WO2003004239A1 - Verfahren zum herstellen und recyceln von betriebsmitteln für lackierzwecke - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for the production and recycling of operating resources, which are used, for example, when painting or coating vehicle parts to hold, cover, transport or fasten them or for assembly.
  • a defined paint application is to be ensured by a predetermined position of the part with respect to a paint application device.
  • paint denotes all customary coloring and coating agents which are applied by means of spraying, dipping, brushing, knife coating or the like coating techniques. be worn.
  • the term “painting” is accordingly to be understood generally.
  • An essential point of the invention is that, unlike in the conventional way, metal for the production of the operating resources is used, but that materials are used that are recyclable in an ecologically and economically simple manner in the lacquered state and can be recycled without time-consuming pre-treatment or post-treatment.
  • the equipment according to the invention is first produced using the injection molding process and ground in a coated state after each use, the resulting powder being able to be used again directly for the production of the equipment, starting a new cycle.
  • a certain amount of original raw material is added to the injection molding process in the recycling operation. This can be particularly advantageous if the quality of the recycling product contaminated with lacquer is no longer satisfactory.
  • the functionality of the equipment can be maintained with the advantages mentioned.
  • the amount of original raw material added has been in the range from 3% by weight to
  • 30% by weight preferably in the range from 5% by weight to 20% by weight and particularly preferably in the range from 8% by weight to 15% by weight, has proven successful.
  • a slight addition in the range of about 10% by weight of the original raw material is sufficient, which guarantees repeated use of the recycling product without sacrificing the mechanical and heat-stable properties, in particular also for injection molding.
  • a temperature-resistant plastic with a continuous use temperature in the range from-150 ° C. to 280 ° C., preferably above 170 ° C. is used as the original raw material.
  • Plastics with such a long-term use temperature have good properties for injection molding production processes, since on the one hand thermoplastic deformability and on the other hand mechanical stability in the cooling state is guaranteed. This delays the aging process of the plastics.
  • the original raw material is selected as one or more of the following substances: polysulfone, poly (aryl ether) ketone, poly (ether sulfone), ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene), polyamides or similar thermoplastics (see also plastics compendium, bird Specialist book, 4th edition 1996 by Dr. A. Franck, ISBN 3-8023-1589-8).
  • plastics are suitable for the method according to the invention, which with fibers, such as. B. glass or carbon fibers or reinforced with Kevlar, or the like reinforcing materials.
  • a fiber-reinforced plastic is therefore preferably used as the original raw material.
  • Glass fiber-reinforced polyamide has proven to be the best plastic in terms of procurement costs, recyclability, injection moldability (optimal flow behavior) and mechanical properties, especially at high temperatures, such as those found in stoving ovens for paints.
  • the operating material or the original raw material is reinforced with a filler with a filler weight fraction of 0.1% by weight to 40% by weight.
  • a filler weight fraction 0.1% by weight to 40% by weight.
  • a further advantage of the method or of a method product according to the invention is that a lacquer adhesion to the glass fiber reinforced polyamide is more impact-resistant and stable in comparison to metal, and thus the flaking off
  • Lacquer is less, which reduces the risk of contamination of a freshly coated surface.
  • This property of the optimized coating adhesion to plastics such as fiber-reinforced plastics in general and glass fiber reinforced polyamide, in particular, has proved particularly advantageous manner with the use of the process product as a vehicle part, in particular as a vehicle body and / or to ⁇ cessories in part because they are often high are exposed to mechanical stress.
  • the method is also suitable for the manufacture or mounting of furniture, products in road traffic, for example also for signs, manhole covers and other commodities; also in the household.
  • the process product is also particularly suitable, for example, for front flaps, tailgates, fenders or side walls.
  • the plastic parts manufactured and painted according to the invention can be practically 100% recycled for a further injection molding process.
  • the use of the process product as a production aid for example as a masking agent during a painting process or as a holding, fastening or transport means, is proposed.
  • the method according to the invention thus represents an ecological concept which makes mechanical, thermal or chemical stripping unnecessary, because the equipment according to the invention can be fed to the injection molding again after being ground or pulverized. This process can be repeated almost any number of times, with small amounts of original raw material being added if necessary in order to maintain optimized properties of the injection molding material.
  • the use of the equipment according to the invention is superior, even from an economic point of view, to the mostly expensive equipment made of metal that has been used up to now.
  • the user for example the household appliance or vehicle manufacturer
  • the user is not burdened with the provision and disposal of the operating resources, since this task is performed by suppliers who have injection molding technology.
