투습성(Breathability)은 소재 내부에서 발생하는 수증기(땀)를 외부로 배출하는 성능을 의미한다. 이는 공기가 직접 통과하는 통기성(Air Permeability)과는 물리적으로 다른 개념이다. 투습성은 의복 내부의 상대 습도를 낮추어 착용자의 체온을 조절하고, 결로 현상(Condensation)을 방지하여 쾌적함을 유지하는 핵심 기능 지표이다.
물리적 메커니즘은 크게 세 가지로 분류된다:
1. 미세 기공형(Micro-porous): ePTFE(확장형 폴리테트라플루오로에틸렌) 멤브레인이 대표적이다. 평방인치당 수십억 개의 미세 구멍이 뚫려 있으며, 이 구멍은 물방울(100~3,000μm)보다는 작고 수증기 분자(약 0.0004μm)보다는 커서 액체는 막고 기체는 통과시킨다.
2. 무공질 친수성(Non-porous Hydrophilic): PU(폴리우레탄) 또는 폴리에스테르 계열 막을 사용한다. 분자 구조 내의 친수성 그룹이 수증기 분자를 흡착(Adsorption)한 후, 농도 구배에 의한 확산(Diffusion) 과정을 거쳐 외부로 방출(Desorption)한다.
3. 복합형(Hybrid): 미세 기공형 멤브레인 위에 얇은 친수성 코팅을 입혀, 오염 물질(유분, 세제 찌꺼기)에 의한 기공 막힘을 방지하면서 투습 성능을 유지한다.
봉제 공정에서는 이러한 투습 원단의 기능을 유지하기 위해 바늘 구멍을 밀봉하는 심실링(Seam Sealing) 공정이 필수적이며, 이때 발생하는 열과 압력이 멤브레인의 투습 구조를 파괴하지 않도록 정밀한 제어가 요구된다.
| 항목 |
상세 내용 |
출처 및 비고 |
| 측정 표준 (ISO) |
ISO 11092 (Sweating Guarded Hotplate) |
RET(투습 저항값) 측정 (낮을수록 우수) |
| 측정 표준 (ASTM) |
ASTM E96 (Upright/Inverted Cup) |
MVTR (g/m²/24h) 단위 사용 |
| 측정 표준 (JIS) |
JIS L 1099 (Calcium Chloride / Potassium Acetate) |
일본 및 아시아 시장 표준 |
| 공기 투과도 표준 |
ISO 9237 / ASTM D737 |
통기성 측정 (L/m²/s), 투습성과 병행 측정 |
| 관련 기계 유형 |
핫 에어 심실링기 (Hot Air Seam Sealing Machine) |
방투습 의류의 수밀성 확보 필수 장비 |
| 주요 제조사 및 모델 |
H&H AI-001, Queen Light QHP-778, Sealon SL-700 |
Ardmel Mk-501 (영국제 고성능 모델) |
| 보조 기계 |
Juki JEU-2143 (초음파 본딩기) |
무봉제(Seamless) 공정으로 투습 면적 극대화 |
| 심실링 온도 범위 |
180°C ~ 250°C (원단 및 테이프 융점 기준) |
2.5L 원단은 180-200°C, 3L 원단은 210-240°C |
| 공기 압력 (Air Pressure) |
0.3 ~ 0.6 MPa |
롤러 압착 및 노즐 분사 압력 (표준 0.4MPa) |
| 봉제 바늘 시스템 |
DB×1, DP×5, MR(Multi-Range) 바늘 |
멤브레인 손상 방지를 위해 #9~#11 KN/SF 포인트 |
| 일반 SPI |
10 ~ 12 SPI |
테이프 밀착력 확보를 위해 일반 봉제보다 넓게 설정 |
| 밑실 장력 (Bobbin) |
20 ~ 30g (Towa Gauge 기준) |
원단 우글거림(Puckering) 방지용 극저장력 |
| 적합 원단 |
2L / 2.5L / 3L Laminated Fabrics |
ePTFE, PU, TPU, Polyester Membrane |
투습성은 단순히 원단 선택의 문제를 넘어, 제품의 용도에 따른 정밀한 공학적 설계가 수반되어야 한다.
- 고기능성 아웃도어 (High-Performance Apparel):
- 하드쉘(Hard Shell): 극한의 환경에서 내수압 20,000mm 이상과 RET 6 이하의 고투습 성능을 동시에 요구한다.
- 벤틸레이션(Ventilation): 투습 원단만으로 배출되지 못하는 대량의 땀을 위해 겨드랑이(Pit-zips), 등판에 물리적 개구부를 설계한다.
- 레이저 커팅(Laser-cut): 셔츠나 베이스레이어의 땀 발생 지점에 레이저로 미세 구멍을 뚫고 보강 테이핑을 하여 물리적 투습성을 강제 확보한다.
