Das Schaumstofflexikon von Saarschaum®

Das Raumgewicht stellt beim Einsatz in der Matratzen- und Polstermöbelfertigung ein echtes Qualitätsmerkmal dar. Festgelegte Werte (Abmessungen, Härtegrade, Druckverformung, Raumgewicht, Rohdichte etc.) sind in den RAL-Gütebestimmungen angegeben. Das Raumgewicht errechnet sich aus dem Verhältnis der Masse eines Flächengebildes oder Garnes zum Volumen und berücksichtigt bei porigen Körpern auch die eingeschlossene Luft. Es wird in kg/m³ (= cbm) angegeben. Je höher das Raumgewicht bei gleichbleibender Härte, desto besser sind die Gebrauchseigenschaften, d. h. gute Elastizität bei geringer Ermüdung des Materials. Das RG wird auf dem Auszeichnungszettel des Produktes vermerkt. Unsere Schaumstoff-Empfehlung für die verschiedenen Einsatzzwecke:

• Sitz- und Sitzunterbau mind. 35 RG
• Rücken und Rückenunterbau mind. 25 RG
• Seitenteile und Armlehnen mind. 25 RG
• Matratzen mind. 28 RG (nach RAL)
• Krankenhausmatratzen mind. 37 RG

Anm.: Im Vergleich zwischen Polyurethan und Latex beträgt das Verhältnis zwischen Gewicht und Rauminhalt 30 kg/cbm (Polyurethan) bzw. 70 kg/cbm (Latex).

Unter Stauchhärte versteht man den in Pascal (kPa) angegebenen Druck, der physikalisch auf eine Fläche in Quadratmetern (m²) einwirkt. Er ist nach DIN EN ISO 3386-2 notwendig, um den Schaum um 40 % seiner ursprünglichen Dicke zusammenzudrücken. Die Stauchhärte eines Schaumstoffs kann durch Zugabe von chemischen Zusätzen (Härtern) verändert werden, was sich in der Folge auf das Raumgewicht (RG) auswirkt. Stauchhärte und Raumgewicht müssen in einem optimalen Verhältnis zueinanderstehen. Bei der Matratzenfertigung ist die Stauchhärte definiert als die Rückstellkraft einer Polsterung bei einer bestimmten Eindrücktiefe (auch Einsinktiefe).

Bei Verbundschaum handelt es sich um ein in der Polstermöbelindustrie eingesetztes Material mit sehr hohem Raumgewicht (RG). Es wird aus Schaumstoffabfällen unter Verwendung eines Bindemittels und der Einwirkung von Hitze zu Verbundblöcken gepresst. Diese können anschließend in jede gewünschte Form geschnitten werden. Je nach Raumgewicht haben Verbundschäume eine weniger elastische bis harte Polsterwirkung. Der Einsatz erfolgt vorwiegend für Kantenverstärkungen oder -profile sowie als Polsterträger.

Für den Kern von Schaumstoffmatratzen werden vorwiegend Polyether-Weichschaumstoffe sowie spezielle Polyether-Weichschaumstoffe, die durch eine entsprechende chemische Zusammensetzung des Polyethers hergestellt wurden eingesetzt. Sie werden als Kaltschaum bezeichnet und sind mit dem natürlichen Latexschaum zu vergleichen. Bei guten Schaumstoffmatratzen ist der Kern mit zusätzlichen Belüftungskanälen (Luftkammern) versehen und mit Schaumstoffen unterschiedlicher Dichte aufgebaut, um den liegenden Körper optimal zu unterstützen. Man spricht dann auch von der „Sandwich-Bauweise“. Wichtig für die Beurteilung einer Schaumstoffmatratze ist das ==> Raumgewicht (RG), das in kg/m³ angegeben wird, z. B. RG 35 Standardqualität. Dieser Wert bedeutet, dass ein Kubikmeter Schaumstoff 35 kg wiegt. Je höher das RG bei gleicher Härte, desto bessere Gebrauchseigenschaften sind zu erwarten. Mit Polyether gefertigte Matratzen sind sprung- und punktelastisch und sorgen für eine gute Abstützung des Körpers.