  • the core activity of these companies is the grinding of bulk goods and the use of the recycled product for the production of operating resources. Since such equipment is used in many branches of industry, a rational and cost-effective production Position of the equipment guaranteed by these suppliers.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und zum Recyceln von Betriebsmitteln, die beim Lackieren oder Beschichten von Fahrzeugteilen zu deren Halterung, Abdeckung, Transport oder Befestigung oder zur Fahrzeugmontage verwendet werden. Die Betriebsmittel werden im Spritzgussverfahren hergestellt, nach ihrem Einsatz im lackierten Zustand gemahlen und anschließend als Rohstoff in Form von Pulver wieder dem Spritzgussverfahren zur Herstellung von Betriebsmitteln zugeführt.

Description

Verfahren zum Herstellen und Recyceln von Betriebsmitteln für Lackierzwecke
Besehreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Recyceln von Betriebsmitteln, die beispielsweise beim Lackieren oder Beschichten von Fahrzeugteilen zu deren Halterung, Abdeckung, Transport oder Befestigung oder zur Montage verwendet werden.
Betriebsmittel der in Rede stehenden Art haben z. B. die Aufga- be zu lackierende Teile, wie z. B. Türen, Heck-, Front-, Arbeitsplatten und dergleichen bewegliche Teile, in einer definierten Stellung zu halten, um eine Berührung bzw. ein Zusammenschlagen oder Pendeln der Teile während eines Lackierprozesses zu verhindern. Auf diese Weise soll ein definierter Lack- auftrag durch eine vorgegebene Stellung- des Teils bezüglich eines Lackauftraggerätes gewährleistet sein.
Diese Betriebsmittel sind für den jeweiligen Einsatzbereich und in Abhängigkeit vom jeweiligen zu lackierenden Teil oder Modell spezifisch konstruiert und werden gegenwärtig üblicherweise aus Metall hergestellt.
Da diese Betriebsmittel während eines Lackierprozesses mitbeschichtet werden, müssen sie nach jedem Einsatz bzw. Umlauf me- chanisch, thermisch oder chemisch entlackt werden, um durch ein Abplatzen von bereits trockenen Lackschichten eine Kontamination von frisch zu lackierenden Teilen zu vermeiden, was, ganz zu schweigen von umweltrelevanten Aspekten, mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden ist.
Im Rahmen dieser Erfindung bezeichnet "Lack" alle üblichen Färb- und Beschichtungsmittel, die mittels Spritzen, Tauchen, Streichen, Rakeln oder dergleichen Beschichtungstechniken auf- getragen werden. Der Begriff "Lackieren" ist entsprechend allgemein zu verstehen.
Es besteht insofern ein hoher Bedarf für alternative Betriebs- bzw. Produktionshilfsmittel, welche die vorerwähnten Aufgaben erfüllen können, ohne eine aufwendige Entsorgungs- oder Reinigungsprozedur notwendig zu machen.
Eine ähnliche Problematik besteht für Produktionskomponenten, die bei einer Montage verbaut und mitlackiert werden, wenn die Teile am Ende ihrer Lebensdauer einer Verwertung bzw. Entsorgung zugeführt werden müssen. Auch hier ist, um eine ordnungsgemäße Entsorgung bzw. Wiederverwertbarkeit sicherzustellen, eine Entlackung notwendig, die wie bereits vorerwähnt kostenin- tensiv ist und gewöhnlich nicht zu den üblichen Kernaufgaben eines Fahrzeug-, Haushaltsgeräte- oder "Möbelherstellers oder Zulieferers gehört. Eine wirtschaftliche Entsorgung bzw. Wiederverwertung ist somit in aller Regel nicht möglich. Auch hier besteht ein hoher Bedarf an Alternativlösungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, ein Herstellverfahren für alternative Betriebsmittel und/oder Produktionsmittel bzw. -teile zur Verfügung zu stellen, das die vorerwähnten Probleme löst und Teile liefert, die den Erfordernis- sen während der Herstellung/Lackierung oder während der Lebenszeit eines Teils genügen und unter ökologischen wie auch ökonomischen Gesichtspunkten auf einfache Weise wiederverwertet werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1, durch eine Verwendung gemäß Patentanspruch 9 sowie durch ein Betriebsmittel gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung besteht darin, dass nicht, wie herkömmlich, Metall für die Herstellung der Betriebsmittel verwendet wird, sondern dass Werkstoffe eingesetzt werden, die in lackiertem Zustand auf ökologisch und ökonomisch einfache Weise recycelbar sind und ohne aufwendige Vor- oder Nachbehandlung wiederverwertet werden können. Die erfindungsgemäßen Betriebsmittel werden zunächst im Spritzgussverfahren hergestellt und nach jedem Einsatz in lackiertem Zustand gemahlen, wobei das resultierende Pulver direkt wieder für die Herstellung der Betriebsmittel verwendet werden kann, womit ein neuer Zyklus beginnt .
