DE19815554C2

DE19815554C2 - Particle-containing coating

Info

Publication number: DE19815554C2
Application number: DE1998115554
Authority: DE
Inventors: Gabriele Arnolds-Mayer
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: DE19815554A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung bestehend aus einer Matrix einer ersten Substanz sowie Partikeln wenigstens einer zweiten Substanz, die in der Matrix verteilt angeordnet sind und wobei zumindest bei einem Teil der Partikel eine Volumenveränderung relativ zum Volumen der umgebenden Matrix über eine Beaufschlagung mittels eingestrahlter Energie initiierbar ist.The invention relates to a coating consisting of a matrix of a first substance and particles at least one second substance in the matrix are distributed and at least one Part of the particle changes in volume relative to Volume of the surrounding matrix via an exposure can be initiated by means of radiated energy.

Beschichtungen, die Partikel wie Farbstoffe oder Metallflitter enthalten, sind insbesondere als Lacke bekannt. Um derartige Beschichtungen, nachdem sie auf ein Substrat aufgebracht wurden, wieder zu entfernen, sind eine Reihe von Verfahren gebräuchlich, zu denen das Abätzen, die Einwirkung von Lösemitteln, thermisches Entfernen, mechanisches Entfernen durch Abrasion, Sand strahlen und das Entfernen mit einem Hochdruckflüssig keitsstrahl zählen. All diesen Verfahren gemeinsam ist, daß sie entweder wegen der verwendeten Chemikalien selbst, der entstehenden Stäube, großer Mengen von Ab fällen, der aufzuwendenden Energie oder aber wegen des Recyclingaufwandes als umweltbelastend und kosten intensiv gelten.Coatings that contain particles such as dyes or Metal flakes are included, especially as paints known. To such coatings after they are on a substrate has been applied to remove are a number of methods in use, to which the Etching, exposure to solvents, thermal Removal, mechanical removal by abrasion, sand blasting and removing with a high pressure liquid count beam. Common to all of these procedures that either because of the chemicals used itself, the resulting dusts, large amounts of ab fall, the energy to be used or because of the Recycling effort as environmentally harmful and cost apply intensively.

Daneben ist aus der EP 05 38 580 A1 eine Beschichtung bekannt geworden, die dem Auffinden von Druck- oder Stoßstellen an Bauteilen dient und bei der die zugesetzten Partikel aus mit Farbstoff gefüllten Mikrokapseln bestehen, die durch Druckbeaufschlagung aufplatzen und ihren Inhaltsstoff freisetzen. Da diese bekannte Beschichtung, die in der Regel nur für die Dauer einer Überprüfung auf einem Bauteil verbleibt, aus einem abwasch- oder abziehbaren Lack besteht, ist bei ihr das Problem der Entfernung der aufgebrachten Lackschicht jedoch in dieser Form nicht gegeben.In addition, EP 05 38 580 A1 is a coating become known, the finding of printing or Butt joints on components and where added particles of filled with dye Microcapsules are made by pressurization burst open and release their ingredient. This one well-known coating, which is usually only for the Duration of a check on a component remains a washable or peelable paint is included in her the problem of removing the angry However, there was no paint layer in this form.

Schließlich ist aus der DE-OS 14 95 485 im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Schaumstoffe eine Beschichtung der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei der durch Wärmeeinwirkung expandierbare Teilchen durch ein Bindemittel zusammengehalten werden.Finally, from DE-OS 14 95 485 in connection using a process for making thermoplastic Foams a coating of the aforementioned Kind become known when exposed to heat expandable particles through a binder be held together.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Beschichtung bereitzustellen, die als Lackierung über einen längeren Zeitraum und mit möglichst guter Haftung auf einem Substrat verbleibt und die sich dennoch ohne großen Aufwand und ohne zusätzliche Umweltbelastung von den Substraten, auf die sie aufgebracht wurde, wieder entfernen läßt. The object of the invention is such Provide coating that as paint over a longer period and with the best possible liability remains on a substrate and is still without great effort and without additional environmental pollution from the substrates to which it was applied can be removed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine derartige Beschichtung Teil eines mehrschichtig aufgebauten Lacksystems ist, bei dem die Partikel in wenigstens einer der Lagen enthalten sind, daß die Partikel wenigstens eine durch die einwirkende Energie aktivierbare Wirksubstanz enthalten und daß die Wirksubstanz Wasser enthält.This object is achieved in that such a coating is part of a multilayer built-up paint system, in which the particles in at least one of the layers included that the Particles at least one by the acting energy contain activatable active substance and that the Active substance contains water.

