DE69619822T2

DE69619822T2 - Verfahren zur behandlung eines substrats

Info

Publication number: DE69619822T2
Application number: DE69619822T
Authority: DE
Inventors: Hugues De Feraudy; Henri Seinera; Jacky Toulouse
Original assignee: C 2 P VILLEFRANCHE
Current assignee: C 2 P VILLEFRANCHE
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2016-06-29
Also published as: AU6462696A; FR2736000B1; PT837912E; ATE214414T1; EP0837912A1; DE69619822D1; FR2736000A1; ES2174084T3; EP0837912B1; WO1997002327A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Substrats hinsichtlich seines Recyclings.
Die Recyclingindustrie ist interessiert am Recyceln von polymeren Materialien. Die Behandlung bzw. Verarbeitung der gebrauchten polymeren Substrate bildet eine wichtige Phase. Zum Beispiel werden die die KFZ-Stoßstangen bildenden polymeren Materialien an der Oberfläche, unter einem Farb- bzw. Lacküberzug, durch die ultravioletten Strahlen verändert. Die Behandlung ermöglicht, Materialien zu erhalten, die quasi dieselben physikalisch-chemischen Eigenschaften wie die neuen bzw. unbenutzten polymeren Materialien aufweisen.

Stand der Technik

Aus dem Dokument WO 94/16 834 kennt man ein Verfahren, das darin besteht, ein Schleifmedium mit Hilfe eines Druckfluids auf eine feste Oberfläche zu schleudern, um die Überzüge oder andere Verunreinigungen der genannten Oberfläche zu beseitigen. Das Schleifmedium enthält Schleifpartikel, in Wasser suspendiert, und ein Reinigungsmittel, um die Reste des Schleifmediums von der festen Oberfläche so gut wie möglich zu entfernen.
Das Dokument US-A-5 423 919 präsentiert ein sehr ähnliches Verfahren, das jedoch die Reinigung von Rohren betrifft. Im Innern der Rohre zirkuliert ein flüssiges Schleifmittel. Das Verfahren, ähnlich dem Polieren mit Schleifmittel, besteht darin, eine einzige glatte Oberfläche zu reinigen, die keine Unterbrechungen aufweist.
Aus dem Dokument DE-A-43 37 206 kennt man ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Selbstklebeprodukten oder Papier von Kunststoffteilen. Die Vorrichtung umfasst zwei Rühr- und Zirkulationsbehälter, mit Wasser gefüllt, um die Materialien zu behandeln. Das Wasser dient als Lösungsmittel des Klebstoffs und als Träger der Teile. Das einfache Ablösen von Papier erhält man durch gegenseitige mechanische Reibung zwischen den Teilen. Es handelt sich um ein nicht sehr drastisches Verfahren ohne den Einsatz von Schleifmitteln.
Das Dokument US-AA 208 015 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von zerkleinertem polymerem Material. Wasser, Schleifteilchen und das Substrat werden in einen Rührwerkbehälter gegeben. Dabei haben die Schleifteilchen besonders große Abmessungen von 2 bis 7 mm.
Alle diese Verfahren sind nicht sehr wirkungsvoll, entweder weil sie nicht an Substrate von beliebiger Form angepasst sind oder weil kein Schleifmittel zum Einsatz kommt. In dem Dokument US-A-4 208 015 sind die Schleifteilchen auch zu groß, was dazu zwingt, die Menge dieser Schleifteilchen zu erhöhen, um die gleiche Behandlungseffizienz zu erzielen, wodurch sich die Menge des behandelten Substrats reduziert.

