DE4332642A1

DE4332642A1 - Verfahren zur Entfernung von Filmüberzügen

Info

Publication number: DE4332642A1
Application number: DE4332642A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Terada; Hirosuke Kamae; Motoyasu Yusawa; Kazuyuki Watanabe; Mitsuo Saito
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: MITSUI CHEMICALS, INC., TOKIO/TOKYO, JP NISSAN MOT
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2013-09-25
Also published as: GB9319758D0; DE4332642B4; GB2271356A; GB2271356B; JPH06107982A; JP3117808B2; US5542982A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung vom Filmüberzügen, insbesondere ein Verfahren, wodurch Filmüberzüge auf Harzsubstraten zuerst mit Alkalien behandelt werden, um sie leicht abstreifbar zu machen, und dann speziellen Polierbehandlungen unterworfen werden, um so die Filmüberzüge von den Oberflächen der Harzsubstrate zu entfernen, wodurch diese wieder in Harzmaterialien umgewandelt werden, die zur industriellen Verwendung, einschließlich der, zu der sie ursprünglich bestimmt waren, rückgeführt (recycled) werden können.

Im Vergleich zu Metall- und Glasprodukten sind Harzformteile nicht nur von geringem Gewicht und überlegen in der Stoßfestigkeit, sondern sind auch preiswert und leicht formbar. Aufgrund dieser Vorteile werden Harzformteile gegenwärtig bei Kraftfahrzeugen, elektrischen Haushaltsgeräten, verschiedenen Gegenständen des täglichen Bedarfs und vielen anderen Gebieten, verwendet. Insbesondere zum Zweck der Reduzierung des Gesamtgewichts ist die Zahl von Kunststoffteilen, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, im Ansteigen begriffen.

Die meisten solcher Harzprodukte werden beschichtet, um nicht nur ihre Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen und Wetter, sondern auch ihr äußeres Erscheinungsbild zu verbessern. Um starke Adhäsion an die Harzformteile sicherzustellen und um Überzugsfilme mit Hochleistungs-Eigenschaften herzustellen, bestehen die Überzugsanstriche hauptsächlich aus Materialien, die in der Lage sind, dreidimensional vernetzte Strukturen zu bilden. Aufgrund dieser exzellenten Beschichtungs- Eigenschaften können jedoch die Filme mit stark vernetzten Strukturen nicht leicht abgelöst (stripped) werden, selbst wenn ein Grund besteht, sie nach ihrer Bildung durch Überziehen abzulösen.

Die Entfernung von Filmüberzügen ist industriell eine wichtige Technologie, da sie bei vielen Gelegenheiten benötigt wird, etwa dort, wo Fehler beim Überzugsprozeß aufgetreten sind, wo der alte Überzugsfilm mit verschlechterter Leistungsfähigkeit durch einen neuen ersetzt werden muß, und wo die Notwendigkeit besteht, nur die Harzträger der überzogenen Harzformteile wiederzuverwenden. Die bisher praktizierten Verfahren des Ablösens und Entfernens von Filmüberzügen können grob in physikalische und chemische Mittel eingeteilt werden. Das physikalische Ablösen ist ein Verfahren, bei dem die Filmüberzüge mit Sandpapier oder dergleichen abgerieben werden. Die chemische Ablösung läßt sich im allgemeinen in die folgenden drei Verfahren einteilen:

1) Entfernung mit Ablösemitteln auf Basis von chlorhaltigen Lösungsmitteln (JP-ASen Sho 51-34238, 57-76065 und 59-117567);
2) Entfernung mit Ablösemitteln auf Basis von organischen Stoffen (JP-OSen Sho 50-109925, Hei 1-289878 und Hei 2-274775); und
3) Entfernung mit Ablösemitteln auf Basis von anorganischen Stoffen (JP-OSen Sho 50-109925, 59-131674 und 61-162568)

Bei anderen Verfahren werden die Filmüberzüge mittels Ablösemitteln entfernt, bei denen die Hauptkomponenten der drei oben erwähnten Ablösemittel in geeigneten Anteilen entweder miteinander oder mit anderen Komponenten gemischt werden.

Jedoch gelang es, in Abhängigkeit der Art, Dicke und anderen Faktoren des zu entfernenden Filmüberzugs, zuweilen mit den oben erwähnten Verfahren des Standes der Technik nicht, eine vollständige Entfernung der Filmüberzüge zu erzielen. In bestimmten Fällen möchte man das Harzprodukt zu derselben Verwendung zurückführen, nachdem es vom Filmüberzug befreit wurde, doch wenn seine Entfernung unvollständig ist, werden sich die physikalischen Eigenschaften u. a. des Produkts verschlechtern.

