专利名称：微波可除去的涂层的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及聚合物涂层。更具体而言，本发明是涉及对于聚 合物涂层的微波吸收聚合物和微波吸收添加剂，该聚合物涂层被用于 将部件附着到可回收装置上和除去可回收装置上的部件。
背景技术：
计算机、外围设备以及诸如寻呼机和蜂窝电话的无线装置的激增
已经产生了一种新形式的废弃物，它被称为电子废弃物。这些装置可
能被涂绘或涂布了材料，以便改善它们的适销性外观。另外，可以将
物件贴在这些装置上，以便标识它们或增加它们的功能性。 一些国家
具有要求通过回收来再生一部分电子废弃物的法规。由于涂料或粘贴 部件可能与贴于其上的材料的回收不一致，因此必须在回收之间除去
它。人们关注寻找能够除去这些装置上的涂料和任何其它不可回收材 料的简单方法。
现有技术包括溶剂的使用，它对于环境非常有害。有时使用溶剂
使材料膨胀，然后将涂料剥去。喷气(blasting)是一种除去涂料的方 法，但是喷气并不能够容易地将拐角和铰链处的涂料除去。美国专利 6,051,168描述了一种带有滚轮的设备，该滚轮以不同的速度旋转，并 通过在滚轮之间的间隙经过被涂漆的装置，以便加压和剥去涂料。
人们期望找到一种能够除去寻呼机、蜂窝电话和其它这些装置上 的涂料的简单而快捷的技术，以便能够回收这些装置。另外，为了装 置内部部件的修理、替换或去除，还期望能够找到一种打开塑料装置 的简单而快捷的技术。
发明内容
本发明的一个方面提供一种帮助除去包含聚合物的装置上的部件 的涂层。该涂层还包括在聚合物中分散的微波吸收物质。将涂层应用 到装置表面上。将部件涂布在被应用到表面的涂层上，以便当涂层暴 露于微波时，微波吸收物质吸收微波，并使部件与装置分离。
本发明的另一个方面提供一种处理除去装置的部件的方法，它是 通过在聚合物中分散微波吸收物质来形成涂层材料，并将涂层材料应 用到装置上来实现。
本发明的第三个方面提供一种除去装置上的部件的方法，它是通 过提供具有微波吸收涂层的装置，该微波吸收涂层放置在部件的下
面，并将该微波吸收涂层应用到装置的表面上，然后发射微波和在微 波吸收涂层中吸收发射的微波来实现。
本发明的第四个方面提供一种处理将装置分离成装置的结构部件 的方法，它是通过在聚合物中分散微波吸收物质来形成涂层材料，将 涂层材料应用到装置的结构部件的接触界面上，并将结构部件彼此粘 附来形成装置。本发明的第五个方面提供一种将装置分离成结构部件 的方法，它是通过提供具有微波吸收涂层的装置，该微波吸收涂层将 装置的结构部件粘附在一起，然后发射微波，并在微波吸收涂层中吸 收发射的微波来实现。
在结合相应附图读取下面详细叙述的本发明优选实施例的情况 下，前述的装置和方法以及其它装置和方法和本发明的特征和优点将 变得更加明显。
本发明采用举例的方式进行描述，本发明并不局限于附图的内 容，附图中类似的参考表示相似的部件，其中
图1描述了具有微波可除去涂层的第一个实施例的装置的截面示 意图。
图2描述了具有微波可除去涂层的第二个实施例的装置的截面示意图。
图3描述了微波可除去涂层的微观示意图。
图4描述了接枝到聚合物主链的官能团的示意图。
图5描述了对于水的介电常数和介电损耗的频谱。
图6示意性的描述了在最初暴露于微波时图1的第一个实施例的截面。
图7示意性的描述了在另外的暴露于微波时图6的第一个实施例 的截面。
图8描述了在暴露于微波之后图7的第一个实施例和图9的第三 个实施例的截面示意图。
图9示意性的描述了在暴露于微波期间第三个实施例的装置的截面。
图IO示意性的描述了装置的结构部件的截面。
图11示意性的描述了装置的粘着结构部件的截面。
具体实施例方式
图1描述了作为本发明第一个实施例的装置20，该装置20包括 一个涂布涂布有微波吸收涂层40的可回收装置30。微波吸收涂层40 是由漆层50所涂布涂布。在对可回收装置30的组成材料(例如塑料) 进行回收之前，期望除去可回收装置30上的漆层50。
