KR20190021232A - 흡수량 의존 마찰력 측정장치 및 흡수량 의존 마찰력 측정방법 - Google Patents

흡수량 의존 마찰력 측정장치 및 흡수량 의존 마찰력 측정방법 Download PDF

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잇빤자이단호진 카켄테스트센터
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Abstract

흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 천평 지지부(2)와, 천평 지지부(2) 위에 지지되는 천평(3)과, 천평(3)의 계량 접시 지지부로부터 매달려, 천평 지지부(2)가 형성하는 공간 내에, 가요성 및 흡수성을 갖는 시트 형상의 시료(9)를 펼쳐서 매단 상태로 유지하는 계측지그(4)와, 중심축의 주변의 회전면인 회전 타원면의 일부를 지니고, 중심축이 계측지그(4)를 유지된 시료(9)의 시트면에 평행하게 그리고 수평으로 지지되어, 시료(9)에 접촉하지 않는 제1 위치와, 시료(9)의 시트면에 회전 타원면이 접촉하는 제2 위치 사이를, 중심축에 직교하는 면 중에서 시트면에 교차하는 방향으로 평행 이동 가능하고, 제2 위치에서, 회전 타원면의 시료(9)에 접촉한 부분이 중력방향으로 중심축을 회전축으로 해서 회전 가능한 마찰자(5)를 구비하고, 천평(3)은, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 지시값과, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 지시값을 출력한다.

Description

흡수량 의존 마찰력 측정장치 및 흡수량 의존 마찰력 측정방법
본 발명은, 흡수량(absorbed-water)에 의해서 마찰력이 다른 옷감 재료의 마찰력을 측정하는 흡수량 의존 마찰력 측정장치 및 흡수량 의존 마찰력 측정방법에 관한 것이다.
의복 재료의 착용 시에 있어서 피부면의 습도상승은 불쾌한 땀이 차는 느낌을 일으키므로, 특허문헌 1 내지 7에 기재된 바와 같은 흡습성이나 속건성을 높인 의복 재료가 개발되어 있다. 의복 재료의 경우, 옷감 재료의 수분 이동 특성뿐만 아니라, 표면에 존재하는 물과 피부의 계면상태도 쾌적성을 좌우하는 큰 요인이다. 이것에 기인하는 감각에 "끈적거림"이 있다. 의복 재료의 "끈적거림"은, 습윤 상태의 옷감 재료의 마찰력에 관계된다.
특허문헌 1에는, 회전하는 금속 롤러와 직물 사이에 1cc의 물을 주입해서, 직물에 가해지는 장력을 직물의 습윤 마찰력으로서 측정하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 아크릴판에, 시료 직물의 포화 흡수량 이상의 물을 적하하고, 그 위에 시료 직물을, 의복 재료로 할 때에 피부 측이 되는 면이 아래가 되도록 배치해서 아크릴판에 밀착시키고, 이어서, 해당 시료 직물의 외측면 중심부에 부착된 실을, 인장력 시험기를 이용해서 수직으로 끌어올려서 아크릴판으로부터 시료 직물을 박리시키고, 그때에 필요한 힘의 최대치를 판독하여, 점착력으로 하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 7에는, 시료에 일정량의 수분을 피부면에서부터 균일하게 포함시켜서, 아크릴수지제의 원통을 수직으로 세운 것에, 시료의 세로방향을 수직방향으로 해서 피부면 쪽을 붙이고자 했을 때에, 붙이는 것이 가능하지 않은 한계의 함수량을 곡면 점착 지수로 하는 것이 기재되어 있다.
JPH9-195172 A JP 2001-303408 A JP 2013-133572 A JP 2012-21254 A JP 2004-11069 A JP 2001-254244 A JP 2004-270047 A
습윤상태의 옷감 재료의 마찰력은, 흡수량에 따라서 다르다. 특허문헌 1, 2 및 7에 기재된 옷감 재료의 습윤 마찰력이나 점착력을 평가하는 방법에서는, 옷감 재료의 흡수량과 마찰력의 관계를 정확하게 측정할 수는 없었다.
