DE1620877A1 - Verfahren zur Erneuerung der Oberflaechen von Kunststoff-Gegenstaenden - Google Patents

Description

WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated Boyhan-Mayer-Staheli

New York, N. Y. 10007 USA

Verfahren zur Erneuerung der Oberflächen von Kunststoff-Gegenständen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erneuerung der Oberflächen von Gegenständen die aus Kunststoff gefertigt sind, . insbesondere auf ein Verfahren zur Erneuerung der Oberflächen von Gegenständen aus Acryl-Mtril-Butadien-Styrol-Copolymer in solcher Weise, daß eine Oberfläche mit den ursprunglichen Besonderheiten erhalten wird* Es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren dieser Art verfügbar zu machen»

In den letzten Jahren wurde Äcryl-JSritril-Butadien-Styrol-(ABS-Kunststoff) in großem Umfang in der Kunststoffpreß- bzw*Spritzteehnik verwendet um eine Vielzahl von Kunststoff-Gegenstanden für wirtschaftliche Verwendung» herzustellen. Ein Beispiel solcher Verwendung besteht in der Fernspreeh-Industrie, wo ABS-Kunststoff zur Verwendung kommt, um Gehäuse, Handhaben und Hörerkappen üblicher Fernsprechgeräte in einer Vielzahl unterschiedlicher Farbgebung herzustellen. Bei der Üblichen Benutzung werden die Oberflächen solcher ungeschützten Gegenstände der

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Fernsprechtechnik fleckig und leicht rissig, was auf den Einfluß von Verschmutzungen durch menschliche Ausdünstung, Tabackrauch und Kosmetika. Die Oberflächesolcher Gegenstände wird auch verdorben und durch Kratzer beeinträchtigt, wenn sie mit stumpfen oder scharfen Gegenständen in Berührung kommt. Dieses fleckig- und.rissigwerden und andere Beeinträchtigungen der anfänglich hochglänzenden Oberfläche der nichtgeschützten Gegenstände führt zu einer merklichen Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften der Oberflächen und zu einem Verlust des Hochglanzes. Da von den Telefongesellschaften häufig verlangt wird,, Fernsprechapparate aus verschiedenen Gründen, ϊ,Β, bei Wohnungswechsel oder bei Anforderung eines anderen Fernsprechs'ystems und/oder einer anderen Bedienungsart zurückzunehmen und die Fernsprechapparate zu ersetzen, hat sich die Erneuerung oder der Ersatz von Geräte der inf rage stehenden Art als sehr kostspielig erwiesen.

Bisher hat man die schlecht aussehenden Gehäuse, Handhaben und Hörer der zurückgenommenen Fernsprechapparate zunächst geprüft, um festzustellen, welche Gegenstände durch Schleifen der Oberfläche wiederhergestellt werden können. Wegen der verhältnismäßig hohen Kosten und auch wegen der mit dem Schleifen verwinkelter Oberflächen verbundenen Schwierigkeit hat man die Schleifbehandlung jedoch allgemein auf solche Gegenstände

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beschränkt, welche nur geringfügige Oberflächenschäden und Flecken aufwiesen. Die übrigen, mehr beschädigten Gegenstände wurden im allgemeinen weggeworfen und durch neu erspritzte Teile ersetzt, deren Oberflächen den gewünschten oder erforderlichen Glanz und die gewünschten -physikalischen Besonderheiten besitzen.

Da sowohl mit dem Schleif en und ebenso mit dem Ersatz stark beeinträchtigter Spritzteile für Fernsprechgeräte bisher erhebliche Unkosten verbunden waren, ist es zu einer gebieterischen Notwendigkeit geworden, ein wirtschaftliches und wirksames Verfahren zur Erneuerung von beschädigten Oberflächen sqlcher Gegenstände zur Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes verfügbar zu "machen. .

Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Erneuerung unansehnlicher, durch Kratzer beschädigter, rissiger und fleckiger Oberflächen von gespritzten Kunststoff ge genständen aus Acryl-Nitril-Butadien-Styrol-Copolymer zu schaffen, mittels welchem solche Gegenstände mit neuen Oberflächen versehen werden können, deren physikalische Eigenschaften mit denjenigen Eigenschaften vergleichbar sind, welche die Oberflächen einer ursprünglichen Verarbeitung eines solchen Copolymers erhalten.

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Ein noch anderes Ziel der Erfindung besteht in der Verfügbarmachung eines Verfahrens zur Erneurung verwickelter, unansehnlich gewordener Oberflächen von gespritzten Kunststoffteilen aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, mittels welchem die verwickelten Oberflächen neuen Hochglanz und physikalische Eigenschaften erhalten, welche mit den physikalischen Eigenschaften vergleichbar sind, die bei der ursprünglichen Herstellung solcher Gegenstände auf den Oberflächen erhalten werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Verfügbarmachung eines Verfahrens zur Erneuerung der Oberflächen von Gegenständen aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, z.B. Pernspreehgehäusen, Handhaben und Hörer, welches eine einfache und wirksame Durchführung erlaubt und wirtschaftlich isti . -->

Nach einer bevorzugten Verfahrensweise im Sinne der Erfindung werden die beschädigten Oberflächen eines aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer gerfertigten Gegenstandes entsprechend ihrem ursprünglichen Zustand erneuert, in dem die zu erneuernden Kunststoffoberflächen mit einem Mittel behanddlt werden, welches im wesentlichen in zwei Stufen eindringt.

In Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung dringt ein Teil des Mittels in der ersten Stufe in die Oberflächen bis zu einer solchen Tiefe ein, daß eine Schicht des ,unansehnlich gewordenen Oberflächenkunststoffs derart abgetragen wird, daß neue Oberflächen freigelegt werden.. Ein weiterer Teil des Mittels wird in der zweiten Stufe von der freigelegten Oberfläche bis in eine" solche Tiefe absorbiert, daß eine teilweise Lösung einer dünnen Schicht der freigelegten Oberflächen gelöst wird und das die Oberflächen bedeckende Mittel gelösten Kunststoff enthält. ·

Nach der Behandlung mit dem zweistufigen eindringenden Mittel ,-wird der Gegenstand für die Dauer einer Zeitspanne getrocknet^ welche ausreicht, um einerseits das Oberflächen bedeckende Mittel zu verdampfen und eine erneute Ablagerung des gelösten Kunststoffes zu erreichen, wodurch die Erneuerung der Oberflächen bewirkt wird. Während der erneuten Ablagerung entstehen in den erneuerten stark glänzenden Oberflächen wesentliche Spannungskräfte,,

Zum Abschluß des Verfahrens wird der Gegenstand auf eine Temperatur erwärmt, welche unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffs liegt. Diese Erwärmung wird genügend lange durchgeführt um die in den erneuerten Oberflächen entwickelten Spannungen herabzusetzen, so daß die Oberflächen physikalische Eigenschaften die mit deß Jjhysikaiisehen Eigenschaften vergleichbar sind

welche die Oberflächen bei der anfänglichen Verformung solchen Kunststoffs besitzen. Außer der Herabsetzung der entwickelten Spannungen hat die Erwärmungsbehandlung den zusätzlichen Zweck, praktisch das gesamte zurückbleibende Mittel zu beseitigen welches in den Oberflächen absorbiert ist und möglicherweise aus dem Kunststoff austreten und dabei erneut Oberflächenspannungen verursachen würde.

Die Erfindung einschließlich weiterer Ziele und Vorteile wird aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung bestens verständlich. Es ist zu bemerken, daß das im folgenden näher beschriebene Verfahren in Verbindung mit jedem Gegenstand anwendbar ist, der aus Kunststoff gefertigt ist, welcher ähnliche oder gleiche Besonderheiten aufweist wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerj in der folgenden Beschreibung wird jedoch speziell auf gewisse Kunststoffteile von Fernsprechapparaten Bezug genommen, die aus dem oben erwähnten Copolymer gefertigt sind.

Gehäuse, Handhaben und Hörer von Fernsprechgeräten, die aus Acryl-Nitril-Butadien-Styrol-Copolymer gefertigt sind, werden auf Wunsch der Teilnehmer in großem Umfang in Fernsprechanlagen verwendet. Während des normalen Gebrauchs erfahren die Oberflächen solcher Gegenstände durch die Be- ^

rührung mit der Atmosphäre eine allmähliche Oxidation. Es ~P^/

wird angenommen, daß diese Oxidation an Doppelbindungsstellen

von nicht in Reaktion getretenem Kohlenstoff stattfindet, welche eine Verkettung der sich vergrößernden Kettenlängen solchen pölynierisiex'ten-Kunststoffniaterials bewirkt. Wegen der chemischen und physikalischen Veränderungen, welche mit der Oxidation des Kunststoffmaterials verbunden sind, erhält die Oberflächenschicht des Kunststoffs auf den freizugänglichen Fernsprechgeräten eine wesentlich andere chemische und physikalische Besonderheit als sie anfänglich bestanden hat,

Nachdem die Oxidation einmal an einer besonderen DoppelbindungssteHe aufgetreten ist, wird die Oberflächenschicht des Acrylnitril-Butadien-St>^Trol-Copol3/m.ers leicht durch menschliche Ausdünstung, Tabakrauch, Kosmetika usw. angegriffen; dabei wird der Kunststoff im Bereich der Oxidation fleckig und leicht rissig» Die oxidierten Flächen des Kunststoffs sind außerdem anfällig und werden leicht sowohl durch stumpfe als auch durch scharfe Gegenstände zerkratzt, welche mit ihnen in Berührung kommen.

Wenn somit eine ursprünglich Hochglanz besitzende Oberfläche des Acrylnitril- Butadien- Styrol-■ Copolyme rs langsam oxidiert wird, so findet ein Fleckigwerden, Rissigwerden sowie ein Unansehnlichwerden und/oder eine Verkratzung statt. Vornehmlich' aus diesem Grunde wird das Aussehen der Oberflächen von Gehäusen, Handhaben und Kappen von Fernsprechapparaten mit der

Zeit verschlechtert. Das erfindungsgemäße Verfahren hat vornehmlich mit der Wiederherstellung solcher Flächen in einer wirtschaftlichen und wirksamen Weise zu tun.

