Schaumstoff ist diskret. Er ist aus unserem Alltag nicht wegzudenken und trotzdem gibt er sich unaufdringlich und zurückhaltend. Aber woraus besteht Schaumstoff eigentlich und wie wird Schaumstoff hergestellt? Was sind die herausragenden Eigenschaften von Schaumstoff und wo kann Schaumstoff eingesetzt werden? Dieser Blogpost gibt Auskunft über alltägliche und weniger alltägliche Fragen rund um den Tausendsassa. Zur Einstimmung finden Sie schon mal eine Kurzpräsentation über den Variantenreichtum in der Welt des Schaumstoffes.
Die Eigenschaften verschiedener Schaumstoffarten können sehr unterschiedlich sein, das rührt teils daher, dass zur Herstellung verschiedene Verfahren und unterschiedliche Schäumungsarten zur Anwendung kommen.
Beim physikalischen Schäumen wird das Ausgangsmaterial durch physikalische Einwirkung zum Schäumen gebracht. Beim chemischen Schäumen wird dem Ausgangsstoff ein Treibmittel hinzugefügt, was zum Aufschäumen führt. Beim mechanischen Schäumen wird Luft in das Ausgangsprodukt eingerührt, wodurch das Harz oder die Paste zum Aufschäumen gebracht wird.
Endprodukt: Polyurethanschaum, PUR, PE, PU-Schaum
PU-Schaumstoff und PE Schaumstoff sind, die am häufigsten zur Anwendung kommenden Materialien. Dieses diese Schäume wird im PU-Verfahren resp. im PUR-Verfahren erstellt. Dabei werden zwei reaktionsfähige Ausgangsstoffe, nämlich Polyol und Isocyanat mit einem Treibmittel vermischt. So reagieren die Ausgangsstoffe zu Polyurethanschaum. Dabei werden Gaseinschlüsse gebildet.
Je nach Rezept können die Eigenschaften des PUR-Schaumes variieren. So werden weiche resp. elastische oder härtere, weniger elastische Schaumstoffe hergestellt.
Bei der kontinuierlichen Herstellung von PUR-Schaumstoff werden die Hauptrohstoffe Polyol und Isocyanat mit einem Pumpsystem über getrennte Leitungen in eine Mischkammer geführt und homogen vermischt. Das Gemisch wird auf eine Papierbahn aufgetragen und reagiert dann zu PU-Schaumstoff. Später, nachdem die Reaktion vollständig abgeschlossen ist, kann das Material weiterverarbeitet werden.
Bei der Formschaum-Produktion wird ein Gemisch aus den Hauptrohstoffen Polyol, Isocyanat und weitere Nebenbestandteile in flüssigem Zustand in eine Form gegeben. Diese Masse dehnt sich aus und füllt somit die Form vollständig aus. Die Formteile können anschliessend weiterverarbeitet werden.
Nebst der Herstellung von PU-Schaum gibt es noch eine Reihe weiterer Schaumstoffarten und Produktionsmethoden.
Schaumstoffe werden in vier verschiedene Gattungen untergeteilt. Diese unterscheiden sich in der Beschaffenheit und somit auch in ihren Anwendungsbereichen. In der Folge werden diese vier Schaumstoffarten beschrieben.
Bei dieser Schaumstoffart sind die Zellwände offen. Somit sind diese Schaumstoffe in der Lage, Flüssigkeiten aufzunehmen, wie es beispielsweise für Schwämme nötig ist. Genau diese Art von Schaumstoffen wird auch eingesetzt, um Schall zu absorbieren. Beim Einsatz in Sitz- oder Liegemöbel hat dieses Material hervorragende Durchlüftungseigenschaften.
Bei dieser Gattung sind die Zellen geschlossen und können demzufolge keine Flüssigkeiten oder Schallwellen aufnehmen. Geschlossenzellige Schaumstoffe werden gerne zum Dichten, Dämmen, Dämpfen und zum Schützen im Verpackungsbereich eingesetzt. Bekannt Markenprodukte aus dieser Kategorie sind z. B.
Besondere Eigenschaften dieser Werkstoffe sind eine gute Alterungsbeständigkeit und eine ausgezeichnete Wärmeisolierung. Ausserdem sind diese Schaumstoffe wetterfest und beständig gegenüber Chemikalien.
