فوم ترکیباتی از گروه بزرگ فوم سلولی بسته را شامل میشود؛ مانند پلی اتیلن، فوم EVA و فوم سلولی باز مانند فوم پلی یورتان طراحان و توسعهدهنگان محصول، فوم را به دلیل ویژگیها، با کیفیت بودن و قابلیتهای مختلف آن دوست داشته و به بهترین نحو استفاده میکنند.
فومها به سه دسته تقسیمبندی میشوند: فوم پلی یورتان، فوم پلی اتیلن، و فوم پلی استایرن (یونولیت). پلی اتیلن و پلی استایرن بیشتر در پروژههای ساختمانی کاربرد دارند. فوم پلی یورتان به دلیل خاصیت اسفنجی که دارد، در صنایع مبلمانسازی کاربرد زیادی دارد. پلی یورتان یک پلیمر ترموست thermoset است که از ترکیب متیلن دی ایزوسانات با پلی اولها و برخی افزودنیهای شیمیایی دیگر به وجود میآید.
پلی یورتان کاربردهای گستردهای در بخشهای مختلف دارد. به این دلیل که با استفاده از آن و با تغییر شرایط فیزیکی و شیمیایی فرآیند واکنش، میتوان خواص متنوعی را برای کاربردهای مختلف تولید کرد. این پلیمر همچنین به دلیل NIC بودن به فرم الستومر در ساخت روکشهای مخازن، بستهبندی در صنایع غذایی و دارویی، ساخت دستکش و سایر تجهیزات بیمارستانی کاربرد داد. امروزه رنگها و پوششهای ضد خوردگی پلی یورتان نیز به دلیل عمر و دوام بسیار بالای آنها بسیار گسترش یافتهاند.
نحوه تولید انواع فوم
● برش قالب فولادی برای تولید فوم
یکی از روشهای محبوب و تکنیکهای کارآمد ساخت فوم، روش برش قالب فولادی است که برای تولید مواد فومی استفاده میشود. این روش به این دلیل پرطرفدار است که در آن، قابلیت انعطافپذیری و توانایی کار با انواع مختلف مواد مانند پلاستیک، فوم، نمد، لاستیک و غیره بهتر از سایر روشهاست. ابزارهای برش توسط دستگاه قالب با اشکال مختلفی که سفارش داده میشود، ساخته میشوند. استفاده از این روش، این امکان را برای مشاغل مختلف به وجود میآورد که نیازهای فنی خود را سریع و کارآمد برآورده کنند تا پروژهها با کیفیت و دقت بالا انجام شوند.
● تولید فوم پلی اتیلن
این فرآورده نفتی و پلیمری به دلیل دارا بودن خاصیت سلولی مقاومت در برابر صوت، حرارت و رطوبت به عنوان عایق، مورد استفاده قرار میگیرد. روش تولید فوم پلی اتیلن از جدیدترین روشهای به روز دنیا است. فومهای پلی اتیلن به صورت رول، پازل، لولهای، و ورقهای موجود بوده و به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد، در صنایع مختلف قابل استفاده است.
این فوم ضمن خاصیت عایقی خوب، دارای خاصیت انعطافپذیری نیز میباشد. به همین خاطر به عنوان ضربهگیر در صنایع بستهبندی مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین به دلیل قیمت مناسب، استحکام بالا و حمل آسان در صنایع مختلف مانند خودروسازی، تشک سالن ورزشی و انواع مبلمان و خوش خواب استفاده میشود.
برای تولید، مواد خام اولیه بعد از انجام محاسبات و طی فرمولهای خاص با دقت بالا داخل دستگاه قرار گرفته و در نهایت فومهای پلی اتیلن تولید میشوند.
● روش تولید فوم پلی استایرن
تولید فوم پلی استایرن در 3 فرآیند انجام میشود. در وهله اول، دانههای پلی استایرن حاوی عامل پفزا وارد تانک عمودی مجهز به همزن و ورودی بخار میشوند. سپس باید خلا ایجاد شده در داخل دانهها با اتمسفر به تعادل برسد. بعد از مرحله ثبات فشار، دانهها داخل یک قالب بسته ریخته شده و مجددا تحت حرارت بخار قرار میگیرند. در این مرحله، دانهها در یکدیگر نفوذ کرده و قطعه یکپارچهای که به شکل قالب است را ایجاد میکنند.
