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문제 정의
- 본 연구에서는 냉감 소재의류를 인체에 밀착되는 디자인의 3D 여성용 티셔츠로 제작하고 이를 착용한 운동전, 운동 후 및 휴식 시의 주관적 착용감이 일반 소재의류와 어떻게 다른가를 살펴보고 이와 관련된 다양한 물성 평가값들을 검토하고자 하였다. 그 결과는 다음과 같다.
- Jeong and Kim(2009)는 피부젖음을 분석하여 아웃도어웨어의 착용쾌적성을 평가하였는데, 이때 피부젖음은 피부로부터의 최대 증발량에 대한 유효 증발량의 비로 계산하였다. 이 연구에서는 아웃도어 소재가 흡한 속건기능을 가졌을 때 특히 피부젖음이 유의하게 낮았다는것을 지적하였다. Fukazawa and Havenith(2009)의 연구에서는 인체의 각 부위별로 쾌적한 피부젖음 지표를 제안하였는데 팔과 허벅지는 0.
- 이에 본 연구에서는 냉감 소재로 제작한 여성용 밀착형 티셔츠가 일반 소재 밀착형 티셔츠에 비교하여 운동전, 간단한 운동을 한 직후, 휴식 후에 착용쾌적성이 어떻게 다른가를 분석하고자 하였다. 평가방법으로는 Qmax, 의복기후, 써모그램, 주관적 평가법을 이용하였고, 특히, 피부젖음에서의 개념을 도입하여 피부면이 포화되었을 때와 환경과의 최대 수증기압차에 대한 피부면과 환경의 실제 수증기압 차이의 비율을 도입한 의복내 미세기후젖음(Microclimate wettedness)을 도출하여 냉감 소재의 주관적 착용평가와의 관련성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 15분 휴식 후에는 냉감 소재의류의 착용감뿐 아니라 냉감이 일반 소재의류에 비하여 유의하게 우수하게 평가되었으나 의복내 온도나 상대습도 등의 객관적 물성치에서는 유의차가 발견되지 않아 [Table 6]에서와 같이 의복 내외의 수증기압 차이를 계산하여 심층 분석하였다.
- 각 의복별로 운동 전, 운동 종료 직후, 15분 휴식 후에 느끼는 주관적 감각을 측정하였으며, 접촉냉감, 피트성,착용쾌적감, 구매선호도 등의 항목에 대하여 선행연구(Dawes & Owen, 1971; Li, 2001)를 참고로 하여 리커트척도로 작성된 설문지를 이용하여 응답하도록 하였다.
- 개발된 냉감 소재의 성능을 평가하기 위하여 냉감 소재와 일반 PET 소재를 사용하여 2종의 실험의복을 소재별로 각각 3벌씩 제작하였다. [Fig.
- 냉감 소재와 일반 PET 소재의 초기 접촉 시 열전달의 효율성을 알아보기 위하여 Qmax(W/cm2)를 측정하였다. Qmax는 의복착용 시 느끼는 냉 · 온감과 상관이 높으며, Qmax 값이 클수록 피부가 느끼는 냉감이 커짐을 의미한다(Jeon et al.
- 하의는 기존에 개발된 베이스 레이어 패턴을 이용하여 각각 냉감 소재와 일반 PET 소재로 제작한 레깅스를 이용하였다. 모든 피험자는 동일하게 브래지어와 팬티를 입고 실험의복을 착용하였으며 양말과 운동화를 착용하고 실험을 실시하였다. 한 피험자는 이틀에 걸쳐 동일 시간대에 냉감 소재의류와 일반 소재의류에 대하여 착용평가를 실시하였다.
- 실험은 소재별 실험복을 피험자에게 착의시킨 후 환경온습도 25℃, 45%RH의 인공기후실 내에서 실시하였다. 실험프로토콜은 [Fig.
- 온습도센서(TR-72 U, T&D Corp., Japan)를 왼쪽 견갑골 아래 내측에 부착하고 운동 전 15분, 의복내 상대습도가 65%에 도달할 때까지 운동, 15분 휴식 시의 의복내 기후를 측정하였다.
- 의복의 표면온도의 변화를 알아보기 위하여 운동 전, 운동 종료 직후, 15분 휴식 후에 적외선 열화상 카메라(FLIR E30, FLIR Systems, Inc., USA)를 이용하여 써모그램을 촬영하고 가슴, 배, 등, 허리, 상완, 전완부위의 표면온도 분포를 해당 부위에서 일정한 블록을 설정하여 평균으로 분석하였다.