图2描述了作为本发明第二个实施例的装置21，该装置21包括 部分覆盖有微波吸收涂层40的可回收装置30。部件56叠加在微波吸 收涂层40的上面。部件56可以是标签或软质聚合物，例如泡沫橡胶 块。在一个实例中，在对可回收装置30的组成材料(例如塑料)进 行回收之前，期望除去可回收装置30上的标签或软质聚合物。可以 通过微波吸收涂层40将多个部件56附着到可回收装置30上。图3是微波吸收涂层40的一个实施例的微观示意图。该层是由 聚合物41组成，聚合物41包括但并不局限于聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)，聚硅氧烷，聚乙烯(乙烯醇)(PVA)，聚氯乙烯(PVC)， 聚碳酸酯(PC)，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS) , PC/ABS，尼龙， 聚苯醚(PPO)和耐冲性聚苯乙烯(HIPS)，而微波吸收物质42分 散在整个聚合物41上。微波吸收物质42在图3中被描述为在聚合物 41中悬浮的微粒。微波吸收物质42可以是金属、氧化铝、钛酸盐、 陶瓷的细粒，或者是吸收从1Ghz到10GHz微波频率的所有其它材料 的细粒，上述的微波频率是优选的微波频率的范围，不过并不排除其 他范围。 一个替换的实施例是通过将微波吸收聚合物(未显示)溶入 聚合物41中来形成，该实施例在附图中没有进行描述。微波吸收聚 合物包括任何导电聚合物，既包括导电聚合物，也包括非固有地导电 聚合物。部分的名单包括聚亚苯基，聚乙炔，聚噻吩，聚乙烯(亚乙 二氧基噻吩)，聚乙烯(3， 4一二苯基吡咯)，聚乙烯(3 —辛烷基 吩)，聚苯胺，聚乙烯(偏二氟乙烯)和聚吡咯。
图4描述了微波吸收物质42的一个替换实施例。微波吸收官能 团44可以被接枝到聚合物主链43上。替换地，可以在聚合物主链上 结合另外的微波吸收官能团或团45。在一个实例中，聚合物主链43 是碳链或硅链。官能团44是羟基，另外的官能团45是羰基。在当前 的优选实施例中，羟基是优选的官能团44，这是由于它们具有在10GHz 的优选微波频率处进行吸收的正确极化性。
图5是对于水的介电常数e '和介电损耗e "的频谱。材料的介电 常数e '和材料的吸收频谱相关联。羟基具有的吸收频谱与微波区域中 水的吸收频谱相类似。如果微波吸收物质42是羟基，那么微波吸收 涂层自身在10GHz处的吸收将最强。
能够被接枝到聚合物主链43上和吸收微波辐射的其它官能团包
括卤素、巯基(mercaptyl)、硫酸盐、磷酸盐、羧基酸、酯、胺、酰 胺和硝基。在一个实例中，在聚合物主链上结合了仅仅一种类型的官 能团，例如是图4中的44或45。
装置20是通过在聚合物41中分散微波吸收物质42、并将它作 为层40 (图1)应用到可回收装置30上来形成的。然后通过微波吸 收涂层40的粘着性，将漆层50或至少一个部件56 (图2)附着到可 回收装置30上。通过在聚合物41上添加色素和其它添加剂以及微波 吸收物质42，能够由微波吸收涂层40来形成漆层50。我们描述的漆 层是为了举例说明本发明，但是漆层可以是任何其它的功能层，这包 括装饰搪瓷层、防腐蚀层和抗划痕涂层。替换地，漆层50可以包括 诸如火花、箔片或贴花纸的装饰性材料。
具有多种使微波吸收物质42 (图3)能够除去附着到可回收装置 30上的漆层50的方法。
一种方法出现在当由微波吸收物质42 (图3)吸收微波能量而导 致在微波吸收涂层40和漆层50之间产生差温加热的情况下。随着差 温加热引起微波吸收涂层40相对于漆层50的不均匀膨胀，粘着丧失。
在图6 — 8中描述了这种影响。图6描述了装置20，它最初暴露 在从辐射源(未显示)发射的微波60下。将冲击装置20的微波60 频率选择在微波吸收涂层40中包含的微波吸收物质42 (图3)的吸 收范围内，或者当没有微波吸收物质42 (图3)时，将冲击装置20 的微波60频率选择在微波吸收涂层40的吸收范围内。图7描述了在 微波吸收涂层40已经吸收微波60，并且相对于漆层50尺寸增大之后 的稍后时间时的图6的装置20。没有膨胀或膨胀较少的漆层50与膨 胀的微波吸收涂层40起反应，从而在多处位置具有裂纹51。当漆层 50具有足够从微波吸收涂层40上脱离的裂纹51时，能够从微波60 场中移除装置20。最好将微波吸收涂层40与漆层50 —起从装置30