Die bei der Beschichtung nach der Erfindung verwendeten Partikel bestehen damit aus Materialien, die durch die Einwirkung einer Energie vorgebbarer Intensität und Frequenz aktivierbar sind. Das gezielte Einwirken von elektromagnetischer und/oder von Ultraschallenergie auf die Beschichtung in einem auf die Ansprechempfindlich keit der Partikel abgestimmten Frequenzbereich führt zu einer starker Volumenänderung der Partikel, vorzugsweise in Form einer Volumenvergrößerung. Die Volumenzunahme kann dabei so stark sein, daß die Partikel platzen, wobei entweder die Volumenzunahme an sich oder der Vor gang des Zerplatzens zu einer Versprödung der Beschich tung führen können. Es kann bei diesem Vorgang aber auch eine in den Partikeln enthaltene Substanz freigesetzt werden, die dann ihrerseits, beispielsweise durch eine Filmbildung zwischen Substrat und Beschichtung, zu einem Haftungsverlust führt. In beiden Fällen wird bewirkt, daß sich die Beschichtung entweder von selbst löst oder aber erheblich leichter entfernbar wird, zum Beispiel durch Abklopfen oder einfaches Abwischen.Those used in the coating according to the invention Particles thus consist of materials that are created by the Exposure to an energy of predeterminable intensity and Frequency can be activated. The targeted impact of electromagnetic and / or ultrasonic energy the coating in one responsive to the particle frequency range leads to a large change in volume of the particles, preferably in the form of an increase in volume. The volume increase can be so strong that the particles burst, being either the volume increase in itself or the pre bursting into embrittlement of the coating can lead. However, this process can also released a substance contained in the particles be, which in turn, for example by a Film formation between substrate and coating, into one Liability loss leads. In both cases it is caused that the coating either loosens itself or but becomes much easier to remove, for example by tapping or simply wiping.

Der gleiche Effekt einer wesentlich vereinfachten Ablösung kann im Rahmen der Erfindung auch durch eine Volumenkontraktion der Partikel und eine damit verbundene Hohlraumbildung im Inneren der Beschichtung erreicht werden, die durch die freigesetzte Substanz initiiert wird. In jedem Fall wird durch die erfindungsgemäße Beschichtung ein Einsatz umweltschädlicher Chemikalien wie Beizmittel, Lösemittel und dergleichen vermieden, und die Entfernung der Beschichtung kann schnell und sicher erfolgen, wobei zugleich die Abfallmenge stark reduziert wird.The same effect of a much simplified Detachment can also within the scope of the invention by a Volume contraction of the particles and a associated voids inside the coating be achieved by the released substance is initiated. In any case, the coating according to the invention an insert environmentally harmful chemicals such as mordants, solvents and the like avoided, and the removal of the Coating can be done quickly and safely, with at the same time the amount of waste is greatly reduced.

