MXPA06014491A - Metodos para la remocion de capas de recubrimiento polimericas de sustratos recubiertos. - Google Patents

Abstract

La invencion proporciona un metodo para la remocion por lo menos parcial de una o mas capas de recubrimiento polimericas de un sustrato recubierto que tiene por lo menos una superficie recubierta. El metodo incluye generar por lo menos una especie reactiva en una corriente de gas ionizado descargada a presion atmosferica y colocar la superficie recubierta en la corriente de gas ionizado. La por lo menos una especie reactiva reacciona con la una o mas capas de recubrimiento polimericas, de tal manera que la una o mas capas de recubrimiento es por lo menos parcialmente removida de la superficie recubierta del sustrato a presion atmosferica.

Description

MÉTODOS PARA LA REMOCIÓN DE CAPAS DE RECUBRIMIENTO POLIMERICAS DE SUSTRATOS RECUBIERTOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente en general con métodos para la remoción de capas de recubrimiento poliméricas y en particular con la remoción de capas de recubrimiento poliméricas a partir de un sustrato recubierto utilizando una descarga de plasma a presión atmosférica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El término "plasma" describe en gas parcialmente ionizado compuesto de iones, electrones y especies neutras. El plasma puede ser producido mediante la acción de energía introducida, por ejemplo, mediante medios químicos, muy altas temperaturas, fuertes campos eléctricos constantes y particularmente campos electromagnéticos de radiofrecuencia (RF) . Los plasmas se han usado extensamente en una amplia variedad de aplicaciones industriales y de alta tecnología en las que se incluyen, por ejemplo, fabricación de semiconductores, varias modificaciones de superficie y recubrimientos de películas reflectoras para paneles de ventana y discos compactos. Los plasmas fluctúan en presión de alto vacío (<0.1 mTorr) a varios Torricelis y son comunes y han sido usados para deposición de películas, ataque por ion reactivo, bombardeo iónicos y varias otras formas de modificaciones superficiales. Por ejemplo, plasmas de gas son conocidos para el tratamiento de plásticos y sustratos moldeados (por ejemplo, sustratos de olefina termoplásticos usados como parachoques y facías en la industria automotriz) para mejorar la adhesión de capas de recubrimiento aplicadas subsecuentemente. La modificación comúnmente es de unas pocas capas moleculares de profundidad, asi, las propiedades globales del sustrato polimérico no son afectadas. Una ventaja principal de utilizar plasma por tales propósitos es que da como resultado un proceso "completamente seco" que genera poco o ningún efluente, no requiere condiciones peligrosas tales como altas presiones y es aplicable a una variedad de materiales compatibles con vacío, en los que se incluyen, inter alia, silicio, metales, vidrio y cerámica. Es conocido comúnmente utilizar plasma, comúnmente plasmas de 02, como medios para separar hidrocarburos y otros contaminantes superficiales orgánicos de varios sustratos. Sin embargo, debido al tiempo de vida corto de estos reactivos y su reactividad en linea de vista sobre la superficie, estos reactivos altamente activados no son especialmente apropiados para limpieza superficial de superficies irregulares, superficies metálicas sin pulir o rugosas o superficies que tienen una topografía tridimensional. También, el uso de plasma a presiones reducidas tiene varias desventajas en que el sustrato a ser tratado o limpiado debe ser evacuado y debe ser capaz de sobrevivir bajo tales condiciones de presión reducida. El uso de plasma a la presión atmosférica o por encima de la presión atmosférica evita estas deficiencias. Un problema con las descargas a presión atmosférica convencional ha sido la rápida recombinación de oxígeno atómico y 02+ a esta presión. Sin embargo, el oxígeno metastable (1 ?g 02) , formado en un plasma tiene un tiempo de vida que fluctúa de 0.1 segundos (a presión atmosférica) a 45 minutos (a presión cero) , y también tiene 1 electrón-volt de energía interna para promover su reactividad química. La producción de oxígeno metastable en plasma es incrementada a presiones más altas. El uso de metastables en los que se incluyen 02 metastable para limpiar superficies es conocido y permite el procesamiento de plasma tanto de vacío compatible y materiales incompatibles a costo reducido y complejidad reducida . Los sopletes y flama de plasma a presión atmosférica dependen comúnmente de descargas de DC o RF de alta potencia e ionización térmica y usualmente operan a altas temperaturas para producir ionización sustancial. Consecuentemente, estos plasmas pueden destruir la mayoría de las superficies de sustrato. En la industria de refinado automotriz, frecuentemente es necesario remover por lo menos parcialmente una porción de una capa de recubrimiento o separar una o más capas del recubrimiento completamente de la carrocería del vehículo, por ejemplo en el área de baños de colisión, antes de la aplicación del (los) recubrimiento (s) de reterminado sobre el área de reparación. Puede ser necesario remover solo la capa de recubrimiento claro de un terminado de color más claro o puede ser necesario remover tanto la capa de recubrimiento de color y la capa de recubrimiento claro o puede ser necesario remover ambas, dependiendo de la extensión de los daños al recubrimiento. Asimismo, puede ser necesario remover todas las capas de recubrimiento, en las que se incluyen los recubrimientos superiores, superficie de imprimación y/o capas de imprimación de electrorecubrimiento, para dejar expuesto el sustrato, que puede ser metálico o no metálico. Similarmente, la remoción de la capa de recubrimiento puede ser necesaria en la planta de montaje automotriz para reparaciones de "final de la línea" del recubrimiento de equipo original. Convencionalmente, esta remoción de la capa de recubrimiento se efectúa mediante lijado o abrasión a través de la(s) capa(s) de recubrimiento. Como se puede esperar, es bastante difícil controlar la cantidad de espesor de la una o más capas de recubrimiento a ser retiradas mediante lijado. Además, los