- 의료 및 방호 (Medical & PPE):
- 수술용 가운: 혈액 및 바이러스 침투는 차단(ASTM F1670/1671)하면서 의료진의 체온 과열을 방지하기 위해 투습성 멤브레인을 라미네이팅한다.
- 방호복: 화학 물질 차단과 동시에 작업자의 열 스트레스를 줄이기 위해 고투습 PU 코팅 기술이 적용된다.
- 신발 및 잡화 (Footwear & Gear):
- 등산화/러닝화: 고어텍스 부티(Bootie) 구조를 사용하여 발에서 발생하는 습기를 배출한다. 이때 갑피(Upper) 소재의 통기성이 투습 효율을 결정한다.
- 드라이백(Dry Bags): 완전 방수 가방 내부의 습기 배출을 위해 하단부에 투습성 원단(예: eVent)을 패널 형태로 삽입한다.
- 산업별 특이점:
- 군복(Military): 적외선 차단(IR) 기능과 투습 기능이 공존해야 하며, 거친 환경을 고려하여 70D~100D 이상의 고데니어 나일론 겉감을 사용한다. 이로 인해 심실링 시 열 전달 효율이 낮아지므로 노즐 온도를 일반용보다 20°C가량 높게 설정한다.
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증상: 심실링 부위 누수 (Water Leakage at Seams)
- 원인: 테이프 열융착 부족, 바늘 구멍의 불완전 밀봉, 특히 3중 교차점(T-Junction)에서의 압력 불균형.
- 검증: 내수압 테스터(Suter Tester)로 1.5kg/cm² 이상의 압력에서 3분간 유지.
- 해결: 노즐 온도를 5~10°C 상향 조정하고, 교차 부위 통과 시 'Pressure Boost' 기능을 활성화하여 순간 압력을 높인다.
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증상: 원단 박리 및 기포 발생 (Delamination & Bubbling)
- 원인: 과도한 열 가공으로 멤브레인 접착층 손상 또는 멤브레인 자체의 열 변형(Orange Peel 현상).
- 검증: 육안 검사 및 박리 강도 테스트(Peel Strength Test).
- 해결: 이송 속도(Feed Speed)를 높여 열 노출 시간을 줄이고, 냉각 에어(Cooling Air) 유량을 늘려 즉각적인 경화를 유도한다.
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증상: 투습도 저하 (Low MVTR Value)
- 원인: 과도하게 넓은 심실링 테이프 사용, 접착제가 과도한 저가형 테이프 사용, 또는 원단 표면의 DWR(발수) 처리 불량으로 인한 수막 형성.
- 검증: ASTM E96 BW(Inverted Cup) 방식으로 투습 데이터 재측정.
- 해결: 테이프 폭을 최소화(22mm → 13mm)하고, 투습 기능이 있는 전용 테이프(Breathable Tape)로 교체한다.
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증상: 테이프 들뜸 (Tape Lifting / Peeling)
- 원인: 강력한 발수제(C6/C0 DWR) 성분이 테이프 접착을 방해하거나 세탁 후 접착력 저하.
- 검증: ISO 6330 기준 세탁 테스트 후 박리 여부 확인.
- 해결: 발수 원단 전용 프라이머(Primer) 테이프를 사용하거나, 접착 부위의 발수성을 물리적으로 약화시키는 샌딩(Sanding) 공정을 추가한다.
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증상: 바늘 열 손상 (Needle Heat Damage)
- 원인: 고속 봉제 시 바늘 마찰열이 멤브레인을 녹여 바늘 구멍이 비정상적으로 확대됨.
- 해결: 바늘 냉각 장치(Needle Cooler) 설치, 실리콘 오일 도포, 마찰 면적이 적은 MR(Multi-Range) 바늘 사용.
¶ 품질 검사 및 관리 기준 (QC Standards)
- 내수압 테스트 (Hydrostatic Head): ISO 811 기준. 심실링 부위가 원단 자체 내수압의 최소 80% 이상을 견뎌야 함 (예: 원단 20,000mm 시 심실링 16,000mm 이상).
- 투습 저항 테스트 (RET): ISO 11092 기준.
- 0~6: 극히 우수 (Extremely Breathable)
- 6~13: 우수 (Very Breathable)
- 13~20: 보통 (Satisfactory)
- 20 이상: 불량 (Unsatisfactory)
- 박리 강도 (Peel Strength): ASTM D2724 기준. 테이프 폭 1인치당 최소 1.5kgf 이상의 접착 강도 유지.
- 세탁 내구성: ISO 6330 (40°C, 20회 세탁) 후 테이프 끝단 들뜸이 1mm 이내여야 하며, 내수압 저하가 20% 이내여야 함.
