DE29808991U1

DE29808991U1 - Paste zum Polieren von Kunststoffoberflächen

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Publication number: DE29808991U1
Application number: DE29808991U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Burnus De GmbH; Kopp Ulrich De; Vogtmann Markus De
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2008-05-19

Description

TIEDTKE — BÜHEIM3..W' KINNE & PARTNER

&Ggr; Tiedtke ■ Bühling - Kinne, POB 20 19 18, D - 80019 München

Patentanwälte / Vertreter beim EPA *

Dipl.-Ing. Harro Tiedtke* Dipl.-Chem. Gerhard Bühling * Dipl.-Ing. Reinhard Kinne * Dipl.-Ing. Hans-Bernd Pellmann * Dipl.-Ing. Klaus Grams * Dipl.-Biol. Dr. Annette Link Dipl.-Ing. Aurel Vdlnhals * Dipl.-Ing. Thomas J.A. Leson * Dipl.-Ing. Hans-Ludwig Trösch * Dipl.-Ing. Dr. Georgi Chivarov * Dipl.-Ing. Matthias Grill * Dipl.-Ing. Alexander Kühn* Dipl.-Chem. Dr. Andreas Oser * Dipl.-Ing. Rainer Böckelen * Bavariaring 4, D-80336 München

18 . Mai 1998 DE 21667

Ulrich Kopp und Markus Vogtmann

Gautinger Str. 38d
D-82061 Neuried

Paste zum Polieren von Kunststoffoberflächen

Telefon: 089 - 544690

Telefax(G3): 089 - 532611 Telefax(G4): 089-5329095 postoffice@tbk-patent.com Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 (BLZ 700 800 00) Deutsche Bank (München) Kto. 2861060 (BLZ 700 700 10) Postbank (München) Kto. 670 - 43 - 804 (BLZ 700 100 80) Dai-Ichi-Kangyo Bank (München) Kto. 51 042 (BLZ 700 207 00) Sanwa Bank (Düsseldorf) Kto. 500 047 (BLZ 301 307 00)

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Paste zum Polieren von Kunststoffoberflächen und insbesondere Kunststoffgläsern.

Kunststoffe finden unter anderem deshalb in einer Vielzahl von Bereichen Verwendung, weil ihre Eigenschaften entsprechend den jeweiligen Anforderungen durch Wahl der Ausgangsmaterialien, Herstellungsbedingungen usw. angepaßt werden können. So können Kunststoffe derart gestaltet werden, daß sie unter normalen Bedingungen nur schwer beziehungsweise überhaupt nicht zerbrechlich sind. Diese Eigenschaft hat sie beispielsweise bei der Herstellung durchsichtiger Schichten zum Ersatzmaterial für Gläser gemacht. Kunststoffglaser bzw. transparente Oberflächen aus beispielsweise Polymethylmethacrylat werden unter anderem als Brillengläser, als Gehäuse und Gläser von Uhren, insbesondere Quarzuhren, sowie als Abdeckung des Anzeigefeldes von Mobiltelefonen oder anderen Displays verwendet.

Allerdings leiden Kunstoffoberflächen und insbesondere Kunststoffgläser darunter, daß sie unter Einwirkung äußerer Einflüsse wie beispielsweise einem Stoß, einem Herunterfallen oder einem Reiben gegen einen harten Gegenstand leicht verkratzen. Ein erhebliches Verkratzen der Kunststoffoberfläche

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führt zur Beeinträchtigung des äußeren Erscheinungsbildes des mit der Kunststoffoberfläche versehenen Gegenstands beziehungsweise
im Fall von Kunststoffgläsern dazu, daß die Oberfläche getrübt und ihre Durchsichtigkeit vermindert wird.
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Es wurden daher Polierpasten entwickelt, mit denen Kratzer
von Kunststoffoberflächen entfernt werden können. Diese Polierpasten
enthalten ein in einem gewöhnlichen Dispergiermittel formuliertes Schleif- bzw. Abrassivmittel wie beispielsweise Aluminiumoxid-Partikel. Durch Aufbringen der Polierpaste auf die Kunststoffoberfläche und gleichmäßiges Verreiben wird der oberste Abschnitt der Kunststoffoberfläche aufgrund der abschleifenden Wirkung des Schleifmittels plastisch verformt oder abgetragen und somit eine Entfernung von Kratzern erreicht.