procesos de lijado son indeseables para la remoción de las capas de recubrimiento de sustratos sensibles. Por ejemplo, en el caso de "lijado pasante" de todas las capas de recubrimiento al sustrato particularmente un elastomérico, el sustrato puede ser rayado o deteriorado a una extensión que la pieza puede necesitar ser descartada o como mínimo, puede necesitar ser re-recubierta con una imprimación superficial antes de la aplicación subsecuente de un reterminado o recubrimiento de reparación. También, artículos de manufactura, por ejemplo una carrocería automotriz y sus varias partes recubiertas y accesorios además de las superficies sustancialmente planas horizontales y verticales (por ejemplo, el capó, techo y la mayor parte de superficie de puerta) , pueden tener topografías o perfiles tridimensionales (por ejemplo, parachoques y defensas) que no pueden ser lijados uniformemente de manera fácil . En vista de lo anterior, sería deseable proporcionar un método, diferente al lijado, para remover por lo menos parcial y selectivamente una o más capas de recubrimiento poliméricas de una variedad de sustratos recubiertos, en los que se incluyen aquellos sustratos recubiertos que tienen topografías y perfiles variables.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una modalidad, la presente invención es concerniente con un método para la remoción por lo menos parcial de una o más capas de recubrimiento poliméricas de un sustrato recubierto que tiene por lo menos una superficie recubierta, el método comprende: generar por lo menos una especie reactiva en una corriente de gas ionizado descargada a presión atmosférica y colocar la superficie recubierta en la corriente de gas ionizado, en donde por lo menos una especie reactiva reacciona con la una o más capas de recubrimiento poliméricas, de tal manera que una o más capas de recubrimiento son removidas por lo menos parcialmente de la superficie recubierta del sustrato a presión atmosférica. Adicionalmente, la presente invención es concerniente con un método para la remoción por lo menos parcial de una o más capas de recubrimiento poliméricas de un sustrato que tiene por lo menos una superficie recubierta, en donde por lo menos una superficie recubierta de sustrato es recubierta con un recubrimiento compuesto en multicapas que comprende dos o más capas de recubrimiento poliméricas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN A diferencia de los ejemplos de operación o en donde se indique de otra manera, todos los números que expresan cantidades o ingredientes, condiciones de reacción y así sucesivamente usados en la especificación y reivindicaciones se comprenderá que están modificados en todas las instancias por el término "aproximadamente". Así, a no ser que se indique lo contrario, los parámetros numéricos resumidos en la siguiente especificación y revisión adjuntas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas a ser obtenidas por la presente invención. Como mínimo y no como intento de limitar la aplicación de la doctrina de equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe por lo menos ser interpretado a la luz del número de dígitos significativo reportados y la aplicación de técnicas de redondeo ordinarias. A pesar de que los intervalos numéricos y parámetros que resumen el amplio alcance de la invención son aproximaciones, los valores numéricos resumidos en los ejemplos específicos son reportados tan precisamente como sea posible. Cualesquier valores numéricos, sin embargo, contienen inherentemente ciertos errores que resultan necesariamente de la desviación estándar encontrada en sus mediciones de prueba respectivas. También, se debe entender que cualquier intervalo numérico citado en la presente se propone incluir todos los sub-intervalos sub-contenidos en el mismo. Por ejemplo, un intervalo de "1 a 10" se propone incluir todos los sub-intervalos entre (e incluyendo) el valor mínimo citado de 1 y el valor máximo citado de 10, esto es, que tiene un valor mínimo o igual o mayor de 1 y un valor máximo de igual o menor de 10. Como se menciona previamente, la presente invención es concerniente con un método para la remoción por lo menos parcial de una o más capas de recubrimiento poliméricas de un sustrato recubierto que tiene por lo menos una superficie recubierta. El método comprende las etapas de generar por lo menos una especie reactiva en una corriente de gas ionizado descargado a presión atmosférica y colocar la superficie recubierta en la corriente de gas ionizado. La por lo menos una especie reactiva reacciona con la una o más capas de recubrimiento poliméricas de tal manera que una o más capas de recubrimiento es por lo menos parcialmente removida de la superficie recubierta del sustrato a presión atmosférica. El método de la presente invención puede ser usado para remover una o más capas de recubrimiento poliméricas de virtualmente cualquier sustrato que pueda recibir un recubrimiento polimérico, tal como por ejemplo madera, metales, vidrio, tela, plástico, fibra de vidrio y compuestos reforzados con fibra de vidrio, espuma, también como sustratos elastoméricos y los semejantes. En una modalidad particular, los métodos de la presente invención pueden ser usados para remover una o más capas de recubrimiento poliméricas de sustratos que en general son apropiados para uso en la fabricación de artículos manufacturados. En una modalidad de la presente invención, el sustrato puede comprender un sustrato metálico. Ejemplos de sustratos metálicos apropiados pueden incluir metales ferrosos y metales no ferrosos. Metales ferrosos apropiados incluyen hierro, acero y aleaciones de los mismos. Ejemplos no limitantes de materiales de acero útiles incluyen acero laminado en frió, acero galvanizado (recubierto con zinc) , acero electrogalvanizado, acero inoxidable, acero decapado, GALVANNEAL®, GALVALUME® y GALVAN® aleaciones de zinc-aluminio recubiertas sobre acero y combinaciones de los mismos. Metales no ferrosos útiles incluyen aluminio, zinc, titanio, magnesio y aleaciones de los mismos. Combinaciones o compuestos de metales ferrosos y no ferrosos o combinaciones o compuestos de metales y no