DE1227640B

DE1227640B - Process for softening foam sheets made of polyurethanes by post-treatment with alkali

Info

Publication number: DE1227640B
Application number: DEH46268A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Lorenz; Guenther Schlagenhoff
Original assignee: Heberlein and Co AG
Current assignee: Heberlein and Co AG
Priority date: 1961-07-04
Filing date: 1962-07-03
Publication date: 1966-10-27

Description

Verfahren zum Weichmachen von Schaumstoffbahnen aus Polyurethanen durch Nachbehandlung mittels Alkalilauge Schaumstoffe aus Polyurethanen finden bekanntlich für die verschiedensten Zwecke Verwendung, und es ist erwünscht, deren Eigenschaften dem jeweiligen Verwendungszweck anzupassen, z. B. dem Schaumstoff eine weichere Struktur zu geben. Es ist ein Verfahren bekannt, um Schaumstoffe aus Polyurethanen durch Nachbehandlung mittels alkalisch oder sauer reagierenden, zur Hydrolyse von Ester-und Urethangruppen befähigten Mitteln, z. B. Alkalilaugen, Sodalösung, Schwefelsäure, bis zu einer Gewichtsverminderung von etwa 10 bis 50°/o des ursprünglichen Gewichts abzubauen und sie dabei weich zu machen. Zweckmäßig soll hierbei der Schaumstoff zur Verstärkung der Wirkung des alkalischen oder sauren Bades in letzterem gewalkt, gewrungen oder wiederholt zusammengedrückt werden. Praktisch ist es jedoch auf diese Weise nicht möglich, den Schaumstoff gleichmäßig abzubauen.Process for the softening of foam sheets made of polyurethanes It is known to find foams made of polyurethanes by aftertreatment with alkali lye use for a wide variety of purposes, and it is desirable to improve their properties adapt to the respective purpose, e.g. B. the foam a softer one To give structure. A method is known to make foams from polyurethanes by post-treatment using alkaline or acidic reactants for the hydrolysis of Agents capable of ester and urethane groups, e.g. B. alkaline solutions, soda solution, sulfuric acid, up to a weight reduction of about 10 to 50% of the original weight break down and soften them in the process. The foam should expediently here milled to strengthen the effect of the alkaline or acidic bath in the latter, wrung or squeezed repeatedly. However, it is practical on this Way not possible to break down the foam evenly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren zum Weichmachen von Schaumstoffbahnen aus Polyurethanen durch Nachbehandlung mittels Alkalilauge zu schaffen, mit welchem man es genau in der Hand hat, die Einwirkung der Alkalilauge und damit den Abbau des Schaumstoffes zu kontrollieren und auf diese Weise einen gleichmäßig luftdurchlässigen und weichen Schaumstoff zu erhalten. Ferner soll das Verfahren die Entlaugung der Schaumstoffbahnen ebenfalls in gut kontrollierbarer Weise ermöglichen. The invention is based on the object of avoiding this disadvantage and a method of plasticizing foam sheets made from polyurethanes Post-treatment by means of alkali lye to create, with which it is exactly in the Hand has to the action of the alkali and thus the degradation of the foam control and in this way an evenly air-permeable and soft To obtain foam. The method is also intended to remove leach from the foam webs also allow in a well controllable manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf die perforierten Wände einer um ihre Längsachse drehbaren Trommel aufgewickelte Schaumstoffbahn unter Rotation der Trommel einer Einwirkung von Alkalilauge unterworfen wird, worauf die Laugenreste in der Schaumstoffbahn mittels Wasser ausgewaschen werden, das in das Trommelinnere eingeführt und bei raschen Umdrehungen der Trommel in radialer Richtung durch die Schaumstofflagen nach außen geschleudert wird.This object is achieved in that the on the perforated walls of a foam web wound around its longitudinal axis rotatable drum is subjected to an action of alkali with the rotation of the drum, whereupon the lye residues in the foam sheet are washed out with water that is in the inside of the drum inserted and with rapid revolutions of the drum in a radial direction Direction is thrown outwards through the foam layers.

