방한을 목적으로 하는 군용 섬유제품 충전재의 보온성 시험방법에 대한 표준화 연구 A Study on the Standard Test Method for Thermal Resistance of Military Textile Thermal Insulator for Winter Season원문보기
동절기 방한복의 성능 평가는 주로 열 저항으로 이루어지고 있다. 그러나, 이를 측정하기 위한 KS가 개정되면서, 동일한 표본의 시험결과가 개정 결과에 비하여 감소하는 결과를 초래하였다. 또한, 공인 시험기관마다 변경된 시험 절차 대한 해석의 차이가 발생하여 시험 기관 간에 결과 편차도 크게 발생하고 있으며, 이로 인해 군수품의 품질보증에 상당한 애로가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 개정된 시험방법에 따른 보온율 감소 현상의 원인을 분석함으로써, 개정 전과 후의 결과 편차를 최소화하고자 한다. 이를 위해 규격의 개정 전과 개정 후의 시험 조건의 차이와 이로 인해 발생 가능한 결과를 검토한다. 또한, 규격의 임의해석에 따른 시험 기관간 결과 편차 발생의 원인을 분석함으로써 시험 기관간의 결과 편차를 최소화 하고자 한다. 이를 바탕으로 개정 전 시험 방법과 편차가 가장 적은 조건을 확인하여 보온율 감소 현상을 예방하기 위한 표준을 제시하고자 한다.
동절기 방한복의 성능 평가는 주로 열 저항으로 이루어지고 있다. 그러나, 이를 측정하기 위한 KS가 개정되면서, 동일한 표본의 시험결과가 개정 결과에 비하여 감소하는 결과를 초래하였다. 또한, 공인 시험기관마다 변경된 시험 절차 대한 해석의 차이가 발생하여 시험 기관 간에 결과 편차도 크게 발생하고 있으며, 이로 인해 군수품의 품질보증에 상당한 애로가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 개정된 시험방법에 따른 보온율 감소 현상의 원인을 분석함으로써, 개정 전과 후의 결과 편차를 최소화하고자 한다. 이를 위해 규격의 개정 전과 개정 후의 시험 조건의 차이와 이로 인해 발생 가능한 결과를 검토한다. 또한, 규격의 임의해석에 따른 시험 기관간 결과 편차 발생의 원인을 분석함으로써 시험 기관간의 결과 편차를 최소화 하고자 한다. 이를 바탕으로 개정 전 시험 방법과 편차가 가장 적은 조건을 확인하여 보온율 감소 현상을 예방하기 위한 표준을 제시하고자 한다.
The performance evaluation of cold weather clothing is mainly carried out with thermal resistance. However, the results of the revised test method regarding the same specimen were decreased compare to previous one. In addition, there were deviations of the results among the authorized testing instit...
The performance evaluation of cold weather clothing is mainly carried out with thermal resistance. However, the results of the revised test method regarding the same specimen were decreased compare to previous one. In addition, there were deviations of the results among the authorized testing institutes according to the different interpretation of the KS test method. This makes it a considerable difficulty to the quality assurance of combat supplies. The purpose of this study is to minimize the variation of the results before and after the revision by analyzing the cause of the decrease in the heat insulation rate according to the revised test method. For this purpose, the difference between the test conditions before and after the revision of KS is analyzed and the possible results are reviewed. In addition, we want to minimize the result deviation between testing laboratories by analyzing the cause of the result deviation between test laboratories according to arbitrary interpretation of the standard. Based on this, we propose a standardized test method to prevent the decrease of the heat insulation rate by checking the pre-revision test method and the condition with the least deviation.
The performance evaluation of cold weather clothing is mainly carried out with thermal resistance. However, the results of the revised test method regarding the same specimen were decreased compare to previous one. In addition, there were deviations of the results among the authorized testing institutes according to the different interpretation of the KS test method. This makes it a considerable difficulty to the quality assurance of combat supplies. The purpose of this study is to minimize the variation of the results before and after the revision by analyzing the cause of the decrease in the heat insulation rate according to the revised test method. For this purpose, the difference between the test conditions before and after the revision of KS is analyzed and the possible results are reviewed. In addition, we want to minimize the result deviation between testing laboratories by analyzing the cause of the result deviation between test laboratories according to arbitrary interpretation of the standard. Based on this, we propose a standardized test method to prevent the decrease of the heat insulation rate by checking the pre-revision test method and the condition with the least deviation.
따라서 본 연구에서는 개정된 시험방법에 따른 보온율 감소 현상과 임의 해석에 의한 시험기관간 결과 편차 발생의 원인을 분석함으로써, 개정 전 및 시험기관과의 결과 편차를 최소화하고자 하였다. 이를 바탕으로 개정 전 시험방법과 편차가 가장 적은 조건을 확인하여 보온율 감소 현상을 예방하기 위한 표준을 제시하고자 한다.
제안 방법
이때 두 표준은 2.2.1에서 설명한 항온법을 이용한 것으로 표준 상태에서 시험편을 발열체 위에 덮어 놓고, 표면온도가 일정한 값을 나타내는 시점으로 부터 2시간 후에 방산된 열손실을 구하는 방법이다. 한편, KS K 0466은 시험편과 공기층의 총 열 저항을 최소 30min의 시험 시간에 대하여 측정하기 위해, 1min마다 입력된 전력량, 판의 온도, 공기의 온도를 측정한 뒤 측정된 총 열 저항(Rct)으로부터 빈 시험판의 열 저항값(Rcbp)을 보정하여 계산하게 된다.