- , Japan)를 왼쪽 견갑골 아래 내측에 부착하고 운동 전 15분, 의복내 상대습도가 65%에 도달할 때까지 운동, 15분 휴식 시의 의복내 기후를 측정하였다. 이것은 본 연구에서 대상으로 하고 있는 냉감 소재의류가 격심한 운동을 오래 지속하는 것까지 고려하여 흡한 속건성을 개선한 것이 아니고 개발 방향이 냉감을 위주로 한 것이기 때문에 이에 초점을 맞추기 위하여 적절한 운동 수준을 결정하였다. 이 때 측정한 의복내 온도와 습도, 환경의 온습도를 조합한 수증기압을 계산하여 ‘미세기후젖음’을 산출하였다.
- 즉, 통상적으로 의복기후를 측정할 때 상대습도와 온도를 따로 제시하고 환경온과 습도도 따로 따로 제시하여 온 것에서 나아가 이들을 통합하여 하나의 지수로 나타내기 위하여 상대습도와 온도를 연결한 수증기압을 물의 수증기압표(Tamura, 1985/1994)에서 찾고 미세기후가 완전히 포화(Pms)되었을 때 이것과 환경온에서의 실제 수증기압(Pa)차를 100으로 하였을 때 실제 미세기후의 수증기압(Pm)과 환경온에서의 실제 수증기압(Pa)차의 비율을 [Eq. 2]로 계산하였다. 이것은 피부표면온을 따로 측정하지 않고 의복기후 측정만으로 계산할 수있다는 점에서 간편한 장점도 있다.
- , 2010). 측정은 한국의류시험연구원(Korea Apparel Testing and Research Institute; KATRI)에 의뢰하여 Thermolabo II KES-F7(KATO Tech Co., Ltd., Japan)을 이용하여 20℃, 65%RH의 실험환경에서 10회 반복하여 실시하였다. 예열 열판의 온도는 30℃를 유지하였으며 온도측정기와 시험편의 온도차는 10℃이었다.
- 이에 본 연구에서는 냉감 소재로 제작한 여성용 밀착형 티셔츠가 일반 소재 밀착형 티셔츠에 비교하여 운동전, 간단한 운동을 한 직후, 휴식 후에 착용쾌적성이 어떻게 다른가를 분석하고자 하였다. 평가방법으로는 Qmax, 의복기후, 써모그램, 주관적 평가법을 이용하였고, 특히, 피부젖음에서의 개념을 도입하여 피부면이 포화되었을 때와 환경과의 최대 수증기압차에 대한 피부면과 환경의 실제 수증기압 차이의 비율을 도입한 의복내 미세기후젖음(Microclimate wettedness)을 도출하여 냉감 소재의 주관적 착용평가와의 관련성을 알아보고자 하였다.
- 2]와 같다. 피험자는 준비운동으로 5분간 트레드밀에서 4.5km/h의 속도로 웜업 후 휴식을 취한 다음 냉감 소재와 일반 소재로 제작된 밀착스포츠 상의를 착용하고 피부 온습도센서를 부착한 후에 트레드밀에서 7.5km/h의 속도로 달리기를 실시하였다.
- 모든 피험자는 동일하게 브래지어와 팬티를 입고 실험의복을 착용하였으며 양말과 운동화를 착용하고 실험을 실시하였다. 한 피험자는 이틀에 걸쳐 동일 시간대에 냉감 소재의류와 일반 소재의류에 대하여 착용평가를 실시하였다.
대상 데이터
- 개발된 냉감 소재의 성능을 평가하기 위하여 냉감 소재와 일반 PET 소재를 사용하여 2종의 실험의복을 소재별로 각각 3벌씩 제작하였다. [Fig. 1]의 여성 스포츠 상의는 20대 여성 표준 사이즈 인대(가슴둘레 85cm, 밑가슴둘레 75cm, 허리둘레 64cm, 엉덩이둘레 90cm)의 3D 스캔 데이터를 이용하여 개발하였다. 2C-AN과 Yuka 캐드 프로그램을 이용하여 평면으로 전개된 누드패턴은 선행연구를 바탕으로(Kim & Hong, 2012; Ziegert & Keil, 1988) 원단의 신장률을 고려하여 위사 방향으로 10%, 경사 방향으로 5% 축소하여 완성하였다.
- 개발된 여성 스포츠 상의는 겨드랑이 무 및 브래지어 패드가 부착된 긴팔 형태이며, 몸판에는 메인 소재(White block)를, 겨드랑이 무와 브래지어 패드가 부착된 안감에는 메쉬 소재(Grey block)를 사용하여 제작하였다.