Es ist wünschenswert, wenn auch nicht notwendig, vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, alle der Behandlung zu unterwerfenden Gegenstände zweckmäßig mit einem Reinigungsmittel zu waschen, in Wasser zu spülen, ablaufen zulassen und gewünschtenfalls zu trocknen, so daß der an der Oberfläche haftende Schmutz in üblicherweise entfernt wird.

Nach den Prinzipien der Erfindung beginnt das erfindungsgemäße Verfahren damit, daß die .unansehnlich gewordenen Oberflächen der aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer gefertigten Gegenstände einem Sprühvorgang ausgesetzt werden, wobei ein Sprühnebel aus einem zweistufig eindringenden Mittel gegen die Oberfläche oder Öberflächenteile, die erneuert werden sollen, gerichtet wird« Die chemischen Zusammensetzungen der zweistufigen Eindringmittel, die sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewährt haben, wird später eingehender beschrieben werden» Es genügt zunächst der Hinweis, daß das Mittel entweder ein Lösungsmittel für den Kunststoff ist oder aus einer Lösung besteht, die ein kräftiges Lösungsmittel für den Kunststoff und ein Verdünnungsmittel oder ein schwaches Lösungsmittel für den Kunststoff enthält.

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Währenddes ersten Teils oder dee ersten Stufe der Sprühbe^ handlung dringt das zweistufig eindringende Mittel durch die äußere und oxidierte und unansehnlich gewordene Oberfläche des Kunststoff-Gegenstandes hindurch« Die Folge davon ist, daß eine dünne Schicht nichtoxidierten Kunststoffs unmittelbar unter der beschädigten Schicht vollständig gelöst wird, mit der Wirkun daß bei der weiteren Besprühung die beschädigte Schicht entfernt und eine neue Außenschicht freigelegt werden. Während der Schlußperiode oder während der zweiten Stufe des Sprühvorgangs dringt das Mittel in die neue Außenschicht oder in die Oberfläche ein, welche durch die Entfernung der beschädigten Oberflächen-: schicht des Kunststoffs freigelegt worden sind. Das zuletzt absorbierte Lösungsmittel hat schließlich die Entwicklung eines hohen Glanzes auf der freigelegten Oberfläche zur Folge,

Es können beispielsweise eins oder mehrere der folgenden Lösungsmittel als zweistufig durchdringendes Mittel bei dem Be,-sprühungsvorgang Anwendung finden: Ketone, wie z.B. Aceton, Methyl-Äthyl-Keton und Methyl-Isobutyi-Keton; Ester* z.B. Methyl-Acetat, Äthyl-Acetat und Äthylen- Glycol-Monäthyl-Äther-Acetat; Dimethyl-Formamidj und Tetrahydrofuran, Diesen Mitteln hat sich für den Besprühungsvorgang Dichlormethan als besonders wirksam bewährt*

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Die vorgenannten starken Lösungsmittel für den ABS-Kunststoff können zwecks Bildung von Eindring-Mitteln mit einem oder mehreren der folgenden Verdünnungsmittel verdünnt werden: Alkohole, z.B. Methanol, Äthanol, Propanol; Äther, z.B. Äthyl-Äther und Isopropyl-Äther; prafinische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Pentan, Hexan und Heptan; und 1, 1, 1 Trichloräthan. Wenn jedoch Dichlormethan als kräftiges Lösungsmittel benutzt wird, so empgiehlt es sich, Trichlortrifluoräthan als Verdünnungsmittel zu verwenden.

Das zweistufig eindringende Mittel welches sich für die Erneuerung von aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer gefertigten Gegenständen als besonders wirksam er/wiesen hat, besteht im wesentlichen aus 65-100. Volumenprozent des kräftigen Lösungsmittels Dichlormethan und 35 bis 0 Vol% des Verdünnungsmittels Trichlortrifluoräthan. Das bevorzugte Mittel besteht im wesentlichenaus 70 Vol% Lösung dieses kräftigen Lösungsmittels und dem Verdünnungsmittel.

In der folgenden Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei Aüsführungsbeispiele des Verfahrens behandelt. Das eine Beispiel betrifft die Verwendung des bevorzugten Durchdringungsmittels aus 70 Vol% Dichlormethan und 30 Vol% Trichlortrifluoräthanj das zweite Beispiel betrifft die Verwendung eines Eindringmittels aus 50 Vol% Dichlormethan und 50 Vol% 1,1_# 1 Tri-

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chloräthari. Bs können auch andere zweistufig eindringende Mittel benutzt werden; bei Verwendung derselben können sich jedoch geringe Änderungen der Zeitspannen für die. einzelnen. Stufe oder der Temperaturen ergeben, bei welchen die Behänd-, lungs stufen durchgeführt werden. In der nachstehendeil Beschrei-. bung jeder der Verfahrensstufen wird eine vollständige Beschreibung der Ergebnisse gegeben werden, die bei ded speziellen Stufe angestrebt werden, und zwar unabhängig von den Lösungsmitteln oder-der Lösung aus Lösungs- und Verdünnungsmitteln, die für den Sprühv<brgang verwendet werden. Dadurch soll es dem Fachmann ermöglicht werden, die bei jeder Stufe zu beachtende Zeitspanne pnd Temperatur einzustellen und eine Anzahl gewünschter Lösungsmittel oder Lösungen aus Lösungs- und Verdünnungsmitteln entsprechend der erläuterten Verfahrensweise zu verwenden.

