[0001] Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines elastischen, feuerhemmenden Faserverbundmaterials
für Polsterungen und Raumauskleidungen.
[0002] Zur feuerhemmenden Ausrüstung von Polsterungen bzw. Polstermaterialien ist es bereits
bekannt, die eingesetzten Textilmaterialien mit flammschützenden und/oder feuerhemmenden
Appreturen auszurüsten. Dies hat bei den heutzutage üblicherweise verwendeten Deckstoffen
auf der Grundlage von synthetischen organischen Fasern, wie Polyesterfasern, Polyamidfasern
etc. nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt. Darüber hinaus ergibt sich keine
ausreichende Feuerhemmung dann, wenn die unter dem Deckgewebe vorliegenden Polstermatieralien
nicht ebenfalls feuerfest oder flammhemmend ausgerüstet sind.
[0003] Es ist bereits bekannt, als flexible Hitze- und Feuerschutzmaterialien Gewebe auf
Basis von Asbestfasern einzusetzen. Bei diesen Materialien wird die Feuerfestigkeit
durch die Anwendung der nichtbrennbaren und auch bei thermischer Belastung sehr feste
Asbestfasern erreicht. In vielen Fällen wurden bei der Herstellung von Garnen bzw.
Geweben auf Asbestfasergrundlage auch organische Fasern zugemischt. Hierdurch ist
es möglich geworden, auch feine Gewebe mit einem Flächengewicht von etwa 500 g/m²
herzustellen. Die Zumischung von organischen Fasermaterialien wie Baumwolle oder Zellwolle
hat dazu geführt, daß im Brandfall eine Verkokung dieser Materalien erfolgt, so daß
an der Oberfläche eine Verkrustung entsteht, die ebenfalls den Feuerschutz unterstützt.
[0004] Da aufgrund von Gesundheitsaspekten aber auch aus Gründen der Beschaffung von Asbestfasern
dieses Material zukünftig für diese Zwecke nicht mehr in Frage kommt, sind asbestfreie
Schutz- und Abdeckmatten als Hitze- und Feuerschutzmaterialien auf der Grundlage
von hochfesten Aramidfasern in Verbindung mit Kohlenstoffasern (voroxidierten Polyarylnitrilfasern)
entwickelt worden, aus welchen Fasern nach herkömmlichen Verarbeitungsmethoden Garne
und anschließend Gewebe hergestellt wurden (siehe Chemiefasern/Textilindustrie, 37./89.
Jahrgang (1987) T 60). Es ist auch bereits bekannt, als Interlinergewebe für Flugzeugsitze
Gewebe oder Gestricke aus Aramidfasern gegebenenfalls in Kombination mit Karbonfasern
einzusetzen (Chemiefasern/Textilindustrie, 37./89. Jahrgang (1987) T 62). Der Nachteil
dieser Produkte bei Feuereinwirkung besteht darin, daß durch die kompakte Verbindung
der einzelnen Faserkomponenten keine allzu große thermische Belastbarkeit möglich
ist, was sich insbesondere dann bemerkbar macht, wenn wegen zu größer Hitzeeinwirkung
auch geschmolzene Metallspritzer auf das Material auftreffen. Durch die verhältnismaßig
hohe Dichte, in der das Fasermaterial angeordnet ist, ergibt sich weiterhin eine rasche
Weiterleitung der Wärme und damit eine Zerstörung der benachbarten organischen Fasermaterialien.
[0005] Von der Anmelderin sind bereits Schutz- und Abdeckmatten entwickelt worden für den
universellen Einsatz als Arbeits- und Hitzeschutz bei Schweiß- und Trennarbeiten,
für Abdeckungen und zur gezielten Temperaturregelung zu bearbeitender heißer Teile.
Diese Schutz- und Abdeckmatten umfassen ein nichtentflammbares Faservlies, welches
mit einem Gittergewebe aus glasfaser- oder metall-verstärkten Spezialgarnen verbunden
ist.
