DE2659886A1 - Polster und polsterabdeckung und damit versehene polstermoebel stark herabgesetzter brennbarkeit, enthaltend eine polychloroprenschaumstoffschicht, die ein verkohlungsfoerderndes mittel und eine hydratisierte anorganische verbindung enthaelt - Google Patents

Polster und polsterabdeckung und damit versehene polstermoebel stark herabgesetzter brennbarkeit, enthaltend eine polychloroprenschaumstoffschicht, die ein verkohlungsfoerderndes mittel und eine hydratisierte anorganische verbindung enthaelt

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DE2659886A1 DE19762659886 DE2659886A DE2659886A1 DE 2659886 A1 DE2659886 A1 DE 2659886A1 DE 19762659886 DE19762659886 DE 19762659886 DE 2659886 A DE2659886 A DE 2659886A DE 2659886 A1 DE2659886 A1 DE 2659886A1
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Description

VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING
PATENTANWÄLTE Dr.-hig. von Kreisler + 1973
Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Cishold, Bad Sodun Dr. J. F. Fuus, Köln
Dipl.-Chem. AIeIc von Kreislur, Köln Dipl.-Cliem. Carola Keller, Köln Dipl.-Incj. G. Selling, Köln
5 KÖLN 1
DEIUl;.'ArlNHAU5 AM HAUPTttAl IMHOF
22. April 1977 AvK/IM
E.I. Du Pont de Nemours and Company
Wilmington, Del., USA
Polster und Polsterabdeckung und damit versehene Polstermöbel stark herabgesetzter Brennbarkeit, enthaltend eine Polychloroprenschaumstoffschicht, die ein verkohlungsförderndes Mittel und eine hydratisierte anorganische Verbindung enthält
09838/0585
Telefon: (0221) 234541 - 4 · Telex: 3s3 2307 dopo d · Telegramm: Dompatent KdIn
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Polstermöbel bieten üein Benutzer zwar Bequemlichkeit und dem Betrachter ein gutes Aussehen, jeaoch uergen sie eine große Brandgefahr in der Wohnung unu in offontliciien Gebäuden. Ein sorgloser Zigarettenraucher beispielsweise kann einen Polsterstuhl oder ein Sofa in liranü setzen, inüem er eine brennende Zigarette ciuf dem uezugstoff liegen läßt. Ferner brennen Polstorniüoel im Falle eines Brandes auf deia Grundstück und in KäuiulichKciten ieicnt und tragen zum Ausbreiten des Feuers bei. Es ist aamit zu rechnen, daß die amerikanische Regierung über ihre Verbraucherschutzbehörde in Kürze gewisse Mindestvorschriften hinsichtlich der Sicherheit bekanntgeben wird, die Polstermöbel erfüllen müssen, um für den Verkauf im zwischenstaatlichen Handel zugelassen zu werden.
Polstermöbel enthalten im allgemeinen die folgenden Bauteile: 1) ein Gestell, das offen oder geschlossen sein kann und, wenn es offen ist, außerdem ein Gurtband enthält, 2) Federn, 3) ein Polster oder eine Füllung und 4) einen Bezug. Das Gestell besteht in den meisten Fällen aus Holz, : kann jedoch auch aus Metall oder Kunststoff oder einer beliebige Kombination dieser Werkstoffe hergestellt werden. Die Federn bestehen gewöhnlich aus Metall, können jedoch auch aus Gummibändern bestehen. Bei gewissen Möbeltypen werden die Federn weggelassen.
Im Rahmen der Erfindung umfaßt der Ausdruck "Polstermöbel" auch Betten und Bestandteile von Betten, z.B. Matratzen und Sprungfedermatratzen. Eine Matratze besteht gewöhnlich aus einem Bezugstoff, einer Polsterung und Federn oder einem Bezugsstoff und einer elastomeren Polsterung ohne Federn. Eine Sprungfedermatratze enthält einen Rah'-men und Federn und ist gewöhnlich mit einem Stoff überzogen, der normalerweise durch eine Polsterung gegen Berührung mit den Federn geschützt ist. Die Polsterung ist
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auf Grund der Natur der darin verwendeten Werkstoffe die Hauptursache der Entflammbarkeit der Möbel. In den meisten Polstermöbeln, die heute hergestellt werden, werden Kissen oder Polster aus Polyurethan-Schaumstoff für die Sitze und häufig auch für die Rückenlehnen verwendet. Polyurethan-Schaumstoff wird häufig auch als Polster in Matratzen verwendet. Dieser Schaumstoff ist jedoch äußerst leicht entflammbar. Als weitere Arten von Polsterungen sind Kissen zu nennen, die mit Polyesterfasern, Cellulosefasern und gummiertem Haar gefüllt sind. Diese Materialien sind nicht nur auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung, sondern auch auf Grund ihrer lockeren Faserstruktur entzündlich. Der Bezugsstoff kann aus praktisch jeder Faser oder jedem Fasergemisch einschließlich solchen aus PoIypropylen, Nylon, Polyestern, Reyon, Baumwolle und Wolle bestehen. Er kann mit einem Kunststoff oder Elastomeren, z.B. Polyvinylchlorid oder Polyurethan, überzogen sein. Einige dieser Bezugsstoffe sind weniger entflammbar als andere, jedoch schmelzen auch diejenigen, die sich bei Berührung mit einer Feuerquelle (z.B. einer brennenden Zigarette) nicht leicht entzünden, bei der hohen Temperatur dieser Feuerquelle, wodurch das darunter befindliche leichter entzündliche Polstermaterial freigelegt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die starke Verringerung der Brennbarkeit von Polstermöbeln. Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines speziellen Polychloroprenschaumstoffs gelöst.