Der Sprühvorgang mit der bevorzugten Lösung aus Lösungs- und Verdünnungsmitteln mit 70 Vol% Dichlormethan und 30 Vol% Trichlor trifluoräthan kann für die Dauer von 5 - 40 Sekunden, vorzugsweise 10 - 20 Sekunden durchgeführt werden, wobei die Temperatur des

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Lösungsmittels oder der Lösung auf 4, 4 - 32 C, vorzugsweise 15, 4-21 C aufrechterhalten wird. Wenn die bevorzugte Lösung bei einer Temperatur von etwa 18, 3 G gehalten wird, so wird eine Besprühungsdauer von 3-5 Sekunden benötigt, um ein Eindringen der Besprühung in die*oxidierte Oberflächenschicht zu

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ermöglichen die ausreicht, um die anfängliche Beseitigung der Oberflächenschicht zu bewirken.

Es hat sich als bemerkenswert herausgestellt, daß die in die Oberflächenschicht des oxidierten Kunststoffs eindringende Besprühung diese Schicht lockert und untergreift, in dem der darunterliegende frische Kunststoff angegriffen und gelöst wird. Diese physikalische Reaktion führt zur Entfernung der beschädigten Schicht, welche durch die Kraft des fortgesetzten Strahls aus bevorzugter Lösung weggespült wird, so daß eine neue Fläche aus frischen Kunststoff freigelegt wird.

Sobald die oxidierte Oberflächenschicht aus Kunststoff von der betroffenen Fläche des Gegenstandes entfernt ist, wird die Lösung von der nunmehr freiliegenden Oberfläche absorbiert. Die absorbierte Lösung löst eine Schicht aus frischem Kunststoff, von welchem ein Teil mit einer späteren V erfahrene stufe wieder niedergeschlagen wird und Glätte und Glanz auf dem erneuerten Gegenstand zu erzeugen, welche den Eigenschaften auf den Oberflächen von neu geformten Gegenständen ähnlich sind. Im allgemeinen wird ein nur geringer Teil der Zeitspanne für die Besprühunjj benötigt die oxidierte äußere Schicht des Kunststoffs abzutragen, während der größere Zeitabschnitt der Besprühung dazu dient, die Lösung gegen die freigelegte Oberfläche zu richten.

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Nach Abschluß der Sprühbehandlung kann ein besprühter Gegenstand einem wahlweise; anzuwendenden Verfahrenssehritt unterworfen werden, wobei der Gegenstand in einer im wesentlichen gesättigten Atmosphäre aus den Dämpfen der bevorzugten Lösung, die für die Besprühung verwendet worden ist, belassen wird. Der Gegenstand bleibt in dieser Atmosphäre für die Zeitspanne von 5-120 Sekunden, vorzugsweise für die Dauer von 60 Sekunden. Dieser Verfahrensschritt ermöglicht eine weitere Absorption in die neue freigelegte Oberfläche und eine weitere Lösung von frischem Kunststoff in dieser Oberfläche, Es ist jedoch hervorzuheben, daß dieser wahlweise anzuwendende Schritt dem Teil der Lösung, welcher von der Oberfläche zurückgehalten aber darin nicht absorbiert wird und welcher gelösten Kunststoff enthält, die Möglichkeit gibt, den gelösten Kunststoff als Viskoseschicht über die zu erneuernde Oberfläche gleichmäßig zu verteilen. Diese Schicht führt während der folgenden Verfahrensschritte zur Entwicklung einer hochglänzenden erneuerten Oberfläche, welche in ihrem Gefüge und Aussehen äußerst gleichförmig ist« -

Nach Abschluß der Sprühbehandlung oder ggf, nach Abschluß des wahlweise anzuwendenden Behandlungsschrittes trägt der Gegenstand eine gewisse Lösungsmenge, welche den gelösten, die zu erneuernde Oberfläche bedeckenden Kunststoff enthalte

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Um eine Verflüchtigung der den gelösten Kunststoff enthaltenden Lösung zu bewirken und diesen Kunststoff auf den zu erneuernden Flächen des Gegenstandes abzusetzen, wird der Gegenstand nach dem Sprühvorgang oder nach der wahlweise anzuwendenden Behandlungsstufe einer ersten Trockenbehandlung für die Dauer von 30 - 600 Sekunden, vorzugsweise 120 Sekunden, ausgesetzt. Als Trockenmittel dient Luft, die auf eine Temperatur zwischen 35 und 60 C, vorzugsweise auf 38 - 40 C erwärmt ist. Durch diesen. Trockenvorgang wird von der neugewonnenen Hochglanz Oberfläche des Gegenstandes alle nichtabsorbierte Lösung entfernt, welche gelösten Kunststoff enthält und auf dem Gegenstand zurückgeblieben ist, nachdem derselbe der Sprühbehandlung oder der Sprühbehandlung mit nachfolgender Einwirkung durch die im wesentlichen gesättigte Atmosphäre ausgesetzt worden ist. Wenn dieser Teil der Lösung durch Verflüchtigung von der Oberfläche entfernt wird, wird der darin enthaltene Kunststoff erneut abgesetzt um die Oberfläche zu erneuern und derselben die Glanzeigenschaften zu geben, die bei der ursprünglichen Formung, des Kunststoffs erhalten worden sind.