metales también pueden ser usados. Los sustratos pueden ser limpiados o sin limpiar y/o pretratados con cualquiera de las composiciones limpiadoras y composiciones de pretratamiento conocidas en el arte. En otra modalidad de la presente invención, el sustrato puede comprender un sustrato elastomérico. Sustratos elastoméricos apropiados pueden incluir cualquiera de los materias sintéticos termoplásticos o termofraguables bien conocidos en el arte, en los que se incluyen materiales termoformables y termoplásticos reforzados con fibra. Como se usa en la presente, "material termofraguable" o "composición termofraguable" significa uno que "fragua" irreversiblemente en el curado o reticulación, en donde las cadenas poliméricas de los componentes poliméricos son unidas conjuntamente mediante enlaces covalentes. Esta propiedad está usualmente asociada a una reacción de reticulación de los constituyentes de la composición frecuentemente inducida, por ejemplo mediante calor o radiación. Hawley, Gessner G., The Condensed Chemical Dictionary, Ninth Edition., página 856, Surface Coatings, vol. 2, Oil and Colour Chemists' Association, Australia, TAFE Educational Books (1974). Una vez curado o reticulado, un material o composición termofraguable no ser fundirá en la aplicación de calor y es insoluble en solventes. En contraste, un "material termoplástico" o "composición termoplástica" comprende componentes poliméricos que no son unidos mediante enlaces covalentes y pueden mediante esto sufrir flujo líquido en el calentamiento y son solubles en solventes. Saunders, K.J., Organic Polymer Chemistry, pp 41-41, Chapman and Hall, Londres (1973) . Ejemplos no limitantes de materiales de sustrato elastoméricos apropiados incluyen polietileno, polipropileno, poliolefina termoplástica ("TPO") , poliuretano moldeado por inyección de reacción ("RIM") y poliuretano termoplástico ("TPU") . Ejemplos no limitantes de materiales termofraguables útiles como sustratos en relación con la presente invención incluyen poliésteres, epóxidos, fenólicos, poliuretanos tales como materiales termofraguables "RIM" y mezclas de cualquiera de los anteriores. Ejemplos no limitantes de materiales termoplásticos apropiados incluyen poliolefinas termoplásticas tales como polietileno, polipropileno, poliamidas tales como nylon, poliuretanos termoplásticos, poliésteres termoplásticos, polímeros acrílicos, polímeros de vinilo, policarbonatos, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno ("ABS"), hule de terpolímero de dieno de etileno propileno ("EPDM"), copolimeros y mezclas de cualquiera de los anteriores. Si se desea, los sustratos poliméricos descritos anteriormente pueden tener un promotor de adhesión presente sobre la superficie del sustrato sobre el cual cualquiera de un número de composiciones de recubrimiento (en las que se incluyen las composiciones de recubrimiento descritas a continuación) pueden ser aplicadas. Para facilitar la adhesión de recubrimientos orgánicos a sustratos poliméricos, el sustrato puede ser pretratado utilizando una capa promotora de adhesión o recubrimiento de unión, por ejemplo una capa delgada de 6.35 mieras (0.25 milésimas de pulgada) de espesor o mediante pretratamiento con flama, corona o plasma atmosférica. Ejemplos no limitantes apropiados de promotores de adhesión para uso sobre sustratos poliméricos incluyen promotores de adhesión de poliolefina clorada, polímeros de polidieno polihidroxilados saturados y combinaciones de los anteriores . Por propósitos de la presente invención, los términos "capas de recubrimiento polimérica" y "capa polimérica" se proponen excluir capas de molienda, lubricación y/o aceites de máquina y aceite de por ejemplo huellas y los semejantes. Se debe entender que como se usa en la presente, una capa o composición polimérica formada "sobre" por lo menos una porción de "sustrato" se refieren a una capa o composición polimérica formada directamente sobre por lo menos una porción de las superficie del sustrato también como una capa o composición polimérica formada sobre cualquier capa(s) de recubrimiento o material promotor de adhesión y material de pretratamiento que fue aplicado previamente a por lo menos una porción de sustrato. Esto es, el "sustrato" sobre el cual la primera capa polimérica es formada puede comprender un sustrato metálico o elastomérico al cual una o más capas de recubrimiento han sido aplicadas previamente. Por ejemplo, el "sustrato" puede comprender un sustrato metálico y un recubrimiento de imprimación sobre por lo menos una porción de la superficie del sustrato y la primera capa polimérica puede comprender un recubrimiento de imprimación electrodepositable . Asimismo, el "sustrato" puede comprender un sustrato metálico (opcionalmente habiendo sido pretratado) que tiene una imprimación electrodepositable formada sobre por lo menos una porción del mismo y un recubrimiento de imprimación superficial sobre por lo menos una porción de la imprimación electrodepositable. La primera capa polimérica puede comprender, por ejemplo un recubrimiento base pigmentado sobre por lo menos una porción de este "sustrato" en multicapas y la segunda capa polimérica puede comprender un recubrimiento superior sustancialmente libre de pigmento formado sobre por lo menos una porción de recubrimiento base pigmentado. Como se menciona previamente, la presente invención también es concerniente con un método para la remoción por lo menos parcial de una o más capas de recubrimiento poliméricas de un sustrato que tiene por lo menos una superficie recubierta, en donde por lo menos una superficie recubierta del sustrato es recubierta con un recubrimiento compuesto en multicapas. El recubrimiento compuesto en multicapas comprende dos o más capas de recubrimiento poliméricas en donde una o más capas de recubrimiento es formada sobre una o más capas de recubrimiento previamente aplicadas. Tales recubrimientos compuestos en multicapas pueden comprende solamente dos capas de recubrimiento poliméricas, en donde una primera capa de recubrimiento polimérica es formada sobre por lo menos una porción de un sustrato y una segunda capa de recubrimiento polimérica es formada