● روش تولید فوم EVA
اتیلن وینیل استات یک فوم سلول بسته است که میتوان آن را با حرارت شکل داد و دارای ضخامت، شکل و تراکم متنوع است. نحوه تولید فوم EVA دارای 4 فرآیند کلی است. در وهله اول مواد اولیه شیمیایی و کاتالیزورهای ترکیبشونده، باید بررسی شوند. مرحله بعد ترکیب مواد شیمیایی درون میکسر Banbury است. مواد شیمیایی در اصل جامد بوده و تحت دمای بالا و فشار زیاد تبدیل به چسبندگی پوره مانند میشوند. پس از پردازش توسط اکسترودر و نوار نقاله، مخلوط پلاستیکی با فشار تنظیم شده، توسط دستگاه فشرده میشود.
● روش تولید فوم پلی یورتان
به طور کل فوم پلی یورتان به دو روش تجاری تولید میشود؛ اسپری و ریختن. روش اسپری مختص فومهای سخت است اما روش ریختن برای انواع مختلف فوم استفاده میشود:
● روش ریختن در بدنه یا فوم شدن در بدنه
این روش قدیمیترین و محبوبترین تکنیک برای کاربرد فوم یورتان سخت است. در این روش هنگام قالبگیری، مواد مورد استفاده در فوم به صورت مستقیم وارد یک حفره شده که واکنش تشکیل فوم در آن جا صورت میگیرد. با تکمیل واکنش تشکیل فوم، حفره پر میشود.
● روش اسپری
این تکنیک سادهترین و ارزانترین روش برای تولید فوم است که برای پرسازی قالبها و پانلها و برای اعمال فوم در سطوح مسطح به کار برده میشود. این روش برای کاربردهایی که مساحت زیادی دارند، مانند دیوارههای ساختمان یا مخازن کاربرد خوبی دارد. همچنین تجهیزات اسپری قیمت معقولی داشته و قابل حمل هستند. فوم را می توان بدون قالب یا جیگ (jig) از هر نوع به کار برد. پوششهای اسپری فوم سخت هم عایقبندی بهبود یافته، و هم مقاومت فیزیکی خوبی دارند.
● روش تولید فوم سرد
فوم سرد نوعی از فوم پلی یورتان است که برای ساخت به دمای کمی احتیاج دارد. دمای کم و حرارت غیر مستقیم موجب شکلگیری بهتر مولکولها شده و این موضوع حالت ارتجاعی فوم را بیشتر کرده و نرمی قابل لمستری دارد. از این رو در دسته فومهای سلول باز قرار میگیرد. بیشترین کاربرد آن در تولید صندلی خودرو، صندلی اداری و مبلمان خانگی است.
فرآیند تزریق فوم سرد، هم به صورت اختلاط دستی و هم به صورت تزریق با دستگاه فشار بالا و فشار پایین متداول است. در قالبگیری فوم سرد پلی یورکان از واکسهای جداکننده حلالی و پایه آب استفاده میشود. در فوم سرد، میزان سفتی و نرمی به نسبت وزنی ایزوسیانات به پلی ال تزریقی بستگی دارد. یعنی با بالا رفتن میزان ایزوسیانات فوم سختتر میشود. پس از خروج فوم سرد از قالب، آن را از طریق وکیوم و با استفاده از غلتکهای موازی تحت تنش فشاری و کششی قرار داده تا ساختار جابجایی هوا درون شبکه سلولی فوم قبل از شکلگیری نهایی، ایجاد شود.
تفاوت فوم سلول باز و سلول بسته
فوم سلول بسته بادوام است و از آب و رطوبت محافظت میکند. همچنین این فوم در اشغال فضا صرفهجویی میکند. فوم سلول باز به خوبی منبسط شده و برای پوشاندن مکانهای گوشه مناسب است. همین طور ضمن این که عایق صدا است، بسیار هم مقرون به صرفه میباشد.
سخن پایانی
در این مقاله به انواع روشها و تکنیکهای تولید انواع فوم اشاره شد. همان طور که گفتیم، کاربرد اصلی این نوع فومها، در ساخت صندلیها و مبلمان اداری است. با توجه به کیفیتهای مختلف انواع صندلیها، ممکن است پس از مدتی استفاده و به دلایل گوناگون دچار خرابی شده و نیاز به تعمیر یا تعویض قسمتی از مبلمان باشد. تعویض فوم صندلی اداری، تعمیر سایر قطعات صندلی و استفاده از روکشهای استاندارد، تنها بخشی از مجموعه فعالیتهای شرکت صندلی میلاد میباشد.