Hervorragend geeignet für nahezu alle Anwendungen im Sitzauflagen-, Polster-, Boots-, oder Wohnwagenbereich bis hin zu Gästebetten und Matratzen. Diese Ware hat ein Raumgewicht von 35 kg/cbm und eine Stauchhärte von 5,0 kpa. Die Platten sind etwa 200 cm lang und 120 cm breit. Raumgewicht und ==> Stauchhärte beschreiben aus technischer Sicht die Qualität eines Schaumstoffes. Die Stauchhärte beschreibt das Eindrückverhalten bei einer zuvor definierten Kraft. Je höher dieser Wert, desto härter fühlt sich der Schaumstoff an. Das Raumgewicht oder Volumengewicht des Schaumstoffes (Kilogramm pro Kubikmeter) stellt ein wichtiges Qualitätsmerkmal dar. Als Faustregel gilt:

• 20 - 30 kg/cbm => Qualität für Sitz- und Rückenpolster, (preisgünstige Matratzen),Standard-Matratzen
• 30 - 40 kg/cbm => Standard bis gehobene Qualität für Sitz- und Rückenpolster, Matratzen, Boot, Camping oder Gartenauflagen etc.
• 40 - 50 kg/cbm => hochwertige bis sehr hochwertige und extrem dauerelastische Qualität für alle Anwendungen

Polyurethan-Weichschaumstoffe (PUR) sind Polyadditionsprodukte aus Isocyanaten und Polyether- bzw. Polyesterpolyolen, die unter der Freisetzung von Wärme zu einer breiten Palette diverser Schaumstoffe reagieren. Je nach Ausbildung der eingeschlossenen Schaumzellen unterscheidet man:

• geschlossenzellige Schaumstoffe
• offenzellige Schaumstoffe
• gemischtzellige Schaumstoffe

In der modernen Polstertechnik sind im letzten Jahrzehnt klassische Materialien wie Afrique, Kapok, Rosshaar und das sehr teure ==> Latex etc. von einer Fülle unterschiedlicher Schäume ersetzt worden, die als Form- oder Blockschäume angeboten werden. Verwendet werden vorwiegend Polyether-Weichschaumstoffe und die durch eine entsprechende chemische Zusammensetzung des Polyethers hergestellten speziellen Polyether-Weichschaumstoffe. Diese werden gemeinhin als ==> Kaltschaum bezeichnet. Qualitätsmerkmale für alle synthetischen Schaumstoffe sind das Raumgewicht (RG) und die Stauchhärte. Je höher das RG bei gleichbleibendem Volumen, desto besser sind die Gebrauchseigenschaften.

Polyether gehört zu den offenzelligen Schaumstoffen. Diese sind formbeständig, luftdurchlässig und elastisch. Im Verhältnis zu anderen Füllstoffen besitzen sie ein gutes Wärmeisolationsvermögen sowie ein sehr gutes Temperaturverhalten.

Der Kaltschaum gilt unter den Schaumstoffen als das beste Material, welches gleiche Werte wie Schaumgummi (==> Latex) erreicht und in den meisten Fällen im Blockschaumverfahren eingesetzt wird. Es handelt sich um einen Polyetherschaumstoff, der – anders als Standardschaumstoff – als sogenannter HR-Schaumstoff (HR= High Resilient = hochelastisch) bei veränderter Rezeptur eine Reihe von positiven Eigenschaften aufweist: grobe, unregelmäßige Porenstruktur, offenzellig, dadurch atmungsaktiv und Grundvoraussetzung für ein angenehmes Sitz- und Schlafklima, zudem hohe Elastizität. Bei geschmeidigem Griff wird ein hochelastischer Polsterkomfort erreicht. Nach aktuellem Stand der Erkenntnisse sind PUR-Schaumstoffe unter toxikologischen Gesichtspunkten physiologisch unbedenklich. Nach dem Abfallgesetz gibt es keine besonderen Anforderungen an die Entsorgung. Diese kann sowohl auf Hausmülldeponien als auch in modernen Hausmüll-Verbrennungsanlagen erfolgen.