sobre por lo menos una porción de la primera capa de recubrimiento polimérica. Alternativamente, el recubrimiento compuesto en multicapa de la presente invención puede comprender una primera capa de recubrimiento polimérica sobre por lo menos una porción de un sustrato y la segunda capa de recubrimiento polimérica formada sobre por lo menos una porción de la primera capa polimérica, en donde hay una o más capas poliméricas subsecuentes formadas sobre por lo menos una porción de la segunda capa polimérica o en donde han habido una o más capas poliméricas aplicadas al sustrato antes de la aplicación de la primera capa de recubrimiento polimérica. Por ejemplo, la primera capa polimérica puede comprender un recubrimiento de imprimación superficial y la segunda capa polimérica puede comprender un recubrimiento base que mejora el color al cual se ha aplicado subsecuentemente un recubrimiento superior transparente. También, la primera capa de recubrimiento polimérica puede comprender una capa de recubrimiento de imprimación electrodepositable y la segunda capa de recubrimiento polimérica puede comprender una capa de recubrimiento de imprimación superficial a la cual se ha aplicado subsecuentemente un monorecubrimiento que mejora la apariencia y un sistema de recubrimiento de color más claro que comprende una capa de recubrimiento base pigmentada una capa de recubrimiento superior sustancialmente libre de pigmento. Adicionalmente, la primera capa polimérica puede comprender un recubrimiento superior transparente (como el recubrimiento claro en un sistema de recubrimiento de color más claro) y la segunda capa polimérica puede comprender un recubrimiento superior de reparación. En una modalidad de la presente invención, el sustrato recubierto tiene una topografía tridimensional. Cuando los sustratos son usados como componentes para fabricar artículos de manufactura, tales artículos pueden tener cualquier forma y topografía y pueden consistir de cualquiera de los sustratos descritos anteriormente. En los métodos de la presente invención, una o más capas de recubrimiento poliméricas son removidas de cualquiera de los sustratos recubiertos como se describe anteriormente al generar primero por lo menos una especie reactiva en una corriente de gas ionizada (esto es un plasma) descargada a presión atmosférica, luego colocar la superficie recubierta en la corriente de gas ionizado. Las especies reactivas reaccionan con la una o más capas de recubrimiento poliméricas para efectuar la remoción por lo menos parcial de una o más capas de recubrimiento. Las especies reactivas pueden incluir, por ejemplo, fotones, metastables, especies atómicas, radicales libres, fragmentos moleculares, monómeros, electrones e iones. Cualquiera de estas especies pueden estar presentes en la corriente de gas ionizado a condición de que las especies reactivas sean suficientemente reactivas químicamente para remover o someter a ablación la(s) capa(s) de recubrimiento a ser removida (s). Por ejemplo, un plasma de oxigeno porgue comprender 0, 02*, y 03. El método es efectuado a presión atmosférica, eliminando así la necesidad de evacuar el sustrato como se requiere por muchas de las técnicas de plasma convencionales que son efectuadas a condiciones de presión reducida . Cualquier fuente de plasma puede ser usada en los métodos de la presente invención, a condición de que el método se pueda efectuar bajo presión atmosférica (ambiental). El experimentado en el arte entenderá que "presión atmosférica" (o "presión ambiental") varía en relación con el nivel del mar y por consiguiente, variará con la ubicación geográfica. Se debe comprender que por propósitos de la invención la temperatura particular de la corriente de gas ionizado a la cual las capas de recubrimiento son removidas serán seleccionadas en base al (los) tipo(s) de recubrimiento (s) polimérico (s) a ser removidos del sustrato recubierto y en algunas situaciones, el sustrato mismo. Cualquier fuente de plasma atmosférico apropiado puede ser usado en los métodos de la presente invención. Fuentes de plasma apropiadas incluyen, pero no están limitadas a, chorros de plasma a presión atmosférica descritos en la patente estadounidense No. 5,961,772 en columna 3, linea 66 a columna 7, línea 10, y 6,262,523 Bl en columna 4, línea 29 a columna 7, línea 16; y el aparato de plasma descarga de brillo uniforme de una atmósfera descrito en la patente estadounidense No. 5,414,324 en la columna 2, línea 66 a columna 5, línea 28. En una modalidad particular de la presente invención, por lo menos una especie reactiva es generada en una corriente de gas ionizado dentro de un campo electromagnético. En modalidades adicionales de la presente invención, las especies reactivas pueden ser generadas en una corriente de gas ionizado en por ejemplo, un campo electromagnético de RF, un campo electromagnético de CD, un campo electromagnético de CD pulsado o un campo electromagnético pulsado arbitrariamente generado asimétrico. Por propósitos de la presente invención, la fuente de plasma puede ser portátil durante el uso o puede ser usada como una fuente de plasma "en línea" estática o la fuente de plasma puede ser movible mediante robótica u otros medios mecánicos, por ejemplo, para remoción de una o más capas de recubrimiento de un sustrato de metal helicoidal o una línea de bobina. Asimismo, el método de la presente invención puede ser usado sobre una parte terminada y es particularmente apropiado para remover capas de recubrimiento de un sustrato recubierto que tiene una topografía tridimensional. En los métodos de la presente invención, la por lo menos una especie reactiva es generada en una corriente de gas ionizado derivada de un gas de alimentación que comprende cualquiera de un número de gases o combinaciones de los mismos. En una modalidad de la presente invención, el gas ionizado puede ser derivado de un gas de alimentación seleccionado de helio, argón, neón, criptón, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, metano, acetileno, propano, amoniaco y/o aire . En una modalidad adicional de la presente invención, el gas de alimentación comprende una mezcla de helio y oxígeno.