Die Ausgangsstoffe für die in der erfindungsgemäßen Beschichtung enthaltenen Partikel sind so gewählt, daß sie keinerlei Beeinträchtigung der Gebrauchseigen schaften und der Qualität dieser Beschichtung während ihrer vorgesehenen Lebensdauer bewirken. Insbesondere sind sie so ausgewählt, daß sie in einem Energiebereich aktivierbar sind, der beim bestimmungsgemäßen Einsatz des beschichteten Substrates nicht auf die Beschichtung einwirkt. Dies wird dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung die Partikel wasserhaltig sind, so daß die für das Ablösen der Beschichtung verwendete Energie vorzugsweise im Mikrowellenbereich liegen kann.The starting materials for the in the invention Coating particles are chosen so that it does not impair the user's own and the quality of this coating during effect their intended lifespan. In particular they are selected to be in an energy range can be activated when used as intended of the coated substrate not on the coating acts. This is achieved in that according to the Invention the particles are hydrous, so that for peeling the coating used energy can preferably be in the microwave range.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Energieeinwirkung so gewählt werden kann, daß die Partikel nur in einem Teilbereich des Substrates selek tiv mit Energie beaufschlagt werden, ohne daß andere Teile des Substrates oder der Beschichtung betroffen sind. Dies ist insbesondere bei der lokalen Reparatur großflächiger beschichteter Substrate von Bedeutung.An important advantage of the invention is that the energy effect can be chosen so that the Particles selectively only in a partial area of the substrate tiv be energized without others Parts of the substrate or coating affected are. This is especially true for local repairs large-area coated substrates of importance.

Da es sich bei der erfindungsgemäßen Beschichtung um ein Mehrschichtlacksystem handelt, ist es zweckmäßig, wenn die Partikel einer der dem Substrat benachbarten Lacklagen zuzugeben werden, insbesondere dem Unterlack. Die Partikel können dabei beispielsweise in der einen Binder und/oder einen Füller aufweisenden Lage enthalten sein. Since the coating according to the invention is a Multilayer paint system, it is useful if the particles of one of those adjacent to the substrate Paint layers will be added, especially the base coat. The particles can, for example, in one Contain binder and / or a filler layer his.

Die erfindungsgemäße Beschichtung ist für unterschied liche Substrate, insbesondere für Metallkörper, Holz, Stein und Kunststoff geeignet. Sehr zweckmäßig ist ihr Einsatz im Automobil- oder Flugzeugbau sowie in anderen Bereichen, in denen häufig Lacke zu entfernen oder zu reparieren sind. Die Beschichtung nach der Erfindung kann wahlweise lokal oder ganzflächig entfernbar ausgebildet sein, abhängig davon, ob die Energieeinbringung gezielt ganzflächig oder nur lokal vorgenommen wird.The coating according to the invention is different Liche substrates, especially for metal bodies, wood, Suitable for stone and plastic. It is very useful Use in automobile or aircraft construction as well as in others Areas where varnish is often removed or removed are repairing. The coating according to the invention can be removed locally or over the entire surface be trained depending on whether the Targeted energy input over the whole area or only locally is made.

Ein weiteres vorteilhaftes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Beschichtung ist ihre Verwendung im Heimbereich, zum Beispiel als Möbellack oder Schutz anstrich. Besonders hier ist der Einsatz der üblicher weise verwendeten umweltschädlichen Entlackungsverfahren und/oder -chemikalien äußerst problematisch, da meist keine professionelle Entsorgung dieser Gefahrstoffe gewährleistet ist.Another advantageous field of application Coating according to the invention is their use in Home area, for example as furniture varnish or protection painting. The use is more common here used environmentally harmful paint stripping processes and / or chemicals extremely problematic because mostly no professional disposal of these hazardous substances is guaranteed.