[0006] Es hat sich nunmehr überraschenderweise gezeigt, daß in bestimmter Weise aufgebaute,
elastische feuerhemmende Faserverbundmaterialien dieser Art, nämlich solche mit einem
fest mit einem Trägergewebe verbundenen dichten Faservlies, welches Kohlenstoffasern,
namentlich Karbonfasern oder voroxidierte Polyacrylnitrilfasern, oder eine homogene
Mischung aus hochfesten organischen Fasern und thermisch stabilen Fasern enthält,
sich hervorragend als Polsterauflage von gepolsterten Möbeln und als Polsterunterlage
von Raumauskleidungen eignen, wobei sie sich besonders vorteilhaft als Brandschutzzwischenlagen
bzw. -unterlagen für Sitze bzw. Wandbespannungen von Fahrzeugen, insbesondere von
Flugzeugen erwiesen haben, weil die hierfür normalerweise eingesetzten Deckstoffe
bzw. Polsterunterlagen nicht dazu geeignet waren, die erforderliche Hitzebeständigkeit
und Feuerfestigkeit sicherzustellen. In diesen Fallen übernimmt daß sogenannte Deckgewebe
den mechanischen Schutz. Dieses Deckgewebe, daß in der Regel aus synthetischen Fasern,
wie Polyesterfasern besteht, besitzt den Nachteil, daß es bei Hitzeeinwirkung schmilzt
und leicht brennt und damit dar darunterliegende Polstermaterial, welches in der Regel
aus Kunststoffschaum besteht, ebenfalls nicht vor einer Brandeinwirkung zu schützen
vermag. Dies ist natürlich in geschlossenen Räumen, wie beispielsweise in Flugzeugkabinen,
im Brandfalle von verheerender Wirkung. Hier vermittelt nun das angegebene Faserverbundmaterial
einen hervorragenden Feuerschutz in Form eines sogenannten Fire-Blockers, da im Brandfalle
das abschmelzende Material durch das hohe Abstützvermögen der Zwischenlage aus diesem
Faserverbundmaterial übernommen wird. Durch die Fixierung des Faservlieses auf dem
Tragergewebe wird erreicht, daß auch bei Dauerbelastung kein Zusammenschieben der
Faserkomponenten erfolgt. Aufgrund der Elastizität und Flexibilität dieses feuerhemmenden
Faserverbundmaterials lassen sich hervorragende Eigenschaften im Hinblick auf die
Abnutzung und die Gebrauchstüchtigkeit erreichen und beliebig geformte Polsterkerne,
wie jene von Kopfstützen und Armlehnen ohne weiteres formschlüssig bedecken. Gegenstand
der Erfindung ist daher die Verwendung gemäß Hauptanspruch. Ge genstand der Unteransprüche
sind bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.
[0007] Die Erfindung betrifft somit die Verwendung eines elastischen, feuerhemmenden Faserverbundmaterials
mit einem fest mit einem Trägergewebe verbundenen dichten Faservlies, enthaltend Kohlenstoffasern
oder eine homogene Mischung aus hochfesten organischen Fasern und thermisch stabilen
Fasern, als Polsterauflage von gepolsterten Möbeln und/oder als Polsterunterlage
von Raumauskleidungen. Mit besonderem Vorteil setzt man dieses Faserverbundmaterial
als den Polsterkern umgebende Polsterauflage von Sitzen und/oder als Polsterunterlage
von Wandbespannungen von Fahrzeugen, insbesondere von Flugzeugen, Kraftfahrzeugen,
Eisenbahnabteils und dergleichen ein.
[0008] Als Kohlenstoffasern können in dem Faservlies Kohlenstoffasern, Carbonfasern, Graphitfasern
enthalten sein. Mit besonderem Vorteil verwendet man ein Faserverbundmaterial, welches
als hochfeste organische Fasern Aramidfasern, beispielsweise Kevlarfasern oder Nomex-Fasern,
voroxidierte Polyacrylnitrilfasern, Carbonfasern und/oder Graphitfasern enthält.
[0009] Als thermisch stabile Fasern enthält das Faservlies des erfindungsgemäß verwendeten
Faserverbundmaterials anorganische oder organische Fasermaterialien, wie Glasfasern,
Keramikfasern, Steinwolle, Basaltwolle oder Kohlenstofffasern, Carbonfasern, Graphitfasern,
Polybenzimidfasern und/oder Phenolharzfasern, welche zusammen mit den hochfesten organischen
Fasern, wie sie oben angesprochen wurden, ein Faservlies ergeben, welches temperaturbeständig
und hitzedämmend, bruch- und reißfest ist und dennoch flexibel verformbar ist, so
daß es ein- oder mehrfach gefaltet werden kann und sich ohne weiteres auch an komplizierter
geformte Polsterunterlagen anpaßt.
