Verfahren zur Nachbehandlung von Schaumstoffbahnen aus Polyurethanen
Schaumstoffe aus Polyurethanen finden bekanntlich für die verschiedensten Zwecke Verwendung, und es ist erwünscht, deren Eigenschaftenr den jeweiligen Verwendungszwecken anzupassen, z. B. dem Schaumstoff eine weichere Struktur zu geben. Es ist ein Verfahren bekannt, um Schaumstoffe aus Polyurethanen durch eine Nachbehandllung mit alkalischen oder sauren Bädern, insbesondere mit Alkalilauge, abzubauen und sie dabei weich zu machen. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass es sehr schwierig ist, danach einen gleichmässig abgebauten Schaumstoff zu erhalten.
Es wurde nun eine Methode gefunden, die es gestattet, den Abbau von Polyurethanschaumstoffen mittels Natronlauge genau zu kontrollieren und einen gleichmässig luftdurchlässigen und weichen Schaumstoff zu erhalten. Die vorliegende Erfindung betrifft dementsprechend ein Verfahren zur Nachbehandlung von Schaumstoffbahnen aus Polyurethanen mit Natronlauge, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaumstoffbahnen auf eine perforierte, um ihre Längsachse dlrehbare Trommel aufgewickelt und unter Rotation der Trommel der Einwirkung von Natronlauge mit einer Konzentration von 8-300 Be unterworfen werden, hierauf zwecks Entlaugung der Schaumstoffbahn Wasser durch die Achse der Trommel in deren Inneres geleitet nnd die Trommel in rasche Umdrehung g versetzt wird,
wobei das Wasser in radialer Richtung durch die Schaumstofflagen nach aussen gepresst wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch eine Imprägniervorrichtung, eine in einem geschlossenen Gehäuse angeordnete, perforierte, um ihre Längsachse drehbare Trommel, welche auf einer gleichfalls perforierten Hohlwelle sitzt, die wahlweise mit Natronlauge oder Wasser beschickbar ist, und durch einen Motor, mittels welchem die Trommel in Rotation versetzbar ist.
Für die erfindungsgemässe Behandlung kann insbesondere Natronlauge von etwa 15-200 Be, verwendet werden. Die Schaumstoffbahn wird zweck mässig vor der Aufwicklung auf ! die Trommel mit der Natronlauge imprägniert und gegebenenfalls abgepresst. Die Schaumstoffbahn kann aber auch in trockenem Zustand auf die Trommel aufgewickelt, alsdann die Natronlauge in das Innere der Trommel geleitet und in radialer Richtung durch die Lagen der aufgewickelten Schaumstoffbahn gepresst werden.
Zwecks Hindurchpressens der Lauge durch die aufgewickelte Schaumstoffbahn kann man die Trommel mit etwa 100-200 U./min rotieren lassen. Die Einwirkung der Natronlauge kann bei Raumtemperaturen zwischen 15 und 250 C erfolgen, wobei man die Trommel in der Regel langsamer, d. h. mit etwa 15-20 U./rr1in, rotieren lässt ; die Laugeneinwirkungsdlauer beträgt in diesem Falle etwa 1-2 Stunden. Die Lau geneinwirkung kann aber auch bei erhöhter Temperatur von etwa 60-80 C erfolgen, wobei man in der Regel mit einer kürzeren Einwirkungsdauer auskommt.
In der Zeichnung ist ein Ausführtingsbeispiel dler Vorrichtong zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt'.
Fig. 1 zeigt in Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Vorrichtung zur Imprägnierung der Schaumstoffbahn mit dier Natronlauge.
Fig. 2 zeigt im Mittellängschnitt die bewickelte perforierte Trommel.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Einrichtung zur Durchführung der Laugenbehandlung bzw. dies Ent iaugungsprozesses in perspektivischer Darstellung.