본 발명은, 전술한 사정을 감안해서 이루어진 것으로, 시료의 흡수량과 마찰력의 관계를 정확하게 측정하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치는,
가요성 및 흡수성을 갖는 시트 형상의 시료를, 펼쳐서 매단 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 천평 지지부와,
상기 천평 지지부 위에 지지되는 천평과,
상기 천평의 계량 접시 지지부로부터 매달려, 상기 천평 지지부가 형성하는 공간 내에 상기 시료를 펼쳐서 매단 상태로 유지하는 계측지그와,
중심축의 주변의 회전면으로서, 원주면인 경우를 포함하는 회전 타원면의 일부를 갖고, 상기 회전 타원면이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 대향해서, 상기 중심축이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 평행하게 그리고 수평으로 지지되어, 상기 계측지그에 유지된 상기 시료에 접촉하지 않는 제1 위치와, 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 상기 회전 타원면이 접촉하는 제2 위치의 사이를, 상기 중심축에 직교하는 면 중에서 상기 시트면에 교차하는 방향으로 평행 이동 가능하고, 상기 제2 위치에서, 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전 가능한 마찰자를 포함하되,
상기 천평은, 상기 마찰자가 상기 제1 위치에 있을 때의 지시값, 및 상기 마찰자가 상기 제2 위치에서 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전할 때의 지시값을 출력한다.
본 발명에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정방법은,
가요성 및 흡수성을 갖는 시트 형상의 시료를, 펼쳐서 매단 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 천평 지지부 위에 지지되는 천평의 계량 접시 지지부로부터 매달려, 상기 천평 지지부가 형성하는 공간 내에 상기 시료를 펼쳐서 매단 상태로 유지하는 계측지그에 상기 시료에 수분을 부여해서 유지시키고,
중심축의 주변의 회전면으로서, 원주면인 경우를 포함하는 회전 타원면의 일부를 지니고, 상기 회전 타원면이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 대향해서, 상기 중심축이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 평행하게 그리고 수평으로 지지되는 마찰자를 상기 계측지그에 유지된 상기 시료에 접촉하지 않는 제1 위치에서부터, 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 상기 회전 타원면이 접촉하는 제2 위치로, 상기 중심축에 직교하는 면 중에서 상기 시트면에 교차하는 방향으로 평행 이동시키고,
상기 마찰자를, 상기 제2 위치에서, 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전시키고,
상기 천평이 출력하는, 상기 마찰자가 상기 제1 위치에 있을 때의 지시값과, 상기 마찰자가 상기 제2 위치에서 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전할 때의 지시값을 기록한다.
본 발명에 따르면, 시료의 흡수량과 마찰력의 관계를 정확하게 측정하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2a은 실시형태에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치의 마찰자의 제1 위치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2b는 실시형태에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치의 마찰자의 제2 위치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시형태에 따른 시료 A 및 시료 B의 확산성 잔류 수분율 성능을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시형태에 따른 시료 A의 마찰력의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 5a는 실시형태에 따른 시료 A의 건조 과정에 있어서의 잔류 수분율과 마찰력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5b는 실시형태에 따른 시료 B의 건조 과정에 있어서의 잔류 수분율과 마찰력의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 또, 도면 중, 동일 또는 상당하는 부분에는, 동일한 부호를 붙인다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 천평 지지부(2)와, 천평(3)과, 계측지그(4)와, 마찰자(5)와, 구동부(6a) 및 구동부(6b)(이하, 총칭할 경우에는 구동부(6)라 지칭함)와, 상부 기둥 형상 부재(7a) 및 하부 기둥 형상 부재(7b)(이하, 총칭할 경우에는 기둥 형상 부재(7)라 지칭함)와, 기억장치(8)를 구비한다. 천평 지지부(2)는, 가요성 및 흡수성을 갖는 시트 형상의 시료(9)를, 펼쳐서 매단 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성한다. 천평(3)은 천평 지지부(2) 위에 지지된다. 계측지그(4)는, 천평(3)의 계량 접시 지지부로부터 매달려, 천평 지지부(2)가 형성하는 공간 내에 시료(9)를 펼쳐서 매단 상태로 유지한다. 이때, 계측지그(4)에 유지된 시료(9) 밑에 하중을 부여해서 일정한 장력을 가해도 된다.
