WO2003018676A1 - Verfahren zur antistatischen beschichtung von kunststoff-formteil-oberflächen, kunststoff- bzw. lackbeschichtungen - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an automated process for the antistatic coating of plastic molding surfaces or for the antistatic coating of coatings based on plastic or paint.
  • Plastic moldings or coatings based on plastic and / or paint are used widely today. They are often used e.g. as plastic add-on parts or plastic / paint-coated parts in the automotive industry and other branches of industry, in areas of plastic production. Problems with the antistatic behavior often occur, but especially where plastic surfaces e.g. mechanically processed by grinding.
  • the plastic molded parts can be manufactured in any way. Their manufacturing processes, their structure and their composition are generally known.
  • the plastic molded parts are preferably produced by injection molding or by casting into a mold, optionally using a reinforcing matrix.
  • lacquer also includes lacquer-like polymeric coatings. Shaped parts that are only partially painted, where plastic and paint must be protected from high electrical charges at the same time, are, for example, partially coated molded parts or attachments. Due to their electrostatic chargeability, molded plastic parts or coatings with plastic and / or paint are particularly at risk of contamination and often require antistatic protection.
  • Plastic moldings today usually have to be washed before painting in order to remove as much dirt as possible from the surfaces to be painted. Among other things, the dirt picked up during transport and / or storage is removed.
  • a suitable washing process is e.g. the Powerwash process, in which the molded parts e.g. be treated with water by spraying or dipping. It can be used at a pressure in the range of 0.5 to 2 bar without clamping or carrying the molded parts, with firmly positioned molded parts mostly at a pressure of up to 2 bar, but possibly also at a higher pressure.
  • the wash water used here can preferably have a pH in the range from 2 to 12, since the plastic and paint surfaces are usually not attacked by this.
  • Molded parts coated with plastic or / and lacquer can essentially consist of metal, glass, ceramic, wood, plastic, composite materials and / or material composites etc. The plastic coating can be applied in one or more layers. This pressure washing process is described in "Painting guide" of GE Plastics, edition 08/1998, on page 9.
  • An acid wash water for such a washing process often contains at least one inorganic and / or organic acid, for example phosphoric acid, gluconic acid and / or glycolic acid.
  • the wash water can also contain at least one corrosion protection inhibitor.
  • the acid can be buffered and / or partially neutralized.
  • An alkaline wash water often contains at least one alkalinity carrier selected from the group of, for example, carbonate, hydroxide, alkaline salt and amine, such as, for example, alkanolamine.
  • the wash water also contains at least one surfactant and possibly also other additives such as at least one sequestering agent for dispersing the suspended matter, biocides or / and solubilizers.
  • washing water is used at a pressure of up to 2 bar or even more to treat a soiled molding surface, then only the loose, non-electrostatically adhering dirt is removed.
  • the electrostatically adhering dirt which often consists essentially of specifically charged particles, which preferably have particle sizes in the range from 0.05 to 5 ⁇ m, can usually only be removed to a very small extent by washing under pressure.
  • the electrostatically charged dirt which mainly consists of particles in the size range from 0.05 to 5 ⁇ m, can only be removed to a very small extent on the surface of the molding or / and in larger, easily removable Settles particles and that the contamination of the molded part surface coated with a Washing water containing surfactants can be washed off unexpectedly well, for example in the Powerwash process.
  • the plastic molded part surfaces coated antistatically according to the invention have more hydrophilic surface properties which prevent strong electrostatic charging of the plastic molded part surface, the plastic or lacquer surface.
  • the extensive evaporation means that the surfactant film binds at least one molecular layer of water from the solution and / or from the surrounding atmosphere.
  • a water content of the solvent mixture is desirable because water is cheaper for reasons of occupational health and safety, environmental protection and the costs of the solvents or exhaust air treatment, in particular an increased water content and a lower content of organic solvents.
  • Coating with an antistatic solution is of particular interest as temporary protection for storage, transport and / or further processing by mechanical processing, coating processes, cleaning or / and in particular before finished coating of molded parts coated in this way, especially in the case of automotive add-on parts.
  • the solvents in the antistatic solution evaporate to a large extent. After drying, the solution produces a film with a layer weight which is often in the range from 0.5 to 500 mg / m 2 , preferably in the range from 0.6 to 200 mg / m 2 , particularly preferably in the range from 0.8 up to 100 mg / m 2 , very particularly preferably in the range from 2 to 50 mg / m 2 .
  • the plastic or the plastic or lacquer surface is polarized in order to generate polar groups on the surface and to increase the surface tension of the surface.
  • Polarizing for example by flame treatment, UV treatment, corona treatment or plasma treatment, leads to partial oxidation of the plastic or lacquer surface.
  • the polarization causes the formation of hydrophilic groups on the plastic or / and paint surface and thereby makes them more wettable, for example, for paints.
  • the at least one surfactant contained in the water can be selected such that little or no foaming is caused in the subsequent washing process. Foam formation can occur especially when the wash water pressure is increased when spraying with the wash water. The foaming that occurs due to the surfactant content and other working conditions should not interfere with the washing process due to excessive foaming. It is therefore recommended that at least one of the surfactants in the antistatic solution is nonionic in nature.
  • a surfactant or at least one of the surfactants in the surfactant mixture of the antistatic solution has a cloud point which is at least 5 ° C. and at most 40 ° C. below the temperature of the subsequent washing process used. If surfactants with a cloud point are used, ie non-ionic surfactants, it is advantageous that these surfactants are no longer present in dissolved form in the washing medium of the washing process above the cloud point in order to keep the foam formation as low as possible, especially when spraying. It can therefore be advantageous to use only nonionic surfactants.
  • the subsequent washing process is preferably carried out by spraying the washing water in the range from 40 to 80 ° C., in particular at 50 to 65 ° C.
  • the temperatures of the washing process when diving are in the range of 50 to 90 ° C, in particular 65 to 80 ° C.
  • the cloud point is determined by the selection of the at least one surfactant.
  • the at least one surfactant of the antistatic solution preferably has some or good water solubility. A solubility of at least 0.1 g / L in water of 25 ° C, preferably of at least 1 g / L.
  • the at least one surfactant should also preferably have some or good solubility in the at least one organic solvent.
  • the surfactant or surfactant mixture of the antistatic solution be completely soluble in the solvent mixture at 25 ° C. If the organic solvent has largely or completely evaporated after the antistatic solution has been applied, the at least one surfactant should advantageously be soluble in the remaining amount of water or amount of solvent mixture or / and immediately applied to the surface as homogeneously as possible.
  • the evaporation of the solvent of the solution containing the antistatic can be increased. This enables the desired homogeneous surfactant-containing film to be formed more quickly.
  • the temperature of the molded parts to be coated antistatically is too high and e.g. is above the boiling point of the solvent or the solvent mixture, the surfactant-containing films may can no longer be formed homogeneously.
  • the at least one surfactant of the antistatic solution is advantageously chemically or similarly composed in the same way as at least one surfactant contained in the aqueous solution of the washing process. It is therefore recommended that at least one surfactant of the antistatic solution is selected from the same chemical group of nonionic surfactants, in particular selected from the groups of ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols, such as at least one surfactant from the washing medium. With regard to the surfactants used, the surfactant mixture of the antistatic solution can be similar to the surfactant mixture of the washing medium.
  • the at least one surfactant of the antistatic solution and / or the subsequent washing process should be selected so that it is the following Washing process and the properties of the plastic or / and paint surface are not adversely affected. It is desirable that only a surfactant layer consisting of one or a few molecular layers be retained on the plastic or / and lacquer surface after washing.
  • An unsuitable surfactant can affect not only the formation of foam, but also the wetting, the cleaning quality, the service life of the washing medium (bath service life) and thus the effectiveness of the washing process. Furthermore, an unsuitable surfactant can lead to precipitation due to chemical and / or physical interactions or reactions with other components of the washing medium. In addition, an unsuitable surfactant of the antistatic solution and / or the washing process can sometimes remain in somewhat thicker layers on the plastic or / and lacquer surface, as a result of which the following processing steps can be impaired: e.g. The rinsing baths can be contaminated during rinsing as the last steps of the washing process, so that surfactant residues can dry up during subsequent drying.
  • the surfactant residues on the plastic or / and paint surface can lead to disruptions in the paint flow (partially not or too thinly painted) and paint adhesion, which means that the external visual appearance of the painted surface and the suitability of the paint layer due to easily occurring cracks and flaking in the paint may be affected.
  • an unsuitable surfactant of the antistatic solution can migrate into the plastic or lacquer from the surface and can thereby, in particular, form cracks in the plastic molding or lacquer and can influence the mechanical properties of the plastic molding or lacquer, so that the Surface area become brittle and can be more easily damaged by impact or impact, or the strength of the plastic and / or the composite of the molded part and the lacquer can be reduced.
  • surfactants or surfactant mixtures have been found that allow all possible defects to be avoided in such a process.
  • the surfactant or surfactant mixture of the antistatic solution is preferably selected so that good wettability of the plastic or / and lacquer surface with the antistatic solution is achieved without developing more foam in the subsequent washing process.
  • the plastic or lacquer surface usually has a surface tension in the range from 16 to 48 mN / m (Table 1).
  • the surface tension of the plastic or lacquer surface is increased in particular by at least 1 mN / m, preferably by at least 2 mN / m, particularly preferably by at least 3 mN / m.
  • the measurement of the surface tension e.g. PE and PP films can be made using test inks according to the UC method WC-81-B - DIN 53364 and in comparison with the surface tension of the untreated, clean and dry plastic and / or lacquer surface.
  • the change in the surface tension indicates the presence of an antistatic coating with a hydrophilic character.
  • the increase in the surface tension is so small that the measurement can no longer be carried out exactly with test inks and this increase in the background of the slightly fluctuating initial values of the surface tension of the plastic surface can be lost at various points.
  • the surfactant mixture of the antistatic solution preferably causes a surface tension of the plastic or lacquer surface in the range greater than 30 mN / m, particularly preferably greater than 35 or even more than 40 mN / m.
  • the electrostatic charge of the antistatic coated plastic or lacquer surface assumes values of not more than 1000 V.
  • the electrostatic charge is preferably only values in the range from 0.1 to 500 V, particularly preferably values in the range from 0.2 to 200 V.
  • the measurement was carried out by determining the static charge with a field strength measuring device, e.g. FMX- 002 from Simco / NL.
  • the electrostatic charge of the clean, dry, not yet antistatically coated plastic or paint surface is often in the range of 10 to 75 kV.
  • the at least one surfactant of the antistatic solution is preferably selected from the group consisting of ethoxylated alkyl alcohols, ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols, ethoxylated alkyl alcohols with end group closure and ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols with end group closure, the alkyl group of the alkyl alcohols - saturated or unsaturated - being an average Can have a number of carbon atoms in the range from 6 to 22 carbon atoms, each with either linear or branched chain formation, the alkyl part optionally having one or more aromatic and / or phenolic groups, the ethylene oxide chain each having an average of 2 to 30 ethylene oxide units, where the propylene oxide chain may in each case have an average of 1 to 25 propylene oxide units and an end group may optionally be closed by an alkyl group having an average of 1 to 8 carbon atoms.
  • the average number of carbon atoms in the surfactant is preferably in the range from 10 to 14 carbon atoms in the alkyl alcohol chain; preferably an average of 4 to 20 ethylene oxide units or an average of 1 to 8 propylene oxide units.
