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독일 Hohenstein 연구소에서는 섬유제품의 Breathability 규명에 활용되는 서로 다른 투습저항(water vapour resistance) 측정을 위한 표준시험법을 비교 분석하였다. 이 연구소의 Clothing Physiology Laboratory 책임자인 Silke Off는, 고객들이 제품에 대한 일정 품질을 규명할 때 직면할 수 있는 혼란을 설명하기 위해 다음과 같은 case 연구에 들어갔다.
Case study
Mrs Müller는 최근 자신이 구입한 outdoor jacket의 breathability에 대한 불만에 직면하였는데, 그 불만 내용은 흐르는 땀과 그로 인한 불쾌감이었다.
Label 표기에 따르면 jacket 내의 증기 투과도는 24시간동안 3,000g/㎡으로 표기되어 있는데, Mrs Müller의 주장에 따르면, 이 값을 투습저항 Ret 값( Resistance to Evaporative heat loss = Ret value)으로 환산할 경우 약 40㎡Pa/W에 해당되어 매우 낮은 breathability값이라는 것이다. 보다 좋은 값을 보이려면 최소한 10,000g/㎡/24hrs 이상을 보여야 하고, 우수한 값에 속하려면 27,000g/㎡/24nrs는 되어야 한다는 것이다.
시험 방법
품질관리사인 Mr Bohrer에게 어디가 잘못되었고 어떻게 하면 제품의 기능을 증진시킬 것인가를 찾아내는 임무가 주어졌다. 이 과업을 달성하기 위해서는 breathability를 측정해야 하는데, 이를 위해서는 제품에 대한 투습저항 시험을 수행할 필요가 있다.
투습저항 시험에는 중량을 측정하는 cup method나 skin model을 기반으로 하는 Sweating guarded-hot plate method 등 정량적으로 수행할 수 있는 다양한 표준시험법들이 이미 확립되어 있다.
문제는 이들 다양한 방법에 따른 측정치가 달리 나타난다는 것이다. 이들 각각의 시험법은 수행 절차가 다르고 시험기구와 조건이 달라, 그 결과 또한 사용 기구와 방법에 따라 달리 나타나기 때문에, 결국 각각의 시험결과를 비교할 수 없고 또한 이 값의 추가적인 인용은 불가능하게 된다.
시험방법의 개선 필요성
일반적으로 cut 방법은 값이 저렴하고 상대적으로 그 결과를 빠르게 확인할 수 있기 때문에 생산관리 분야에서 많이 적용하고 있다. 그러나 섬유제품의 breathability는 착용했을 때 나타나기 때문에 skin model을 사용한 측정은 불가피하다. 따라서 시험 팀이 skin model을 적용한 Ret 값을 측정한다면 착용했을 때와 유사한 섬유제품의 breathability 값을 측정할 수 있을 것이다.
Cup method
Water vapour resistance를 측정하기 위한 Cup method에 관한 수많은 표준시험법들이 정해져 있다. 여기에는 desiccant method(ASTM E 96 A, C, E)와 water method(ASTM E 96 B, D), 그리고 inverted cop method(ASTM E 96 BW) 등이 포함되어 있다.
Cup method 모두 중량을 측정함으로써 섬유를 통과한 water vapour 양의 정량적 측정에 기반을 두고 있다. 이 측정값으로부터 water vapour 투과 량, 즉 다시 말하면, 섬유제품의 breathability를 환산할 수 있다.
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Cup method(ASTM E 96)(http://www.labthinkinternational.com.cn)
Skin model measurement
Sweating guarded-hot plate method는 섬유제품의 water vapour resistance(투습저항)인 Ret value를 계산한다. 이 방법은 skin model(sweating guarded hot plate)을 적용해 측정한다.
Skin model의 주요 구성요소는 35℃로 가열된 다공성 소결 금속판이다. 시험용 섬유제품을 이 hot plate에 올리면, 이 때 hot plate의 기공을 통과한 수증기는 바로 섬유제품을 통과하게 된다. 이는 땀이 섬유에 접촉되어 증발하게 되는 원리를 시뮬레이션 한 것이다.
이 시험은 정해진 안락한 시험조건으로 조정된 climate-controlled cabinet 내에서 표준조건 하에서 이루어진다.
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Sweating guard hot plate /
Sweat guard hot plate EN 31092, ISO 11092(http://www.dpp-europe.com/-Comfort)
출처 : http://www.innovationintextiles.com ( 29th September 2014, Boennigheim)
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