Gemäss Fig. 1 weist die Anlage einen Trog 3 auf, in dessen unterem Teil zwei parallele Rollen 2 dreh bar gelagert sind. Diesen sind drei zu ihnen parallele über dem die Natronlauge enthaltenden Trog 3 anw geordnete Rollen 2 derart zugeordnet, dass die zu behandelnde Schaumstoffbahn 1 in aufeinanderfol genden Schlingen abwechseln, d von oben nach unten und unten nach oben durch den Trog 3 laufend hindurchführbar ist. Nach der Imprägnierung gelangt die Schaumstoffbahn 1 über ein oberhalb des Troges 3 befindliches Walzenpaar 4, mit dessen Hilfe sie abgequetscht wird, auf eine gemäss Fig. 2 mit perforiertem Mantel versehene Trommel 5, auf welche sie breit aufgewickelt wird.
Die Trommel 5 hat einen Durchmesser von etwa 50 cm und weist ausser dem perforierten Mantel eine zentrale perforierte Hohlwelle 6 auf.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist am einen Ende der Hohlwelle 6 ein in Längsrichtung durchbohrter Wellenzapfen 7 angebracht, der gemäss Fig. 3 mit einer Rohrleitung 11 für die Zufuhr von Alkalilauge oder Wasser verbunden ist. Am anderen Ende der Hohlwelle 6 ist ein mit einer Antriebswelle versehener Wellenzapfen 8 angebracht, wobei die Welle, wie aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, mit Hilfe eines Elektromotors 9 mittels eines schematisch angedeuteten Kettenantriebes 10 in Rotation versetzt wird.
Die Trommel 5 ist ferner in einem geschlossenen Gehäuse, bestehend aus einem Trog 12 und : einem abnehmbaren Deckel 14, angeordnet, wobei mittels des Hahns 13 das Entlaugungswasser abgelassen werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert:
Beispiel 1
Eine Polyurethanschaumstoffbahn von etwa 3 mm Dicke wird mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bei geringster Spannung mit Natronlauge von 18-20 Be imprägniert und auf 60 % abgequetscht. Es ist darauf zu achten, dass ein gleichmässiger Abquetscheffekt vorhanden ist, da sonst die Schaumstoffbahn ungleichmässig abgebaut wird. Danach wird die Schaumstoffbahn auf die in Fig. 2 dargestellte perforierte Trommel gleichmässig aufgewickelt.
Die bewickelte Trommel wird sodann in langsame Rotation von etwa 20 U./min versetzt, wobei man die Natronlauge bei Raumtemperatur von etwa 15-20 C während 1¸ bis 2 Stunden auf die Schaumstoffbahn einwirken lässt ; danach ist der Abbauprozess beendet. Die Entlaubung wird so vor genommen ; dass die perforierte Trommel in raschere Rotation versetzt wird, wobei man in das Innere derselben Wasser einlaufen lässt, welches durch die Zentrifugalkraft durch alle Lagen der Schaumstoffbahn hindurch an die Oberfläche befördert und dort abgeschleudert wird.
Da es sich. bei Polynrethan- schaumstoff um ein elastisches Material handelt, das sich bei diesem Schleuderprozess dehnen kann und eventuell reissen würde, lässt man beim Aufwickeln der Schaumstoffbahn vorteilhaft ein dünnes Gewebe, zweckmässig aus synthetischem Material, mit einlaufen, so dass die einzelnen Schaumstofflagen durch das aufgewickelte Gewebe gehalten werden. Nach dem Entlaugen, das in etwa 30 Minuten beendet ist und mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa
120 U./min vorgenommen wird, steigert man die Umdrehunggszahl auf etwa 150-200 U./min, um des überschüssige Wasser aus dem Schaumstoff zu entfernen. Anschliessend kann die Schaumstoffiage in einer Hänge getrocknet werden.
Man erhält so eine gleichmässig abgebaute, luftdurchlässige, weiche Sch aumstoffbahn, deren Gewichtsverlust gegenüber dem Ausgangsmaterial etwa 30-40 % beträgt.
