August 1, 2025
โฟม การผลิต
คุณสมบัติของโฟมสามารถเข้าใจได้ดีขึ้นด้วยพื้นฐานเล็กน้อยเกี่ยวกับวิธีการผลิต FPF โฟมโพลียูรีเทนแบบยืดหยุ่นผลิตขึ้นจากการทำปฏิกิริยาของสารเคมีหลักสองชนิด ได้แก่ โพลีออลและไอโซไซยาเนตกับน้ำ สารเหล่านี้ผสมเข้าด้วยกันในปริมาณที่เฉพาะเจาะจงกับส่วนผสมอื่นๆ และปฏิกิริยาของโฟมจะเริ่มขึ้นเกือบจะในทันที ฟองอากาศก่อตัวขึ้นและส่วนผสมขยายตัว เปรียบได้กับการขึ้นของขนมปัง ในเวลาไม่กี่นาที ปฏิกิริยาจะเสร็จสมบูรณ์
|
กระบวนการผลิตโฟม Slabstock ในการผลิตโฟมสำหรับเบาะรองนั่ง มีการใช้สองขั้นตอนพื้นฐาน ในขั้นตอนหนึ่ง ส่วนผสมทางเคมีจะถูกเทลงบนสายพานลำเลียงที่เคลื่อนที่ ซึ่งจะปล่อยให้ทำปฏิกิริยาและขยายตัว ด้านข้างบนสายพานลำเลียงช่วยให้โฟม ขึ้นเป็นก้อนหรือแผ่นหนาตั้งแต่สองถึงสี่ฟุต แผ่นต่อเนื่องจะถูกปล่อยให้บ่มเป็นเวลา 24 ชั่วโมง (นานกว่าสำหรับเกรดพิเศษ) ขั้นตอนการผลิตนี้คือกระบวนการผลิตแบบ slabstock โฟมที่บ่มแล้วจะถูกนำไปผลิตเป็นรูปทรงที่เป็นประโยชน์ โฟมส่วนใหญ่ที่ใช้ในเฟอร์นิเจอร์และเครื่องนอนผลิตด้วยวิธีนี้ |
|
กระบวนการผลิตโฟมแบบหล่อ วิธีที่สองการขึ้นรูปโฟมเป็นกระบวนการที่ผลิตแต่ละรายการโดยการเทสารเคมีลงในแม่พิมพ์รูปทรงพิเศษและปล่อยให้ปฏิกิริยาของโฟมเกิดขึ้น ตัวอย่างการใช้งาน ได้แก่ เบาะนั่งรถยนต์ เฟอร์นิเจอร์ตามสัญญา และหมอน |
|
ส่วนผสมของวัตถุดิบ กระบวนการผลิตโฟมสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแปลงส่วนผสมของวัตถุดิบโฟม นอกเหนือจากโพลีออล ไอโซไซยาเนต และน้ำที่ใช้ในการผลิตโฟม อาจรวมถึงสารเคมีและสารเติมแต่งอื่นๆ ที่หลากหลายตามข้อกำหนดของลูกค้าเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติสุดท้ายของโฟม ซึ่งรวมถึง:สารช่วยเป่าซึ่งช่วยเสริมสารช่วยเป่าหลัก (คาร์บอนไดออกไซด์) สามารถใช้เพื่อให้โฟมนุ่มขึ้นหรือเบาขึ้นตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งควบคุมความเร็วของปฏิกิริยาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตหรือเปลี่ยนคุณสมบัติของโฟมสารลดแรงตึงผิวซึ่งช่วยในการก่อตัวของเซลล์โฟมสารหน่วงไฟใช้เพื่อปรับปรุงความทนทานของโฟมต่อการจุดระเบิดหรือการเผาไหม้ (น่าเสียดายที่สิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะมีอิทธิพลในทางลบต่อความสบาย การรองรับ และความทนทานของโฟม)สารตัวเติมซึ่งเพิ่มน้ำหนักของโฟม แต่อาจมีอิทธิพลในทางลบต่อคุณสมบัติทางกายภาพของโฟม ด้วยการปรับส่วนผสมทางเคมีของโฟม ผู้ผลิตโฟมสามารถผลิตโฟมได้หลายร้อยเกรดที่แตกต่างกัน โดยแต่ละเกรดมีคุณสมบัติในการทำงานของตัวเองคุณสมบัติที่มีผลต่อประสิทธิภาพของโฟม |
