Was ist die Härte von PU?
Einfach ausgedrückt bezieht sich die Härte von PU auf seine Fähigkeit, Eindrücken, Kratzern oder Verformungen durch äußere Gegenstände zu widerstehen. Es ist der kritischste Indikator für die Weichheit/Härte von PU-Materialien.
Kernverständnis: Die Härte von PU ist keine einzelne, absolute physikalische Größe, sondern ein sehr breites Leistungsspektrum. Durch Anpassung der Formel (hauptsächlich des Verhältnisses und der Struktur von weichen und harten Segmenten) können Polyurethanprodukte hergestellt werden, die von weich wie ein Schwamm bis so hart wie starrer Kunststoff reichen. Diese „Anpassbarkeit“ ist ein großer Vorteil von PU-Materialien.
Analogie: Sehr geringe Härte (Shore A 20-30): Ähnlich einem Radiergummi oder Gelee.
Mittlere Härte (Shore A 70–90): Ähnlich wie Autoreifen, Schuhsohlen oder Tastaturtasten.
Sehr hohe Härte (Shore D 70-80): Ähnlich wie starre Kunststoffe oder Acrylplatten.
Wie bestimmt man die Härte?
In Industrie und Handwerk wird die Härte genormt und mit einem Härteprüfgerät gemessen. Der am häufigsten verwendete Standard ist die Shore-Härte.
Messgerät: Shore-Härteprüfgerät. Es verfügt über einen Eindringkörper, der sich unter einem vorgegebenen Federdruck in die Materialoberfläche drückt. Der Härtewert wird anhand der Eindrucktiefe berechnet.
Hauptskalen: Abhängig von der Härte des zu messenden Materials werden unterschiedliche Skalen verwendet:
Shore A: Wird zur Messung weicher bis mittelharter Materialien wie Weichschaum, TPU-Elastomere und Gummi verwendet. Dies ist die gebräuchlichste Einheit für die PU-Härte (z. B. A90).
Shore D: Wird zur Messung härterer Materialien wie starrer Kunststoffe und starrer Elastomere verwendet. Wenn die Härte Shore A größer als 90 ist, wird zur genaueren Unterscheidung üblicherweise Shore D verwendet.
Shore C, O, OO: Wird zur Messung extrem weicher Materialien wie Schwämme, Gele und weiche Schäume verwendet. Je niedriger der Wert, desto weicher ist das Material.
Messwertdarstellung: Direkte Messwerte sind „Shore AX“ oder „Shore DX“, wobei X ein numerischer Wert ist, typischerweise zwischen 0 und 100. Beispiel:
Shore A 70: Mittleres bis weiches Elastomer.
Shore A 90: Hartes Elastomer, eine übliche Härte für viele Industrieprodukte.
Shore D 50: Hartes Material.
AHD PU-Kunststoffplatte
Unterschiedliche Anwendungen für unterschiedliche Härte
Polyurethan hat einen extrem breiten Härtebereich, von sehr weich, gelartig bis sehr hart, ähnlich wie Hartkunststoffe. Die Einsatzmöglichkeiten variieren je nach Härte drastisch. Im Folgenden finden Sie eine Liste typischer Härtewerte und ihrer entsprechenden häufigen Anwendungen, geordnet von der niedrigsten zur höchsten Härte.
1. Extrem weiche Reihe (ähnlich wie Schwamm, Gel)
Härtebereich: Shore 00 10–30 oder Shore A 10–30
Materialgefühl: Extrem weich, verformt sich stark bei Druck und prallt langsam zurück.
Anwendungen:
Memory-Schaum mit langsamer Rückfederung: Kissen, Matratzen, medizinische Lagerungspolster.
Hochelastischer Schwamm: Sofas, Stühle, Verpackungspolsterung.
Abdichtung und Dämpfung: Hochkomprimierbare Dichtungsstreifen, Dämpfungspads.
2. Weiche Elastomer-Reihe (ähnlich wie Gummi, Weichgummi)
Härtebereich: Shore A 40–60
Materialgefühl: Äußerst weich, mit guter Elastizität und Komprimierbarkeit.