Als Basis dient ein Polyadditionsprodukt aus Isocyanaten und Polyether-Polyolen, das – durch Katalysatoren, Stabilisatoren und PUR-Treibmittel vernetzt – zu einer breiten Palette unterschiedlicher offenzelliger Schaumstoffprodukte reagiert.

Man unterscheidet:

• Standard Polyether-Weichschaumstoff
  Polyether gehört zu den offenzelligen Schaumstoffen. Diese sind formbeständig, luftdurchlässig und elastisch. Im Verhältnis zu anderen Füllstoffen besitzen sie ein ausgezeichnetes Temperaturverhalten und eine gute Wärmeisolation.
• Kaltschaum
  Kaltschaum gilt als das beste Material unter den Schaumstoffen. Er ist mit dem natürlichen Latexschaum zu vergleichen und wird meist im Blockschaumverfahren eingesetzt (siehe oben unter „Was ist Kaltschaum?“).

Die Herstellung kann nach folgenden Methoden erfolgen:

• Blockschaum
  Blockschaum ist die Bezeichnung für die aus Schaumstoffen (etwa PUR-Schaumstoff) gefertigten endlosen Schaumblöcke, die in der Regel im Kaltschaumverfahren geschäumt und auf Schneidanlagen zugeschnitten werden. Sie haben mit Abstand den größten Marktanteil im Bereich der Matratzen.
• Formschaum
  Häufig auf der Basis von PUR-Schaum angewandtes Verfahren zur Produktion von fertigen Schaumteilen. Auf dieses kostenintensive Verfahren kann nur dann gesetzt werden, wenn große Partieeinheiten verlangt werden. Dann lassen sich vor dem Einschäumen auch gewünschte Polsterteile eingießen: So können etwa bei der Matratzenherstellung Stahlfedern eingelegt werden, die beim Schäumvorgang völlig umschlossen werden. Eine weitere Variante sind Matratzen mit speziell eingearbeiteten Entlüftungskavernen, die einen guten Austausch von Wärme und Feuchtigkeit sicherstellen.

Latex ist ein aus dem Milchsaft der kautschukliefernden Pflanzen gewonnener Rohstoff. Durch Gerinnen entsteht der feste Rohkautschuk, der unter Zusatz von Alterungsschutzmitteln, Seifenlösung, Schwefel und Füllstoffen in Stahlformen zu Schaumgummi aufgeschäumt und bei Temperaturen um 100° C vulkanisiert wird. Künstlicher (synthetischer) Kautschuk wird mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt; heute vorwiegend aus der Grundsubstanz Styrol-Butadien-Kautschuk. Im Gegensatz zu Naturlatex sind Qualitätsschwankungen hier ausgeschlossen.

Latex-Schaumgummi ist hochelastisch und formbeständig, sodass er immer wieder das Ausgangsvolumen annimmt. Er ist weich, hygienisch und staubfrei. Durch die Lichtempfindlichkeit muss das Material jedoch vor dem Einfluss von UV-Strahlen geschützt werden, da es sonst schnell altert. Entsprechend müssen Matratzen aus Latex-Schaumgummi gut mit Nessel oder Watte abgedeckt werden. Im Gegensatz zu Schaumstoff, das nach Raumgewicht eingeteilt wird, wird Schaumgummi nach Härtegraden von weich bis sehr hart (HG 1 bis 3) kategorisiert.