  • the at least one surfactant of the antistatic solution is selected in particular from surfactants from the group of ethoxylated alkylphenols, ethoxylated-propoxylated alkylphenols, ethoxylated alkylphenols with end group closure and ethoxylated-propoxylated alkylphenols with end group closure, the alkyl group of the alkylphenols - saturated or unsaturated - an average number may have on carbon atoms in the range of 4 to 18 carbon atoms, the ethylene oxide chain in each case having an average of 2 to 30 ethylene oxide units, the propylene oxide chain in each case having an average of 1 to 25 propylene oxide units and wherein an end group closure by an alkyl group with an average of 1
  • the at least one surfactant of the antistatic solution can be selected from ethoxylated alkylamines, the alkyl radical - saturated or unsaturated - of which has an average number of carbon atoms in the range from 6 to 22, each with linear or branched chain formation, and whose polyethylene oxide chain has an average number of ethylene oxide units in the range of 3 to 30 or / and the average number of propylene oxide units in the range of 1 to 25.
  • such fatty amine compounds can have an end group closure.
  • the at least one surfactant of the antistatic solution can also be selected from surfactants of ethoxylated or ethoxylated-propoxylated alkanoic acids - ethoxylated or ethoxylated-propoxylated fatty acids or / and other ethoxylated or ethoxylated-propoxylated organic acids such as terpenic acids such as abietic acid, whose alkyl radical - saturated, unsaturated or / and ring-shaped - has an average number of carbon atoms in the range from 6 to 22, each with linear or branched chain formation, and whose polyethylene oxide chain has an average number of ethylene oxide units in the range from 2 to 30 or / and whose average number of propylene oxide units is in the range from 1 to 25.
  • the at least one surfactant of the antistatic solution can furthermore be selected from surfactants of block copolymers which contain at least one polyethylene oxide block and at least one polypropylene oxide block, where their polyethylene oxide block can comprise an average of 2 to 100 ethylene oxide units and their polypropylene oxide block can contain an average of 2 to 100 propylene oxide units, one or several polyethylene oxide blocks or polypropylene oxide blocks can each be contained in the molecule.
  • the at least one surfactant in the antistatic solution can also be selected from the group of alkyl polyglucosides whose alkyl group - saturated or unsaturated - has an average number of carbon atoms in the range from 4 to 18 carbon atoms with either linear or branched chain formation and an average of 1 to 5 units of at least one sugar, wherein the units of the at least one sugar can be glucosidically bound to the alkyl group.
  • sugar is intended to include all saccharides and all other sugar-like compounds.
  • the at least one surfactant in the antistatic solution can also be selected from the group of anionic surfactants whose alkyl group - saturated or unsaturated - can have an average number of carbon atoms in the range from 6 to 22 carbon atoms, each with either linear or branched chain formation, where the alkyl part can optionally have one or more aromatic groups, at least one sulfate or sulfonate group being present in the molecule.
  • the alkyl alcohol chain shows an average of 10 to 14 carbon atoms; benzene is preferably incorporated as an aromatic group.
  • the at least one surfactant in the antistatic solution can additionally be selected from the group of ether sulfates whose ethoxylated alkyl alcohols or ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols have a sulfate group, the alkyl group of the alkyl alcohols - saturated or unsaturated - having an average number of carbon atoms in the range can have from 6 to 22 carbon atoms with either linear or branched chain formation, the ethylene oxide chain in each case having an average of 2 to 30 ethylene oxide units, the propylene oxide chain optionally having in each case an average of 1 to 25 propylene oxide units, the alkyl part optionally having one or can have several aromatic and / or phenolic groups.
  • the alkyl alcohol chain preferably has an average of 10 to 14 carbon atoms; it is preferably an average of 4 to 20 ethylene oxide units or an average of 1 to 8 propylene oxide units.
  • the at least one surfactant in the antistatic solution can also be selected from the group of ether phosphates whose ethoxylated alkyl alcohols or ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols have a phosphate group, the
  • the alkyl part optionally having one or more aromatic and / or phenolic groups.
  • the alkyl part optionally having one or more aromatic and / or phenolic groups.
  • Alkyl alcohol chain averaging 10 to 16 carbon atoms; preferably the ethylene oxide chain has an average of 4 to 20 ethylene oxide units; preferably 1 to 8 propylene oxide units occur on average.
  • the at least one surfactant in the antistatic solution can be selected from the group of phosphate esters, one or two of which are each
  • Alkyl groups independently of one another - saturated or unsaturated - have an average number of carbon atoms in the range from 4 to 16
  • the combination of at least two surfactants in the antistatic solution is particularly preferred:
  • Block copolymers ethoxylated alkylphenols, ethoxylated-propoxylated alkylphenols, ethoxylated alkylphenols with end group closure and ethoxylated-propoxylated alkylphenols with end group closure on the one hand and of ethoxylated alkylamines optionally with end group closure on the other hand; selected from the groups of ethoxylated alkyl alcohols, ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols, ethoxylated alkyl alcohols with end group closure, ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols with end group closure,
  • Block copolymers ethoxylated alkylphenols, ethoxylated-propoxylated alkylphenols, ethoxylated alkylphenols with end group closure, ethoxylated-propoxylated alkylphenols with end group closure and ethoxylated alkylamines optionally with end group closure on the one hand and selected from the groups of ethoxylated alkanoic acids, ethoxylated-propoxylated alkanoic acids and other ethoxylated organic acids; selected from the groups of ethoxylated alkyl alcohols, ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols, ethoxylated alkyl alcohols with end-group capping, ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols with end-group capping, block copolymers, ethoxylated alkylphenols, ethoxylated-propoxylated alkylphenols, ethoxylated al
  • Block copolymers ethoxylated alkylphenols, ethoxylated-propoxylated alkylphenols, ethoxylated alkylphenols with end group closure, ethoxylated-propoxylated alkylphenols with end group closure, ethoxylated alkylamines optionally with end group closure, ethoxylated alkanoic acids, ethoxylated-propoxylated Alkanoic acids, other ethoxylated organic acids and alkyl polyglucosides on the one hand and ether sulfates on the other.
  • At least one solubilizer such as e.g. Cumene sulfonate or a glycol, in particular dipropylene glycol, a biocide, a fungicide or / and a means for adjusting the pH such as e.g. an armin or an organic acid can be added.
  • solubilizer such as e.g. Cumene sulfonate or a glycol, in particular dipropylene glycol, a biocide, a fungicide or / and a means for adjusting the pH such as e.g. an armin or an organic acid.
  • the at least one organic solvent is advantageously selected from water-miscible solvents and may have an evaporation number according to DIN 53170 in the range from 1 to 25.
  • the evaporation number is the quotient of the evaporation time of the liquid to be tested and that of diethyl ether as comparison liquid at approx. 293 K. and a relative humidity of approx. 65%.
  • Those selected from the group of acetone, ethanol, methanol, 1-propanol, 2-propanol, tertiary butanol, pyrrholidone, dioxane and solvent mixtures containing at least one such organic solvent are particularly selected.
  • 1- or 2-propanol or mixtures of at least one of these organic solvents with 1- or / and 2-propanol are particularly preferred.
  • These solvents or solvent mixtures must also not dissolve or swell the plastic or / and lacquer surface used. It is recommended that the water used is preferably completely desalinated.
  • the molded part coated antistatically according to the invention preferably consists essentially or partly of at least one plastic or / and lacquer or / and is at least partially coated with at least one plastic or / and lacquer or with a film consisting essentially of plastic
  • the plastic being selected can be from the group of engineering thermoplastics, Elastomers or duomers such as polypropylene (PP), polyamide (PA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), acrylonitrile / butadiene / styrene polymers (ABS), poly (vinyl chloride) (PVC), poly (methyl methacrylate) (PMMA ), thermoplastic polyurethanes and polyurethane integral foams (PUR), SMC / BMC resins and resin systems and their blends such as PC-PBT (polycarbonate-poly (butylene terephthalate)) or PP-EPDM (polypropylene-ethylene-propylene-diene monomer) or /
  • the antistatically coated molded part can also be painted, the paint preferably being selected from the group of paints based on 2K polyester isocyanate, 2K acrylic isocyanate, 2K epoxy amine, 2K unsaturated polyester peroxide, 1K -Acrylic resins, 1-component polyurethane resins, 1-component alkyd resins, IKrPVC-resins, 1-component polyester melamine, 1-component acrylic dispersions, 1-component PU dispersions, 1-component polyester-melamine, water-soluble and 1-component unsaturated radiation-curing binders. It can also be retrofitted with at least one varnish, which is preferably selected from the varnishes of the above groups.
  • a polymeric coating such as e.g. a film or / and a clear varnish are applied, e.g. a top coat.
  • the antistatic film can be applied automatically to the surface of the molded part to be coated, in particular by spraying or dipping it into the antistatic solution, or by hand, for example with a lint-free material soaked in the antistatic solution, in particular with crepe or udder paper.
  • the proportion of the at least one organic solvent in the antistatic solution can preferably be at least 35% by weight, particularly preferably at least 50% by weight, very particularly preferably at least 60% by weight.
  • the proportion of the at least one organic solvent can also be at least 70% by weight, but also at least 85% by weight and even at least 95% by weight.
  • the content of the at least one organic solvent will preferably be in the range from 55 to 80% by weight. This content will advantageously be based on the application technology and on the conditions of work safety and work hygiene.
  • a particularly effective composition which essentially consists of an aqueous, in particular alcoholic solution with at least 20% by weight - preferably with at least 30% by weight, in particular not more than 90% by weight, of an organic solvent or organic solvent mixture, containing a fatty amine ethoxylate of the general structural formula
  • R represents an alkyl chain having 6 to 22 carbon atoms, preferably having 10 to 14 carbon atoms, in particular in the case of a straight-chain alkyl chain, where x preferably takes on values from 3 to 20 and particularly preferably from 4 to 10 and where y preferably takes on values from 3 to 20 and particularly preferably from 4 to 10,
  • RO (CH 2 -CH 2 O) n - (C (CH 3 ) H-CH 2 O) m -H
  • R stands for an alkyl chain with 6 to 22 carbon atoms, preferably with 10 to 14 carbon atoms, in particular in the case of a straight-chain alkyl chain
  • n stands for the number of ethylene oxide units and preferably assumes values from 3 to 20 and particularly preferably values from 4 to 10
  • m stands for the number of propylene oxide units and preferably assumes values from 0 to 15 and particularly preferably values from 0 to 8.
  • the content of surfactants in the individual surfactant groups is preferably in the range from 0.005 to 0.1% by weight, particularly preferably in the range from 0.01 to 0.05% by weight.
  • the total content of surfactants is preferably in the range from 0.01 to 0.5% by weight, in particular in the range from 0.03 to 0.1% by weight.
  • Preferred solvents that are added to the water individually or as a mixture are ethanol, 1-propanol and 2-propanol.
  • a combination of at least two surfactants is preferably used, preferably a combination of at least one ethoxylated alkylamine with at least one ethoxylated or ethoxylated-propoxylated fatty alcohol in a weight ratio in the range from 9: 1 to 1: 9, preferably in the range from 2: 1 to 1: 3.
  • surfactants can in particular be selected from the groups of the ethoxylated or ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols without or with end group closure, the ethoxylated or ethoxylated-propoxylated alkylphenols without or with end group closure, the ethoxylated or ethoxylated-propoxylated alkyl amines, block copolymers, Ether sulfates, ether phosphates and the phosphate esters represent the main proportion (at least 65% by weight) of the surfactant mixture.
  • Alkyl alcohol for setting a low tendency to foam are particularly favorable.
  • the foam behavior or the foam compatibility of the invention also relates to the compatibility of the applied antistatic solution with the wash water of the subsequent power wash process.