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Der spezielle Polychloroprenschaumstoff entwickelt bei der Verbrennungstemperatur eine genügende Wassermenge, um die betroffenen Bereiche wirksam zu kühlen und vermag eine wärmeisolierende Kohle zu bilden, die nicht fortglimmt und strukturell unversehrt bleibt, wenn die Schaumstoffschicht einer brennenden Zigarette ausgesetzt oder dem radiant panel-Test unterworfen wird.
Unter den Bedingungen eines genormten Tests, zum Beispiel des California-Flammwidrigkeitstests für
'° Polstermöbel, darf ein Polsterstoff, der in inniger Berührung mit dem Polychloroprenschaumstoff gehalten wird, sich nicht entzünden, wenn eine brennende Zigarette auf den Stoff gelegt wird, und der Umfang des Zerfalls des Stoffs darf nicht mehr als 5,1 cm in jeder Richtung von der Feuerquelle betragen. Der "Radiant Panel Test" ist ein genormter Gradmesser für die Flammenfortpflanzung und
• -
wird nachstehend beschrieben.
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Die technisch vorteilhafteste Ausführungsform der Erfindung wäre die Aufbringung eines geeigneten Polychloroprenschaumstoffs in der erforderlichen Dicke auf die Unterseite eines Bezugsstoff. Als Alternative kann der Schaumstoff auch auf die Außenseite des Polsters aufgebracht werden. Dies könnte beispielsweise ein Kissen aus Polyurethan-Schaumstoff sein, mit dem eine Außenschicht aus Polychloropren-Schaumstoff zusammenhängend verbunden würde. Es ist auch möglich, gute Flammwidrigkeit zu erzielen, indem einfach eine Zwischenlage aus Polychloroprenschaumstoff zwischen Bezug und Polster eingefügt wird.
Bezugsstoffe werden häufig wenigstens einseitig mit einer geschlossenen Schicht aus einem Kunststoff oder elastomeren Material überzogen, wodurch sie ein lederartiges Aussehen erhalten. Die Einzelfasern sind durch den Überzug nicht sichtbar. In einem solchen Fall kann der Polychloropren-Schaumstof f gemäß der Erfindung auf die Oberseite anstatt auf die Unterseite zwischen Stoff und Überzug aus Kunststoff oder elastomerern Material aufgebracht werden.
Bei allen diesen Anwendungen genügt bereits eine Dicke der Polychloropren-Schaumstoffschicht von nur etwa 1,6 mm. Im allgemeinen ist die Dicke nicht größer als 2,54 cm, wobei eine Dicke von etwa 3,2 bis 6,3 mm bevorzugt wird.
Es wurde gefunden, daß bei Aufbringung des Polychloropren-Schaumstof fs unmittelbar auf die Unterseite eines Bezugsstoffs als Schicht mit einer Dicke im bevorzugten Bereich alle geprüften Stoffe unabhängig von der Art der Fasern und der Art der Bindung (z.B. "lose" im Gegensatz zu "dicht") den Test mit der brennenden Zigarette bestanden. Die meisten geprüften Stoffe erhielten sogar die höchste Bewertung, d.h. sie zeigten einen Zerfallsbereich von weniger als 3,8 cm von der Feuerquelle in jeder
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Richtung«, Die Prüfmethode wird später im experimentellen .Teil ausführlich beschrieben» Außer gewebten Bezugsstoffen können auch Vliesstoffe aus den verschiedensten natürlichen oder synthetischen Fasern verwendet werden.