Beispiel 2
Eine Polyurethanschaumstoffbahn wird wie in Beispiel 1 beschrieben mit Natronlauge imprägniert, abgequetscht und auf die perforierte Trommel 5 aufgewickelt. Die bewickelte Trommel wird sodann in langsame Rotation von etwa 20 U./min versetzt, und gleichzeitig wird in das Gehäuse 12 Warmluft von etwa 700 C eingeleitet. Man lässt die Natronlauge etwa 1/2 Stunde einwirken, worauf wie in Beispiel 1 beschrieben die Entlaugung und Trocknung durchgeführt wird. Man erhält wiederum eine gleichmässig abgebaute, weiche Schaumstoffbahn.
Beispiel 3
Eine Polyurethanschaumstoffbahn wird in trokkenem Zustand auf die perforierte Trommel 5 aufgewickelt, worauf man die letztere mit etwa
150 U./min rotieren lässt und während etwa 5 min Natronlauge von 100 Be in das Innere der Trommel pumpt, welche in radialer Richtung durch die Schaumstoffbahn n gepresst wird. Darauf lässt man die Trommel mit einer Geschwindigkeit von 20 U./min rotieren und die Lauge während etwa 1 Stunden auf die Schaumstoffbahn einwirken. Schliesslich wird, wie in Beispiel 1 erläutert wurde, die Entlaubung und Trocknung durchgeführt. Die so erhaltene, gleichmässig abgebaute Schaumstoffbahn weist gegenüber dem Ausgangsmaterial ein Gewichtsverlust von etwa 2030% auf.
Process for the aftertreatment of foam sheets made of polyurethane
Polyurethane foams are known to be used for a wide variety of purposes, and it is desirable to adapt their properties to the respective purposes, e.g. B. to give the foam a softer structure. A method is known for breaking down foams made of polyurethanes by aftertreatment with alkaline or acidic baths, in particular with alkali lye, and thereby making them soft. However, the method has the disadvantage that it is very difficult to obtain a foam that has broken down evenly afterwards.
A method has now been found which makes it possible to precisely control the degradation of polyurethane foams by means of sodium hydroxide solution and to obtain a soft foam that is uniformly air-permeable. The present invention accordingly relates to a method for the aftertreatment of foam webs made of polyurethanes with sodium hydroxide solution, which is characterized in that the foam webs are wound onto a perforated drum rotatable about its longitudinal axis and exposed to the action of sodium hydroxide solution with a concentration of 8-300 while the drum is rotating Be subjected, then, for the purpose of leaching the foam web, water is passed through the axis of the drum inside the drum and the drum is set in rapid rotation g,
whereby the water is pressed outwards in the radial direction through the foam layers.
The invention also relates to a system for carrying out this method, which is characterized by an impregnation device, a perforated drum which is arranged in a closed housing and rotates about its longitudinal axis, which sits on a likewise perforated hollow shaft which can be optionally charged with caustic soda or water, and by a motor by means of which the drum can be set in rotation.
Sodium hydroxide solution of about 15-200 Be can in particular be used for the treatment according to the invention. The foam sheet is expediently on before winding! the drum is impregnated with the caustic soda and, if necessary, pressed. The foam web can, however, also be wound onto the drum in the dry state, after which the sodium hydroxide solution is passed into the interior of the drum and pressed in the radial direction through the layers of the wound foam web.
For the purpose of pressing the lye through the rolled-up foam sheet, the drum can be rotated at about 100-200 rpm. The action of the caustic soda can take place at room temperatures between 15 and 250 C, whereby the drum is usually slowed down, i. H. can rotate at about 15-20 rpm; The duration of the lye action in this case is about 1-2 hours. The Lau gene effect can also take place at an elevated temperature of about 60-80 C, which is usually done with a shorter exposure time.
In the drawing, an exemplary embodiment of the device for performing the method is shown schematically.
