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Verfahren zum Färben von Polyurethanschaumstoff - Dokument DE3634486A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3634486A1 14.04.1988
Titel Verfahren zum Färben von Polyurethanschaumstoff
Anmelder Schulze, Textil und Kunststoff GmbH & Co KG, 3492 Brakel, DE
Erfinder Hoekstra, Peter, 3490 Bad Driburg, DE
Vertreter Hanewinkel, L., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 4790 Paderborn
DE-Anmeldedatum 09.10.1986
DE-Aktenzeichen 3634486
Offenlegungstag 14.04.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.04.1988
IPC-Hauptklasse D06P 3/24
IPC-Nebenklasse C08J 9/36   C08L 75/04   D06P 3/52   D06P 1/62   
IPC additional class // (C08J 9/36,C08L 75:04,75:06)C08J 7/00  

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von Polyurethanschaumstoff, bei dem dieser in eine Farbflotte verbracht und anschließend getrocknet wird.

Es ist bekannt, Polyurethanschaumstoff block- oder bahnenweise mit mindestens 60 m Länge und 1 bis 2 m Breite im Durchlaufverfahren durch eine Farbflotte zu transportieren und anschließend auszupressen und zu trocknen.

Dieses Verfahren hatte den Nachteil, daß jeweils sehr große Materialmengen gefärbt wurden, die eine Beschränkung auf wenige Farben ergab. Es hätte eine sehr umfangreiche Lagerhaltung gefärbten Materials erfordert, sofern eine modische Farbvielfalt von aus Schaumstoff hergestellten Produkten verlangt worden wäre. Außerdem sind die Durchlauf-Färbeanlagen sehr groß und aufwendig, und die Flotte muß während des Färbvorganges wegen der laufenden Farbaufnahme der Bahn ständig ergänzt werden, so daß jeweils am Ende eines Durchlaufs eine größere Menge Farbstoffflotte zu entsorgen ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Färbeverfahren zu offenbaren, das es ermöglicht, jeweils kleine Chargen, auch unter 1 kg Gewicht, von aus naturfarbigem Polyurethanschaumstoff durch Schneiden, Stanzen, Fräsen und ggf. thermische Verformung hergestellten Teilen mit reproduzierbarer Farbgebung, ohne Verlust von Farbstoff und entsprechende Notwendigkeit einer Entsorgung der Färbevorrichtung, zu färben.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß jeweils eine Charge Färbegut von Teilen des zu färbenden Schaumstoffes bestimmter Porosität und Dichte gewogen und in eine Trommelfärbemaschine eingebracht wird, in die eine Wassermenge unter Zusatz eines Netzmittels unter Trommelung bis zur völligen Durchflutung des Färbegutes eingebracht wird, anschließend ein Färbemittel in einer Menge proportional dem Gewicht des Gutes und abhängig von dessen, ein Farbaufnahmevermögen bestimmenden, Porösität und Dichte eingebracht und die Temperatur über eine vorgegebene Aufheizzeit, z.B. 20 Min. auf ca. 95 Grad C erhöht und für eine vorgegebene Haltezeit, von z.B. 1 Std., gehalten wird, anschließend die praktisch farbfreie Flotte entfernt und das Färbegut unter Trommeln gespült, dann durch Schleudern entwässert und zuletzt unter Trommeln getrocknet wird.

Als Netzmittel eignen sich solche, die für Zellulose- und Synthesefasern geeignet sind, insbes. ein neutraler Phosphorsäureester mit nichtionischen Emulgatoren. Als Farbstoffe eignen sich insbes. solche, die für das Färben von Polyesterfasern bei Kochtemperatur handelsüblich sind.

Der Polyurethanschaumstoff, der zu den Gebrauchsartikeln verarbeitet wird, ist vorzugsweise ein retikulierter Schaumstoff auf Polyesterbasis, dessen Porenstruktur völlig offen ist. Durch die Retikulierung werden die nach dem Schäumen teilweise noch geschlossenen Zellen restlos geöffnet, indem die Zellwände schmelzen und die Stege sich verstärken.

