Schuimen en rubbers voor meubels

Traagschuim (visco-elastisch polyurethaanschuim, slow motionschuim, memory foam, lazyfoam of Nasa-schuim) werd in de jaren ’70 door NASA ontwikkeld voor de ruimtevaart. Het materiaal bleek in de ruimte niet te werken, maar werd eind jaren 90 in productie gebracht in matrassen voor de ziekenhuissector. Traagschuim is een schuim met als basis polyurethaan. 
Het bestaat uit holle cellen, die niet helemaal afgesloten zijn, zodat de lucht in de cellen niet samengedrukt wordt als ze in elkaar gedrukt worden. De densiteit wordt uitgedrukt in kg/m3, maar dit zegt niets over de hardheid of zachtheid. Daarvoor gebruikt men termen als medium en soft.
Het materiaal reageert op warmte en druk. Het wordt dus zachter door lichaamswarmte. Traagschuim keert, wanneer het wordt ingedrukt, na enkele seconden terug naar zijn oorspronkelijke vorm. Dat gaat trager bij traagschuim met een lang geheugeneffect.

TOEPASSING:
Matrassen, hoofdkussens, oordopjes en in helmen.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning:
De basis is Polyurethaan (PUR) waar een blaasmiddel wordt aan toegevoegd.

Verwerking:
Visco-elastisch polyurethaanschuim kan gegoten of geschuimd worden. Het gegoten schuim is goedkoper, ademt minder en wordt warmer, wat ook bij hoge densiteiten zo is. Bij matrassen wordt traagschuim meestal op een andere kern gelijmd die veerkracht en steun geeft (koudschuim of pocketveren).Let er op dat dit met lijm op waterbasis gebeurt, anders worden de cellen dichtgelijmd.

Gebruik :
In het begin kan het materiaal een scherpe geur nalaten, bij verluchting en gebruik gaat dat na enkele dagen weg. In een koude ruimte is het materiaal stugger en zal het traagschuim langzamer reageren. De grootste vernieler van matrassen met schuim is transpiratievocht. Een matras bijv. vergeelt en gaat minder lang mee door de zuren en afvalstoffen in het zweet. Daarom is voor de duurzaamheid een hoes aanbevolen.
Hoe lager de densiteit (bijv. lager dan 40kg/m3) hoe korter de levensduur.

De afvalfase:
Er zijn verschillende mogelijkheden voor de verwerking van het afval. Via de grof huisvuilfractie worden de meubels en matrassen gescheiden. Een zeer kleine fractie wordt gestort (wegens te oud) en de rest fijngemalen en samengeperst tot pellets die in de afvalverbrandingsoven voor extra energie zorgen.

Samengevat: Materialen uit PUR verdienen geen voorkeurbehandeling, maar traagschuim wordt in specifieke situaties toegepast waar gebruik wordt gemaakt van het effect op de lichaamswarmte. De productie van de kunstsof en de levensduur spelen bij de meeste schuimen een slechte rol in de levenscyclusanalyse. Qua vormmogelijkheden is er in meubels geen natuurlijk materiaal met dezelfde eigenschappen (wol, veren, pitten, vlas,…) In de medische zorg is een mogelijke vervanging voor traagschuim lucht- of water.

MILIEUKADER:
Milieukader 3: petrochemische grondstoffen

Latex of schuimrubber (cellulair rubber) kan van natuurlijke oorsprong zijn, maar wordt ook chemisch (uit aardolie) vervaardigd. Meestal is latex een mengeling van beide.

Europese norm: met minimaal 40% natuurlatex kan een matras natuurlatex worden genoemd. Zwitserse norm: met min. 85% natuurlatex mag een schuimrubbermatras als natuurlatex worden verkocht.
Synthetische latex is veel minder poreus dan natuurlijk.

TOEPASSING:
Meubels, autobanden, chirurgische handschoenen, condooms,…

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning:
Natuurlatex is afkomstig van melk uit de rubberboom (meestal uit Zuidoost-Azïe). Bij het vers afgetapt latex wordt ammoniak gevoegd en enkele keren gecentrifugeerd.