上移除。在一个实例中，如图8中所示，所描述的微波吸收涂层40 的膨胀减少了漆层50的粘着，也减少了微波吸收涂层40对于可回收 装置30的粘着，使它恰好脱离可回收装置30。漆层50和微波吸收层 40的充分完全的去除可以通过随后进行的清洗来完成，清洗步骤可以 包括利用空气喷气、刷洗、使用例如超声波带或板来振动或摇动装置 20。采用类似的方式，这种差温加热的使用可以用于除去通过微波吸 收涂层40附着到可回收装置30上的部件56 (图2)。
在除去漆层50的一个替换方法中，微波吸收涂层40设计有第一 热膨胀系数，第一热膨胀系数与粘附漆层50的第二热膨胀系数不同。 一旦充分均匀地加热微波吸收涂层40和粘附漆层50，就存在微波吸 收涂层40相对于粘附漆层50的不均匀膨胀，这导致了粘着的丧失。 在图6—8中也对这一过程进行了描述，这是对于当微波吸收涂层40 具有比粘附漆层50更高的热膨胀系数的情况。另外，这种不同热膨 胀系数的使用可以被用于除去通过微波吸收涂层40附着在可回收装 置30上的部件56。对于某些材料系统，可以同时产生差温加热和不 同热膨胀系数的效果。
通过微波吸收涂层40与热相关的退化(degradation)或化学上 引起的退化也将导致粘着和附着的失效，与热相关的退化或化学上引 起的退化中的任何一个都是通过微波吸收物质42或微波吸收涂层40 自身的微波能量60的吸收来激发的。
粘着失效机制出现在当微波吸收物质42是诸如金属薄片、导电 聚合物之类导电材料的情况下，或者出现在微波吸收涂层40和微波 吸收物质42是相同的情况下，例如它们是碘掺杂聚乙炔或聚乙烯(偏 二氟乙烯)。在这种情况下，微波吸收涂层40丧失它的粘着性，并 从可回收装置30上分离成层。如图9中所示，当装置20暴露于微波 60下时，在微波吸收涂层40和可回收装置30之间形成了层离间隙70。 这些间隙70导致漆层50和微波吸收涂层40从可回收装置30上脱落。
通过利用空气喷气、刷洗、使用例如超声波带或板的振动或摇动，就 可以完成漆层50和微波吸收涂层40的最终去除。如图8中所示，从
而仅仅保留可回收装置30。采用类似的方式，可以使用这种微波吸收 涂层40的粘着性的丧失来除去通过微波吸收涂层40附着到可回收装 置30上的部件56。
在特定的环境中，诸如是例如金属薄片和导电聚合物的微波吸收 物质42与其它的活性添加剂(例如脂肪酸)相结合，或者与接枝到 促进退化的基质材料(matrix materials)之一 (例如游离羧酸基)中 的侧基相结合。由这种材料组合组成的微波吸收涂层40 —旦暴露于 微波60，它将丧失它的粘结性。另外，粘性的丧失可能是粘结失效机 制，例如采用较低熔解的聚合物基体和采用加热时丧失粘性的粘接 剂。在这些情况下，微波吸收涂层40将丧失粘接完整性，这产生了 在微波吸收涂层40中的间隙以及在微波吸收涂层40和可回收装置30 之间的间隙，正如图9中的描述。然后当可回收装置30暴露于微波60 下时，微波吸收涂层40和涂布的漆层50将脱离可回收装置30。可能 理想的是通过利用空气喷气装置30,或者通过刷洗、振动或摇动装置 30，现场进行或在随后进行执行装置30的清洗。采用类似的方式， 可以使用微波吸收涂层40的这种粘接性的丧失来除去通过微波吸收 涂层40附着到可回收装置30上的部件56。
在当前的优选实施例中，微波60的频率等于微波吸收物质42(图 3)和图1中的微波吸收涂层40的峰值吸收频率，以便减少为脱离漆 层50所需的暴露时间和/或微波60的功率电平。
这些效果中的一些或全部可能同时导致微波吸收涂层40经受热 膨胀，同时丧失粘着性和/或粘接性。
采用类似的方式，如图2中所示，带有部件56的装置21可以被 暴露于微波下，以便除去部件56，所述部件56是通过微波吸收涂层
40被附着到可回收装置30上的。如果部件56不可回收，那么理想的 是在回收之前除去可回收装置上的部件56。例如，蜂窝电话包含缓冲 器或泡沫橡胶块，它们作为蜂窝电话的减震器。缓冲器不能和塑料壳 一起回收，它们必须在回收塑料壳之前被除去。标签被置于装置上， 并且必须在回收之前进行去除。可以使用微波吸收涂层40将标签附 着到可回收装置30上。如果漆层50和部件56都在装置上，那么可 以使用一层或多层的微波吸收涂层40。