Darstellung der Erfindung

Die Lösung des Problems besteht darin, ein Verfahren zu verwirklichen, das ermöglicht, den Wirkungsgrad der Behandlung wesentlich zu steigern. Der Zweck der Erfindung besteht darin, den Wirksamkeitsmangel der existierenden Techniken zu beseitigen, indem man wenigstens eine Flüssigkeit und Schleifteilchen von kleiner Größe benutzt.
Das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren eines Substrats, gebildet durch Stücke, die aus wenigstens einem polymeren Material bestehen, bei dem man das Substrat in einem Schleifmedium umrührt, das wenigstens eine Flüssigkeit und wenigstens ein Schleifmittel in Form von Partikeln enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Härte der Partikel des Schleifmittels niedriger als 7 ist und dass die Partikel einer Granulometrie-Kurve entsprechen, die einen maximalen Querschnitt von 1 mm und einen mittleren Durchmesser zwischen 0,05 und 1 mm aufweist.
Die kleine Größe der Schleifpartikel in dem Rührmedium ermöglicht also eine Vervielfachung der Kontakte zwischen den Partikelkörnern und der zu reinigenden Oberfläche. Die Schleifpartikel werden richtiggehend eingeklemmt zwischen zwei Substraten. Die Erhöhung der Anzahl der Kontakte ist so, dass die Wirkung der Reibung der Partikel viel effizienter ist. Bei einem gegebenen Rührmediumvolumen kann man daher die Schleifmittelmenge reduzieren und folglich die Menge des zu behandelnden Substrats proportional erhöhen. Das Verfahren ist wirtschaftlich rentabler.