Fig. 1 shows a view, partially in section, a device for impregnating the foam sheet with dier sodium hydroxide solution.
Fig. 2 shows the wound perforated drum in central longitudinal section.
3 and 4 show the device for carrying out the lye treatment or this dehumidification process in a perspective view.
According to FIG. 1, the system has a trough 3, in the lower part of which two parallel rollers 2 are rotatably mounted. These are assigned three parallel rolls 2 arranged above the trough 3 anw containing the sodium hydroxide solution in such a way that the foam web 1 to be treated alternate in successive loops, d can be continuously passed through the trough 3 from top to bottom and bottom to top. After impregnation, the foam web 1 passes over a pair of rollers 4 located above the trough 3, with the aid of which it is squeezed, onto a drum 5 provided with a perforated jacket as shown in FIG. 2, onto which it is wound wide.
The drum 5 has a diameter of about 50 cm and, in addition to the perforated jacket, has a central perforated hollow shaft 6.
As can be seen from FIG. 2, a shaft journal 7 drilled through in the longitudinal direction is attached to one end of the hollow shaft 6, which, according to FIG. 3, is connected to a pipe 11 for the supply of alkali or water. A shaft journal 8 provided with a drive shaft is attached to the other end of the hollow shaft 6, the shaft, as can be seen from FIGS. 3 and 4, being set in rotation with the aid of an electric motor 9 by means of a schematically indicated chain drive 10.
The drum 5 is furthermore arranged in a closed housing consisting of a trough 12 and: a removable cover 14, with the tap 13 being able to drain the leaching water.
The method according to the invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments:
example 1
A polyurethane foam web about 3 mm thick is impregnated with sodium hydroxide solution of 18-20 Be using the device shown in FIG. 1 at the lowest possible tension and squeezed off to 60%. It is important to ensure that there is an even squeezing effect, as otherwise the foam sheet is broken down unevenly. Thereafter, the foam web is evenly wound onto the perforated drum shown in FIG.
The wound drum is then set in slow rotation of about 20 rpm, the sodium hydroxide solution being allowed to act on the foam web at room temperature of about 15-20 ° C. for 1¸ to 2 hours; then the degradation process is over. Defoliation is done like this; that the perforated drum is set in faster rotation, water being allowed to run into the interior of the same, which is carried by the centrifugal force through all layers of the foam web to the surface and is thrown off there.
Since it is. Polynrethane foam is an elastic material that can stretch during this centrifugal process and could possibly tear. When winding up the foam web, it is advantageous to let a thin fabric, suitably made of synthetic material, run in so that the individual foam layers pass through the wound fabric being held. After the leaching, which is completed in about 30 minutes and at a speed of about
120 rpm is made, the number of revolutions is increased to about 150-200 rpm in order to remove the excess water from the foam. The foam layer can then be dried on a slope.
In this way, a uniformly degraded, air-permeable, soft foam web is obtained, the weight loss of which is about 30-40% compared to the starting material.
Example 2
As described in Example 1, a polyurethane foam web is impregnated with sodium hydroxide solution, squeezed off and wound onto the perforated drum 5. The wound drum is then set in slow rotation of about 20 rpm, and at the same time warm air of about 700 ° C. is introduced into the housing 12. The sodium hydroxide solution is allowed to act for about 1/2 hour, after which the leaching and drying are carried out as described in Example 1. In turn, an evenly degraded, soft foam web is obtained.
Example 3
A polyurethane foam web is wound up in the dry state on the perforated drum 5, whereupon the latter with about
150 rpm and for about 5 minutes sodium hydroxide solution of 100 Be pumps into the interior of the drum, which is pressed in the radial direction through the foam web n. The drum is then allowed to rotate at a speed of 20 rpm and the lye is allowed to act on the foam sheet for about 1 hour. Finally, as explained in Example 1, defoliation and drying are carried out. The evenly degraded foam sheet obtained in this way shows a weight loss of about 2030% compared to the starting material.