Unter diesen Umständen wurde die vorliegende Erfindung erzielt und hat als ein Ziel, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, wodurch Filmüberzüge auf den Oberflächen von Harzprodukten oder dergleichen ausreichend entfernt werden, um die Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des interessierenden Harzes zu verhindern, so daß man es dadurch als recyclierbares Harz bezeichnen kann.

Dieses Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren erreicht werden, bei dem Harzsubstrate, die einen Überzugsfilm auf ihrer Oberfläche aufweisen, zuerst in einer wäßrigen Lösung einer Alkalie mit einer Konzentration von 0,1 Gew.% oder mehr bei einer Temperatur von 110°C oder mehr behandelt werden, wobei die Temperatur niedriger ist als der Schmelzpunkt der Substrate, und dann die Oberflächen der Substrate poliert werden, indem man sie entweder miteinander in Kontakt bringt oder ein Schleifmittel verwendet, oder indem man sie einem Flüssig- Hon-Verfahren unterwirft.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Polierverfahren in einer Poliermaschine vom Schneckenabzieher-Typ (screw feeder) durchgeführt, wobei die Substrate bei einer 30 bis 110°C niedrigeren Temperatur als der Schmelztemperatur der Substrate gehalten werden, beispielsweise bei einer Temperatur von 60 bis 110°C, wobei eine Scherenergie mit einem Wert von 0,2 kW oder mehr pro kg Harzsubstrat erzeugt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Polierbehandlung in einer Poliermaschine durchgeführt, die als Behälter mit einem Hochgeschwindigkeits-Rührer ausgestaltet ist, wobei die Substrate unter Rühren mit Quarzsand als Schleifmittel und flüssigem Wasser bei einer Temperatur von 70 bis 120°C als Vehikel gemischt werden, wobei die Temperatur im Behälter der Poliermaschine während des Betriebs bei 80 bis 100°C liegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform geschieht das Polierverfahren durch Flüssig-Honen, wobei eine Polierlösung verwendet wird, die ein Aluminiumoxid-Pulver mit einer Partikelgröße von 0,18 bis 0,074 mm (80 bis 200 mesh), dispergiert in einem 2- bis 5-fachen Volumen Wasser, aufweist, wobei die Polierlösung mit einem Druck von 0,2 bis 0,3 MPa (2 bis 3 kg/cm²) angetrieben wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die wäßrige Alkali-Lösung NaOH oder KOH und hat eine Konzentration von 0,2 bis 4 Gew.%, wobei die Substrate in die wäßrige Alkali-Lösung bei einer Temperatur eingetaucht werden, die niedriger als der Schmelzpunkt der Substrate, jedoch höher als 140°C ist, beispielsweise bei einer Temperatur von 150 bis 170°C.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der Filmüberzug aus einem hitzehärtbaren oder thermoplastischen Harz oder besteht aus einer Mischung dieser Harze oder einem Laminat aus diesen Harzen, wobei das hitzehärtbare Harz vorzugsweise ein Harz auf Alkyd-, Acryl- oder Polyesterharz-Basis ist.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Stoßstange, die zur Bewertung der Effizienz des Verfahrens der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Entfernung von Filmüberzügen (das nachfolgend manchmal als "das erfindungsgemäße Verfahren" bezeichnet wird) wird nachstehend im Detail beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Entfernung von Überzugsfilmen, die auf den Oberflächen von Harzgegenständen gebildet wurden, gedacht. Die Harzgegenstände (Harzsubstrate), von denen die Überzugsfilme entfernt werden sollen, sind in keiner Weise beschränkt und können aus einem beliebigen Material bestehen. Sie umfassen auch Harzsubstrate, die durch eine Füllung mit Glasfasern, Kohlefasern oder anorganischen Pulvern verstärkt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird sich besonders wirksam in dem Fall erweisen, wenn es zur Entfernung von Filmüberzügen von den Oberflächen von Polyolefin-Substraten verwendet wird. Unter den Polyolefin-Substraten sind solche, die aus Polypropylen hergestellt wurden, besonders zur Behandlung nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet, da Polypropylen den höchsten Schmelzpunkt aller Polyolefine hat und es zuläßt, daß effiziente alkalische Behandlungen bei höheren Temperaturen ausgeführt werden können.

Die Form der Substrate, bei denen das Verfahren der vorliegenden Erfindung angewandt werden soll, ist in keiner Weise beschränkt. Im Hinblick auf den Schritt der Ablösung durch Behandlung in der wäßrigen Alkali-Lösung ist die bevorzugte Form ein brockenförmiges oder in anderer Weise teilchenförmiges Pulver, da diese eine erhöhte Kontaktfläche zwischen Strip-Lösung und Filmüberzug aufweisen. Diese Pulver haben vorzugsweise Partikelgrößen im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 20 mm.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist wirksam zur Entfernung von Filmüberzügen, insbesondere von härtbaren Filmüberzügen, die auf den Oberflächen der Harzsubstrate gebildet wurden. Beispiele von gehärteten Filmüberzügen, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung abgelöst werden können, schließen solche Filme ein, die durch Härtung von aufgebrachten Lackfilmen, beispielsweise auf Basis von phenolischen, Polyester-, Alkyd-, Acryl-, Polyurethan- und Epoxy-Lacken, gebildet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn es zum Abziehen von Filmüberzügen bei Autos verwendet wird, die aus Polyesterurethanen, Polyestermelaminen, acrylischen Urethanen, acrylischen Melaminen etc. bestehen.

