기능성 소재가 착용자의 온열쾌적성에 미치는 영향 : 쿨울과 온도 대응 소재를 중심으로 = Effect of functional materials on te wear's thermal comfort : focusing on cool wool and temperature adapting materials

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 더운 환경에서 양복용 소재 2종(일반소재, 쿨울(cool wool)소재) 과 드레스셔츠 소재 2종(일반 소재, 온도 대응 소재)으로 제작된 4종 의복을 조합하여 착용하였을 때 피험자의 온열생리적 반응과 착용감을 비교·분석하였다. 피험자는 건강한 남자 7명으로 27℃와 30℃의 두가지 환경조건의 인공기후실에서 착용 실험을 실시했다. 착용 실험은 20분간 안정한 후 10분간 트레드밀(treadmill)위를 걷고 다시 20분 간 안정하는 단계로 실시하였다. 실험중 피험자가 착용한 의복조합은 T1Y1(일반 소재 양복/일반 소재 드레스 셔츠) T1Y2(일반 소재 양복/온도 대응 소재 드레스 셔츠) T2Y1(쿨울 소재 양복/일반 소재 드레스 셔츠) T2Y2(쿨울 소재 양복/온도 대응 소재 드레스 셔츠)의 4가지였으며 구강온, 부위별 피부온, 의복내온·습도, 혈압 및 맥박, 자각적 운동강도, 주관적 감각을 측정하였다. 측정치 자료 분석은 SPSS 통계 패키지를 이용하여 one-way ANOVA와 t-test로 분석하였다. 두 실험환경조건에서 피험자의 생리적 반응과 주관적 감각에 대한 결과는 다음과 같다.
1. 부위별 피부온중 가슴온은 환경온 27℃, 안정시에 T2Y2 착용의 경우가 가장 낮게 나타났다(p<.O5). 넓적다리온은 27℃에서 T2Y2 착용의 경우가 다른 의복조합을 착용한 경우 보다 낮았다(p<.05이상). 종아리온은 27℃, 안정시 T1Y1 착용의 경우가 가장 낮게 나타났다(p<.01). 아랫팔온은 30℃에서 T1Y2 착용의 경우가 다른 의복조합를 착용한 경우 보다 낮았다(p<.05이상). 넓적다리온은 30℃, 안정시와 보행후 안정시에서 T1Y2 착용의 경우가 다른 의복조합을 착용한 경우 보다 낮았다 (p<.05이상).
2. 평균피부온은 환경온 27℃, 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 T2Y2를 착용했을 때 가장 낮았으며(p<.01이상) 30℃, 안정시와 보행후 안정시에는 T2Y1을 착용했을 때 다른 의복조합에 비해 평균피부온이 낮았다(p<.01이상).
3. 구강온은 환경온 30℃에서 안정시와 보행후 안정시에 T1Y2를 착용한 경우 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 낮게 나타났다(p<.05이상).
4. 최고혈압과 최저혈압, 맥박수는 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 의복 조합간 차이를 거의 보이지 않았다.
5. 의복내 기후에서 가슴부위온은 환경은 27℃, 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 T2Y1과 T2Y2를 착용한 경우가 낮았다(p<.01 이상). 등부위온은 27℃, 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 T2Y1을 착용한 경우가 낮았다(p<.05 이상). 가슴부위과 둥부위온은 30℃, 안정시과 보행후 안정시에서 T2Y1를 착용한 경우가 낮았다(p<.05 이상). 가솜부위와 등부위습도는 27℃ 안정시에서 T1Y1과 T2Y2를 착용한 경우가 낮게 나타났고(p<.001), 가슴부위습도는 30℃, 안정시과 보행후 안정시에서 T2Y1을 착용한 경우가 낮았다(p<.05). 등부위습도는 30℃, 안정시에서 T2Y1를 착용한 경우가 낮았다(p<.05).
6. 주관적 감각의 온열감에서 환경온 27℃ 안정시에, T2Y2 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 덥지 않았다(p<.001). 습윤감은 27℃, 안정시에 T2Y2 을 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 습하지 않았다(p<.01). 쾌적감 은 27℃, 안정시에 T2Y2을 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 쾌척했다(p<.001). 30℃에서 습윤감은 T1Y2을 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 습하지 않았다(p<.05이상). 30℃, 보행후 안정시에는 T1Y2와 T2Y1올 착용했을때가 불쾌하지 않았다(p<.05).