Detaillierte Beschreibung

Weitere Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor, bezogen auf die beigefügte Zeichnung:
- die Fig. 1, welche schematisch eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
Das Schleifmedium des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst wenigstens eine Flüssigkeit und wenigstens ein Schleifmittel in Form von Partikeln.
Eine der Funktionen der Flüssigkeit besteht darin, die Oberflächenschichten des Substrats und/oder ggf. seinen Überzug aufzuweichen. Durch das Rühren reibt und schabt das Schleifmittel die Oberfläche des Substrats und/oder ggf. seines Überzugs.
Ein flüssiges Medium, nur aus Wasser bestehend, ermöglicht schon eine sehr wirkungsvolle Behandlung bzw. Bearbeitung.
Die Flüssigkeit kann wenigstens einen Alkohol enthalten. Es können die Primär-, Sekundär- und Tertiäralkohole sowie die Polyalkohole verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man einen Alkohol, dessen chemische Struktur wenigstens einen aromatischen Kern umfasst. Als Beispiel für einen solchen Alkohol kann man Benzyl-, Methylbenzyl-, Dimethylbenzyl-, Methoxybenzyl-, Trimethoxybenzyl- und Benzyl-Isopropyl-Alkohol nennen. Man kann eine Alkoholmischung verwenden. Es scheint, das die Alkohole, die bei Anwesenheit einer Base leicht Alkoholate hervorbringen, zu besseren Resultaten führen.
Sehr gute Resultate werden generell erzielt, wenn die Flüssigkeit wenigstens einer Brönsted-Base enthalten, vorzugsweise eine starke Base. Insbesondere kann man eine hydroxylierte Base wie Natrium- oder Kaliumhydroxid oder eine Stickstoffbase wie Ammoniak oder ein Amin wählen. Das alkalische Medium ermöglicht auch die Beseitigung der das Substrat beschmutzenden Öle und der Fette durch Hydrolyse.
In bestimmten Fällen, vor allem dann, wenn die Flüssigkeit zwei nicht mischbare flüssige Phasen enthält, kann vorgesehen werden, wenigstens ein Kompatibilisierungsmittel und/oder wenigstens ein Netzmittel und/oder wenigstens einen Dispergator beizugeben.
Das Kompatibilisierungsmittel hat die Aufgabe, eine einzige flüssige Phase zu erhalten, wenn die Base unlösbar oder nicht ausreichend lösbar in Alkohol oder in dem Alkohol-Wasser- Gemisch ist. Man erhält dann eine Emulsion. Dieses Kompatibilisierungsmittel kann ein linearer oder verzweigter Fettalkohol mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen sein. Es kann ein organisches Produkt sein, zum Beispiel ein phosphathaltiger, phosphonierter, sulfathaltiger, sulfonierter linearer Fettalkohol sein. Es kann eine Oxy-Ethylverbindung sein, zum Beispiel auf der Basis eines durch Ethylenoxid oder Propylenoxid modifizierten Fettalkohols. Es kann ein Tensid sein (zum Beispiel eine biologisch abbaubare Seife), vorzugsweise nicht schäumend, zum Beispiel ein Tensid auf Acrylbasis.
Das Netzmittel ist im Allgemeinen ein Tensid. Es hat die Funktion, die Benetzung der Oberfläche des Substrats zu verbessern, das heißt seine Oberflächenspannung zu modifizieren, um die aufweichende Wirkung der Flüssigkeit und die Reibungswirkung des Schleifmittels zu verbessern. Bestimmte Kompatibilisierungsmittel können außer dieser ersten Funktion die Rolle des Netzmittels spielen. Zum Beispiel Seifen, verwendet in einer Menge von unter 1%. Zusätzlich zu ihrer Netzungsfunktion haben diese Seifen eine Reinigungsfunktion, indem sie Öle und Fette lösen.
Der Dispergator kann beigegeben werden, um die Suspendierung der Schleifmittelpartikel in der Flüssigkeit zu verbessern.
Die Flüssigkeit kann auch ein Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelmischung enthalten, zum Beispiel Dimethylformamid (DMF), fluorierte Lösungsmittel, chlorierte Lösungsmittel wir Perchlorethylen, Dichlormethan, Trichlorethylen und Chlorbenzol.
Die allgemeine Zusammensetzung der Flüssigkeit in Gewichtsprozent ist vorzugsweise die folgende:
- 0 bis 100% Wasser,
- 0 bis 100% Alkohol;
- 0 bis 50% Base,
- 0 bis 5% Kompatibilisierungsmittel und/oder Netzmittel und/oder Dispergator,
- 0 bis 50% Lösungsmittel,