Die gehärteten Filmüberzüge können auf den Oberflächen der Harzträger entweder direkt oder über einer Grundierschicht gebildet werden. Die Grundierung ist in keiner Weise besonders beschränkt und kann von einem beliebigen Typ sein, der gewöhnlich zur Bildung von gehärteten Filmüberzügen auf den Oberflächen von Harzsubstraten, wie sie für die vorliegende Erfindung in Frage kommen, verwendet wird. Gegebenenfalls können die Harzsubstrate oberflächenbehandelt werden, etwa durch Plasmabehandlung, Flammenbehandlung oder Wasserstrahlbehandlung, um die Adhäsion an die gehärteten Filmüberzüge zu verbessern.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch wirksam zur Entfernung von mehrschichtigen Filmüberzügen, die aus verschiedenen Lacken gebildet wurden. Die Dicke der zu entfernenden Filmüberzüge ist in keiner Weise beschränkt, doch beträgt bei gehärteten Filmüberzügen die bevorzugte Dicke 200 µm und weniger, besonders bevorzugt 10 bis 100 µm, und ganz besonders bevorzugt, 30 bis 40 µm.

Die wäßrige Strip-Lösung, die im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine wäßrige Lösung, die eine alkalische Substanz enthält. Die alkalische Substanz ist in keiner Weise beschränkt und kann beispielsweise anorganische Stoffe, wie LiOH, NaOH, KOH, Mg(OH)₂ und Ca(OH)₂, umfassen. Diese Verbindungen können entweder allein oder in Kombination verwendet werden. Bevorzugte Beispiele sind NaOH und KOH, wobei NaOH besonders bevorzugt ist.

Die Konzentration der Alkalie in der wäßrigen Strip- Lösung sollte 0,1 Gew.-% oder mehr betragen, und vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 4 Gew.%, liegen. Konzentrationen in diesen Bereichen sind hinreichend, um vollständiges Ablösen der Filmüberzüge zu erreichen. Andererseits sind diese Alkalikonzentrationen niedrig genug, um Gefahren beim Umgang zu minimieren und die Abgabe von Flüssigabfall zu erleichtern.

Neben den oben erwähnten alkalischen Substanzen kann die wäßrige Ablöse-Lösung (Strip-Lösung) auch andere Inhaltsstoffe, je nach Bedarf, enthalten. Beispielsweise kann ein Tensid, Ammoniak, ein Amin, ein organisches Lösungsmittel etc., als Beschleunigungsmittel für Behandlung in wäßrigen Mengen, etwa nicht mehr als 50 Gew.%, enthalten sein. Tenside schließen beispielsweise Alkylbenzolsulfonate, Dialkylsulfosuccinate und Polyoxyethylenalkylether ein; Amine schließen beispielsweise Alkylamine, wie Triethylamin, und Alkanolamine, wie Monoethanolamin, ein; und als Beispiele für organische Lösungsmittel können Methylalkohol, 1-Propylalkohol, 2-Propylalkohol, t-Butylalkohol und andere organische Lösungsmittel, die eine gute Mischbarkeit mit Wasser haben, angeführt werden.

Die Weise, auf welche die Harzsubstrate mit der wäßrigen Strip-Lösung beim Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt werden, ist in keiner Weise beschränkt und kann beliebige Techniken umfassen, wie das Eintauchen des Substrats in ein mit der wäßrigen Strip-Lösung gefülltes Bad, Eintauchen des Substrats in die wäßrige Strip-Lösung in einem Autoklaven unter Druck, und kontinuierlicher Kontakt zwischen dem Substrat und der wäßrigen Strip- Lösung. Besonders im Fall der Behandlung des Substrats bei erhöhten Temperaturen bietet sich eine Behandlung bei Überdruck an, der entstehen wird, und daher wird ein Eintauchen in eine autoklavierte wäßrige Strip-Lösung empfohlen. In diesem Fall kann der anzulegende Druck in der Größenordnung von 0,5 MPa (5 kg/cm²) bei einer Temperatur von 160°C sein.

