메모리폼

Memory foam
메모리폼

메모리 폼은 주로 폴리우레탄으로 구성되어 있으며 점도와 밀도를 높이는 추가 화학 물질이 포함되어 있습니다. 흔히 "점탄성" 폴리우레탄 폼 또는 저해상도 폴리우레탄 폼(LRPu)이라고 합니다. 거품 거품이나 '세포'가 열려 있어 공기가 이동할 수 있는 매트릭스를 효과적으로 만듭니다. 고밀도 메모리 폼은 체온에 반응하여 부드러워져 몇 분 만에 따뜻한 몸에 성형할 수 있습니다. 새로운 폼은 원래 모양을 더 빨리 회복할 수 있습니다.[1]

메카니즘

메모리 폼은 재료의 내부 구조로 인해 여러 효과에서 점탄성 특성을 도출합니다. 네트워크 효과는 폼이 변형되었을 때 폼의 구조를 복원하기 위해 작용하는 힘입니다. 이 효과는 변형된 다공성 물질이 외부로 밀려나와 가해지는 압력에 대해 구조를 복원함으로써 발생합니다. 세 가지 효과가 네트워크 효과에 불리하게 작용하여 폼의 원래 구조의 재생 속도를 늦춥니다.

  • 공기가 폼의 다공성 구조로 유입되는 데 걸리는 시간으로 인해 발생하는 공압 효과.
  • 폼 내부의 내부 기공이 함께 눌려지면서 감압에 효과가 있는 폼 내부 표면의 끈적임으로 인해 발생하는 접착 효과 또는 접착
  • 폼의 재료가 유리 전이 온도 근처에 있기 때문에 발생하는 이완 효과(팽창에 대항하는 세 가지 힘 중 가장 강한 힘) - 이동성을 제한하고 변화를 점진적으로 유도하며, 압력이 제거된 후 폼의 팽창 속도를 늦춥니다.

효과는 온도에 따라 다르므로 메모리 폼이 특성을 유지하는 온도 범위가 제한됩니다. 너무 추우면 굳어집니다. 너무 뜨거우면 기존 거품처럼 작용하여 빠르게 원래 모양으로 되돌아옵니다. 이 과정의 기본 물리학은 고분자 크리프로 설명할 수 있습니다.[2][3]

공압 및 접착 효과는 메모리 폼 내 기공의 크기와 강한 상관관계가 있습니다. 기공이 작으면 내부 표면적이 높아지고 공기 흐름이 줄어 접착력과 공압 효과가 높아집니다. 따라서 폼의 특성은 세포 구조와 공극률을 변경하여 제어할 수 있습니다. 또한 폼의 재료에 첨가제를 사용하여 유리 전이 온도를 조절할 수 있습니다.[2]

메모리 폼의 기계적 특성은 이와 함께 생산된 매트리스의 편안함에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 편안함과 내구성 사이에 균형이 있습니다. 특정 메모리 폼은 더 단단한 셀 구조를 가지고 있어 무게의 분포가 약하지만 원래 구조를 더 잘 복구하여 사이클성과 내구성이 향상될 수 있습니다. 밀도가 높은 셀 구조는 수증기의 침투에도 저항할 수 있어 풍화를 줄이고 내구성과 전체적인 외관을 개선할 수 있습니다.[4]

역사

위의 폼보다 스프링백이 느린 메모리 폼입니다. 빛 노출로 인한 특징적인 폴리우레탄 황변 현상을 참고하십시오.

메모리폼은 1966년 NASA의 에임스 연구센터가 항공기 쿠션의 안전성을 향상시키기 위해 계약을 맺고 개발되었습니다. 처음에는 온도에 민감한 메모리 폼을 "슬로우 스프링 백 폼"이라고 불렀고, 대부분은 "템퍼 폼"이라고 불렀습니다.[5] 고분자 매트릭스에 가스를 공급하여 만든 오픈셀 고체 구조로 압력과 일치하면서도 서서히 원래의 모습으로 돌아갔습니다.[6]

나중에 이 폼의 상업화는 X선 테이블 패드와 같은 의료 장비와 미국/캐나다 축구 헬멧 라이너와 같은 스포츠 장비에 사용하는 것을 포함했습니다.

