Eigenschaften, die die Schaumstoffleistung beeinflussen
Es gibt eine Reihe von physikalischen Eigenschaften von flexiblem Polyurethanschaumstoff, die die Auswahl von FPF für verschiedene Anwendungen bestimmen. Im Folgenden finden Sie eine kurze Beschreibung der wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Schaumstoff und die Bedeutung jeder einzelnen. Die physikalischen Eigenschaften von Schaumstoff werden in einem Labor unter genau kontrollierten Bedingungen von Luftfeuchtigkeit und Temperatur gemessen. Es ist darauf zu achten, diese Bedingungen bei der Prüfung von Proben auf physikalische Eigenschaften zu reproduzieren.
Dichte |
Die Dichte ist ein Maß für die Masse pro Volumeneinheit. Gemessen und ausgedrückt in Pfund pro Kubikfuß (pcf) oder Kilogramm pro Kubikmeter (kg/
m3), ist die Dichte eine der wichtigsten Schaumstoffeigenschaften. Die Dichte ist eine Funktion der Chemie, die zur Herstellung des Schaumstoffs verwendet wird, und der dem Schaumstoff zugesetzten Additive. (Additive werden manchmal verwendet, um dem Schaumstoff spezielle Eigenschaften zu verleihen. So können beispielsweise Geladditive für viskoelastische oder „Memory“-Schaumstoffe, die in Matratzen verwendet werden, dazu beitragen, dass die Benutzer kühler schlafen.)Die Dichte beeinflusst die Haltbarkeit und den Halt des Schaumstoffs. In der Regel gilt: Je höher die Dichte, desto besser behält der Schaumstoff seine ursprünglichen Eigenschaften und bietet die Unterstützung und den Komfort, für die er ursprünglich konzipiert wurde.IFDIndentation Force Deflection (IFD) ist ein Maß für die Festigkeit des Schaumstoffs.
Die Festigkeit ist unabhängig von der Schaumstoffdichte, obwohl oft angenommen wird, dass Schaumstoffe mit höherer Dichte fester sind. Es ist möglich, Schaumstoffe mit hoher Dichte zu haben, die weich sind—oder Schaumstoffe mit geringer Dichte, die fest sind, je nach IFD. Die IFD-Spezifikation bezieht sich auf den Komfort. Es ist ein Maß für das Oberflächengefühl des Schaumstoffs. Sie wird gemessen, indem der Schaumstoff um 25 % seiner ursprünglichen Höhe eingedrückt wird. Schaumstoffe werden typischerweise in IFD-Bereichen von ±10 % angeboten.Stützfaktor |
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Eine zweite IFD-Messung wird manchmal durchgeführt, indem der Schaumstoff um 65 Prozent seiner ursprünglichen Höhe eingedrückt wird. Diese zweite IFD-Messung wird verwendet, um
die Fähigkeit des Schaumstoffs zu bestimmen, tiefen Halt zu bieten.Typischerweise gilt: Je größer der Unterschied zwischen dem 25-Prozent-IFD und dem 65-Prozent-IFD, desto mehr kann der Schaumstoff Gewicht tragen. Das Verhältnis des 65-Prozent-IFD geteilt durch das 25-Prozent-IFD wird als Stützfaktor des Schaumstoffs bezeichnet. Stützfaktoren für Schaumstoffe liegen zwischen etwa 1,5 und 2,6. Je höher die Zahl, desto besser ist die Fähigkeit des Schaumstoffs, Halt zu bieten.Schaumstoffe mit hohen Stützfaktoren bieten eine Reihe von Vorteilen. Ein niedriges 25-Prozent-IFD auf einem Schaumstoff mit einem hohen Stützfaktor erzeugt zusätzliche Oberflächenweichheit, ohne dass der Schaumstoff beim Aufbringen von Gewicht „durchfällt“. Typischerweise gilt: Je höher die Schaumstoffdichte, desto besser der Stützfaktor.Dynamische Ermüdung |
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Es gibt verschiedene Tests, mit denen die Haltbarkeit des Schaumstoffs oder die Fähigkeit des Schaumstoffs, seine ursprünglichen Festigkeitseigenschaften und seine Höhe beizubehalten, ermittelt wird. Einige sind
Standard-Labortests; andere sind kundenspezifische Tests, die von verschiedenen Herstellern entwickelt wurden. Aber praktisch alle basieren auf dem Biegen oder Zusammendrücken des Schaumstoffs eine bestimmte Anzahl von Malen bis zu einer festgelegten Auslenkung oder Gewichtsbelastung und dem Messen der Schaumstofffestigkeit und -höhe vor und nach dem Test.Unterschiede werden als Ermüdung bezeichnet.