[0010] Das Faservlies des erfindungsgemäß verwendeten Faserverbundmaterials kann weiterhin
zusätzliche Bestandteile enthalten, beispielsweise Stahlfasern zur Verhinderung der
statischen Aufladung oder Schmelzfasern (PM) die ein Verschmelzen mit den Fasern
des Faservlieses bzw. des Faservlieses mit dem Trägergewebe und damit eine weitere
Verbesserung der Festigkeit des Faserverbundmaterials bewirken.
[0011] Mit besonderem Vorteil liegt das Faservlies des erfindungsgemäß verwendeten Faserverbundmaterials
in Form einer gleichmäßig dichten, homogenen Mischung vor, die 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugter
20 bis 40 Gew.-% der hochfesten organischen Fasern bzw. Kohlenstoffasern und 90 bis
50 Gew.-%, bevorzugter 80 bis 60 Gew.-% der thermisch stabilen Fasern enthält, wobei
diese beiden Faserarten auch in Form von Mischungen unterschiedlicher Fasern dieser
Art vorliegen können. Darüber hinaus kann das Faservlies neben den oben bereits angesprochenen
weiteren Fasern auch Flammschutzmittel etc. enthalten.
[0012] Die Fasern des Faservlieses besitzen vorzugsweise einen Titer von 1 bis 5, bevorzugter
1,7 bis 3,3 Dezitex und eine Faserlänge von 20 bis 100 mm, vorzugsweise 40 bis 60
mm.
[0013] Das Faservlies kann in einer Dicke von 1 bis 10 mm, vorzugsweise von 2 bis 5 mm aufweisen
und ein Flächengwicht von 50 bis 750, bevorzugter von 100 bis 150 g/m² besitzen.
[0014] Als Trägergewebe enthält das erfindungsgemäß eingesetzte Faserverbundmatrial vorzugsweise
ein Gittergewebe oder ein Geflecht aus Glasfasern, Aramidfasern und/oder Metallfasern
bzw. Metalldrähten, welches sicherstellt, daß das weiche und geschmeidige, gleichmäßig
dichte Faservlies sich auch bei der Verwendung in der Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes
nicht verformt oder verschiebt. Die Fixierung des Faservlieses mit dem Trägergewebe
kann mechanisch, chemisch oder thermisch erfolgen, beispielsweise durch Nadeln, durch
Verkleben oder durch Verschmelzen.
[0015] Das Trägergewebe des Faserverbundmaterials kann eine Maschenweite von 2 bis 20 mm
bevorzugter von 5 bis 10 mm aufweisen.
[0016] Das erfindungsgemäß verwendete Faserverbundmaterial besitzt vorzugsweise ein Flächengewicht
von 200 bis 1000 g/m², noch bevorzugter von 200 bis 600 g/m².
[0017] Das erfindungsgemäß eingesetzte elastische, feuerhemmende Faserverbundmaterial läßt
sich in der Weise herstellen, daß man zunächst die für das Faservlies bestimmten
Fasern in einem Mischprozeß homogen vermengt. Anschließend erfolgt die Ausrichtung
der Fasern mit Hilfe eines Krempelprozesses, wonach ein feines Vlies der gewünschten
Dicke erzeugt wird.
[0018] Das gebildete Faservlies wird vorzugsweise durch Nadeln mit einem Glasgittergewebe
bzw. einem Metalldrahtgittergewebe verbunden. Dabei werden die einzelnen Fasern in
eine dreidimensionale Anordnung gebracht. Hierdurch ergibt sich ein leichtes, flexibles
Faserverbundmaterial, welches bei sehr geringem Gewicht eine hohe Hitze- und Feuerzchutzwirkung
entfaltet.
[0019] Bei der erfindungsgemäßen Verwendung wird dieses Faserverbundmaterial in der gewünschten
Schichtstärke auf die Polsterung beispielsweise eines Flugzeugsitzes aufgebracht und
dann mit dem üblichen Deckstoff überdeckt. Es hat sich gezeigt, daß in dieser Weise
aufgebaute Polsterungen die Flammschutzerfordernisse erfüllen, die für Flugzeugsitze
eingehalten werden müssen (Flammability Requirements for Aircraft Seat Cushions (14
CFR Part 25 Amendment No. 59) FAR 25.853c, F II and Advisory Circular (February 10,
1986).