  • the portion of the surfactant film, e.g., washed off in the power wash process i.e. the proportion of surface-active substances not remaining on the plastic or lacquer surface in the powerwash process may be a maximum of 0.3 g / L, preferably a maximum of 0.2 g / L or in particular a maximum of 0.1 g / L in the wash water, by the Properties - especially the foam behavior - of the Powerwash process not to be negatively influenced.
  • a proportion of the at least one organic solvent of at least 40% by weight .-%, preferably from 45 to 85 wt .-% is favorable to ensure a uniform application, a uniform coating with a surfactant film on the surface and drying due to inherent heat.
  • the application or consumption quantities of antistatic solution which are favorable for this purpose were determined in the range from 10 to 40 ml / m 2 , in particular in the range from 20 to 30 ml / m 2, of plastic or / and lacquer surface.
  • the consumption amount is from 5 to 20 ml / m 2 , in particular from 10 to 15 ml / m 2 plastic or / and lacquer surface can be reduced compared to manual application.
  • the method according to the invention is eminently suitable for both manual and automated application on plastic and / or paint surfaces.
  • the method according to the invention also has the advantage that the selected raw material combination can be removed in the subsequent power wash process to such an extent that no disruptive residues remain, that the remaining thin surfactant films on the molded part surface do not cause any disruptive changes, do not interfere with the subsequent painting process, and do not adversely affect the paint adhesion properties of the finished molded plastic part or the plastic or / and paint coating.
  • the method according to the invention for the antistatic coating of plastic or / and lacquer surfaces has the advantage over the previously described and practiced methods that it can be automated in a simple manner, that it can be easily integrated into the process flow of existing plastic molded part productions, that it is a very Cost-effective method is that it helps to avoid in a simple manner all of the disadvantages of avoiding or eliminating the electrostatically adhering dust or dirt listed in the introduction to the description of this invention, that the content of surfactants in the antistatic solution can be kept comparatively low and that surfactants originating from the antistatic solution can be easily washed off the plastic or lacquer surfaces in the Powerwash process, remain in the wash water of the Powerwash process and then themselves act as cleaning components in the Powerwash process.
  • the plastic or paint surfaces cleaned in this way are ideally suited for the subsequent painting process.
  • the method according to the invention is generally well suited for all plastic or lacquer surfaces. It was surprising that the content of surfactants in the antistatic solution could be kept extremely low compared to the use of polyglycols or polyacrylamides in an antistatic solution.
  • surfactants also have the advantages that they wet a plastic surface significantly better than electrically conductive polymers and, unlike electrically conductive polymers, in any case leave behind a hydrophilic surface which binds water and is therefore electrically conductive.
  • the method according to the invention can i.a. are used for treated plastic and / or lacquer surfaces, especially in the automotive and automotive supply industry, for rail vehicles, for the aerospace industry, for electrical engineering, electronics, household appliances, cladding, facade elements, housings, clocks, for the construction industry, for the furniture industry , in apparatus and mechanical engineering, in areas of plastic production or even where plastic and / or paint surfaces, for example machined by drilling, deburring, milling, grinding or polishing.
  • the products coated antistatically by the process according to the invention can be used in particular as housings and claddings, especially in automobile construction.
  • A ethoxylated alcohol with approx. 12 carbon atoms and with approx. 5 ethylene oxide units
  • B ethoxylated-propoxylated alcohol with approx. 12 carbon atoms and with approx. 8 ethylene oxide units and with approx. 13
  • propylene oxide units C: ethoxylated alcohol with end group closure with approx. 10 carbon atoms and with approx. 4 ethylene oxide units and with an n-butyl end group closure
  • D quaternary ammonium compound with dodecyltrimethylammonium bromide
  • E modified cationic polyacrylamide
  • F polyethylene glycol with a molecular weight of approx.
  • Table 2 Tested antistatic solutions and dust coverage of the molded parts coated in this way based on a polycarbonate-polyethylene terephthalate blend:
  • the standard cleaning solution each contained a surfactant of categories B and C, selected from the group of surfactants of ethoxylated alkyl alcohols with end group capping and ethoxylated-propoxylated alkyl alcohols, the alkyl group of the alcohols having an average number of carbon atoms in the range from 6 to 14 can.
  • Table 3 Foaming behavior of the cleaning solution, as can occur in the Powerwash process in connection with an antistatic solution.
  • Plastic surfaces based on a polycarbonate-polyethylene terephthalate blend gave electrostatic charges in the range from 20 to 30 kV without an antistatic coating according to the invention, while the electrical charging of the plastic surfaces coated according to the invention was predominantly in the range from 10 to 150 V and rarely up to 500 V.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisierbares Verfahren zur antistatischen Beschichtung von Kunststoff-Formteil-Oberflächen nach der Formgebung des Kunststoff-Formteils oder nach der ggf. daran anschliessenden Formteilbearbeitung oder Oberflächennachbearbeitung und vor einem Reinigen des Kunststoff-Formteils mit einem wässerigen Waschverfahren oder/und vor einem Polarisieren durch chemische oder/und physikalische Methoden bzw. ein automatisierbares Verfahren zur antistatischen Beschichtung der Oberfläche von einem mit Kunststoff oder/und Lack beschichteten Formteil vor einem Reinigen oder/und Lackieren des beschichteten Formteils, wobei eine antistatische Beschichtung aufgebracht wird durch Kontaktieren der Kunststoff- oder/und Lack-Oberfläche mit einer Lösung, die mindestens ein Tensid und mindestens 20 Gew.-% mindestens eines organischen Lösemittels und ggf. Wasser enthält, wobei die flüchtigen Bestandteile weitgehend oder gänzlich verdunsten und ein Tensid-haltiger Film aufgetrocknet wird, um eine durch elektrostatische Aufladung bedingte Partikel-Verschmutzung weitgehend oder gänzlich bis zur Reinigung oder/und Polarisierung zu verhindern und um nach der Reinigung oder/und Polarisierung weitgehend oder gänzlich saubere Kunststoff- oder/und Lackoberflächen zu erzeugen.

Description

Verfahren zur antistatischen Beschichtung von Kunststoff-Formteil- Oberflächen, Kunststoff- bzw. Lackbeschichtungen
Die Erfindung betrifft ein automatisiert einsetzbares Verfahren zur antistatischen Beschichtung von Kunststoff-Formteil-Oberflächen bzw. zur antistatischen Beschichtung von Beschichtungen auf Basis von Kunststoff bzw. Lack.
Kunststoff-Formteile bzw. Beschichtungen auf Basis von Kunststoff oder/und Lack werden heute vielfach eingesetzt. Sie werden häufig verwendet z.B. als Kunststoffanbauteile bzw. Kunststoff-/Lack-beschichtete Teile in der Automobilindustrie und anderen Industriezweigen, in Bereichen der Kunststoff- Fertigung. Probleme bezüglich des antistatischen Verhaltens treten vielfach auf, aber insbesondere dort, wo Kunststoffoberflächen z.B. durch Schleifen mechanisch bearbeitet werden.
Die Kunststoff-Formteile können beliebig hergestellt werden. Ihre Fertigungsverfahren, ihr Aufbau und ihre Zusammensetzung sind grundsätzlich bekannt. Vorzugsweise werden die Kunststoff-Formteile durch Spritzgießen oder durch Gießen in eine Form, ggf. unter Verwendung einer verstärkenden Matrix, hergestellt.
Auch die Herstellung von Kunststoffbeschichtungen wie z.B. auf Konstruktionselementen wie Verkleidungen, auf Möbeln oder als Folien bzw. von Lackbeschichtungen sind grundsätzlich bekannt. Unter dem Begriff "Lack" im Sinne dieser Anmeldung werden auch lackähnliche polymere Beschichtungen gezählt. Formteile, die nur teilweise lackiert sind, bei denen gleichzeitig nebeneinander Kunststoff und Lack vor hoher elektrischer Aufladung geschützt werden müssen, sind z.B. teillackierte Formteile bzw. Anbauteile. Aufgrund ihrer elektrostatischen Aufladbarkeit sind Kunststoff-Formteile bzw. Beschichtungen mit Kunststoff oder/und Lack besonders verschmutzungsgefährdet und bedürfen oft eines antistatischen Schutzes.
Kunststoff-Formteile müssen heute üblicherweise vor dem Lackieren gewaschen werden, um möglichst jede Verschmutzung auf den zu lackierenden Oberflächen zu entfernen. Hierbei soll u.a. die beim Transportieren oder/und Lagern aufgenommene Verschmutzung entfernt werden.
Ein hierfür geeignetes Waschverfahren ist z.B. das Powerwash-Verfahren, bei dem die Formteile z.B. im Spritzen oder Tauchen wässerig behandelt werden. Es kann bei einem Druck im Bereich von 0,5 bis 2 bar ohne Einspannen oder Tragen der Formteile, bei fest positionierten Formteilen meistens bei einem Druck bis 2 bar, ggf. aber auch bei einem höheren Druck genutzt werden. Die hierbei eingesetzten Waschwasser können einen pH-Wert vorzugsweise im Bereich von 2 bis 12 aufweisen, da die Kunststoff- und Lack-Oberflächen hierdurch üblicherweise nicht angegriffen werden. Mit Kunststoff oder/und Lack beschichtete Formteile können im wesentlichen aus Metall, Glas, Keramik, Holz, Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder/und Werkstoffverbunden usw. bestehen. Die Kunststoffbeschichtung kann ein- oder mehrschichtig aufgetragen sein. Dieses Druckwaschverfahren wird in "Painting guide" der GE Plastics, Ausgabe 08/1998, auf Seite 9 beschrieben.
Ein saures Waschwasser für ein derartiges Wasch verfahren enthält oft mindestens eine anorganische oder/und organische Säure, beispielsweise Phosphorsäure, Glukonsäure oder/und Glykolsäure. Ferner kann das Waschwasser auch mindestens einen Korrosionsschutzinhibitor enthalten. Die Säure kann gepuffert oder/und teilneutralisiert sein.
Ein alkalisches Waschwasser enthält oft mindestens einen Alkalitätsträger ausgewählt aus der Gruppe von z.B. Carbonat, Hydroxid, alkalisches Salz und Amin wie z.B. Alkanolamin. Meistens enthält das Waschwasser auch noch mindestens ein Tensid und ggf. auch noch weitere Additive wie z.B. mindestens ein Sequestiermittel zur Dispergierung der Schwebstoffe, Biozide oder/und Lösevermittler.
Wenn ein derartiges Waschwasser bei einem Druck von bis zu 2 bar oder sogar mehr zur Behandlung einer verschmutzten Formteiloberfläche eingesetzt wird, dann wird nur der lose, nicht elektrostatisch anhaftende Schmutz entfernt. Der elektrostatisch anhaftende Schmutz, der oft im wesentlichen aus spezifisch geladenen Partikeln besteht, die vorzugsweise Partikelgrößen im Bereich von 0,05 bis 5 μm aufweisen, kann durch einen Waschvorgang unter Druck üblicherweise nur zu einem sehr geringen Anteil beseitigt werden.
Andere automatisierte Waschverfahren als der Powerwash-Prozeß, die sonst häufig vor dem Lackieren eingesetzt werden, sind zum Entfernen von Verschmutzungen, die als Folge der antistatischen Aufladung auftreten, üblicherweise nicht geeignet.
Als einzige Möglichkeit zum Entfernen des elektrostatisch anhaftenden Schmutzes bietet sich bisher nur das mechanische Entfernen durch Abwischen oder Bürsten an. Die manuelle Entfernung des elektrostatisch haftenden Schmutzes unmittelbar vor dem Powerwash-Prozeß ist in der Serienfertigung oft nicht mehr vertretbar. Hierfür werden u.U. Lösungen verwendet, die in der Regel auf Basis Isopropanol oder/und Wasser aufgebaut sind.
