최근 고기능성 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 ICT 기능과의 융합을 통한 스마트 의류는 일상생활 분야로 확대되고 있다. 그 중 하나로, 발열 텍스타일 및 제어 모듈을 통해 의복 내 발열기능을 조절하는 스마트 의류에 대한 관심이 높아지고 있으며, 발열 기능을 갖는 스마트 의류의 시장 전망이 높아지고 있으나, 발열 패드 부착위치에 따른 발열 기능의 효용성 및 온열감에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 발열 패드의 위치에 따른 피부온의 변화와 온열감에 대한 실증적 연구를 통하여 발열기능의 스마트 의류 개발을 위한 최적의 발열 위치를 도출하고자 하였다. 이를 위하여 20대 표준체형의 남성 10명을 피험자로 선정하였으며, 영하 $5^{\circ}C$의 인공기후실에서 20분의 안정기, 20분의 처치기, 40분의 회복기를 통해 11군데에서의 피부온, 직장온과 주관적 온열감을 측정, 평가하였다. 최종적으로, 발열패드를 위한 최적의 위치를 도출하고 제시하였다.
This study aimed to examine the appearance of heated clothing in relation to fashion trends by analyzing constructive components of clothing using product images and actual products. A total of 91 images of domestic and foreign heated clothing products were collected, and a product analysis conducted with six parameters of item classification, namely, concept and image, silhouette, color, number of heating elements, and heating parts. In addition, an in-depth analysis was carried out with 11 products among them, while focusing on further detailed components of the design and heating system. As a result, the overall exterior design of domestic products has been changed from outdoor clothing to daily clothing reflecting the current design trend. Compared with domestic products, foreign products showed a diverse assortment and a greater number of heating regions per individual item of clothing. The current heating system commonly consists of a heating element, power source, controller board, and wires, although the existence and type of switches differed from product to product. To develop a more efficiently heated clothing to expand the market, the design, ease of use, safety, consumer preference, heating functionality, and durability should be considered. Along with design recommendations for future heated clothing, this study also provides a practical guide to the technical aspects of the design of the components of heated clothing.
본 연구에서는 써멀 마네킹 실험을 통해서 탄화지르코늄(ZrC) 혼입사로 만들어진 니트와 직물 의류의 발열 특성을 연구하였다. 써멀 마네킹 측정에 의한 감성 및 인지기능 열적특성이 분석되었으며 광발열 실험결과와 비교하였다. ZrC 혼입 직 편물의 표면온도는 일반 PET 직 편물 보다 각각 $4^{\circ}C$와 $2^{\circ}C$ 높은 값을 보였다. 그리고 이들 직 편물 의류의 광조사상태에서 써멀 마네킹 실험에 의한 발열특성을 나타내는 보온성 Clo치는 각각 0.18과 0.08 높은 값을 보였다. 이 결과는 이성분 필라멘트의 심사부에 혼입된 ZrC에서 방사된 원적외선에 기인 된 것을 $6{\mu}m{\sim}20{\mu}m$범위의 원적외선 방사강도 결과와 EDS 원소분석에 의해 확인함으로써 가능하였다. 그리고 ZrC 혼입에 의해 직물의 압축성이 낮아지고 굽힘강성이 높은 값을 보임으로써 촉감 특성은 다소 부족함을 보였다. 그러나 ZrC혼입 직 편물의 발열특성 발현을 써멀 마네킹 측정에 의해 확인함으로써 인텔리전트 의류로서의 적용 가능성을 확인하였다.
최근 국내외에서 첨단 기능성 섬유에 대한 소비자들의 관심이 높아지면서 다양한 분야에서 기능성 소재들이 개발되고 있다. 특히 기능성 스포츠웨어 시장에서는 계절의 경계를 넘어 야외 활동 중에 사용할 수 있는 제품에 대한 요구가 증가되고 있는데, 날씨가 매우 덥고 햇살이 뜨거운 것에서부터, 얼음처럼 차갑고 추운 것까지 가지각색 인 경우가 있을 수 있다. 이러한 변화무쌍한 날씨에 쾌적한 활동을 하기 위해서는 외부 온도변화에 대응하여 몸을 보호하고 자연환경에 맞설 수 있는 의복의 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서 개발하고자 하는 지능형 체온조절 섬유는 정적상태에서는 보온성과 적외선을 방출을 통한 자가 발열기능을 부여하고, 동적상태에서는 태양열 증폭기능과 운동량에 따른 흡습발열의 기능을 통하여 자연환경과 의복환경의 변화에 대응할 수 있는 스포츠웨어 제품이다. 따라서 보온성이 우수한 PP, acrylate 원사 등을 이용하여 복합 방적사 설계 및 생산을 최적화였다. 또한 흡습발열 성능이 향상된 섬유구조체를 설계하여 개발 원사 구성에 따라 보온 발열 기능성 부여 방법을 달리하여 최적의 성능을 이끌어내는 제품을 개발하고자 하였다.
The influence from the increased income and aging society has amplified the interest in the well-being trend and health. People tend to enjoy sports and outdoor life. The development of smart clothing containing heating function to help maintain body temperature has been actively researched after the mid 2000s. However, the domestic study on heating clothing is severely limited. Practical study on designing heating clothing which can be commercialized is needed. The purpose of this study is to develop a commercialized detachable heating vest design through collaboration with a heating vest manufacturer. The results of this study are as follows: 1) Conducted the interview with manufacturer and a demand survey with consumers in order to develop the heating vest design. 2) Developed heating vest design that reflected the wants in the demand survey and sketched the prototype of detachable heating vest. 3) Made a sample of the heating vest and tested the wearability to illustrate the result of this study. Overall, the wearing test result showed high satisfaction for both gender.