Dieser anfängliche Trockenvorgang bewirkt außerdem die teilweise Entfernung der Lösung welche in den Kunststoff eingeschlossen ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der erneut niedergeschlage und die erneuerte Oberfläche bildenden Kunststoff die Neigung hat,

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bei der Erhärtung eine Struktur anzunehmen, welche -im wesentlichen einen raschen Durchgang von Lösung nicht zuläßt» Ein Teil der eingeschlossenen Lösung kann daher bei dem anfänglichen Trockenvorgang nicht entfernt werden. Die eingeschlossene Lösung kann jedoch im Laufe der Zeit durch die erhärtete Oberfläche entweichen. ^;

Dadurch, daß der Gegenstand in der erläuterten Weise einem Strom warmer Luft ausgesetzt wird, wird jeglicher Tendenz -,' einer Feuchtigkeitskondensation auf der neu entwickelten Oberfläche vorgebeugt, während der Kunststoff auf dem Gegenstand wieder abgesetzt wird. Wenn Feuchtigkeit auf einer solchen Oberfläche in diesem Zeitpunkt.kondensieren könnte, sowürde das zu einer Oberfläche von .mattem weißlichen Aussehen führen, was man gewöhnlich als Trübung bezeichnet.

Bei der anfänglichen Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde der Vorgang beendet, in dem man den Gegenständen nach dem anfänglichen Trockenvör gang Gelegenheit gab, beiUmgebungstemperatur während einer genügend langen Zeitspanner zu trocknen, um eine Handhabung, der Gegenstände ohne nachteilige Beeinflussung der neu entwickelten Oberfläche zuzulassen» Es wurde angenommen, daß die unter der neu entwickelten Oberfläche eingeschlossene Lösung während einer längeren Zeitspanne austreten würde, ohne eine schädliche Wirkung

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auf die Oberfläche auszuüben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß Gegenstände, die nur bis zu diesem Behandlungspunkt mit neu entwickelten Hochglanzflächen ausgestattet worden sind, bei der Prüfung unter normalen Gebrauchsbedingungen noch nicht befriedigten, weil solche Oberflächen innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit ihr gutes Aussehen verloren haben.

Ausgedehnte Versuche und ins einzelne gehende Prüfungen solcher Gegenstände führten zu der Feststellung, daß die Oberfläche, die nur bis zu diesem Ve rf ahrens schritt erneuert worden sind, eine hohe Spannung besitzen. Solche Spannungen sind im allgemeinen von nur vorübergehender Art und führen nicht zu Schwierigkeiten. In diesem Fall jedoch ergäben die Versuche, daß der hohe in dem Kunststoffmaterial gebildete Spannungsgrad entgegen der Vermutung nicht von vorübergehender Natur war, vielmehr behielt die Spannung ihren hohen Grad, und zwar selbst noch nach langen Trockenzeiten bei Umgebungstemperatur. Das Entstehen einer solchen Spannung beruht offenbar auf einer Wechselwirkung zwischen der Entfernung der restlichen eingeschlossenen Lösung von der erneuerten Oberfläche, welche eine Schrumpfung zur Folge hat, und der zunehmenden Verhärtung einer solchen Oberfläche bei der Entfernung der Lösung,

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Wenn solche Gegenstände mit hoher Spannung der Oberfläche unter normalen Gebrauehsbedinguhgen geprüft wurden, so ergab sich eine Unzulänglichkeit der Oberflächen des Kunststoff-materials auf zweierlei Weise; einmal erhielten die Oberflächen sehr leicht Spannungsrisse; andererseits wurden, die Oberflächen durch das Auftreten sogenannter Krater verschlechtert, die sich über die erneuerten Oberflächen erstrecken.

Es ist anzunehmen, daß die Rißbildung auf einer hochgespannten Oberfläche, bei deren Berührung mit gewissen Verschmutzen auftritt, z. B, unter dem Einfluß von menschlicher Ausdünstung, Tabakrauch, Kosmetika und dergl· Von solchen Verschmutzungen ist anzunehmen, daß "sie Spannungsrißbildner wirken« Wenn das wirklich zutrifft, so würde damit wenigstens teilweise verständlich* warum die Berührung solcher Verunreinigungen mit einer hochgespannten Oberfläche derartige Spannungen durch die Bildung kleinster Oberflächenrisse in dem Kunststoff vermindert. Die Bestandteile in den Verschmutzungen der Ausdünstung, des Rauchs, der Kosmetika und dergleichen würden dann genügend Gelegenheit haben um leicht in die von feinen Rissen durchsetzte Oberfläche einzudringen und dadurch eine rasche Entfärbung der neu gebildeten Oberfläche zu bewirken.