Productie:
Natuurlatex ondergaat een aantal minder natuurvriendelijke chemische bewerkingen voor het kan worden verwerkt. Het wordt verhit met o.a. zwavel en dan gevulcaniseerd. Daardoor ontstaat er een ondoordringbare rubberachtige stof.
Het afvalwater afkomstig van dit proces is vermengd met zwavel, zinkoxide, accelerators en anti-oxidanten. In Europa zijn hiervoor slechts enkele fabricanten.
Latex wordt ook via chemische weg uit nafta (mengsel van koolwaterstoffen, dat ontstaat bij het destilleren van ruwe olie) geproduceerd.

Verwerking:
De gaten in latexschuim komen van holle pennen die bij productie op de mallen zijn gemonteerd, zodat bij het koken in 115 graden heet water (de vulcanisatie) dit water zorgt voor een gelijkmatige uitharding van het latexschuim.
In een matras worden zo dikkere en dunnere holle pijpen gebruikt om zones in de matraskern te maken die het schuim respectievelijk zachter of harder maken. Deze zones kunnen dan afgestemd worden op het verschillend gewicht van de lichaamsdelen die erop rusten.

Gebruik:
Het aantal mensen allergisch aan latex groeit. Dit is meestal aan gebruiksproducten die uit Latex gemaakt zijn, nooit aan matras- of meubelschuim. Latex is buigzaam en elastisch, ondersteunt het lichaam, maar geeft weinig bewegingsvrijheid.
De grootste vernieler van matrassen met schuim is transpiratievocht. De matras vergeelt en gaat minder lang mee door de zuren en afvalstoffen in het zweet. Latex ventileert niet goed en neemt weinig vocht op. Van temperatuur past het zich aan aan de temperatuur van het lichaam. In een koude ruimte voelt latex ook koud aan.

De afvalfase:
Restafval bij de productie en snijresten worden via een proces van vervlokking en toevoeging van een bindmiddel, verwerkt tot blokken van verschillende afmetingen, kleuren en densiteiten. Deze worden dan akoestische isolatie of opnieuw meubel- en matrasvulling.
Recyclage wordt minder toegepast bij Latex. De meeste matrassen en meubels zonder metalen veren worden in stukken gesneden en verwerkt tot pellets voor energieopwekking van de verbrandingsovens.

Samengevat: natuurlatex is het meest milieuvriendelijke schuim, nochtans is het behandelingsproces zeer vervuilend. Het is op zich ook harder dan synthetisch latex, waardoor men meestal een mengeling met synthetisch aantreft. De levensduur van een latexmatras bijvoorbeeld: natuurlatex: 7 jaar, synthetisch: 10 Jaar.
Ook bij deze schuimen speelt de levensduur de grootste rol bij de keuze.

MILIEUKADER:
Milieukader 1: uit nagroeibare grondstoffen (natuurlatex)
milieukader 3: uit petrochemische stoffen (synthetisch latex)

De basis voor polyetherschuim is polyurethaan. Polyether is goedkoopst, maar is minder duurzaam, minder elastisch en heeft minder kwaliteit dan koudschuim of traagschuim. Aan het schuim kan veel of weinig lucht toegevoegd worden, dit wordt aangegeven met het soortelijk gewicht: SG 20= gewicht schuim: 20 kg/m3. Polyetherschuim kan in stugge en soepele varianten gemaakt worden, onafhankelijk van het gewicht.

TOEPASSING:
Polyether wordt vooral gebruikt voor zetelvulling en matrassen. Een matras met SG20 is een matras die relatief snel hardheid verliest en weinig ondersteuning geeft. Een matras met SG40 is duurzamer, veerkrachtiger en comfortabeler.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning:
polyetherschuim wordt gewonnen uit aardolie. zie polyurethaan.

Voor de productie van PUR worden de volgende stoffen gebruikt: propeen- en etheendioxide, ethyleenglycol, fosgeen, adipinezuur, tolueendiamine, benzeen en MDI of TDI. (benzeen is schadelijk voor de gezondheid). De schadelijke toevoegstoffen bij productie worden stilaan vervangen door watergedragen basis.
Bij brand zorgt polyetherschuim voor een grote hoeveelheid rook, toch worden bij de productie vlamvertragers toegevoegd (om ontvlamming bij oververhitting te voorkomen). Broomhoudende vlamvertragers zijn zeer giftig en moeilijk afbreekbaar in het milieu. Milieuvriendelijker vlamvertragers zijn: fosforesters zonder broom of chloor, magnesium hydroxide of aluminium trihydraat.