PE-Schaumstoffe sind geschlossenzellige Schaumstoffe, die wiederum in vernetzte und unvernetzte Schaumstoffe unterteilt werden können.
Bei den vernetzten PE-Schaumstoffen sind die Polymerketten an bestimmten Punkten untereinander verbunden. Vernetzte Schaumstoffe haben eine regelmässige, geschlossene Struktur. Damit nimmt dieses Material keine Luft oder Flüssigkeit auf. Ausserdem ist dieser Schaumstoff nur wenig elastisch und wasserabweisend resp. wasserfest.
Bei den unvernetzten PE-Schäumen sind die Polymerketten nicht miteinander verbunden. Alle unvernetzten PE-Schaumstoffe sind granulierbar und recyclebar. Bei Anwendungen, die ein grosses Volumen voraussetzen wie in der Verpackungsindustrie, kommen die Vorteile dieses preiswerten Materials voll zum Tragen.
Die gemischtzelligen Schaumstoffe, wie es der Namen schon beschreibt, sind eine Mischung aus offen- und geschlossenzelligen Schaumstoffen.
Auch diese Schaumstoffe verfügen über offene und geschlossene Zellen. Die Besonderheit bei Integralschaumstoffen besteht darin, dass die Aussenhaut aus geschlossenen Zellen besteht und der Kern aus offenen. Integralschaumstoffe werden gerne im Autobau verwendet. So zum Beispiel für Armlehnen, Kopfstützen oder im Aussenbereich für Front- oder Heckspoiler. Überall dort, wo hohe Sicherheitsanforderungen (bei der Dämpfung) und bei der Dämmung von Geräuschen gefordert werden, sind Integralschaumstoffe die erste Wahl.
Mit der Stauchhärte oder dem Schaumstoff Härtegrad haben wir ein Mass, mit dem sich die Festigkeit, bzw. die Härte eines Schaumstoffes angeben lässt. Dabei wird der Kraftaufwand in Pascal (kPa) gemessen, der aufgewendet werden muss, um einen Schaumstoff auf eine Höhe von 60 % seiner Ursprungshöhe zu stauchen. Je höher dieser Wert, desto härter ist der Schaumstoff.
Ein Wert von 20 bis 30 bedeutet, dass das Material relativ weich ist; ein derartiges Material eignet sich zum Polstern von Sitzflächen und Lehnen.
Beträgt der Wert über 35, handelt es sich um ein sehr hochwertiges Material, das für fast alle Bereiche eingesetzt werden kann.
Das Raumgewicht ist das andere wichtige Qualitätsmerkmal bei Schaumstoffen. Damit wird das Gewicht pro Kubikmeter des Schaums angegeben (kg/cbm). Je höher das Raumgewicht, desto besser sind die Eigenschaften des Materials, also eine hohe Schaumstoff Festigkeit bei wenig Materialermüdung.
Solche Angaben werden oft bei der Beschreibung von Matratzen angegeben.
RG = Raumgewicht
35 (erster Ziffernblock) = Raumgewicht 35 kg pro Kubikmeter
50 (zweiter Ziffernblock) = Stauchhärte in Pascal oder 5 Kilo Pascal (Kpa)
PUR-Schaumstoff
G=Raumgewicht / Stauchhärte
RG 20 / 35 weich
RG 25 / 45 mittelfest
RG 35 / 50 fest
RG 40 / 60 sehr fest
Kalt-Schaum
G=Raumgewicht / Stauchhärte
RG 30 / 25 weich
RG 35 / 35 mittelfest
RG 40 / 45 fest
Viscoelastischer-Schaumstoff
G=Raumgewicht / Stauchhärte
RG 50 / 15 weich
RG 50 / 20 mittel fest
Verbund-Schaumstoff
G=Raumgewicht / Stauchhärte
RG 100 fest
RG 120 sehr fest
Im Grundsatz verfügt Schaumstoff über eine geringe Leitfähigkeit. Mit der Beigabe von Graphit lässt sich das aber ändern. Schaumstoff aus Polyurethan wird dafür in eine Lösung mit Graphenoxid getaucht. Mit diesem Verfahren kann auch Schaumstoff zu einem extrem Leitfähigen Material gemacht werden, das vor allem in der Elektronikindustrie Anwendung findet.