En tal mezcla de gas de helio/oxígeno, el helio está comúnmente presente en la mezcla en una cantidad que fluctúa de 99.5 a 75 por ciento en volumen o 95 a 80 por ciento en volumen o 90 a 85 por ciento en volumen y el oxígeno está presente en la mezcla en una cantidad que fluctúa de 0.5 a 25 por ciento en volumen o 5 a 20 por ciento en volumen o 10 a 15 por ciento en volumen, en base al volumen total de la mezcla. En una modalidad adicional de la presente invención, el gas de alimentación comprende una mezcla de nitrógeno y oxígeno. En tal mezcla de gas de nitrógeno/oxígeno, el nitrógeno está comúnmente presente en la mezcla en una cantidad que fluctúa de 99.5 a 75 por ciento en volumen o 95 a 80 por ciento en volumen, o 90 a 85 por ciento en volumen, y el oxígeno está presente en la mezcla en una cantidad que fluctúa de 0.5 a 25 por ciento en volumen, o 5 a 20 por ciento en volumen o 10 a 15 por ciento en volumen, en base al volumen total de la mezcla. En una modalidad particular de la presente invención, la por lo menos una especie reactiva es generada en una corriente de gas ionizado derivada de aire ambiental, que puede incluir vapor de agua y/o una variedad de otros gases. Se debe comprender que, por propósitos de la invención, el gas de alimentación particular o mezcla de gases de alimentación y la proporción de mezclado de estos gases serán seleccionados en base a los tipos del (los) recubrimiento (s) polimérico (s) a ser removidos del sustrato recubierto y en algunas situaciones el sustrato mismo. En el (los) método (s) de la presente invención, las velocidades de flujo de gas de alimentación efectivas pueden variar ampliamente, por ejemplo, las velocidades de flujo de gas de alimentación pueden fluctuar de 1 a 100 pies cúbicos estándar por hora (schf), tal como de 5 a 75 schf, o 10 a 50 schf, o 10 a 35 schf. También, a manera de ejemplo, en el caso en donde se usa una fuente de plasma de descarga de brillo atmosférico, puede no ser necesario utilizar más que el flujo de gas inducido por la transportación de sustrato recubierto a través del espacio entre las placas o el flujo de gas inducido por la presión negativa aplicada en el área en donde el sustrato tratado sale de la corriente de gas ionizado. Además, se ha encontrado que la distancia de separación entre la fuente de plasma y la superficie de sustrato recubierta puede afectar la remoción de la capa de recubrimiento polimérica. Las distancias de separación efectivas pueden variar y comúnmente fluctúan, por ejemplo de entre 0.1 a 50 milímetros, tal como 0.1 a 35 milímetros o 0.1 a 25 milímetros, o 1 a 10 milímetros. Asimismo, la densidad de energía efectiva (energía por volumen unitario) para el plasma (esto es, la corriente de gas ionizado) puede efectuar de 0.1 Watts/cm3, tal como de 0.5 a 150 atts/cm3. Además, se debe comprender que el tiempo de residencia (eso es, tiempo de residencia de la superficie de sustrato recubierto en la corriente de gas ionizado) puede fluctuar ampliamente dependiendo de los otros parámetros del método, también como del tipo de recubrimiento polimérico a ser removido y el sustrato mismo. Por ejemplo, un intervalo de tiempo de residencia de 0.01 a 1 segundo se ha encontrado efectivo en la remoción capa por capa de un sistema de recubrimiento poliuretano termofraguable de un sustrato compuesto de fibra de vidrio. Se debe comprender por los experimentados en el arte que cualquiera de los parámetros mencionados anteriormente, por ejemplo distancia de separación, densidad de energía, velocidades de flujo del gas de alimentación y tiempos de residencia, regueridos para efectuar la remoción por lo menos parcial de una capa de recubrimiento polimérica de un sustrato recubierto pueden variar ampliamente dependiendo de cual fuente de plasma es usada. Por ejemplo, una fuente de plasma de descarga de brillo atmosférica generará comúnmente un plasma que es mucho más difuso que aquel generado por una fuente de plasma tipo soplete de plasma a presión atmosférica. De aquí, es probable que la primera fuente de plasma tenga una densidad de energía mucho más baja que aquella de la última. Asimismo, la fuente de plasma de descarga de brillo atmosférico puede requerir un tiempo de residencia más largo para efectuar la remoción de la capa de recubrimiento polimérica que aquel requerido utilizando una fuente de plasma tipo soplete de plasma a presión atmosférica. Mediante la selección juiciosa de la fuente de plasma y/o parámetros de proceso relacionados, tales como energía, gas (es) de alimentación, velocidad de flujo del (los) gas (es) de alimentación, temperatura y tiempo de residencia y los semejantes, los métodos de la presente invención son particularmente útiles para la remoción controlada y/o selectiva de una o más capas de recubrimiento poliméricas en tanto que se mantiene la integridad de la(s) capa(s) de recubrimiento que han sido aplicadas antes de la capa removida o la integridad del sustrato mismo o ambos. Esto es, por ejemplo, una capa parcial de una capa de recubrimiento (por ejemplo, una capa de monorecubrimiento o una capa de recubrimiento superior clara) puede ser removida mediante la aplicación controlada de parámetros de remoción o todo de una capa de recubrimiento superior puede ser removida de manera controlable y/o selectivamente, en tanto que el recubrimiento base, que ha sido aplicado antes del recubrimiento superior, permanece intacto. Asimismo, el método puede ser efectuado de tal manera que todos los requerimientos superiores (por ejemplo, un sistema de recubrimiento base/recubrimiento claro o un monorecubrimiento) pueden ser removidos dejando intacto el recubrimiento de imprimación superficial que ha sido aplicado antes de que el recubrimiento superior que ha sido retirado. Además, todas las capas del recubrimiento pueden ser removidas de un sustrato sensible sin el uso de solventes agresivos o lijado, manteniendo mediante esto la integridad del sustrato. La una o más capa(s) de recubrimiento que son por lo menos parcialmente removidas en el método de la presente invención, pueden tener un espesor total que fluctúa de 1 Ángstrom a 10,000 mieras, tal como de 0.001 mieras a 5,000 mieras o 0.001 mieras a 1,000 mieras, o 0.01 mieras a 500 mieras, o 0.1 mieras a 250 mieras. El espesor de la(s) capa(s) de recubrimiento puede fluctuará entre cualquiera de estos valores, inclusive de los valores