Naturlatex ist eines der hochwertigsten Polstermaterialien überhaupt. Der Rohstoff stammt aus den Pflanzensäften des tropischen Kautschuk- oder Gummibaumes (Hevea brasiliensis). Aus diesen entsteht der feste Rohkautschuk, der in Stahlformen zu Schaumgummi aufgeschäumt und vulkanisiert wird. In diesen Formen befinden sich Stifte, die neben der Hitzebildung zur Ausbildung unterschiedlicher Härtezonen und Ausfräsungen dienen. Stiftlatex weist von beiden Seiten kleine Hohlräume auf – in der Regel mit einem Durchmesser von ca. 6 mm. Beim sogenannten Kavernenlatex sind die Hohlräume deutlich größer. Dadurch lassen sich innerhalb des Kerns unterschiedliche Zonen herstellen. Durch die meist horizontal und vertikal verlaufende Belüftungsanordnung werden eine größtmögliche Wärmeisolation und ein optimaler Feuchtigkeitstransport erzielt. Außerdem verbessern die Hohlräume aus orthopädischer Sicht den Liegekomfort und die Qualität der fertigen Matratzen. Diese weisen eine deutlich höhere Punktelastizität auf, was sich in einer idealen Körperanpassung äußert.

Im Gegensatz zu Schaumstoff, bei dem das Raumgewicht ausschlaggebend ist, wird Schaumgummi nach Härtegraden bewertet, wobei sich der Härtegrad immer auf den Latexkern bezieht. Dies hat mit dem Härtegrad der fertigen Matratze allerdings nur bedingt etwas zu tun. Der Härtegrad 1 wird kaum noch angeboten. Der Unterschied zwischen HG 2 und HG 3 besteht darin, dass bei der Härte 3 mehr Material verwendet wurde. Entsprechend sind Gewicht und Druckwiderstand der Matratze größer.

Der ursprünglich eindeutige Begriff „Schaumgummi“ bezeichnete lediglich geschäumte Kautschukwerkstoffe. Heute basieren die meisten als Schaumgummi bezeichneten Materialien gar nicht auf Naturkautschuk. Da dieser sehr teuer ist, wird heute auch künstlich aus Erdöl gewonnener Latex verarbeitet, dessen Eigenschaften denen der natürlichen Variante sehr ähnlich sind.

Polyurethan ist ein Kunststoff, der in den 30er Jahren von Otto Bayer im rheinländischen Leverkusen entwickelt wurde. PUR entsteht durch Polyaddition von Isocyanaten mit Polyolen. Dabei wird zwischen linearen und vernetzten Polyurethanen unterschieden. Stoffe auf dieser Grundlage sind etwa im Bereich der Polstermöbelindustrie als PUR-Weichschaumstoffe zu finden.

Als Basis dient hier ein Polyadditionsprodukt aus Isocyanaten und Polyester, welches mithilfe von bestimmten Zusätzen zu geschlossenzelligem PUR-Hartschaum aufgeschäumt wird. Dieser Schaum kommt in zahlreichen technischen Bereichen zum Einsatz: etwa im Bausektor, als Wärmedämmung, in der Kältetechnik, der Raumausstattung (Profilleisten), aber auch im Möbel- bzw. Schiffsbau sowie in diversen weiteren Anwendungsfeldern.

In Deutschland werden PUR-Schäume ausschließlich mit chemischen Treibmitteln produziert. Physikalische Treibmittel wie etwa Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) kommen hierzulande nicht zur Anwendung.

Die hohen PUR-Anteile in Mikrofaser-Vliesstoffen sind nur bedingt recycelbar, da der Materialverbund (etwa PES und PUR) chemisch getrennt werden müsste, was aus Kostengründen jedoch kaum realisierbar ist. Vielmehr treten im Gebrauch chemische Zerfalls- oder alterungsbedingte Zersetzungsvorgänge ein, in deren Verlauf die Basismatrix zerstört wird. Durch Hautfett oder die Einwirkung von Schweiß bzw. Licht etc. bilden sich im Materialverbund eine Menge Zersetzungs- und Zufallsprodukte, die eine Wiederverwendung des Materials auf demselben Gebiet ausschließen.

