Akustikschaumstoff

Was ist Akustikschaumstoff?

Akustikschaumstoff ist ein poröses, meist offenzelliges Material zur Schalldämpfung und ‑absorption. Die Schallwellen dringen in den Schaumstoff ein, werden dort gebremst und ihre Energie in Wärme umgewandelt. Akustisch wirksame Schaumstoffe verbessern die Raumakustik, indem sie Schallreflexionen und Nachhall gezielt in bestimmten Frequenzbereichen reduzieren. Sie bestehen überwiegend aus Polyurethan (PU) oder Melamin-Formaldehyd-Harz (MF).

Melamin wurde bereits 1834 vom Chemiker und Universitätsprofessor Justus von Liebig erstmals hergestellt − die industrielle Produktion größerer Mengen begann jedoch erst um 1930. Als Erfinder des Kunststoffs Polyurethan gilt der deutsche Chemiker Dr. Otto Bayer: 1937 entwickelten er und sein Team in den Labors der I. G. Farben (heute Bayer AG) den ersten PU-Schaum als eher zufälliges Nebenprodukt seiner Forschung.

Akustikschaumstoffe aus PU und MF wurden ab Mitte des 20. Jahrhunderts zunächst hauptsächlich in Tonstudios und Industrieanlagen eingesetzt. Konkrete Erfinder*innen sind nicht namentlich dokumentiert − als Grundlage für die kommerzielle Nutzung gelten jedoch auch hier Entwicklungen und Patente deutscher Chemie‑Unternehmen wie Bayer und BASF.

Herkunft der Materialien

Die Grundstoffe für Akustikschaumstoffe aus Polyurethan (PU) sind Polyole und Isocyanate, die über petrochemische Prozesse aus Rohöl gewonnen werden. Akustikschaumstoffe aus Melamin basieren indirekt auf Erdgas: Daraus wird Harnstoff hergestellt, der unter Hitze und Druck zu Melamin reagiert. Durch eine Polyreaktion mit Formaldehyd entsteht schließlich Melamin-Formaldehyd-Harz (MF), aus dem Akustikschaumstoffe gefertigt werden können.

Herstellung von Akustikschaumstoffen

Die Fertigung von Akustikschaumstoff erfolgt weltweit, insbesondere in Ländern mit starker Chemie-Industrie wie China, den USA und Deutschland. Die dabei angewandten Prozesse unterscheiden sich je nach Typ und Endverwendung:

Allgemeine Eigenschaften von Akustikschaumstoffen

Akustikschaumstoffe zeichnen sich durch spezielle Materialeigenschaften aus, die sie besonders wirksam für die Schallabsorption in bestimmten Frequenzbereichen machen. Je nach Typ und Einsatzbereich variieren diese Merkmale leicht, doch bestimmte grundlegende Charakteristika treffen auf nahezu alle Varianten zu.

Typen von Akustikschaumstoff und ihre speziellen Eigenschaften

Akustikschaumstoffe variieren in Grundmaterial, Porengröße, Materialdichte, Formgebung und Anwendungsbereich. Jede Variante bringt spezifische Eigenschaften mit sich, die ihre Eignung für bestimmte Einsatzbereiche beeinflussen. Die verschiedenen Akustikschaumstoffe lassen sich grundsätzlich nach zwei Kriterien unterscheiden:

Die o. g. Kategorisierungen können kombiniert auftreten: So gibt es z. B. pyramidenförmige PU-Akustikschaumstoffe oder glatt geschnittene Kompositschaumstoff-Platten.

Umwelt- und Gesundheitsaspekte

Auch die Umweltverträglichkeit von Akustikschaumstoffen unterscheidet sich je nach Typ und Herstellung. Die Produktion von Melamin erfordert sehr viel Energie. Zudem können dabei bedenkliche Stoffe wie Formaldehyd eingesetzt werden oder entstehen und später wieder ausgasen − ein EU-weites Melaminverbot wird daher diskutiert. Minderwertige PU-Akustikschaumstoffe können Isocyanatrückstände enthalten. Als sicher gelten entsprechend zertifizierte Produkte.

Überblick: Wichtige Zertifikate für schadstoffarme Akustikschaumstoffe

Die Wiederverwertbarkeit von Akustikschaumstoffen ist derzeit eher schlecht. Bei PU-Schaumstoffen wird fast ausschließlich mechanisches Recycling (z. B. die Vermahlung zu Flocken für Verbundschaumstoffe) betrieben. Methoden zum chemischen Recycling befinden sich in Entwicklung, sind aber noch sehr aufwendig. Meist erfolgt daher eine thermische Verwertung in Müllverbrennungsanlagen.

Bei Melaminharz verhält es sich ähnlich: Es ist weder biologisch abbaubar noch einfach recycelbar. Herkömmlicher Kunststoff kann zerkleinert und anschließend unter Hitze zu neuen Produkten verformt werden.  Melamin als sogenannter Duroplast härtet hingegen irreversibel aus: Es lässt sich zwar mechanisch zerkleinern, aber nicht einschmelzen und erneut formen. Deshalb werden ausrangierte MF-Akustikschaumstoffe ebenfalls verbrannt.

Mit dem Ziel einer verbesserten Umwelt- und Klimaverträglichkeit arbeiten Forschende an biobasierten Akustikschaumstoffen, etwa auf Stärke-, Zellulose- oder Ligninbasis. Bisher sind diese Produkte jedoch noch nicht marktreif für eine breite Anwendung.

Anwendungsbereiche und Produkte aus Akustikschaumstoff

Akustikschaumstoffe werden an Orten verbaut, wo Sprachverständlichkeit oder akustische Atmosphäre verbessert werden sollen. Bestimmte Produkte eignen sich zugleich zur Wärmedämmung. Es gibt auch akustisch wirksame Möbel: So werden manche Melaminharz-Akustikschäume als nichtbrennbare Schallschluck-Polster für Kino- oder Flugzeugsitze genutzt.

Typische Einsatzgebiete für Akustikschaumstoff sind:

• Kinos, Ton- und Musikstudios (z. B. Sitzpolster, Wandpaneele, Deckenelemente)
• Innenarchitektur & Raumgestaltung (z. B. Heimkinos, Großraumbüros, Veranstaltungshallen, Tagungsräume, Klassenzimmer, Kitas, Theater, Musikclubs)
• Maschinenbau und Fahrzeugbau (z. B. Motorraumdämmung, Geräuschkapselung)
• Industrie (z. B. Schall- und Wärmedämmung bei technischen Anlagen und Rohren)
• Haushaltsprodukte (z. B. Schallschutz für Türen, Waschmaschinenunterlagen)

Akustikschaumstoffe und herkömmliche Polsterschäume basieren teils auf denselben Materialien (meist PU), haben jedoch unterschiedliche Eigenschaften: Während Matratzen auf Komfort und Stützung optimiert sind, wird Akustikschaum auf Schallabsorption ausgelegt. Dennoch können gelegentlich beide Anwendungsbereiche ineinandergreifen, etwa bei schallabsorbierenden Sitz- oder Liegemöbeln.

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