Der Polychloropren-Schaumstoff muß speziell so zusammengesetzt sein, daß er bei Einwirkung einer brennenden Zigarette oder unter den Bedingungen des Radiant Panel Test eine nicht fortglimmende Kohle mit unversehrt bleibender Struktur bildet» Im allgemeinen sind die beiden folgenden Bestandteile im Schaumstoff enthalten: Ein die Kohlebildung förderndes Mittel und eine anorganische hydratisierte Verbindung, die den größten Teil oder die gesamte Menge ihres Hydratwassers bei der Temperatur des Trocknens und Ausheizens des Schaumstoffs zurückhält, aber unter etwa 500°C verliert«,
Als verkohlungsförderndes Mittel eignen sich alle chemischen Verbindungen oder Gemische, die bei der Entzündungstemperatur nicht flüchtig sind, von sich aus nicht entflammbar sind oder geringe Entflammbarkeit haben und bei der Entzündungstemperatur eine schützende Kohlestruktur beispielsweise durch Vernetzung, Schmelzen oder Weichwerden unter Vergrößerung ihrer Masse oder durch irgendeine andere chemische Reaktion oder physikalische Veränderung ausbilden. Als verkohlungsfordernde Mittel eignen sich beispielsweise Harnstoff-Formaldehydharze, Melamin-Formaldehydharze, Melaminphosphat, Phthalsäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid, Natriumborat, Calciumborat, Zinkborat und Borsäure. Phosphor- und Borverbindungen sind dafür bekannt, daß sie die Kohlebildung fördern. Alle diese Verbindungen sind unter den verschiedensten Warenzeichen im Handel erhältlich. Das verkohlungsfordernde Mittel kann dem Polychloroprenlatex in trockener Form vor dem Verschäumen zugesetzt werden. Wenn als verkohlungsförderndes Mittel ein Harz, z.B. ein Melamin-Formaldehydharz, verwendet wird, sollte es dem Polychloroprenlatex
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vorzugsweise zugesetzt werden, bevor das Polychloropren selbst daraus isoliert wird. Durch Eintauchen eines fertigen Polychloropren-Schaumstoffs in eine Harzlösung oder -dispersion werden die gewünschten Wirkungen im allgemeinen nicht erzielt. Die anorganische hydratisierte Verbindung wird ebenfalls vorzugsweise dem Latex zugesetzt. Die wirksame Menge des verkohlungsfordernden Mittels beträgt etwa 5 bis 15 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Polychloropren. Als anorganische hydratisierte Verbindungen eignen sich beispielsweise Aluminiumoxydhydrat, Magnesiumoxydhydrat, MagnesiumoxyChlorid, hydratisiertes Zinkborat und hydratisiertes Calciumborat. Die Menge der anorganischen Verbindung kann unterschiedlich sein. Im Falle von Aluminiumoxydhydrat beträgt die wirksame Menge etwa 10 bis lßO Gew.-Teile pro 1Oo Gew.-Teile Polychloropren oder noch mehr. Wenn die Menge des Aluminiumoxydhydrats unter der unteren Grenze dieses Bereichs liegt, wird, wenn überhaupt, nur geringer Schutz durch diesen Bestandteil erzielt. Oberhalb der oberen Grenze wird guter Brandschutz erreicht, aber die Unversehrtheit der Struktur des Schaumstoffs wird zuweilen bei diesen hohen Konzentrationen beeinträchtigt. Theoretisch liegt jedoch kein Grund vor, den Anteil des Aluminiumoxydhydrats nach oben zu begrenzen. Dem Anteil anderer anorganischer Verbindungen sollten äquivalente Mengen des verfügbaren Hydratwassers zugrunde liegen. Es ist zu bemerken, daß nicht hydratisiertes Zinkborat und Calciumborat als verkohlungsfordernde Mittel wirksam sein können, jedoch hydratisiertes Zinkborat und hydratisiertes Calciumborat sowohl als verkohlungsfördernde Mittel als auch als hydratwasserquellen wirksam ein können.
Das Polychloropren selbst kann ein Homopolymeres von Chloropren oder ein Copolymerisat von Chloropren mit einem anderen organischen Monomeren sein. Übliche Monomere sind Vinylverbindungen oder olefinische Verbindungen, z.B.
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Styrol, ein Vinyltoluol, ein Vinylnaphthalin, 1,3-Butadien, Isopren, 2,3-Dimethyl-l,3-butadien, 2,3-Dichlor-l,3-butadien, Methylvinyläther, Vinylacetat, Methylvinylketon, Äthylacrylat, Methylmethacrylat, Methacrylamid und Acrylnitril. Der Anteil des organischen Monomeren außer Chloropren kann bis etwa 60% des Gesarntpolymeri sats letragen, liegt jedoch im allgemeinen unter 2ü%. Bevorzugt als Monomere werden Acrylnitril und α,ß-ungesättigte Carbonsäuren, z.B. Acrylsäure und Methacrylsäure. Der bevorzugte Anteil von. Acrylnitril· wird so bemessen, daß der Anteil des Copolymergewichts, den die Nitrilgruppen beitragen, etwa etwa 2 bis 2o % beträgt. Im Falle von Carboxylgruppen würde, der" übliche Anteil etwa 5 % oder wenige betragen.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß Copolymerisate von Chloropren und Acrylnitril oder einer α,ß-ungesättigten Carbonsäure unter den Bedingungen des Ziqarettentests eine Kohle mit guter struktureller Unversehrtheit tilden, so daß andere verkohlungsfordernde Mittel entweder nicht erforderlich sind oder nur in geringen Mengen verwendet werden können.
Das Chloroprenpolymerisat wird nach beliebigen bekannten Verfahren hergestellt, jedoch erfolgt die Herstellung gewöhnlich durch Emulsionspolymerisation in Gegenwart eines freie Kadikaie bildenden Initiators, z.B. eines organischen Peroxyds oder Hydroperoxyds, bin Kettenüherträger, z.B. ein Alkylmercaptan oder Dialkylxanthogendisulfid ist ebenfalls anwesend. Verfahren zur Polymerisation von Chloropren werden ausführlich in den US-PSen 3 651 037, 3 839 241, insbesondere in Beispiel 3, und 3 347 837 sowie in der BE-PS 815 662 der Anmelderin beschrieben. Durch Polymerisation in wässriger Emulsion wird ein Polychloroprenlatex erhalten.