| มีคุณสมบัติทางกายภาพหลายประการของโฟมโพลียูรีเทนแบบยืดหยุ่นที่ชี้นำการเลือก FPF สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพหลักของโฟมและความสำคัญของแต่ละอย่าง คุณสมบัติทางกายภาพของโฟมวัดในห้องปฏิบัติการภายใต้สภาวะความชื้นและอุณหภูมิที่ควบคุมอย่างใกล้ชิด ต้องใช้ความระมัดระวังในการทำซ้ำสภาวะเหล่านั้นเมื่อทำการทดสอบตัวอย่างเพื่อหาคุณสมบัติทางกายภาพ ความหนาแน่น ความหนาแน่นคือการวัดมวลต่อหน่วยปริมาตร วัดและแสดงเป็นปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต (pcf) หรือกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (กก./ |
|
| m3) ความหนาแน่นเป็นหนึ่งในคุณสมบัติของโฟมที่สำคัญที่สุด ความหนาแน่นเป็นฟังก์ชันของเคมีที่ใช้ในการผลิตโฟมและสารเติมแต่งที่รวมอยู่ในเคมีของโฟม (บางครั้งมีการใช้สารเติมแต่งเพื่อให้โฟมมี คุณสมบัติพิเศษ ตัวอย่างเช่น สารเติมแต่งเจลสำหรับโฟมวิสโคอิลาสติก หรือ“memory” foam ที่ใช้ในที่นอนอาจใช้เพื่อช่วยให้ผู้ใช้หลับสบายขึ้น)ความหนาแน่นมีผลต่อความทนทานและการรองรับของโฟม โดยทั่วไป ยิ่งความหนาแน่นสูงเท่าใด โฟมก็จะยิ่งคงคุณสมบัติเดิมไว้ได้ดีขึ้นและให้การรองรับและความสบายตามที่ได้รับการออกแบบมา IFDIndentation Force Deflection (IFD) คือ การวัด ความแน่นของโฟม |
|
| ความแน่นไม่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของโฟม แม้ว่าจะมักจะ คิดว่าโฟมที่มีความหนาแน่นสูงจะแน่นกว่า เป็นไปได้ที่จะมีสูงโฟมความหนาแน่นที่นุ่ม—หรือโฟมความหนาแน่นต่ำที่แน่น ขึ้นอยู่กับ IFD ข้อมูลจำเพาะของ IFD เกี่ยวข้องกับความสบาย เป็นการวัดความรู้สึกของพื้นผิวของโฟม วัดโดยการเว้าโฟม 25% ของ ความสูงเดิม โฟมมักจะนำเสนอในช่วง IFD ±10%Support Factorการวัด IFD ที่สองบางครั้งทำโดยการเว้าโฟม 65 เปอร์เซ็นต์ของความสูงเดิม การวัด IFD ที่สองนี้ใช้เพื่อ |
|
