فوم هوشمند (مموری فوم)

فهرست مطالب

تاریخچه فوم هوشمند (مموری فوم)

فوم هوشمند (مموری فوم) که به عنوان فوم ویسکوالاستیک شناخته می‌شود، توسط چارلز یوست (مهندس هوانوردی) در اواخر دهه 1960 اختراع شد. چارلز یوست این ماده را در حین کار بر روی پروژه ای برای ناسا توسعه داد. هدف چارلز یوست، تولید فومی بود که بتواند راحتی و جذب ضربه را برای فضانوردان در طول سفرهای فضایی فراهم کند.

در سال 1966، ناسا، استفاده از فوم هوشمند (مموری فوم) را جهت ایجاد ماده‌ای که راحتی و محافظت بیشتری برای فضانوردان در هنگام برخاستن و فرود فراهم کند توسعه داد.

فوم هوشمند (مموری فوم) حاصل، این توانایی را داشت که در زمان اعمال فشار و گرما با شکل بدن مطابقت داشته باشد و پس از آزاد شدن فشار به حالت اولیه خود بازگردد.

در دهه 1990 بود که فوم هوشمند (مموری فوم)، به طور گسترده در صنعت تشک مورد استفاده قرار گرفت و با افزایش نرخ رشد سالیانه تا کنون، آن را به یک انتخاب محبوب برای مصرف کنندگان تبدیل کرده است.

از نسل اول فوم هوشمند (مموری فوم)، به عنوان فوم متخلخل پلی یورتان در حوزه پزشکی به عنوان پد مموری فوم (جهت جلوگیری از زخم بستر) استفاده می‌شد.

از نسل دوم فوم هوشمند (مموری فوم) جهت ایمنی صندلی هواپیما و خودرو استفاده می‌شد.

در سال 2006 (ژل مموری فوم)، به عنوان نسل سوم ظهور پیدا کرد که منجر به خنک شدن تشک‌های مموری فوم شد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه به اینفوگرافیک تاریخچه تشک و مموری فوم در وبلاگ گروه صنعتی مکرر مراجعه نمائید.

فوم هوشمند چیست؟

فوم هوشمند که اغلب با نام مموری فوم شناخته می‌شود، نوع خاصی از فوم سرد پلی یورتان با دانسیته بالاتر است که به گرما و فشار حساس است. این ماده به دلیل توانایی آن در مطابقت با شکل و حالت بدن و سپس بازگشت به شکل اولیه خود با حذف فشار و گرما شناخته شده است.

برخی از ویژگی‌ها‌ی کلیدی فوم هوشمند (مموری فوم) پلی یورتان

1- خواص ویسکوالاستیک: فوم هوشمند (مموری فوم) با نام‌های دیگری از جمله ویسکوالاستیک (Viscoelastic foam) یا فوم پلی یورتان با مقاومت کم (Low Resistant Polyurethane-LRPu) شناخته می‌شود.

ویسکوز بودن به این معنی است که تغییر شکل تحت فشار یا انتقال انرژی از یک مکان به مکان دیگر، زمان زیادی طول می‌کشد و منظور از ماده‌ی الاستیک این است که فوم می‌تواند کشش و یا انقباض داشته باشد و با برداشتن نیروی کشش به شکل و اندازه اولیه و اصلی خودش باز می‌گردد که منجر به توزیع وزن به طور مساوی می ‌شود.

به عنوان یک قاعده کلی، فوم ویسکوالاستیک مورد استفاده در بیشتر تشک‌های دارای فوم هوشمند (مموری فوم)، دارای درجاتی از ترکیبی به نام پلی اتر پلی اُل است که به فوم، خواص الاستیسیته و ویسکوزیته می‌دهد.

2- حساسیت به دما: فوم هوشمند (مموری فوم)، با گرم شدن به واسطه گرمای بدن، نرم‌تر و انعطاف پذیرتر می‌شود. این ویژگی منجر به افزایش راحتی برای بدن شخص می‌شود.

3- کاهش فشار: فوم هوشمند (مموری فوم)، به دلیل کاهش فشار، اغلب در تشک‌ها و بالش‌ها استفاده می‌شود. این ویژگی می‌تواند نقاط فشار روی بدن را کاهش دهد و آن را به گزینه ای محبوب برای کسانی که به دنبال یک سطح خواب راحت و حمایت کننده هستند تبدیل کند.