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 Alkalilauge oder Wasser beschickbar ist und durch einen Motor, mittels welchen die Trommel in Rotation versetzbar ist. The invention also relates to a system for performing this Process, which is characterized by an impregnation device, an in arranged in a closed housing, perforated, rotatable about its longitudinal axis Drum, which sits on an equally perforated hollow shaft, which is optional can be charged with alkali or water and by a motor by means of which the drum can be set in rotation.

Für die erfindungsgemäße Behandlung wird Alkalilauge, insbesondere Natronlauge von 8 bis 300 Be, verwendet. Die Schaumstoffbahn wird zweckmäßig vor der Aufwicklung auf die Trommel in breitem Zustand mit der Alkalilauge imprägniert und gegebenenfalls abgepreßt. Die Schaumstoffbahn kann aber auch in trockenem Zustand auf die Trommel aufgewickelt, alsdann die Alkalilauge in das Innere der Trommel geleitet und in radialer Richtung durch die Lagen der aufgewickelten Schaumstoffbahn gepreßt werden. Zwecks Hindurchpressen der Lauge durch die aufgewickelte Schaumstoffbahn kann man die Trommel mit etwa 100 bis 200 U/min rotieren lassen. For the treatment according to the invention, alkali, in particular Sodium hydroxide from 8 to 300 Be is used. The foam sheet is expedient before the winding on the drum in the wide state impregnated with the alkali and if necessary pressed. However, the foam sheet can also be used in a dry state wound onto the drum, then the alkali lye into the interior of the drum guided and in the radial direction through the layers of the wound foam web be pressed. For the purpose of pressing the lye through the rolled-up foam sheet you can let the drum rotate at about 100 to 200 rpm.

Die Einwirkung der Alkalilauge kann bei Raumtemperaturen zwischen 15 bis 250 C erfolgen, wobei man die Trommel in der Regel langsamer, d. h. mit etwa 15 bis 20 Ulmin, rotieren läßt; die Laugeneinwirkungsdauer beträgt in diesem Fall etwa 1 bis 2 Stunden. Die Laugeneinwirkung kann aber auch bei erhöhter Temperatur von etwa 60 bis 800 C erfolgen, wobei man in der Regel mit einer kürzeren Einwirkungsdauer auskommt.The action of the alkali can be at room temperatures between 15 to 250 C, the drum is usually slower, d. H. with about 15 to 20 ulmin, rotated; the duration of the lye exposure is in this case about 1 to 2 hours. The lye action can also take place at elevated temperatures from about 60 to 800 C, usually with a shorter exposure time gets by.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt. In the drawing is an embodiment of the device for Implementation of the process shown schematically.

Fig. 1 zeigt in Ansicht, teilweise im Schnitt eine Vorrichtung zur Imprägnierung der Schaumstoffbahn mit Alkalilauge; Fig. 2 zeigt im Mittellängsschnitt die bewickelte perforierte Trommel; Fig. 3 und 4 zeigen die Einrichtung zur Durchführung der Laugenbehandlung bzw. des Entlaugungsprozesses in isometrischer Darstellung. Fig. 1 shows in a view, partially in section, a device for Impregnation of the foam sheet with alkali; Fig. 2 shows a central longitudinal section the wound perforated drum; Fig. 3 and 4 show the device for implementation the lye treatment or the leaching process in isometric representation.

Gemäß F i g. 1 weist die Anlage einen Trog 3 auf, in dessen unterem Teil zwei parallele Rollen 2 drehbar gelagert sind. Diesen sind drei zu ihnen parallele, über dem Alkalilauge enthalten Trog 3 angeordnete Rollen 2 derart zugeordnet, daß die zu behandelnde Schaumstoffbahn 1 in aufeinanderfolgenden Schlingen abwechselnd 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 F i g. 2 mit perforiertem Mantel versehene Trommel 5, auf welche sie breit aufgewlcke1t wird. Die Trommel-5 hat~einen Durchmesser von etwa 50 cm und weist außer dem perforierten Mantel eine zentrale perforierte Hohlwelle 6 auf. According to FIG. 1, the system has a trough 3, in the lower part Part of two parallel rollers 2 are rotatably mounted. These are three parallel to them, above the alkali contain trough 3 arranged rollers 2 assigned in such a way that the foam web 1 to be treated alternately in successive loops continuously guided through the trough 3 from top to bottom and bottom to top is. After the impregnation, the foam web 1 passes over an above the Trough 3 located roller pair 4, with the help of which it is squeezed off one according to FIG. 2 provided with a perforated jacket drum 5 on which they is woken up wide. The drum-5 has a diameter of about 50 cm and has, in addition to the perforated jacket, a central perforated hollow shaft 6.