Aber auch in der Verpackungsindustrie ist man auf eine gewisse Leitfähigkeit der Schaumstoffe angewiesen. So schützt man zum Beispiel elektrische und elektronische Gerät vor einer statischen Ladung.
Die Wärmeleitfähigkeit W / (m K) (Watt pro Meter und Kelvin) oder λ gibt den Wärmestrom an, der bei einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin (K) durch eine 1 m² grosse und 1 m dicke Schicht eines Materials geht. Je geringer λ ist, desto besser ist das Dämmvermögen eines Schaumstoffes.
Bei Dämmmaterialien beeinflussen vor allem die Wärmeleitfähigkeit des Basismaterials und die Raumdichte die Wärmeleitfähigkeit der Schaumstoffe.
Bei den geschlossenzelligen Schaumstoffen PUR und Polystyrol-Extruderschaumstoff (XPS) sind folgende Faktoren wichtig für die Wärmeleitfähigkeit:
Art und verwendete Menge des Treibmittels
Verbleibdauer des Treibmittels in den Schaumstoffzellen
Die Fähigkeit eines Schaumstoffes, Schall zu dämmen, wird mit dem Schallabsorptionsgrad beschrieben. Dieser wird definiert durch das Verhältnis der absorbierten Schallintensität (Schallisolierung) zur gesamten anfallenden Schallintensität.
Schallabsorbierender Akustikschaumstoff resp. Schaumstoff zur Lärmdämmung wird in speziellen Fertigungsverfahren hergestellt. Die Oberfläche dieser Akustikplatten können profiliert werden. Wobei sich verschiedene Profile unterschiedlich auf das Verhalten des Schalls auswirken.
Schaumstoff ist brennbar. Deswegen muss diesem Aspekt je nach Anwendung besondere Beachtung geschenkt werden. In einigen Bereichen gibt auch der Gesetzgeber vor, welche Vorgaben Schaumstoffe erfüllen müssen, um brandschutztechnisch unbedenklich eingesetzt werden zu können.
Mit verschiedenen Brandschutzklassen werden Materialien gekennzeichnet, die erhöhten Anforderungen genügen.
Die Brandschutzklasse B1 kennzeichnet schwer entflammbare also quasi feuerfeste Schaumstoffe. Diese Schaumstoffe dürfen normalerweise überall eingesetzt werden. Diese Schaumstoffe brennen fast nicht bzw. erst bei hohen Temperaturen.
Die Brandschutzklasse B2 beinhaltet entflammbare Materialien, die weniger schnell anfangen zu brennen.
Die Brandschutzklasse B3 ist leicht entflammbar. Dennoch werden Schaumstoffe dieser Klasse oft eingesetzt, weil sie preiswert sind und vielerorts die Gefahr eines Brandes nicht akut ist.
Ein besonderes Polymer verleiht diesen Schaumstoffen eine spezielle Eigenschaft, nämlich ein „Formgedächtnis“ oder den sogenannten Memory Effekt. Dieser viscoelastische Schaumstoff ist auch unter dem Namen „Tempur“ bekannt. Sobald Druck oder Wärme darauf einwirken, passt er sich dem auf ihm lastenden Körper an. Viscoelastische Schäume sind weicher und anschmiegsamer als herkömmliche Schaumstoffe.
Die besonderen Merkmale dieses Materials wurden nicht zufällig entdeckt. Forscher der NASA sind darauf gestossen, als sie einen Schaumstoff für Astronauten suchten, um sie während der Start- resp. Beschleunigungsphase optimal zu entlasten. Die Eigenschaften des neu gefundenen Polymers fanden wegen ihrer Einzigartigkeit als Inhaltsstoff für Matratzen und Kissen, aber auch in der Gesundheitsmedizin als Lagerungshilfe in der Orthopädie schnell Verbreitung.
Schaumstoffe basieren normalerweise auf erdölbasierten Stoffen. Diese Basis mit nachwachsenden Rohstoffen zu ersetzen, ist eine sinnvolle Ergänzung zu den etablierten Schaumstoffen. Tatsächlich gibt es bereits verschiedene Materialien, die erhöhten Ansprüchen in Bezug auf Nachhaltigkeit gerecht werden können.