Die Maßnahmen zur Vermeidung elektrostatisch haftenden Schmutzes wie z.B. staubfreies Verpacken der Teile in geschlossene Behältnisse oder Lagerung in staubfreien Räumen betragen jedoch ein Vielfaches gegenüber dem normalen Aufwand einer Teilelagerung mit antistatischer Behandlung. Der Aufwand für die Staubfreiheit ist hierbei außerordentlich, weil eine Luftfiltration, Schleusen, staubvermeidende Förder- und Transporttechnik, staubfreie Kleidung, entsprechendes Verhalten der Mitarbeiter, viele bauliche Voraussetzungen zum Fernhalten und Vermeiden von Staub wie Abdichtungen und Bodenbeschaffenheit usw. notwendig sind.
Es wurde gefunden, daß die in der Literatur beschriebenen Präparate und chemischen Verbindungen zur Verhinderung der durch Reibung entstehenden elektrostatischen Aufladung und das Vermeiden der Beladung der Formteiloberflächen mit elektrostatisch haftendem Schmutz für das nachfolgende Powerwash-Verfahren ungeeignet sind. Nach Kenntnis der Anmelderin sind als Lösungen zur antistatischen Beschichtung zur Vermeidung der Aufladung von Kunststoffoberflächen nur solche mit einem Gehalt an quaternären Ammoniumverbindungen bekannt. Diese allein sind jedoch wegen der sehr starken Schaumbildung beim nachfolgenden Powerwash-Verfahren nicht verwendbar.
Daher stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem die Kunststoff- Formteil-Oberfläche bzw. die Kunststoff- oder/und Lackbeschichtung so beschichtet wird, daß die Oberfläche nicht stärker elektrostatisch aufgeladen wird, so daß der Schmutz nicht aufgrund des Feldes des Kunststoffes bzw. Lackes stärker elektrostatisch angezogen wird und nicht stärker elektrostatisch aufgeladen festsetzen kann. Außerdem ist es die Aufgabe, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere ein Verfahren zur Vermeidung von schwer zu entfernendem Schmutz auf organischen Oberflächen vorzuschlagen, das vor der Lagerung möglichst einfach und kostengünstig eingesetzt werden kann, insbesondere im Anschluß an die Formteilfertigung oder an die Beschichtung eines Formteils mit einer Kunststoff- oder Lackschicht, und bei der nachfolgenden Behandlung im Powerwash-Verfahren keine Störungen verursacht.
Es wurde gefunden, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der elektrostatisch aufgeladene Schmutz, der vorwiegend aus Partikeln im Größenbereich von 0,05 bis 5 μm besteht, sich nur noch zu einem sehr geringen Anteil auf der Formteil- Oberfläche oder/und in größeren, leicht entfernbaren Partikeln absetzt und daß die Verschmutzung der erfindungsgemäß beschichteten Formteil-Oberfläche mit einem Tensid-haltigen Waschwasser z.B. im Powerwash-Verfahren unerwartet gut abgewaschen werden kann.
Die erfindungsgemäß antistatisch beschichteten Kunststoff-Formteil-Oberflächen weisen aufgrund der aufgebrachten Tensidschicht stärker hydrophile Oberflächeneigenschaften auf, die eine starke elektrostatische Aufladung der Kunststoff-Formteil-Oberfläche, der Kunststoff- bzw. Lackoberfläche verhindern.
Die Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Die Ansprüche 2 bis 38 bilden das Verfahren weiter. Bevorzugte Verwendungen werden in Anspruch 39 angeführt.
Das weitgehende Verdunsten bedeutet hierbei, daß der Tensid-Film mindestens eine molekulare Lage von Wasser aus der Lösung oder/und aus der umgebenden Atmosphäre bindet. Ein Wassergehalt des Lösemittelgemisches ist erwünscht, weil Wasser aus Gründen des Arbeitsschutzes, des Umweltschutzes und der Kosten der Lösemittel bzw. der Abluftbehandlung günstiger ist, insbesondere ein erhöhter Wassergehalt und ein geringerer Gehalt organischer Lösemittel.
Die Beschichtung mit einer antistatischen Lösung ist insbesondere als temporärer Schutz für Lagerung, Transport oder/und weitere Verarbeitung durch mechanische Bearbeitung, Beschichtungsverfahren, Reinigen oder/und insbesondere vor einem Fertiglackieren derart beschichteter Formteile von Interesse, vor allem bei Automobil- Anbauteilen. Hierbei verdunsten die Lösemittel der antistatischen Lösung weitgehend. Die Lösung erzeugt nach dem Auftrocknen einen Film mit einem Schichtgewicht, der oft im Bereich von 0,5 bis 500 mg/m2 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0,6 bis 200 mg/m2, besonders bevorzugt im Bereich von 0,8 bis 100 mg/m2, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 50 mg/m2.
In manchen Fällen wird eine Polarisierung des Kunststoffes bzw. der Kunststoff- bzw. Lackoberfläche vorgenommen, um polare Gruppen auf der Oberfläche zu erzeugen und um die Oberflächenspannung der Oberfläche zu erhöhen. Das Polarisieren z.B. durch Beflämmen, UV-Behandlung, Corona-Behandlung oder Plasma-Behandlung führt zu einer teilweisen Oxidation der Kunststoff- bzw. Lackoberfläche. Das Polarisieren bewirkt die Ausbildung von hydrophilen Gruppen auf der Kunststoff- oder/und Lackoberfläche und macht diese dadurch z.B. für Lacke besser benetzbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur antistatischen Beschichtung kann das mindestens eine im Wasser enthaltene Tensid so gewählt sein, daß beim nachfolgenden Waschverfahren nur eine geringe oder keine Schaumbildung verursacht wird. Gerade bei erhöhten Waschwasserdrücken beim Spritzen mit dem Waschwasser kann Schaumbildung auftreten. Die Schaumbildung, die infolge des Tensidgehalts und der übrigen Arbeitsbedingungen auftritt, sollte nicht zu einer Beeinträchtigung des Waschverfahrens aufgrund starker Schaumbildung führen. Daher empfiehlt es sich, daß mindestens eines der Tenside der antistatischen Lösung nichtionischer Natur ist.
Bei der antistatischen Beschichtungslösung empfiehlt es sich, daß ein Tensid oder mindestens eines der Tenside des Tensidgemisches der antistatischen Lösung einen Trübungspunkt aufweist, der mindestens 5 °C und höchstens 40 °C unterhalb der Temperatur des eingesetzten nachfolgenden Waschverfahrens liegt. Soweit Tenside mit einem Trübungspunkt eingesetzt werden, d.h. Tenside nichtionischer Natur, ist es vorteilhaft, daß diese Tenside oberhalb des Trübungspunktes nicht mehr in gelöster Form in dem Waschmedium des Waschverfahrens vorliegen, um die Schaumbildung insbesondere beim Spritzen möglichst gering zu halten. Daher kann es von Vorteil sein, daß nur nichtionische Tenside eingesetzt werden. Das nachfolgende Waschverfahren wird vorzugsweise durch Spritzen des Waschwassers im Bereich von 40 bis 80 °C, insbesondere bei 50 bis 65 °C, betrieben. Auch wenn die Schaumbildung beim Tauchen im Vergleich zur Schaumbildung beim Spritzen oft nur gering ist, können Arbeitsbedingungen beim Tauchen auftreten, unter denen die Schaumbildung zu verringern ist. Die Temperaturen des Waschverfahrens beim Tauchen liegen eher im Bereich von 50 bis 90 °C, insbesondere bei 65 bis 80 °C. Der Trübungspunkt wird durch die Auswahl des mindestens einen Tensids vorgegeben. Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung weist bevorzugt eine gewisse oder eine gute Wasserlöslichkeit auf. Eine Löslichkeit von mindestens 0,1 g/L in Wasser von 25 °C, vorzugsweise von mindestens 1 g/L. Das mindestens eine Tensid sollte auch vorzugsweise eine gewisse oder gute Löslichkeit in dem mindestens einen organischen Lösemittel haben. Es ist empfehlenswert, daß das Tensid oder das Tensidgemisch der antistatischen Lösung vollkommen in dem Lösemittelgemisch bei 25 °C löslich ist. Wenn das organische Lösemittel nach dem Aufbringen der antistatischen Lösung weitgehend oder vollkommen verdunstet ist, sollte das mindestens eine Tensid vorteilhafterweise in der verbliebenen Wassermenge bzw. Lösemittelgemischmenge löslich sein oder/und umgehend auf der Oberfläche möglichst homogen auf der Oberfläche verteilt aufgebracht sein.
Da z.B. spritzgegossene Kunststoff-Formteile üblicherweise nach der Formgebung noch einige Minuten eine erhöhte Temperatur aufweisen, kann die Verdunstung des Lösemittels der das Antistatikum enthaltenden Lösung erhöht sein. Dadurch kann der erwünschte homogene Tensid-haltige Film schneller ausgebildet werden. Falls jedoch die Temperatur der antistatisch zu beschichtenden Formteile zu hoch sein sollte und z.B. über dem Siedepunkt des Lösemittels bzw. des Lösemittelgemisches liegt, können die Tensid-haltigen Filme u.U. nicht mehr homogen ausgebildet werden.
Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung ist vorteilhafterweise ähnlich oder gleichartig chemisch zusammengesetzt wie mindestens ein Tensid, das in der wässerigen Lösung des Waschverfahrens enthalten ist. Von daher empfiehlt es sich, daß mindestens ein Tensid der antistatischen Lösung aus der gleichen chemischen Gruppe der nichtionischen Tenside ausgewählt ist, insbesondere ausgewählt aus den Grupppen der ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkohole, wie mindestens ein Tensid des Waschmediums. Das Tensidgemisch der antistatischen Lösung kann bezüglich der eingesetzten Tenside ähnlich sein wie das Tensidgemisch des Waschmediums.
Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung oder/und des nachfolgenden Waschverfahrens sollte so ausgewählt sein, daß es das nachfolgende Waschverfahren und die Eigenschaften der Kunststoff- oder/und Lackoberfläche nicht nachteilig beeinflußt. Gewünscht ist, daß nach dem Waschen nur eine Tensidschicht aus einer oder wenigen Moleküllagen auf der Kunststoff- oder/und Lackoberfläche erhalten bleibt.
Ein ungeeignetes Tensid kann nicht nur die Schaumbildung, sondern auch die Benetzung, die Reinigungsqualität, die Standzeit des Waschmediums (Badstandzeit) und somit die Wirkungsweise des Waschverfahrens beeinträchtigen. Weiterhin kann ein ungeeignetes Tensid aufgrund von chemischen oder/und physikalischen Wechselwirkungen bzw. Reaktionen mit anderen Komponenten des Waschmediums zu Ausfällungen führen. Außerdem kann ein ungeeignetes Tensid der antistatischen Lösung oder/und des Waschverfahrens auf der Kunststoff- oder/und Lackoberfläche teilweise in etwas dickeren Schichten verbleiben, wodurch die nachfolgenden Bearbeitungsschritte beeinträchtigt werden können: Z.B. können beim Spülen als den letzten Schritten des Waschverfahrens die Spülbäder verunreinigt werden, so daß beim anschließenden Trocknen Tensidrückstände auftrocknen können. Die auf der Kunststoff- oder/und Lackoberfläche auflagernden Tensidrückstände können zu Störungen des Lackverlaufes (teilweise nicht oder zu dünn lackiert) und der Lackhaftung führen, wodurch die äußerliche optische Erscheinung der lackierten Oberfläche sowie die Eignung der Lackschicht durch leicht auftretende Risse und Abplatzungen im Lack beeinträchtigt sein kann. Ferner kann ein ungeeignetes Tensid der antistatischen Lösung in den Kunststoff bzw. Lack von der Oberfläche her hineinmigrieren und kann dadurch insbesondere Risse im Kunststoff-Formteil bzw. Lack ausbilden und kann die mechanischen Eigenschaften des Kunststoff-Formteils bzw. des Lacks beeinflussen, so daß der Oberflächenbereich spröder werden und leichter durch Schlag oder Stoß beschädigt werden kann bzw. die Festigkeit des Kunststoffs oder/und des Verbundes Formteil - Lack abgesenkt werden kann.