Bei Ermüdungstests können Schaumstoffproben einige tausend oder viele tausend Mal zusammengedrückt werden. Der prozentuale IFD-Verlust wird dann gemessen. Kürzere Tests geben eine Vorstellung davon, wie viel Festigkeit ein Schaumstoff durch den anfänglichen Gebrauch verlieren kann, während längere Tests Daten über die allgemeine Schaumstoffhaltbarkeit liefern.RollscherungEin besonders strenger Biegeermüdungstest ist die Rollscherung, bei der ein rollendes Gewicht über eine Schaumstoffprobe aus zwei Richtungen geführt wird, typischerweise für etwa 25.000 Zyklen. Dieser Rollscherungstest bietet eine Kombination aus Kompression und Abrieb und hilft zu ermitteln, wie der Schaumstoff besonders schwierigen Anwendungen, wie z. B. gewerblichen Möbeln oder als Teppichunterlage, standhalten würde. Auch hier wird der IFD-Verlust gemessen, und es können mehrere Messungen zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden, nachdem der Schaumstoff Zeit hatte, sich zu „erholen“.
Reißfestigkeit |
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Flexible Polyurethanschaumstoffe werden auch auf ihre Fähigkeit geprüft,
dem Reißen, Brechen oder Dehnen zu widerstehen. Dies ist wichtig bei Anwendungen, bei denenSchaumstoffe häufig gehandhabt werden müssen, z. B. beim Polstern. Die Tests zur
Bestimmung dieser Eigenschaften sind Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Dehnung. Sie bestimmen die Fähigkeit des Schaumstoffs, ohne zu reißen gedehnt oder gebogen zu werden. Diese Haltbarkeitsmessungen sind besonders wichtig für Schaumstoffe, die große Mengen an Füllstoffen enthalten (z. B. modifizierte Verbrennungsschaumstoffe), da diese Zusatzstoffe die Neigung von Schaumstoffen zum Reißen oder Ausfransen erhöhen können. Bei der Spezifizierung von Schaumstoffen, die Zusatzstoffe enthalten, sollten die Zugfestigkeit, der Reiß- und Dehnungstest überprüft werden, um festzustellen, ob der Schaumstoff eine besondere Handhabung erfordert.
Rückstellvermögen (Ballrückprall) |
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Das Rückstellvermögen ist ein Indikator für die Oberflächenelastizität oder „Federung“ von
Schaumstoff. Das Rückstellvermögen kann sich auf den Komfort beziehen. Das Rückstellvermögen wird typischerweise gemessen, indem eine Stahlkugel auf das Schaumstoffkissen fallen gelassen und gemessen wird, wie hoch die Kugel zurückspringt. Das Rückstellvermögen von Schaumstoff liegt zwischen etwa 20 Prozent Ballrückprall und bis zu 80 Prozent Rückprall. Ein höheres Rückstellvermögen in einem Schaumstoff bedeutet oft, dass beispielsweise Sofasitzkissen ein besseres „Griffgefühl“ oder Oberflächengefühl haben. |
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Schaumstoffe können auch so hergestellt werden, dass sie für bestimmte Anwendungen ein sehr geringes Rückstellvermögen aufweisen. Beispielsweise weisen viskoelastische (Memory-Schaum-)Produkte typischerweise ein sehr geringes Rückstellvermögen auf.
Hysterese
Hysterese ist ein weiterer Labortest, der verwendet wird, um die Fähigkeit eines Schaumstoffs zu bestimmen, seine ursprünglichen Festigkeitseigenschaften beizubehalten.
Die Hysterese wird gemessen, indem zuerst die Schaumstoffprobe um 25 Prozent eingedrückt und die Festigkeit gemessen wird, dann um 65 Prozent eingedrückt und erneut die Festigkeit gemessen wird, und schließlich die Eindrückung auf das 25-Prozent-Niveau freigegeben wird, ohne dass der Schaumstoff sich vollständig entspannen kann. Ohne die Eindrückung vollständig freizugeben, erlangt der Schaumstoff nicht sofort seine ursprüngliche 25-Prozent-Festigkeit zurück, aber der Prozentsatz der Festigkeit, die er wiedererlangt, gilt als guter Indikator für die allgemeine Haltbarkeit des Kissens.
Im Gegensatz zu anderen Haltbarkeitstests kann die Hysterese schnell an einer Vielzahl von Schaumstoffproben durchgeführt werden.
Testmethoden
Um mehr über das Testen von flexiblem Polyurethanschaumstoff zu erfahren, lesen Sie die Testmethode D3574 der ASTM International, Standard Test Methods for Flexible Cellular Materials—Slab, Bonded, and Molded Urethane Foams, die Testverfahren und Terminologie detailliert beschreibt. |
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Luftdurchlässigkeit
Die Luftdurchlässigkeit ist ein wichtiger Diagnosetest. Die Schaumstoffleistung wird optimiert, wenn die Luftdurchlässigkeit maximiert wird. Dies deutet darauf hin, dass die Zellen offen und so flexibel sind, wie sie sein sollten. Eine gute Faustregel für die Luftdurchlässigkeit in flexiblen Polyurethanschaumstoffen ist ein Minimum von 2,0 Kubikfuß pro Minute (cfm). (Hinweis: Viskoelastische oder Memory-Schaumstoffe haben aufgrund ihrer Chemie eine geringere Luftdurchlässigkeit, funktionieren aber trotzdem wie vorgesehen.)
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