Polychloropren-Schaumstoff wird aus einem Polychloroprenlatex nach einem Verfahren ähnlich den zur Herstellung von
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Schaumstoffen aus natürlichem oder synthetischem Latex angewendeten Verfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Polychloroprenlatex mit Mischungszusätzen, z.B. einem verkohlungsfordernden Mittel, einer hydratisieren anorganischen Verbindung, Vulkanisationsmitteln, Antioxydantien, Füllstoffen, flammwidrigmachenden Mitteln, Weichmachern und Treibmitteln gemischt. Die Latexmischung wird beispielsweise durch Kühren oder Schlagen oder durch Zumischen von Luft oder Gas in die Mischung oder durch Bi 1 — dung eines Gases in situ im Latex verschäumt. Ein Gelbildungsmittel kann dem Comonomeren zugesetzt werden, um den Schaumstoff zum Erstarren zu bringen, oder ein Wärmesensibilisator, kann zugesetzt werden, um Gelbildung des Schaumstoffs zu verursachen, wenn er erhitzt wird, oder die Gelbildung kann bewirkt werden, indem in einer solchen Weise getrocknet wird, daß die Blasen während des Trocknens des Schaums nicht zusammenfallen.
Der Schaumstoff wird auf einem Stoff, Trennpapier oder auf einer anderen geeigneten Unterlage ausgebreitet und der Erstarrung durch Verwendung eines chemischen Gelbildungsmittels, durch Gefrieren oder durch Erhitzen unter Bildung eines Schaumstoffs in der irreversiblen Gelform überlassen. Der Schaumstoff in der Gelform wird dann bei etwa 100 bis 120°C getrocknet und vulkanisiert.
Beliebige Vulkanisationsmittel, z.B. Zinkoxyd oder Magnesiumoxyd, sind geeignet. Als Gelbildungsmittel eignen sich beispielsweise Alkalisilicofluoride, Ammoniumnitrat und Polyvinylmethyläther. Geeignete Weichmacher sind beispielsweise Petrolatum und andere Wachse. Als Hilfsstoffe zum Ausschäumen eignen sich beispielsweise gewöhnliche Seifen, Natriumlaurylsulfat, Kokosnußöl-Alkanolamide und Ammoniumstearat. Typische Füllstoffe sind beispielsweise Aluminiumsilicate, Aluminiumoxyde, und Titandioxyd. Als flammwidrigmachende Mittel sind beispielsweise Verbindungen geeignet, z.B. Antimontrioxyd, von denen bekannt ist,
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•daß sie aemeinsam mit haloqenierten.
synergistisch wirken.
Ein Polychloroprenschaumstoff bietet bereits als dünne Schicht sowohl dem Bezugsstoff als auch dem Polster einen überraschend wirksamen Schutz gegen Schädigung durch Brand. Dies ist auf eine örtliche Kohlebildung aus dem Polychloropren-Schaumstoff im Bereich der FeuerquelIe zurückzuführen. Diese Kohle wird seihst durch Feuer unter den Prüfbedingungen nicht verzehrt (der Brand pflanzt sich nicht fort). Ferner hat sie durch Bildung von Wasser bei höheren Temperaturen eine Kühlwirkung, die verhindert, daß der Stoff selbst sich entzündet. Die Kohle ist ein guter Wärmeisolator und verhindert in dieser Weise, daß das darunter befindliche Polster eine Temperatur erreicht, bei der es sich verflüchtigen würde. Beispielsweise würde bei einer Temperatur von etwa 500°C an der Berührungsstelle mit einer Feuerquelle die Temperatur unter der Schicht des verkohlten Polychloroprens normalerweise etwa 3üO°C nicht überschreiten. Um ihre Funktion zu erfüllen, muß die Kohle genügende strukturelle Unversehrtheit aufweisen, d.h. sie muß in der Lage sein, ihr Eigengewicht sowie das Gewicht des schmelzenden Stoffs, der darin aufgenommen wird, zu tragen.
Außer im Zigarettentest, z.B. bei dem vorstehend genannten California-Polstermöbeltest, bewährten sich die erfindungsgemäßen werkstoffe, die Polychloropren-Schaumstoff enthalten, bemerkenswert gut bei dem "Radiant Panel Test" ASTM E 162-67, der so angelegt ist, daß er die Flammfestigkeit in der Umgebung eines großen Brandes erkennen läßt. Diese Ergebnisse sind bemerkenswert, weil bekannte "flammfeste" oder "flammwidrige" Werkstoffe den Zigarettentest bestanden, jedoch beim "Radiant Panel Test" völlig versagten oder sich beim Radiant Panel Test gut verhielten, aber den Zigarettentest nicht bestanden. Ferner wurden die ausgezeichneten Ergebnisse im vorliegenden Fall für Werk-
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stoffe erzielt, bei denen äußerst leicht entflammbare Stoffe (z.B. aus Baumwolle oder Reyon) ohne jede "feuerfestmachende" Behandlung der Stoffe selbst verwendet wurden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. In diesen Beispielen beziehen sich alle Teile, Mengenverhältnisse und Prozentsätze auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.