원기둥형의 마찰자(5)는, 중심축의 주변의 회전면인 원주면이 계측지그(4)에 유지된 시료(9)의 시트면에 대향해서, 중심축이 계측지그(4)를 유지된 시료(9)의 시트면에 평행하게 그리고 수평으로 지지된다. 시트면이란, 계측지그(4)에 펼쳐서 매단 상태의 시료(9)의 가장 넓은 두 면 중, 마찰자(5)에 대향하는 면을 지칭한다. 마찰자(5)는, 계측지그(4)에 유지된 시료(9)에 접촉하지 않는 제1 위치와, 계측지그(4)에 유지된 시료(9)의 시트면에 원주면이 접촉하는 제2 위치 사이를, 시트면에 대하여 수직방향으로 평행 이동 가능하다. 마찰자(5)는 제2 위치에서, 시료(9)에 접촉한 부분이 중력방향으로 중심축을 회전축으로 해서 회전 가능하다.
구동부(6a)는, 예를 들면 액추에이터로 구성되고, 마찰자(5)를 제1 위치에서부터 제2 위치로, 제2 위치에서부터 제1 위치로 이동시킨다. 구동부(6b)는, 예를 들면 모터로 구성되고, 마찰자(5)를 제2 위치에서 회전시킨다. 구동부(6)는, 마찰자(5)를 제1 위치에서부터 제2 위치로 이동시키고, 마찰자(5)를 제2 위치에서 회전시킨 후, 제1 위치로 이동시키는 동작을 1회 이상 반복한다.
원기둥형의 기둥 형상 부재(7)는, 계측지그(4)에 유지된 시료(9)의 시트면에 대해서 마찰자(5)의 반대쪽에 중심축이 수평으로 지지된다. 기둥 형상 부재(7)는, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때는 시료(9)에 접촉하지 않고, 마찰자(5)가 제2 위치에 있을 때는 시료(9)에 접촉한다. 상부 기둥 형상 부재(7a)는, 제2 위치에 있을 때의 마찰자(5)의 중심축보다도 위에 배치되어 있다. 하부 기둥 형상 부재(7b)는, 제2 위치에 있을 때의 마찰자(5)의 중심축보다도 아래에 배치되어 있다. 여기에서, 마찰자(5)가 제1 위치 및 제2 위치에 있는 상태에 대해서 설명한다.
도 2a는 실시형태에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치의 마찰자의 제1 위치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2a는 제1 위치에 있는 마찰자(5), 계측지그(4), 구동부(6) 및 기둥 형상 부재(7)를 마찰자(5)의 중심축의 방향으로 본 단면을 나타내고 있다. 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때, 계측지그(4)에 펼쳐서 매단 상태로 유지된 시료(9)의 시트면은 연직방향으로 뻗고 있다. 이때, 마찰자(5) 및 기둥 형상 부재(7)는 시료(9)에 접촉하지 않는다. 마찰자(5)는 구동부(6a)에 의해서 제1 위치에서부터 화살표(T)의 방향으로 이동한다.
도 2b는 실시형태에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치의 마찰자의 제2 위치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2b는 제2 위치에 있는 마찰자(5), 계측지그(4), 구동부(6) 및 기둥 형상 부재(7)를 마찰자(5)의 중심축의 방향으로 본 단면을 나타내고 있다. 마찰자(5)가 구동부(6a)에 의해 제2 위치까지 이동하면, 시료(9)는 기둥 형상 부재(7)에 접촉하고, 마찰자(5) 및 기둥 형상 부재(7)의 위치에서 규정되는 면적에서 마찰자(5)에 접촉한다. 시료(9) 밑에 하중이 부여되고 있을 경우에는, 시료(9)는 보다 안정적으로 마찰자(5)에 접촉한다. 마찰자(5)는 제2 위치에서, 구동부(6b)에 의해 화살표(R)의 방향으로 회전한다. 화살표(R)의 방향은, 마찰자(5)의 시료(9)에 접촉한 부분이 중력방향으로 중심축을 회전축으로 해서 회전하는 방향이다.
마찰자(5)는, 제1 위치에서부터 제2 위치로 이동할 때까지의 사이에는 중심축의 둘레에 자유회전 가능하게 지지된다. 이것에 의해, 마찰자(5)가 제2 위치로 이동했을 때에, 시료(9)가 마찰자(5)에 접촉함으로써 인장되는 것을 억제할 수 있다. 기둥 형상 부재(7)는, 중심축의 둘레에 자유회전 가능하게 지지된다. 이것에 의해, 마찰자(5)가 제2 위치로 이동했을 때에, 시료(9)가 기둥 형상 부재(7)에 접촉함으로써 인장되는 것을 억제할 수 있다.