Die Bildung Meiner Krater die sich über die erneuerte Oberfläche erstrecken, war ein vollständig unerwartetes Phänomen. Die Oberflächenkraterbildung beginnt in Form einer kleinen Pore in der Oberfläche des Kunststoffs, welche allmählich während einer über Tage oder Wochen reichenden Zeitspanne größer wird und die Form eines Kraters annimmt. Eine Vielzahl von Kratern in dem gleichen Bereich einer erneuerten Oberfläche gibt dann dieser Fläche das Aussehen ähnlich der Mondoberfläche. Obwohl keine theoretische Erklärung dieses Phänomens z. Zt. bekannt ist, hat es den Anschein, daß die Kraterbildung durch eine Örtliche Abgabe von Verdünnungsmittel aus der Oberfläche bewirkt wird, die eine Folge der Beeinflussung der Oberfläche durch die vorerwähnten Verunreinigungen an speziellen Stellen an der Oberfläche ist. Z.B. an Kratzern, oder die Folge Einschlusses von Fremdstoff in der Oberfläche. .

In Anbetracht der erwähnten Probleme mit Bezug auf die Bildung von Spannungsrissen und Kratern auf neu gebildeten Oberflächen von Kunststoffgegenständen wurde angenommen, daß eine Verlängerung der anfänglichen Trockenperiode ausreichen würde, um diese Probleme zu lösen. Gegenstände, die unter Verlängerung der anfänglichen Trockenperiode über das angegebene Maß hinaus versagten jedoch ebenfalls in der erläuterten Weise, wenn sie unter normalen Bedingungen geprüft wurden. Nach einer verlfin-

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gerten anfänglichen Trockenperiode bei erhöhter Temperatur« hatte "der Gegenstand neu gebildete Oberflächen, welche bei normalem Gebrauchfehlerdurch Spannungsrisse und Kraterbildung ergaben. Γ

Nach weiterer ausgedehnter Forschung, wurde nicht nur ermittelt, daß aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer hergestellte Gegenstände der erläuterten- anfänglichen Trockenbehandlung unterworfen werden müssen, sondern daß außerdem die erneuerten Oberflächen bei mäßiger Temperaturin einem geeigneten^^ Trpckenniilieu gehalten werden naüssen, und zwar für eine ausreichend lange Zeit. Um absichtlich eine wesentliche Entwicklung von. Spannungskräften in den Oberflächen hervorzurufen, welche durch die Entfernung der eingeschlossenen Lösung verursacht werden. Danach müssen die Gegenstände erneut auf eine höhere Temperatur erwärmt werden, um die darin entwickelten Spannungsleräfte zu verringern. /.-■■ - ../.

Obwohl viele Trockenmilieus j die auf eiiier mäßigen; Temperatur gehalten werden können, in Verbindung^ mit dem erfindungsgeinäßen Verfahren anwendbar sind, hat sich als wirtschaftlichste / Trockenumgebung Luft erwiesen, die bei einem Trockenvorgang in einem einfachen Raum besteht. Diese Haunatrocknungsbehandlung kann in Umgebungstemperatur für eine Zeitspanne von/5 bis 48 Stunden, vorzugsweise 16 Stunden, durchgeführt»werden. Es wurde

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außerdem gefunden, daß die Entwicklung von Spannungskräften zwischen der 16 und der 48 Stunde verhältnismäßig gering ist und daß eine nahezu vollständige Entwicklung von Spannungskräften bis zur 24ten Stunde err reicht ist* Ein günstiges Ergebnis hat sich daraus nicht ergeben, daß die Gegenstände in der Umgebungstemperatur länger als 48 Stunden gehalten werden.

Wenn ein mäßiges Trockenmilieu benutzt wird, bei welchem die Luft auf eine Temperatur von 26, 7 - 32 °C erwärmt wird, wird eine Verringerung der Trockenzeit dadurch verwirklicht, daß eine wesentliche Entwicklung von Spannungskräften in der Oberfläche des Gegenstandes in einer kürzeren Zeitspanne erzielt wird. Indessen sollte man bei der Bildung des Trocknungsmilieu die Temperatur nicht zu hoch ansteigen lassen, denn sonst entwickeln die erneuerten Oberflächen ein weißliches, schleieriges Aussehen, das man allgemein mit Ausblühung bezeichnet« Es ist anzunehmen, daß das schleierige Aussehen durch ein ztt rasches Austreten eingeschlossener Lösung infolge rascher Erwärmung verursacht wird. * ^s ,

Nach der Trocknung des Gegenstandes in einem milden Milieu« während welcher eine wesentliche Entwicklung der Spannungs-. kräfte in der erneuerten Oberfläche eines ABS-Kunststoff gefertigten Gegenstände» abtritt, muß der Gegenstand eifter Würitoe*

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behandlung unterworfen werden, um die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erzielen. Diese Wärmebehandlung besteht aus einer Erwärmung über eine Zeitspanne von 30 - 180 Minuten, vorzugsweise'60 - 120 Minuten in Luft, deren Temperatur auf 60 - 107 C gehalten wird. Obwohl die gesamte Erwärmungsperiode bei gleicher Temperatur in dem gegebenen Bereich durchgeführt werden kann, so empfiehlt es sich doch, die ersten füfzehn Minuten der Erwärmung bei 60 °C und die restliche Erwärmung bei 76, 7 - 79,4 °C durchzuführen. Dieser Erwärmungsvorgang hat sich- in zweierlei Hinsicht als sehr wirkungsvoll erwiesen, und zwar einmal um alle in der erneuerten Oberfläche entwickelten Spannurigskräfte zu lösen und andererseits um die gesamterestlicjje Lösung praktisch zu beseitigen, welche möglicherweise spontan aus dem Kunststoff austreten würde. Die Entfernung dieser Lösung bietet die Gewähr, daß eine weitere Spannungsbildung in den erneuerten Oberflächen praktisch vermieden ist, nachdem diese Flächen wieder auf die Umgebungstemperatur gebracht sind.

