한국섬유소재연구원

  한국섬유소재연구원

  • Home
  • Sitemap
  • Contact us

산업기술정보

  • Home
  • >
  • 정보마당
  • >
  • 산업기술정보
냉 감지속성 평가방법의 확립
연구원 2016-10-14 21084

 

 

냉 감지속성 평가방법의 확립

- Establishment of Cool Feeling Sustainability Evaluation Method -

 

池上大輔 2/Owari Textile Research Center(Japan)

 

냉감에 우수한 하절기용 섬유제품을 개발하기 위해 피부에 닿는 순간 냉감을 평가하는 접촉냉감 이외의 평가방법에 대해 검토하였다. 실제 사용을 고려하면, 순간적인 접촉 냉감보다 보온성과 열전도율 평가가 적당한 것을 알았다. 또 열 이동량의 적분치를 구하는 것으로 새로운 냉감지속성 평가를 제안할 수 있었다. 다시 말하면 접촉냉감의 순간적인 평가방법에 더해 보온성과 열전도율, 열이동 적산치를 이용함으로써 냉감지속성 평가방법을 제안할 수 있었다.

 

1. 머리말

섬유업계에서는 냉감에 우수한 제품에 주목해 개발·판매되고 있다. 이 냉감의 지표 중 하나인 접촉냉감은 사람이 섬유소재에 접촉했을 때에 느끼는 썰렁한느낌을 의미하는데, 지금까지 섬유소재의 열전도율 및 표면특성과 접촉냉감을 관련시킨 경우도 있었으나(1~3), 직접 fabricfiber의 구조와 접촉냉감을 관련시키는 연구는 없었다. 또 순간적인 접촉냉감 이외의 평가방법은 확립시키지 않는 것이 현실이다. 향후 하절기용 섬유제품 개발을 진행하기 위해 이 요인을 해석하는 것이 尾州(비쥬)지역의 섬유관련 중소기업으로부터 강하게 요구되고 있다.

전년도 연구에서는 접촉냉감이 높은 직물의 개발수단을 밝히기 위해 접촉냉감을 향상시키기 위한 요인해석을 행함으로써 직물의 두께, 원사 구조가 영향을 주고 있다는 점을 시사하였다. 본 연구에서는 실제 착용조건을 상정해, 순간적인 접촉냉감 이외의 보온성과 열전도율, 열이동 적산치의 열 물성평가를 행해 새로운 접촉냉감 지속성 평가방법을 제안할 수 있는지를 검토하였다.

 

2. 실험방법

2.1 시료와 측정조건

접촉냉감치가 높은 소재를 중심으로, 하절기용 생지(W), (C), (Li, RM), 큐프라(Cu) 28점의 시료의 열물성(보온성, 열전도율, 적분치)fabric&fiber 구조(밀도, 번수, 연수)를 측정하고 그 경향을 조사하였다.

측정기기 : KES F7 thermo labo(열 물성)

측정조건 : 1과 같다.

보 온 도 : 20, 65%RH

 

1. 열 물성, 표면압축특성 및 실직물 구조와 측정조건

특성구조

특성항목

특성치 내용

단위

비고

측정조건

열물성

K

소비열량

W

클수록 보온성이 작다

ΔT 10

k

열전도율

W/㎝․℃

클수록 열전도가 쉽다

qmax

접촉냉감

W/

클수록 차다

qint

열이동율

Wt/

클수록 차가움이 지속

ΔT 10측정시간 180

보온성

 

%

클수록 따스하다

ΔT 10측정시간 60

fiber 구조

모 번수

단위중량당 길이

Nm

클수록 가늘다

-

연신 수

단위길이 당 연신 수

/m

-

-

연신계수

연신 수를 정할 때 수치

-

클수록 연시이 강하다

번수와 연신 수로 산출(4)

fabric구조

밀도

단위 폭당 실 본수

/in

클수록 실이 치밀하다

-

CF

실과 공간과의 비율

-

클수록 실이 치밀하다

번수와 밀도로 산출(5)

중량

단위 면적당 중량

g/in

클수록 무겁다

-

 

   

2.2 사용원사 및 직물규격과 접촉 냉감치

2에 실험에 사용한 직물규격 및 접촉 냉감값을 나타냈다.