Hersteller und Verarbeiter von Polyurethan-Hartschaum (PUR) können seit Januar 1996 ihre Produktionsreststoffe aus der PUR-Platten- und Blockschaumfertigung der Wiederverwertung zuführen. Zu dieser Lösung kam der Industrieverband Polyurethan-Hartschaum (IVPU) in Stuttgart, nachdem die Puren-Schaumstoff GmbH mit ihrer 25-jährigen Recycling-Erfahrung in ihrem Werk in Obermarchtal die Recyclingkapazitäten deutlich erhöht und eine neue Anlage zur stofflichen Verarbeitung von PUR-Produktionsabfällen in Betrieb genommen hat. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Möglichkeiten des PUR-Recyclings: dem chemischen und dem stofflichen Recycling. Während beim chemischen Recycling – der sogenannten Glycolyse – die verflüssigten Reststoffe zur erneuten PUR-Produktion genutzt werden, entstehen bei der stofflichen Variante durch ein Klebepressverfahren hochwertige Formteile oder Platten.

Für viele Bereiche gibt es retikulierte Schaumstoffe mit gesteuerter Porengröße. Retikulierung bezeichnet das nachträgliche Öffnen von Poren, oder präziser die Optimierung der Porenstruktur zur Erzielung gleichmäßiger offenzelliger Filterschaumstoffe.

• gesteuerte Pore: Schaumstoffe, deren Zellen bei der Herstellung in ihrer Größe genau definiert werden können.
• In einem speziellen Herstellungsverfahren können sowohl sehr feine (30 Zellen pro cm) als auch sehr grobe (3 Zellen pro cm) Schaumstoffe gefertigt werden.
• Retikulierung: Durch Retikulierung werden die Zellmembranen des Schaumstoffes nachträglich entfernt. Auf diese Weise entsteht eine nahezu perfekt offenporige Gitterstruktur. Der Vorteil: Ihr Durchströmungswiderstand für Gase und Flüssigkeiten wird auf ein Mindestmaß reduziert.

Die von uns angebotenen Bodenhäute sind nicht "verhautet" – auch wenn der Name dies zunächst glauben lässt. Beim Schäumen, was immer auf silikonisiertem Papier erfolgt, entsteht eine glatte Unterschicht, die vor der weiteren Verarbeitung des Schaumstoffes entfernt werden muss.

Da sich diese Schicht am Boden befindet, sprechen wir von der Bodenhaut. Diese ist ganz glatt, in der Regel wasserfest und kann für die von uns empfohlenen Anwendungen genutzt werden.

Der bei uns erhältliche Brandschutzschaum B1 ist nach DIN 4102-1 zertifiziert und erfüllt die Anforderungen der Baustoffklassen B1 und B2. Folgende Baustoffklassen werden dabei unterschieden:

• A: nichtbrennbare Baustoffe (A1,A2)
• B: brennbare Baustoffe
  • B1: schwerentflammbare Baustoffe
  • B2: normalentflammbare Baustoffe
  • B3: leichtentflammbare Baustoffe

Unter Verhautung bzw. Versiegelung versteht man die Oberflächenveredelung im Spritzverfahren. PUR-Weichschaumstoffe aber auch andere Materialien, die eine poröse Oberfläche aufweisen, können nahtlos mit einem folienartigen und hochelastischen Überzug versehen werden. Dieses Verfahren wird eingesetzt, um sowohl ebene Flächen als auch kompliziert geformte Gebilde zu beschichten.

Der Vorgang basiert darauf, dass beim Spritzen hochelastische Fädchen gebildet werden. Diese sorgen dafür, dass die zu beschichtenden Materialien regelrecht "zugesponnen" werden.

