CH656516A5

CH656516A5 - FLAME RETARDED MATTRESS.

Info

Publication number: CH656516A5
Application number: CH5772/82A
Authority: CH
Inventors: Ellen Weckwerth; Hermann Wetzel
Original assignee: Metzeler Schaum Gmbh
Priority date: 1981-10-10
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1986-07-15
Also published as: DE8129675U1; ES263997Y; DE3140340A1; DE3140340C2; ES263997U; ATA362782A; AT385193B

Description

Die Erfindung betrifft eine flammgeschützte Matratze mit einem Schaumstoffanteil von mindestens 50%. The invention relates to a flame-retardant mattress with a foam content of at least 50%.

Bei derartigen Schaumstoffmatratzen besteht die Gefahr, dass diese bei Kontakt mit einer offenen Flamme oder einer brennenden Zigarette zumindest weiterglimmen, was zu grösseren Schäden führen kann. Foam mattresses of this type run the risk of at least continuing to glow when they come into contact with an open flame or a burning cigarette, which can lead to greater damage.

Daher werden für bestimmte Anwendungsfälle besondere Anforderungen an die Brand- und Glimmresistenz derartiger Matratzen gestellt. Dies gilt besonders für Bereiche, in denen viele Menschen zusammenkommen, wie z.B. Hotels, Sanatorien, Krankenhäuser, Kasernen und auf Schiffen, wobei letztere besonders strenge Vorschriften bezüglich der Nichtbrennbarkeit der verwendeten Materialien aufweisen. Therefore, special requirements are placed on the fire and glow resistance of such mattresses for certain applications. This is especially true in areas where many people come together, such as Hotels, sanatoriums, hospitals, barracks and on ships, the latter having particularly strict regulations regarding the non-combustibility of the materials used.

Es sind in diesem Zusammenhang durch eine spezielle Tränkung besonders flammwidrig ausgerüstete Polyurethanschaumstoffe bekannt, die beim Kontakt mit einer offenen Flamme sofort von selbst verlöschen und nicht weiterbrennen. Derartige Schaumstoffe verlieren durch die Tränkung jedoch weitgehend ihre Elastizität und werden darüber hinaus sehr schwer, so dass sie im Grunde als Polstermaterial nicht mehr geeignet sind. In this context, special flame-retardant polyurethane foams are known which, when in contact with an open flame, immediately extinguish themselves and do not continue to burn. However, such foams largely lose their elasticity due to the impregnation and, moreover, become very heavy, so that they are basically no longer suitable as a cushioning material.

Ausgehend von der vorstehend geschilderten Problematik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine flammgeschützte Matratze zu schaffen, die einerseits eine herkömmlichen Matratzen vergleichbare Elastizität aufweist, die aber andererseits optimal flammgeschützt ist, um den erhöhten Anforderungen des eingangs geschilderten Anwendungsbereiches voll zu genügen. Based on the problems described above, the invention is therefore based on the object of creating a flame-retardant mattress which on the one hand has a comparable elasticity to conventional mattresses, but on the other hand is optimally flame-retardant in order to fully meet the increased requirements of the application area described at the beginning.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist daher erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Matratze einen elastischen Kern unter To achieve this object, the invention therefore provides that the mattress has an elastic core underneath

Verwendung eines flammhemmenden Kaltschaumes aufweist, der allseitig von einer Schicht aus einem flammwidrig ausgerüsteten Polyurethanschaum und einem ebenfalls flammwidrigen Bezugsstoff umhüllt ist. Use of a flame-retardant cold foam, which is coated on all sides by a layer of a flame-retardant polyurethane foam and a flame-retardant cover material.

Zweckmässigerweise weist dabei die Schicht aus dem flammwidrig ausgerüsteten Polyurethanschaumstoff eine Dicke von 5 — 15 mm, insbesondere 10 mm auf. The layer of flame-retardant polyurethane foam expediently has a thickness of 5-15 mm, in particular 10 mm.

Mit einem derartigen Aufbau ist sichergestellt, dass die Matratze die guten Gebrauchseigenschaften beibehält, und dass sie zusätzlich optimal flammwidrig ausgestattet ist, wie noch erläutert werden wird. Such a construction ensures that the mattress retains the good usage properties and that it is additionally optimally flame-retardant, as will be explained.