 

2. 모든 시료에 사용한 실과 직물 규격

 

 

2.3 접촉냉감 평가의 qmax qint

 

KES F7 thermolabo 형 장치로 접촉냉감 시험을 행하면 그림1과 같은 파형이 된다. Thermolabo 장치 중의 열판 TBOX를 시료 상에 탑재 한 순간을 0점으로 한 경우, 그림 1의 열 이동량 Q의 최대치를 qmax로 접촉냉감을 정의하고 있다(그림2). 접촉냉감치는 거의 범용화하고 있는 평가방법이나, 이것과는 별도로 T=0으로부터 일정시간 경과 후에 있어서의 열이동량 Q의 적산치를 측정할 수 있다. 이 적산치를 qint로 정의해 오랜 시간 사용한 경우 열이동 량을 접촉지속성으로 새로 평가할 수 있는지 검토하였다. 그림1의 사선 부분이 qint, 이 값이 클수록 일정시간에 있어서의 열이동량이 크고, 냉감지속성이 높다고 생각된다. 에는 착용조건을 상정해 수시간 단위로 측정할 취지였으나, 장치의 측정한계도 고려해 표1에 나타낸 180초로 측정을 행해 냉감 지속성 평가하기로 하였다.

 

 

 

그림 1. 접촉냉감 시험 파형

 

3. 실험결과 및 고찰

3은 시료마다의 열물성 시험(보온성, 열전도율, Qint) 결과이다.

 

3. 열물성 평가시험 결과

 

 

3.1 보온성 시험

시험결과 1.52~10.6% 사이의 값이 나타났다. 통상 소모사로 중량 220g/정도일 경우 경험상 약 20% 부근의 값이 됨을 고려하면, 모든 생지에서도 낮다는 것을 알 수 있다. 그러나 소재마다의 우열은 확인할 수 없었기 때문에 소재에서의 영향은 낮을 것으로 생각된다. 실의 번수와 직물규격에 영향을 줄 가능성은 높을 것으로 생각된다. 시료 8, 20, 23과 같이, 실 번수를 가늘게 하고 직물 밀도를 약간 높게 함으로써 어느 소재를 사용해도 춘하용 생지를 생성할 가능성이 있음을 알 수 있었다.

   

3.2 열전도율시험

마의 열전도율이 가장 높고 이어 면, 큐프라, 울의 순번으로 나타났다. 가장 높은 값은 6.16W/㎝․℃, 가장 낮은 값은 3.64W/㎝․℃이었다. , 면은 섬유 자체의 열전도율이 높기 때문으로 생각된다(4~5). 또 접촉냉감값 qmax와 비교하면, qmax가 높아져도 열전도율은 꼭 높아지지 않는다는 것을 알았다. 상관관계를 보면, 상관계수 R 값이 낮아지기 때문에 열전도율 kqmax에는 상관이 없다는 것을 알 수 있어, 순간적인 열이동과 정상적인 열이동이기 때문으로 생각된다(그림 3).

 

 

그림 3. 열전도율 kqmax와의 상관도

 

 

3.3 열이동 적산치(qint) 시험

시험결과 3.53~4.10W/㎝․℃의 범위로 나타났으며 소재에 의한 우열은 확인할 수 없었다. 열전도율, qmax, 보온율의 상관성이 있는지 확인하였으나, 상관성은 확인할 수 없었으며 생지의 물성(사 번수, 밀도, 두께 등) 또한 상관성이 있는지 확인하였으나 상관성은 확인할 수 없었다. qint는 열이동량의 합계 값으로, 온도 차에 의한 영향이 강할 것으로 생각되기 때문에, 시료마다의 차이가 없었을 것으로 생각된다. 그림 1의 그래프로부터 qint는 열이동량의 적분값이기 때문에 냉감지속성의 평가로서는 적성이 있다는 것을 시준하고 있다.

 

4. 결론

본 연구에서 보온성, 열전도율, 열이동 적산값을 측정함으로써, 냉감지속성의 평가방법을 제안할 수 있었다. 특히 열이동 적산값은 지속성을 평가하는 새로운 평가방법의 제안으로, 측정시간과 환경조건을 고려하였을 때, 향후 확립할 가능성이 있다는 것을 의미하고 있으며 또한 소재, 실 번수와 직물규격을 연구함으로써 하절기용 섬유제품의 개발이 가능하다는 것을 의미하고 있다.

향후에는 지속성 평가방법을 검토하면서 생지 규격설계를 검토해, 쿨비즈에 대응한 섬유제품 개발을 실시하고자 한다.

 

참고문헌

 

 

 

 

[동향] 2016년 지역별 섬유산업현황
세탁물로부터 수천가지의 미세 플라스틱입자가 환경으로