Der OEKO-TEX®-Standard 100 deckt die humanökologische Komponente textiler Neuprodukte in einer ökologischen Gesamtsicht ab. Dabei geht es um die Beurteilung der Schadstoffbelastung in Textilien.

Unabhängigkeit
Die Mitgliedsinstitute der Internationalen Gemeinschaft sind unabhängige Textilprüf- und Forschungsanstalten mit hervorragendem internationalem Ruf und entsprechender Fachkompetenz.

Festgelegte, zugängliche Anforderungen
Die Anforderungen sind festgelegt und die Anforderungsdokumente für jedermann zugänglich.

Rückverfolgbarkeit und überwachung
Durch Markenschutz mit Lizenzierung, Label mit Kontrollnummer und eine eigene Marküberwachung wird die Qualität des Labels überwacht und Missbrauch hintangehalten.

Prüfprinzip
Nur überprüfbare Parameter werden festgelegt.

Wissenschaftliche Grenzwertfestlegung
Nach der jahrhundertealten Aussage von Paracelsus ist nicht der Stoff selbst giftig, sondern die Konzentration des Stoffes. Entsprechend erfolgen die Auswahl der Parameter und die Festlegung der Grenzwerte nach wissenschaftlichen Kriterien.

Modularer Aufbau
Das Gesamtsystem einer ökologischen Beurteilung wird modular aufgebaut. In der komplexen und modebedingt schnelllebigen textilen Produktionskette kann nur so eine seriöse Überprüfung in realistischen Zeitrahmen sichergestellt werden.

Textilrelevanz und textile Fachkompetenz
Nur jene Parameter, die bei den betreffenden Produkten von Bedeutung sind, werden festgelegt und geprüft. So kann bei rohweißen Waren etwa auf eine Prüfung nach Farbechtheit verzichtet werden.

In jeder Stufe der textilen Kette beantragbar
Wird ein Produkt in einer textilen Produktionsstufe überprüft, kann es in der nächsten Stufe ohne neuerliche Prüfung verwendet werden. Die Prüfkosten fallen optimalerweise entsprechend in jener Stufe an, in der das Risiko auftritt.

Kein Handelshemmnis
Die OEKO-TEX®-Kennzeichnung ist weltweit verfügbar. Auch wenn kosteneffizienter in den einzelnen Produktionsstufen geprüft wird, können Fertigwaren jederzeit eine Kennzeichnung erhalten.

Artikelgruppenbildung
Durch die textile Kompetenz und das Verwenden bereits zertifizierter Ausgangsmaterialien kann meist eine ganze Reihe von Artikeln in einem einzigen Zertifikat zusammengefasst werden, indem lediglich der "worst case" geprüft wird (z. B. können ein dunkler und ein heller Farbton mit gleichem Farbstoff zusammengefasst werden, wenn der dunkle Farbton überprüft wird).

Vereinfacht ausgedrückt:
Der OEKO-TEX®-Standard 100 ist das Öko-Label für Textil- und Bekleidungserzeugnisse. Er regelt die Analysen von humanökologisch bedenklichen Schadstoffen und schreibt dabei jeweils wissenschaftlich begründete Grenzwerte vor. Wenn ein textiles Produkt die im Standard festgelegten Bedingungen erfüllt, erhält der Anbieter die Berechtigung, die Ware als "Schadstoffgeprüfte Textilien nach OEKO-TEX®-Standard 100" auszuzeichnen. Folgende Punkte müssen die Produkte mit Zertifikat erfüllen: Es dürfen

• keine bekannten krebserregenden Farbstoffe enthalten sein
• keine allergieauslösenden Farbstoffe enthalten sein
• bei Schweißeinwirkung nur Schwermetalle in Konzentrationen unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte freigesetzt werden
• Zudem darf der Pestizidgehalt höchstens den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert für Obst- und Gemüse erreichen.