Durch die Verwendung der weiter unten aufgeführten Kunststoffe vereinfacht sich der gesamte Herstellungs-, Verwendungs- und Recyclingablauf, da nach dem Gebrauch der Betriebsmittel eine typbezogene Sortierung und Reinigung entfällt.
Mit Beginn eines zweiten Lebenszyklus der Betriebsmittel werden diese als Einwegteil bzw. als gemahlenes Schüttgut einem weiteren Spritzgussvorgang als Rohstoff zugeführt. Da keine Kosten für eine Entlackung und/oder Sortierung anfallen, da eine In- Standsetzung von Funktionsflächen nicht notwendig ist, führt dies zu einer erheblichen Kostenersparnis.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird dem Spritzgussverfahren im Recycling-Betrieb eine gewisse Menge von Original- rohstoff zugegeben. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, falls die Qualität des mit Lack kontaminierten Recyclingprodukts nicht mehr zufriedenstellend ist. Durch die Zugabe des Originalrohstoffs kann die Funktionalität des Betriebsmittels mit den genannten Vorteilen aufrechterhalten werden.
Hierbei sei betont, dass durch eine Erwärmung vor dem Spritzgussvorgang eine Homogenisierung von Lack, mit Lack behafteten Betriebsmitteln und Originalrohstoff erfolgt, wodurch eine dauerhafte Aufrechterhaltung optimaler Eigenschaften der Betriebs- mittel gewährleistet ist. Ein Zerfall bzw. eine Zersetzung aufgrund von Inhomogenität ist nicht zu befürchten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat sich eine Zugabe- menge von Originalrohstoff im Bereich von 3 Gew.-% bis
30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 8 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bewährt. In aller Regel genügt jedoch eine geringfügige Zugabe im Bereich von etwa 10 Gew.-% des Originalrohstoffs, die eine mehrmalige Verwendung des Recyclingprodukts ohne Einbußen der mechanischen und wärmestabilen Eigenschaften, insbesondere auch für den Spritzguss, garantiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Originalrohstoff ein temperaturbeständiger Kunststoff mit einer Dauergebrauchstemperatur im Bereich von- 150 °C bis 280 °C, vorzugsweise oberhalb von 170°C, verwendet. Kunststoffe mit einer derartigen Dauergebrauchstemperatur weisen gute Eigenschaften für Spritzgussherstellungsverfahren auf, da einerseits eine thermoplastische Verformbarkeit und andererseits eine mechanische Stabilität in erkaltendem Zustand gewährleistet ist. Ein Alterungsprozess der Kunststoffe wird so verzögert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Originalrohstoff als eine oder aus mehreren der folgenden Substanzen ausgewählt: Polysulfon, Poly (arylether) keton, Poly (ethersulfon) , ABS (Acrylnitril/Butadien/Styrol) , Polyamide oder dergleichen Thermoplaste (siehe dazu Kunststoffkompendium, Vogel-Fachbuch, 4. Auflage 1996 von Dr. A. Franck, ISBN 3-8023-1589-8).
Insbesondere eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren Kunststoffe, die mit Fasern, wie z. B. Glas- oder Kohlefasern oder mit Kevlar, oder dergleichen Verstärkungsmaterialien verstärkt sind. Bevorzugt wird deshalb als Originalrohstoff ein faserverstärkter Kunststoff verwendet. Als bester Kunststoff bezüglich Beschaffungskosten, Recycelbar- keit, Spritzgießbarkeit (optimales Fließverhalten) sowie mechanischen Eigenschaften, insbesondere auch bei hohen Temperatu- ren, wie sie beispielsweise in Einbrennöfen für Lacke vorkommen, hat sich glasfaserverstärktes Polyamid erwiesen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Betriebsmittel bzw. der Originalrohstoff mit einem Füllstoff mit einem Füllstoff-Gewichtsanteil von 0,1 Gew.-% bis 40 Gew.-% verstärkt. In diesem Variationsbereich der Füllung kann in Abhängigkeit der Anforderungen an ein gutes Fließverhalten beim Spritzgießen hinsichtlich einer entsprechenden Formbeständigkeit und Festigkeit des Betriebsmittels während des Lackiervor- gangs ein wünschenswertes Optimum erzielt werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrensprodukts besteht darin, dass eine Lackhaftung am glasfaserverstärkten Polyamid im Vergleich zu Metall schlagun- empfindlicher und stabiler ist und somit ein Abplatzen des
Lacks geringer ist, was die Gefahr einer Kontamination einer frisch beschichteten Oberfläche herabsetzt.