Der elastische Kern der Matratze kann dabei aus einem massiven Block aus flammhemmenden Polyether-Kalt-schaum bestehen. Bei diesem sogenannten Kaltschaum handelt es sich um einen Polyurethanschaum, dessen Polyol-Anteil primäre OH-Gruppen aufweist und daher ohne Wärmezufuhr aushärtet. Diese Schäume sind von sich aus flammhemmend, d. h. sie brennen nach Kontakt mit einer Flamme nicht frei weiter. The elastic core of the mattress can consist of a solid block of flame-retardant cold polyether foam. This so-called cold foam is a polyurethane foam, the polyol portion of which has primary OH groups and therefore cures without the addition of heat. These foams are inherently flame retardant, i.e. H. they do not continue to burn freely after contact with a flame.

Es ist aber auch möglich, dass der elastische Kern aus einem Federkorb mit einer Abdeckung aus einem flammhem-mend ausgerüsteten Filz und einer Ummantelung aus einem flammhemmenden Kaltschaum besteht. However, it is also possible for the elastic core to consist of a spring basket with a cover made of a flame-retardant felt and a covering made of a flame-retardant cold foam.

Ferner ist es zweckmässig, dass zumindest auf der Oberseite des Matratzenschaumstoffes noch eine flammgeschützte Vliesschicht angeordnet ist, um den Komfort der Matratze zu erhöhen. Furthermore, it is expedient for a flame-retardant nonwoven layer to be arranged at least on the upper side of the mattress foam in order to increase the comfort of the mattress.

Ferner kann zwischen dem flammhemmenden Kaltschaum und dem flammwidrig ausgerüsteten Polyurethanschaumstoff eine Schicht aus einem Glasgewebe angeordnet sein, um eine zusätzliche flammwidrige Trennschicht zu erhalten. Furthermore, a layer of a glass fabric can be arranged between the flame-retardant cold foam and the flame-retardant polyurethane foam in order to obtain an additional flame-retardant separating layer.

Der Polyurethanschaumstoff selbst ist flammwidrig ausgerüstet durch Behandlung mit einer Mischung aus einem carboxylgruppenhaltigen Polycloroprenlatex und Aluminiumhydroxyd und anschliessender Vernetzung des Latex mit Zinkoxyd oder Magnesiumoxyd. The polyurethane foam itself is made flame-retardant by treating it with a mixture of a carboxyl group-containing polycloroprene latex and aluminum hydroxide and then crosslinking the latex with zinc oxide or magnesium oxide.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: The structure and mode of operation of an exemplary embodiment according to the invention are explained in more detail with reference to a schematic drawing. Show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine flammgeschützte Matratze mit einem massiven Kern aus Kaltschaum und Fig. 1 shows a longitudinal section through a flame-retardant mattress with a solid core of cold foam and

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Matratze mit einem Federkern. Fig. 2 shows a longitudinal section through a mattress with a spring core.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, weist die Vollschaummatratze 1 einen massiven Kern 2 aus einem flammhemmenden Kaltschaum auf. Dieser Kern 2 ist nunmehr erfindungsgemäss mit einer Deckschicht 3 und einer Grundschicht 4 aus einem flammwidrig ausgerüsteten Polyurethanschaumstoff abgedeckt. In gleicher Weise sind auch die Stirnseiten mit entsprechenden Schichten 5 und 6 verkleidet, sowie die in diesem Schnitt nicht zu sehenden Längsseiten. Bei einer Gesamthöhe der Matratze von etwa 120 mm kann dabei der Kern 2 eine Höhe von 100 mm und die Deckschicht 3 sowie die Grundschicht 4 jeweils eine Höhe von 10 mm aufweisen. Darüber hinaus ist auf der Oberseite der Deckschicht 3 eine ebenfalls flammgeschützt ausgerüstete Vliesschicht 7 angeordnet, um den Komfort der Matratze zu erhöhen. Die gesamte Matratze, einschliesslich der Vliesschicht 7, ist dann von einem ebenfalls flammwidrig ausgerüsteten Bezugsstoff 8 umhüllt, wobei beispielsweise organisches Phosphor-Stick-stoff-Polykondensat interzellar in die Fasern und den Faserverband des Bezugsdrells 8 —unter dem Handelsnamen Proban bekannt — eingelagert ist. Dabei sind auch die verwendeten Kleber zum Verbinden der einzelnen Schaumstofflagen sowie der Nähfaden für den Bezug schwer entflammbar ausgerüstet. As can be seen from Fig. 1, the full foam mattress 1 has a solid core 2 made of a flame-retardant cold foam. This core 2 is now covered according to the invention with a cover layer 3 and a base layer 4 made of a flame-retardant polyurethane foam. In the same way, the end faces are covered with corresponding layers 5 and 6, and the long sides not visible in this section. With a total height of the mattress of approximately 120 mm, the core 2 can have a height of 100 mm and the cover layer 3 and the base layer 4 can each have a height of 10 mm. In addition, a fleece layer 7, which is also flame-retardant, is arranged on the top of the cover layer 3 in order to increase the comfort of the mattress. The entire mattress, including the nonwoven layer 7, is then encased by a likewise flame-retardant cover material 8, with organic phosphorus-nitrogen-polycondensate, for example, being intercellularly embedded in the fibers and the fiber structure of the cover drill 8 - known under the trade name Proban. The glue used to connect the individual layers of foam and the sewing thread for the cover are also flame-retardant.

