Chris NederhorstKoudschuim begint als vloeistof. Een paar grondstoffen worden gemengd, en binnen enkele minuten groeit dat mengsel uit tot een zacht, veerkrachtig schuim. De naam verwijst naar de manier waarop het uithardt: er komt geen warmte van buitenaf aan te pas. Bij het oudere vormschuim ging het product nog een oven in om uit te harden (hot-cure). Bij koudschuim (cold-cure) is dat niet nodig. De warmte ontstaat in het schuim zelf, tijdens de reactie.
Wat koudschuim bijzonder maakt, is de celstructuur. Waar gewoon polyetherschuim vrij gelijkmatige cellen heeft, zijn de cellen van koudschuim onregelmatig: grote en kleine door elkaar. Dat klinkt als een fout, maar het is juist de kracht. Die gemengde structuur geeft koudschuim zijn veerkracht en zijn vermogen om per punt mee te geven (puntelasticiteit), in plaats van als één plaat in te zakken. Die structuur komt overigens niet door het ontbreken van warmte, maar door het recept: de specifieke grondstoffen die voor koudschuim worden gebruikt.
Er zijn twee manieren om koudschuim te maken: als blokschuim en als vormschuim. Voor matrassen geeft blokschuim naar mijn ervaring over het algemeen het beste resultaat. Waarom, leest u verderop.
Waar koudschuim van gemaakt wordt
De basis bestaat uit drie hoofdingrediënten: polyol, isocyanaat en water.
- Polyol is een stroperige vloeistof die het grootste deel van het mengsel vormt. Voor koudschuim worden zeer reactieve polyolen gebruikt, vaak aangevuld met een zogenoemd gevuld polyol (polymeerpolyol). Dat geeft het schuim extra draagkracht zonder dat het hard aanvoelt.
- Isocyanaat is meestal TDI (tolueendi-isocyanaat), soms MDI of een mengsel van beide. Dit is de stof die met het polyol en het water reageert en het schuim zijn stevigheid geeft.
- Water is misschien het verrassendste ingrediënt. Het zorgt ervoor dat het schuim gaat rijzen. Daarover zo meer.
Daarnaast gaan er kleine hoeveelheden hulpstoffen in. Versnellers (katalysatoren) bepalen hoe snel de reactie verloopt. Een siliconenstabilisator (emulgator) houdt de celwanden in balans terwijl het schuim groeit, zodat het niet inzakt of te dicht wordt. Vernetters (crosslinkers) versterken het netwerk van het schuim. Verder kunnen kleurstoffen, hulpblaasmiddelen en andere toevoegingen worden gebruikt, afhankelijk van waar het schuim voor bedoeld is en aan welke regels het moet voldoen.
Wat er gebeurt tijdens het schuimen
Op het moment dat de grondstoffen samenkomen, lopen er twee reacties tegelijk.
De eerste is de blaasreactie. Het isocyanaat reageert met het water. Daarbij ontstaat koolzuurgas (CO₂), en dat gas blaast het mengsel op, precies zoals gist een deeg laat rijzen. Als bijproduct ontstaan ureumverbindingen (urea), die bijdragen aan de stevigheid van het schuim. Meer daarover in waarom water het blaasmiddel van koudschuim is.
De tweede is de gelreactie. Het isocyanaat reageert ook met het polyol, en daaruit ontstaat het eigenlijke polyurethaan: het skelet van het schuim.
De kunst zit in de balans tussen die twee. Gaat het rijzen te snel, dan zakt het schuim in voordat het stevig genoeg is. Hardt het skelet te snel uit, dan blijven te veel cellen gesloten en krimpt het schuim later. Daarom luistert het proces zo nauw. De temperatuur van de grondstoffen, de luchtvochtigheid in de hal, zelfs het weer buiten: het heeft allemaal invloed. Hoe beter een fabrikant dat bewaakt en bijstuurt (procescontrole), hoe constanter de kwaliteit.
Het blokschuimproces
Bij blokschuim (slabstock) wordt het mengsel via een mengkop continu op een langzaam bewegende transportband gegoten. Aan de zijkanten en onderkant loopt papier of folie mee, zodat het schuim een vorm krijgt. Binnen een paar minuten rijst het mengsel tot een blok van ruim een meter hoog, afhankelijk van de installatie tot zo’n anderhalve meter. Aan het eind van de band wordt dat eindeloze blok in stukken gezaagd.