마찰자(5)는, 일반적으로는, 중심축의 둘레의 회전면인 회전 타원면의 일부를 갖는 형상이다. 원주면은, 회전 타원면을 형성하는 타원의 장축이 무한대인 경우로 간주할 수 있다. 또한, 회전 타원면을 형성하는 타원의 장축과 단축이 서로 상등한 경우에는, 구면이다. 본 출원에서는, 회전 타원면은 원주면 및 구면을 포함하는 것으로 한다. 원기둥형의 마찰자(5)를 이용했을 경우, 인체의 원주면에 가까운 표면을 갖는 부위를 모의하는 것이 가능하고, 마찰자(5)가 제2 위치에 있을 때, 시료(9)를 일정한 면적에서 마찰자(5)의 원주면에 접촉시킬 수 있다. 구형의 마찰자(5)를 이용했을 경우, 인체의 구면에 가까운 표면을 갖는 부위를 모의할 수 있고, 마찰자(5)가 제2 위치에 있을 때, 시료(9)를 마찰자(5)의 구면의 커브를 따라서 접촉시킬 수 있다. 이와 같이, 시료(9)를 옷감 재료로 하는 의복 재료를 착용했을 때에 접촉하는 것을 상정하는 인체의 부위의 커브에 맞춰서 마찰자(5)의 형상을 선택하면 된다.
또한, 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)는, 구동부(6)를 구비하지 않아도 된다. 이 경우, 사용자가 수동으로 마찰자(5)를 제1 위치에서부터 제2 위치로 이동시키고, 마찰자(5)를 제2 위치에서 회전시킨 후, 제1 위치로 이동시킨다. 사용자가 수동으로 마찰자(5)를 회전시킬 경우에는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)는 마찰자(5)의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부를 구비하면 된다.
도 1의 천평(3)은, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때(도 2a의 상태)의 지시값과, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때(도 2b의 상태)의 지시값을 기억장치(8)에 출력한다. 기억장치(8)는, 천평(3)이 출력하는, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 지시값과, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 지시값을 기록한다. 천평(3) 및 기억장치(8)는, 마찰자(5)의 동작에 맞추어, 이들 동작을 반복한다. 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 천평(3)의 지시값은, 시료(9) 자체의 질량+흡수량을 나타내고 있고, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 천평(3)의 지시값은, 시료(9) 자체의 질량+흡수량+시료(9)의 마찰력을 나타내고 있다. 이것에 의해, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전하기 직전 및 직후의 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 시료(9)의 흡수량을 측정하는 것이 가능하므로, 시료(9)의 흡수량과 마찰력의 관계를 정확하게 측정할 수 있다.
흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)에서는, 마찰력은 천평(3)의 지시값으로 나타내지므로 단위를 g 중력가속도로 하지만, 이것은 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)의 설치 장소에 있어서의 단위질량(g)에 가해지는 중력의 단위로 마찰력을 나타내고 있다. 시료, 흡수량 및 주위의 분위기 조건이 같을 경우에, 마찰 계수가 같다고 가정하면, 마찰력은 마찰면에 가해지는 전압력×마찰 계수이기 때문에, 측정 장소의 중력가속도가 다른 경우, 마찰면에 가해지는 전압력은 중력가속도에 비례하므로, 마찰력도 다르다. 그러나, 마찰력을 질량×측정 장소의 중력가속도를 단위로 해서 재면, 마찰면에 가해지는 전압력은, 시료의 질량×측정 장소의 중력가속도이기 때문에, 측정 장소가 달라도, 질량×측정 장소의 중력가속도를 단위로 하는 마찰력의 지시값은 같은 값이 된다. 마찰 계수를 산출할 경우에는, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 마찰력의 값을, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전하기 직전 및 직후의 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 시료(9)의 질량(시료(9) 자체의 질량+흡수량)의 평균치로 제산한다.