citados. Además, se anticipa que la efectividad de los métodos de la presente invención puede ser mejorada por medio del uso de recubrimientos, aplicados como monorecubrimientos o como una o más capas de recubrimiento en un recubrimiento compuesto en multicapas, que son más susceptibles a la remoción por especies reactivas particulares, por ejemplo, recubrimientos a base de poliéster y/o poliéter como son bien conocidos en el arte, los cuales pueden ser susceptibles a iones oxígeno u oxidación y/o reducción. La una o más capas de recubrimiento que pueden ser removidas mediante los métodos de la presente invención pueden ser seleccionadas de composiciones formadores de película electrodepositables, composiciones de imprimación, composiciones de monorecubrimiento pigmentadas o no pigmentadas, composiciones de recubrimiento base pigmentadas, composiciones de recubrimiento superior transparentes o sustancialmente libres de pigmento y otros recubrimientos usados comúnmente en el recubrimiento de sustratos. El recubrimiento compuesto en multicapas es formado de combinaciones de por lo menos dos de las composiciones de recubrimiento mencionadas anteriormente. Ejemplos no limitantes incluyen una composición electroforéticamente aplicada seguida por una composición de imprimación aplicada por atomización o una composición aplicada electroforéticamente seguida por una composición de imprimación aplicada por atomización y luego una composición de monorecubrimiento o una composición aplicada electroforéticamente seguida por una composición de imprimación aplicada por atomización y luego un recubrimiento compuesto de color más claro. Alternativamente, la primera composición de recubrimiento puede ser una sola composición aplicada directamente a un sustrato que opcionalmente ha sido pretratado o a un sustrato que ha sido recubierto previamente con uno o más recubrimiento protectores y/o decorativos. La segunda composición de recubrimiento puede ser aplicada directamente sobre cualquiera de las composiciones indicadas anteriormente como la primera composición de recubrimiento. La(s) composición (es) de recubrimiento puede (n) comprender cualquiera de una variedad de composiciones termoplásticas y/o termofraguables conocidas en el arte. La(s) composición (es) de recubrimiento puede (n) ser a base de agua o composiciones líquidas a base de solvente o alternativamente, en forma de partículas sólidas, esto es, un recubrimiento en polvo. Las composiciones de recubrimiento termofraguables comprenden comúnmente un agente de reticulación que puede ser seleccionado por ejemplo de aminoplastos, poliisocianatos en los que se incluyen isocianatos bloqueados, poliepóxidos, beta-hidroxialquilamidas, poliácidos, anhídridos, materiales ácido-funcionales organometálicos, poliaminas, poliamidas y mezclas de cualquiera de los anteriores. Además o en lugar de los agentes de reticulación descritos anteriormente, la composición de recubrimiento comprende comúnmente por lo menos una formadora de película. Las composiciones de recubrimiento termofraguables o curables comprenden comúnmente polímeros formadores de película que tienen grupos funcionales que son reactivos con el agente de reticulación. La resina formadora de película en la primera composición de recubrimiento puede ser seleccionada de cualquiera de una variedad de polímeros bien conocidos en el arte. La resina formadora de película puede ser seleccionada por ejemplo de polímeros acrílicos, polímeros de poliéster, polímeros de poliuretano, polímeros de poliamida, polímeros de poliéter, polímeros de polisiloxano, copolímeros de los mismos y mezclas de los mismos. En general, estos polímeros pueden ser cualesquier polímeros de estos tipos fabricados mediante cualquier método conocidos para aquellos experimentados en el arte. Tales polímeros pueden ser transportados por solventes o dispersables en agua, emulsionables o de solubilidad en agua limitada. Los grupos funcionales sobre la resina formadora de película pueden ser seleccionados de cualquiera de una variedad de grupos reactivos funcionales en los que se incluyen, por ejemplo, grupos ácido carboxílico, grupos amina, grupos epóxido, grupos hidroxilo, grupos tiol, grupos carbamato, grupos amida, grupos urea, grupos isocianato (en los que se incluyen grupos isocianato bloqueados) , grupos mercaptano y combinaciones de los mismos. Mezclas apropiadas de resinas formadoras de película pueden también ser usadas en la preparación de las composiciones de recubrimiento. Si se desea, la composición de recubrimiento usada para formar cualquiera de las capas de recubrimiento puede comprender otros materiales opcionales bien conocidos en el arte de recubrimientos superficiales formulados, tales como plastificantes, antioxidantes, estabilizadores a la luz de amina impedida, absorbentes y estabilizadores a la luz UV, surfactantes, agentes de control de flujo, agentes tixotrópicos tales como arcilla de bentonita, pigmentos, rellenos, cosolventes orgánicos, catalizadores en los que se incluyen ácidos fosfónicos y otros auxiliares acostumbrados. Estos materiales pueden constituir hasta 40 por ciento en peso del peso total de la composición de recubrimiento. Para formar una capa de recubrimiento, una composición de recubrimiento puede ser aplicada al sustrato mediante medios convencionales en los que se incluyen electrodeposición, aplicación con brocha, inmersión, recubrimiento de flujo, atomización, recubrimiento de rodillo y los semejantes. En el proceso de electrodeposición, el sustrato electroconductor que es recubierto, que sirve como electrodo y un contra-electrodo eléctricamente conductor son colocados en contacto con una composición iónica electrodepositable. Después del paso de una corriente eléctrica entre el electrodo y contra-electrodo, en tanto que están en contacto con la composición electrodepositable, una película adherente de la composición electrodepositable se depositará de manera sustancialmente continua sobre el sustrato de metal. Después de la aplicación de la capa de recubrimiento al sustrato, se forma una película sobre la superficie del sustrato, usualmente al expulsar agua y/o solventes orgánicos de la película (evaporación instantánea) mediante calentamiento o por un periodo de secado por aire. Si más de una composición de recubrimiento es aplicada al sustrato, evaporación instantánea u opcionalmente curado se puede