Bio Schaumstoffe werden aus verschiedenen Ausgangsstoffen hergestellt. So gibt es zum einen solche aus Nano-Cellulose, aus Milcheiweiss und Lehm-Mineralien, aus Tallöl und einigen mehr. Eines haben die Bio-Schaumstoffe gemeinsam: Sie sind biologisch abbaubar resp. kompostierbar.
Grundsätzlich können Schaumstoffe in allen Farben des Regenbogens gekauft werden. Sollte der gewünschte Farbton wider Erwarten nicht auffindbar sein, kann er auch selber eingefärbt werden. Wie das geht, sehen Sie im Abschnitt "Schaumstoff selber färben".
Am besten lässt sich Schaumstoff mit einem alltäglichen Haushaltsgerät schneiden, nämlich mit einem elektrischen Messer. Die meisten solcher Geräte verfügen über zwei gegeneinander laufenden Klingen. Damit können dickere Kunststoffe relativ gut geschnitten werden. Dünnere Stücke können allenfalls auch mit einer scharfen Schere durchtrennt werden.
Bei Styropor empfiehlt sich die Verwendung eines Dämmstoffmessers resp. einer Dämmstoffsäge.
Polystyrol wird am besten gebrochen. Zuvor sollte die Sollbruchstelle mit einem erhitzen, scharfen Messer angeritzt werden. Anschlissend kann es mit wenig Kraftaufwand an der Schnittkante gebrochen werden.
Die Formgebungsvarianten bei den Profis sind vielfältig. Je nach Anforderung empfehlen sich:
Schneiden, z.B. mit einer Art Bandsäge / eignet sich für gerade Konturen
Konturschneiden, mit der Konturenschneidemaschine / eignet sich für komplizierte Formen
Stanzen, mit Stanzmaschine / eignet sich für die Serienproduktion
Wasserstrahlschneiden, mit Wasserstrahlschneidmaschine / eignet sich für hochpräzise komplizierte Schnitte.
Fräsen, mit der Fräsmaschine / eignet sich für eine dreidimensionale Formgebung
Schaumstoff lässt sich relativ einfach selber einfärben. Dafür verwenden Sie Idealerweise Abtönfarbe oder Plakatfarbe. Dazu geben Sie den Schaumstoff in das Farbgemisch. Stellen Sie sicher, dass das ganze Material mit der Farbe durchtränkt ist. Dann nehmen Sie den Schaumstoff aus der Flüssigkeit und wringen ihn vollständig aus. Es darf keine Farbe mehr aus dem Schaumstoff tropfen, da sich sonst die Poren verstopfen können. Dann lassen Sie den Schaumstoff vollständig trocknen. Beachten Sie, dass das Trocknen ohne weiteres mehrere Stunden dauern kann.
Es gibt unzählige Verwendungsmöglichkeiten für Schaumstoffe. Hier finden Sie eine nicht abschliessende Liste verschiedener Einsatzbereiche:
Schallschutz und Dämmschutz: Tonstudios, Fahrzeugbau, Apparatebau, usw.
Schaumstoffeinlage (Schaumstoff Inlay), z. B. als Koffereinlage für Werkzeuge, Uhren, Geräte-Aufbewahrung und Verpackung
Schaumstoff zum Polstern von Möbeln, Sitzen und Liegeflächen
Schaumstoff zur Isolation im Gebäudebau oder beim Innenausbau z. B. als Deckenplatten
Schaumstoff als Kombi Verpackung resp als Transportschutz in der Verpackungsindustrie,
Schaumstoffe für Matratzen und Kissen
Schaumstoffe für das Camping
Schaumstoff zum Basteln
Es gibt viele Bezugsquellen für Schaumstoffe. Die unterschiedlichen Wiederverkäufer wenden sich oft an spezifische Zielgruppen. Die massgebendste Unterscheidung dabei ist, ob die Käufer Unternehmenskunden oder Privatkunden sind.