4- میرایی صدا و لرزش: فوم هوشمند (مموری فوم) می‌تواند صدا و ارتعاشات را جذب کند و در کاربردهای مختلف از جمله صنعت خودروسازی مفید باشد.

کاربردهای فوم هوشمند (مموری فوم)

تشک و بالش جهت بهبود راحتی خواب
بالشتک‌های صندلی و صندلی‌های اداری برای راحتی و پشتیبانی بیشتر
کفش (کفی کفش)
تجهیزات پزشکی (بالشتک ویلچیر، بالشتک‌های ارتوپدی، پدهای میز ام آر آی و روکش تشک جهت جلوگیری از زخم بستر)
عایق صدا و ارتعاش
تجهیزات ورزشی و محافظ (کفش‌های ورزشی، ساخت آستر کلاه‌های ایمنی، زین دوچرخه و موتورسیکلت، زین اسب سواری)
مواد بسته بندی جهت محافظت از اقلام شکننده در طول حمل و نقل
منسوجات هوشمند

در سال‌های اخیر، فوم هوشمند (مموری فوم) در پارچه‌ها و منسوجات ادغام شده است. این منسوجات، مزایای فوم هوشمند (مموری فوم) مانند راحتی و کاهش فشار را در لباس و پوشاک ارائه می‌دهند.

دفع گرما توسط فوم‌ هوشمند (مموری فوم) خنک کننده: برخی از فوم‌های هوشمند (مموری فوم)، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که گرما را به طور مؤثرتری دفع کنند و نگرانی‌های مربوط به حفظ گرما را برای تجربه خواب راحت‌تر برطرف کنند.
فوم هوشمند (مموری فوم) با نوآوری‌هایی که نیازهای خاص مانند تنظیم دما و تنفس را برآورده می‌سازد، به تکامل خود ادامه می‌دهد. توانایی آن در انطباق با بدن و توزیع یکنواخت فشار، آن را به گزینه‌ای محبوب برای کاربردهایی که راحتی و پشتیبانی ضروری هستند تبدیل می‌کند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه به اینفوگرافیک تاریخچه تشک و مموری فوم (فوم هوشمند) در وبلاگ گروه صنعتی مکرر مراجعه نمائید.

تولید فوم هوشمند (مموری فوم)، یک فرآیند تخصصی است که معمولاً در کارخانه‌های تولیدی انجام می‌شود که شامل استفاده از پلی یورتان و افزودنی‌های مختلف برای ایجاد خواص ویسکوالاستیک منحصر به فرد در فوم هوشمند (مموری فوم) است.

فرایند تولید فوم هوشمند (مموری فوم)، در مرحله اول با پلی اُل‌ها به عنوان یک جزء کلیدی در تولید فوم هوشمند (مموری فوم) آغاز می‌شود و در مرحله بعد از ایزوسیانات‌ها مانند TDI (تولوئن دی ایزوسیانات) یا MDI (متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات) به عنوان یک عامل سخت کننده در تولید فوم استفاده می‌شود.

همچنین از کاتالیزورها برای آغاز واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود و از عوامل پف‌زا نیز برای ایجاد حفره‌های هوا در داخل فوم استفاده می‌شود.

پلی اُل‌ها، ایزوسیانات‌ها، کاتالیزورها و عوامل پف زا به دقت اندازه گیری شده و در مقادیر دقیق مخلوط می‌شوند. فرمولاسیون خاص بسته به ویژگی‌های مورد نظر فوم هوشمند (مموری فوم) می‌تواند متفاوت باشد.

سپس مخلوط را در قالب‌های مورد نظر می‌ریزند. همانطور که مخلوط واکنش می‌دهد، منبسط شده تا قالب را پر کند. عوامل پف‌زا هنگام واکنش با ایزوسیانات‌ها، منجر به خروج گاز و ایجاد حفره‌های هوا می‌گردد و خاصیت ویسکوالاستیک خاصی به فوم هوشمند (مموری فوم) می‌دهند.

در مرحله بعد، محصولات مموری فوم تحت اقدامات کنترل کیفیت قرار می‌گیرند که می‌تواند شامل بررسی چگالی، استحکام و کیفیت کلی فوم باشد.

بسته به کاربرد مورد نظر، فوم هوشمند (مموری فوم)، ممکن است تحت فرآیندهای اضافی مانند خنک کردن یا تزریق مواد افزودنی مانند ژل یا رایحه برای تولید محصول خاص قرار گیرد.