대상 데이터
시험개정에 따른 결과의 차이를 확인하기 위해 군에 납품중인 동계용 방한 피복/장구류(기능성 방한복 내피, 방한복 상의 외피 및 침낭)의 3종에 대하여 시험하였다.(Table 1. 참고)[15-17]
성능/효과
이를 통해 기존에 시료가 없는 상태에서 시험기기 온도를 20℃로 유지하기 위해 낮춰야 하는 실험실 온도도 13℃에서 17℃ 정도로만 낮추게 함으로써, 시험 기관의 운영에도 기여할 수 있었다. 또한 보온성능이 요구되는 피복·장구류를 제조하는 업체에 대해서도 조달과 관련된 애로사항 해소에 기여하였다.
따라서 이러한 문제를 최소화하기 위해 커버 재질을 표준에 위반되지 않으면서도 통기성이 우수한 tricot로 교체하였다. 이를 통해 기존에 시료가 없는 상태에서 시험기기 온도를 20℃로 유지하기 위해 낮춰야 하는 실험실 온도도 13℃에서 17℃ 정도로만 낮추게 함으로써, 시험 기관의 운영에도 기여할 수 있었다. 또한 보온성능이 요구되는 피복·장구류를 제조하는 업체에 대해서도 조달과 관련된 애로사항 해소에 기여하였다.
한편 시험방법의 보정 이후에도 시험기관간의 편차는 1~2% 정도 발생하고 있는데, 보온재의 경우 현재 국내유통되는 제품 및 퀼팅에 의한 제조 방식과 시료 채취 부위나, 발열체에 접촉하는 위치에 따라서 결과의 차이가 발생 할 수 있음을 고려할 때 상당한 개선으로 볼 수 있다. 그럼 에도 불구하고 결과의 재현성 확보나 품질보증 업무의 신뢰도 개선을 위하여 시험기관관 편차를 최소화하기 위한 개선 연구는 지속 되어야 할 것이다.
후속연구
한편 시험방법의 보정 이후에도 시험기관간의 편차는 1~2% 정도 발생하고 있는데, 보온재의 경우 현재 국내유통되는 제품 및 퀼팅에 의한 제조 방식과 시료 채취 부위나, 발열체에 접촉하는 위치에 따라서 결과의 차이가 발생 할 수 있음을 고려할 때 상당한 개선으로 볼 수 있다. 그럼 에도 불구하고 결과의 재현성 확보나 품질보증 업무의 신뢰도 개선을 위하여 시험기관관 편차를 최소화하기 위한 개선 연구는 지속 되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
보온성이란 무엇인가?
보온성은 체온유지를 위한 피복의 중요한 기능 중 하나로, KS K 0004(섬유 용어-시험 부문)에 따르면 보온성을 열의 흩어짐을 막는 성질로 정의하고 있다[8].
방한복의 성능을 평가하는 요소는?
군에서는 혹한 상황에서도 정상적인 임무 수행이 가능하도록 방한복이 보급되고 있는데, 방한복의 성능은 보온성(thermal resistance)이나, 열전도율(thermal conductivity), 또는 클로(clo) 등으로 평가되고 있다[1-4]. 대표적으로 UDT 방한복이나 특전사 기능성 방한복은 KS K ISO 11092의 열 저항(Rct)으로 평가되고 있으며, 다른 방한복은 KS K 0560의 보온율(%)이 적용되고 있다[5-6].
열전도도가 낮은 보온재의 원리와 재료는?
이를 위해 사용되는 것이 보온재인데, 일반적으로 혹한상황에서 사용되므로 열전도도가 낮거나, 자체적으로 열을 발생시킬 수 있는 재료가 사용된다. 여기서 전자를 이용한 방식은 열의 대류 및 전도에 의한 손실을 방지하기 위해 공기함량을 증가시켜 보온성이 증가되도록 하는 것으로, 이를 위해 단위 부피당 공기함량이 우수한 오리털이나 거위 털과 같은 우모가 주로 사용되고 있다.
참고문헌 (21)
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S. Y. Kwon, E. M. Choi, C. G. Lim, D. W. Shin, K. P. Kim, O. K. Kwon, H. M. Jeong, "A Study on Wearing Satisfaction and Thermal Properties of Jumper for Korean Military Tank Drivers", Fashion & Textile Research Journal, Vol.14, No.2, pp.261-268, 2012. DOI: https://dx.doi.org/10.5805/KSCI.2012.14.2.261
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KS K 0560, "Measuring Method for Warmth Keeping Property of Cloth", Korean Agency for Technology and Standards, 2011.
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KS K ISO 15831, "Clothing - Physiological Effects - Measurement of Thermal Insulation by Means of a Thermal Manikin", Korean Agency for Technology and Standards, 2015.
KS A 5556, "Ergonomics of the Thermal Environment - Estimation of the Thermal Insulation and Evaporative Resistance of a Clothing Ensemble", Korean Agency for Technology and Standards, 2011.
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Winter Clothes, Purchase Requirement, Army Logistics Command, 2017.
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