NASA가 1980년대 초에 메모리 폼을 공개 영역에 공개했을 때, Fagerdala World Foams는 제조 공정이 까다롭고 신뢰할 수 없는 상태로 남아 있었기 때문에 이와 함께 작업하고자 하는 몇 안 되는 회사 중 하나였습니다. 그들의 1991년 제품인 템퍼-페딕 스웨덴 매트리스는 결국 매트리스와 쿠션 회사인 템퍼 월드로 이어졌습니다.

메모리 폼은 이후 의료 환경에서 사용되었습니다. 예를 들어, 환자들이 침대에, 단단한 매트리스에, 건강하지 않은 기간 동안, 그들의 신체 일부에 가해지는 압력은 혈류를 손상시켜, 욕창이나 괴저를 일으킵니다. 메모리 폼 매트리스는 그러한 이벤트와 교대 압력 에어 매트리스를 크게 줄였습니다.[5][7]

메모리 폼은 처음에는 널리 사용하기에는 너무 비쌌지만 더 저렴해졌습니다. 가장 일반적인 가정용은 매트리스, 베개, 신발 및 담요입니다. 장기간의 통증이나 자세 문제를 겪는 사람들을 위한 휠체어 시트 쿠션, 병원 침대 베개 및 패딩과 같은 의료적 용도가 있습니다.

젤

매트리스나 베개 등에 사용할 때 보온성이 단점이 될 수 있어 2세대 메모리폼에서는 통기성을 향상시키기 위해 오픈셀 구조를 사용하기 시작했습니다.

2006년에는 3세대 메모리폼을 선보였습니다. 젤 비스코 또는 젤 메모리 폼은 갇힌 체열을 줄이고 스프링 백 타임을 단축하며 매트리스가 더 부드럽게 느껴질 수 있도록 비스코 폼과 융합된 젤 입자로 구성되어 있습니다. 이 기술은 원래 피터슨 케미컬 테크놀로지가 개발하고 특허를 받은 것으로,[8] 젤 매트리스는 2011년 세르타의 아이컴포트 라인과 시몬스의 뷰티레스트 라인이 출시되면서 인기를 끌었습니다. 다음으로 겔이 주입된 메모리 폼은 겔을 포함하는 "비드"로 설명된 것으로 개발되었으며, 이는 상변화 물질로서 캡슐 내에서 고체에서 액체 "상태"로 변화함으로써 원하는 온도 안정화 또는 냉각 효과를 달성했습니다. 물리적 상태를 변경하면 원소의 열 흡수 특성이 크게 변경될 수 있습니다.

젤 메모리폼이 개발된 이후로 다른 소재들이 추가되었습니다. 알로에 베라, 녹차 추출물, 활성탄이 결합되어 냄새를 줄이고 수면 중 아로마 테라피까지 제공합니다. 레이온은 메모리 폼 침대 위의 직조 매트리스 커버에 사용되어 몸에서 수분을 멀리 윅하여 편안함을 높였습니다. 상변화 물질(PCM)은 메모리 폼 베개, 침대 및 매트리스 패드의 커버에도 사용되었습니다. 폴리우레탄 이외의 소재도 메모리폼을 만드는 데 필요한 특성을 가지고 있습니다. 이러한 고분자 물질 중 하나인 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 재활용성, 경량성 및 단열과 같은 폴리우레탄보다 특정 이점을 제공합니다.[9]

매트리스

메모리 폼 매트리스는 일반적으로 다른 폼 매트리스보다 밀도가 높아 지지력이 뛰어나고 무겁습니다. 메모리폼 매트리스는 기존 매트리스보다 더 높은 가격에 판매되는 경우가 많습니다. 매트리스에 사용되는 메모리 폼은 일반적으로 24kg/m3(1.5lb/ft3) 미만에서 128kg/m3(8lb/ft3) 밀도로 제조됩니다. 대부분의 표준 메모리 폼의 밀도는 16-80kg/m3(1~5lb/ft3)입니다. 매트리스의 탑퍼 패드와 컴포트 레이어와 같은 대부분의 침구는 밀도가 48~72kg/m33(3~4.5lb/ft)입니다. 85kg/m3(5.3lb/ft3)와 같은 고밀도가 드물게 사용됩니다.