Wenn das Substrat mit dem gehärteten Filmüberzug auf der Oberfläche durch die wäßrige Strip-Lösung beim Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt werden soll, sollte die verwendete Temperatur 110°C oder mehr, vorzugsweise 140°C oder mehr, betragen, doch geringer sein als der Schmelzpunkt des Substrats. Im Falle beispielsweise der Behandlung eines Polyolefin-Substrats liegt die Temperatur im Bereich von 110 bis 170°C, vorzugsweise 150 bis 170°C, besonders bevorzugt 150 bis 160°C.

Die Behandlungszeit mit der wäßrigen Strip-Lösung kann so gewählt werden, daß sie im Hinblick auf verschiedene Faktoren, einschließlich des Typs und der Dicke des gehärteten Filmüberzugs, der abgelöst werden soll, der Form und der Größe des zu behandelnden Substrats und der Behandlungstemperatur, geeignet ist. Typischerweise dauert die Behandlung mit der wäßrigen Strip-Lösung etwa 5 Minuten bis etwa 1 Stunde, wobei der Bereich von etwa 10 bis etwa 40 Minuten bevorzugt ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann der Harzgegenstand, der mit der wäßrigen Strip-Lösung behandelt wurde, um entweder den gehärteten Überzug zu entfernen oder ihn leicht entfernbar zu machen, anschließend in einer Waschvorrichtung behandelt werden, um jedweden restlichen Überzugsfilm, der noch an der Oberfläche des Substrats klebt, zu entfernen.

In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Substrat, das mit der Strip-Lösung behandelt wurde, von dieser abgetrennt werden, bevor die Substrate miteinander zum Polieren in Kontakt gebracht werden; dies ist jedoch nicht notwendigerweise erforderlich und kann auch unterbleiben. Zu diesem Zweck werden die Harzsubstrate in einzelteiliger Form in die Poliermaschine eingebracht und eine Scherkraft wird zwischen den einzelnen Harzsubstraten, zwischen dem Harzsubstrat und den mechanischen Funktionsteilen, mit denen die Poliermaschine ausgestattet ist, und zwischen dem Harzsubstrat und der äußeren Wand der Poliermaschine entwickelt, wodurch die Oberflächen der Substrate poliert werden. Falls gewünscht, kann das zu polierende Substrat zuvor mit Wasser, einem Alkohol oder dergleichen benetzt werden.

Die Poliermaschine zum Polieren der Substratoberflächen beim Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Weise konstruiert werden, ähnlich wie eine Reismühle, beispielsweise als eine Maschine mit Stampfer, mit Spiralmörser, eine Maschine mit zylindrisch erzeugter Reibung, eine automatisch umlaufende Maschine und eine mühlenartige Maschine. Eine besonders bevorzugte Poliermaschine ist ein Schneckenabzieher (screw feeder), der auf ähnliche Weise konstruiert ist wie ein Schneckenextruder, der gewöhnlich zum Schmelzextrudieren von Harzen verwendet wird. Bei dieser Konstruktion erzeugt die Rotationskraft der inneren Schnecke eine Scherkraft zwischen den Harzsubstraten, zwischen dem Harzsubstrat und der Schnecke und zwischen dem Harzsubstrat und der äußeren Wand, wobei die Scherkraft groß genug ist, daß die Oberflächen der Substrate aneinander scheuern. Vorzugsweise wird eine solche Schneckenkonstruktion und eine solche Struktur der äußeren Wandfläche eingesetzt, die zu einer wirksamen Erzeugung der notwendigen Scherkraft beiträgt. Die Polierbedingungen werden vorzugsweise so gewählt, daß eine Scherenergie von 0,2 kW oder mehr pro kg Substratharz erzeugt wird.

Wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung implementiert wird, wird die Poliermaschine vom Schneckenabzieher-Typ typischerweise bei Temperatur betrieben, die 30 bis 100°C, vorzugsweise 50 bis 100°C niedriger liegt als der Schmelzpunkt der Harzsubstrate, um den maximalen Poliereffekt zu erzielen. Wenn Polyolefin- Substrate behandelt werden, kann der Polierschritt vorzugsweise bei 60 bis 110°C ausgeführt werden.

In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das mit der wäßrigen Strip-Lösung behandelte Harzsubstrat von dieser abgetrennt werden, bevor seine Oberfläche mit einem Schleifmittel poliert wird; dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich und kann auch unterbleiben. Die Oberfläche des Substrats kann mit einer beliebigen geeigneten Technik poliert werden, beispielsweise durch ein sandstrahlartiges Behandeln der Substratoberfläche in Plattenform mit dem Schleifmittel. Eine besonders bevorzugte Technik ist es, sowohl das Schleifmittel wie auch das Substrat mit hoher Geschwindigkeit in einer Poliervorrichtung zu rühren, die als Behälter mit Hochgeschwindigkeits-Rührer ausgestattet ist.