- 개발된 여성 스포츠 상의는 겨드랑이 무 및 브래지어 패드가 부착된 긴팔 형태이며, 몸판에는 메인 소재(White block)를, 겨드랑이 무와 브래지어 패드가 부착된 안감에는 메쉬 소재(Grey block)를 사용하여 제작하였다. 냉감 소재(PE 85.8%, PU 14.2%)는 A사에서 개발 중인 쿨웨어 섬유제품으로 원사, 원사가공, 제직 편직 및 염색과 후가공 기술의 각 단계에서 냉감 가공기술로 제작된 신소재로써 냉감 메인 소재와 냉감 메쉬 소재로 제작되었다. 대조 샘플은 일반 PET소재(PE 92.
- 2%)는 A사에서 개발 중인 쿨웨어 섬유제품으로 원사, 원사가공, 제직 편직 및 염색과 후가공 기술의 각 단계에서 냉감 가공기술로 제작된 신소재로써 냉감 메인 소재와 냉감 메쉬 소재로 제작되었다. 대조 샘플은 일반 PET소재(PE 92.6%, PU 7.4%)의 메인 소재와, 메쉬 소재로 제작되었다. 각 실험복의 무게는 냉감 소재의류(Cool)는 평균 187g, 일반 소재의류(PET)는 평균 162g이었다.
- 평소 상의 90사이즈를 착장하는 20대 여성 5인을 대상으로 실험을 실시하였으며, 피험자들은 연구목적과 절차를 충분히 이해하고 본 연구에 자발적으로 참여하였다. 피험자들의 신체적 특성은 [Table 1]과 같다.
- 각 실험복의 무게는 냉감 소재의류(Cool)는 평균 187g, 일반 소재의류(PET)는 평균 162g이었다. 하의는 기존에 개발된 베이스 레이어 패턴을 이용하여 각각 냉감 소재와 일반 PET 소재로 제작한 레깅스를 이용하였다. 모든 피험자는 동일하게 브래지어와 팬티를 입고 실험의복을 착용하였으며 양말과 운동화를 착용하고 실험을 실시하였다.
데이터처리
- 통계적 분석은 IBM SPSS Ver. 21.0을 이용하여 주관적 감각평가에 대한 각 설문항목과 의복기후(온습도), 미세기후젖음, 써모그램으로 측정된 의복표면온도의 평균과 표준편차를 산출하고 동일 피험자가 각각 냉감 소재의류와 일반 소재의류를 입었을 때의 반응을 Cronbach's α=.05 수준에서 대응표본 t-검정으로 검정하였다.
성능/효과
- 15분 휴식 후 접촉냉감 및 착용쾌적감은 냉감 소재의류가 유의하게 높았다(p<.05).
- 그 결과 의복 내외의 온도차는 유의차가 없었으나 온도와 상대습도를 함께 고려한 수증기압차는 냉감 소재의류가 12.73mmHg, 일반 소재의류가 8.28mmHg로서 냉감 소재의류의 경우가 의복 내외면에서 유의하게 수증기압차가 크다(p<.05).
- 넷째, 운동 후 휴식 시에도 냉감 소재의류에 대한 주관적 평가는 우수하였는데 종래의 열물성 관련 측정치들은소재 간 차이가 없었다. 그러나 미세기후젖음을 계산해본 결과 냉감 소재의류가 의복 내외의 수증기압차(Moi-sture vapor pressure gradient)가 컸다.
- 둘째, 두 종류의 티셔츠에 대한 착용감 평가는 접촉냉감, 피트성, 쾌적감, 구매선호도 등에 대하여 실시하였으며 이중에서 냉감 소재의류가 유의하게 우수하였던 항목은 쾌적감과 접촉냉감이었다. 쾌적감은 운동 전, 운동 종료 직후, 휴식 후 모두 냉감 소재의류가 일반 소재의류보다 유의하게 좋은 것으로 나타났고 접촉냉감은 휴식기에만 냉감 소재의류가 유의하게 더 크게 평가되었다.
- 셋째, 운동 전에는 냉감 소재의류의 의복내 상대습도와 미세기후젖음이 일반 소재의류보다 유의하게 낮았다. 운동 종료 직후는 땀과 체온이 급격하게 증가되는 전이시점으로서 냉감 소재의류와 일반 소재의류의 물성치간에는 유의한 차이가 없었으나 냉감 소재의류에 대한쾌적감은 일반 소재의류보다 유의하게 더 좋았다.
- 소재에 따른 평균 의복기후를 살펴보면 실험복 간 평균 의복기후 중 온도는 전 구간에서 유의한 차이가 없었고 상대습도는 운동 전에는 냉감 소재의류가 더 낮았다
- 운동 전에는 발한이 시작되기 전 단계로서 Qmax 값이 큰 냉감 소재의 영향이 의복기후 및 주관적 냉감에 반영되어 냉감 소재의류 내 등부위에서의 상대습도, 미세기후젖음이 일반 소재의류보다 유의하게 낮았고, 종합적 쾌적감도 유의하게 높았다. 의복의 외측 표면온도는 유의차가 없었다.