이상의 실험 결과로부터, 실험환경 조건에서 피험자의 평균피부온은 34.51∼35.46℃ 사이에 있어서 쾌적하지 못했고 의복내 기후도 쾌적역에 있지 않았다. 주관적 감각에서 환경온 27℃ 안정시에 쿨울 소재 양복과 온도 대응 소재 셔츠를 착용했을때 가장 덥지 않고 습하지 않고 불쾌하지 않았으며, 환경온 30℃ 운동시에 일반 소재 양복과 셔츠를 착용했을 때 가장 덥고 습하고 불쾌했음을 알 수 있었다. 환경온에 따라 부위별 피부온과 평균피부온에서 4가지 의복조합간 다른 결과를 보이고 있고, 같은 소재 양복이라도 조합되는 드레스 셔츠에 따라 피부온이나 의복내 습도, 주관적감각이 달라짐을 알 수 있었다. 이러한 주관적 감각과 평균피부온과 의복내 기후 등을 고려해 보면 쿨울 소재나 온도 대응 소재 의복이라도 환경온 27℃ 안정시 이외에는 그 기능을 발휘하지 못해 쾌적하지 않았다. 따라서 기능성 소재의 의복조합을 착용한다해도 운동유형과 환경온에 따라 쾌·불쾌가 달라지며 기능성 소재의 사용에 있어서도 사지부보다는 구간부에 중점에 두어 디자인하는 것이 타당하다고 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this research, the thermal comfort and thermophysiological reactionses of the subjects were analyzed and compared when they wore the 4 types of clothing combination which made of two types of dress shirt materials(general material, temperature-adapting material) and two types of men's suit(general material, cool wool material) in a hot environments. Seven healthy young men served as subjects in two artificial climate chamber: 27℃ and 30℃, respectively. The wearing experiments were consisted of resting for 20 minutes and walking on treadmill for 10 minutes and resting another 20 minutes. The combination of clothing worn by the subjects were 4 different types, namely, T1Y1(men's suit of general material/dress shirt of general material), T1Y2(men's suit of general material/dress shirt of temperature-adapting material), T2Y1(men's suit of cool wool material/dress shirt of general material) and T2Y2(men's suit of cool wool material/dress shirt of temperature-adapting material) and oral temperature, skin temperatures, clothing microclimate, blood pressure, heart rate were measurd. Furthermore, RPE(Rating of Perceived Exertion), subjection ratings on thermal sensation, humidity sensation, comfort sensation were asked. The measured data has been analyzed by One-way ANOVA and t-Test through SPSS. The outcome with respect to the thermophysiological reactionses and subjective senses of the subjects under the two experience environments are as follows.
1. The chest temture when wearing T2Y2 when at rest has shown the lowest(p<.05). In the case of the thigh temperature, when wearing T2Y2 at 27℃, it was lower than wearing other clothing combinations(over p<.05). In the case of the thigh temperature at 27℃, wearing T1Y1 at rest marked the lowest (p<.0l). In the case of the forearm temperature at 30℃, wearing T1Y2 was lower than wearing other clothing combinations(over p<.05). In the case of the thigh temperature, wearing T1Y2 at 'rest' or 'rest after walking' was lower than other clothing combination when the temperature is 30℃ (over p<.05).
2. In the case of the mean skin temperature, wearing T2Y2 with rested, walking, and rested after walking was the lowest, when the environmental temperature was 27℃ (over p<.01). In the case of resting and resting after walking in 30℃, wearing T2Y1 was lower than the mean skin temperature when compared to the other clothing combinations (over p<.01).
3. In the case of the oral temperature, wearing T1Y2 under the 30℃ environmental temperature was lower than wearing other clothing combinations, when rested and rested after walking (over p<.05).
4. In terms of the blood pressure and the pulse, there were virtually no differences between various clothing combinations when rested, walking, and rested after walking.
5. In the case of the inside-clothing temperature, the clothing microclimate temperature at chest was low, when wearing T2Y1 or T2Y2 at 27℃, while rested, walking and rested after walking (over p<.01). The clothing microclimate temperature at back was low, when wearing T2Y1, while rested, walking, rested after walking (over p<.05). The clothing microclimate temperatures at chest and at back were low, when wearing T1Y1 at 3O℃, while rested and rested after walking (over p<.05). The clothing microclimate humidities at chest and at back were low, when wearing T1Y1 and T2Y2 at 27℃ and at rest (p<.001). The clothing microclimate humidity at chest was low, when wearing T2Y1 at 3O℃ while rested and rested after walking (p<.05). The clothing microclimate humidity at back was low, when wearing T2Y1 at 30℃ and at rest (P<.05).