Überraschenderweise wurden Tenside bzw. Tensidgemische gefunden, die in einem solchen Verfahren sämtliche möglichen Mängel zu vermeiden gestatten. Das Tensid oder Tensidgemisch der antistatischen Lösung ist vorzugsweise so ausgewählt, daß eine gute Benetzbarkeit der Kunststoff- oder/und Lackoberfläche mit der antistatischen Lösung eingestellt wird, ohne dabei stärker Schaum im nachfolgenden Waschverfahren auszubilden.
Die Kunststoff- oder Lackoberfläche weist üblicherweise eine Oberflächenspannung auf im Bereich von 16 bis 48 mN/m (Tabelle 1). Mit dem erfindungsgemäßen Tensid bzw. Tensidgemisch der antistatischen Lösung wird die Oberflächenspannung der Kunststoff- oder Lackoberfläche insbesondere um mindestens 1 mN/m erhöht, vorzugsweise um mindestens 2 mN/m, besonders bevorzugt um mindestens 3 mN/m. Die Messung der Oberflächenspannung z.B. von PE- und PP-Folien kann mittels Testtinten nach der UC-Methode WC-81-B - DIN 53364 und im Vergleich mit der Oberflächenspannung der unbehandelten, sauberen und trockenen Kunststoff- und/oder Lackoberfläche erfolgen. Die Änderung der Oberflächenspannung weist auf das Vorhandensein einer antistatisch wirkenden Beschichtung mit hydrophilem Charakter hin. In vielen Fällen ist die Erhöhung der Oberflächenspannung so gering, daß die Messung nicht mehr mit Testtinten exakt durchgeführt werden kann und diese Erhöhung im Untergrund der leicht schwankenden Ausgangswerte der Oberflächenspannung der Kunststoffoberfläche an verschiedenen Stellen untergehen kann. Vorzugsweise ruft das Tensidgemisch der antistatischen Lösung eine Oberflächenspannung der Kunststoff- oder Lackoberfläche hervor im Bereich größer als 30 mN/m, besonders bevorzugt größer als 35 oder sogar als 40 mN/m.
Tabelle 1: Oberflächenspannung von Kunststoffen
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Mit der erfindungsgemäßen antistatischen Beschichtung ist es möglich, daß die elektrostatische Aufladung der antistatisch beschichteten Kunststoff- oder Lackoberfläche Werte von nicht mehr als 1000 V annimmt. Vorzugsweise beträgt die elektrostatische Aufladung dabei nur Werte im Bereich von 0,1 bis 500 V, besonders bevorzugt Werte im Bereich von 0,2 bis 200 V. Die Messung erfolgte durch Bestimmung der statischen Aufladung mit einem Feldstärkemeßgerät wie z.B. FMX- 002 der Fa. Simco/NL. Im Vergleich hierzu beträgt die elektrostatische Aufladung der sauberen, trockenen, noch nicht antistatisch beschichteten Kunststoff- oder Lackoberfläche oft Werte im Bereich von 10 bis 75 kV.
Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung ist vorzugsweise ausgewählt aus den Tensiden der Gruppe von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß und ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, wobei die Alkyl-Gruppe der Alkylalkohole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann, wobei die Ethylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei ggf. die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis 25 Propylenoxideinheiten aufweisen kann und wobei ggf. ein Endgruppenverschluß durch eine Alkylgruppe mit durchschnittlich 1 bis 8 Kohlenstoffatomen auftreten kann. Vorzugsweise liegt die durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen des Tensids im Bereich von 10 bis 14 Kohlenstoffatomen der Alkylalkoholkette; vorzugsweise treten durchschnittlich 4 bis 20 Ethylenoxideinheiten auf bzw. durchschnittlich 1 bis 8 Propylenoxideinheiten. Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung ist insbesondere ausgewählt aus Tensiden der Gruppe von ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß und ethoxyliert- propoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß, wobei die Alkyl-Gruppe der Alkylphenole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweisen kann, wobei die Ethylenoxid kette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis 25 Propylenoxideinheiten aufweisen kann und wobei ein Endgruppenverschluß durch eine Alkylgruppe mit durchschnittlich 1 bis 8 Kohlenstoffatomen auftreten kann. Vorzugsweise treten durchschnittlich in der Alkylphenolkette 10 bis 14 Kohlenstoffatome auf; vorzugsweise erscheinen durchschnittlich 4 bis 20 Ethylenoxideinheiten bzw. vorzugsweise durchschnittlich 1 bis 8 Propylenoxideinheiten.
Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung kann ausgewählt sein aus ethoxylierten Alkylaminen, deren Alkylrest - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 mit jeweils linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweist und deren Polyethylenoxidkette eine durchschnittliche Zahl an Ethylenoxideinheiten im Bereich von 3 bis 30 aufweist oder/und deren durchschnittliche Zahl an Propylenoxideinheiten im Bereich von 1 bis 25 liegt. Zusätzlich können derartige Fettaminverbindungen einen Endgruppenverschluß aufweisen.
Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung kann auch ausgewählt sein aus Tensiden ethoxylierter oder ethoxyliert-propoxylierter Alkansäuren - ethoxylierte oder ethoxyliert-propoxylierte Fettsäuren oder/und andere ethoxylierte bzw. ethoxyliert-propoxylierte organische Säuren wie Terpensäuren wie z.B. Abietinsäure, deren Alkylrest - gesättigt, ungesättigt oder/und ringförmig - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 bei jeweils linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweist und deren Polyethylenoxidkette eine durchschnittliche Zahl an Ethylenoxideinheiten im Bereich von 2 bis 30 aufweist oder/und deren durchschnittliche Zahl an Propylenoxideinheiten im Bereich von 1 bis 25 liegt.
Das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung kann weiterhin ausgewählt sein aus Tensiden von Blockcopolymeren, die mindestens einen Polyethylenoxidblock und mindestens einen Polypropylenoxidblock enthalten, wobei deren Polyethylenoxidblock durchschnittlich 2 bis 100 Ethylenoxideinheiten und deren Polypropylenoxidblock durchschnittlich 2 bis 100 Propylenoxideinheiten umfassen kann, wobei unabhängig voneinander ein oder mehrere Polyethylenoxidblöcke bzw. Polypropylenoxidblöcke im Molekül jeweils enthalten sein können.
Das mindestens eine Tensid in der antistatischen Lösung kann außerdem ausgewählt sein aus der Gruppe der Alkylpolyglucoside, deren Alkyl-Gruppe - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung und durchschnittlich 1 bis 5 Einheiten mindestens eines Zuckers aufweist, wobei die Einheiten des mindestens einen Zuckers glucosidisch an die Alkylgruppe gebunden sein können. Der Begriff "Zucker" soll dabei alle Saccharide und alle weiteren zuckerartigen Verbindungen umfassen.
Das mindestens eine Tensid in der antistatischen Lösung kann darüber hinaus ausgewählt sein aus der Gruppe der anionischen Tenside, deren Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische Gruppen aufweisen kann, wobei mindestens eine Sulfat- oder Sulfonatgruppe im Molekül vorhanden ist. Vorzugsweise zeigt die Alkylalkoholkette durchschnittlich 10 bis 14 Kohlenstoffatome; vorzugsweise ist Benzol als aromatische Gruppe eingebaut. Das mindestens eine Tensid in der antistatischen Lösung kann zusätzlich ausgewählt sein aus der Gruppe der Äthersulfate, deren ethoxylierte Alkylalkohole bzw. ethoxyliert-propoxylierte Alkylalkohole eine Sulfatgruppe aufweisen, wobei die Alkyl- Gruppe der Alkylalkohole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen kann, wobei die Ethylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei ggf. die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis 25 Propylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann. Vorzugsweise weist die Alkylalkoholkette durchschnittlich 10 bis 14 Kohlenstoffatome auf; vorzugsweise sind es durchschnittlich 4 bis 20 Ethylenoxideinheiten bzw. durchschnittlich 1 bis 8 Propylenoxideinheiten.
Das mindestens eine Tensid in der antistatischen Lösung kann ferner ausgewählt sein aus der Gruppe der Ätherphosphate, deren ethoxylierte Alkylalkohole bzw. ethoxyliert-propoxylierte Alkylalkohole eine Phosphatgruppe aufweisen, wobei die
Alkyl-Gruppe der Alkylalkohole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche
Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen kann, wobei die Ethylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei ggf. die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis 25
Propylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann. Vorzugsweise hat die
Alkylalkoholkette durchschnittlich 10 bis 16 Kohlenstoffatome; vorzugsweise weist die Ethylenoxidkette durchschnittlich 4 bis 20 Ethylenoxideinheiten auf; vorzugsweise treten durchschnittlich 1 bis 8 Propylenoxideinheiten auf.
Das mindestens eine Tensid in der antistatischen Lösung kann schließlich ausgewählt sein aus der Gruppe der Phosphatester, deren jeweils ein oder zwei
Alkylgruppen unabhängig voneinander - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 16 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen können, wobei der Alkylteil ggf. jeweils eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann, wobei eine Phosphatgruppe im Molekül vorhanden ist.
Besonders bevorzugt ist die Kombination von mindestens zwei Tensiden in der antistatischen Lösung:
Ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen und von ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen und von ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen und von ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ausgewählt aus den Gruppen von ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen und von ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ausgewählt aus den Gruppen von ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen und von ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß und von ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß; ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß und ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß einerseits und von Blockcopolymeren andererseits; ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß und Blockcopolymeren einerseits und ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß und ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß andererseits; ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß,
Blockcopolymeren, ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß und ethoxyliert- propoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß einerseits und von ethoxylierten Alkylaminen ggf. mit Endgruppenverschluß andererseits; ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß,
Blockcopolymeren, ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert- propoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß und ethoxylierten Alkylaminen ggf. mit Endgruppenverschluß einerseits und ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkansäuren, ethoxyliert-propoxylierten Alkansäuren und anderen ethoxylierten organischen Säuren andererseits; ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, Blockcopolymeren, ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert- propoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß, ethoxylierten Alkylaminen ggf. mit Endgruppenverschluß, ethoxylierten Alkansäuren, ethoxyliert-propoxylierten Alkansäuren und anderen ethoxylierten organischen Säuren einerseits und von Alkylpolyglucosiden andererseits; ausgewählt aus den Gruppen von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß,
Blockcopolymeren, ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß, ethoxyliert- propoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß, ethoxylierten Alkylaminen ggf. mit Endgruppenverschluß, ethoxylierten Alkansäuren, ethoxyliert-propoxylierten Alkansäuren, anderen ethoxylierten organischen Säuren und Alkylpolyglucosiden einerseits und von Äthersulfaten andererseits.
Außerdem könnten der antistatischen Lösung noch mindestens ein Lösungsvermittler wie z.B. Cumolsulfonat oder ein Glykol, insbesondere Dipropylenglykol, ein Biozid, ein Fungizid oder/und ein Mittel zur Einstellung des pH-Werts wie z.B. ein Armin oder eine organische Säure zugesetzt werden. Es wurde gefunden, daß neben den zuvor genannten grenzflächenaktiven Wirkstoffen als Bestandteil der erfindungsgemäßen Antistatiklösung auch Substanzen ausgewählt aus den Gruppen der Polyglykole, Polyacrylamide und modifizierten Polyacrylamide für diese Anwendung geeignet sind, ggf. als eine Komponente der antistatischen Lösung.