wobei die Summe der gewählten Prozentsätze aller Bestandteile 100% beträgt.
Die Schleifmittelteilchen müssen in der genannten Flüssigkeit unlösbar oder quasi unlösbar sein. Sie müssen eine hohe Temperaturwechsel- bzw. Berstfestigkeit haben. Sie können zum Beispiel durch wenigstens ein Material gebildet werden, das unter den mineralischen bzw. anorganischen Zusätzen ausgewählt wird, deren Härte unter 7 liegt, wie etwa Calciumcarbonat (Härte 3 auf der Mohsschen Härteskala) und Talk (Härte 1). Mit gewissen zu stark schleifenden Materialien riskiert man tiefe Kratzer und Löcher in dem zu behandelnden Substrat. Sie können auch zu aggressiv sein für das Material, das behandelt wird, oder die späteren eventuellen Umwandlungen des erfindungsgemäß behandelten Produkts stören.
Die Schleifmittelteilchen haben eine Größe von höchstens 1 mm und entsprechen im Allgemeinen einer Granulometriekurve mit einem Querschnitt von maximal 1 mm und einem mittleren Durchmesser zwischen 0,05 und 1 mm. Vorzugsweise entsprechen sie dem Querschnitt 300-500 um und haben einen mittleren Durchmesser von 50 bis 200 um, bestimmt mit Hilfe eines unter der Bezeichnung CILAS 850 bekannten und durch die Firma ALCATEL vertriebenen Geräts.
Dem Verfahren kann ein Zerkleinerungsschritt des Substrats vorausgehen, damit dieses sich in Form kleiner Stücke oder Plättchen präsentiert, deren Abmessungen die richtige Größe haben, um das Verfahrens unter den günstigsten Bedingungen durchzuführen. Diese Abmessungen liegen generell unter 10 cm und sind vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 cm enthalten.
Das Substrat kann aus diversen Materialien bestehen. Im Allgemeinen besteht es aus steifen Stücken, die zum Beispiel von gespritzten, extrudierten oder geblasenen Teilen stammen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zur Behandlung von Materialien, die durch mindestens ein polymeres Material gebildet werden. Dieses letztere ist vorzugsweise ein Thermoplast, das ausgewählt werden kann unter den Polyolefinen, den Polyamiden, den Polyether-Block-Amiden (PEBA), dem Polystyrol und seinen Copolymeren, den Acrylpolymeren, den Polyvinylen, dem Polyvinylchlorid (PVC) und den speziellen Polymeren.
Die thermoplastischen Polymere können auch eine Mischung oder Legierung kompatibler oder inkompatibler Polymere sein, die ein Drittel Kompatibilisierungskörper enthalten oder nicht. Es kann auch ein Polymer auf der Basis von interpenetrierenden Netzwerken, d. h. resultierend aus der kombinierten dreidimensionalen Polymerisation und/oder Polykondensation und/oder Polyaddition von mehreren Monomeren, oder ein Polymer auf der Basis von semi-interpenetrierenden Netzwerken, d. h. resultierend aus der Kombination eines wie vorstehend definierten interpenetrierenden Netzwerks mit einem linearen gepfropften oder nicht gepfropften Polymer sein:
Die Polyolefine können Polyethylene, Polypropylene, Polybutene, Polymethylpentene, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA), Propylen-Ethylen-Copolymere oder Ethylen-Propylen- Butylen-Terpolymere sein.
Die Polyamide können Polyamid 6, Polyamid 6-6, Polyamid 6-10, Polyamid 11, Polyamid 12 oder semi-aromatische Polyamide sein.
Die speziellen Polymere können fluorierte Polymere, thermoplastische Kautschuke, gesättigte Polyester, Polyurethane, Polycarbonate, Polyacetale, Polyphenylenoxide, Polyphenylensulfide, Polysulfone, Polyimide und ihnen gleichgestellte Produkte oder Polymere, die bestrahlt wurden, sein.
Die gesättigten Polyester können z. B. Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat sein. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln von Polypropylen, Polyethylen oder Polystyrol verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch angewendet werden, um alle Überzüge zu entfernen, die durch eine Schleifoperation entfernt werden können. Es kann vorteilhaft benutzt werden, um an der Oberfläche oxidierte Substrate zu behandeln, zum Beispiel die unlackierten Kraftfahrzeug-Stoßstangen, um die Schichten aus oxidiertem polymerem Material oder die durch ultraviolette Strahlen veränderten Schichten zu entfernen. Die gebrochenen Polymerketten werden beseitigt. Dies ermöglicht, bei dem behandelten polymeren Material mechanische Eigenschaften zu erhalten, die mit denen des neuen Materials gleichwertig sind.