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Als zusätzliche flammhemmende Schicht kann zwischen dem Kern 2 aus Kaltschaum und der oberen Deckschicht 3bzw. ggf. auch der unteren Schicht 4 ein Glasgewebe 9 eingelegt sein. As an additional flame-retardant layer between the core 2 of cold foam and the upper cover layer 3 or. a glass fabric 9 may also be inserted in the lower layer 4.

Die in Fig. 2 gezeigte Federkernmatratze 10 weist einen herkömmlichen Federkorb 11 auf, der ober- und unterseitig mit einem flammhemmend ausgerüsteten Filz 12 abgedeckt ist. Auf diesen Filz sind zunächst Deckschichten 13 und 14 und entsprechende Stirnseiten 15 und 16 aus flammhemmen-dem Kaltschaum als komfortbildender Teil der Matratze angeordnet. Diese Kaltschaumbereiche sind — wie nach dem Prinzip aus Fig. 1 — mit entsprechenden Deckschichten 17 und 18 sowie entsprechenden Stirnflächen 19 und 20 aus flammwidrig ausgerüstetem Polyurethanschaumstoff allseitig umhüllt. Auf der Oberseite der Deckschicht 17 kann dann ebenfalls eine flammgeschützte Vliesschicht 21 vorgesehen werden. Insgesamt ist diese Matratze ebenfalls mit einem flammwidrigen Bezugsstoff 22 versehen. The spring core mattress 10 shown in FIG. 2 has a conventional spring basket 11, which is covered on the top and bottom with a flame-retardant felt 12. Cover layers 13 and 14 and corresponding end faces 15 and 16 made of flame-retardant cold foam as a comfort-forming part of the mattress are first arranged on this felt. These cold foam areas are - as on the principle of FIG. 1 - covered on all sides with corresponding cover layers 17 and 18 and corresponding end faces 19 and 20 made of flame-retardant polyurethane foam. A flame-retardant nonwoven layer 21 can then also be provided on the top of the cover layer 17. Overall, this mattress is also provided with a flame-retardant cover material 22.

Zur flammwidrigen Ausrüstung des Polyurethanschaumstoffes dient im allgemeinen eine Imprägnierung mit carb-oxylgruppenhaltigen Elastomeren, die mit Zinkoxyd oder Magnesiumoxyd vernetzt werden können. Diese Latices werden dabei in Mischung mit flammhemmenden Verbindungen eingesetzt, wozu sich beispielsweise Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxydhydrat und insbesondere Aluminiumhydroxyd eignen. Impregnation with elastomers containing carboxy groups, which can be crosslinked with zinc oxide or magnesium oxide, is generally used for the flame-retardant treatment of the polyurethane foam. These latices are used in a mixture with flame-retardant compounds, for which purpose magnesium carbonate, magnesium oxide hydrate and in particular aluminum hydroxide are suitable.

Um die gestellten Anforderungen an Flammfestigkeit zu erfüllen, wird der Polyurethanschaum dann mit etwa der drei- bis vierfachen Menge (gewichtsprozentual) behandelt, wobei eine vollständige Imprägnierung am zweckmässigsten ist. Nach der Tränkung wird die im Polyurethanschaum enthaltene Feuchtigkeit durch Trocknen bei erhöhter Temperatur entfernt und das in den Polyurethanschaum eingebrachte Elastomer vernetzt. Bei carboxylgruppenhaltigen Latices, die als Vemetzer Zinkoxyd oder Magnesiumoxyd enthalten, In order to meet the requirements for flame resistance, the polyurethane foam is then treated with about three to four times the amount (by weight), a complete impregnation being most expedient. After the impregnation, the moisture contained in the polyurethane foam is removed by drying at elevated temperature and the elastomer introduced into the polyurethane foam is crosslinked. In the case of latices containing carboxyl groups and containing zinc oxide or magnesium oxide as crosslinking agents,

ergibt sich dabei der Vorteil, dass die Vernetzung des Elastomers bereits bei den für die Trocknung ausreichenden Temperaturen erfolgt, d.h. bei etwa 100 °C oder wenig darüber. The advantage here is that the elastomer is already crosslinked at the temperatures sufficient for drying, i.e. at about 100 ° C or a little above.

