Polyurethan als Komfortschaum

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Innovative Entwicklungen in der Materialforschung führen zu steigenden Standards bei Matratzen. High-Tech-Komponenten machen sich auf, den Schlafkomfort in regelmäßigen Abständen neu zu definieren. Zu diesen zählen beispielsweise vollständig neue Werkstoffe wie etwa Visco- oder Gelschaum. Aber auch Weiterentwicklungen aus Polyurethan (PUR, Komfort-, Kalt- oder QX-Schaum), bekannt als PUR-Matratzen. Gegenüber klassischen Kaltschaummatratzen bieten Schaummatratzen aus Polyurethan einige Vorteile, die die Nachfrage stetig wachsen lassen. Matratzen aus PUR galten lange als Rarität, gehören mittlerweile aber bei nahezu allen renommierten Unternehmen aber fest zum Produktsortiment.

Hochwertig, exklusiv und anfangs schwer verfügbar: Die Geschichte von Polyurethan

Die Erfindung von Polyurethan erfolgte durch eine Gruppe von Wissenschaftlern um den deutschen Chemiker Otto Bayer, die 1937 in den Laboren von I.G. Farben in Leverkusen erstmals den Kunststoff synthetisierte. Er entsteht durch eine Verkettung von zwei verschiedenen Molekülgruppen, von denen die eine aus Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff besteht (Isocyanate), die andere zu den mehrwertigen Alkoholen zählt. Reagieren beide miteinander, ergeben sie unter den richtigen Bedingungen lange und dreidimensional verkettete Moleküle, die Kaltschaum seine Struktur verleihen.

Da die Rohstoffe bis in die 50er Jahre schwer verfügbar und entsprechend teuer waren, beschränkte sich die Produktion von PUR auf wenige Spezialanwendungen. Diese Lage änderte sich erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts – so stieg zum Beispiel die weltweite Produktion des wichtigen Rohstoffs Toluylendiisocyanat (TDI) zwischen 1952 und 2002 von 100 Tonnen auf 9.000.000 Tonnen an. Erst die industrielle Produktion mit entsprechenden Kapazitäten erlaubt es, diese Mengen in einem Kostenrahmen herzustellen, der hochwertigen PU-Komfortschaum zu einer realistischen Option für die Verwendung in einer Matratze außerhalb des Luxussegments macht.

Der starke Anstieg in der Verbreitung von Polyurethanen resultiert nicht zuletzt aus der Vielseitigkeit des Materials. Zu den Einsatzgebieten gehören Bau- und Dämmschäume, PUR-Matratzen und seit einigen Jahren ebenfalls der Einsatz in der Automobilbranche, wo sie zum Beispiel für die Schalldämmung oder als haltbare, weiche Auflagen bei Lenkrädern, Griffen oder Lehnen dienen. Ein weiterer Anwendungsbereich ohne Aufschäumung besteht in Beschichtungen, Lacken und Klebstoffen – diese profitieren von einer ausgezeichneten Haftung und der hohen Widerstandsfähigkeit gegen mechanische, thermische oder chemische Einflüsse.

Unterschiedliche Varianten von PUR-Matratzen

Die Art der Herstellung sowie die exakte Zusammensetzung der Isocyanate und Alkohole sowie Zuschlagstoffe ermöglichen es, Polyurethane in ihren Eigenschaften gezielt auf eine oder mehrere spezielle Eigenschaften zu optimieren. Dies gilt ebenfalls für PUR-Matratzen, die sich entsprechend ihrer Merkmale in drei verschiedene Kategorien einteilen. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Unterscheidung nicht auf offiziellen Standards beruht und die Einstufung deshalb in Teilen vom Hersteller abhängt. Allein aus diesem Grund ist es empfehlenswert, auf bekannte Unternehmen zu setzen, die europäischen Normen unterliegen und aus eigenem Interesse auf ihre eigene Qualität und ihren langfristigen Ruf achten.

Die erste Kategorie ist der PU-Komfortschaum. Trotz der Bezeichnung Komfortschaum in seinem Namen handelt es sich dabei nicht um Kaltschaummatratzen der Premium-, sondern vielmehr der Mittelklasse. In seinen Liegeeigenschaften rangiert diese Variante etwa auf dem Niveau eines durchschnittlichen Schaumstoffs. Die Sorte ist ebenfalls unter dem Namen PU- oder PUR-Schaum bekannt, obwohl auch diese Bezeichnung nicht eindeutig ist. Mitunter bestehen auch nicht entsprechend gekennzeichnete Kaltschaummatratzen aus diesem Material und umgekehrt verwenden es zusätzlich auch solche, die den sogenannten QX-Schaum verwenden.