Schließlich kann die Beschichtung nach der Erfindung vorteilhaft auch als Kleister oder Kleber verwendet werden, um beispielsweise das Entfernen von Tapeten, Plakaten, Fußbodenbelägen oder dergleichen erheblich zu vereinfachen.Finally, the coating according to the invention also advantageously used as paste or glue to remove wallpaper, for example, Posters, floor coverings or the like simplify.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine partikelhaltige Beschichtung mit einem mehrlagigen Aufbau. Bei dieser Beschichtung sind auf ein Substrat 1 im Fall des hier dargestellten Ausführungsbeispiels insgesamt drei Lagen 2, 3 und 4 einer Lackierung nach einander aufgebracht. Die dem Substrat 1 benachbarte Lage 2 enthält Partikel 5, deren Durchmesser so klein gewählt ist, daß sie die Funktionalität der Beschichtung nicht beeinflussen, insbesondere sind sie kleiner als die Dicke dieser Lage 2 der Beschichtung.The invention will be explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. The figure shows a section through a particle-containing coating with a multi-layer structure. With this coating, a total of three layers 2 , 3 and 4 of a coating are applied to a substrate 1 in the case of the exemplary embodiment shown here. The layer 2 adjacent to the substrate 1 contains particles 5 , the diameter of which is chosen so small that they do not influence the functionality of the coating, in particular they are smaller than the thickness of this layer 2 of the coating.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Partikel 5 Hohlräume 6 auf, die jeweils mit einer Wirksubstanz gefüllt sind. Letztere hat die Eigen schaft, daß sie unter der Einwirkung einer vorgebbaren elektromagnetischen und/oder Ultraschallenergie aktivierbar ist und dabei eine Volumenänderung der Partikel bewirkt, durch die die mechanische Stabilität der Beschichtung nachhaltig beeinträchtigt wird.In the embodiment shown in the figure, the particles 5 have cavities 6 , which are each filled with an active substance. The latter has the property that it can be activated under the action of a predeterminable electromagnetic and / or ultrasonic energy and thereby causes a change in the volume of the particles by which the mechanical stability of the coating is permanently impaired.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Wirksubstanz, die unter der Energie einwirkung eine Volumenzunahme erfährt. Die Partikel 5 expandieren oder platzen auf und führen so zum Ab blättern der Beschichtung 2 und der darüberliegenden Beschichtungslagen 3 und 4 vom Substrat 1. Die Beschich tung fällt daraufhin von selbst vom Substrat 1 ab. Eine solche Wirksubstanz stellt beispielsweise ein wasser haltiges Gel dar, das unter der Einwirkung von Mikrowellenstrahlung im Gigahertz-Bereich Wasserdampf bildet, welcher die Partikel 5 zerplatzen läßt.The exemplary embodiment described here is an active substance which experiences an increase in volume under the influence of energy. The particles 5 expand or burst and thus lead to the coating 2 and the coating layers 3 and 4 lying above it from the substrate 1 . The coating device then falls off itself from the substrate 1 . Such an active substance is, for example, a water-containing gel that forms water vapor under the action of microwave radiation in the gigahertz range, which causes the particles 5 to burst.

Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, eine Wirksubstanz zu verwenden, die ein Zusammenziehen der Partikel 5 bewirkt, so daß auf diese Weise in der mit diesen Partikeln 5 angereicherten Beschichtungslage 2 Hohlräume entstehen, die zum Verspröden der gesamten Be schichtung führen. Die Beschichtung läßt sich dann beispielsweise mit einem Spachtel oder einem Besen leicht mechanisch entfernen.However, it is also possible within the scope of the invention to use an active substance which causes the particles 5 to contract , so that 2 cavities are formed in the coating layer enriched with these particles 5 , which lead to embrittlement of the entire coating. The coating can then be easily removed mechanically, for example with a spatula or a broom.

Die Partikel 5 und/oder die in den Hohlräumen 6 ent haltene Wirksubstanz sind dann besonders wirksam aktivierbar, wenn sie im Bereich der einwirkenden Energie ein ausgeprägtes Absorptionsspektrum mit einem Absorptionsmaximum aufweisen und wenn das Absorptionsspektrum der Beschichtungsmatrix selbst im Bereich des Absorptionsspektrums der Partikel ebenfalls ein Maximum besitzt.The particles 5 and / or the active substance contained in the cavities 6 can be activated particularly effectively if they have a pronounced absorption spectrum with an absorption maximum in the area of the acting energy and if the absorption spectrum of the coating matrix itself is also a maximum in the area of the absorption spectrum of the particles owns.