Es kann auch dazu dienen, die Farbe bzw. den Lack und die Appreturen zu entfernen, mit denen bestimmte Substrate überzogen sind, zum Beispiel die lackierten Stoßstangen der Kraftfahrzeuge. In diesem Fall ist das flüssige Medium das Wasser.
Wenn das Substrat jedoch überzogene und nichtüberzogene Teile aufweist, wird die Behandlung vorzugsweise benutzt, um bei den nichtüberzogenen Teilen die Oberflächenschichten des Substrats zu entfernen und bei den überzogenen Teilen sowohl den Überzug als auch die Oberflächenschichten des Substrats, die sich unter diesem Überzug befinden.
Um bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, sind die Gewichtsanteile wie folgt:
- 40 bis 70% Substrat,
- 10 bis 30% Schleifmittel, und
- 20 bis 50% Flüssigkeit.
wobei die Summe aller gewählten Prozentsätze gleich 100% ist.
Die Schleifmittelteilchen können im Schleifmedium suspendiert sein, wenn dieses sich im Ruhezustand befindet, oder sie können erst durch den Rühreffekt suspendiert werden. Dieser letztere muss stark sein. Daher wird er vorzugsweise in einer Zerkleinerungskammer oder in einem Mischer realisiert. Er kann manchmal einem Kneten nahekommen.
Das Rühren bei der Behandlung des Substrats hat normalerweise eine Temperaturerhöhung zur Folge, die vorteilhaft ist, denn sie erleichtert die Behandlung. Es ist daher generell nicht nötig, das Schleifmedium zu erwärmen. Die Gleichgewichtstemperatur hängt von zahlreichen Faktoren ab, zum Beispiel der Viskosität des Schleifmediums, seine Zusammensetzung und der Größe der Partikel.
In bestimmten Fällen kann es nötig sein, das Schleifmedium zu kühlen, um zu vermeiden, dass seine Temperatur zu hohe Werte erreicht. Man kontrolliert die Temperatur. Der ideale Wert scheint 70-100ºC zu sein, wenn das Substrat im Wesentlichen durch Polypropylen gebildet wird. Als allgemeine Regel wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Temperatur unter 150ºC durchgeführt und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 70 und 100ºC.
Die Behandlungsdauer ist abhängig von der Art des Schleifmediums, der Temperatur, der Rührintensität, der Art des Substrats und selbstverständlich dem angestrebten Zweck. In dieser Hinsicht hat die Behandlung des Substrats im Allgemeinen nur das Ziel, seine Oberflächenschichten zu entfernen. Nachdem die Wärmegleichgewichtstemperatur erreicht wurde, ist eine Behandlungsdauer zwischen 15 und 45 Minuten und insbesondere zwischen 70 und 100ºC im Allgemeinen ausreichend.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich (batch) durchgeführt werden. Die kontinuierliche Behandlung des Substrats kann in einer Reaktorvorrichtung wie der erfolgen, die schematisch in der beigefügten Figur dargestellt ist.
Dieser Reaktor umfasst im Allgemeinen wenigstens einen Behälter. Vorzugsweise umfasst er zwei Behälter, um die Aufenthaltszeit des Substrats in dem Reaktor zu reduzieren. Sie haben eine generell im Wesentlichen zylinderische Form 1, 2, sind oben offen und durch einen Zirkulationskanal 3 miteinander verbunden.
In dem Behälter 1 werden im Allgemeinen durch eine Beschickungsschnauze 4 die folgenden drei Bestandteilen eingefüllt:
- Flüssigkeit,
- Schleifmittelpartikel, um zusammen mit der Flüssigkeit das genannte Schleifmedium zu bilden, und
- Feststoff, gebildet durch die zu behandelnden Substratstücke.
Das Rühren im Innern des Behälters 1 führt zur Vermischung der drei Bestandteile. Es wird realisiert durch die Rotation von zwei Rührblätter 5 und 6, die durch einen Motor 17 in Drehung versetzt werden. Das Blatt 5 hat die Funktion, das Schleifmedium und die Substratstücke im Behälter 1 nach unten zu ziehen, in Richtung des Pfeils F, und das Blatt 6, mit größerem Durchmesser als das Blatt 5, ist so ausgerichtet, dass ein Strom entsteht, der sich in dem Behälter 1 nach oben bewegt, entsprechend dem Pfeil G. Die durch die Blätter 5 und 6 erzeugte Rührwirkung wird durch das Vorhandensein der Gegenblätter 7 und 8 verstärkt, auf die das Schleifmedium und Substrat stoßen.