| ช่วยกำหนดความสามารถของโฟมในการรองรับส่วนลึก โดยทั่วไป ยิ่งมีความแตกต่างระหว่าง IFD 25 เปอร์เซ็นต์และ 65เปอร์เซ็นต์ IFD มากเท่าใด โฟมก็ยิ่งมีความสามารถในการรองรับน้ำหนักมากขึ้นเท่านั้น อัตราส่วน ของ IFD 65 เปอร์เซ็นต์หารด้วย IFD 25 เปอร์เซ็นต์เรียกว่า support factor ของโฟม Support factors สำหรับโฟมมีตั้งแต่ประมาณ 1.5 ถึง 2.6 ยิ่งตัวเลขสูงเท่าใด โฟมก็ยิ่งมีความสามารถในการรองรับได้ดีขึ้นเท่านั้นโฟมที่มีค่า support factor สูงมีข้อดีหลายประการ IFD 25 เปอร์เซ็นต์ต่ำบนโฟมที่มีค่า support factor สูงเพื่อสร้างพื้นผิวที่นุ่มพิเศษโดยไม่ทำให้โฟม "bottom out" เมื่อมีการใช้น้ำหนัก โดยทั่วไป ยิ่งความหนาแน่นของโฟมสูงเท่าใด ค่า support factor ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้นDynamic Fatigue มีการทดสอบหลายอย่างที่ใช้เพื่อกำหนดความทนทานของโฟม หรือโฟมจะคงคุณสมบัติความแน่นและความสูงเดิมไว้ได้ดีเพียงใด บางอย่างคือ |
|
| การทดสอบในห้องปฏิบัติการมาตรฐาน อื่นๆ คือการทดสอบแบบกำหนดเองที่พัฒนาโดยผู้ผลิตที่แตกต่างกัน แต่เกือบทั้งหมดขึ้นอยู่กับการงอหรือการบีบอัดโฟมจำนวนครั้งที่กำหนดไว้ที่การเบี่ยงเบนหรือน้ำหนักที่กำหนดไว้ และวัดความแน่นและความสูงของโฟมก่อนและหลังการทดสอบความแตกต่างเรียกว่าความล้า ในการทดสอบความล้า ตัวอย่างโฟมอาจถูกบีบอัดหลายพันครั้ง หรือหลายพันครั้ง จากนั้นจึงวัดเปอร์เซ็นต์การสูญเสีย IFD การทดสอบที่สั้นกว่าให้แนวคิดว่าโฟมอาจสูญเสียความแน่นไปมากเพียงใดในระหว่างการใช้งานครั้งแรก ในขณะที่การทดสอบที่ยาวนานกว่าให้ข้อมูลเกี่ยวกับความทนทานโดยรวมของโฟม |
|
| Roller Shear การทดสอบความล้าแบบยืดหยุ่นที่รุนแรงโดยเฉพาะคือ roller shear ซึ่งน้ำหนักที่กลิ้งจะถูกวิ่งผ่านตัวอย่างโฟมจากสองทิศทาง โดยทั่วไปประมาณ 25,000 รอบ การทดสอบ roller shear นี้ให้การรวมกันของการบีบอัดและ |
|
| การเสียดสี และช่วยระบุว่าโฟมจะทนทานต่อการใช้งานที่ยากลำบากโดยเฉพาะได้อย่างไร เช่น เฟอร์นิเจอร์เชิงพาณิชย์หรือเป็นเบาะรองพรม อีกครั้ง มีการวัดการสูญเสีย IFD และอาจมีการวัดหลายครั้ง ในช่วงเวลาต่างๆ หลังจากที่โฟมมีโอกาส "ฟื้นตัว" Tear Strength โฟมโพลียูรีเทนแบบยืดหยุ่นยังถูกวัดเพื่อหาความสามารถในการต้านทาน การฉีกขาด การแตกหัก หรือการยืดตัว สิ่งนี้สำคัญในการใช้งานที่ โฟมต้องได้รับการจัดการบ่อยครั้ง เช่น ในการหุ้มเบาะ การทดสอบเพื่อ กำหนดคุณสมบัติเหล่านี้คือความต้านทานแรงดึง ความต้านทานการฉีกขาด และการยืดตัว พวกเขากำหนดความสามารถของโฟมในการยืดหรือยืดหยุ่นโดย ไม่ฉีกขาด การวัดความทนทานเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโฟมที่มีสารตัวเติมจำนวนมาก (เช่น โฟมที่ปรับเปลี่ยนการเผาไหม้) |
