TPU/ABS 리엔트런트/허니콤 구조체의 충격 에너지별 변형에너지 및 충격력에 대한 충격 연구

Abstract

사람의 낙상 사고는 일상 생활 중 낙상부터 오토바이 주행 중 낙상까지 다양한 충격 에너지 영역에서 일어나고 있다. 낙상 사고는 골밀도가 낮은 노령 인구에게 고관절 골절로 인한 장애 또는 사망 등으로 이어질 수 있다. 충격 에너지가 큰 오토바이 주행 중 낙상 사고는 척추, 두개골 등 단단한 신체 부위에도 손상을 발생시킬 수 있다. 이러한 신체 손상은 충격 보호 장비를 통해 예방 할 수 있다. 하지만 충격 보호 장비는 제품의 크기와 무게 때문에 착용이 불편하여 착용율이 낮은 실정이다. 이에 충격 보호 장비 내부에 유닛 구조가 적용된 충격 흡수 구조체에 대한 연구가 수행되고 있다. 충격 흡수 구조체는 일반 패드형 충격 보호 장비에 비해 무게 대비 높은 충격 흡수 성능을 보인다. 충격 흡수 구조체의 유닛 구조로는 리엔트런트 구조와 허니콤 구조가 일반적으로 적용된다. 리엔트런트 구조는 음의 포아송비 특성을 가진 새로운 유형의 기계적 메타 구조이다. 이러한 충격 흡수 구조체는 사용처에 따라 특정 충격 에너지에 대해 측정되는 최대 충격력의 크기가 기준 임계값을 넘으면 안되는 충격 시험 규격을 충족해야 한다. 하지만 충격 시험 규격을 충족하여도 사용자가 심각한 부상을 입을 수 있다. 때문에 다양한 충격 에너지 영역에서 충격 흡수 구조체를 평가할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 대표적 소프트 타입 소재인 TPU와 하드 타입 소재인 ABS로 구성된 TPU/ABS 리엔트런트/허니콤 구조체의 충격 에너지별 변형에너지 및 충격력에 대한 충격 연구를 수행하였다.