Das mindestens eine organische Lösemittel ist vorteilhafterweise ausgewählt aus wassermischbaren Lösemitteln und weist ggf. eine Verdunstungszahl nach DIN 53170 im Bereich von 1 bis 25. Die Verdunstungszahl ist der Quotient aus der Verdunstungszeit der zu prüfenden Flüssigkeit und derjenigen von Diäthylether als Vergleichsflüssigkeit bei ca. 293 K und einer relativen Luftfeuchte von ca. 65 %. Insbesondere ausgewählt sind solche aus der Gruppe von Aceton, Äthanol, Methanol, 1-Propanol, 2-Propanol, tertiäres Butanol, Pyrrholidon, Dioxan und Lösungsmittelgemische mit einem Gehalt an mindestens einem derartigen organischen Lösemittel. Besonders bevorzugt sind 1- oder 2-Propanol bzw. Gemische von mindestens einem dieser organischen Lösemittel mit 1- oder/und 2- Propanol. Diese Lösemittel bzw. Lösemittelgemische dürfen außerdem nicht die jeweils verwendete Kunststoff- oder/und Lackoberfläche anlösen oder aufquellen. Es ist empfohlen, daß das verwendete Wasser vorzugsweise vollentsalzt ist.
Das erfindungsgemäß antistatisch beschichtete Formteil besteht vorzugsweise im wesentlichen oder zum Teil aus mindestens einem Kunststoff oder/und Lack oder/und ist mit mindestens einem Kunststoff oder/und Lack bzw. mit einer aus Kunststoff im wesentlichen bestehenden Folie zumindest teilweise beschichtet, wobei der Kunststoff ausgewählt sein kann aus der Gruppe der technischen Thermoplaste, Elastomere oder Duomere wie z.B. Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Acrylnitril/Butadien/Styrol-Polymere (ABS), Poly(vinlychlorid) (PVC), Poly(methylmethacrylat) (PMMA), thermoplastische Polyurethane und Polyurethan-Intergralschäume (PUR), SMC/BMC-Harze und -Harzsysteme sowie deren Blends wie z.B. PC-PBT (Polycarbonat-Poly(butylenterephthalat)) oder PP- EPDM (Polypropylen-Ethylenpropylen-dien Monomer) oder/und Verbundwerkstoffe mit einer Matrix aus mindestens einem der o.g. Polymere mit hochfesten oder/und hochsteifen Verstärkungsfasern wie z.B. solchen aus Glas, Polyamid, Kettensilicate wie z.B. Wollastonit oder Kohlenstoff. Das antistatisch beschichtete Formteil kann auch im wesentlichen aus einem durchgehend eingefärbten Kunststoff bestehen.
Das antistatisch beschichtete Formteil kann auch lackiert sein, wobei der Lack vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe von Lacken auf Basis von 2K- Polyester-Isocyanat, 2K-Acryl-lsocyanat, 2K-Epoxid-Amin, 2K-Ungesättigter Polyester-Peroxid, 1 K-Acrylharze, 1K-Polyurethanharze, 1K-Alkydharze, IKrPVC- Harze, 1 K-Polyester-Melamin, 1 K-Acryldispersionen, 1 K-PUR-Dispersionen, 1 K- Polyester-Melamin wasserlöslich und 1 K-Ungesättigte Strahlungshärtende Bindemittel. Es kann auch noch einmal nachträglich mit mindestens einem Lack lackiert werden, der vorzugsweise ausgewählt ist aus den Lacken der vorstehenden Gruppen.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf die saubere Kunststoffoder/und Lackoberfläche auch eine polymere Beschichtung wie z.B. eine Folie oder/und ein Klarlack aufgebracht werden wie z.B. ein Topcoat.
Der antistatische Film kann auf der zu beschichtenden Oberfläche des Formteils automatisch, insbesondere durch Aufsprühen der oder Tauchen in die antistatische Lösung, oder von Hand z.B. mit einem mit der antistatischen Lösung getränkten fusselfreien Material, insbesondere mit einem Krepp- oder Euterpapier, aufgebracht werden. Der Anteil des mindestens einen organischen Lösemittels in der antistatischen Lösung kann vorzugsweise mindestens 35 Gew.-% betragen, besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 60 Gew.-%. Der Anteil des mindestens einen organischen Lösemittels kann jedoch auch mindestens 70 Gew.-% betragen, aber auch mindestens 85 Gew.-% und sogar mindestens 95 Gew.-%. In vielen Fällen wird der Gehalt des mindestens einen organischen Lösemittels vorzugsweise im Bereich von 55 bis 80 Gew.-% liegen. Dieser Gehalt wird sich vorteilhafterweise an der Applikationstechnik sowie an den Bedingungen der Arbeitssicherheit und der Arbeitshygiene orientieren.
Es wurde eine besonders wirksame Zusammensetzung gefunden, die im wesentlichen aus einer wässerigen, insbesondere alkoholischen Lösung besteht mit mindestens 20 Gew.-% - vorzugsweise mit mindestens 30 Gew.-%, insbesondere von nicht mehr als 90 Gew.-%, eines organischen Lösemittels oder organischen Lösemittelgemisches, mit einem Gehalt eines Fettamin-Ethoxylats der allgemeinen Strukturformel
H (OCH2-CH2)x-RN-(CH2-CH2O)yH,
wobei R für eine Alkylkette mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 10 bis 14 Kohlenstoffatomen, insbesondere bei einer geradkettigen Alkylkette, steht, wobei x vorzugsweise Werte von 3 bis 20 und besonders bevorzugt von 4 bis 10 annimmt und wobei y vorzugsweise Werte von 3 bis 20 und besonders bevorzugt von 4 bis 10 annimmt,
in Kombination mit einem Gehalt von mindestens einem weiteren nichtionischen Tensid wie z. B. einem ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Fettalkohol der allgemeinen Strukturformel
R-O(CH2-CH2O)n-(C(CH3)H-CH2O)m-H, wobei R für eine Alkylkette mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 10 bis 14 Kohlenstoffatomen, insbesondere bei einer geradkettigen Alkylkette, steht, wobei n für die Zahl der Ethylenoxideinheiten steht und vorzugsweise Werte von 3 bis 20 und besonders bevorzugt Werte von 4 bis 10 annimmt und wobei m für die Zahl der Propylenoxideinheiten steht und vorzugsweise Werte von 0 bis 15 und besonders bevorzugt Werte von 0 bis 8 annimmt.
Der Gehalt an Tensiden der einzelnen Tensidgruppen liegt vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,05 Gew.- %. Der Gesamtgehalt an Tensiden liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,03 bis 0,1 Gew.-%. Bevorzugte Lösemittel, die einzeln oder in Mischung dem Wasser zugesetzt werden, sind Äthanol, 1- Propanol und 2-Propanol.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise eine Kombination von mindestens zwei Tensiden eingesetzt, vorzugsweise eine Kombination von mindestens einem ethoxylierten Alkylamin mit mindestens einem ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Fettalkohol im Gewichtsverhältnis im Bereich von 9 : 1 bis 1 : 9, vorzugsweise im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 3. Alternativ können Tenside insbesondere ausgewählt aus den Gruppen der ethoxylierten bzw. ethoxyliert- propoxylierten Alkylalkohole ohne bzw. mit Endgruppenverschluß, der ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Alkyphenole ohne oder mit Endgruppenverschluß, der ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Alkylamine, Blockcopolymere, Äthersulfate, Ätherphosphate und die Phosphatester den Hauptanteil (mindestens 65 Gew.-%) des Tensidgemisches darstellen.
Es wurde gefunden, daß die zur Applikation eingesetzten ethoxylierten Alkylamine in Verbindung mit mindestens einem ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten
Alkylalkohol zur Einstellung einer geringen Schaumneigung besonders günstig sind.
Das Schaumverhalten bzw. die Schaumverträglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht sich hierbei auch auf die Verträglichkeit der applizierten Antistatiklösung mit dem Waschwasser des nachfolgenden Powerwash-Prozesses.
Es wurde ferner gefunden, daß der z.Bl im Powerwash-Prozeß abgewaschene Anteil des Tensidfilms, d.h. der auf der Kunststoff- oder Lackoberfläche nicht verbleibende Anteil grenzflächenaktiver Substanzen, im Powerwash-Prozeß maximal 0,3 g/L, vorzugsweise maximal 0,2 g/L bzw. insbesondere maximal 0,1 g/L im Waschwasser betragen darf, um die Eigenschaften - speziell das Schaumverhalten - des Powerwash-Prozesses nicht negativ zu beeinflussen.
Es wurde außerdem gefunden, daß bei manueller Applikation und unter Normalbedingungen, (d.h., Raumtemperatur entspricht der Objekttemperatur) und bei einem Tensidanteil im Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-% ein Anteil des mindestens einen organischen Lösemittels von mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise von 45 bis 85 Gew.-% günstig ist, um einen gleichmäßigen Auftrag, eine gleichmäßige Belegung mit einem Tensidfilm auf der Oberfläche und ein durch Eigenwärme bedingtes Abtrocknen zu gewährleisten. Die hierfür günstigen Applikations- bzw. Verbrauchsmengen an antistatischer Lösung wurden im Bereich von 10 bis 40 ml/m2, insbesondere im Bereich von 20 bis 30 ml/m2 Kunststoff- oder/und Lackoberfläche ermittelt.
Es wurde weiterhin gefunden, daß bei einer automatischen Applikation der Antistatiklösung durch Aufdüsen oder Aufsprühen unter Druck im Bereich von 0,5 bis 15 bar mit den dafür geeigneten Applikationsvorrichtungen die Verbrauchsmenge auf 5 bis 20 ml/m2, insbesondere auf 10 bis 15 ml/m2 Kunststoff- oder/und Lackoberfläche im Vergleich zur manuellen Applikation reduziert werden kann.
Für die gute Eignung des erfindungsgemäßes Verfahren sind neben der antistatischen und damit schützenden Eigenschaft der Kunststoff- oder/und
Lackoberfläche auch die Applikationsmöglichkeiten wie der einfache und problemlose
Auftrag der Antistatiklösung und im wesentlichen die Verträglichkeit mit der im Produktions- und Verfahrensablauf nachfolgenden wässerigen Reinigung, insbesondere beim Powerwash-Prozeß, entscheidend.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für die manuelle, als auch für die automatisierte Applikation auf Kunststoff- oder/und Lackoberflächen hervorragend geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat ferner den Vorteil, daß die gewählte Rohstoffkombination in dem nachfolgenden Powerwash-Prozeß soweit entfernt werden kann, daß keine störenden Rückstände übrigbleiben, daß die verbleibenden dünnen Tensidfilme auf der Formteiloberfläche keine störenden Veränderungen verursachen, den ggf. nachfolgenden Lackierprozeß nicht stören und die Lackhaftungseigenschaften des fertigen Kunststoff-Formteiles bzw. der Kunststoffoder/und Lackbeschichtung nicht negativ beeinflussen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur antistatischen Beschichtung von Kunststoffoder/und Lackoberflächen hat gegenüber den bisher beschriebenen und praktizierten Verfahren den Vorteil, daß es auf einfache Weise automatisierbar ist, daß es auf einfache Weise in den Verfahrensablauf von bestehenden Kunststoff- Formteilfertigungen integrierbar ist, daß es ein sehr kostengünstiges Verfahren ist, daß es alle in der Beschreibungseinleitung dieser Erfindung aufgeführten Nachteile der Vermeidung bzw. Beseitigung des elektrostatisch haftenden Staubes bzw. Schmutzes auf einfache Weise zu vermeiden hilft, daß der Gehalt an Tensiden in der antistatischen Lösung vergleichsweise gering gehalten werden kann und daß die aus der antistatischen Lösung stammenden Tenside problemlos von den Kunststoff- bzw. Lackoberflächen im Powerwash-Verfahren abgewaschen werden, im Waschwasser des Powerwash-Verfahrens verbleiben und dann selber als reinigende Komponenten im Powerwash-Verfahren wirken. Die so gereinigten Kunststoff- oder Lackoberflächen sind für den nachfolgenden Lackierprozeß hervorragend geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für alle Kunststoff- oder Lackoberflächen grundsätzlich gut geeignet. Es war überraschend, daß der Gehalt an Tensiden in der antistatischen Lösung außerordentlich gering gehalten werden konnte im Vergleich zum Einsatz von Polyglykolen oder Polyacrylamiden in einer antistatischen Lösung.