기억장치(8)는 마찰자(5)의 회전속도를 기억해도 된다. 기억장치(8)는 도 1에 나타낸 바와 같은 PC로 한정되지 않고, 플래시 메모리나 하드 디스크 등 불휘발성 메모리를 구비하는 장치이면 된다. 천평(3)은 지시값을 표시부에 표시시키고, 이것을 사용자가 판독하여 기록해도 된다. 이 경우에는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)는 기억장치(8)를 구비하지 않아도 된다. 또한, 천평(3)은, 마찰자(5)가 시료(9)의 시트면에 접촉하고 나서 제2 위치에서의 회전을 개시하기 전까지의 지시값과, 마찰자(5)가 제2 위치에서의 회전을 종료하고 나서 시료(9)의 시트면으로부터 분리될 때까지의 지시값을 또한 기억장치(8)에 출력해도 된다. 이것에 의해, 시료(9)의 흡수량과, 마찰자(5)가 시료(9)에 접촉했을 때에 가해지는 힘 및 시료(9)로부터 분리될 때에 가해지는 힘의 관계를 정확하게 측정할 수 있다. 천평(3)은, 마찰자(5)가 제2 위치로의 이동을 종료하고 나서 제2 위치에서의 회전을 개시하기 전까지의 지시값을 출력해도 된다. 이것에 의해, 시료(9)의 흡수량과, 제2 위치로 이동 후의 마찰자(5)에 접촉한 상태의 시료(9)가 원래로 돌아가려고 하는 힘의 관계를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 천평(3)은, 마찰자(5)가 제2 위치에서의 회전을 종료하고 나서 제1 위치로의 이동을 개시하기 전까지의 지시값을 출력해도 된다. 이것에 의해, 시료(9)의 흡수량과, 제2 위치에서의 회전 후의 마찰자(5)에 접촉한 상태의 시료(9)가 원래로 돌아가려고 하는 힘의 관계를 정확하게 측정할 수 있다.
흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 상부 기둥 형상 부재(7a)만을 구비해도 되고, 하부 기둥 형상 부재(7b)만을 구비해도 된다. 기둥 형상 부재(7)는, 기둥 형상이면 원기둥형이 아니어도 되고, 회전 불능하게 지지되어도 된다. 혹은, 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)는 기둥 형상 부재(7)를 구비하지 않아도 된다.
마찰자(5)는, 제1 위치에서부터 제2 위치로 이동할 때까지의 사이에는 중심축의 주변에 회전 불능 또는 회전 각도가 제한되어서 지지되어도 된다. 이것에 의해, 인체가 시료(9)를 옷감 재료로 하는 의복 재료를 착용했을 때의, 접촉했을 때에 가해지는 힘 및 분리될 때에 가해지는 힘을 실태에 가까운 형태로 모의할 수 있다. 마찰자(5)가 제한되는 회전 각도는, 예를 들어, 인체가 의복 재료에 접촉해서 이동했을 때에 피부가 인장되어서 늘어나는 양을 상정해서 설정하면 된다. 마찰자(5)에 의복 재료와의 마찰에 의해서 피부가 이동하는 분량의 여유를 마련함으로써, 인체가 시료(9)를 옷감 재료로 하는 의복 재료를 착용했을 때의, 피부가 인장되어서 늘어나는 부위가 접촉했을 때에 가해지는 힘 및 분리될 때에 가해지는 힘을 실태에 가까운 형태로 모의할 수 있다.
또한, 마찰자(5)는, 제1 위치와 제2 위치 사이를, 시트면에 대해서 수직방향으로 평행 이동하는 구성으로 한정되지 않고, 제1 위치와 제2 위치 사이를, 마찰자(5)의 중심축에 직교하는 면 중에서 시트면에 교차하는 방향으로 평행 이동 가능하면 된다. 즉, 마찰자(5)는, 중심축에 직교하는 면 속을 평행 이동하고, 시트면에 대해서 비스듬히 아래나 비스듬하게 위로부터 접촉해도 된다. 마찰자(5)가 중심축에 직교하는 면 속을 제2 위치로 평행 이동하고, 시트면에 대해서 적정한 각도로 비스듬히 아래로부터 접촉하면, 회전 불능하게 지지되는 마찰자(5)나 기둥 형상 부재(7)에 시료(9)가 접촉함으로써 시료(9)가 인장되는 것을 억제할 수 있다. 마찰자(5)가 중심축에 직교하는 면 속을 제2 위치로 평행 이동하고, 시트면에 대해서 적정한 각도로 비스듬하게 위로부터 접촉하면, 마찰자(5)가 항상 중심축의 둘레에 회전 불능하게 지지되어 있는 구성이어도, 시료(9)의 시트면에 접촉하고 나서 제2 위치로의 이동을 종료하기 전까지의 사이에 마찰력을 측정할 수 있다. 여기에서, 측정의 흐름에 대해서 설명한다.