|
| โฟม) เนื่องจากสารเติมแต่งเหล่านี้อาจเพิ่มแนวโน้มของโฟมในการฉีกขาดหรือฉีกขาด เมื่อระบุโฟมที่มีสารเติมแต่ง ควรตรวจสอบความต้านทานแรงดึง การทดสอบการฉีกขาดและการยืดตัวเพื่อดูว่าโฟมอาจต้องมีการจัดการเป็นพิเศษหรือไม่ Resilience (Ball Rebound) Resilience เป็นตัวบ่งชี้ความยืดหยุ่นของพื้นผิวหรือ “"springiness"ของ |
|
| โฟม Resilience สามารถเกี่ยวข้องกับความสบาย Resilience มักจะวัดโดยการปล่อยลูกบอลเหล็กกล้าลงบนเบาะโฟมและวัดว่าลูกบอล เด้งกลับสูงเพียงใด Resilience ของโฟมมีตั้งแต่ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของการเด้งกลับของลูกบอลไปจนถึงการเด้งกลับสูงถึง 80 เปอร์เซ็นต์ Resilience ที่สูงขึ้นในโฟมมักจะหมายความว่าเบาะนั่งโซฟา ตัวอย่างเช่น มี “hand” หรือความรู้สึกของพื้นผิวที่ดีกว่า โฟมยังสามารถทำขึ้นเพื่อให้มีความยืดหยุ่นต่ำมากสำหรับการใช้งานบางอย่าง ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์วิสโคอิลาสติก (memory foam) มักจะแสดงความยืดหยุ่นต่ำมาก Hysteresis Hysteresis คือ การทดสอบในห้องปฏิบัติการอีกวิธีหนึ่งที่ใช้เพื่อ กำหนด ความสามารถของโฟมในการรักษา คุณสมบัติความแน่นเดิม |
|
| Hysteresis วัดโดย การเว้า ตัวอย่างโฟม 25 เปอร์เซ็นต์ก่อน และวัด ความแน่น จากนั้น เว้า 75 เปอร์เซ็นต์ และ วัดอีกครั้ง ความแน่น และ ในที่สุด ปล่อย การเว้า ไปที่ 25 เปอร์เซ็นต์ โดย ไม่อนุญาตให้ โฟม ผ่อนคลาย อย่างสมบูรณ์ โดยไม่ ปล่อย การเว้า อย่างเต็มที่ โฟม จะไม่ ฟื้นตัว ทันที ทั้งหมด ของ ความแน่น 25 เปอร์เซ็นต์เดิม แต่ เปอร์เซ็นต์ ของ ความแน่น ที่ ฟื้นตัว เชื่อว่าเป็น ตัวบ่งชี้ที่ดีของความทนทานโดยรวมของเบาะ ซึ่งแตกต่างจาก การทดสอบความทนทานอื่นๆ Hysteresis สามารถ ดำเนินการได้อย่างรวดเร็ว บน ตัวอย่างโฟมที่หลากหลาย |
|
| วิธีการทดสอบ หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดสอบโฟมโพลียูรีเทนแบบยืดหยุ่น โปรดดูวิธีการทดสอบของ ASTM International, D3574, Standard Test Methods for Flexible Cellular Materials—Slab, Bonded, and Molded Urethane Foams ซึ่งมีรายละเอียดขั้นตอนการทดสอบและคำศัพท์การไหลเวียนของอากาศการไหลเวียนของอากาศ คือ การทดสอบการวินิจฉัยที่สำคัญ ประสิทธิภาพของโฟม ได้รับการปรับให้เหมาะสมเมื่อการไหลเวียนของอากาศสูงสุด ซึ่งบ่งชี้ว่าเซลล์เปิดและ |
|