.Wie aus F i g. 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. As shown in FIG. 2 shows, is at one end of the hollow shaft 6 a mounted in the longitudinal direction pierced shaft journal 7, which is shown in FIG. 3 with a Pipeline 11 is connected for the supply of alkali or water. At the other The end of the hollow shaft 6 is a shaft journal 8- provided with a drive shaft. attached, the shaft, as can be seen from Fig. 3 and 4, with the help of an electric motor 9 set in rotation by means of a schematically indicated chain drive 10 will.

Die Trommel 5 ist ferner in einem geschlossenen Gehäuse, bestehend aus einem Trog 12 und einem abnehmbaren Deckel4, angeordnet, wobei mittels des Hahns 13 das Entlaugungswasser abgelassen werden kann.The drum 5 is also contained in a closed housing of a trough 12 and a removable lid 4, arranged, by means of the tap 13 the leaching water can be drained.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. The method according to the invention is based on the following exemplary embodiments explained in more detail.

Beispiel 1 Eine Polyurethanschaumstoffbahn von etwa 3 mm Dicke wird im breiten Zustand mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bei geringster Spannung mit Natronlauge von 18 bis 200 Be imprägniert und auf 60°/o 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 F i g. 2 dargestellte perforierte Trommel gleichmäßig aufgewickelt. Die bewickelte Trommel wird sodann in langsame Rotation von etwa 201U/min versetzt, wobei man die Alkalilauge bei Raumtemperatur von etwa 15 bis 200 C während 11/2 bis 2 Stunden auf die Schaumstoffbahn einwirken läßt; danach ist der Abbauprozeß beendet. Die Entlaugung wird so vorgenommen, 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 Polyurethanschaumstoff 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 Umdrehungszahl auf etwa 150 bis 200 U/min, um das überschüssige Wasser aus dem Schaumstoff zu entfernen. Anschließend kann die' schaumstbfliage in einer Hänge getrocknet werden. Man erhält so eine gleichmäßig abgebaute, luftdurchlässige, weiche Schaumstoffbahn, deren Gewichtsverlust gegenüber dem Ausgangsmaterial etwa 30 bis 40 O/o beträgt. Example 1 A polyurethane foam sheet about 3 mm thick is used in the wide state with the device shown in Fig. 1 with the lowest tension Impregnated with sodium hydroxide solution of 18 to 200 Be and squeezed off to 60%. It is make sure that there is an even squeezing effect, otherwise the foam sheet is broken down unevenly. After that, the foam sheet on the in F i g. 2 perforated drum shown wound evenly. the The wound drum is then set in slow rotation of about 201 rpm, wherein the alkali at room temperature of about 15 to 200 C during 11/2 leaves to act on the foam sheet for up to 2 hours; after that is the degradation process completed. The leaching is done so that the perforated drum in faster Rotation is set, whereby water is allowed to run into the interior of the same, which through the centrifugal force through all layers of the foam sheet is carried to the surface and thrown off there. As it is with polyurethane foam is an elastic material that will stretch during this centrifugal process can and would possibly tear, it is advantageous to leave it when the foam web is wound up a thin fabric, expediently made of synthetic material, with shrink, so that the individual foam layers are held by the wound fabric. To the leaching, which is completed in about 30 minutes and at a speed of rotation of about 120 rpm is carried out, the number of revolutions is increased to about 150 up to 200 rpm to remove the excess water from the foam remove. Afterward the foam layer can be dried on a slope. So you get one evenly degraded, air-permeable, soft foam sheet, the weight loss compared to the starting material is about 30 to 40%.