Das mit einem Hochgeschwindigkeits-Rührer versehene Gefäß, das vorzugsweise zum Polieren der Substratoberfläche beim Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine Vorrichtung, die in ähnlicher Weise wie ein Behälterrührer, z. B. ein Henschel- Mischer, konstruiert ist, der gewöhnlich zum Umrühren von Pulvern und teilchenförmiger Materie verwendet wird, mit der Ausnahme, daß die Konstruktion von Rührblatt und Einbauplatten so gestaltet ist, daß ein erhöhter Poliereffekt während des Rührens erzielt wird. Das Konzept "Hochgeschwindigkeit" bedeutet, daß das Rührblatt bei Geschwindigkeiten von wenigstens etwa 1000 U/min rotiert.

In der Praxis des erfindungsgemäßen Verfahrens beeinflussen sowohl das Schleifmittel wie auch die Formulierung einer Polier-Lösung, die das Schleifmittel enthält, den letztendlich erzielten Poliereffekt. Falls die Partikelgröße des Schleifmittels weniger als 60 µm beträgt, ist die Aufprallkraft zu klein, um den notwendigen Poliereffekt zur Verfügung zu stellen. Falls die Partikelgröße mehr als 150 µm beträgt, ist die Aufprallkraft so groß, daß das Schleifmittel gelegentlich in das Harzsubstrat aufgenommen wird, falls das letztere weich ist. Daher liegt die Partikelgröße des Schleifmittels vorzugsweise im Bereich von 80 bis 120 µm. Wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung implementiert wird, liegt das Verhältnis von Substrat zu Schleifmittel vorteilhafterweise im Bereich von 1 : 0,1 bis 1 : 0,5 auf Gewichtsbasis, um einen maximalen Poliereffekt zu erzielen.

Beispielhafte Schleifmittel, die verwendet werden können, schließen Aluminiumoxid-Pulver, Pfirsichsamen-Pulver und Quarzsand ein, wobei Quarzsand bevorzugt ist.

Das Schleifmittel wird vorzugsweise zusammen mit einem flüssigen Vehikel verwendet, und spezielle Beispiele dieses flüssigen Vehikels schließen einen Alkohol und Wasser ein. Die Anteile von Schleifmittel und flüssigem Vehikel, wenn sie in Kombination zur Bildung einer Polier- Lösung verwendet werden, liegen vorteilhafterweise so, daß das Verhältnis von Schleifmittel zu flüssigem Vehikel 2 : 3 bis 2 : 6 beträgt.

Wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung implementiert wird, liegt die Temperatur zur Polierbehandlung wünschenswerterweise 50 bis 110°C niedriger als der Schmelzpunkt des Harzsubstrats, um einen maximalen Poliereffekt zu erzielen. Falls das Substrat aus Polyolefin besteht, liegt die Behandlungstemperatur vorzugsweise zwischen 70 und 120°C, besonders bevorzugt zwischen 80 und 100°C.

Eine bevorzugte Kombination von Schleifmittel und flüssigem Vehikel, die manchmal zur Oberflächenpolierung verwendet werden kann, besteht aus 0,1 bis 0,5 kg Quarzsand und 0,4 bis 0,8 kg Wasser pro kg Substrat, wobei die Temperatur aus dem Bereich von 70 bis 120°C gewählt wird.

In der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Harzsubstrat, das mit der wäßrigen Strip-Lösung behandelt wurde, von dieser abgetrennt werden, bevor seine Oberfläche durch ein Flüssig-Hon-Verfahren (liquid honing process) behandelt wird; dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich und kann auch unterbleiben. Das Flüssig-Hon- Verfahren ist eine Oberflächen-Endbearbeitungstechnik, bei der feine Schleifpartikel mit Wasser formuliert werden, so daß eine flüssige Polier-Lösung hergestellt wird, die mit hoher Geschwindigkeit gegen die zu bearbeitende Oberfläche getrieben wird. Beispiele für die Schleifmittel, die in das Flüssig-Poliermittel formuliert werden können, schließen Quarzsand und ein Pfirsichsamen-Pulver ein. Besonders bevorzugt ist es, eine flüssige Polier-Lösung zu verwenden, die ein Aluminiumoxid-Pulver mit einer Partikelgröße von 0,18 bis 0,074 mm (80 bis 200 mesh), das in der 2- bis 5-fachen, vorzugsweise 3- bis 5-fachen Menge Wasser dispergiert ist (bezogen auf das Volumen des Aluminiumoxid-Pulvers), aufweist.