Prüfmethoden
1) Modifizierter California-Test zur Prüfung der Flamm-
widriakpit von Polstermöbeln
Dieser Test wird in Technical Information Bulletin Nr.116, State of California Department of Consumer Affairs, Bureau of Hörne Furnishings, Sacramento, California, Mai 1974, beschrieben. Er schreibt vor, daß brennende Zigaretten auf eine glatte Fläche des zu prüfenden Möbelstücks gelegt und in verschiedene andere Stellen einschließlich des Sitzpolsters und der gepolsterten Rückenlehne gesteckt werden. Während der Test die Prüfung an tatsächlichen fertigen Polstermöbeln vorschreibt, wurden die in den folgenden Beispielen beschriebenen Prüfungen an Atrappen von Polstermöbeln durchgeführt.
en Die waagerechten Prüfkörper bestand aus einer nominell 5 cm dicken Watteschicht, die mit einem 20 χ 20 cm großen Stück Stoff bedeckt war. Die senkrechten Prüfkörper bestanden aus Sperrholzunterlagen mit einer nominell 5 cm dicken Watteschicht, auf die ein 30 χ 30 cm großes Probestück des Stoffs folgte, der straff über die Oberfläche gespannt, um die Kanten gelegt und an die Rückseite geklammert war.
Ein Polstermöbelstück erfüllt nicht die Anforderungen des Tests wenn
1) offensichtliche Verbrennung unter Flammenentwicklung stattfindet und
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2) eine verkohlte Stelle mehr als 5 cm von der Zigarette, gemessen von ihrer nächsten Spitze, auftritt.
2) ASTM E 162-67: Oberflächen-Entflammbarkeitstest unter Verwendung einer StrahlungswärmeenerqiequelIe
Bei dieser Prüfung (in.dieser Beschreibung zuweilen als "Radiant Panel Test" bezeichnet) wird eine Strahlungswärmequelle verwendet, die aus einer 305 χ 457 mm großen Platte besteht, vor der eine 152 χ 457 mm große geneigte Probe des Materials angeordnet wird. Die Probe ist so ausgerichtet, daß die Entzündung in der Nähe der Oberkante erzwungen wird und die Flamme sich nach unten fortsetzt. Ein von der Geschwindigkeit der Flammenfortpflanzung abgeleiteter Faktor wird mit einem anderen Faktor multipliziert, der mit der Geschwindigkeit, mit der Wärme von dem in der Prüfung befindlichen Material frei wird, in Beziehung steht, wobei ein Flammenausbreitungsindex erhalten wird. Je niedriger der Zahlenwert des Flammenausbreitungsindex, um so besser ist die Flamrnwidrigkeit der Probe.
. Zusammensetzung eines Ansatzes für Polychloropren-Schaumstoff .
Ein typischer Ansatz für die Herstellung eines Schaumstoffs aus Pölychloroprenlatex ist nachstehend in Tabelle I genannt.
Tabelle I Trockengewicht
Pölychloroprenlatex 100
Zinkoxyd 4
Antimontrioxyd 4
Petrolatum 2
Kokosnußöl-Alkanolamid 6
Natriumlaurylsulfat 2
Hydratisierte anorganische Verbindung 0 bis 150
VerkohlungsfördieRrKigs» ÄlLbteLj ς 0 bis 20
Die folgenden Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 veranschaulichen, daß es notwendig ist, dem Latex sowohl ein verkohlungsförderndes Mittel als auch eine hydratisierte anorganische Verbindung zuzusetzen , um -> einen Stoff und Watte in einem solchen Maße zu schützen, daß sie die Anforderungen eines Zigarettentests erfüllen. Im Falle des Beispiels 2und des Vergleichsbeispiels 4 wird außer der als Comonomeres verwendeten Methacrylsäure kein verkohlungsförderndes Mittel verwendet.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Polychloropren]^tex des Typs A wurde aus den in Tabelle 1 genannten Bestandteilen ohne Füllstoff und ohne verkohlungsförderndes Mittel hergestellt. (Die Herstellung dieses Latex Typ A erfolgte auf die in Beispiel 3 der US-PS 3 6τ9 241 beschriebene Weise.) Der Latex wurde in einem Hobart-Mischer mit einem Drahtbesen bis zu einem Raumgewicht des nassen Schaumstoffs von 0,19 g/cm geschäumt. Der Schaum wurde auf
einen Reyonplüsch mit Baumwollgrundgewebe in einer Dicke von 6,35 mm ausgebreitet. Der Schaumstoff wurde getrocknet und 2 Stunden bei 121°C ausgeheizt. Der beschichtete Stoff wurde geprüft, indem er auf eine 2,5 cm dicke Watteschicht mit einer aus Sitz und Rücken Gestehenden Stuhlimitation gelegt und die angezündete Zigarette in den Spalt zwischen Sitz und Rückenlehne gelegt. Die Hitze der Zigarette verkohlte den Stoff und den PoIychloropren-Schaumstoff. Die Verkohlung breitete sich bis zu einem Abstand von mehr als 5 cm von der Zigarette aus, und die Watte entzündete sich. Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Anforderungen des Zigarettentests.