Beispiel 2 Eine Polyurethanschaumstoffbahn wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit Natronlauge imprägniert, abgequetscht und auf die perforierte Trommel 5 aufgewickelt. Die bewickelte Trommel wird sodann in langsame Rotation von etwa 10 U/min versetzt, und gleichzeitig wird in das Gehäuse 12 Warmluft von etwa 700 C eingeleitet. Man läßt die Natronlauge etwa t/2 Stunde einwirken, worauf, wie im Beispiel 1 beschrieben, die Entlaugung und Trocknung durchgeführt wird. Man erhält wiederum eine gleichmäßig abgebaute, weiche Schaumstoffbahn. Example 2 A polyurethane foam sheet is, as in example 1, impregnated with sodium hydroxide solution, squeezed off and on the perforated Drum 5 wound up. The wound drum is then in slow rotation of about 10 rev / min, and at the same time in the housing 12 warm air from initiated about 700 C. The sodium hydroxide solution is allowed to act for about t / 2 hour, whereupon, as described in Example 1, the leaching and drying is carried out. Man in turn receives an evenly degraded, soft foam sheet.

Beispiel 3 Eine Polyurethanschaumstoffbahn wird in trockenem Zustand auf die perforierte Trommel 5 aufgewickelt, worauf man die letztere mit etwa 150 U/min rotieren läßt und während etwa 5 Minuten Natronlauge von 100 Be in das Innere der Trommel pumpt, welche in radialer Richtung durch die Schaumstoffbahn gepreßt wird. Darauf läßt man die Trommel mit einer Geschwindigkeit von 20 Ulmin rotieren und die Lauge während etwa 11/2 Stunden auf die Schaumstoffbahn einwirken. Schließlich wird, wie im Beispiel 1 erläutert wurde, die Entlaugung und Trocknung durchgeführt. Die so erhaltene gleichmäßig abgebaute Schaumstoffbahn weist gegenüber dem Ausgangsmaterial einen Gewichtsverlust von etwa 20 bis 30°/o auf. Example 3 A polyurethane foam sheet is made in the dry state wound on the perforated drum 5, whereupon the latter with about 150 Rotates rev / min and for about 5 minutes sodium hydroxide solution of 100 Be in the interior the drum pumps, which is pressed in the radial direction through the foam web will. The drum is then allowed to rotate at a speed of 20 rpm and the lye act on the foam sheet for about 11/2 hours. In the end is, as was explained in Example 1, the leaching and drying carried out. The uniformly degraded foam sheet obtained in this way faces the starting material a weight loss of about 20 to 30%.

Claims

Claims: 1. A method for softening foam sheets from polyurethanes by post-treatment with alkali lye, d a d u r c h g e -k It is noted that one on the perforated walls one about its longitudinal axis rotatable drum wound foam web with rotation of the drum of a The action of alkali lye is subjected, whereupon the lye residues in the foam sheet be washed out by means of water that is introduced into the interior of the drum and at rapid revolutions of the drum in the radial direction through the foam layers is thrown outwards.

2. The method according to claim 1, characterized in that the foam web soaked with alkali before winding on the drum and the soaked Foam web is optionally pressed before winding.

3. The method according to claim 1, characterized in that the foam web wound up on the drum in a dry state, then the alkali lye into the Inside the drum and the drum is set in rapid revolutions for a long time is until the alkali in the radial direction through all layers of the wound Foam web has penetrated.

4. The method according to claim 1, characterized in that together with the foam sheet a web of fabric wound onto the drum will.

5. Plant for performing the method according to claim 1, characterized by an impregnation device (3), one in a closed housing (12, 14) arranged, perforated walls having and rotatable about its longitudinal axis drum (5), which sits on an equally perforated hollow shaft (6), optionally with Alkali or water can be charged, and by a Mootr (9), by means of which the drum can be set in rotation.

Publications considered: German Patent Specifications No. 918776, 1036515.