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완강한바다사자135
누웠을 때 몸의 굴곡에 맞춰 부드럽게 가라앉는 메모리폼의 점탄성 원리
메모리폼 매트리스는 체온과 무게에 반응하여 몸을 포근하게 감싸주고, 일어서면 다시 원래 모양으로 천천히 복원됩니다. 우레탄 발포체 내부의 미세한 기포 구조가 신체의 압력을 어떻게 균일하게 분산시키고 충격을 흡수하는지 재료공학적 성질이 알고 싶습니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 박재화 박사입니다.
메모리폼은 그냥 푹신한 스펀지가 아닌, 힘을 받으면 천천히 변형되고 다시 천천히 돌아오는 말씀하신 점탄성 특성을 가진 재료입니다.
사람이 누우면 우레탄 발포체 안의 작은 기포들이 한꺼번에 눌리는데, 특정 부위에 몰린 압력을 주변으로 넓게 퍼뜨려주는 원리입니다. 그래서 엉덩이나 어깨처럼 튀어나온 부분만 세게 받치는 느낌이 줄어들고, 몸의 굴곡을 따라 감싸는 느낌이 생기는 것입니다.
여기서 중요한 것이 탄성처럼 바로 튕겨내지 않고, 점성처럼 에너지를 일부 흡수하면서 천천히 눌린다는 것인데, 체온이 닿으면 고분자 사슬의 움직임들이 조금 더 움직이기 쉬워져서 더 부드럽게 가라앉는 느낌도 생길 수 있고, 일어났을 때 바로 복원되지 않는 것도 내부 기포와 고분자 사슬이 원래 자리로 돌아가는 데 시간이 걸리기 때문으로 볼 수 있습니다.
메모리폼의 포근함이라는 것은 미세한 기포 구조와 점탄성이 함께 만들어내는 압력 분산 효과라고 이해하시면 좋을 것 같습니다.
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채택된 답변메모리폼의 핵심은 푹신함이 아니라, 천천히 눌리고 천천히 복원되는 점탄성이라는 특별한 성질에 있습니다.
메모리폼은 숨낳은 미세한 기포를 가진 우레탄 팔포체로 이루어져 있는데, 체중과 체온을 받으면 기포와 고분자 사슬이 천천히 변형되어 몸의 굴곡에 맞게 모양이 변화하게 됩니다. 이 과정에서 몸이 닿는 면적이 넓어지면서 특정 부위에 집중되어 있던 압력들이 넓게 퍼지면서, 어깨나 허리에 가해지는 압력이 줄어드는 원리입니다.
또 충격이 가해지면 기포 내부의 공기와 고분자가 에너지를 흡수해 진동과 충격을 완화하고, 힘이 사라지면 원래 형태로 서서히 복원되게 됩니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
메모리폼은 점탄성을 가진 우레탄 발포제로 체온을 받으면 고분자 사슬의 움직임이 활발해져 몸의 굴곡에 맞게 천천히 변형되고 압력을 면적으로 고르게 분산시킵니다 내부의 수많은 미세 기포는 공기를 포함한 탄성 구조를 이루어 특정 부위에집중되는 하중을 여러 방향으로 전달해 압박을 줄이고 충격 에너지를 흡수합니다 하중이 제거되면 고분자 사슬이 원래 배열로 서서히 돌아가면서 천천히 복원되는 특성을 보이며 이 때문에 몸을 감싸는 편안한 느낌과 우수한 진동 완화 성능을 동시에 제공랍니다 이러한 점탄성과 기포 구조의 조합이 메모리폼이 일반 스펀지보다 체압 분산과 충격 흡수 성능이 뛰어난 이유입니다
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
메모리폼은 한때 전세계 침구류에 사용될 정도로 유행을 했고 지금도 많이 사용되는 재료 입니다.
지금은 단일재료보단 스프링침구와 함께 사용되고 있습니다.
메모리폼은 점탄성이 높고 오픈셀 구조를 갖고 있습니다.
메모리폼의 주성분은 폴리우레탄인데 고무를 생각하시면 됩니다. 고무처럼 액체와 같은 성질로 충격을 흡수하는 성질이 있고 고체처럼 원래 모양으로 돌아오려는 탄성도 가지고 있습니다.
사람이 눕게 되면 내부의 고분자 사슬들이 액체처럼 미끄러지면서 충격을 분산합니다. 그리고 다시 일어서게 되면 가해진 힘이 사라졌기 때문에 다시 원래 상태로 분자구조가 복구되게 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
메모리폼이 몸을 포근하게 감싸는 비밀은 이 소재가 고체와 액체의 중간 같은 성질을 가진 데 있어요. 점탄성이라는 말이 바로 그 뜻인데, 끈적하게 흐르는 성질과 원래대로 돌아오려는 탄성을 함께 지녔다는 의미예요. 이 두 성질이 어떻게 작동하는지 풀어드릴게요.