هنگامی که محصولات فوم هوشمند (مموری فوم)، استانداردهای کیفی را پشت سر گذاشتند، بسته بندی شده و برای توزیع آماده می‌شوند.

این نکته را باید در نظر بگیریم که تولید فوم هوشمند (مموری فوم) باید از استانداردهای ایمنی و محیطی پیروی کند تا ایمنی و راحتی کاربران تضمین شود. این فرآیند همچنین می‌تواند برای ایجاد تغییراتی مانند فوم هوشمند (مموری فوم) سلول باز، ژل مموری فوم و سایر انواع فوم تخصصی برای برآوردن نیازها و ترجیحات مختلف سازگار شود.

انواع فوم هوشمند (مموری فوم)

1- فوم هوشمند (مموری فوم) سنتی: این نوع فوم به دلیل توانایی آن در مطابقت با شکل بدن، توزیع یکنواخت وزن و کاهش نقاط فشار شناخته شده است. می‌توان از آن در تشک، بالش و موارد دیگر استفاده نمود. یکی از معایب فوم هوشمند (مموری فوم) سنتی، نگه داشتن گرما در داخل فوم می‌باشد.

2- فوم هوشمند (مموری فوم) از نوع ژل: ژل مموری فوم‌ها، حاوی دانه‌ها یا لایه‌های ژل در فوم می‌باشند. ژل به تنظیم دما کمک می‌کند و پشتیبانی بیشتری را فراهم می‌کند. این نوع فوم هوشمند (مموری فوم)، اغلب در تشک‌ها برای رفع نگرانی‌های حاصل از حفظ گرما داخل فوم استفاده می‌شود.

3- فوم هوشمند (مموری فوم) گیاهی: برخی از مواد پتروشیمی مورد استفاده در فوم هوشمند (مموری فوم) سنتی با مواد گیاهی جایگزین می‌شود. این نوع فوم به گونه‌ای طراحی شده است که سازگارتر با محیط زیست باشد و بوی حاصل از مواد شیمیایی را منتشر نمی‌کند.

4- فوم هوشمند (مموری فوم) سلول باز: مموری فوم سلول باز، طوری مهندسی شده است که ساختار تنفس پذیرتری داشته باشد. گردش هوا را تقویت می‌کند و به دفع گرما کمک می‌کند.

5- فوم هوشمند (مموری فوم) سلول بسته:

ساختار سلولی مموری فوم سلول بسته به گونه ای است که در آن سلول‌ها یا حباب‌های جداگانه کاملاً محصور شده‌اند و به هم متصل نیستند و در مقایسه با فوم هوشمند سلول باز، ساختار محکم و متراکم‌تری ایجاد می‌کنند.

ساختار سلول بسته منجر به ایجاد چگالی و پشتیبانی بیشتر می‌شود و نسبت به فوم هوشمند سلول باز سخت‌‌تر است و می‌تواند پشتیبانی محکم‌تری را ارائه دهد.

فوم هوشمند سلول بسته به دلیل دوام و توانایی خود در برابر استفاده‌ی مکرر در طولانی مدت شناخته شده است که شکل و ویژگی‌های خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کند.

ساختار سلول بسته، این نوع فوم را در برابر رطوبت و نفوذ آب مقاوم‌تر می‌کند و می‌توان از آن در کاربردهایی که قرار گرفتن در معرض رطوبت نگران کننده است استفاده کرد.

مموری فوم سلول بسته، معمولاً در شرایطی استفاده می‌شود که پشتیبانی محکم، دوام و مقاومت در برابر رطوبت ضروری است. این ماده در محصولات مختلفی مانند رویه تشک، بالشتک‌های نشیمن، تجهیزات ورزشی و حتی کاربردهای دریایی که مقاومت در برابر آب مورد نیاز است یافت می‌شود.

این نوع فوم به دلیل ساختار سلول بسته خود می‌تواند خواص عایق را ارائه دهد و در کاربردهایی که عایق حرارتی ضروری است، مانند برخی از مصالح ساختمانی یا سیستم‌های تبرید استفاده می‌شود.

6- فوم هوشمند (مموری فوم) خنک‌کننده: این نوع فوم هوشمند از فن آوری‌های خنک کننده مختلف برای کمک به تنظیم دما استفاده می‌کند و برای کاهش احتباس گرما و حفظ سطح خواب خنک‌تر طراحی شده است.