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Vergleichsbeispiel 2
Der in Vergleichsbeispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 25 Gew.-teile Aluminiumoxydtrihydrat pro 1oo Gew.-teile Polychloropren der Mischung als hydratisierte anorganische Verbindung zugesetzt wurde. Bei der Wiederholung des vorstehend beschriebenen Zigarettentests breitete sich die verkohlte Fläche auf mehr als 5 cm von der Zigarette hinweg aus und die Hatte entzündete sich. Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Voraus-Setzungen des Tests.
Vergleichsbeispiel 3
Der in Vergleichsbeispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 15 Gew.-teile Melamin-Formaldehydharz der Latexmischung als Mittel zur Förderung der Verkohlung zugesetzt wurde. Bei der Wiederholung des oben beschriebenen Zigarettentests breitete sich die versengte Fläche auf mehr als 5 cm von der Zigarette hinweg aus und die Watte entzündete sich. Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Voraussetzungen des Zigarettentests.
Beispiel 1
Der in Vergleichsbeispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch Io Gew.-teile Melamin-Formaldehydharz als verkohlungsförderndes Mittel und 25 Gew.-teile Aluminiumoxydtrihydrat als hydratisierte anorganische Ver-
25· bindung pro 1oo Gew.-teile Polychloropren zugesetzt wurden. Bei der Wiederholung des Zigarettentests in der oben beschriebenen Weise breitete sich die versengte Stelle auf weniger als 1,25 cm von der Zigarette hinweg aus und die Watte entzündete sich nicht. Das Verbundmaterial erfüllte somit die Voraussetzungen des Zigarettentests.
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Verqleichsbeispiel 4
Ein Polychloroprenlatex des Typs B wurde aus den in Tabelle I genannten Beistandteilen ohne Füllstoff oder zusätzliches verkohlungsforderndes Mittel hergestellt. (Der Latex des Typs B wird mit drei Teilen Methacrylsäure als Comonomeres, die als verkohlunqsforderndes Mittel wirksam ist, hergestellt.) Der Latex wurde in
einem Hobart-Mischer auf eine Dichte des nassefl Schaums o, 22 g/cm verschnumt. Der Cchaun wurde auf ^inem Plüsch mit Reyonflor auf Baumwollrückgewebe in einer Dicke von 6,3 mm ausgebreitet. Der Schaumstoff wurde getrocknet und 2 Std. bei 1210C ausgeheizt. Bei der Durchführung des Zigarettentests in der oben beschriebenen Weise über einer Watteschicht von 2,5 cm Dicke breitete sich die versengte Fläche des Stoffs auf mehr als 5 cm von der Zigarette hinweg aus und die Watte entzündete sich. Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Voraussetzungen des Zigarettentests.
Beispiel ?
holt, Der in Vergleichsbeisp. 4 beschriebene Versuch wurde wieder/ wobei jedoch dem Latex 25 Teile Aluminiumoxydtrihydrat als hydratisierte anorganische Verbindung pro 100 Gew.-Teile Polychloropren zugesetzt wurden. Bei der Wiederholung des Zigarettentests in der oben beschriebenen Weise breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 1,5 cm von der Zigarette hinweg aus, und die Watte entzündete sich nicht. Das Verbundmaterial erfüllte somit die Voraussetzungen des Zigarettentests.
Vergleichsbeispiel 5 und Beispiel 3
Die in den Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 beschriebenen Versuche wurden wiederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus Polypropylenfasern anstelle des Gewebes mit Reyonflor verwendet
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wurde. Bei der Durchführunq der Ziqarettentests über einer 2,5 cm dicken Watteschicht wurde festgestellt, daß die aus dem Latex des Typs A herqestellten Schaumstoffe die Voraussetzungen des Tests nicht erfüllten, wenn nicht sowohl 10 Gew.-Teile Melamin-Formaldehydharz als auch 25 Gew.-Teile Aluminiumoxydhydrat pro IOC Teile Polychloropren zugesetzt wurden. Bei der Prüfung der aus dem Latex des Typs B hergestellten Schaumstoffe beim Ziqarettentest wurde festgestellt, daß die Verbundmaterialien die Voraussetzungen des Test nicht erfüllten, wenn nicht 25 Gew.-Teile Aluminiumoxydtrihydrat der Latexmischung zugesetzt wurden.
Die Verbesserung der Flammwirdrigkeit, die durch eine Zwischenlage aus Polychloropren-Schaumstoff bei dem Radiant Panel Test gemäß ASTM E 162-67 erzielt wird, wird durch die Beispiele 3 - 5 und Vergleichsbeispiele 6-9 veranschaulicht.
Vergleichsbeispiel 6
Ein Plüsch mit Reyonflor und Baumwollgewebe als Rücken 2o* wurde auf eine 2,5 cm dicke Glaswatteschicht gelegt. Das Verbundmaterial wurde dem Radiant Panel Test unterworfen. Der Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials betrug 204. Dies stellt die Grundzahl für diese Art von Stoff bei diesem Test dar.