Die Partikel 5 können auch mit unterschiedlichen Wirk stoffen befüllt werden, die beispielsweise auf unter schiedliche Frequenzen der eingestrahlten Energie ansprechen. Damit können mehrlagige Beschichtungen als Ganzes oder aber, bei entsprechend unterschiedlichem Partikelaufbau in verschiedenen Lagen, je nach An forderung auch einzelne Lagen auf einfache Art abgelöst werden.The particles 5 can also be filled with different active substances which respond, for example, to different frequencies of the radiated energy. This means that multi-layer coatings can be removed as a whole or, if the particle structure is different in different layers, individual layers can also be removed in a simple manner, depending on requirements.

Um einen nachhaltigen Haftungsverlust der Beschichtung auf dem Substrat 1 herbeizuführen, genügt im allgemeinen bereits ein Submikrometerfilm einer Fremdsubstanz, die beispielsweise aus Bestandteilen wie Wasser, Wasserdampf und dergleichen der aktivierten Wirksubstanz bestehen kann, die während und nach der Energieeinwirkung aus den Partikeln 5 freigesetzt wurden.In order to bring about a permanent loss of adhesion of the coating on the substrate 1 , a submicron film of a foreign substance is generally sufficient, which can consist, for example, of components such as water, water vapor and the like of the activated active substance, which were released from the particles 5 during and after the energy effect.

Ein Gehalt von etwa 5 bis 10 Volumenprozent an Partikeln 5, die ihrerseits einen Gehalt von etwa 90% Wirkstoff aufweisen, hat sich dabei als ausreichend für eine leicht zu entfernende Beschichtung erwiesen. Mit einem derart geringen Gehalt an Partikeln 5 werden die sonstigen Funktionen der Beschichtung, wie Korrosionsschutz, Oberflächenvergütung, Farbanstrich, oder Adhäsion nicht beeinträchtigt. Bei einem Lack anstrich kann so beispielsweise leicht diejenige Lack menge abgeschätzt werden, die für einen halben Kreuzgang mit der erfindungsgemäßen Beschichtung zur Erzielung einer üblichen Schichtdicke einer Lackbeschichtung von etwa 20 Mikrometern erforderlich ist.A content of about 5 to 10 percent by volume of particles 5 , which in turn have a content of about 90% active ingredient, has proven to be sufficient for an easily removable coating. With such a low content of particles 5 , the other functions of the coating, such as corrosion protection, surface treatment, painting, or adhesion are not impaired. In the case of a lacquer coating, for example, the quantity of lacquer which is required for half a cloister with the coating according to the invention to achieve a customary layer thickness of a lacquer coating of approximately 20 micrometers can thus be easily estimated.

Claims

1. A coating consisting of a matrix of a first substance and particles of at least one second substance, which are arranged distributed in the matrix and wherein at least a part of the particles have a volume change can be initiated via a impingement means of injected energy relative to the volume of the surrounding matrix, characterized characterized in that the coating is part of a multi-layer lacquer system ( 2-4 ) in which the particles ( 5 ) are contained in at least one of the layers ( 2 , 3 , 4 ), that the particles ( 5 ) at least one by the acting Contain energy-activatable active substance and that the active substance contains water.

2. Coating according to claim 1, characterized net that the active substance from a water-containing Gel exists.

3. Coating according to claim 1 or 2, characterized in that the active substance is arranged within a cavity ( 6 ) of the particles ( 5 ).

4. Coating according to one of claims 1 to 3, characterized in that the particles ( 5 ) have a pronounced absorption spectrum in the frequency range of the incident energy.

5. Coating according to claim 4, characterized in that the absorption spectrum of the matrix has at least one maximum in the region of the absorption spectrum of the particles ( 5 ).

6. Coating according to one of claims 1 to 5, characterized in that the proportion of particles is about 5 to 10 percent by volume.

7. Coating according to one of claims 1 to 6, characterized in that the layer ( 2 ) containing the particles ( 5 ) contains a binder and / or filler.

8. Coating according to one of claims 1 to 7, characterized in that the irradiated Energy consists of microwaves.

9. Coating according to one of claims 1 to 7, there characterized in that the radiated energy consists of ultrasonic waves.