To evaluate the heating performance of commercial heated vests, we investigated the thermal images and the temperature between body and vest for three heated vests. We captured infrared thermography by FT-IR Spectrometer to analyzed the heating temperature of the heating elements taken from the vests, and the maximum heating temperature of the vests was compared with thermal image in the room temperature($18^{\circ}C$). In outdoor experiment($-4.7^{\circ}C$), we measured the inner temperature as well as the thermal image of heated vests. Four healthy men participated in this experiment, and the ANOVA and Duncan test was performed for statistical analysis. As the results, the heating temperature range of the heated vests used in this experiment was $32{\sim}42^{\circ}C$, much lower than the displayed temperature range in their specifications, so the exact specification for heating performance of heated clothing was required. In comparisons of the heating performance among the heated vests, we found out that the insulation of clothing is very important to design the heated clothing, because the inner temperature of the vest had good insulation by itself was higher than that of the vest shown higher temperature over $7^{\circ}$ than another vests at the heating temperature.
This study developed smart vests with heat and massage functions that changed patterns, designs, materials, etc., and evaluated their functions and satisfaction. A knitted fabric with good elasticity and a heating lining were used, and in consideration of this, the final vest pattern fitted to the upper body was completed. A heat pad was attached to the back, and 6 vibration motors were attached to the trapezius muscle. The controller was placed on the left chest for easy operation, and the battery was stored in an inner pocket under the controller. The heating effect of the smart vest, the location of the devices, and the ease of operation were excellent. When the massage function was operated, the thermal comfort was increased compared to when the massage function was not operated, and the high thermal comfort was perceived by the operation of heat and heat+massage function. Due to the battery, the weight, irritating contact of devices and wearing sensation decreased, but there was no reduction in wearing sensation due to heat and vibration devices. The greater the satisfaction with the massage function, thermal comfort, fit, appearance and weight, the greater the product satisfaction.
연구목적 : 본 연구는 최근 많이 이용하고 있는 발열조끼에 의한 저온화상과 화재위험성 도출을 목적으로 한다. 연구방법 : 사용전압보다 더 높은 전압에 발열조끼를 연결하는 실험을 실시하였다. 연구결과 : 재현실험한 결과 높은 저온화상과 발화위험성을 알 수 있었다. 또한 같은 전압을 인가했을 때 상대적으로 열선의 저항값이 더 낮은 발열조끼 제품이 더 높은 온도에 도달한다는 것도 알 수 있었다. 결론 : 발열조끼는 온도조절장치나 타이머가 존재하지 않아 온도가 급격히 올라갈 경우 안전장치가 없다는 문제점이 있다. 따라서 화재나 저온화상의 위험성을 줄이기 위해서는 열선의 최소저항값 기준을 설정하고, 낮은 저항값을 가지는 열선 사용의 규제가 필요하다.
This research was intended to design an experimental girdle with thermal insulation function for adult women in their 20s. The design of the experimental girdle was based on the pattern of commercially available girdle. The final pattern of the experimental girdle was established according to the drawing equations determined based on the result of appearance evaluation. The equations were (waist circumference${\times}0.88$)/2 for waist circumference, (hip circumference${\times}0.77$)/2 for hip circumference, and (thigh circumference${\times}0.85$) for thigh circumference. In order to develop a heating device, the most effective fabric heater was adopted based on the experiments about the number of caron fibers, heater size and attachment site. Three heaters-one with a size of $14.5{\times}9.5$ cm, and the other two with the size of $8.0{\times}15.0$ cm-were attached to the areas corresponding to the lower abdomen and the hip, 5 cm below the waist. A heater was developed by connecting these heaters to a controller, 2 batteries (7.4 V 2000 mAh lithium polymer batteries) and a switch (for mode conversion between high/medium/low temperatures). The heater was integrated into the inside of the girdle, so that attachment and detachment were possible without the change of appearance. The tentative configuration plan was proposed for the development of a functional smart girdle with an excellent thermal insulation effect.
This study prepared fabric-heating elements of carbon nanofiber composite to characterize morphologies and electrical properties. Carbon nanofiber composite was prepared with 15wt% PVDF-HFP/acetone solution, and 0, 1, 2, 4, 8, and 16wt% carbon nanofiber. Dispersion of solution was conducted with stirring for a week, sonification for 24 hours, and storage for a month, until coating. Carbon nanofiber composite coated fabrics were prepared by knife-edge coating on nylon fabrics with a thickness of 0.1mm. The morphologies of carbon nanofiber composite coated fabrics were measured by FE-SEM. Surface resistance was determined by KS K0555 and worksurface tester. A heating-pad clamping device connected to a variable AC/DC power supply was used for the electric heating characteristics of the samples and multi-layer fabrics. An infrared camera applied voltages to samples while maintaining a certain distance from fabric surfaces. The results of morphologies indicated that the CNF content increased specifically to the visibility and presence of carbon nanofiber. The surface resistance test results revealed that an increased CNF content improved the performance of coated fabrics. The results of electric heating properties, surface temperatures and current of 16wt% carbon nanofiber composite coated fabrics were $80^{\circ}C$ and 0.35A in the application of a 20V current. Carbon nanofiber composite coated fabrics have excellent electrical characteristics as fabric-heating elements.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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