Es ist somit ersichtlich, daß es zur Gewährleistung von spannungsfreien Oberflächen bei der Erneuerung von Äcrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer erforderlich ist* das erneuerte Material bei mäßiger Temperatur in einem Troekhungsmilieu zu

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halten, und zwar für eine Zeitspanne^ die ausreicht, um die Entwicklung von Spannungskräften zu ermöglichen, wobei diese Spannüngskräfte später durch eine Wärmebehandlung beseitigt wer deft» .

Nach Beseitigung der Spannungskräfte hat es sich gezeigt, daß die erneuerte Oberfläche des Gegenstandes nicht nur ausgezeichnete Glanzeigenschaften besitzt, sondern auch physikalische Eigenschaften aufweist, welche mit denjenigen vergleichbar sind, die bei der ersten Verformung des Copolymers an den Oberflächenentstehen. Die erneuerten Oberflächen sind zwar durch die gleichen Materialien gefährdet, welche eine ursprünglich geformte Oberfläche angreifen] in Fernsprechanlagen ist .aber die zu erwartende Gebrauehsdauer mit derjenigen von neu hergestellten Gegenständen vergleichbar und im übrigen weit größer als diejenige von Gegenständen, welche erneuerte Oberflächen mit hoher Spannung besitzen.

Wenn das zweistufig eindringende Mittel aus 50 Vol% Dichlormethan und 50 Vol% 1,1,1 Trichloräthan bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommt, so werden geringe Einstellungen hinsichtlich Temperatur und Zeitspanne einiger der Verfahrensschritte vorgenommen. Die gewählten Zeitspannen und benutzten Temperaturen, welche sich bei diesem Lösungsmittel empfehlen, werden in Verbindung KiIi einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungagemäßen Verfahrens erläutert,

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Die Zersprühung der Lösung aus 50 Vol% Diehlormethanund 50 Vol% 1, I* 1 Trichloräthan kann während einer Seitöpanne von 5 - 40 Sekunden,, vorzugsweise 10 -■ 20 Sekunden erfolgen, wobei die Temperatur der Lösung auf 15,4-32 C, vorzugsweise 21 - 26, 7 °C gehalten wird.

Wenn der besprühte Gegenstand entsprechend dem wahlweise anzuwendenden Erfahrungsschritt mit einer im wesentlichen gesättigten Atmosphäre aus Lösungsdämpfen behandelt wird, so beträgt die dafür einzuhaltende Zeitspanne 5 - 12P Sekunden, vorzugsweise 90 Sekunden.

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Der anfängliche Trocknungsvorgang, der bei einer Lösung aus Dichlormethan und 1,1,1 Trichloräthan angewendet wird, dauert zwischen 30 und 600 Sekunden, vorzugsweise 120 Sekunden, und

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Das Trockenmilieu, welches, entweder nach der ,oder «ach dem iyah}weise; a
nutzt wird« kann das gleiche sein wie es bei demersten Aaeführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Terfahrens benutzt worden

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Danach findet die Wärmebehandlung für eine Zeitspanne von 10 - 180 Minuten, vorzugsweise 60 - 120 Minuten, statt, und zwar in Luft, deren Temperatur in dem Bereich von 60 - 107 C vorzugsweise 65, 5-71 C gehalten wird.

Es ist im vorstehenden anhand von zwei speziellen Beispielen ein Verfahren zur Erneuerung von unansehnlich gewordenen , mit Kratzern behafteten, feine Risse enthaltenden und fleckigen Oberflächen von Gegenständen erläutert worden, welche aus

einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer hergestellt sind. Dieses Verfahren läßt sich einfach und wirksam durchführen und ermöglicht eine wirtschaftliche Anwendung. Mit dem Verfahren lassen sich neue Oberflächen auf solchen Gegenständen herstellen, wobei die physikalischen Eigenschaften und die Glanzeigenschaften der Oberflächen mit denjenigen vergleichbar sind, die auf den Oberflächen solcher Gegenstände bei der anfänglichen Verformung erhalten werden. Darüber hinaus kann das Verfahren benutzt werden um sehr verwickelte Oberflächen zu erneuern, wie man sie bei Gegenständen findet, die aus einem solchen Copolymer gefertigt sind. Das Verfahren läßt sich wiederholt anwenden um eine Oberflächenerneuerung von Gegenständen, z.B. von Fernsprechgehäusen, Handhaben und Endkappen, die aus Acrylnitril-Butadten-Styfol-Gopolymer durchzuführen, wobei hinsichtlich dem Aussehen und physikalischer Eigenschaften kein Unterschied gegenüber den anfänglich'geformten Gegenständen besteht.

