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Nikkei X-TECH_2022.12.21

충격 완화에 뛰어난 다다미 바닥, 넘어지는 사고에 대응
시마네(島根)대학 등이 개발

시마네대학 종합 이공학부 건축디자인학과의 시미즈(清水) 조교수가 이끄는 연구팀은 넘어졌을 때 충격을 완화하는 성능과 보행성을 양립시킨 다다미 바닥 ‘MIGUSACARE’를 개발했다. 기존의 다다미 바닥보다 얇고, 바닥재 위에 거치할 수 있어 실내 안전 대책을 손쉽게 강구할 수 있다.

플라스틱 제품을 제조 및 판매하는 세키스이성형공업(積水成型工業, 오사카)과 공동으로 개발했다. 12월 1일 시점에서 가격은 비공개. 2023년 1월부터 판매를 시작할 예정이다.

개발된 다다미 바닥은 한 변이 83㎝의 정사각형이며 두께는 23㎜이다. 기존 다다미의 절반(82x82cm) 정도의 크기로, 두께도 절반 이하로 줄였다. 단면 구성은 표층부터 차례로 다다미 시트, 심재(芯材), 완충재로 이루어져 있다.

표층은 폴리프로필렌 수지로 만든 섬유로 짠 것으로, 골풀보다 미끄럽지 않다. 심재에는 강성이 높은 MDF(중밀도 섬유판)를 채택. 발을 디뎠을 때 너무 아래로 꺼지지 않도록 해 보행성을 높였다. 습기에 의한 변형을 막기 위해 양면에 알루미늄박을 부착. 완충재에는 의료용 붕대 등에 사용되는 특수 부직포를 사용했다.

시미즈 조교수는 “심재와 완충재의 조합을 발견한 것이 큰 연구 성과이다. 넘어졌을 때 바닥재가 국소적으로 꺼질 정도로 부드러우면 완충 성능을 발휘하기 어렵다. 보행성도 나빠 발이 걸려 넘어지는 원인이 되기도 한다.

이를 해결하기 위해 충격을 면으로 받아들일 수 있는 딱딱한 면재와 부드러운 완충재의 조합을 여러 차례 검증해 현재의 모습에 이르렀다”라고 설명한다. 연구팀은 부직포에 대한 자세한 내용은 기술적 노하우인 관계로 비공개로 했다.

개발된 다다미 바닥의 성능은 충격 완화형 다다미에 대해 규정된 JIS A 5917를 바탕으로 측정했다. 사람의 머리 모양으로 만든 무게 3.75kg의 모형을 높이 20cm에서 자유낙하시켜 중력가속도(G값)를 측정했을 때, JIS(일본산업규격)에서는 50G 이하를 권장하고 있다. 개발된 다다미 바닥은 42G. 기존 다다미와 쿠션 매트 등과 비교해도 높은 성능을 보였다.

시미즈 조교수가 바닥재의 완충 성능에 착안한 연구에 착수한 것은 2017년경. 전도 및 골절로 인해 간병이 필요한 케이스가 증가하고 있는 가운데, 바닥재의 선택지가 적은 것에 과제를 느끼고 있었다.

“표층에 목질계 재료도 검토했지만, 현 단계에서는 총 두께를 일반적인 바닥 두께인 15mm 정도까지 낮추기 어려웠다. 그래서 비교적 두께가 허용되는 다다미로 개발했다. 기술적으로 심재와 완충재 층을 더 얇게 할 수 있기 때문에 앞으로 바닥재 개발에도 도전하겠다”(시미즈 조교수)라고 한다.

-- 3D 스캐닝으로 바닥재 변형 정도 검증 --
연구팀은 개발한 다다미 바닥의 보행성을 검증하기 위해 발을 디뎠을 때의 변형 상태를 3차원 레이저 스캐너로 계측. 다른 바닥재와 비교해 개발한 다다미 바닥이 면 전체로 발의 하중을 흡수하는 것을 확인했다.

기술적 노하우이기 때문에 비교 분석에 대한 상세한 내용은 비공개이다. 시미즈 조교수는 바닥재 변형과 보행성, 발 디딤 감촉의 관계를 정량적으로 평가하는 연구를 진행할 예정이라고 한다. “수요에 맞추어 바닥재의 성능을 제어하는 기술로 이어질 수 있을 것이다”라고 말한다.

연구팀은 JIS에 기반한 성능 시험 등을 거쳐 2019년 시제품을 완성했다. 병원이나 요양 시설을 포함한 전국 십여 곳의 건물에서 시험 도입을 시작해 모니터링을 시행 중이다(12월 1일 시점).

공동 개발자인 세키스이성형공업은 간병보험제도를 통한 주택 보수에 채택되는 것을 노리고 있다. 세키스이성형공업 연신(延伸)사업부 이즈모(出雲)공장 기술개발과의 이나즈(稲津) 씨는 “현행 제도에서의 바닥재 보수는 미끄럼 방지 등이 목적이기 때문에 다다미에서 다른 바닥재로 변경하는 사례가 많다.

개발한 다다미 바닥은 미끄러지지 않고 완충 성능도 높아 외형을 바꾸지 않고도 안전성 향상이 가능하다. 채택 사례를 늘려 제품의 보급으로 이어나가고 싶다”라고 말한다.

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