Die herkömmlichen Polierpasten weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Aufgrund ihrer Zusammensetzung, insbesondere der
Art und Beschaffenheit des Schleifmittels, erzeugen sie während des Poliervorgangs winzige Kratzer auf der zu polierenden Oberfläche, was zu deren Aufrauhung führt. Zudem werden
die mit den herkömmlichen Polierpasten behandelten Kunststoffoberflächen
matt und erleiden somit eine Beeinträchtigung
ihres äußeren Erscheinungsbildes.

Ebenfalls zu einer erheblichen Verminderung der Qualität der behandelten Kunststoffoberfläche trägt die Tatsache bei, daß die herkömmlichen Polierpasten aufgrund ihres Wachsgehalts
insbesondere in auf der Oberfläche vorhandenen Spalten und

Ritzen teilweise nur schwer entfernbare Rückstände hinterlassen, was vor allem bei Kunststoffgläsern zu einer deutlich
schlechteren Durchsichtigkeit führt.

Weiterhin sind die in den herkömmlichen Polierpasten verwendeten Komponenten wie beispielsweise das Dispergiermittel toxikologisch nicht unbedenklich.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polierpaste bereitzustellen, welche nicht die Nachteile herkömmlicher Polierpasten aufweist und von einem Anwender auf einfache Weise verwendbar ist.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Polierpaste wie in Schutzanspruch 1 definiert gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Polierpaste sind in den abhängigen Schutzansprüchen definiert.

Die erfindungsgemäße Polierpaste umfaßt im wesentlichen eine Trägersubstanz und darin dispergierte Schleif- bzw. Abrassivpartikel, wobei die Trägersubstanz ein Material umfaßt, dessen Viskosität unter den Bedingungen eines Poliervorgangs abnimmt.

Es wird angenommen, daß die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Polierpaste darauf beruht, daß durch das Zusammenwirken der Trägersubstanz mit dem Schleifmittel während der Verreibung der Polierpaste auf der Oberfläche eines zähen, nicht spröden Kunststoffs ein Druck erzeugt wird, durch den an der Oberfläche befindliche Kunststoffmoleküle in Bewegung gebracht werden beziehungsweise die Kristallstruktur des Kunststoffs teilweise aufgelöst wird. Dies führt zu einer plastischen Verformung der Oberfläche. Da auf Unebenheiten der Oberfläche, z.B. Kratzer, hierbei der größte Druck einwirkt, erfolgt an diesen Oberfiächenabschnitten die größte plastische Verformung. Bei fortwährendem Polieren der Oberfläche werden daher derartige Unebenheiten zunehmend ausgeglichen und somit beispielsweise Kratzer entfernt.

Im Unterschied zu herkömmlichen Polierpasten wird mit der erfindungsgemäßen Polierpaste aufgrund der besonderen Trägersubstanz eine sehr gleichmäßige Polierwirkung erreicht. Die erfindungsgemäße Trägersubstanz besitzt sehr gute Dispergiereigenschaften und verhindert ein Verklumpen des Schleifmittels. Dadurch wird gewährleistet, daß das Schleifmittel in der Polierpaste gleichmäßig verteilt ist und selbst bei längerer Aufbewahrung keine Entmischung auftritt.

Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Trägersubstanz ein Polyalkylenpolyol,* insbesondere mit niederen Alkylgruppen.

Die erfindungsgemäße Trägersubstanz besitzt eine pastösflüssige Beschaffenheit. Während der Verreibung der Polierpaste auf einer Kunststoffoberfläche wird die Trägersubstanz aufgrund der dabei herrschenden Bedingungen - erhöhter Druck, der in der Regel aufgrund der Reibung mit einer erhöhten Temperatur verbunden ist - flüssiger. Der so gebildete Flüssigkeitsfilm dämpft die Abriebwirkung des Schleifmittels und verhindert somit die bei herkömmlichen Polierpasten häufig zu beobachtende Bildung von Mikrokratzern. Weiterhin sorgt der Flüssigkeitsfilm aus der Trägersubstanz für eine gleichmäßige Verteilung der Schleifmittel-Partikel und des während des Reibens erzeugten Drucks. Dies führt zu einer sehr gleichmäßigen Polierwirkung auf der gesamten Oberfläche des behandelten Kunststoffprodukts. Als Folge erhält man nach Anwendung der erfindungsgemäßen Polierpaste eine Kunststoffoberfläche mit einem Glanz und einer Glattheit, der/die mit herkömmlichen Polierpasten nicht zu erreichen ist. Vor allem Polyethylenglykol bringt die erfindungsgemäß gewünschten Wirkungen besonders gut hervor.

