Hafızalı köpük

Hafızalı köpük çoğunluğu poliüretan olan ve viskoziteyi ve yoğunluğu artıran ek kimyasallardan oluşur. Genellikle "viskoelastik" poliüretan köpük veya esnekliği az poliüretan köpük (LRPu) olarak adlandırılır. Köpük kabarcıkları veya "hücreleri" açıktır ve etkili şekilde havanın hareket edebileceği bir matris oluşturur. Yoğun olan hafızalı köpük vücut sıcaklığıyla yumuşar ve birkaç dakikada çevrelediği vücudun şeklini alır. Yeni bulunan hafızalı köpükler ilk şekillerine daha çabuk geri dönerler.
Tarihi
Hafızalı köpük NASA'nın Ames Araştırma Merkezi tarafından uçak minderlerinin güvenliğini iyileştirmek için bir sözleşmeyle 1966'da geliştirildi. Sıcaklığa-hassas hafızalı köpükten önceleri "yavaş geri yaylanmalı köpük" olarak bahsedildi; çoğı ona "temper köpük" dedi. Polimer bir matrisin içine gaz vererek yapıldı, köpüğün üzerindeki basınca uyan ancak kendi asıl şekline yavaşca geri dönen açık-hücreli katı yapısı vardır.
Köpüğün daha sonraki ticarileşmesi x-ışını masa minderleri gibi tıbbi ekipmanı hem de Amerikan / Kanada futbol kaskı iç kaplamaları gibi spor ekipmanını kapsadı.
NASA hafızalı köpüğü 1980'lerin başlarında halkın kullanımına bıraktığında, imalat süreci zor ve güvenilmez olarak kalırken Fagerdala World Foams köpükle çalışmak isyene birkaç şirketten birisiydi. 1991 ürünleri, "Tempur-Pedic İsveç Şiltesi" sonunda şilte ve minder şirketi Tempur World'e öncülük etti.
Hafızalı köpük sonradan tıbbi ayarlamalarda kullanıldı. Örneğin, hastanın bir süre sert şilte üzerinde yatağında hareketsiz kalması gerektiği durumlarda yaygın olarak kullanıldı. Bazı vücut bölgelerindeki basınç bölgeye giden kan akışını bozarak bası yaraları veya kangren'e neden oldu. Hafızalı köpükler bu tür olayları önemli ölçüde azalttı.
Hafızalı köpük başlangıçta yaygın olarak kullanmak için çok pahalıydı ancak zamanla ucuzladı. En yaygın evsel kullanımları şilteler, yastıklar, ayakkabılar ve battaniyelerdir. Uzun süreli ağrı veya iskelet hastalıkları olan insanlar için, tekerlekli sandalye koltuk minderleri, hastane yatak yastıkları ve dolgu malzemeleri gibi tıbbi kullanımları vardır; örneğin hafızalı köpük servikal yastığı kronik boyun ağrısını hafifletebilir. Isı tutma özellikleri, eklenen sıcaklığı bulan bazı acı çeken hastaların ağrısını azaltmaya yardımcı olabilir.
Isı tutma özellikleri şilte ve yastıklarda kullanıldığında dezavantaj olabilir, bu nedenle ikinci nesil hafızalı köpükte, şirketler nefes alınabilirliği iyileştirmek için açık hücre yapısını kullanmaya başladı. 2006 yılında üçüncü nesil hafızalı köpük piyasaya sürüldü. Jel visko veya jel hafızalı köpük, sıkışmış vücut ısısını azaltmak, geri yaylanma dönüş süresini kısaltmak ve yatağı daha yumuşak hissetmeye yardımcı olmak için visko köpük ile kaynaşmış jel parçacıklarından oluşur. Bu teknoloji ilk olarak Peterson Chemical Technology tarafından geliştirildi ve patentlendi, ve 2011 yılında Serta'nın iComfort ve Simmons'ın Beautyrest serisinin piyasaya sürülmesiyle jel yataklar popüler hale geldi. Jel-infüzyonlu hafızalı köpük daha sonra, faz-değiştirici malzeme olarak bir kapsülün içinde katı halden sıvı hale dönüştürülerek istenen sıcaklık stabilizasyonunu ya da soğutma etkisini elde edecek olan jeli ihtiva eden "boncuklar" olarak tanımlananlarla geliştirildi. Fiziksel durumların değiştirilmesi, bir elemanın ısı emme özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir bu nedenle bu teknoloji burada hafızalı köpüğe uygulanmıştır.
Jel hafızalı köpüğünün geliştirilmesinden bu yana başka malzemelerde eklendi. Aloe vera, yeşil çay özü ve aktif karbon kömürü, kokuları azaltmak ve hatta uyku sırasında aromaterapi sağlamak için köpükle birleştirilir. Nemi vücuttan uzaklaştırmak için hafızalı köpük yatakların üzerindeki dokuma yatak örtülerinde konforu artırmak için Rayon kullanılır. Hafızalı köpükten yastıklarda, yataklarda ve yatak pedlerinde kullanılan örtülerde faz değiştirici malzemeler de kullanılmaktadır. Poliüretan dışında başka malzemelerin de hafızalı köpük yapmak için gerekli özellikleri sergilediği ispatlanmıştır. Polietilen tereftalat, geri dönüştürülebilirlilik, hafiflik ve ısı yalıtımı gibi poliüretanla kıyaslandığında bazı faydalar sağlayan böyle polimerik bir malzemedir.