Rusten en uitharden
Het schuim is dan nog lang niet klaar. De reactie gaat nog uren door en de kern van het blok blijft lang warm. De blokken moeten daarom eerst rusten en uitharden (nareageren), minimaal 24 uur en liever langer. Pas daarna zijn ze stabiel genoeg om nauwkeurig te snijden. In die rustperiode verdwijnt ook een deel van de geur die vers schuim heeft (uitgassen).
Crushen: de cellen openen
Koudschuim komt met veel gesloten cellen van de band. Die moeten open, anders kan het schuim krimpen en voelt het stug aan. Daarom worden de blokken of platen tussen walsen samengedrukt, zodat de celwanden openbreken (crushen). Pas dan krijgt u de open celstructuur die zorgt voor ademend vermogen en veerkracht.
Schuimen onder gecontroleerde druk
Sommige fabrikanten schuimen in een afgesloten ruimte onder gecontroleerde luchtdruk (Variable Pressure Foaming, VPF). Door de druk te regelen kunnen ze de dichtheid en hardheid sturen zonder extra hulpblaasmiddelen. Het schuim rijst dan alleen met water en CO₂. Dat is duurzamer en geeft een zeer gelijkmatig product.
Snijden en profileren
Daarna gaat het blok naar de snijafdeling. Met lintzagen (bandmessen) worden er horizontaal en verticaal platen van de gewenste dikte uit gesneden. Computergestuurde machines snijden contouren en zones (CNC-contoursnijden). Met profileermachines worden noppen, blokjes of golven in het oppervlak gesneden (profileren). Zo wordt één blok schuim de kern van een matras, een topper, een kussen of een zitting.
Het vormschuimproces
Bij vormschuim (molded foam) gaat het mengsel niet op een band, maar in een metalen mal met precies de vorm van het eindproduct. De mal wordt licht verwarmd en vooraf ingesmeerd met een lossingsmiddel, zodat het schuim er straks weer uit komt. Het deksel gaat dicht, het schuim rijst en vult de hele mal. Na een paar minuten kan het product eruit en wordt het, net als blokschuim, gecrusht om de cellen te openen.
Het grote voordeel: u maakt in één keer een compleet gevormd product, eventueel met verschillende hardheden in één stuk. Daarom wordt vormschuim veel gebruikt in de auto-industrie (autostoelen en hoofdsteunen), in bureaustoelen en in fauteuils. Lees ook waar koudschuim nog meer in verwerkt wordt.
Voor matrassen heeft het een belangrijk nadeel. Waar het schuim tegen de mal aan ligt, ontstaat een gesloten buitenlaag (huid). Die huid sluit de cellen aan de oppervlakte af, waardoor het ademend vermogen flink afneemt. In een autostoel is dat geen probleem. In een matras, waar u elke nacht uren op ligt en vocht en warmte kwijt moet, wel.
Waar u het kwaliteitsverschil aan herkent
Koudschuim is geen vaste kwaliteit. Tussen goed en matig koudschuim zit een wereld van verschil, en veel daarvan wordt in de fabriek bepaald.
Soortelijk gewicht en hardheid
Het soortelijk gewicht (SG) is het eerste dat ik altijd bekijk. Het geeft aan hoeveel kilo materiaal er in een kubieke meter schuim zit (kg/m³). Hoe hoger het SG, hoe meer materiaal en hoe langer het schuim zijn eigenschappen behoudt. De hardheid (indrukhardheid, uitgedrukt in kPa) staat daar los van: een schuim met een hoog SG kan zacht zijn, en een schuim met een laag SG hard.
Constantheid
Daarnaast gaat het om constantheid. In een schuimblok kan de dichtheid tussen boven- en onderkant verschillen. Een goede producent houdt die afwijkingen (toleranties) klein en controleert elk blok. Bij goedkoper schuim zijn de marges ruimer, en dat merkt u uiteindelijk aan een matras dat op de ene plek sneller inzakt dan op de andere. Schuim voor medische toepassingen wordt doorgaans binnen nog nauwere grenzen geproduceerd en gecontroleerd.
Certificaten
Tot slot zeggen certificaten iets over wat er niet in het schuim zit. CertiPUR bijvoorbeeld kijkt naar uitstoot en verboden stoffen. Oeko-Tex toetst op schadelijke stoffen in textiel en materialen.
Wat dit betekent als u een matras koopt
Wilt u een matras met koudschuim kopen? Vraag dan naar het SG, en vraag of het blokschuim of vormschuim is. Een verkoper die dat niet weet, weet waarschijnlijk ook niet wat er verder in dat matras zit. Waar u verder op let, staat in de koopgids voor een koudschuim matras.