Weiterhin gilt die erfindungsgemäß verwendete Trägersubstanz wie beispielsweise Polyethylenglykol als gesundheitlich unbe-

denklich und kann aufgrund ihrer sehr guten Wasserlöslichkeit nach Beendigung des Poliervorgangs von der behandelten Kunststoff oberfläche durch ein mit Wasser befeuchtetes Tuch leicht entfernt werden. Da die erfindungsgemäße Polierpaste zudem
keinerlei Wachse benötigt und somit bevorzugt keine Wachse
enthält, bleiben keine Rückstände (sogenannte "Wachsflecken") auf der behandelten Oberfläche zurück.

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Trägersübstanz wie
beispielsweise Polyethylenglykol transparent, so daß gegebenenfalls in Ritzen wie zwischen dem Gehäuse und der durchsichtigen
Oberfläche einer Uhr zurückbleibende Paste, die
durch Reinigung mit Wasser nicht einfach zu entfernen ist,
mit bloßem Auge kaum wahrnehmbar ist und somit das äußere Erscheinungsbild des Gegenstands nicht beeinträchtigt.

Als Schleifmittel können Partikel einer Substanz mit ausreichender Härte verwendet werden. Bevorzugsweise werden bei der erfindungsgemäßen Polierpaste Aluminiumoxid-Partikel eingesetzt.

Die Schleif- beziehungsweise Polierwirkung des Schleifmittels hängt vor allem vom Calcinierungsgrad, der Primärkristallgröße, der Korngrößenverteilung sowie der Kornform der Schleifmittel-Partikel ab.

Beim Calcinieren von Aluminiumoxid kommt es zu einem Verdampfen des im Feststoff gebundenen Wassers und zu einem Zusammensintern
der Aluminiumoxidteilchen. Durch den Grad der

durchgeführten Calcinierung wird somit die Größe und spezifische BET-Oberfläche sowie die Härte der Primärkristalle festgelegt. Die erfindungsgemäß verwendeten Aluminiumoxid-Partikel
haben vorzugsweise eine spezifische BET-Oberfläche
von 0,3 bis 25 mVg und einen Durchmesser der Primärkristalle von 0,1 bis 10 um.

Zudem weisen die Aluminiumoxid-Partikel einen Korndurchmesser von vorzugsweise 0,1 bis 150 um sowie einen D₅₀-Wert der Korngrößenverteilung von 1 bis 40 um auf. Der D₅₀-Wert gibt den Korndurchmesser an, der größer als der Durchmesser von 50% aller vorliegenden Körner ist.

Vor allem Partikel, welche die vorstehend beschriebenen Eigenschaften besitzen, sind zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Polierpaste geeignet. Durch Körner mit einer geringeren spezifischen Oberfläche - was aufgrund deren größerer Primärkristalle einer größeren Härte der »Partikel entspricht - kommt es während des Polierens zu einer erhöhten Abtragung beziehungsweise partiellen Verformung der Oberflächenschicht des behandelten Kunststoffgegenstands und dadurch zur Ausbildung von Mikrokratzern, was sowohl aus finanziellen als auch aus ästhetischen Gesichtspunkten nachteilig ist. Körner (Agglomerate) aus kleineren Primärkristallen, also Körner mit einer größeren spezifischen Oberfläche als vorstehend angegeben - was wiederum einer geringeren Härte der Partikel entspricht - führen hingegen zu einer unzureichenden Abrassivwirkung beziehungsweise geringen partiellen Verformung und sind somit nicht sehr gut zur Entfernung von Kratzern geeignet.

Grundsätzlich führt die Verwendung runderer Körner in der erfindungsgemäßen Polierpaste zu einer erhöhten Glattheit der polierten Kunststoffoberfläche. Es ist daher bevorzugt, Körner mit einer gleichmäßigen, möglichst runden Form zu verwenden.