Mit derart flammwidrig ausgerüstetem Polyurethanschaumstoff aufgebaute Matratzen haben die strengen Brandtestmethoden beispielsweise nach dem Californa-Test 121 und dem PSA-Crib-Test No. 7 voll bestanden. Mattresses constructed with such a flame-retardant polyurethane foam have passed the stringent fire test methods, for example according to Californa Test 121 and PSA Crib Test No. 7 passed.

Nach dem California-Test wird ein einem Papierkorb ähnlicher Metallbehälter mit geknülltem Zeitungspapier gefüllt und dicht unterhalb der Matratze entzündet. Der Test gilt dabei als erfüllt, wenn in den ersten 10 min. nach dem Entflammen des Papiers ein Gewichtsverlust der Matratze von weniger als 10% zu verzeichnen ist, wenn während des Tests oberhalb der Matratze weniger als 260 °C gemessen werden, und wenn im Testraum weniger als 1.000 ppm Koh-lenmonoxyd-Konzentration auftritt. After the California test, a metal container similar to a wastepaper basket is filled with crumpled newspaper and ignited just below the mattress. The test is considered to be fulfilled if in the first 10 min. There is less than 10% loss of weight in the mattress after the paper ignites, if the test above the mattress is less than 260 ° C and the test room has less than 1,000 ppm carbon monoxide concentration.

Bei dem durchgeführten Test ergab sich ein Gewichtsverlust von weniger als 10%, der Temperaturanstieg betrug 2 °C und die CO-Konzentration 40 ppm. The test carried out showed a weight loss of less than 10%, the temperature rise was 2 ° C. and the CO concentration was 40 ppm.

Beim PSA-Crib-Test wird eine Fichtenholzkrippe definierter Grösse mit Holzwolle gefüllt, auf die Matratze gestellt und dort entzündet. Die zu erfüllenden Bedingungen sind im Grunde die gleichen wie beim California-Test. Als Testergebnis wurde dabei ebenfalls ein Gewichtsverlust von weniger als 10% und ein Temperaturanstieg von 18 °C ermittelt. In the PSA crib test, a spruce crib of a defined size is filled with wood wool, placed on the mattress and ignited there. The conditions to be met are basically the same as for the California test. As a test result, a weight loss of less than 10% and a temperature increase of 18 ° C were also determined.

Damit sind beide Tests voll erfüllt worden, wobei die ermittelten Werte weit unter den zulässigen Maximalwerten lagen. This means that both tests have been fully fulfilled, with the values determined being far below the permissible maximum values.

Durch den beschriebenen Aufbau der Matratze und die verwendeten Materialien ist also ein hoher Komfort gewährleistet, wobei gleichzeitig ein optimaler Brandschutz durch Verwendung eines von Hause aus flammhemmenden, aber hochelastischen Schaumstoffs und einer gesondert flammwidrig ausgerüsteten Schaumstoffschicht sichergestellt ist. The described structure of the mattress and the materials used ensure a high level of comfort, while at the same time ensuring optimum fire protection through the use of an inherently flame-retardant but highly elastic foam and a specially flame-retardant foam layer.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Flame-retardant mattress with a foam content of at least 50%, characterized in that the mattress (1; 10) has an elastic core (2; 11, 13-16) using a flame-retardant cold foam, which is coated on all sides with a layer of flame-retardant equipped polyurethane foam (3 - 6; 17-20) and a likewise flame-retardant cover material (8; 22) is encased.

2. Flame-retardant mattress according to claim 1, characterized in that the layer of flame-retardant polyurethane foam (3-6; 17-20) has a thickness of 5-15 mm.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Flame retardant mattress according to claim 1 and 2, characterized in that the elastic core (2) consists of a solid block of flame-retardant cold polyether foam.

4. Flame retardant mattress according to claim 1 and 2, characterized in that the elastic core of a spring basket (11) with a cover (12) made of a flame-retardant felt and a sheath

(13 - 16) consists of a flame-retardant cold foam.

5. Flame retardant mattress according to one of claims 1 to 4, characterized in that a layer (9) of glass fabric is arranged between the flame-retardant cold foam (2) and the flame-retardant polyurethane foam (3, 4).

6. Flame retardant mattress according to claim 1, characterized in that the polyurethane foam is made flame retardant by treatment with a mixture of a carboxyl group-containing polychloroprene latex and aluminum hydroxide and subsequent crosslinking of the latex with zinc oxide or magnesium oxide.