Falls die Partikelgröße des Aluminiumoxid-Pulvers weniger als 0,074 mm (200 mesh) beträgt, werden die Aluminiumoxid- Partikel beim Flüssig-Hon-Verfahren nur eine unzureichende Aufprallenergie auf das Harzsubstrat haben, um den notwendigen Poliereffekt noch zu erreichen. Falls die Partikelgröße des Aluminiumoxid-Pulvers größer als 0,18 mm (80 mesh) ist, ist die Aufprallenergie so groß, daß die Aluminiumoxid-Partikel gelegentlich in das Harzsubstrat eingebettet werden. Daher liegt die Partikelgröße des Aluminiumoxid-Pulvers vorteilhafterweise im Bereich von 0,18 bis 0,074 mm (80 bis 200 mesh).

Das Flüssig-Honen wird vorzugsweise mit einem Treibdruck von 0,2 bis 0,3 MPa (2 bis 3 kg/cm²) durchgeführt. Falls der treibende Druck zum Flüssig-Honen weniger als 0,2 MPa (2 kg/cm²) beträgt, ist der erzielbare Poliereffekt beinahe Null. Falls der Treibdruck 3 kg/cm² übersteigt, wird das Substrat nicht nur auf seiner Oberfläche angegriffen, sondern auch darunter, und unter Umständen bis in tiefere Bereiche. Im Hinblick darauf liegt der treibende Druck vorteilhafterweise im Bereich von 0,2 bis 0,3 MPa (2 bis 3 kg/cm²).

Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele werden zum Zweck der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung gegeben, sollen diese jedoch nicht beschränken.

Herstellung von beschichteten Proben

In allen Versuchen wurde Polypropylen ("Hipole X440", Handelsname von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.; nachfolgend abgekürzt als "PP"), das 0,5 Gew.% Russ enthielt, zu rechteckigen, 3 mm dicken Lagen (sheets) spritzgegossen. Die Lagen wurden durch Exposition an 1,1,1-Trichlorethan-Dampf während 30 Sekunden behandelt und danach bei Raumtemperatur 30 Minuten stehen gelassen, bis sie trocken waren. Anschließend wurden die 1,1,1- Trichlorethan-behandelten Oberflächen der Lagen mit einer Grundierung ("Unistol P-801" von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) mittels einer Luftsprühpistole in einer solchen Weise überzogen, daß die Dicke der Grundierungsschicht im trockenen Zustand etwa 10 µm betragen würde. Die so aufgebrachte Grundierschicht wurde dann bei Normaltemperatur 10 Minuten stehen gelassen. Anschließend wurde ein hitzehärtbarer Ein-Dosen (Ein- Komponenten-Typ) -acrylischer Melamin-Lack ("Soflex #1200" von Kansai Paint Co., Ltd.) auf die Grundierschicht jeder rechteckigen Lage mittels einer Luftsprühdose [Entladungsdruck: 0,1 MPa (1 kg/cm²)] auf eine solche Weise aufgebracht, daß der härtbare Überzug eine Dicke von 30 bis 40 µm bilden würde. Der so aufgebrachte Lacküberzug wurde 10 Minuten stehen gelassen. Anschließend wurde der Lacküberzug durch Erhitzen auf 120°C während 30 Minuten gehärtet, so daß überzogene Proben mit einem gehärteten Überzugsfilm, der über einer Grundierung auf der Oberfläche einer rechteckigen PP-Lage gebildet wurde, hergestellt wurden.

Entfernung der Filmüberzüge von den überzogenen Proben

Ein erster Teil der Teststücke wurde zu im allgemeinen quadratischen Chips einer Seitenlänge von ca. 3 mm gemahlen und die Chips dann in wäßrige Strip-Lösungen mit den in Tabelle 1 gezeigten Konzentrationen bei den ebenfalls in Tabelle 1 gezeigten Temperaturen während der dort gezeigten Zeit eingetaucht. Die so behandelten Chips wurden auf Raumtemperatur abgekühlt (Beispiele 1 bis 13 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3). Die so hergestellten Probenchips wurden in eine Poliermaschine vom Schneckenabzieher-Typ (eine Reismahlmaschine von Toyo Seimaiki K.K. wurde umgebaut verwendet) eingebracht und eine Polierbehandlung wurde unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen durchgeführt.

Ein weiterer Teil der Teststücke wurde in ähnlicher Weise zu Chips vermahlen, die dann in wäßrige Strip-Lösungen mit den in Tabelle 2 gezeigten Konzentrationen bei den ebenfalls in Tabelle 2 gezeigten Temperaturen und Zeiten eingetaucht wurden. Die so behandelten Chips wurden auf Raumtemperatur abgekühlt (Beispiele 14 bis 27 und Vergleichsbeispiele 3 bis 5). Die so hergestellten Probenchips wurden in einen Behälter eingebracht, der mit einem Hochgeschwindigkeits-Rührer versehen war (ein Henschel-Mischer wurde umgebaut verwendet), und unter Zugabe des Schleifmittels und von Wasser in den in Tabelle 2 gezeigten Anteilen wurde eine Polierbehandlung unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt. Die Rührergeschwindigkeit betrug 3000 U/min.