[0020] Bei einem Flugzeugsitzmaterial auf der Grundlage eines Polsterschaums mit einem Raumgewicht
von 47 kg/m³, dem erfindungsgemäß verwendeten Faserverbundmaterial mit einem Flächengewicht
von 215 g/m² und einem Deckgewebe aus 100 Polyester mit einem Flächengewicht von 490
g/m² ergab sich bei der Flammbeständigkeitsuntersuchung ein durchschnittlicher Gewichtsverlust
von etwa 6 % bei einer Brennlänge zwischen 160 (Sitz) und 250 (Lehne) mm, wobei das
brennende Material ohne weiteres von Hand gelöscht werden konnte.
[0021] Bei einer Hitzebeanspruchung des erfindungsgemäß eingesetzten Faserverbundmaterials
werden zunächst die äußersten Faserschichten angegriffen und zum Teil verkokt. Dadurch,
daß das Untermaterial sehr elastisch und feinporig ist, splittert die Oberschicht
nicht, wie bei anderen Materialien, ab, sondern verbindet sich mit dem Grundmaterial
und bildet durch seine verkrustete Struktur einen Hitzeschild. Das Material bleibt
dadurch insgesamt gesehen temperaturbeständig und hitzedämmend, ist bruch- und reißfest
und auch nach einer Hitzebeanspruchung noch flexibel.
[0022] Aufgrund der guten Wärme- bzw. Hitzeabschottung durch die Faservliesschicht wird
auch bei höchster Belastung das Trägergewebe von einer Temperaturbelastung weitgehend
ausgeschlossen und vermag seine Aufgabe als Festigkeitsträger daher ohne weiteres
beizubehalten. Für besonders hohe Beanspruchungen ist erfindungsgemäß mit Vorteil
die Verwendung eines Trägergewebes in Form eines feinen Metalldrahtgitters möglich.
Im allgemeinen reicht jedoch die Verwendung eines Trägergewebes in Form eines Glasgittergewebes
aus, da die Oberseite, nämlich das Faservlies die Temperatur so weit abdämmt, daß
ein Schmelzen der Glasfasern verhindert wird.
1. Verwendung eines elastischen, feuerhemmenden Faserverbundmaterials mit einem fest
mit einem Trägergewebe verbundenen dichten Faservlies, enthaltend Kohlenstoffasern
oder eine homogene Mischung aus hochfesten organischen Fasern und thermisch stabilen
Fasern, als Polsterauflage von gepolsterten Möbeln und/oder als Polsterunterlagen
von Raumauskleidungen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundmaterial als Polsterauflage von Sitzen bzw. als Polsterunterlage
von Wandbespannungen von Fahrzeugen, insbesondere von Flugzeugen, eingesetzt wird.
3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundmaterial als hochfeste organische Fasern Aramidfasern, voroxidierte
Polyacrylnitrilfasern oder Karbonfasern enthält.
4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundmaterial als thermisch stabile Fasern Glasfasern, Keramikfasern,
Steinwolle, Basaltwolle, Kohlenstoffasern, Carbonfasern, Graphitfasern, Polybenzimidfasern
und/oder Phenolharzfasern enthält.
5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundmaterial als Trägergewebe ein Gittergewebe oder ein Geflecht
aus Glasfasern, Aramidfasern und/oder Metallfasern bzw. Metalldrähten umfaßt.
6. Verwendung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies als weitere Bestandteile Stahlfäsern und/oder Schmelzfasern enthält.
7. Verwendung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies des Faserverbundmaterials eine gleichmäßig dichte, homogene Mischung
aus 10 bis 50 Gew.-% hochfesten organischen Fasern und 90 bis 50 Gew.-% thermisch
stabilen Fasern enthält.
8. Verwendung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergewebe des Faserverbundmaterials eine Maschenweite vom 2 bis 20 mm
aufweist.
9. Verwendung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundmaterial ein Flächengewicht von 100 bis 1000 g/m², vorzugsweise
von 200 bis 600 g/m² besitzt.