Der erfindungsgemäßen Polierpaste können vorzugsweise leitende Teilchen einer Substanz zugesetzt werden, um eine bei herkömmlichen Polierpasten häufig auftretende statische Aufladung beziehungsweise Entladung der behandelten Kunststoffoberfläche während des Poliervorgangs zu verhindern. Eine

derartige statische Aufladung beziehungsweise Entladung an Oberflächen von elektrisch betriebenen Produkten wie beispielsweise Uhren oder Mobiltelefonen kann ansonsten im schlimmsten Fall zu einer erheblichen Beschädigung der elektrischen beziehungsweise elektronischen Geräteeinheit und damit zur Unbrauchbarkeit des Produktes führen. Erfindungsgemäß können alle leitenden Materialien verwendet werden, die in der erfindungsgemäßen Trägersubstanz löslich oder dispergierbar oder mit diesem mischbar sind. Vorzugsweise werden wäßrige Lösungen nicht toxischer Salze, insbesondere NaCl, als leitende Substanz verwendet. ,

Nachstehend wird ein Herstellungsbeispiel der erfindungsgemäßen Polierpaste beschrieben.

100 g Polyethylenglykol werden in ein geeignetes Gefäß gegeben. Anschließend werden 32 g Aluminiumoxid sowie gegebenenfalls 1 g NaCl zugegeben. Das so erhaltene Gemisch wird mit einem Rührgerät gerührt, bis die erfindungsgemäße .Polierpaste in Form eine homogenen Suspension erhalten wird, welche in geeignete Vorratsbehälter gefüllt und sofort verwendbar ist.

Wie vorstehend beschrieben wird erfindungsgemäß eine Paste zum Polieren von Kunststoffoberflächen und insbesondere Kunststoffgläsern mit einer Trägersubstanz und einem darin dispergiertes Schleifmittel bereitgestellt, wobei die Trägersubstanz ein Material umfaßt, dessen Viskosität unter den Bedingungen eines Poliervorgangs abnimmt. Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Polierpaste ein Polyalkylenpolyol wie Polyethylenglykol als Trägersubstanz und Aluminiumoxid als Schleifmittel. Mit der ungiftigen, im wesentlichen rückstandsfrei entfernbaren Polierpaste erhält man glatte und hochglänzende Kunststoffoberflächen, ohne daß aufgrund der Anwendung der Polierpaste Mikrokratzer auf der behandelten KunststoffOberfläche entstehen. Gegebenenfalls können der er-

findungsgemäßen Polierpaste Teilchen einer leitenden Substanz zugesetzt werden, um eine statische Aufladung beziehungsweise Entladung der Kunststoffoberfläche zu verhindern.

Claims

Schutzansprüche

1. Paste zum Polieren von Kunststoffoberflächen mit einer Trägersubstanz und einem Schleifmittel,

10 dadurch gekennzeichnet, daß

die Trägersubstanz ein Material umfaßt, dessen Viskosität durch den Poliervorgang abnimmt.

2. Paste nach Anspruch 1,

15 dadurch gekennzeichnet, daß

das Material ein Polyalkylenpolyol ist.

3. Paste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

das Polyalkylenpolyol Polyethylenglykol ist.

4. Paste nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Schleifmittel Aluminiumoxid-Partikel umfaßt.

Telefon: 089 - 544690

Telefax(G3): 089 - 532611
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5. Paste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Aluminiumoxid-Partikel eine spezifische BET-Oberfläche von 0,3 bis 25 iti²/g besitzen. 5

6. Paste nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Aluminiumoxid-Partikel einen Primärkristalldurchmesser von 0,1 bis 10 um besitzen. 10

7. Paste nach einem der Ansprüche 4 bis- 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Aluminiumoxid-Partikel einen Korndurchmesser von 0,1 bis 150 pm besitzen.
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8. Paste nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

die Aluminiumoxid-Partikel eine Korngrößenverteilung entsprechend einem D₅₀-Wert von 1 bis 40 um besitzen. 20

9. Paste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

weiterhin leitende Teilchen einer Substanz eingeschlossen sind.
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10. Paste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

die Substanz eine wäßrige Lösung nicht toxischer Salze umfaßt.
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11. Paste nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht toxische Salz Natriumchlorid ist.