- AATCC 195 (MMT): 원단의 수분 흡수 속도, 확산 반경, 단방향 투과 지수를 측정하여 실제 동적 투습 성능 평가.
| 언어 |
용어 |
현장 의미 및 비고 |
| 한국어 |
방투습 |
Waterproof & Breathable의 약칭. 현장 표준 용어 |
| 한국어 |
심실링 |
Seam Sealing. 바늘 구멍을 테이프로 막는 공정 전체 |
| 한국어 |
시아게 |
Finishing. 최종 검사 및 다림질 공정 (일본어 유래) |
| 한국어 |
덴션 |
Tension. 주로 밑실 장력을 의미하며 투습 원단에서는 극저장력 관리 대상 |
| 베트남어 |
Ép keo |
심실링 또는 열압착 공정 (Keo는 접착제를 의미) |
| 베트남어 |
Chảy keo |
접착제가 테이프 옆으로 새어 나오는 불량 (Glue Leakage) |
| 베트남어 |
Bong keo |
테이프가 원단에서 떨어지는 박리 현상 |
| 중국어 |
压胶 (야지아오) |
압착 접착(심실링) 공정 |
| 중국어 |
透湿 (투스) |
투습 성능 그 자체 |
| 중국어 |
漏水 (로우수이) |
누수 불량. 품질 관리의 최우선 항목 |
- 온도 제어 (Temperature):
- 원단 입고 시마다 'Swatch Test' 필수.
- 2.5L(멤브레인 노출형): 180~195°C.
- 3L(트리코트 내피형): 210~235°C (내피 두께에 따라 가변).
- 차동 이송 (Differential Feed):
- 상/하부 롤러 속도비를 1:1.02 정도로 설정하여 곡선 부위(Armhole)의 테이프 주름 방지.
- 노즐 정렬 (Nozzle Alignment):
- 노즐 끝과 롤러 접점(Nip Point) 사이 거리를 5~7mm로 유지.
- 좌우 편차 발생 시 테이프 한쪽만 녹는 '편접착' 발생 주의.
- 속도 설정 (Speed):
- 직선: 6~9m/min.
- 곡선 및 교차점: 2.5~4m/min (열 전달 시간 확보).
- 실 장력 (Thread Tension):
- 본봉 조립 시 윗실 80g, 밑실 25g 이하로 세팅. 장력이 높으면 원단이 수축하여 테이프 부착 후 'Snake Effect(물결 현상)' 발생.
graph TD
A[원단 입고 및 투습도/내수압 검사] --> B[정밀 레이저 재단]
B --> C[초음파 가접착/본딩 - 필요시]
C --> D[본봉/락스티치 조립 봉제]
D --> E{심실링 전처리}
E -->|발수력 과다| F[발수제 제거 프라이머 도포]
E -->|일반| G[심실링기 세팅 및 샘플 테스트]
G --> H[심실링 테이프 열압착 부착]
H --> I[내수압 및 박리 강도 샘플링 검사]
I --> J[최종 시아게 및 외관 전수 검사]
J --> K[완제품 포장 및 출고]
- 내수압 vs 투습성: 일반적으로 코팅이나 멤브레인이 두꺼워지면 내수압은 올라가나 투습성은 떨어진다. 이 균형점을 찾는 것이 기술력이다.
- 발수(DWR)의 중요성: 겉감이 젖으면(Wetting-out) 수막이 형성되어 수증기 배출 통로를 막는다. 즉, 발수력이 깨지면 투습 원단은 기능을 상실한다.
- 결로 현상(Condensation): 외부 온도가 너무 낮으면 투습이 되기 전 수증기가 내부에서 액체로 변한다. 이는 원단 불량이 아닌 물리적 한계이다.
- 무봉제 본딩(Seamless): 봉제선을 없애 누수 위험을 원천 차단하고 투습 면적을 극대화하는 차세대 기술.
- 테이프 매칭: 스트레치 원단에는 반드시 스트레치 테이프(예: Sealon 7300 시리즈)를 사용해야 한다. 비신축성 테이프 사용 시 활동 중 테이프가 끊어지는 대형 클레임이 발생한다.
- T-Junction 처리: 세 개의 봉제선이 만나는 지점은 누수의 90%가 발생하는 곳이다. 이 부위는 'Cross-over' 패치를 별도로 붙이거나, 심실링기 통과 시 롤러 압력을 순간적으로 높여주는 기능을 반드시 활용해야 한다.
- 환경 관리: 심실링 작업장은 온도 22±3°C, 습도 55±5%를 유지해야 한다. 습도가 너무 높으면 테이프의 접착 수지가 미리 반응하여 접착력이 급격히 저하된다.
- 바늘 선택: 투습 원단은 코팅층이 예민하므로 일반 R 포인트 바늘보다는 섬유를 밀어내며 들어가는 KN(Slim Ball Point) 바늘을 사용하여 멤브레인 손상을 최소화해야 한다. 미검증된 저가형 바늘은 바늘 구멍 주위의 멤브레인을 찢어 심실링 후에도 미세 누수를 유발할 수 있다.