efectuar después de la aplicación de cada capa de recubrimiento. El sustrato puede ser calentado para curar por lo menos parcialmente la capa de recubrimiento. En la operación de curado, los solventes son expulsados y los materiales formadores de película son reticulados. El calentamiento u operación de curado se pueden efectuar a temperatura ambiente o alternativamente a una temperatura en el intervalo de 71 -177°C (160-350°C). Si es necesario, se pueden usar temperaturas más bajaas o más altas como sea necesario para activar los mecanismos de reticulación. Otra vez, si más de una composición de recubrimiento va a ser aplicada al sustrato, el curado se puede efectuar después de la aplicación de cada capa de recubrimiento o el curado de múltiples capas simultáneamente es posible. Se debe mencionar que capa composición de recubrimiento puede ser formulada como una composición de un componente en donde un agente de curado tal como una resina de aminoplasto y/o un compuesto de isocianato bloqueado, tal como aquellos descritos anteriormente es mezclado con otros componentes de la composición. La composición de un componente puede ser estable en almacenamiento como es formulada. Alternativamente, se pueden formular composiciones como una composición de dos componentes en donde, por ejemplo, un agente de curado de poliisocianato tales como aquellos descritos anteriormente pueden ser agregados a una mezcla pre-formada de los otros componentes de composición justo antes de la aplicación. La mezcla pre-formada puede también comprender agentes de curado por ejemplo resinas de aminoplasto y/o compuestos de isocianato bloqueados tales como aquellos descritos anteriormente. Como se menciona previamente, la composición de recubrimiento puede se una composición termoplástico. En tales instancias, el uno o más polímeros formadores de película usados en la(s) composición (es) de recubrimiento pueden o pueden no comprender grupos funcionales reactivos. Asimismo, cualesquier polímeros adicionales o materiales adyuvantes incluidos en las composiciones de recubrimiento termoplásticos pueden o pueden no comprender grupos funcionales reactivos. En donde sea apropiado, las composiciones de recubrimiento pueden comprender además uno o más pigmentos (además de cualquiera de los componentes descritos anteriormente) . Ejemplos no limitantes de pigmentos metálicos apropiados incluyen hojuelas de aluminio, hojuelas de cobre bronce y mica recubierta con óxido de metal. Además de los pigmentos metálicos, las composiciones de recubrimiento pueden también contener pigmentos de color no metálicos usados convencionalmente en recubrimientos superficiales tales como, por ejemplo, pigmentos orgánicos tales como dióxido de titanio, óxido de hierro, óxido de cromo, cromato de plomo y negro de carbono y pigmentos orgánicos tales como azul de ftalocianina y verde de ftalocianina . Como se comprendería por aquel experimentado en el arte, espesor de película de recubrimiento y temperaturas y condiciones de curado dependerán del tipo de capa de recubrimiento a ser formada, esto es, un recubrimiento de electrodeposición, un recubrimiento de superficie de imprimación, un recubrimiento base, un monorecubrimiento; también como la composición de recubrimiento misma, esto es, termofraguable o termoplástico, ya sea curable a temperatura ambiente o curable térmicamente y si es termofraguable, el tipo de reacción de curado requerida. Los siguientes ejemplos ilustran la invención que no serán considerados como limitantes de la invención a sus detalles.

Ejemplos Ejemplo A: Este ejemplo describe la remoción de una capa de sistema de recubrimiento de poliuretano (imprimación y recubrimiento superior) de dos sustratos para aeronave (esto es, sustrato compuesto de fibra de vidrio y sustrato compuesto de fibra de carbono) usando una pistola de plasma atmosférica con los siguientes parámetros. Alimentación de gas: aire ambiental Velocidad de flujo de gas: 10 a 35 scfh Distancia de separación: 3 a 10 milímetros Nivel de energía: 300 a 500 watts Para cada tipo de sustrato recubierto, se cortaron placas de 2.5 cm x 2.5 cm (1 pulgada por 1 pulgada) . Para cada muestra de sustrato recubierta, una placa se fijó a un tornamesa por encima de la cual se montó la pistola de plasma atmosférica. La pistola de plasma atmosférica fue colocada de tal manera que la fuente de plasma era perpendicular al centro aproximado de la placa a ser probada. El tornamesa se hizo girar bajo el plasma (corriente de gas ionizado) a una velocidad de 50 r.p.m. por un total de 8 rotaciones, de tal manera que el plasma se ponia en contacto con la superficie recubierta del sustrato (ancho de exposición de 5 mm/longitud de exposición de 25.4 cm) . El recubrimiento fue removido para dejar expuesto el sustrato (aproximadamente 70 mieras del espesor de recubrimiento total) . El área de recubrimiento removido por tiempo unitario fue determinado como sigue. La medición del radio de la muestra era de 6.35 cm (2.5 pulgadas), se calculó una circunferencia de 40 cm (15.71"). Con una longitud tratada de 2.5 cm (1 pulgada), la proporción de longitud expuesta/tratada a toda la circunferencia fue de 0.064. Al tomar las 8 rotaciones y dividir por 50 r.p.m. se encontró que el tiempo de tratamiento total era de 0.16 minutos. Al multiplicar el tiempo de tratamiento total por la proporción de la longitud tratada a la circunferencia, se calculó que el tiempo de tratamiento sobre la muestra era de 0.01 minutos. Con el entendimiento de que toma 0.01 minutos exponer un volumen de 0.07 mm x 5 mm x 25.4 mm, entonces se realizó un cálculo del tiempo para remover una muestra de 30.5 cm x 30.5 cm (1 pie x 1 pie) . Usando el ancho de exposición de 5 mm, se calculó que 5.08 bandejas están contenidas en una muestra de 25.4 mm. Luego se determinó que para remover una muestra de 1 pulgada cuadrada, tomaría 0.01 minutos multiplicado por 5.08 bandejas que es igual a 0.052 minutos. El tiempo que toma remover una muestra de recubrimiento de 2.5 cm (1 pulgada) x 30.5 cm (12 pulgadas) fue calculado al multiplicar 0.052 minutos x 12 bandejas de una pulgada, esto es, 0.621 minutos. Finalmente, 0.621 minutos fueron multiplicados por otras 12 bandejas de 1 pulgada para calcular el tiempo para remover una muestra de recubrimiento de 30.5 cm x 30.5 cm (1 pie cuadrado) que es igual a 7.451 minutos, esto es 8.0 pies cuadrados/minuto.