Ein dritter Teil der Teststücke wurde in ähnlicher Weise zu Chips vermahlen, die dann in wäßrige Strip-Lösungen mit den in Tabelle 3 gezeigten Konzentrationen bei den ebenfalls in Tabelle 3 gezeigten Temperaturen und während der dort angegebenen Zeiten eingetaucht. Die so behandelten Chips wurden auf Raumtemperatur abgekühlt (Beispiele 28 bis 38 und Vergleichsbeispiele 6 und 7). Die so hergestellten Probenchips wurden in eine Vorrichtung zum Flüssig-Honen eingebracht (Produkt von Fuji Seiki Kogyosho K.K.) und ein Flüssig-Hon-Verfahren wurde unter den in Tabelle 3 gezeigten Bedingungen implementiert.

Bewertung der Ergebnisse der Filmüberzugs-Entfernung

Die Teststücke wurden von den Filmüberzügen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung befreit und die so behandelten Probenchips wurden den folgenden verschiedenen Tests unterworfen, um ihre Verwendung bei Automobil- Stoßstangen zu simulieren.

Herstellung von Testproben

Die behandelten Probenchips wurden bei einer Gußtemperatur von 200°C spritzgegossen, um die notwendigen Testproben, wie beispielsweise rechteckige Lagen und Scheiben mit einer Dicke von 1,6 mm, herzustellen.

(1) Zugtest (für Zugfestigkeit und Zugdehnung bei Bruch)

Die Messungen wurden bei 23°C nach JIS K7113 durchgeführt.

(2) Hochgeschwindigkeits-Flächenstoßfestigkeit

Scheiben mit einer Dicke von 1,6 mm und einem Durchmesser von 100 mm wurden durch Spritzguß geformt. Jede dieser Scheiben wurde auf einen Tisch mit einem Loch eines Durchmessers von 60 mm gelegt und mit einem Gewicht (25 mm oder 1 inch Durchmesser), das mit einer Geschwindigkeit von 2,5 m/sek fallen gelassen wurde, stoßweise belastet. Die Bruchenergie [in Joule (J)] wurde bei jeder Scheibe bestimmt. Die verwendete Testmaschine war ein Hochgeschwindigkeits-Stoßtest-Gerät von Orientec K.K.

Bei unzureichender Stoßfestigkeit wird die Stoßstange bei einem leichten Unfall oder einer Kollision brechen und entweder die Autokarosserie beschädigen oder einen Sekundärunfall aufgrund von abgesplitterten Harzstücken verursachen. Um dieses Problem zu vermeiden, muß die Bruchenergie mindestens 15 J betragen, und es ist auch notwendig, daß der Zustand des Probenbruchs duktil ist.

In den Tabellen wird der Zustand des Probenbruchs nach den folgenden Kriterien bewertet:
5D: Alle (fünf) Proben zeigten einen duktilen Bruch.
4D1B: Vier von fünf Proben zeigten einen duktilen Bruch und eine zeigte einen brüchigen Bruch.
5B: Alle (5) Proben zeigten brüchiges (brittle) Bruchverhalten.

Herstellung von Automobil-Stoßstangen

Die behandelten Probenchips wurden in einer 2000 t- Gießmaschine bei einer Harztemperatur von 250°C zur Herstellung von Stoßstangen mit dem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt spritzgegossen.

(3) Bewertung des äußeren Erscheinungsbildes der Stoßstangen

Das äußere Erscheinungsbild der geformten Stoßstangen wurde visuell überprüft und nach den folgenden Kriterien bewertet:
○ Die Stoßstangen-Oberfläche hatte keine bemerkenswerten Defekte im Erscheinungsbild, wie beispielsweise grobe Körnchenbildung aufgrund von Lackrückständen, Rauhheiten, Wellungen, Deformation, Verwerfungen, Einsenkungen, unebener Glanz und Silberflecken; die Oberfläche hatte zufriedenstellenden Glanz und konnte wieder lackiert werden, ohne irgendwelche auffälligen äußeren Defekte zu zeigen.
X Die Stoßstangen-Oberfläche hatte deutliche äußere Defekte oder keinen Glanz.

(4) Stoßexperiment (Testverfahren)

Die Stoßstange wird auf ein Chassis oder ein tatsächliches Automodell montiert und ein Pendel als Stoßgegenstand (dem Fahrzeuggewicht äquivalent) wird gegen die Stoßstange unter einer von zwei Atmosphären- Bedingungen geschwungen, die eine bei Raumtemperatur und die andere bei -30°C.

(Bewertung)

Stoßstangendeformation bei Normaltemperatur: Das Ausmaß der durch das Stoßobjekt erzeugten Delle wurde gemessen und mit ○ bewertet, wenn es weniger als 60 mm betrug und mit X bewertet, wenn es 60 mm oder mehr betrug.