Vergleichsbeispiel 7
Der gleiche Plüsch mit Reyonflor und Baumwollgewebe als Rücken wurde auf eine 2,5 crn dicke Schicht eines handelsüblichen ''nicht flammwidrigen "Polyurethan-Schaumstoff gelegt. Das Verbundmaterial wurde dem Radiant Panel Test unterworfen. Der Flarnmenausbreitunqsindex des Verbundmaterials betrug 618. Dies stellt die Grundzahl für diese Art von Stoff über einen Polyurethan-Schaumstoff dar.
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Beispiel 3
Ein Polychloroprenlatex des Typs B wurde aus den in Tabelle I genannten Bestandteilen mit 1o Gew.-teilen Melamin-Formaldehydharz als verkohlungsförderndes Mittel und 25 Gew.-teilen Aluminiumoxydtrihydrat als hydratisierter anorganischer Verbindung hergestellt. Der Latex wurde bis zu einem Raumgewicht im nassen Zustand von o,22 g/cm verschäumt und auf einen Plüsch mit Reyonflor und Baumwollrückgewebe wie in Vergleichsbeispiel 7 in einer Dicke von 6,25 mm ausgebreitet. Der Schaumstoff v/urde getrocknet und 2 Stunden bei 1210C ausgeheizt. Das beschichtete Gewebe wurde auf eine 2,5 cm dicke Schicht aus "nicht flammwidrigem" Polyurethan-Schaumstoff wie in Vergleichsbeispiel 7 gelegt. Das Verbundmaterial v/urde dem Radiant Panel Test unterworfen. Der Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials betrug 235.
Beispiel 4
Der in Beispiel 3 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 5 Gew.-Teile Melamin-Formaldehydharz und 150 Gew.-Teile Aluminiumoxydhydrat pro 100 Gew.-Teile Polychloropren verwendet wurden. Wenn der beschichtete Plüsch mit Reyonflor und Baumwollrückgewebe auf eine 2,5 cm dicke Schicht aus "nicht flammwidrigem" Polyurethan-Schaumstoff gelegt und das Verbundmaterial dem Radiant Panel Test unterworfen wurde, betrug der Flammenfortpflanzungsindex des Verbundmaterials 156. Dieser Wert für den Flammenfortpflanzungsindex war niedriger als der bei dem in Vergleichsbeispiel 6 beschriebenen Versuch erhaltene Wert, bei dem der unbeschichtete Stoff über
Glasfasern geprüft v/urde.
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Vergleichsbeispiel 8
Der in Vergleichsbeispiel 6 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus Polypropylenfasern als Stoff verwendet wurde. Beim Radiant Panel Test betrug der Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials 3o3.
Vergleichsbeispiel 9
Der in Vergleichsbeispiel 7 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus Polypropylenfasern verwendet wurde. Das Verbundmaterial hatte beim Radiant To Panel Test einen Flammenfortpflanzungsindex von 996.
Beispiel 5
Der in Beispiel 3 beschriebene Versuch wurde v/iederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus Polypropylenfasern verwendet wurde. Die Prüfung beim Radiant Panel Test ergab einen Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials von 278. Dieser Wert war niedriger als der Wert, der bei dem in. Vergleichsbeispiel 8 beschriebenen Versuch ermittelt wurde, bei dem das unbeschichtete Polypropylengewebe über Glasfasern geprüft wurde.
Die folgenden Vergleichsbeispiele 1o, 11 und 12 veranschaulichen, daß auch andere Latex-Schaumstoffe, die die Voraussetzungen des Zigarettentests erfüllen, auf Stoffe aufgebracht werden können. Diese beschichteten Stoffe bewähren sich jedoch nicht vergleichbar gut bei Prüfungen im größeren Maßstab.
Vergleichsbeispiel Io
Eine Latexmischung wurde aus dem Acrylharzlatex aus den nachstehend in Tabelle II genannten Bestandteilen hergestellt.
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Acrylharzlatex Trockengewicht
ao Zinkoxyd 100
Tabelle II Antimontrioxyd 4
Petrolatum 4
Kokonußöl-Alkanolamid "Foamole AR" 2
Natriumlaurylsulfat 6
Aluminiumoxydtrihydrat 2
Melamin-Formaldehydharz 150
5
Die Mischung wurde in einem Hobart-Mischer zu einem
3 Raumgewicht des nassen Schaums von 0,22 g/cm
verschäumt. Der Schaum wurde auf einen Plüsch mit Reyonflor und Baumwollgrundgewebe in einer Dicke von 6,25 mm ausgebreitet. Der Schaumstoff wurde getrocknet und eine Stunde bei 138°C ausgeheizt. Bei der Prüfung eines Teils des beschichteten Gewebes im Zigarettentest über Baumwollwatte breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 3,75 cm von der Zigarette hinweg aus, und die Baumwollwatte entzündete sich nicht. Wenn ein Teil des beschichteten .Stoffs auf "nicht flammwidrigen" Polyurethan-Schaumstoff gelegt und das Verbundmaterial beim "Radiant Panel Test" geprüft wurde, hatte das Material einen Flanmenfortpflanzungsindex von 749. Dieser Wert war höher als der Viert, der für das über Polyurethan ge prüfte unbeschichtete Gewebe ermittelt wurde (Vergleichsbeispiel 7). Ein Schaumstoff dieser Zusammensetzung schützte somit das Verbundmaterial beim Radiant Panel Test nicht.