Im Behälter 1 befindet sich oben und auf einer Seite eine Öffnung 9, die einen Zugang zum oberen Ende des Kanals 3 bildet. Das untere Ende des Kanals 3 mündet durch eine Öffnung 10 am Boden des Behälters 2. Die kontinuierliche Versorgung des Behälters 1 bewirkt ein Überfließen seines Inhalts in den Kanal 3 und infolgedessen die Versorgung des Behälters 2.
Das Umrühren im Behälter 2 erfolgt durch die Rotation von mindestens zwei Blättern 11 und 12, angetrieben durch einen Motor 18, wobei die Ausrichtung dieser Blätter global einen Strom erzeugt, der im Behälter 2 nach oben fließt. Gegenblätter 13 und 14 verbessern die Rührwirkung im Behälter 2. Eine Überlauf-Ausgangsöffnung 15, die sich im Behälter 2 oben und auf einer Seite befindet und an die eine Leitung 16 angeschlossen ist, ermöglicht, das behandelte Substrat zu entleeren. Die globale Bewegung des Substrats während der Behandlung folgt den Pfeilen H, I, J, K, L.
Die Leitung 16 leitet das Substrat im Allgemeinen auf einen Rost bzw. ein Gitter (nicht dargestellt) wo es einer sehr gründlichen Reinigung unterzogen wird. Die Reinigungslösung wird anschließend zum Eingang der Wanne zurückgeleitet. Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das behandelte Substrat leicht von den Resten des Schleifmediums befreit werden kann.
Das behandelte und gewaschene Substrat kann anschließend geschleudert und getrocknet werden. Es kann dann direkt wiederverwendet werden. Es kann auch einem Extrusionsschritt unterzogen werden, um seine mechanischen Eigenschaften noch zu verbessern; man kann es also neu formulieren bzw. mischen(reformuler), neu kolorieren.
Wenn das Substrat vor der Behandlung überzogen war, zum Beispiel mit einer Farbe bzw. einem Lack, kann die Wirksamkeit der Behandlung visuell bewertet werden, entweder durch die Feststellung, dass auf dem behandelten Substrat keine Überzugflecke zu sehen sind, oder, wenn solche Flecke zu sehen sind, durch das Messen der Fläche der Flecke.
Die Wirksamkeit der Behandlung kann auch durch die mechanischen Eigenschaften bestimmt werden, die das Produkt nach der erfindungsgemäßen Behandlung besitzt. Dazu stellt man durch Spritzguss Probestäbe her, die die von den Versuchsnormen verlangten Abmessungen haben.
Zahlreiche Parameter können modifiziert werden, um die erwünschte beste Behandlungsqualität zu erzielen. Die Effizienz hängt ab von der Anzahl der Rührblätter und Gegenblätter, von ihrer Form sowie den Formen der Behälter, von der Temperatur, der Zusammensetzung des Schleifmediums und den Abmessungen der Schleifmittelpartikel.
Zum Beispiel darf das Schleifmedium nicht zu flüssig sein, da sonst die Rührwirkung schwächer wird und das Substrat länger in den Behältern bleiben muss, um ein akzeptables Qualitätsniveau zu erreichen. Das Schleifmedium darf aber auch nicht zu zähflüssig sein, da sonst das Umrühren schwierig wird und die Zirkulation des Substrats langsam ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in geschlossenen Behältern durchgeführt werden, insbesondere wenn man unter Druck arbeiten möchte oder mit sehr flüchtigen oder gefährlichen Produkten.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Produkte können wiederverwendet werden, entweder alleine oder als Mischung mit neuen bzw. unbenutzten Substraten. Man kann also dank dem erfindungsgemäßen Verfahren Produkte wie Stoßstangen, Batteriebehälter bzw. -kästen, andere Kraftfahrzeugteile, Garten- bzw. Pflanzenbehälter oder alle Spritz-, Extrusions- oder Blasteile realisieren, die wenigstens teilweise aus einem erfindungsgemäß behandelten polymeren Material hergestellt wurden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also ein kostengünstiges Recycling von Kraftfahrzeugstoßstangen, die infolgedessen nicht verbrannt werden und nicht auf der Deponie landen.

