의류 소재의 변형 측정 실험(Fabric Strain Measurement, Textile Deformation Analysis, Digital Image Correlation, Non-Contact Strain, Material)

 

목차

 

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의류 소재의 변형 측정 실험

 

이 실험의 주요 목적은 사람이 옷을 입고 일상적인 동작을 할 때, 옷감에서 발생하는 변형과 스트레인을 측정하는 것이다. 일반적인 섬유 제품은 움직임에 따라 신축, 주름, 비틀림 등이 발생하며, 이러한 현상은 옷의 착용감이나 내구성, 기능성에 직접적인 영향을 준다. 특히 스포츠웨어, 보호복, 압박복 등 기능성 의류의 경우, 소재의 물리적 특성을 정확히 이해하는 것이 매우 중요하다.

 

 

하지만 섬유는 연성이 크고 주름이 쉽게 생기며, 움직임이 복잡하게 일어나기 때문에 기존의 접촉식 측정 방식으로는 이러한 변형을 정밀하게 측정하기가 어렵다. 스트레인 게이지나 변형계는 섬유에 부착할 경우 소재의 물성을 바꾸거나 사용자의 움직임에 방해가 될 수 있기 때문에, 실제 착용 조건에서의 정확한 데이터를 얻기 어렵다.

 

이러한 한계를 해결하기 위해, 본 실험에서는 DIC 시스템을 이용한 비접촉 방식으로 섬유 표면의 변형을 측정하였다. DIC는 시각적으로 측정할 수 있는 표면 패턴이 있다면 그것을 기준으로 미세한 움직임을 추적할 수 있기 때문에, 별도의 센서를 부착하지 않고도 정밀한 계측이 가능하다.

 

 

 

 

 

 

 

 

실험에서는 피험자가 실제 옷을 입고 커피를 마시거나 팔을 흔드는 등의 일상적인 동작을 수행하였다. 실험 조건은 비교적 정적이지만, 동작 중에도 피험자의 움직임이 자유롭게 이루어져야 하므로, 측정 장비가 방해가 되어서는 안 된다. 이때 카메라는 피험자의 움직임 전체가 시야에 들어오도록 배치되었고, 옷감에 자연스럽게 형성된 무늬(또는 의도적으로 프린트된 패턴)를 이용하여 변형 측정을 수행하였다.

 

하나의 핵심 기술적 도전은 옷감에 생기는 주름이나 접힘 현상이다. 옷이 구겨지거나 심하게 접히면, 표면 패턴이 카메라 시야에서 가려지거나 왜곡되어 DIC 데이터가 손실될 수 있다. 따라서 실험에서는 의도적으로 큰 주름이 생기지 않도록 주의하였으며, 이는 DIC를 활용한 섬유 측정에서 중요한 전제 조건 중 하나이다.

 

실험 결과, 특정 동작에서 옷감이 늘어나는 부위와 수축되는 부위가 명확히 구분되었고, 이러한 데이터를 통해 섬유 제품의 설계 및 봉제 방식, 소재 선택에 대한 피드백을 제공할 수 있었다. 예를 들어, 반복적인 동작에 의해 특정 부위가 지속적으로 높은 변형률을 받는 경우, 해당 부위의 소재를 보강하거나 유연한 구조로 재설계할 필요가 있음을 알 수 있다.

 

 

결론 및 응용 가능성
의류 소재에 대한 이 실험은 DIC가 단순한 공학 부품의 정적 시험을 넘어서, 사람의 움직임과 결합된 동적이고 유연한 시스템에서도 매우 유용하게 작동할 수 있음을 보여준다. 이는 스포츠 의류, 웨어러블 디바이스, 재활 치료 장비, 방호복, 그리고 항공우주·자동차 분야의 내부 연질재 개발 등에도 확장 가능하다.

 

특히 앞으로는 패션 산업과 헬스케어 산업에서의 융합 제품 개발에 있어, 움직임 기반 정밀 계측 기술로서의 DIC가 핵심적인 역할을 할 수 있을 것이다.

 

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