Anwendungen:
Schuhe und Bekleidung: Einlegesohlen, Zwischensohlen für Sportschuhe, Bekleidungszubehör.
Allzweck-Polstermaterialien: Allzweck-Antirutschmatten, Dämpfungsmatten, Leichtlastrollen.
Spielzeug und Werkzeuge: Stofftiere, gummierte Werkzeuggriffe, Dämpfungsrollen.
3. Mittlerer bis harter Elastomerbereich (ähnlich wie Reifen, Hartgummi)
Dies ist das am weitesten verbreitete Kernsortiment für Polyurethan-Elastomere und bietet ein perfektes Gleichgewicht zwischen Zähigkeit, Elastizität und Abriebfestigkeit.
Härtebereich A: Shore A 70 - 80
Materialgefühl: Mittel bis hart, mit guter Unterstützung und Elastizität.
Anwendungen:
Industrierollen: Handkarren, Rollen für Lagergeräte.
Allgemeine Fördersysteme: Leichte bis mittelschwere Förderbänder, Förderrollen.
Allgemeine Komponenten: Gewöhnliche Schuhaußensohlen, Griffe für Fitnessgeräte, Industriefutter.
Härtebereich B: Shore A 85 - 95
Materialgefühl: Solide Haptik, hohe Abriebfestigkeit und schnelle Rückfederung.
Anwendungen:
Abriebfeste Hochleistungskomponenten: Hochleistungswalzen in Bergwerken und Stahlwerken, Schlammpumpenauskleidungen.
Hochpräzise, hochabriebfeste Komponenten: Druckwalzen, Papierwalzen, Hochleistungszahnriemen.
Sport- und Konsumgüter: Eislaufräder, Skateboardräder, hochwertige Handyhüllen.
Wichtige Dichtungskomponenten: Öldichtungen und Dichtringe für Hochdruck- und Verschleißbedingungen.
4. Sortiment aus starren Kunststoffen/festen Materialien (ähnlich wie Hartkunststoffe, Nylon)
Härtebereich: Shore A 95 und höher bis Shore D 50–80
Materialgefühl: Extrem hart, schwer zu biegen, erzeugt beim Anschlagen einen klaren Klang und weist nur sehr geringe Verformung auf.
Anwendungen:
Strukturkomponenten und Zahnräder: Ersetzt technische Kunststoffe wie Nylon und POM bei der Herstellung von Zahnrädern, Lagern, Schiebern und Strukturplatten und bietet sowohl hohe Festigkeit als auch Verschleißfestigkeit.
Hochleistungstechnische Komponenten: Auskleidungen, Siebe und Abstreifer für schwere Geräte.
Hochleistungssportgeräte: Starre Komponenten für Ski und Skischuhe.
Zusammenfassung und Auswahllogik
Geringe Härte: Kernfunktionen sind Polsterung, Abdichtung und ein weicher Griff. Konzentrieren Sie sich bei der Auswahl auf die Kompressionsverformung und die Rückprallrate.
Mittlere bis hohe Härte: Kernfunktionen sind Tragfähigkeit, Abriebfestigkeit und Schlagfestigkeit. Achten Sie bei der Auswahl auf Abrieb, Reißfestigkeit, Zugfestigkeit und Belastbarkeit. Shore A 85–95 ist der goldene Bereich für „Abriebfestigkeit“.
Hohe Härte: Kernfunktionen sind strukturelle Unterstützung, hohe Steifigkeit und Dimensionsstabilität. Konzentrieren Sie sich bei der Auswahl auf Biegemodul, Schlagfestigkeit und Maßhaltigkeit.
Wichtiger Hinweis: Die oben genannten Härte- und Anwendungsentsprechungen sind allgemeine Richtlinien. Bei der tatsächlichen Auswahl muss die spezifische Arbeitsumgebung (z. B. Belastung, Aufprall, Temperatur und chemische Kontaktmedien) berücksichtigt werden, um die endgültige Wahl zu treffen. Selbst für Walzen mit der gleichen Härte Shore A 90 kann die optimale Formulierung (Polyester oder Polyether) beispielsweise in trockenen und schlammigen Umgebungen oder bei normalen und hohen Temperaturen völlig unterschiedlich sein.