Stoßfestigkeit bei -30°C: Mit ○ bewertet, wenn die Stoßstange nicht brach, und mit X, wenn sie brach.

(5) Gesamtbewertung der geformten Stoßstangen

Allen Proben, die entweder im äußeren Überprüfungs- oder im Stoßtest oder beiden mit X bezeichnet wurden, wurde die Gesamtbenotung X (nicht gut) gegeben.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden die Filmüberzüge auf Harzsubstraten abgelöst oder leicht ablösbar gemacht durch Behandlung mit wäßrigen Alkali- Lösungen, die weniger gefährlich im Umgang sind und eine einfache Abgabe von Flüssigabfällen gestatten; darüber hinaus werden die Oberflächen der Substrate durch eine der drei spezifizierten Techniken poliert, so daß eine vollständige Entfernung der Filmüberzüge von den Harzsubstraten dargestellt werden kann. Das Verfahren hat den zusätzlichen Vorteil, daß die vom Überzug befreiten Substrate zu einer weiteren industriellen Verwendung recycliert werden können.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Überzugsfilmen auf den Oberflächen von Harzsubstraten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst diese Harzsubstrate in einer wäßrigen Alkali-Lösung mit einer Konzentration von 0,1 Gew.% oder mehr bei einer Temperatur von 110°C oder mehr behandelt werden, wobei die Temperatur niedriger ist als der Schmelzpunkt der Substrate, und dann die Oberflächen dieser Substrate dadurch poliert werden, daß man sie miteinander in Kontakt bringt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polier- Verfahren in einer Poliermaschine vom Schneckenabzieher-Typ durchgeführt wird, wobei die Substrate bei einer Temperatur gehalten werden, die 30 bis 110°C niedriger als der Schmelzpunkt der Substrate liegt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polier- Verfahren mit einer Scherenergie durchgeführt wird, die mit einem Wert von 0,2 kW oder mehr pro kg Substratharz erzeugt wird.

4. Verfahren zur Entfernung von Überzugsfilmen auf den Oberflächen von Harzsubstraten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst diese Harzsubstrate in einer wäßrigen Alkali-Lösung mit einer Konzentration von 0,1 Gew.% oder mehr bei einer Temperatur von 110°C oder mehr, wobei die Temperatur niedriger ist als der Schmelzpunkt der Substrate, behandelt werden und dann die Oberflächen der Substrate mit einem Schleifmittel poliert werden.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polier- Verfahren unter Verwendung des Schleifmittels in einer Poliermaschine durchgeführt wird, die als Behälter mit einem Hochgeschwindigkeits-Rührer ausgestattet ist, während die Substrate, Quarzsand als Schleifmittel und Wasser als flüssiges Vehikel unter Rühren bei einer Temperatur von 70 bis 120°C gemischt werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Poliermaschine, die mit einem Hochgeschwindigkeits- Behälterrührer ausgestattet ist, auf eine Betriebstemperatur von 80 bis 100°C im Behälter erwärmt wird.

7. Verfahren zur Entfernung von Überzugsfilmen auf den Oberflächen von Harzsubstraten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Harzsubstrate in einer wäßrigen Alkali-Lösung mit einer Konzentration von 0,1 Gew.% oder mehr bei einer Temperatur von 110°C oder mehr, wobei die Temperatur niedriger ist als der Schmelzpunkt der Substrate, behandelt werden, und dann die Oberflächen dieser Substrate einem Flüssig-Hon-Verfahren unterworfen werden.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Flüssig- Hon-Verfahren eine Polier-Lösung verwendet, die ein Aluminiumoxid-Pulver einer Größe von 0,18 bis 0,074 mm (80 bis 200 mesh) umfaßt, das im 2- bis 5-fachen Volumen (bezogen auf das Aluminiumoxid- Pulver) Wasser dispergiert ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssig-Hon- Verfahren bei einem treibenden Druck von 0,2 bis 0,3 MPa (2 bis 3 kg/cm²) betrieben wird.

10. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die wäßrige Alkali-Lösung wäßrige Natronlauge (NaOH) oder Kalilauge (KOH) umfaßt.

11. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Alkali-Lösung eine Konzentration von 0,2 bis 4 Gew.% hat.

12. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in der wäßrigen Alkali-Lösung darin besteht, daß die Substrate in die wäßrige Alkali-Lösung bei einer Temperatur eingetaucht werden, die niedriger ist als der Schmelzpunkt der Substrate, jedoch höher als 140°C.

13. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsfilme auf einem hitzehärtbaren oder thermoplastischen Harz basieren oder aus einer Mischung dieser Harze oder einem Laminat dieser Harze bestehen.

14. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzehärtbare Harz ein Harz auf Alkyd-, Acryl- oder Polyester-Basis ist.