Gebruik:
De levensduur van polyetherschuim is niet oneindig, meestal 5 à 10 jaar (de helft van koudschuim). Hoe groter het soortelijk gewicht, hoe langer de matras of zetel zal meegaan. Vooral onder invloed van direct UV licht veroudert polyether. Polyether van 30 jaar oud is zijn veerkracht kwijt en verpulvert.
Polyetherschuim heeft een gesloten celstructuur, daardoor ventileert het niet goed en neemt minder goed vocht op.
Van alle meubelschuimen past polyether zich het minst goed aan de vorm van het lichaam aan. Na verloop van tijd treedt er kuilvorming op.

De afvalfase:
Polyether in matrassen en meubels gaat meestal mee met het grof huisvuil. Indien het niet te oud is wordt het in stukken gemalen en samengeperst als pellets voor energiewinning in de verbrandingsoven.

Samengevat: De milieubelasting van matrassen van polyether, HR-schuim, schuimrubber, natuurrubber en van matrassen met binnenvering is niet veel verschillend. Grondig onderzoek werd hier niet naar verricht. Wel werd hiervoor de levenscyclus naast elkaar gelegd. De levensduur is hier doorslaggevend.
Het Europese Ecolabel (met bloemetje) geeft aan dat het schuim geen ozonafbrekende stoffen bevat en dat het productieproces een minimale impact heeft op lucht en water

MILIEUKADER:
Milieukader 3: materialen uit petrochemische stoffen.

Koudschuim of High Resilience (HR) schuim is schuim met hoge veerkracht. De basis is polyurethaan. De naam 'koudschuim' is afgeleid van de term 'cold cure moulding': schuim dat in niet verwarmde mallen wordt vormgegeven.
Het heeft van nature een enigszins onregelmatige, open celstructuur waardoor het materiaal zeer goed ademt en goed vocht afvoert.

Matrassen bestaan dikwijls uit een combinatie van koudschuim en traagschuim.

TOEPASSING:
Het is bestand tegen microben, bacteriën en schimmels. Kuilvorming komt bij koudschuim niet voor, het heeft een zeer goede puntelasticiteit, daarom wordt het vooral toegepast in matrassen en zetels.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning/verwerking:
Koudschuim wordt gemaakt van polyurethaan (basis aardolie). Maar is minder vervuilend dan PUR schuim. Afval ontstaan bij productie wordt hergebruikt.

Gebruik:
Naar gelang de veerkracht onderscheidt men: HR 50, 55, 60 en 65. Lager dan 45 HR is te vermijden, want is weinig flexibel. De levensduur is afhankelijk van het HR-gehalte. Gemiddeld heeft een koudschuimmatras met HR50 een levensduur van 15 tot 20 jaar. (polyether 5à10 jaar).
Er is nog geen onderzoek gedaan naar het verschil in milieubelasting tussen matrassen van natuurlijke materialen (natuurrubber, wol, kameelhaar, vezels en katoen) en de gangbare matrassen (van polyether, HR-schuim, schuimrubber en binnenvering).

De afvalfase:
Matrassen en meubels worden opgehaald met de grof huisvuil fractie. Wegens de grotere afmetingen worden ze apart gesorteerd en eerst vermalen. Als het schuim apart kan worden gehouden, wordt het soms ook vermalen tot nieuw vulmateriaal. Een klein gedeelte wordt gestort. Probleem zijn de toegepaste brandvertragers die bij voorbehandeling vrij komen. Via een compacteerinstallatie worden de resten tot smalle balen geperst. Deze worden in de cementindustrie energetisch gevaloriseerd.
Matrassen zonder veren kunnen ook zo verwerkt worden tot energierijke pellets (het
textiel rondom geeft geen praktische problemen) in de afvalverbrandingsinstallatie.

Samengevat: In de levenscyclus van matrassen van polyether, HR-schuim, schuimrubber, natuurrubber en matrassen met binnenvering is de levensduur doorslaggevend. Voor matrassen bestaat een Europees Ecolabel.

MILIEUKADER:
Milieukader 3: materialen uit petrochemische grondstoffen.