Ejemplo B: Este ejemplo describe el cálculo de la velocidad de remoción de un recubrimiento mediante exposición al plasma atmosférico. Una composición de recubrimiento de imprimación de poliuretano aeroespacial sin pigmentar fue centrifugada sobre plaquetas de silicio. La superficie de plaqueta de silicio recubierta fue expuesta a (tratada con) el plasma (bajo los parámetros de proceso resumidos anteriormente) . Las muestras de plaquetas de silicio recubiertas se fijaron al tornamesa como se describe anteriormente para placas de sustrato recubiertas.

El tornamesa se hizo girar a una velocidad de 60 r.p.m durante rotaciones. Una altura de grada (altura de la superficie de sustrato expuesta a la superficie de recubrimiento sin tratar inmediatamente adyacente al área en donde el recubrimiento había sido removido por el plasma) de 3.69 mieras fue medida. Al medir el radio de la muestra tratada/expuesta y longitud tratada/expuesta, se encontró que el cálculo de proporción tratada a circunferencia de rotación era de 0.33. Esto constituía un tiempo de exposición/tratamiento total de 0.055 minutos. La altura de grada de 3.69 minutos fue dividida por el tiempo de tratamiento de 0.055 minutos para determinar una velocidad de remoción de 67 mieras/minuto. Mientras que modalidades particulares de esta invención han sido descritas anteriormente por propósitos de ilustración, será evidente para aquellos experimentados en el arte que numerosas variaciones de los detalles de la presente invención se pueden efectuar sin desviarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para la remoción por lo menos parcial de una o más capas de recubrimiento poliméricas de un sustrato recubierto que tiene por lo menos una superficie recubierta, el método está caracterizado porque comprende: generar por lo menos una especie reactiva en una corriente de gas ionizado descargada a presión atmosférica y colocar la superficie recubierta en la corriente de gas ionizado; en donde por lo menos una especie reactiva reacciona con la una o más capas de recubrimiento poliméricas, de tal manera que una o más capas de recubrimiento es removida por lo menos parcialmente de la superficie recubierta del sustrato a presión atmosférica.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una especie reactiva es generada en una corriente de gas ionizado dentro de un campo electromagnético .
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una especie reactiva es generada en una corriente de gas ionizado dentro de un campo electromagnético de radiofrecuencia.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de gas ionizado comprende un gas ionizado derivado de un gas de alimentación seleccionado de helio, argón, neón, kriptón, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, metano, acetileno, propano, amoniaco y/o aire .
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el gas de alimentación comprende una mezcla de nitrógeno y oxígeno.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el nitrógeno está presente en la mezcla en una cantidad que fluctúa de 99.5 a 75 por ciento en volumen y oxígeno está presente en la mezcla en una cantidad que fluctúa de 0.5 a 25 por ciento en volumen.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la una o más capas de recubrimiento removidas de por lo menos una superficie recubierta tiene un espesor total que fluctúa de 1 Angstrom a 10,000 mieras.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una superficie recubierta del sustrato es recubierta con un recubrimiento compuesto en multicapas que comprende dos o más capas de recubrimiento poliméricas.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la una o más capas de recubrimiento poliméricas removidas de por lo menos una superficie recubierta comprende por lo menos una porción de una capa de recubrimiento superior en un recubrimiento compuesto en multicapas.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la una o más capas de recubrimiento poliméricas removidas de la por lo menos una superficie recubierta comprende por lo menos una porción de una capa de recubrimiento base en un recubrimiento compuesto en multicapas.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la una o más capas de recubrimiento poliméricas removida de la por lo menos una superficie recubierta comprende por lo menos una porción de una capa de recubrimiento base y por lo menos una porción de una capa de recubrimiento superior de un recubrimiento compuesto en multicapas .
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la una o más capas de recubrimiento poliméricas removidas de por lo menos una superficie recubierta comprende por lo menos una porción de una capa de recubrimiento de imprimación.
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato recubierto comprende una parte automotriz recubierta.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato recubierto comprende un sustrato que comprende un sustrato de metal, un sustrato elastomérico, un sustrato de vidrio, un sustrato de fibra de vidrio, un sustrato de madera, compuestos de los mismos y/o combinaciones de los mismos.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sustrato recubierto comprende un sustrato de metal ferroso, un sustrato de metal no ferroso y/o una combinación de los mismos.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato recubierto tiene una topografía tridimensional.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la velocidad de flujo del gas de alimentación fluctúa de 0.028 m3/hora a 2.83 m3/hora (1 a 100 pies cúbicos estándar/hora) .
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie recubierta está en la corriente de gas ionizado por un período de tiempo que fluctúa de 0.01 a 1 segundos.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una especie reactiva está en la corriente de gas ionizado que tiene una densidad de energía que fluctúa de 0.1 Watts/centímetro cúbico a 200 Watts/centímetro cúbico.
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia entre la superficie recubierta y la fuente de la corriente de gas ionizado fluctúa de 0.1 a 50 milímetros.