Wie wird Schaumstoff hergestellt?

Es gibt viele verschiedene Arten von Schaumstoff, die die unterschiedlichsten Eigenschaften aufweisen und zu den verschiedensten Dingen verwendet werden können. Schaumstoff umgibt jeden von uns täglich – auch dort wo man diesen nicht vermutet. Wussten Sie zum Beispiel, dass Schaumstoff nicht nur für Matratzen, Polster und Verpackungen, sondern auch für Autoteile genutzt werden kann? Täglich werden enorme Volumina davon verbraucht und hergestellt. 

Das Schaumstoff enthält verhältnismäßig viel Luft und benötigt daher auch viel Platz bei der Produktion. Für die Herstellung der Weichschaumstoffe werden riesige Anlagen benötigen mit teils 200m langen „Schaumstoffstraßen“. Die Maschinen sind daher naturgemäß sehr groß. 

Physikalischen Schäumen

Um die jeweils gewünschten Eigenschaften hervorzurufen, gibt es diverse Schäumverfahren, die je nach Technik in physikalisch, chemisch oder mechanisch unterteilt werden können. 

Beim physikalischen Schäumen handelt es sich um ein Spritzgussverfahren: Der Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffes (bei höheren Temperaturen ohne chemische Veränderung verformbar) wird Gas, meist Stickstoff oder Kohlendioxid, hinzugefügt. Durch einen Druckabfall wird dann die Ausdehnung des Volumens hervorgerufen. 

Chemischen Schäumung

Im Prozess der Chemischen Schäumung wird dem Kunststoffgranulat ein Treibmittel hinzugefügt, dessen flüchtiger Teil sich unter Wärmezufuhr abspaltet. Das führt zum Aufschäumen der Schmelze. 

Mechanischen Schäumen

Bei der dritten Variante, dem mechanischen Schäumen, wird Luft in den Ausgangsstoff untergerührt. Der am meisten produzierte und verwendete Schaumstoff ist Polyurethan-Schaumstoff (PUR-Schaumstoff). Der Ausgangsstoff bei der Herstellung dieses Schaumes ist flüssig. Hauptsächlich sind zwei Zutaten nötig: Isocyanate und Polyole. Außerdem kann Wasser als Treibmittel dienen. Es gibt noch über 20 weitere Bestandteile, aber die wichtigsten sind die beiden erstgenannten. Die Reaktion der Stoffe nennt man Polyaddition – das Ergebnis ist PUR-Schaumstoff. 

Der meist produzierte Schaumstoff, der von vielen von uns auch täglich verwendet wird, ist Polyetherschaumstoff – ein flexibler, leichter Weichschaumstoff. Es gibt aber eine Vielzahl an weiteren Schaumstoffen, mit unterschiedlichen Festigkeiten, Porigkeiten, Farben, Eigenschaften (insbesondere Wasseraufnahme) usw.

Möchte man weichen oder elastischen Schaumstoff herstellen, verwendet man langkettige Polyole, für harten Schaumstoff kurzkettige. Diese Technik des PUR-Schäumens kann wiederum auf mehrere Arten praktiziert werden. Zum einen gibt es das kontinuierliche Bandschäumen, bei dem der Schaum auf langen “Schaumstraßen” entsteht. Hier steht das chemische Schäumen im Vordergrund. Bei den diskontinuierlichen Verfahren RSG (Reaktionsschaumguss) und RIM (Reaktion-Injektions- Moulding), auch Niederdruck- bzw. Hochdruckverfahren genannt, liegt der Schwerpunkt dagegen beim physikalischen Schäumen. 

Da der Ausgangsstoff für Schaumstoff Kunststoff ist und dieser wiederum aus organischen Substanzen wie Erdöl gewonnen wird, gibt es zunehmend Bedenken wegen der Umweltverträglichkeit. Bei einigen Verfahren wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt und früher wurden sogar Fluorchlorkohlenwasserstoffe als Treibmittel verwendet, die die Ozon-Problematik noch verschärfen. Außerdem sind einige Schäumprozesse sehr energieintensiv. 

Mehr zu dem Thema in unserem Artikel Ist Schaumstoff gesundheitsschädlich

Aus diesen Gründen wird zunehmend nach sparsamen und effizienten Alternativen zur Herstellung von Schaumstoff gesucht.