6. In the subjective judgment on warmth, wearing T2Y2 when the environmental temperature is 27℃ and rested was observed to be less warm than wearing other clothing combinations (p<.001). Wearing T2Y2 was less humid than wearing other clothing combinations, when the humidity was 27℃ and while rested (p<.0l). Wearing T2Y2 at rest at 27℃ was more comfortable than other clothing combinations (p<0.01). In terms of the humidity feeling, wearing T1Y2 at 30℃ was less humid than wearing other clothing combinations (over p<.05). It was not uncomfortable to wear T1Y2 and T2Y1, when it is 30℃, and while they rested after walking (p<.05).
Based on the above experiment, it was found that when their mean skin temperatures under the experimental circumstances were between 34.51-35.46℃, the subjects did not feel comfortable, and the clothing microclimate was not comfortable, either. In a subjective sense, it was the least hot, least humid and least uncomfortable, when wearing shirts of temperature-adapting material and men's suit of cool wool material at 27℃ of environmental temperature and at rest. It was also found that it was the hottest, the humidest and the most uncomfortable, when wearing shirts and men's suit of general material at 30℃ of the environmental temperature of and while walking. In terms of the skin temperatures, and the mean skin temperature based on the environmental temperature, four clothing combinations showed different outcome. It was also discovered that the skin temperature, the clothing microlimate humidity, and the subjective sense varied according to the combined dress shirts even between the western clothing of the same material. In other words, because the dress shirts were covering the upper and sectional areas, it was believed that the effects on the sectional and upper areas had affected on the subjective sense, the skin temperature and the clothing microclimate humidity. Considering subjective senses, the mean skin temperature and the clothing microclimate, they did not function properly, so they were not pleasant except at 27℃ and at rest, even if they were of cool wool material and clothing of temperature-adapting material. So, even if they wore the clothing combinations of functional material, the degree of comfort changed depending on the exercise type and environmental temperature. In addition, it was believed that it made more sense to design clothes with the focus on the sectional areas rather than on the limbs in terms of the usage of the functional material.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• * 국문초록 * = viii
• I. 서론 = 1
• II. 이론적 배경 = 3
• 1. 고온 환경하에서의 체온조절반응 = 3
• 1.1. 운동시의 체온조절 = 6
• 2. 의복의 쾌적성 연구 = 9
• 3. 기능성 소재 = 12
• III. 연구방법 = 14
• 1. 피험자 = 14
• 2. 실험 환경 조건 및 실험 시기 = 14
• 3. 실험의복 = 15
• 3.1. 시료의 특성 = 17
• 4. 실험순서 = 19
• 5. 측정항목 = 19
• 5.1. 구강온 = 20
• 5.2. 부위별 피부온 = 20
• 5.3. 혈압과 맥박수 = 20
• 5.4. 의복내 온습도 = 20
• 5.5. 자각적 운동강도 = 20
• 5.6. 총발한량 = 22
• 5.7. 주관적감각 = 23
• 6. 자료분석 = 24
• IV. 결과 및 고찰 = 25
• 1. 소재별 의복조합이 부위별 피부온에 미치는 영향 = 25
• 1.1. 이마온 = 25
• 1.2. 가슴온 = 28
• 1.3. 아랫팔온 = 31
• 1.4. 손등온 = 34
• 1.5. 넓적다리온 = 37
• 1.6. 종아리온 = 40
• 1.7. 발등온 = 43
• 1.8. 평균피부온 = 46
• 2. 소재별 의복조합이 구강온에 미치는 영향 = 50
• 3. 소재별 의복조합이 혈압 및 맥박수에 미치는 영향 = 53
• 3.1. 최고혈압 및 최저혈압 = 53
• 3.2. 맥박수 = 57
• 4. 소재별 의복조합이 의복내 기후에 미치는 영향 = 60
• 4.1. 가슴부위온 = 60
• 4.2. 가슴부위습도 = 63
• 4.3. 등부위온 = 66
• 4.4. 등부위습도 = 69
• 5. 소재별 의복조합이 주관적감각에 미치는 영향 = 72
• 5.1. 온열감 = 72
• 5.2. 습윤감 = 75
• 5.2. 쾌적감 = 78
• 6. 소재별 의복조합의 물성치와 생리적반응 및 주관적 감각의 비교 = 81
• V. 요약 및 결론 = 85
• 참고문헌 = 89
• Abstract = 98