3D 프린팅을 활용한 이너웨어 결합 허리보호대 개발

Abstract

The objectives of this study are to develop an innerwear combined lumbar support considering physical appropriateness as well as beauty of obese women in their 30s to 40s, and to propose the lumbar support design providing consumers with satisfaction, using 3D printing technology. For the study methods, a market research and a consumer survey research were conducted on the commercially available lumbar supports to understand the important factors to develop the lumbar support. Mean size of women with class 2 obesity in 30s to 40s was analyzed based on the results of the 7th Size Korea anthropometric data, and a lumbar support was developed based on the scanned body shape from a participant close to the mean size so as to develop the lumbar support proper for the body size of obese women. The lumbar support was modeled to fit the body shape characteristic of obese producing the innerwear combined lumbar support which could attach and detach the support easily so as to develop it with better wearing convenience and fit than commercially available lumbar supports. The results of this study are as follows. First, the data from the survey with 100 consumers were used. With respect to the responses on the product satisfaction, commercially available lumbar supports showed higher satisfaction on the fixation power of the back and relieving back pain while they showed lower satisfaction on the size, design, washing, portability, and air permeability. As the degree of obesity was higher, they felt difficulty more in finding the suitable size, and washing and care. For the responses on the considerations to purchase lumbar supports, they showed to prioritize back protection/ prevention and movement easiness the most. As the degree of obesity was higher, they firstly considered shapes of lumbar support, closure types, and sizes. Second, one study participant, who was close to the mean body size of obese women in their 30s to 40s, was selected and first 3D scanning was performed. A lumbar support was modeled to fit her body shape reviewing the scanned body shape data using Rhino Program. The completed lumbar support consisted of a central support to cover from the back to the hip and two auxiliary supports to cover side lines. The modeled support was printed by a 3D printer. Third, the innerwear combined lumbar support was designed and the patterns were developed. The developed support was designed as an innerwear with sleeveless lap style, and the pocket for the support was added to be able to attach and detach the support. Polyurethane blend which had good elasticity was used as the material, and the apricot color which is close to the skin color was selected. Fourth, cross-section comparisons confirmed that the developed garment wearing the purchased lumbar support showed the upright posture of back and waist. As a result of the wear test, the developed lumbar support was proven to be excellent on the functionality to support back by high score on the items of back fixation and abdominal pressure, while it showed somewhat lower functionalities of pressurizing power to the back and relieving pain compared to the purchased lumbar support. For the scores on air permeability, material, washing, and wearing for a long time, the purchased lumbar support showed very low scores while the developed support received very high scores, which reflected the convenience of the