메모리 폼의 견고성(하드 투 소프트)은 편안함을 결정하는 데 사용됩니다. 폼의 압입력 편향(IFD) 등급으로 측정됩니다. 그러나 이것은 "부드러운" 또는 "단단한" 느낌의 완전한 측정은 아닙니다. IFD는 높지만 밀도는 낮은 폼은 압축 시 부드러운 느낌을 받을 수 있습니다.

IFD는 IFD @ 25% 압축이라고 알려진 323cm3(50 sqin, 직경 8인치) 디스크를 사용하여 1인치를 폼 샘플 500mm × 500mm × 100mm(19.7인치 × 3.9인치)로 만드는 데 필요한 힘(또는 파운드-힘)을 측정합니다.[10] 메모리 폼에 대한 IFD 등급은 슈퍼 소프트(IFD 10)와 세미 리지드(IFD 12) 사이입니다. 대부분의 메모리 폼 매트리스는 견고합니다(IFD 12~IFD 16).

2세대와 3세대 메모리폼은 오픈셀 구조로 수면자의 몸에 성형하여 체온과 무게에 반응하여 압점 완화, 욕창 예방 등에 도움을 줍니다.[11][better source needed] 매트리스의 장점을 뒷받침하는 객관적인 연구는 없지만, 제조업체들은 이것이 통증을 완화하고 더 편안한 수면을 촉진하기 위해 압점을 완화하는 데 도움이 될 수 있다고 주장합니다.[12]

메모리폼 매트리스는 체온을 유지하기 때문에 더운 날씨에 지나치게 따뜻해질 수 있습니다. 하지만 젤 타입의 메모리폼은 통기성이 더 좋아 더 시원해지는 경향이 있습니다.[13]

유해성

메모리폼 매트리스의 배출물은 다른 매트리스보다 직접적으로 더 많은 호흡기 자극을 유발할 수 있습니다. 메모리 폼은 다른 폴리우레탄 제품과 마찬가지로 가연성일 수 있습니다.[14] 메모리폼 아이템을 포함한 모든 침구가 촛불이나 담배 라이터와 같은 개방된 불꽃에서 발화되는 것에 대해 저항력을 갖도록 여러 국가에서 법률이 제정되었습니다. 2010년에 발효된 미국 침구법은 FR 테스트를 위한 Cal-117 Bulletin을 변경합니다.[15]

메모리 폼에 일반적으로 사용되는 난연성 PBDE의 높은 수준은 일부 사용자에게 건강 문제를 일으킬 수 있다는 우려가 있습니다.[16] PBDE는 특히 유럽 연합에서 더 이상 대부분의 침구 폼에 사용되지 않습니다.

제조업체는 뒤집기가 어렵고 질식할 수 있으므로 아기와 어린 아이를 메모리폼 매트리스에 방치하는 것에 주의를 기울입니다.[13]