먼저 보통 스펀지와 뭐가 다른지 보면 이해가 빨라요. 일반 스펀지는 누르면 곧바로 쑥 들어갔다가 손을 떼면 즉시 원래대로 튀어올라요. 반응이 빠르고 즉각적이죠. 그런데 메모리폼은 누르면 천천히 서서히 가라앉고, 손을 떼도 곧바로 안 돌아오고 느긋하게 원래 모양을 되찾아요. 손자국이 잠깐 남았다가 서서히 사라지는 그 느낌이에요. 이 느린 반응이 점탄성의 핵심이에요. 탄성만 있으면 즉시 튀어오르고 점성만 있으면 아예 안 돌아오는데, 메모리폼은 그 중간이라 천천히 눌리고 천천히 복원되는 거예요.
이게 왜 몸을 잘 감싸느냐면, 천천히 가라앉는 덕분에 몸의 굴곡을 그대로 본떠주기 때문이에요. 빠르게 튀어오르는 소재는 툭 튀어나온 부분만 받치고 들어간 부분은 못 받쳐요. 반면 메모리폼은 시간을 들여 서서히 눌리면서 어깨나 엉덩이처럼 튀어나온 곳부터 허리처럼 들어간 곳까지 몸의 모든 곡선에 빈틈없이 밀착해요. 그러면 몸무게가 특정 부위에 몰리지 않고 닿는 면 전체로 고르게 퍼져요. 압력이 넓게 분산되니까 한 곳만 배기지 않고 포근하게 받쳐지는 거예요. 오래 누워도 배기는 느낌이 덜한 게 이 때문이에요.
내부의 미세한 기포 구조가 여기서 결정적인 역할을 해요. 메모리폼은 우레탄을 발포시켜 만드는데, 이 과정에서 안에 아주 작은 공기 방들이 촘촘하게 생겨요. 중요한 건 이 기포들이 서로 연결된 열린 구조라는 점이에요. 눌리면 그 부분의 기포에서 공기가 옆의 기포로 천천히 빠져나가면서 서서히 찌그러져요. 공기가 미세한 통로를 통해 이동하는 데 시간이 걸리니까 폼이 느리게 가라앉는 거예요. 손을 떼면 반대로 공기가 다시 서서히 채워지면서 천천히 복원되고요. 이 공기의 느린 이동이 점탄성의 물리적 실체인 셈이에요. 동시에 이 기포들이 충격을 받으면 공기가 빠져나가며 에너지를 흡수해서, 뒤척일 때 생기는 충격이나 진동도 부드럽게 잦아들게 해줘요. 옆 사람이 뒤척여도 그 흔들림이 잘 전달되지 않는 게 이 흡수 성질 덕분이에요.
체온에 반응한다는 것도 흥미로운 특성이에요. 메모리폼은 온도에 민감해서 따뜻해지면 더 부드러워져요. 그래서 처음 누우면 약간 단단하다가 몸의 열이 닿은 부분이 서서히 말랑해지면서 그 자리만 더 깊이 감싸줘요. 몸이 닿는 곳은 체온으로 물러져 밀착되고, 안 닿는 곳은 상대적으로 단단하게 남아 지지력을 유지하는 거예요. 내 체형에 맞춰 맞춤형으로 변하는 셈이죠.
물론 이 특성이 단점이 되기도 해요. 열에 반응해 물러지는 성질 때문에 여름엔 열이 갇혀 덥게 느껴질 수 있고, 반대로 추운 곳에서는 딱딱하게 굳어 처음엔 배기기도 해요. 또 천천히 복원되는 특성상 자세를 자주 바꾸는 사람에게는 반응이 굼뜨게 느껴질 수 있고요. 그래서 요즘은 통기성을 높이거나 온도 변화에 덜 민감하게 개량한 제품도 많이 나온답니다.
정리하면 메모리폼은 끈적한 점성과 되돌아오는 탄성을 함께 지닌 점탄성 소재예요. 내부의 연결된 기포에서 공기가 천천히 드나들며 서서히 눌리고 복원되는데, 이 덕분에 몸의 굴곡을 그대로 감싸 압력을 고르게 분산하고 충격을 흡수하는 거예요. 느리게 반응한다는 그 하나의 특성이 포근함의 진짜 비결인 셈이랍니다 :)