Ausführungsbeispiele

Die kontinuierliche Substrat-Durchsatzmenge kann für ein Substrat ohne Farbe bzw. Lack auf zum Beispiel 2 t/h festgelegt werden und mit Farbe bzw. Lack auf 1 t/h. Die Wirkung des Umrührens ist mit der Leistung der Motoren 17 und 18 verbunden, die 75 kW für den Motor 17 und 50 kW für den Motor 18 beträgt. Die verbrauchte Leistung beträgt in dem Behälter 1 81 kW und in dem Behälter 2 68 kW, also insgesamt 149 kW. Das erfindungsgemäße Verfahren verbraucht generell 50 bis 300 kWh für die Behandlung von einer Tonne Substrat. Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt 580 U/min. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rührblätter beträgt 17 m/s. Die Neigung der Rührblätter beträgt 45º.
a) Bei der diskontinuierlichen Behandlung eines Substrats, das aus Polypropylen besteht, das von Kraftfahrzeugstoßstangen stammt, die mit einem Zweikomponenten-Polyurethanlack überzogen sind, hat man festgestellt, dass das Verfahren besonders wirksam war, wenn der Behälter enthielt:
- 60% Polypropylen,
- 10% Schleifmittel, und
- 30% Flüssigkeit mit ungefähr folgender Gewichtszusammensetzung:
- 31% Kali,
- 1% Ethanolamin,
- 33% Wasser,
- 35% Alkohol
Das Schleifmittel wurde durch Calciumcarbonatpartikel gebildet, vertrieben durch die Firma OMYA unter der Bezeichnung DURCAL 130, deren Granulometriekurve einer maximalen Größe von 400 um und einem mittleren Durchmesser von 130 um entspricht.
b) Es wurde ein zweiter kontinuierlicher Versuch mit der gleichen Flüssigkeit, dem gleichen Substrat und größeren Calciumcarbonatpartikeln durchgeführt, die einen mittleren Durchmesser von 0,3 mm hatten und von der Firma OYMA unter der Bezeichnung GRANICALCIUM vertrieben werden. Die Anteile des Substrats, des Schleifmittels und der Flüssigkeit waren dieselben wie im Versuch a).
c) Es wurde auch ein noch ein dritter kontinuierlicher Versuch durchgeführt, mit den oben erwähnten Calciumcarbonatpartikeln DURCAL 130 und einer Flüssigkeit, der Gewichtszusammensetzung ungefähr die folgende war:
- 33% Kali,
- 34% Wasser, und
- 33% Alkohol.
Der Behälter enthielt 50% Propylen, 10% Caliciumcarbonat und 40-% der genannten Flüssigkeit.
Bei den drei Versuchen a), b) und c) betrug die für die Behandlung nötige spezifische Energie ungefähr 150 kWh pro Tonne des behandelten Substrats.
Man hat mit Überraschung festgestellt, dass das behandelte und dann gewaschene, geschleuderte, getrocknete und extrudierte Substrat eine Lichtechtheit aufwies und eine Eignung, geformt und lackiert zu werden, die einem erstmalig geschmolzenen Polypropylen entsprachen.
Die Tabelle 1 zeigt die mechanischen Eigenschaften eines von lackierten Stoßstangen stammenden Polypropylensubstrats. Die linke Spalte entspricht einem Substrat, das zerkleinert, extrudiert und spritzgegossen wurde, wobei die mechanischen Eigenschaften am Spritzgussteil ermittelt worden sind. Die rechte Spalte entspricht einem Substrat, das zerkleinert und durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Beseitigung des Lacks behandelt und dann extrudiert und spritzgegossen wurde, wobei die mechanischen Eigenschaften am Spritzgussteil ermittelt worden sind.
Die Behandlung von Propylen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht, die Bruchdehnungs- und Schlagfestigkeitseigenschaften zu verbessern. Die erfindungsgemäß behandelten polymeren Materialien haben physikalisch-chemische Eigenschaften, die im Wesentlichen denen eines neuen Polymermaterials entsprechen.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung eines Substrats, das sich in Form von Stücken aus wenigstens einem polymeren Material präsentiert, bei dem man das Substrat einer Bewegung in einem Schleifmedium aussetzt bzw. einem bewegten Schleifmedium aussetzt, das wenigstens eine Flüssigkeit und wenigstens ein Schleifmittel in Form von Partikeln enthält,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Härte der Partikel des Schleifmittels nach der Mohsschen Härteskala niedriger als 7 ist und dass die Partikel einer Granulometrie-Kurve entsprechen, die einen maximalen Querschnitt von 1 mm und einen mittleren Durchmesser zwischen 0,05 und 1 mm hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit folgenden Gewichtsanteilen angewandt wird:

- 40 bis 70% Substrat;

- 10 bis 30% Schleifmittel; und

- 20 bis 50% Flüssigkeit;

wobei die Summe aller prozentualen Anteile gleich 100% ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit wenigstens einen Alkohol umfasst.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit außerdem Wasser umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit außerdem wenigstens eine Base umfasst.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeit außerdem wenigstens ein kompatibel machendes Mittel und/oder wenigstens ein Netzmittel und/oder wenigstens einen Dispergator umfasst.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit außerdem wenigstens ein Lösungsmittel umfasst.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewichtsmäßige Zusammensetzung der Flüssigkeit die folgende ist:

- 0 bis 100% Wasser;

- 0 bis 100% Alkohol;

- 0 bis 50% Base;

- 0 bis 5% kompatibel machendes Mittel und/oder Netzmittel und/oder Dispergator; und

- 0 bis 50% Lösungsmittel;

wobei die Summe aller prozentualen Anteile gleich 100% ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol ein Primär- oder Sekundär- oder Tertiäralkohol oder ein Polyalkohol ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol wenigstens einen aromatischen Kern bzw. Ring umfasst.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol ein Benzylalkohol ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Base aus der Gruppe gewählt wird, die starke Basen umfasst.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die starke Base Natrium- oder Kaliumhydroxid ist.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelpartikel durch mineralische Zusätze gebildet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelzusätze ausgewählt werden aus der Gruppe, die durch Calciumcarbonat, Kaolin, Talk und ihre Mischungen gebildet wird.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel einer Granulometrie-Kurve entsprechen, die einen maximalen Querschnitt von 300 bis 500 um hat, mit einem mittleren Durchmesser zwischen 50 und 200 um.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kompatibel machende Mittel und/oder das Netzmittel eine spannungsaktive Zusammensetzung und vorzugsweise eine biologisch abbaubare Seife ist.

18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat sich in Form von Stücken präsentiert, deren Abmessungen kleiner als 10 cm sind und vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 cm enthalten sind.

19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material (oder die polymeren Materialien), das (die) das Substrat bildet (bilden), ein Thermoplast ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplast ausgewählt wird aus der Gruppe, die gebildet wird durch Polyolefine, Polyamide, Polyether- Block-Amide (PEBA), Polystyrol und seine Copolymere, Acrylpolymere, Polyvinyle, Polyvinylchloride (PVC), spezielle Polymere und ihre Mischungen.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplast aus Polypropylen, Polyethylen oder Polystyrol ist.

22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat wenigstens teilweise überzogen und/oder oxidiert und/oder durch ultraviolette Strahlen verändert ist.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat wenigstens teilweise von Farbe bedeckt ist.

24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einer Temperatur unter 150ºC und vorzugsweise zwischen 70 und 100ºC angewandt wird.

25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihm ein Zerkleinerungsschritt des Substrats vorausgeht.

26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihm ein Spül-, Abtropf und Schleuderschritt folgt.

27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einer Vorrichtung angewandt wird, die insbesondere eine Wanne (1, 2), von einem Motor (17, 18) in Rotation versetzte Rührblätter (5, 6, 11, 12), an der Wand jeder Wanne angeordnete Gegenblätter (7, 8, 13, 14), einen Zirkulationsdurchlass (3), einen Zuflussbehälter (4) und einen Abfluss bzw. Überlauf (16) umfasst.