오존층 파괴로 인해 지구 표면에 도달하는 자외선량이 점차 증가하고 있으며, 자외선에의 과도한 노출은 광노화(photoaging), 피부암 등의 피부질환 및 건강 장해를 유발한다. 의류소재는 자외선으로부터 피부를 보호하는, 간단하고 효과적인 수단이나, 다양한 요인에 의해 자외선 차단 성능에 차이를 나타낸다. 본 연구에서는 직물의 자외선 차단 성능에 영향을 미치는 구조 변인을 규명하고, 이들 직물 구조 변인을 이용하여 자외선 투과율을 예측하는 통계 모델을 개발하고자 하였다. 다양한 무게, 두께, 조직을 갖는 13종의 직물에 대해 무게, 두께, 직물 밀도, 실의 번수, 직경, 꼬임수 등 기본적인 특성을 측정하고, 이에 근거하여 실간 공극(interyarn spacing), 섬유간 공극(interfiber spacing) 등 직물의 복잡한 구조적 특성 및 openness를 나타낼 수 있는 변인으로 fabric cover factor, yarn twist factor, solid volume fraction을 산출하였다. 이들 직물 구조 변인을 이용하여 다중다항식 회귀분석을 수행하였다. 직물 구조 변인들은, 직물의 자외선 차단 성능을 결정하는 주요한 영향 요인으로 나타났다. 다중다항식 회귀분석 결과, 직물 무게, solid volume fraction, yarn twist factor를 이용하여 UV-A 투과율을 예측할 수 있는 통계 모델을 개발하였고 R²는 0.92로 나타났다. UV-B 투과율을 예측할 수 있는 통계 모델은 직물 무게, 두께, solid volume fraction, cover factor를 이용하여 개발하였으며, R²는 0.91로 나타났다. 본 연구 결과는 자외선 차단 성능이 높은 직물을 설계하는 데에 유용한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
Stratospheric ozone depletion causes increased levels of ultraviolet radiation on earth, and overexposure to ultraviolet radiation (UVR) is believed to be the major cause of skin cancer. Clothing materials provide simple and effective means to protect skin from UV radiation, but they offer different degrees of UV radiation protection depending on various factors. The objectives of this study are to explore structural parameters that are critical in the UVR transmission of woven fabrics and develop statistical models that predict UVR transmission through woven fabrics using those parameters. Thirteen woven fabrics with various fabric weight, thickness, and construction were selected, and the UV protective properties were measured. Textile structural parameters, such as fabric cover factor, solid volume fraction, and yarn twist factor, that could estimate fabric openness and describe the complex geometric structure of woven fabrics were computed from basic fabric characteristics. Statistical analyses were performed to examine the relationship between structural parameters and UVR transmission through woven fabrics. It was found that structural parameters have a dominant effect on UVR transmission of woven fabrics. A statistical model predicting the level of UV-A transmission was developed based on fabric weight, solid volume fraction, and yarn twist factor, with an R2 value of 0.92. A statistical model estimating the level of UV-B transmission was developed using fabric weight, thickness, solid volume fraction, and cover factor, with an R² value of 0.91. These findings could be useful for engineering woven fabrics with high UV radiation protection.