7- فوم هوشمند (مموری فوم) تزریق شده با مس: این نوع فوم، حاوی ذرات ریز مس است. به طور طبیعی مس خاصیت ضد میکروبی دارد. بنابراین به تمیز نگه داشتن محیط خواب و عاری بودن از باکتری‌های مضر کمک می‌کند. علاوه بر این، مس، یک رسانای عالی گرما است که به دفع گرما و تنظیم دمای بدن در هنگام خواب کمک می‌کند.

همچنین مس، به دلیل خواص ضد التهابی خود منجر به کاهش درد و سختی در عضلات و مفاصل می‌شود.

8- فوم هوشمند (مموری فوم) تزریق شده با گرافیت: این نوع فوم، شامل ذرات بسیار ریز گرافیت است که به دفع گرما از بدن کمک می‌کند و تجربه خواب خنک‌تری را ارائه می‌دهد و معمولا در تشک‌ها استفاده می‌شود.

9- فوم هوشمند (مموری فوم) تزریق شده با لاتکس: در برخی از محصولات فوم هوشمند (مموری فوم)، لاتکس را با مموری فوم ترکیب می‌کنند تا هیبریدی ایجاد کنند که از لاتکس و ویژگی‌های کانتورینگ فوم هوشمند (مموری فوم) پشتیبانی می‌کند.

بسته به نوع کاربرد مورد نظر، می‌توان نوع مموری فوم را انتخاب نمود که برای راحتی و عملکرد با نیازها، مطابقت داشته باشد.

معایب فوم هوشمند (مموری فوم)

حفظ گرما: یکی از معایب اصلی تشک‌های مموری فوم سنتی، به دام انداختن گرما به دلیل چگالی مواد فوم می‌باشد. اگرچه نوآوری‌هایی در فناوری فوم هوشمند برای رفع این مشکل وجود دارد (مانند استفاده از فوم‌های سلول باز، استفاده از ژل و سایر روش‌های ساخت خنک‌کننده). اما هنوز هم معمولاً گرما را بیشتر از سایر انواع تشک‌ها حفظ می‌کند که منجر به مشکل در به خواب رفتن و سهولت خواب می‌شود.
گران‌تر بودن نسبت به سایر انواع فوم‌ها: این ویژگی، مخصوصاً زمانی که تشک فوم هوشمند با کیفیت بالا تولید شود صادق است. در مقایسه با تشک‌های فنر داخلی با کیفیت مشابه، تشک‌های دارای فوم هوشمند، معمولاً قیمت بالاتری دارند. با فراگیرتر شدن تشک‌های مموری فوم، هزینه عمومی آن‌ها کاهش یافته است. با این حال، هنوز هم نسبت به بقیه تشک‌ها، گزینه گران‌تری می‌باشند.
مقاومت پائین در برابر آب و رطوبت: تشک‌ها، روکش‌ها و بالش‌های دارای مموری فوم، ممکن است در برابر نفوذ آب و رطوبت تخریب شوند که منجر به کاهش طول عمر فوم هوشمند می‌شود. این امر، تمیز کردن فوم هوشمند را دشوار می‌‌سازد.
احساس فرورفتگی بیش از حد در تشک: این احساس با بالا رفتن طول عمر تشک افزایش می‌یابد و عدم بازگشت به شکل و حالت اولیه ممکن است برای کاربران ناخوشایند باشد.
انتشار بوی حاصل از مواد شیمیایی فوم بعد از خروج از جعبه برای اولین بار: معمولا بعد از گذشت 24 ساعت، این بو از بین می‌رود، اما گاهی اوقات ممکن است برای هفته‌ها باقی بماند. تشک‌های مموری فوم که از مواد ارزان‌تر استفاده می‌کنند، انتشار بوی قوی‌تری دارند.

نکات مهم در زمان انتخاب مموری فوم مناسب

استحکام فوم هوشمند

تشک‌ها دارای سطوح مختلف سختی هستند و به طور کلی استحکام تشک‌ها در مقیاسی بین بسیار نرم و بسیار سخت متفاوت است.

انحراف بار فرورفتگی (ILD) معیاری برای استحکام است، هرچه رتبه ILD بالاتر باشد، می‌توان انتظار داشت که تشک سخت‌تر باشد. با توجه به نحوه امتیازدهی ILDها، هر لایه از تشک (راحتی، انتقال، پشتیبانی و غیره) امتیاز ILD مخصوص به خود را دارد و سپس تشک به عنوان یک کل، دارای نمره ILD کلی است. در مقیاس ILD، تشکی با ILD کلی 10 بسیار نرم است، در حالی که تشکی با ILD 50 بسیار سخت خواهد بود.