측정을 개시할 때, 사용자는 시료(9)를 계측지그(4)에 유지시킨다. 계측지그(4)는, 수평방향으로 연장되는 바늘부를 구비하고, 사용자는 시료(9)의 상부를 바늘부에 관통시켜서 고정시킨다. 계측지그(4)의 시료(9)를 고정하는 부분은, 시료(9)를 관통시키는 형상으로 한정되지 않고 시료(9)를 사이에 끼우는 형상의 것이어도 된다. 사용자는 계측지그(4)에 펼쳐서 매단 상태로 유지된 시료(9)의 시트면에 결정된 양의 물을 적하한다. 사용자는, 시료(9)에 결정된 양의 물을 적하한 후에, 시료(9)를 계측지그(4)에 유지시켜도 된다. 시료(9)에 수분을 부여하는 방법은, 결정된 양의 물을 적하하는 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 시료(9)를 물에 담그고, 물을 충분히 흡수한 시료(9)를 계측지그(4)에 유지시켜도 된다. 또, 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)는, 계측지그(4)에 펼쳐서 매단 상태로 유지된 시료(9)의 시트면에 수분을 부여하는 급수 장치를 구비해도 된다. 급수 장치는, 시료(9)를 계측지그(4)에 매달고 있지 않은 상태에서, 시료(9)에 수분을 부여하는 것이어도 된다.
사용자는, 시료(9)의 시트면에 결정된 양의 물을 적하한 후, 구동부(6)를 온 상태로 한다. 구동부(6)는 온 상태가 되면, 마찰자(5)를 제1 위치에서부터 제2 위치로 이동시키고, 제2 위치에서 회전시킨다. 구동부(6)는, 마찰자(5)를 제2 위치에서 회전시킨 후, 제1 위치로 이동시킨다. 천평(3)은, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 지시값과, 제2 위치에서 회전할 때의 지시값을 출력하고, 기억장치(8)는 그 지시값을 기록한다. 흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 이들 동작을 1회 이상 반복한다.
흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)가 구동부(6)를 구비하지 않는 구성의 경우는, 사용자는, 시료(9)의 시트면에 결정된 양의 물을 적하한 후, 수동으로, 마찰자(5)를 제1 위치에서부터 제2 위치로 이동시키고, 제2 위치에서 회전시킨다. 사용자는, 수동으로, 마찰자(5)를 제2 위치에서 회전시킨 후, 제1 위치로 이동시킨다. 이때, 회전속도 검출부는, 마찰자(5)의 회전속도를 검출하고, 기억장치(8)에 출력한다. 기억장치(8)는, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 지시값과 마찰자(5)의 회전속도의 값을 대응시켜서 기록한다. 여기에서, 2개의 다른 시료의 측정예에 대해서 설명한다.
도 3은 실시형태에 따른 시료 A 및 시료 B의 확산성 잔류 수분율 성능을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 건조 과정에 있어서 시료 A 및 시료 B의 잔류 수분율은 시간경과와 함께 저하되고, 소재나 구조에 따라서 각각 다른 확산성 잔류 수분율 성능을 나타낸다.
도 4는 실시형태에 따른 시료 A의 마찰력의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 시료 A의 마찰력의 측정값은 마찰자(5)의 제1 위치와 제2 위치의 이동 간격에 의해서 결정되는 간격으로 반복해서 기록된다. 이하, 시료 A의 마찰력의 측정값이 기록되어 있는 기간을 하중 ON 기간, 시료 A의 마찰력의 측정값이 기록되고 있지 않은 기간을 하중 OFF 기간으로 한다. 흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 하중 OFF 기간은, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 천평(3)의 지시값을 기록한다. 흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 천평(3)의 지시값(시료 A 자체의 질량+흡수량)으로부터, 완전히 건조된 상태의 시료 A가 계측지그(4)에 유지되었을 때의 천평(3)의 지시값(시료 A 자체의 질량)을 뺀 값을, 시료 A의 흡수량으로서 측정한다. 또한, 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)는, 시료 A의 시트면에 결정된 양의 물이 적하되었을 때의 흡수량을 잔류 수분율 100%로 해서, 시료 A의 흡수량으로부터 잔류 수분율을 계산한다.
흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 하중 ON 기간은, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 천평(3)의 지시값을 기록한다. 흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)는, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 천평(3)의 지시값(시료 A 자체의 질량+흡수량+시료 A의 마찰력)으로부터, 직전 및 직후의 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 천평(3)의 지시값의 평균치(시료 A 자체의 질량+흡수량)를 뺀 값을 시료 A의 마찰력으로서 측정한다. 여기에서는, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때의 천평(3)의 지시값은 해당 하중 OFF 기간의 평균치로 하고, 마찰자(5)가 제2 위치에서 회전할 때의 천평(3)의 지시값은 해당 하중 ON 기간의 평균치로 한다. 도 4의 그래프에는, 하중 ON 기간의 평균치가 플롯되어 있다. 흡수량 의존 마찰력 측정 장치(1)에 의해서 시료 B의 마찰력을 측정할 경우에도, 마찬가지로 측정한다.
이와 같이, 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)는, 마찰자(5)를 제1 위치에서부터 제2 위치로 이동시키고, 제2 위치에서 회전시킨 후, 제1 위치로 이동시키고, 마찰자(5)가 제1 위치에 있을 때와, 제2 위치에서 회전할 때의 지시값을 출력하고, 그 지시값을 기록하는 동작을 2회 이상 반복함으로써, 건조 과정에 있어서의 시료 A 및 시료 B의 흡수량 및 마찰력의 변화를 측정할 수 있다.
도 5a는 실시형태에 따른 시료 A의 건조 과정에 있어서의 잔류 수분율과 마찰력의 관계를 나타내는 그래프이다. 시료 A는, 잔류 수분율이 85%일 때에 마찰력이 피크값을 나타낸다. 도 5b는 실시형태에 따른 시료 B의 건조 과정에 있어서의 잔류 수분율과 마찰력의 관계를 나타내는 그래프이다. 시료 B는, 잔류 수분율이 80%일 때에 마찰력이 피크값을 나타낸다. 또한, 시료 A는, 잔류 수분율에 의해서 마찰력이 크게 변화되지만, 시료 B는, 잔류 수분율에 의한 마찰력의 변화는 작다. 이와 같이, 시료의 소재나 구조에 의해서, 건조 과정에 있어서의 잔류 수분율과 마찰력의 관계는 다르다.
본 실시형태에 따른 흡수량 의존 마찰력 측정장치(1)에 따르면, 시료(9)의 흡수량과 마찰력의 관계를 정확하게 측정하는 것이 가능해진다. 또한, 시료(9)의 흡수량과 마찰력의 관계를 분석함으로써, 시료(9)를 옷감 재료로 하는 의복 재료의 착용 시의, "끈적거림"을 평가할 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 광의의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이, 다양한 실시형태 및 변형이 가능하게 되는 것이다. 또한, 전술한 실시형태는, 본 발명을 설명하기 위한 것이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는, 실시형태가 아니라, 청구범위에 의해서 표시된다. 그리고, 청구범위 내 및 그것과 동등한 발명의 의의의 범위 내에서 시행되는 다양한 변형이, 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다.
1: 흡수량 의존 마찰력 측정장치 2: 천평 지지부
3: 천평 4: 계측지그
5: 마찰자 6, 6a, 6b: 구동부
7: 기둥형상 부재 7a: 상부 기둥 형상 부재
7b: 하부 기둥 형상 부재 8: 기억장치
9: 시료 R, T: 화살표

Claims (15)

  1. 흡수량 의존 마찰력 측정장치로서,
    가요성 및 흡수성을 갖는 시트 형상의 시료를, 펼쳐서 매단 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 천평 지지부;
    상기 천평 지지부 위에 지지되는 천평;
    상기 천평의 계량 접시 지지부로부터 매달려, 상기 천평 지지부가 형성하는 공간 내에 상기 시료를 펼쳐서 매단 상태로 유지하는 계측지그; 및
    중심축의 주변의 회전면으로서, 원주면인 경우를 포함하는 회전 타원면의 일부를 지니고, 상기 회전 타원면이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 대향해서, 상기 중심축이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 평행하게 그리고 수평으로 지지되어, 상기 계측지그에 유지된 상기 시료에 접촉하지 않는 제1 위치와, 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 상기 회전 타원면이 접촉하는 제2 위치 사이를, 상기 중심축에 직교하는 면 중에서 상기 시트면에 교차하는 방향으로 평행 이동 가능하고, 상기 제2 위치에서, 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전 가능한 마찰자를 포함하되,