Tenside haben als Antistatika außerdem die Vorteile, daß sie eine Kunststoffoberfläche deutlich besser benetzen als elektrisch leitfähige Polymere und anders als elektrisch leitfähige Polymere in jedem Fall eine hydrophile Oberfläche hinterlassen, die Wasser bindet und von daher elektrisch leitfähig ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann u.a. verwendet werden für behandelte Kunststoff- oder/und Lackoberflächen insbesondere in der Automobil- und Automobilzulieferindustrie, für Schienenfahrzeuge, für die Luft- und Raumfahrtindustrie, für Elektrotechnik, Elektronik, Haushaltsgeräte, Verkleidungen, Fassadenelemente, Gehäuse, Uhren, für die Bauindustrie, für die Möbelindustrie, im Apparate- und Maschinenbau, in Bereichen der Kunststoff-Fertigung oder auch dort, wo Kunststoff- oder/und Lackoberflächen z.B. durch Bohren, Entgraten, Fräsen, Schleifen oder Polieren mechanisch bearbeitet werden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren antistatisch beschichteten Produkte können insbesondere Verwendung finden als Gehäuse und Verkleidungen, vor allem im Automobilbau.
Beispiele:
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Für die Applikationsversuche wurden Formteile eines im Automobilbereich häufig eingesetzten, spritzgegossenen Kunststoff-Blends mit einem hohen Gehalt an thermoplastischem Polyester verwendet. Zur Ermittlung der antistatischen Schutzwirkung wurden alkoholische, tensidhaltige Lösungen manuell - mittels fusselfreiem Kreppapier - auf die Kunststoffoberflächen appliziert. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren antistatisch beschichteten Formteile wurden an Orten erhöhter Luft- und Staubzirkulation wie z.B. in Lägern, in Tiefgaragen oder in Laborabzügen mehrere Wochen gelagert und anschließend bezüglich ihrer Partikelstaubbelegung begutachtet. Hierbei erfolgte sowohl eine prozentuale Auswertung der Flächenbelegung, als auch eine quantitative Bestimmung der abwischbaren, abgeschiedenen Partikelbestandteile.
Es wurde eine Vielzahl von antistatischen Lösungen angesetzt bzw. eine Vielzahl antistatisch beschichteter Kunststoff-Formteile einer Staubbelastung ausgesetzt. Eine Auswahl wird in Tabelle 2 angeführt. Die Angaben zur Staubbelastung wurden über etliche Formteile und über deren ganze antistatisch behandelte Oberfläche gerηittelt.
Die Lösungen wurden in technisch reinem Isopropanol angesetzt. Hierbei wurden die folgenden Tenside verwendet:
A: ethoxylierter Alkohol mit ca. 12 Kohlenstoffatomen und mit ca. 5 Ethylenoxid- Einheiten B: ethoxyliert-propoxylierter Alkohol mit ca. 12 Kohlenstoffatomen und mit ca. 8 Ethylenoxid-Einheiten und mit ca. 13 Propylenoxid-Einheiten C: ethoxylierter Alkohol mit Endgruppenverschluß mit ca. 10 Kohlenstoffatomen und mit ca. 4 Ethylenoxid-Einheiten und mit einem n-Butyl-Endgruppen- verschluß D: quaternäre Ammoniumverbindung mit Dodecyltrimethylammoniumbromid E: modifiziertes kationisches Polyacrylamid F: Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von ca. 400 G: ethoxyliertes Alkylamin mit ca. 12 Kohlenstoffatomen und mit ca. 9 Ethylenoxid-Einheiten H: Ätherphosphat mit einer Octylphenol-Gruppe und mit 4 Ethylenoxid- Einheiten. Die Applikation der antistatischen Lösungen erfolgte weitgehend reproduzierbar manuell bei Raumtemperatur durch Auftrag mit einem fusselfreien Kreppapier.
Tabelle 2: Getestete antistatische Lösungen und Staubbelegung der derart beschichteten Formteile auf Basis eines Polycarbonat-Polyethylenterephthalat- Blends:
Figure imgf000026_0001
Bei den mit 1) gekennzeichneten Beispielen trat teilweise eine partielle Partikelstaubbelegung < 1 % auf, bedingt durch eine nicht ganz gleichmäßige manuelle Applikation. Eine noch deutlich geringere Partikelstaubbelegung als sie dabei ermittelt wurde, wurde mit höherer Wirkstoffkonzentration der gleichen Tenside erzielt.
Bei den mit 2) gekennzeichneten Beispielen wurde auch teilweise eine partielle Partikelstaubbelegung < 1 % ermittelt, bedingt durch eine nicht ganz gleichmäßige manuelle Applikation. Es war aber keine konzentrationsabhängige Partikelstaubbelegung feststellbar.
Die Versuche mit einer Reinigerlösung, die die Reinigerlösung beim Powerwash- Verfahren simulieren soll, erfolgten in einer wässerigen sauren Lösung ohne Zusatz eines organischen Lösemittels (B 21). Die Standard-Reinigungslösung enthielt je ein Tensid der Kategorie B und C. In gleichartigen Versuchen wurde der Einfluß eines Anteils an aufgetrockneten Tensiden aus der antistatischen Lösung, die in die Reinigerlösung gelangen, ermittelt (B 22ff). Diese zusätzlichen Tensidkomponenten und ihre Auswirkung auf das Schaumverhalten werden in Tabelle 3 dargestellt. Das Schaumverhalten von Tensiden wurde in einer Schaummeßapparatur ermittelt, in der die Reinigerlösung unter genau festgelegten Bedingungen bei 60 °C und mit einem Spritzdruck von 1 ,5 bar gegen eine Glaswand gespritzt wird und dann auf die Badoberfläche fällt. Das Schaumverhalten wurde durch die Schaumhöhe in cm nach einer Zeit von 30 Minuten auf der Badoberfläche in einem Kolben als bewegter Zone im Vergleich zur Badoberfläche in einem in die Badlösung eintauchenden Glasrohr als ruhiger Zone bestimmt.
Die Standard-Reinigungslösung enthielt je ein Tensid der Kategorie B und C, ausgewählt aus der Gruppe der Tenside von ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß und ethoxylierten-propoxilierten Alkylalkoholen, wobei die Alkyl-Gruppe der Alkohole eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 14 aufweisen kann. Tabelle 3: Schaumverhalten der Reinigerlösung, wie sie im Powerwash-Verfahren auftreten kann in Verbindung mit einer antistatischen Lösung.
Figure imgf000028_0001
* Standard-Reinigerlösung. Die Tenside der Standard-Reinigerlösung werden in der Tabelle aber nicht weiter aufgeführt. ) Schaumverhalten des sauren Reinigers ohne Tenside aus der antistatischen Lösung. 2) Verdünnung auf 1 :10 (Simulation der 1. Spüle); VE-Wasser, 40 °C.
Kunststoffoberflächen auf Basis eines Polycarbonat-Polyethylenterephthalat-Blends ergaben ohne erfindungsgemäße antistatische Beschichtung elektrostatische Aufladungen im Bereich von 20 bis 30 kV, während die elektrische Aufladung der erfindungsgemäß antistatisch beschichteten Kunststoffoberflächen Werte vorwiegend im Bereich von 10 bis 150 V und selten bis 500 V betrug.
Es wurde gefunden, daß die so behandelten Formteiloberflächen im Unterschied zu nicht erfindungsgemäß behandelten Oberflächen einen wirksamen, fast hundertprozentigen Schutz über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen zeigten.
Versuche mit den Tensiden A, B, C, D, G als Einzeltenside in der antistatischen Lösung sowie Versuche von Kombinationen der Tenside A/D, C/G und B/C/G in der antistatischen Lösung waren auch bei automatischer gleichmäßiger Auftragung bezüglich der Vermeidung einer erhöhten Staubpartikelbelegung sowie bezüglich der Verträglichkeit mit der beim Powerwash-Verfahren eingesetzten Reinigerlösung sehr erfolgreich.