미국 환경 보호국은 유연한 폴리우레탄 폼 제품을 만드는 과정에서 발생하는 유해 배출물과 관련하여 국가 유해 대기 오염 물질 배출 표준(HAP)을 제안하는 두 가지 문서를 발표했습니다.[17] 폴리우레탄 폼 제조와 관련된 HAP 배출물은 메틸렌 클로라이드, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸 클로로포름, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 프로필렌 옥사이드, 디에탄올아민, 메틸 에틸 케톤, 메탄올 및 톨루엔을 포함합니다. 그러나 이러한 물질의 생산과 관련된 모든 화학 물질 배출이 분류되지는 않았습니다. 메틸렌 클로라이드는 이 산업에서 발생하는 총 HAP 배출량의 98% 이상을 차지합니다. 고농도의 메틸렌 클로라이드에 단기간 노출되면 코와 목도 자극을 받습니다. 메틸렌 클로라이드에 대한 인간의 만성적(장기적) 노출의 영향은 중추신경계를 포함하며 두통, 현기증, 메스꺼움, 기억력 감퇴 등이 있습니다. 동물 연구에 따르면 메틸렌 클로라이드의 흡입은 간, 신장 및 심혈관계에 영향을 미칩니다. 메틸렌 클로라이드의 발달 또는 생식 효과는 사람에게서 보고되지 않았지만, 제한된 동물 연구에서 노출된 쥐의 태아 체중이 낮아졌다는 보고가 있었습니다.[18]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ 넬스, 바바라. "전시업체들은 Vegas Foam 트렌드에서 가치 가격 책정을 강조하고, 조절 가능하며, 침대 위에서도 Wayback Machine에서 뉴스 Archive 2014-02-03을 만듭니다." BedTimes Magazine. 2009년 11월. 2020-12-29 회수.
  2. ^ a b Krebs, Michael. "The Adjustment of Physical Properties of Viscoelastic Foam – the Role of Different Raw Materials" (PDF). pu-additives.com. Retrieved 21 May 2020.
  3. ^ Landers, R. "The Importance of Cell Structure for Viscoelastic Foams" (PDF). pu-additives.com. Retrieved 21 May 2020.
  4. ^ Scarfato, Paola; Di Maio, Luciano; Incarnato, Loredana (16 October 2016). "Structure and physical-mechanical properties related to comfort of flexible polyurethane foams for mattress and effects of artificial weathering". Composites Part B. 109: 45–52. doi:10.1016/j.compositesb.2016.10.041.
  5. ^ a b "spinoff 2005-Forty-Year-Old Foam Springs Back With New Benefits". nasa.gov. Archived from the original on 20 March 2009.
  6. ^ ""Eight spin-offs from space" Article from Cosmos Magazine". The Healthy Foundations Blog. Archived from the original on 2014-02-01. Retrieved 2014-01-25.
  7. ^ Brownlie, J.; Clarke, M. C. (1993). "Experimental and spontaneous mucosal disease of cattle: a validation of Koch's postulates in the definition of pathogenesis". Intervirology. 35 (1–4): 51–59. doi:10.1159/000150295. ISSN 0300-5526. PMID 8407250.
  8. ^ Peterson, Bruce W. "Mr". Polyurethane Gel-Like Polymers, Methods and Use in Flexible Foams. Archived from the original on 2014-04-19. Retrieved 2014-04-18.
  9. ^ Santo, Loredana; Bellisario, Denise; Quadrini, Fabrizio (25 January 2018). "Shape Memory Behavior of PET Foams". Polymers. 10 (115): 115. doi:10.3390/polym10020115. PMC 6415055. PMID 30966151.
  10. ^ "Polyurethane Foam Association". pfa.org. Archived from the original on 2010-01-04. Retrieved 2010-01-15.
  11. ^ Strand, Andrea. "Memory Foam Mattresses Guide For Side Sleepers". Retrieved 17 August 2018.
  12. ^ Annie Stuart (2010-02-08). "Memory Foam Mattresses: Benefits and Disadvantages". WebMD.
  13. ^ a b Laurie Brenner. "Memory Foam Dangers". SFGATE (website of the San Francisco Chronicle). Retrieved 13 May 2019.
  14. ^ "Is Memory-Foam Bedding a Fire Risk?". 11 September 2011. Archived from the original on 2015-07-26. Retrieved 2015-09-09.
  15. ^ "Federal Mattress Standard - Bureau of Home Furnishing and Thermal Insulation". ca.gov. Archived from the original on 2008-09-16.
  16. ^ 알린 블럼 더 내화 딜레마는 웨이백 기계에서 보관된 2009-06-05. 사이언스 2007년 10월 12일: 194b-195b.
  17. ^ 연방등록부 / Vol. 61, No. 250 / 1996년 12월 27일 금요일 / 제안 규칙: 환경보호청 2012년 1월 9일 Wayback Machine and Environmental Protection Agency Archive the Wayback Machine Federal Register / Vol. 63, No. 194 / 1998년 10월 7일 수요일 / 규칙
  18. ^ 환경보호청 Wayback Machine Federal Register / Vol. 63, No. 194 / 1998년 10월 7일(수)/규칙 및 규칙