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Die Erläuterung betrifft bevorzugte Verfahrensweisen im Sinne der Erfindung; es ist jedoch verständlich, daß viele Abweichungen möglich sind,, so daß die Erfindung alle solche Änderungen umfassen soll, die dem Sinn und Wesen der Erfindung entsprechen.

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Claims (9)

ädert werden { Bo yhan-Mayer-Staheli 1-1-1 162087? PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Erneuerung der Oberfläche eines Gegenstandes aus Kunststoff, insbesondere aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer* dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einem in zwei Stufen eindringenden Mittel behandelt wird, um einerseits die alte Oberfläche zu entfernen und eine neue Oberfläche freizulegen und um andererseits in dem Mittel einen Teil des freigelegten Kunststoffs zu lösen, daß der Gegenstand danach getrocknet wird, um das Mittel zu verdampfen und zwecks Erneuerung der Oberfläche des Gegenstandes und Entwicklung von Spannungskräften in der erneuerten Oberfläche den gelösten Kunststoff auf der Oberfläche wieder abzusetzen, und daß der Gegenstand zwecks Verringerung der in der Oberfläche entwickelten Spannungskräfte auf eine Temperatur erwärmt wird, die unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffs liegt.

2. Verfahren nach Anspruch ,1» dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand nach der Oberflächenbehandlung mit dem zweistufig eindringenden Mittel und vor dem Tzvckenvoxgang in einer praktisch gesättigten Atmosphäre voa aus dem Mittel entstehende Dämpfen für eine Zeitepansa gehalten wird, um minem Teil de· Mittels eise gleichmäßig durchgehend« Konzentration tm gelöstem Kunststoff sti vermitteln. g_,_D _ ^:

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3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet,,

daß der Gegenstand für eine Zeitspanne von 5 bis 120 Sekunden in der gesättigten Atmosphäre der aus den Mittel entstehenden Dämpfe gehalten wird.

4» Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweistufig eindringende Mittel im wesentlichen aus 65-100 Volumenprozent Dichlormethanund 35 - 0 Volumenprozent Trichlortrifluöräthan besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweistufig eindringende Mittel im wesentlichen aus 40 - 100 Volumenprozent Dichlormethan und 60-0 Volumenprozent I« Ii 1 Trichlöräthan besteht.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß der BehandlungeVorgang aus einer sich Über eine Zeitspänne von 5-40 Sekunden erstreckenden Be sprühung besteht, wobeidie Temperatur des Mittels auf 4,4 - 32°C gehalten wird, daß der Trockenvorgang eine anfängliche sich über 30 - 600 Sekunden erstreckenden Trocknung in Luft mit einer Temperatur zwischen 35 und 60° C, und einer milderen Trocknung für die Dauer von 5 bis 46 Stunden in Luft mit Umgebungstemperatur beeteht, und daß sich der Erwärmungsvorgang über eine Zeitspanne von 10 - 180 Minuten erstreckt und in Luft

von einer Temperatur zwischen 60 und 107°C durchgeführt wird. '■ -

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7, Verfahrennach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet;, daß das zweistufig eindringende MIttel im wesentlichen aus 70 Volumenprozent pichlpirmethan und 30 Volumenprozent Trichlortrifluoräthan besteht« daß die Behandlung als Besprühung for eine Zeitspanne von 10 - 20 Sekunden durchgeführt wird, wobei die Temperatur des Mittels auf 15,4 - 21° G gehalten wird, daß sich der anfängliche Troekenvorgang fiber eine Zeitspanne von 120 Sekunden erstreckt und in Luft von einer Temperatur zwischen 38 und 40 C erfolgt; daß der mildere Troekenvorgang sich über eine Zeitspanne von 16 Stunden erstreckt und In Luft von Umgebungstemperatur stattfindet, und daß der Erwärmungsvorgang für eine Zeitspanne von 60 bis 120 Minuten in Luft durchgeführt wird, deren Temperatur fü r die ersten 15 Minuten sich auf 60 C stellt und danach in dem Bereich von 76, 7 bis 79,4° C liegt,

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweistufig eindringende Mittel im wesentlichen aus 50 Volumenprozent Dichlormethan und 50 Volumenprozent 1, 1,1 Trichloräthan besteht, daß der Behandlungsvorgang aus einer sich über 10 bis 20 Sekunden erstreckenden Besprühung

besteht, wobei die Temperatur des Mittels auf 21-26, 7 C gehalten wird, daß der anfängliche Troekenvorgang sich Über eine Zeitspanne von 120 Sekunden erstreckt und in Luft von einer Temperatur zwischen 40, 5 und 43, 3 C erfolgt, daß der mildere

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Trockenvorgang sich über 16 Stunden erstreckt und in Luft von Umgebungstemperatur durchgeführt wird, und daß der Erwärmungsvorgang für die Dauer von 30 Minuten durchgeführt wird und in Luft von einer Temperatur zwischen 65, 5 und 71 C stattfindet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kunststoffgegenstand für die Dauer von 90 Sekunden in der gesättigten Atmosphäre aus Dämpfen des Behandlungsmittels gehalten %1ird.

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