تراکم فوم هوشمند

درجه تراکم مموری فوم، به این موضوع اشاره دارد که لایه بالایی مموری فوم ویسکو الاستیک در مقایسه با کل تشک چقدر متراکم است. تراکم بیشتر مساوی طول عمر بیشتر تشک می‌باشد.

فوم هوشمند با تراکم پائین، چگالی کمتری دارد و دارای سلول‌ها و حفره‌های هوای بزرگتری می‌باشد و در مقایسه با تشک‌هایی با تراکم بالاتر، خواب راحتی فراهم نمی‌کند.

فوم هوشمند با چگالی بالا، تراکم بالاتری دارد و دارای سلول‌ها و حفره‌های بیشتر، کوچکتر و متراکم‌تر می‌باشد که منجر به بهبود حمایت اسکلتی- عضلانی می‌گردد و درجه پشتیبانی بیشتری را برای کاربر فراهم می‌کند.

چگالی مموری فوم بر حسب پوند بر فوت مکعب (PCF) اندازه گیری می‌شود. به طور کلی، هرچه چگالی فوم بیشتر باشد، شکل، کشسانی و ساختارهای نگهدارنده خود را در مدت زمان طولانی‌تری حفظ می‌کند.

گواهینامه‌های استاندارد

تشک‌های فوم هوشمند با کیفیت پایین‌تر می‌توانند دارای مواد افزودنی باشند که منجر به تخریب و کاهش طول عمر فوم می‌شود. همچنین ممکن است باعث تحریک یا ایجاد بخاراتی شود که برای سلامتی مناسب نمی‌باشد. هنگام انتخاب تشک باید به گواهینامه Certipur-US دقت نمود. این گواهینامه تضمین می‌کند که فوم هوشمند موجود در تشک، بدون مواد شیمیایی خاصی ساخته شده است.

تشک‌های دارای گواهینامه Certipur-US حاوی موادی از جمله جیوه

، سرب، فلزات سنگین، فتالات یا فرمالدئید نمی‌باشند. همچنین دارای غلظت کمتری از ترکیبات آلی فرار (VOCs) هستند که علت اصلی بوی شیمیایی ناشی از خروج گاز است.

مموری فوم و محیط زیست

تشک‌های فنری معمولی با کلروفلوئوروکربن‌ها (CFCs) یا دی فنیل اترهای پلی برومینه (PBDEs) به عنوان بازدارنده آتش پخت می‌شوند که به انتشار CFC در جو کمک می‌کند. این ترکیبات برای محیط زیست بسیار سمی هستند. هنگامی که PBDE ها تولید می‌شوند، در هوا، آب و خاک رها می‌شوند. علاوه بر این، آن‌ها زیست تخریب پذیر نیستند، اگرچه در اثر نور خورشید دچار تخریب می‌شوند، اما در نهایت در زیر منابع طبیعی قرار می‌گیرند. وجود CFC ها در تشک‌های فنری معمولی نیز با تخریب لایه اوزون، تأثیر منفی بر محیط زیست دارد.

همانطور که می‌دانیم، CFC ها عامل گرمایش جهانی هستند، بنابراین تشک‌های دارای CFC و PBDE به پیامدهای مخرب گرمایش جهانی در محیط زیست کمک می‌کنند.

با این حال، برخلاف تشک‌های معمولی، بسیاری از تشک‌های فوم هوشمند (مموری فوم)، بدون استفاده از CFC یا PBDE تولید می‌شوند، در نتیجه می‌توان از کمک به گرمایش جهانی در این زمینه اجتناب کرد. در واقع، تشک‌های فوم هوشمند (مموری فوم)، جایگزین‌های سازگار با محیط زیست و غیر شیمیایی را انتخاب می‌کنند. بنابراین، به دلیل پخت غیر سمی تأثیر منفی بسیار کمی بر محیط زیست دارند.

گردآوری، ترجمه و تالیف: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر – نسیم مهین عبدالله زاده

منابع:

استفاده از مطالب مکرر بلاگ تنها با ذکر منبع و لینک مستقیم به مطلب مجاز می‌باشد و در غیر این صورت پیگرد قانونی خواهد داشت.