Privatpersonen kaufen ihre Schaumstoffe entweder im Fachhandel oder in Bau- und Hobbymärkten. Der Vorteil bei diesen Kanälen ist, dass sie meist unweit vom Verwendungsort gekauft werden und sofort abgeholt und verwendet werden können. Dies ist ideal für ein Gewerbe, das nicht auf eine reiche Auswahl angewiesen ist oder für Privatpersonen, z. B. für den Bastelbedarf o.ä. Preislich sind diese Vertriebskanäle in mittleren bis höheren Preislagen angesiedelt, weil Schaumstoffe nicht zu den Produkten gehören, mit denen sich die Händler profilieren wollen, sondern vielmehr zu einer Produktkategorie, mit der man gute Deckunsbeiträge generieren kann.
Eine weitere Variante sind Online-Shops, wo man Schaumstoff günstig online kaufen kann. Hier können oft auch Private Ihren Schaumstoffbedarf decken. Vorteile bei diesem Vertriebskanal sind, dass die Preise dort oft günstiger sind und noch wichtiger, dass fast jeder Materialwunsch erfüllt werden kann. Oft haben Sie sogar die Möglichkeit, die Schaumstoffe auf Mass zuschneiden zu lassen. Ausserdem werden die Waren bequem nach Hause geliefert. Bei der Wahl des Shops sollte beachtet werden, dass es sich beim Anbieter um eine Firma mit Schweizer Niederlassung und einem Schweizer Lager handelt. Sonst kann es schnell passieren, dass die Lieferfristen lang sind oder dass für die Einfuhr sogar noch Zollkosten fällig werden. Leider ist es so, dass eine .ch Domain noch kein Garant dafür ist, dass der Shop auch tatsächlich aus der Schweiz liefert. Gewissheit bietet dabei oft der Blick ins Impressum.
An dieser Stelle möchten wir von Vibraplast gerne festhalten, dass unser Schaumstoff Online Shop gerne an Privatpersonen liefert und seinesgleichen sucht was Auswahl, Konditionen und Verfügbarkeit angeht. Für all die, die Schaumstoff billig kaufen wollen empfehlen wir unseren Outlet Bereich. Natürlich gibt es auch andere Anbieter, die über ein gutes Angebot verfügen aber wieso auch in die Ferne schweifen, wenn das Gute so nahe liegt.
Der Schaumstoff Grosshandel resp. ein Schaumstoff Grossist richtet sich mit seinem Angebot an grössere B2B, also Geschäftskunden. Die Vorteile dieses Kanals liegen im Sortiment und in der Beratung. Ausserdem können auf individuelle Wünsche gut Rücksicht genommen werden. Zu guter Letzt kann dieser Kanal gute Volumenkonditionen bieten und bei Bedarf auch individuelle Logistiklösungen bereitstellen.
Auch an dieser Stelle möchten wir auf unsere Leistungen als Schaumstoff Grossist resp. als Schaumstoff Lieferant hinweisen. Sortiment, Logistik, Preisstrukturen und Beratung sind bei uns ideal auf die Bedürfnisse anspruchsvoller Geschäftskunden zugeschnitten. Wenn Sie in dieser Hinsicht Bedarf haben, freuen wir uns auf Ihren Anruf unter Tel. +41 (0)52 368 00 50.
Es gibt unzählige Anwendungsbereiche für Schaumstoff. Demzufolge sind auch hinsichtlich der Grösse und Form die Anforderungen der Kunden vielfältig. Da das Zuschneiden von Schaumstoff ohne entsprechende Werkzeugmaschinen ein schwieriges Unterfangen ist, bieten wir, aber auch andere Anbieter, den Kunden einen „Schaumstoff nach Mass“-Service an.
Vibraplast hat über die Jahre ein Angebot an ausgeklügelten und hochpräzisen individuellen Schaumstoffzuschnitten ausgearbeitet. Sie erhalten eine Vielzahl von Produkten in jeder Möglichen Formgebung und Grösse. Hier geht es direkt zum Schaumstoff-nach-Mass-Online Shop.
Sie sehen, Schaumstoff ist ein wahrer Tausendsassa. Die Anwendungsbereiche sind unwahrscheinlich breit gefächert und die verschiedenen Materialien unterscheiden sich durch ihre Eigenschaften und Merkmale so, dass beinahe jeder Schaumstoffwunsch erfüllt werden kann. Sollten nach dieser umfassenden Beleuchtung noch Fragen offen sein oder Sie noch besondere Wünsche zu den erhältlichen Schäumen haben, freuen wir uns, von Ihnen zu hören.
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