴을 설계하는 일련의 방법론의 적합성을 검증하였으며, 더불어 상전이물질을 사용한 PCM 소재 가공을 접목시킴으로써 노년기 여성들이 느끼는 온열생리적 불쾌감의 해소에 도움이 되는 적극적 온도 조절 기능을 부여할 수 있음을 확인하였다. 단, 신축성이 있는 싱글저지를 사용한 축소패턴을 구성할 경우, 패턴의 분할수나 길이, 축소율 등의 면에서 여러 가지 변화가 있을 수 있으므로 좀 더 다양한 방법을 모색해 볼 필요성이 있다고 사료된다.
후속연구
- 하의의 경우, 차려 자세에서는 모든 항목에서, 쪼그려 앉기 자세에서는, 엉덩이 여유량 항목을 제외한 모든 항목에서 패턴축소율을 적용한 실험복 EG1이 유의적으로 더 좋은 평가를 받았으며, 특히, 쪼그려 앉을 때 허리, 배부위의 여유량에 대한 만족도가 높음을 알 수 있다. 반면, 엉덩이 여유량에 대한 평가는 중간정도로 나타나, 패턴설계 시 엉덩이 길이를 늘이는 등 수정·보완하여 설계할 필요함을 알 수 있다. 이상의 결과에서, 언더웨어의 경우, 패턴을 축소하여 마이너스 여유량을 설정함으로써, 적절한 의복압을 생성하도록 하여 피부에 밀착하고 근육을 잡아줄 때 더 착용감이나 동작기능성이 향상됨을 알 수 있다.
- 이상의 결과에서, 노년 여성의 3차원 스캔 데이터로부터 체표 평면전개도를 작성하고, 여기에 패턴 축소율을 적용하여 패턴을 설계하는 일련의 방법론의 적합성을 검증하였으며, 더불어 상전이물질을 사용한 PCM 소재 가공을 접목시킴으로써 노년기 여성들이 느끼는 온열생리적 불쾌감의 해소에 도움이 되는 적극적 온도 조절 기능을 부여할 수 있음을 확인하였다. 단, 신축성이 있는 싱글저지를 사용한 축소패턴을 구성할 경우, 패턴의 분할수나 길이, 축소율 등의 면에서 여러 가지 변화가 있을 수 있으므로 좀 더 다양한 방법을 모색해 볼 필요성이 있다고 사료된다. 본 연구에서 시도된 일련의 방법론은 언더웨어를 비롯한 다양한 기능성 의류 설계를 위한 기초 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 본 연구에서 시도된 일련의 방법론은 언더웨어를 비롯한 다양한 기능성 의류 설계를 위한 기초 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 단, 본 연구에서는 대표 체형에 해당되는 1인의 데이터를 대상으로 하여 노년 체형의 변이가 다양함을 고려할 때, 일반화하기에는 다소 무리가 있으며, 향후 다양한 노년 체형과 아이템에의 적용가능성을 타진하고 설계 기준을 마련하는 연구가 이루어진다면 의의가 있을 것으로 사료된다.
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