Claims

Patentansprüche
1. Automatisierbares Verfahren zur antistatischen Beschichtung von Kunststoff- Formteil-Oberflächen nach der Formgebung des Kunststoff-Formteils oder nach der ggf. daran anschließenden Formteilbearbeitung oder Oberflächen- nachbearbeitung und vor einem Reinigen des Kunststoff-Formteils mit einem wässerigen Waschverfahren oder/und vor einem Polarisieren durch chemische oder/und physikalische Methoden bzw. zur antistatischen Beschichtung der Oberfläche von einem mit Kunststoff oder/und Lack beschichteten Formteil, ggf. nach der Oberflachennachbearbeitung, und vor einem Reinigen oder/und Polarisieren, wobei das Formteil ggf. anschließend lackiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine antistatische Beschichtung aufgebracht wird durch Kontaktieren der Kunststoff- oder/und Lack-Oberfläche mit einer Lösung, die mindestens ein Tensid und mindestens 20 Gew.-% mindestens eines organischen Lösemittels und ggf. Wasser enthält, wobei die flüchtigen Bestandteile weitgehend oder gänzlich verdunsten und ein Tensid-haltiger Film aufgetrocknet wird, um eine durch elektrostatische Aufladung bedingte Partikel- Verschmutzung weitgehend oder gänzlich bis zur Reinigung oder/und Polarisierung zu verhindern und um nach der Reinigung oder/und Polarisierung weitgehend oder gänzlich saubere Kunststoff- oder/und Lackoberflächen zu erzeugen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Tensid beim nachfolgenden Waschverfahren nur eine geringe oder keine Schaumbildung verursacht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Tenside der antistatischen Lösung nichtionischer Natur ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid oder mindestens eines der Tenside des Tensidgemisches der antistatischen Lösung einen Trübungspunkt aufweist, der mindestens 5 °C und höchstens 40 °C unterhalb der Temperatur des eingesetzten nachfolgenden Wasch Verfahrens liegt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid der antistatischen Lösung eine gewisse oder gute
Wasserlöslichkeit aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid der antistatischen Lösung ähnlich oder gleichartig chemisch zusammengesetzt ist wie mindestens ein Tensid, das in der wässerigen Lösung des Waschverfahrens enthalten ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Tensid der antistatischen Lösung oder/und des nachfolgenden Waschverfahrens das nachfolgende Waschverfahren und die Kunststoff- oder/und Lackoberfläche nicht nachteilig beeinflußt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensidgemisch der antistatischen Lösung so ausgewählt ist, daß eine gute Benetzbarkeit der Kunststoff- oder/und Lackoberfläche mit der antistatischen Lösung eingestellt wird, ohne stärker Schaum im nachfolgenden Waschverfahren auszubilden.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensidgemisch der antistatischen Lösung eine Oberflächenspannung der Kunststoff- oder Lackoberfläche hervorruft im Bereich größer als 30 mN/m.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensidgemisch der antistatischen Lösung die Oberflächenspannung der Kunststoff- oder Lackoberfläche um mindestens 1 mN/m erhöht.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Aufladung der antistatisch beschichteten Kunststoff- oder Lackoberfläche Werte von nicht mehr als 1000 V annehmen kann.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid in der antistatischen Lösung enthalten ist ausgewählt aus der Gruppe der Tenside von ethoxylierten Alkylalkoholen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen, ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß und ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluß, wobei die Alkyl-Gruppe der Alkylalkohole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann, wobei die Ethylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei ggf. die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis
25 Propylenoxideinheiten aufweisen kann und wobei ggf. ein Endgruppenverschluß durch eine Alkylgruppe mit durchschnittlich 1 bis 8 Kohlenstoffatomen auftreten kann.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid in der antistatischen Lösung enthalten ist ausgewählt aus Tensiden der Gruppe von ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß und ethoxyliert-propoxylierten Alkylphenolen mit Endgruppenverschluß, wobei die Alkyl-Gruppe der Alkylphenole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist, wobei die Ethylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis 25 Propylenoxideinheiten aufweisen kann und wobei ein Endgruppenverschluß durch eine Alkylgruppe mit durchschnittlich 1 bis 8 Kohlenstoffatomen auftreten kann.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid aus der Gruppe von ethoxylierten Alkylaminen in der antistatischen Lösung enthalten ist, deren Alkylrest - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 mit jeweils linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweist und deren
Polyethylenoxidkette eine durchschnittliche Zahl an Ethylenoxideinheiten im Bereich von 3 bis 30 aufweist oder/und deren durchschnittliche Zahl an Propylenoxideinheiten im Bereich von 1 bis 25 liegt.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid in der antistatischen Lösung enthalten ist aus der
Gruppe von Tensiden ethoxylierter oder ethoxyliert-propoxylierter Alkansäuren, deren Alkylrest - gesättigt, ungesättigt oder/und ringförmig - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 mit jeweils linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweist und deren Polyethylenoxidkette eine durchschnittliche Zahl an Ethylenoxideinheiten im
Bereich von 2 bis 30 aufweist oder/und deren durchschnittliche Zahl an Propylenoxideinheiten im Bereich von 1 bis 25 liegt.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid aus der Gruppe der Tenside von Blockcopolymeren in der antistatischen Lösung enthalten ist, die mindestens einen
Polyethylenoxidblock und mindestens einen Polypropylenoxidblock enthalten, deren Polyethylenoxidblock durchschnittlich 2 bis 100 Ethylenoxideinheiten und deren Polypropylenoxidblock durchschnittlich 2 bis 100 Propylenoxideinheiten umfaßt, wobei unabhängig voneinander ein oder mehrere Polyethylenoxidblöcke bzw. Polypropylenoxidblöcke im Molekül jeweils enthalten sein können.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid aus der Gruppe der Alkylpolyglucoside in der antistatischen Lösung enthalten ist, deren Alkyl-Gruppe - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung und durchschnittlich 1 bis 5 Einheiten mindestens eines Zuckers aufweist, wobei die Einheiten des mindestens einen Zuckers glucosidisch an die Alkylgruppe gebunden sein können.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid aus der Gruppe der anionischen Tenside in der antistatischen Lösung enthalten ist, deren Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische Gruppen aufweisen kann, wobei mindestens eine Sulfat- oder Sulfonatgruppe im Molekül vorhanden ist.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid aus der Gruppe der Äthersulfate in der antistatischen Lösung enthalten ist, deren ethoxylierte Alkylalkohole bzw. ethoxyliert-propoxylierte Alkylalkohole eine Sulfatgruppe aufweisen, wobei die Alkyl-Gruppe der Alkylalkohole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22
Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung sein kann, wobei die Ethylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei ggf. die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis 25 Propylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid aus der Gruppe der Ätherphosphate in der antistatischen Lösung enthalten ist, deren ethoxylierte Alkylalkohole bzw. ethoxyliert-propoxylierte Alkylalkohole eine Phosphatgruppe aufweisen, wobei die Alkyl-Gruppe der Alkylalkohole - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 6 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter
Kettenausbildung aufweisen kann, wobei die Ethylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 2 bis 30 Ethylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei ggf. die Propylenoxidkette jeweils im Durchschnitt 1 bis 25 Propylenoxideinheiten aufweisen kann, wobei der Alkylteil ggf. eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann.
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tensid aus der Gruppe der Phosphatester in der antistatischen Lösung enthalten ist, deren jeweils ein oder zwei Alkylgruppen unabhängig voneinander - gesättigt oder ungesättigt - eine durchschnittliche Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 16 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen können, wobei der Alkylteil ggf. jeweils eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen aufweisen kann, wobei eine Phosphatgruppe im Molekül vorhanden ist.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Lösung eine Kombination von mindestens zwei Tensiden enthält, vorzugsweise eine Kombination von mindestens einem ethoxylierten Alkylamin mit mindestens einem ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Fettalkohol, insbesondere im Gewichtsverhältnis im Bereich von 9 : 1 bis 1 : 9.
23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Lösung ein Tensidgemisch enthält, in dem Tenside ausgewählt aus den Gruppen der ethoxylierten bzw. ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkohole ohne bzw. mit Endgruppenverschluß, der ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Alkyphenole ohne oder mit Endgruppenverschluß, der ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Alkylamine, Blockcopolymere, Äthersulfate, Ätherphosphate und die Phosphatester den Hauptanteil des Tensidgemisches darstellen.
24. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Lösung ethoxylierte Alkylamine in Verbindung mit mindestens einem ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Alkylalkohol zur Einstellung einer geringen Schaumneigung enthält.
25. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Tensiden der einzelnen Tensidgruppen im Bereich von 0,005 bis 0,1 Gew.-% liegt.
26. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an Tensiden im Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-% liegt.
27. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Lösung bei einer Temperatur aufgebracht wird, bei der die
Temperatur des Formteils etwa der Raumtemperatur entspricht, und daß die antistatische Lösung einen Gehalt an Tensid(en) im Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-% und einen Gehalt an mindestens einem organischen Lösemittel von mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise von 45 bis 85 Gew.-%, enthält.
28. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der antistatischen Lösung noch mindestens ein Lösungsvermittler wie z.B. Cumolsulfonat oder ein Glykol, insbesondere Dipropylenglykol, ein Biozid, ein Fungizid oder/und ein Mittel zur Einstellung des pH-Werts wie z.B. ein Amin oder eine organische Säure zugesetzt werden.
29. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der antistatischen Lösung noch mindestens ein Polyglykol, ein Polyacrylamid oder/und ein modifiziertes Polyacrylamid zugesetzt wird.
30. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des mindestens einen organischen Lösemittels in der antistatischen Lösung mindestens 35 Gew.-% beträgt.
31. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine organische Lösemittel ausgewählt ist aus wassermischbaren Lösemitteln und weist ggf. eine Verdunstungszahl nach DIN 53170 im Bereich von 1 bis 25 auf, wobei vorzugsweise solche eingesetzt werden ausgewählt aus der Gruppe von Aceton, Äthanol, Methanol, 1-Propanol, 2-Propanol, tertiäres Butanol, Pyrrholidon, Dioxan und Lösungsmittelgemischen mit einem Gehalt an mindestens einem derartigen organischen Lösemittel.
32. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Lösung im wesentlichen aus einer wässerigen, insbesondere alkoholischen, Lösung besteht mit mindestens 20 Gew.-% eines organischen Lösemittels oder organischen Lösemittelgemisches, mit einem Gehalt eines Fettamin-Ethoxylats der allgemeinen Strukturformel
H (OH2-CH2)x-RN-(CH2-CH2O)yH,
wobei R für eine Alkylkette mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen steht, wobei x Werte von 3 bis 20 und wobei y Werte von 3 bis 20 annehmen kann, in Kombination mit einem Gehalt von mindestens einem weiteren nichtionischen Tensid.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Lösung als ein weiteres nichtionisches Tensid einen ethoxylierten oder ethoxyliert-propoxylierten Fettalkohol der allgemeinen Strukturformel R-O(CH2-CH2O)n-(C(CH3)H-CH2O)m-H
enthält, wobei R für eine Alkylkette mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen steht, wobei n für die Zahl der Ethylenoxideinheiten Werte von 3 bis 20 und wobei m für die Zahl der Propylenoxideinheiten Werte von 0 bis 15 annehmen kann.
34. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der antistatische Film auf der zu beschichtenden Oberfläche des Formteils automatisch, insbesondere durch Aufsprühen der oder Tauchen in die antistatische Lösung, oder von Hand z.B. mit einem mit der antistatischen Lösung getränkten fusselfreien Material, insbesondere mit einem Krepp- oder Euterpapier, aufgebracht wird.
35. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formteil antistatisch beschichtet wird, das im wesentlichen oder zum Teil aus mindestens einem Kunststoff oder/und Lack besteht oder/und das mit mindestens einem Kunststoff oder/und Lack bzw. mit einer aus Kunststoff im wesentlichen bestehenden Folie zumindest teilweise beschichtet ist, wobei der
Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe der technischen Thermoplaste, Elastomere oder Duomere wie z.B. Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Acrylnitril/Butadien/Styrol-Polymere (ABS), Poly(vinlychlorid) (PVC), Poly(methylmethacrylat) (PMMA), thermoplastische Polyurethane und Polyurethan-Intergralschäume (PUR), SMC/BMC-Harze und -
Harzsysteme sowie deren Blends wie z.B. PC-PBT (Polycarbonat- Poly(butylenterephthalat)) oder PP-EPDM (Polypropylen-Ethylenpropylen-dien Monomer) und/oder Verbundwerkstoffe mit einer Matrix aus mindestens einem der o.g. Polymere mit hochfesten oder/und hochsteifen Verstärkungsfasern wie z.B. solchen aus Glas, Polyamid, Kettensilicat oder Kohlenstoff.
36. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formteil antistatisch beschichtet wird, das im wesentlichen aus einem durchgehend eingefärbten Kunststoff besteht.
37. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein lackiertes Formteil antistatisch beschichtet wird, bei dem der Lack vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe von Lacken auf Basis von 2K- Polyester-Isocyanat, 2K-Acryl-lsocyanat, 2K-Epoxid-Amin, 2K-Ungesättigter Polyester-Peroxid, 1 K-Acrylharze, 1 K-Polyurethanharze, 1 K-Alkydharze, 1 K- PVC-Harze, 1 K-Polyester-Melamin, 1 K-Acryldispersionen, 1K-PUR- Dispersionen, 1 K-Polyester-Melamin wasserlöslich und 1K-Ungesättigte
Strahlungshärtende Bindemittel.
38. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die saubere Kunststoff- oder/und Lackoberfläche eine polymere Beschichtung wie z.B. eine Folie oder/und ein Klarlack aufgebracht wird.
39. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 38 behandelten Kunststoff- oder/und Lackoberflächen in der Automobil- und Automobilzulieferindustrie, für Schienenfahrzeuge, für die Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie, für Elektrotechnik, Elektronik, Haushaltsgeräte, Verkleidungen, Fassadenelemente, Gehäuse, Uhren, für die Bauindustrie, für die Möbelindustrie, im Apparate- und Maschinenbau, in Bereichen der
Kunststoff-Fertigung oder auch dort, wo Kunststoff- oder/und Lackoberflächen z.B. durch Bohren, Entgraten, Fräsen oder Schleifen mechanisch bearbeitet werden.
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