Yataklar
Hafızalı köpük yatak genellikle diğer köpük yataklardan daha yoğundur bu da onu hem daha destekleyici hem de daha ağır hale getirir. Hafızalı köpükten yataklar genellikle geleneksel yataklardan daha yüksek fiyatlarla satılır. Yataklarda kullanılan hafızalı köpük genellikle 24 (kg/m3) den daha az yoğunluk aralığından 128 (kg/m3) yoğunluğa kadar üretilir. Çoğu standart hafızalı köpüğün yoğunluğu 1680 (kg/m3) aralığındadır. Yataklardaki en üst pedler ve konfor katmanları gibi çoğu yatak takımının 3'den 4.5'a lb/ft3 kadar yoğunlukları vardır. 5.3 lb/ft3 (85 kg/m3) gibi daha yoğunları nadiren yataklarda kullanılırlar.
Konforu belirlemede hafızalı köpüğünün sıkılığı (sertten yumuşamaya) kullanılır. Sertlik bir köpüğün sıkılığı Çentik kuvveti sapması (İngilizce: indentation force deflection) (IFD) derecesi ile ölçülür. Ancak, "yumuşak" veya "sert" bir his in tam ölçümü değildir. Daha yüksek IFD ancak daha az yoğun bir köpük sıkıldığında yumuşak hissedebilir.
IFD, 15" x 15" x 4" inç boyutlarındaki köpük örneğine 1 inçlik bir çentik izi yapmak için gerekli kuvveti (pound-kuvvet) birimiyle 8 inç çapındaki (50 inç karelik) IFD @ 25% sıkıştırma diski olarak bilinen diskle ölçer. Hafızalı köpükleri için IFD değerleri süper yumuşak (IFD 10) ve yarı sert (IFD 12) arasında değişir. Hafızalı köpüklü yatakların çoğu oldukça sıkıdır (IFD 12 ila IFD 16).
İkinci ve üçüncü kuşak hafızalı köpükler, vücut sıcaklığına, ağırlığına, uyuyanın vücuduna kalıplama yoluyla tepki veren açık hücreli bir yapıya sahiptir. Üreticiler, hafızalı köpük yataklarının iddia edilen faydalarını destekleyen nesnel çalışmalar olmamasına rağmen, ağrıyı hafifletmek ve daha huzurlu bir uyku sağlamak için basınç noktalarının baskıyı boşaltmaya yardımcı olabileceğini iddia etmektedirler.
Hafızalı köpük yataklar vücut ısısını korur, böylece sıcak havalarda aşırı sıcak olabilirler. Bununla birlikte, jel tipi bellek köpükleri, daha fazla nefes alabildiklerinden daha soğuk olurlar.
Tehlikeleri
Hafızalı köpük yataklardan çıkan emisyonlar doğrudan diğer yataklardan daha fazla solunum yolu tahrişine neden olabilir.
Mekanik özellikleri
Hafızalı köpük, malzemenin iç yapısı nedeniyle viskoelastik özelliklerini birkaç etkiyle sağlar.
Ağ etkisi köpüğün şekli bozulduğunda yapısını eski haline getirmek için çalışan kuvvettir.
Şekli bozuk gözenekli malzeme uygulanan basınca karşı yapısını geri kazanmak için dışarı doğru iterek ağ etkisini yapar.
Ağ etkisine karşı çalışan üç etki vardır: pnömatik etki, yapışkan etki ve gevşeme etkisi.
Bu etkiler birleşince, köpüğün asıl yapı yenilenmesini yavaşlatırlar ve hafızalı köpük yatak şilteleri yapımı gibi uygulamalara izin verir.
Pnömatik etki, havanın köpüğün gözenekli yapısına akması için geçen süreden kaynaklanır.
Hafızalı köpükteki gözenekler uygulanan basınçla birbirine bastırıldığı için yapışkan etki, baskıyı azaltmaya karşı çalışan yüzey köpük yüzeylerinin yapışkanlığından kaynaklanır.
Gevşeme etkisi, genleşmeye karşı çalışan üç kuvvetin en büyüğü olup hafızalı köpük malzemesinin cam geçiş sıcaklığı'na yakın olmasından kaynaklanır. Bu, köpük malzemesinin hareketliliğini sınırlar, herhangi bir değişikliği kademeli olmaya zorlar, uygulanan basınç kaldırıldıktan sonra köpüğün genleşmesini yavaşlatır. Bu, sıcaklığa bağlı olduğundan, hafızalı köpüğünün özelliklerini koruduğu sıcaklık sınırlıdır. Çok soğuksa, hafızalı köpük sertleşir. Çok sıcaksa, hafızalı köpük kolayca orijinal şekline geri dönen geleneksel köpükler gibi davranır. Bu işlemin altında yatan fiziksel olaya polimerik sünme denir.
Pnömatik ve yapışkan etkiler, hafızalı köpüğün gözenek büyüklüğüyle ilişkilidir. Daha küçük gözenekler, daha yüksek iç yüzey alanına ve azaltılmış hava akışına yol açar, yapışma ve pnömatik etkiyi arttırır. Böylece, hafızalı köpüğünün hücre yapısı ve gözeneklilik değiştirilmesiyle özellikler kontrol edilebilir.
Hafızalı köpüğünün polimerik malzemesinde katkı maddeleri kullanılarak, cam geçiş sıcaklığı da köpüğün özelliklerini etkileyecek şekilde değiştirilebilir.
Hafızalı köpüğünün mekanik özellikleri ondan üretilen yatakların konforunu etkiler. Konfor ve dayanıklılık arasında bir denge vardır. Bazı hafızalı köpükler daha sert bir hücre yapısına sahip olabilir bu da daha zayıf ağırlık dağılımına yol açar ancak asıl yapının daha iyi şekilde geri kazanılmasını sağlayarak yapıyı daha çok kullanılabilir ve daha dayanıklı yapar. Dahası, daha yoğun hücre yapısı, su buharının nüfuz etmesine karşı direnç gösterebilir, bu da daha az ayrışma, daha iyi dayanıklılık ve genel görünüm sağlar.