Vergleichsbeispiel 11
Eine Latexmischung wurde aus dem flammfesten Polyvinyl chloridlatex und den in Tabelle III genannten Bestandteilen hergestellt.
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Tabelle III Trockengewicht
Polyvinylchloridlatex 1oo
Natriumlaurylsulfat 1,7
Monomerer Weichmacher 8,2
Ammoniumstearat 6
Tricresylphosphat 6o
Aluminiumoxydtrihydrat 15o
Melamin-Formaldehydharz 24
Diese Mischung wurde in einem Hobart-Mischer auf ein Raumgewicht von o,22 g/cm verschäumt. Der Schaum wurde auf einen Plüsch mit Reyonflor und Baumwollgrundgewebe in einer Dicke von 6,25 mm ausgebreitet. Der Schaum wurde 3o Minuten bei 9 3°C getrocknet und eine Stunde bei 132°C ausgeheizt. Wenn ein Teil des beschichteten Gewebes beim Zigarettentest über Baumwollwatte geprüft wurde, breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 3,75 cm von der Zigarette hinweg aus, und die Baumwollwatte entzündete sich nicht. Wenn ein Teil des beschichteten Gewebes über einen "nicht flammwidrigen" Polyurethan-Schaumstoff gelegt und das Verbundmaterial beim RadiantPanel Test geprüft wurde, hatte das Material einen Flammenfortpflanzungsindex von 5o7. Diese Kombination verleiht somit dem geprüften Material nur einen geringen Schutz.
Vergleichsbeispiel· 12 Ein 6,25 cm dicker Abschnitt von "fiammwidrigem" Polyurethan-Schaumstoff wurde über eine 2,5 cm dicke Baumwollwatteschicht gelegt, über diese Kombination v/urde ein Gewebe aus Polypropylenfasern gelegt (wie in der BE-PS 817 571 beschrieben). Bei der Prüfung der Kombination im Zigarettentest breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 3,75 cm von der Zigarette weg aus, so daß die Kombination die Anforderungen des Tests erfüllte.
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Ein 6,25 mm dicker Abschnitt des flammwidrigen Polyurethan-Schaumstoffs wurde über eine 2,5 cm dicke Schicht "nicht flammwidrigem" Polyurethan-Schaumstoff gelegt. Über diese Kombination wurde ein Gewebe aus Polypropylenfasern gelegt. Die Prüfung der Kombination im Radiant Panel Test ergab einen Flammfortpflanzungsindex von 1514.
Dieser Wert war höher, wenn das Gewebe über dem Polyurethan-Schaumstoff ohne die Zwischenlage aus flaminwidrigem Schaumstoff gelegt wurde (Vergleichsbeispiel 9). Der flammwidrige Polyurethan-Schäumstoff verbessert somit nicht den Schutz des Gewebes auf dem "nicht feuerwiderstandsfähigen" Polyurethan-Schaumstoff.
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Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Polster und Polsterabdeckung und damit versehene Polstermöbel stark herabgesetzter Brennbarkeit, enthaltend eine Polychloroprenschaumstoffschicht, die zwischen dem Bezugsstoff und der Polsterung eingefügt oder die Oberoder Unterseite des Bezugsstoffs oder die Außenflächen der Polsterung bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Polychloroprenschaumstoff, bezogen auf 1oo Gew,-Teile Polychloropren 5 bis 15 Gew.-Teile eines verkohlungsfordernden Mittels und 1o bis 18o Gew-Teile Aluminiumoxidhydrat oder einer anderen hydratisierten organischen Verbindung in einer auf das Hydratwasser bezogenen äquivalenten Menge enthält, wobei die anorganische hydratisierte Verbindung den größten Teil ihres Hydratwassers bei den Temperaturen, bei denen der Schaumstoff getrocknet und ausgeheizt wird, zurückhält, es aber bei einer Temperatur unterhalb von 5oo°C verliert, und wobei das Polychloropren ein Homopolymer des Ghloroprens oder ein Copolymer des Chloroprens mit einem anderen organischen Monomer ist, wobei das Copolymer bis 2o Gew.-% anderes organisches Monomer, bezogen auf das Gesamtpolymer, enthält, wobei, wenn das andere Monomer Acrylnitril ist, der Anteil des Copolymergewichts, den die Nitrilgruppen beitragen, 2 bis 2o % beträgt, mit der Maßgabe, daß, wenn das Polychloropren ein Copolymer von Chloropren mit Acrylnitril oder einer cK,ß-ungesättigten Carbonsäure ist, das verkohlungsfordernde Mittel abwesend sein kann.
    ORlGtMAL INSPECTED
DE2659886A 1975-04-29 1976-04-26 Polster und Polsterabdeckung und damit versehene Polstermöbel stark herabgesetzter Brennbarkeit, enthaltend eine Polychloroprenschaumstoffschicht, die ein verkohlungsförderndes Mittel und eine hydratisierte anorganische Verbindung enthält Expired DE2659886C3 (de)

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