Die fehlende Standardisierung der Begriffe macht es schwer

Kaltschaum benennt einerseits eine Kategorie von Matratzen, die sich aufgrund ihres durchgehenden Kerns von den durch Spiralen aus Edelstahl gestützten und durch große Hohlräume gekennzeichneten Federkernmatratzen unterscheidet. Andererseits bezeichnet es ebenso PUR-Matratzen der mittleren Qualitätsstufe, die ausschließlich aus hochwertigem Polyurethan bestehen. Darüber hinaus handelt es sich heute bei allen im Handel erhältlichen Schaummatratzen um Kaltschaummatratzen – sie standen ursprünglich für eine Abgrenzung zum früher ebenfalls verwendeten Heißschaum, der allerdings kaum noch Verwendung für Bettausstattung findet.

Eine weitere Variante besteht in der Kombination von Kaltschaummatratzen als Kern mit einer äußeren Umhüllung, die dieser zusätzliche Qualitäten verleiht. Die Rubrik umfasst zum Beispiel Viscoschaum oder ein Kammersystem mit wärmeempfindlichem Gel in seinem Inneren. Darüber hinaus ist es zudem üblich, Komfortschaum mit einer Härte oder Eigenschaft als Kern mit einem anderen zu kombinieren. Dies kann unterschiedliche Gründe haben – so lassen sich dadurch beispielsweise mehrere Zonen auf einer festen Basis abgrenzen, die Atmungsaktivität verbessern oder hochwertige Unterlagen mit einer weichen Oberfläche und einem höheren Härtegrad im Inneren realisieren.

Besondere Eigenschaften von PUR-Komfortschaum

Für das Aufschäumen eignen sich unterschiedliche Kunst- und Naturstoffe, die jeweils eigene und spezifische Merkmale aufweisen. So handelte es sich zum Beispiel bei den ersten Schaummatratzen der Welt um Latexmatratzen, die aus Naturkautschuk bestanden und mit – heute oft verbotenen – Treibmitteln aufgeblasen wurden. Allerdings besitzt natürlicher Latex ebenso wie zahlreiche Kunststoffe ein hohes Raumgewicht, das als eines der wichtigsten Faktoren für die Qualität von Schaummatratzen gilt. Im Gegensatz dazu besitzt eine Matratze aus Polyurethanen eine niedrigere Dichte, ohne dass sich daraus eine direkte Ableitung auf ihre Beschaffenheit ableiten ließe. Der Grund liegt in der unterschiedlichen Härte bei den diversen Zusammensetzungen, die eine weitreichende Variation und Kombination des Werkstoffs ermöglichen.

Ein Schlüsselfaktor besteht in dieser Verbindung zwischen diversen Kunststoffen und den Merkmalen, die sie aufweisen. Die physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich deutlich zwischen den einzelnen Zusammensetzungen und lassen es zu, eine Matratze entsprechend ihrer gewünschten Fähigkeiten zu konstruieren. Da erlaubt es den Herstellern, ihre Produkte exakt auf einen gewünschten Zweck auszurichten und zum Beispiel die Zonen von Kaltschaummatratzen oder deren Oberfläche nach eigenen Gesichtspunkten zu gestalten.

Vorteile von Polyurethan für Matratzen

Der Hauptgrund für den Einsatz von Komfortschaum liegt in seiner Stabilität, auf der nicht zuletzt eine hohe Zuverlässigkeit des Materials beruht. Da er sich leicht individuell an die konkreten Anforderungen anpassen lässt, bietet sich für die Hersteller die Möglichkeit, den Schaumstoff nach Belieben zu formen und zu skalieren. Unter diesen Gesichtspunkten weisen die langkettigen Verbindungen des PUR zahlreiche Vorteile auf, die maximale Stabilität erlauben.

Praktisch ergibt sich daraus der Gewinn, dass PU-Komfortschaum in mehreren Schichten eine hohe Atmungsaktivität bei einer variablen Struktur der Oberfläche ermöglicht – dies stellt optimale Voraussetzungen für die Anpassung von PUR-Matratzen an die aktuellen Voraussetzungen.