Je nach Verwendungszweck sind Porositäten von 10-100 PPI - Poren pro Inch - üblich. Durch die hohe Durchlässigkeit ist das Material auch für Produkte, z.B. Hörmuschelabdeckungen, die hohe Schalldurchlässigkeit erfordern, anwendbar. Auch Polster, die unmittelbar am Körper anliegen, lassen sich wegen der Schweißbeständigkeit und Lichtechtheit des Materials und der Farben daraus herstellen. Beim Färben wird ein wesentlich höheres Flottenverhältnis als bei Textilien angewandt, da es erforderlich ist, daß dem schwammartigen Aufsaugen gemäß, dem Schaumstoff ausreichend Flotte zur Verfügung gestellt wird, um eine einheitliche Färbung zu gewährleisten. Die Zugabe von Netzmittel erbringt ein Untersinken des sonst schwimmenden Schaumstoffes und ein völliges Entweichen von Luftblasen. Für eine Einwaage von 500 g Färbegut von 60-100 PPI Porosität und einer Dichte von 30-35 g/l werden zweckmäßig 30 l Wasser mit Netzmittel eingesetzt.

Für die Erreichung einer reproduzierbaren und gleichmäßigen Färbung ist die Einhaltung einer jeweils bestimmten Aufheizzeit und einer anschließenden Temperaturhaltezeit erforderlich. Die Aufheizzeit kann durch die Flottenmenge und Heizleistung bestimmt sein. Sie kann für z.B. 500 g Färbegut und 30 l Flotte 20 Min. betragen. Die Temperaturhaltezeit ist so zu wählen, daß die Farbe praktisch verbraucht und die Flotte hell ist, wenn der Vorgang beendet wird.

Die geeignete Dauer der Aufheiz- und Temperaturhaltezeiten wird in Verbindung mit der Farbstoffmenge pro Färbeguteinwaage in einfachen Versuchen bestimmt. Hierzu wird zu färbendes Material bestimmter Dichte und Menge mit unterschiedlichen Färbemittelmengen behandelt bis diejenige Menge ermittelt ist, die gerade noch praktisch vollständig aufgenommen wird. Für jede Farbe oder Farbmischung ist auf diese Weise eine Rezeptur zu ermitteln die dann zu reproduzierbaren Färbungen führt. Für Schaumstoffe einer höheren Porosität ist eine höhere Färbegutmenge einzusetzen, was ebenfalls leicht durch eine Versuchsreihe zu bestimmen ist. Der Farbflotte oder dem Wasser wird bereits beim Benetzen vorteilhaft ein anionisches Dispergiermittel zugesetzt. Diese Mittel sind handelsüblich; z.B. besteht es aus einer Lösung eines Natriumsalzes eines Kondensationsproduktes aus Naphtalinsulfonsäure und Formaldehyd.

Als Trommelvorrichtungen, die zum Färben und Trocknen Verwendung finden, sind handelsübliche Wasch- bzw. Trockenvorrichtungen geeignet, die jedoch davon abweichend mit entsprechenden Steuerungen für die Durchführung des Verfahrens versehen sind.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Färben von Polyurethanschaumstoff, bei dem dieser in eine Farbflotte verbracht und anschließend getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Charge von Teilen aus dem zu färbenden Schaumstoff bestimmter Porosität und Dichte gewogen und in eine Trommelfärbemaschine eingebracht wird, in die eine Wassermenge unter Zusatz eines Netzmittels unter Trommelung bis zu völligen Durchflutung des Färbegutes eingebracht wird, anschließend ein Färbemittel in einer Menge proportional dem Gewicht des Gutes und abhängig von dessen, ein Farbaufnahmevermögen bestimmenden, Porosität und Dichte eingebracht und die Temperatur über eine vorgebende Aufheizzeit, z.B. 20 Min., auf ca. 95 Grad C erhöht und für eine vorgegebene Haltezeit, von z.B. 1 Std., gehalten wird, wonach der Schaumstoff unter Trommelbewegung gewässert und anschließend getrocknet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Netzmittel ein neutraler Phosphorsäureester mit nichtionischen Emulgatoren dient.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Einwaage von 500 g Färbegut, einem retikuliertem Polyurethanschaumstoff, einer Dichte von 30-35 g/l und einer Porosität von 60 bis 100 PPI eine Menge von 30 l Wasser mit Netzmittelzusatz eingebracht wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmittelmenge im Verhältnis zur Färbeguteinwaage bestimmter Dichte und Porosität so gewählt wird, daß am Ende der Temperaturhaltezeit die Flotte praktisch gerade farbfrei ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbemittelmenge im Verhältnis zur Färbeguteinwaage um so höher gewählt wird, je höher die Porosität und je geringer die Dichte des Färbeguts ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbegut ein Polyurethanschaumstoff auf Polyesterbasis ist und das Färbemittel für ein Kochfärbeverfahren von Polyesterfäden geeignetes Mittel ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbflotte ein anionisches Dispergierungsmittel, vorzugsweise das Natriumsalz eines Kondensationsproduktes aus Naphtalinsulfonsäure und Formaldehyd, zugesetzt wird.






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