- 운동 종료 직후 접촉냉감은 냉감 소재의류가 더 높은 경향이 있었고, 착용쾌적감은 냉감 소재의류가 유의하게 높았다(p<.05).
- 셋째, 운동 전에는 냉감 소재의류의 의복내 상대습도와 미세기후젖음이 일반 소재의류보다 유의하게 낮았다. 운동 종료 직후는 땀과 체온이 급격하게 증가되는 전이시점으로서 냉감 소재의류와 일반 소재의류의 물성치간에는 유의한 차이가 없었으나 냉감 소재의류에 대한쾌적감은 일반 소재의류보다 유의하게 더 좋았다.
- <Table 5>는 운동 전과 운동 종료 직후, 휴식 후의 부위별 표면온도의 차이를 나타낸 것이다. 운동 종료 직후에는 운동 전보다 두 의복 모두 표면온도가 감소하여 일관되게 음의 값이었으며, 휴식 후에는 일반 소재의류의 표면온도는 전 구간에서 양의 값으로 온도가 상승하였다. 반면에 냉감 소재의류의 표면온도는 가슴과 등부위는 감소하였다.
- 05). 의복내 상대습도가 65%에 도달할 때까지의 운동시간은 일반 소재의류는 평균 10.8분(648초), 냉감 소재의류는 평균 12.7분(762초)로서 냉감 소재의류의 의복기후가 서서히 습해지는 경향이었다.
- 8분에 비하여 상대적으로 긴 경향이 있음을 알 수 있었다. 이때 미세기후젖음, 의복기후, 써모그램 온도가 모두 비슷하였으나 주관적인 착용감은 유의하게 더 좋은 것으로 나타나 열 관련 물성치들이 주관적 평가에 반영되지 않았다. 이것은 평가시점이 운동 종료 직후 발한이 급히 상승되는 전이상태(Transient phase)로서 평가값들 간의 구체적인 관련성을 파악하기는 매우 어려운 상황이다.
- 05). 즉, 휴식 후 냉감 소재의류가 일반 소재의류에 비해서 가슴부위 표면온도가 운동 종료 직후보다 더 낮고 허리는 덜 상승했음을 보여준다. 이는 냉감 소재의류의 경우 휴식 후반에는 발생한 땀이 의복표면에서 증발하고 있는 현상을 보여준다고 하겠다.
- 첫째, Qmax를 측정한 결과 냉감 소재의류의 초기 열유속 최대치가 일반 소재의류에 비하여 크게 나타나 냉감 효과가 우수함을 알 수 있었다.
- 둘째, 두 종류의 티셔츠에 대한 착용감 평가는 접촉냉감, 피트성, 쾌적감, 구매선호도 등에 대하여 실시하였으며 이중에서 냉감 소재의류가 유의하게 우수하였던 항목은 쾌적감과 접촉냉감이었다. 쾌적감은 운동 전, 운동 종료 직후, 휴식 후 모두 냉감 소재의류가 일반 소재의류보다 유의하게 좋은 것으로 나타났고 접촉냉감은 휴식기에만 냉감 소재의류가 유의하게 더 크게 평가되었다.
후속연구
- 즉, 의복내 온도가 높거나 낮은 것 자체보다는 의복 내외의 수증기압차가 큰 것이 냉감과 더 관련이 있는 것으로 보인다. 이것을 확인하려면 추후에는 의복 밖으로 나오는 열량과 수분량을 측정하는 것이 필요하다.
- 땀이 피부표면에 머물러있는지, 소재 내에 있는지, 소재의 외부 표면까지 잘 전달되었는가를 알아야 하며, 피부-의복 내외-환경에서의 온도, 습도, 수증기압의 기울기(Gradient)를 같이 관찰하는 것이 필요하다. 이들 데이터 외에도 열과수분의 이동량, 미세기후젖음, 피부젖음과 같은 데이터가 축적되어야 냉감 소재의류의 냉감 발현 메커니즘을 인체활동과 관련하여 밝혀낼 수 있을 것이다.
- 추후에는, 단순한 의복 내외의 온도값으로는 얼마나 많은 열량이 피부로부터 의복 밖으로 빠져나왔는가를 알 수 없으므로 인체 착용실험에서도 열류량계를 이용한 측정을 수행하면 냉감 발현의 이유를 파악하는 데에 도움이 될 것이다.
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