developed lumbar support. Also, as the developed lumbar support can be worn inside of a garment, it may be worn with psychologically comfort without self-consciousness. In terms of appearance test results, the developed lumbar support was rated fairly over 3 points. However, there was an expert’s opinion that the device to fix the chest and side was necessary because shoulder line, sideline, and armholes tended to lean forward. Another opinion from spine expert was to suggest reducing the thickness of the support by 1mm to improve functions and appearance as the support was slightly thick. The lumbar support developed in this study was rated with high scores from wear test and appearance test to prove its excellency in functionality and appearance. The garment was produced to fit the obese body shape using 3D printing. The 3D technology used in this study is considered to be appropriate to develop customized lumbar supports for individual body shapes. In addition, the developed lumbar support is combined with innerwear so that it has the advantage on the appearance as it can be worn inside of a garment. Also, it demonstrated higher convenience such as material, air permeability, washing, and others. Also, it will to provide the benefit to protect the back since it can be worn for a long time without inconvenience and multiple movements are easier than commercially available supports.;본 연구의 목적은 3D 프린팅 기술을 활용하여 30-40대 비만 여성의 신체 적합성과 미관을 고려한 이너웨어 결합 허리보호대를 개발하고, 보다 소비자에게 만족감을 주는 허리보호대 디자인을 제안하는 것이다. 연구 방법으로는 허리보호대 개발에 있어 중요한 요소를 알아보기 위해 기성품 허리보호대에 대한 시장조사와 소비자 설문조사를 진행하였다. 비만 여성의 체형에 적합한 허리보호대 개발을 위해 Size Korea의 제 7차 인체측정결과를 바탕으로 2도 비만에 해당하는 30-40대 여성의 평균 치수를 도출하였으며, 평균 치수에 가까운 피험자 1인을 스캔한 인체 형상을 바탕으로 허리보호대 지지대를 개발하였다. 허리보호대 지지대는 비만 체형이라는 특수한 체형에 맞도록 모델링 되었고, 지지대가 삽입 및 분리 가능한 이너웨어 결합 허리보호대를 제작하여 기성품 허리보호대보다 착의 편의성과 신체 적합성이 좋은 허리보호대를 개발하고자 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 소비자 100명의 설문조사 응답 데이터를 사용했다. 제품 만족도에 대한 응답 결과로는 기성품 허리보호대는 허리 고정력, 요통 완화에 대한 만족도는 높지만 사이즈, 디자인, 세척, 휴대성, 통기성에 대한 만족도가 낮게 나타났다. 또한 비만도가 높을수록 자신에게 맞는 사이즈를 찾는 것이 어려우며 세척, 관리에 어려움을 느꼈다. 허리보호대 구매 고려사항에 대한 응답 결과로는 허리보호/예방, 동작 용이성을 가장 중시하는 것으로 나타났으며 비만도가 높을수록 허리보호대의 형태, 여밈 방식, 사이즈를 우선적으로 고려하였다. 둘째, 30-40대 비만 여성의 평균 치수와 신체 치수가 유사한 연구대상자 1인을 모집하여 1차 3D 스캔을 진행하였다. 스캔한 인체 형상 데이터를 Rhino 프로그램으로 불러와 인체 형상의 체형에 맞는 허리보호대 지지대를 모델링하였다. 완성된 허리보호대 지지대는 허리부터 골반까지를 감싸는 중심지지대 1개와 옆선을 감싸는 보조지지대 2개로 구성되었다. 모델링 된 지지대는 3D 프린터를 통해 출력되었다. 셋째, 개발복(이너웨어 결합 허리보호대)을 디자인하고 패턴을 설계하였다. 개발복은 민소매 랩스타일의 이너웨어로 디자인되었고 지지대가 삽입 및 분리가 가능하도록 지지대 주머니를 추가하였다. 소재는 신축성이 좋은 폴리우레탄 혼방 소재를 사용하였고 색상은 피부색과 유사한 살구색을 선정하였다. 넷째, 단면비교 결과, 전반적으로 개발복과 기성품 허리보호대를 착용한 자세가 등과 허리가 펴진 것으로 확인되었다. 기능성 평가 결과, 개발복은 허리 고정과 복부 압박감 항목에서 높은 점수를 받아 허리 지지 기능성이 우수하다는 것을 증명했지만, 기성품 허리보호대와 비교하여 허리를 압박하는 힘과 통증 완화 기능성이 다소 떨어지는 것으로 나타났다. 통기성과 소재, 세탁, 장시간 착용에 대한 점수는 기성품은 매우 낮게 나타난 반면 개발복은 매우 높은 점수를 받아 개발복의 편의성이 높은 것을 확인하였다. 또한 개발복은 옷 안에 착용하기에 타인의 시선을 의식하지 않고 심리적으로 편안한 사용이 가능한 것으로 나타났다. 외관 평가 결과, 개발복은 모두 3점 중반대 이상으로 좋은 점수를 받았다. 다만 어깨선과 옆선, 암홀 부분이 앞으로 쏠리는 현상이 있어 가슴과 옆구리 부분의 살을 잡아주는 장치가 필요할 것이라는 의류 전문가의 의견이 있었다. 또한 지지대의 두께가 조금 두꺼워 1mm 정도 두께를 얇게 하는 것이 기능적, 외관적으로 척추/관절 전문가의 의견이 있었다 본 연구에서 제작한 개발복은 기능성 평가와 외관 평가에서 높은 점수를 받아 그 기능성과 외형의 우수성을 증명하였다. 개발복은 3D 프린팅을 활용하여 비만 체형에 보다 적합하도록 제작이 되었고, 본 연구에서 사용된 3D 프린팅 기술은 개인 맞춤형 허리보호대 개발에 적합할 것으로 판단된다. 개발복은 이너웨어와 결합되어 옷 안에 착용함으로써 외관상으로의 이점이 있으며, 소재, 통기성, 세척 등의 편의성이 높은 것으로 나타났다. 또한 불편함 없이 장시간 착용이 가능하고 다양한 동작을 취하는 데에 기성복보다 더 용이하다는 점에서 허리를 보호하는 데에 이익이 있을 것이라고 본다.