    상기 천평은, 상기 마찰자가 상기 제1 위치에 있을 때의 지시값, 및 상기 마찰자가 상기 제2 위치에서 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전할 때의 지시값을 출력하는 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마찰자의 상기 회전 타원면은 원주면인, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 천평은, 상기 마찰자가 상기 시료의 시트면에 접촉하고 나서 상기 제2 위치에서의 회전을 개시하기 전까지의 지시값과, 상기 마찰자가 상기 제2 위치에서의 회전을 종료하고 나서 상기 시료의 시트면으로부터 분리될 때까지의 지시값을 더 출력하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 천평은, 상기 마찰자가 상기 제2 위치로의 이동을 종료하고 나서 상기 제2 위치에서의 회전을 개시하기 전까지의 지시값을 더 출력하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 천평은, 상기 마찰자가 상기 제2 위치에서의 회전을 종료하고 나서 상기 제1 위치로의 이동을 개시하기 전까지의 지시값을 더 출력하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시료의 시트면에 대하여 상기 마찰자의 반대측에 중심축이 상기 시트면에 평행하게 그리고 수평으로 지지되어, 상기 마찰자가 상기 제1 위치에 있을 때는 상기 시료에 접촉하지 않고, 상기 마찰자가 상기 제2 위치에 있을 때는 상기 시료에 접촉하는 기둥형상 부재를 구비하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기둥형상 부재는, 상기 제2 위치에 있을 때의 상기 마찰자의 중심축보다도 위에 배치되는 상부 기둥 형상 부재와, 상기 제2 위치에 있을 때의 상기 마찰자의 중심축보다도 아래에 배치되는 하부 기둥 형상 부재를 포함하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 기둥형상 부재는 원기둥형이며, 해당 원기둥형의 중심축의 주변에 자유회전 가능하게 지지되는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰자는, 상기 제1 위치에서부터 상기 제2 위치로 이동할 때까지 사이에는, 상기 마찰자의 중심축의 주변에 자유회전 가능하게 지지되는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰자는, 상기 제1 위치에서부터 상기 제2 위치로 이동할 때까지 사이에는, 상기 마찰자의 중심축의 주변에 회전 불능 또는 회전 각도가 제한되어서 지지되는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰자를 상기 제1 위치에서부터 상기 제2 위치로 이동시키고, 상기 제2 위치에서 상기 마찰자의 중심축의 둘레에 회전시키고, 상기 제2 위치에서 회전시킨 후에 상기 제1 위치로 이동시키는 구동부를 포함하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 마찰자를 상기 제1 위치에서부터 상기 제2 위치로 이동시키고, 상기 제2 위치에서 상기 마찰자의 중심축의 둘레에 회전시키고, 상기 제2 위치에서 회전시킨 후에 상기 제1 위치로 이동시키는 동작을 2회 이상 반복하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 천평이 출력하는 지시값을 기록하는 기억장치를 포함하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측지그에 유지된 상기 시료에 수분을 부여하는 급수 장치를 포함하는, 흡수량 의존 마찰력 측정장치.
  15. 흡수량 의존 마찰력 측정방법으로서,
    가요성 및 흡수성을 갖는 시트 형상의 시료를, 펼쳐서 매단 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 천평 지지부 위에 지지되는 천평의 계량 접시 지지부로부터 매달려, 상기 천평 지지부가 형성하는 공간 내에 상기 시료를 펼쳐서 매단 상태로 유지하는 계측지그에 상기 시료에 수분을 부여해서 유지시키는 단계,
    중심축의 주변의 회전면으로서, 원주면인 경우를 포함하는 회전 타원면의 일부를 지니고, 상기 회전 타원면이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 대향해서, 상기 중심축이 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 평행하게 그리고 수평으로 지지되는 마찰자를 상기 계측지그에 유지된 상기 시료에 접촉하지 않는 제1 위치에서부터, 상기 계측지그에 유지된 상기 시료의 시트면에 상기 회전 타원면이 접촉하는 제2 위치로, 상기 중심축에 직교하는 면 중에서 상기 시트면에 교차하는 방향으로 평행 이동시키는 단계,
    상기 마찰자를, 상기 제2 위치에서, 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전시키는 단계, 및
    상기 천평이 출력하는, 상기 마찰자가 상기 제1 위치에 있을 때의 지시값과, 상기 마찰자가 상기 제2 위치에서 상기 시료에 접촉한 부분이 중력방향으로 상기 중심축을 회전축으로 해서 회전할 때의 지시값을 기록하는 단계를 포함하는, 흡수량 의존 마찰력 측정방법.
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