Diese Eigenschaft der optimierten Lackhaftung an Kunststoffen, wie faserverstärkten Kunststoffen im allgemeinen und glasfaserverstärktem Polyamid im besonderen, hat sich in besonders vorteilhafter Weise bei der Verwendung des Verfahrensprodukts als Fahrzeugteil, insbesondere als Fahrzeugkarosserie- und/oder Zu¬ behörteil erwiesen, da diese oft einer hohen mechanischen Be- lastung ausgesetzt sind. Grundsätzlich eignet sich das Verfahren aber auch zur Herstellung bzw. Halterung von Möbeln, Produkten im Straßenverkehr, beispielsweise auch für Schilder, Kanaldeckel und sonstige Gebrauchsgegenstände; auch im Haushalt. Besonders eignet sich das Verfahrensprodukt beispielsweise auch für Frontklappen, Heckklappen, Kotflügel oder Seitenwände. Auch hier können die erfindungsgemäß gefertigten und lackierten Kunststoffteile praktisch zu 100 % für ein weiteres Spritzguss- verfahren wiederverwertet werden.
Dementsprechend wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Verwendung des Verfahrensprodukts als Produktionshilfsmittel, beispielsweise als Maskierungsmittel während eines Lackiervorgangs oder als Halte-, Befestigungs- oder Transportmittel vorgeschlagen.
Somit stellt das erfindungsgemäße Verfahren ein ökologisches Konzept dar, das eine mechanische, thermische oder chemische Entlackung überflüssig macht, weil die erfindungsgemäßen Betriebsmittel im lackierten Zustand nach- dem Zermahlen bzw. Pulverisieren dem Spritzgießen erneut zugeführt werden können. Dieser Vorgang ist nahezu beliebig oft wiederholbar, wobei gegebenenfalls geringe Mengen Originalrohstoff zur Aufrechterhal- tung optimierter Eigenschaften des Spritzgussmaterials zugesetzt werden.
Weiterhin ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Betriebsmittel auch unter betriebswirtschaftlichen Aspekten den bisher üb- liehen zumeist teuren Betriebsmitteln aus Metall überlegen.
Insbesondere wird der Anwender, beispielsweise der Haushaltsgeräte- oder Fahrzeugbauer, nicht mit der Bereitstellung und Entsorgung der Betriebsmittel belastet, da diese Aufgabe von Zulieferern, die über eine Spritzgusstechnik verfügen übernommen wird. Im Gegensatz zu genannten Herstellern gehört bei diesen das Mahlen von Schüttgut und die Verwendung des Recyclingprodukts zur Herstellung von Betriebsmitteln zu deren Kerntätigkeit. Da derartige Betriebsmittel in vielen Industriezweigen Anwendung finden, ist eine rationelle und kostengünstige Her- Stellung der Betriebsmittel seitens dieser Zulieferer gewährleistet .
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile und Verfahrensschritte für sich alleine gesehen und in jeder Kombination als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung und zum Recyceln von Betriebs- mittein, die beim Lackieren oder Beschichten von Teilen, zu deren Halterung, Abdeckung bzw. Maskierung, Transport, Befestigung oder Montage verwendet werden, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Herstellen der Betriebsmittel im Spritzgussverfahren; b) Mahlen der Betriebsmittel nach jedem Einsatz in lackiertem Zustand; und c) Wiederzuführen des resultierenden Pulvers als Rohstoff für ein weiteres Spritzgussverfahren zur Herstellung der Betriebsmittel.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Spritzgussverfahren im Recycling-Betrieb ein beliebiger Anteil von Originalrohstoff zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Zugabemenge von Originalrohstoff im Bereich von 3 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 8 Gew.-% bis 15 Gew.-% liegt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Originalrohstoff ein temperaturbeständiger Kunststoff mit einer Dauergebrauchstemperatur im Bereich von 150 °C bis 280°C,' vorzugsweise oberhalb von 170°C verwendet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Originalrohstoff aus einer oder mehrerer der folgenden Substanzen ausgewählt wird: Polysulfon, Poly (arylether) - keton, Poly (ethersulfon) , ABS (Acrylnitril/Butadien/Sty- rol) , Polyamide.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Originalrohstoff ein faserverstärkter Kunststoff verwendet wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Originalrohstoff glasfaserverstärktes Polyamid verwendet wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren" der Ansprüche 3 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Betriebsmittel mit Füllstoff, insbesondere Fasern, mit einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 40 Gew.-% verstärkt wird.
9. Verwendung des Verfahrensproduktes gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 8 als Betriebsmittel, insbesondere für Lackierzwecke, als Abdeck- bzw. Maskierungsmittel und/oder als Halte- und/oder Befestigungs- und/oder Trans- port ittel.
10. Betriebsmittel, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
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