这也是一种从装置上除去涂料和其它材料的简单技术。如果色素 和其它添加剂被添加到微波吸收材料上，那么就不需要另外的制造步 骤。可以使用装配线除去涂料，其令涂漆或着色后的装置20通过微 波场，然后通过气刀或者置于振动带上，或者是通过能够将漆层50 和其它去除部件56与可回收装置30分离开的此类设备。
图10描述了使用微波吸收涂层40作为粘接剂将各个部分粘接在 一起。图10显示了包含第一结构部件31和第二结构部件32的装置30。 通过使用微波吸收涂层40，部件56被附着到第二结构部件32上，以 便提供用于装置30的功能。在这个描述中，边缘33和34分别形成 了对结构部件31和32的接触界面。微波吸收涂层40被放置在第二 结构部件的边缘34上。微波吸收涂层40可以是除了边缘34上的微 波吸收涂层40之外还被放置在第一结构部件的边缘33上，或者替换 边缘34上的微波吸收涂层40。
图11描述了沿着它们相应的边缘33和边缘34进行接触的第一 结构部件31和第二结构部件32。微波吸收涂层40是一种微波可除去 粘结剂，它将第一结构部件31和第二结构部件32固定在一起，从而 形成装置30。如果需要的话，这种装置可以按照如上所述内容进行涂 漆。如果以后期望采用更先进的功能部件56来替换部件56，就可以 将装置30暴露在微波60下，正如图9和图6的描述，以便如上所述 将第一结构部件31与第二结构部件32分离。
如果采用这样设计，装置56将同时或分别地与容易除去的第二
结构部件32分离。通过使用吸收不同微波频率的微波吸收涂层40将 部件56附着到、以及将第一结构部件31粘接到第二结构部件32上， 就可以获得这种选择性。如果微波的频率并没有通过将部件56附着 到第一结构部件31的微波吸收涂层40来吸收，而是通过将第一结构 部件31固定到第二结构部件32上的微波吸收涂层40来吸收，则第 一结构部件31和第二结构部件32将分离，而部件56将仍然附着到 第一结构部件31上。这种技术可以用于在回收装置30之前修理或替 换部件56或者除去装置30内部的部件56。
从上面的叙述中，可以清楚微波吸收涂层40的功能是作为粘接 剂和微波吸收媒介。这是一种将部件彼此分离的简单技术。在需要打 开诸如电视机、激光唱机等塑料装置进行修理、替换或再利用装置30 的任何内部部件56时，这种对部件的分离是很合乎需要的。
装置20、 21 (图1和图2)描述的示意图是为了描述一种将不可 回收材料50、 56附着到可回收装置30上的方式，以便在以后对可回 收装置30进行回收之前，能够容易地从可回收装置30上除去不可回 收的材料50、 56。通过将装置20、 21放置在发射的微波场(图6和 图9)中，就能够从可回收装置30上除去不可回收或不相容的材料50、 56。第一和第二结构部件31 —32和装置30的描述示意图(图10—11) 是为了描述一种附着结构部件31 — 32和部件56的方式，以便能够容 易地将装置30分离成构成装置30的结构部件31 — 32。这些描述的示 意图并不意味排除所有的可能性或者限制为了前述的目的而设计的方 案。通过使用本文显示和描述的内容，能够简化从可回收装置上除去 不可回收的材料。
权利要求
1.一种帮助从装置上除去部件的涂层，包括聚合物；分散在聚合物中的微波吸收物质，其中当涂层被应用到装置的表面上、在涂层上叠加了部件并且将涂层暴露于微波下时，该微波吸收物质吸收微波，并使部件与装置分离。
2. 如权利要求1的涂层，其中分散在聚合物中的微波吸收物质是由微波吸收聚合物组成。
3. 如权利要求1的涂层，其中所除去的部件是从由漆层、装饰 搪瓷层、防腐蚀层和抗划痕涂层所构成的组中选择。
4. 如权利要求l的涂层，其中所除去的部件是软质聚合物。
5. 如权利要求1的涂层，其中所除去的部件包括形成装置结构 的结构部分。
6. 如权利要求1的涂层，其中通过将微波吸收官能团接枝到聚 合物的主链上，来将微波吸收物质分散在聚合物中。
7. 如权利要求6的涂层，其中当涂层暴露于微波时，微波吸收 官能团引起涂层的粘着性减少。
8. 如权利要求6的涂层，其中当涂层暴露于微波时，微波吸收 官能团引起涂层的粘接性减少。
9. 如权利要求6的涂层，其中当涂层暴露于微波时，微波吸收 官能团引起涂层在温度上增加。
10. 如权利要求6的涂层，其中微波吸收官能团是从由卤素、羟 基、巯基、硫酸盐、磷酸盐、羧基酸、酯、胺、酰胺和硝基所构成的 组中选择。
11. 如权利要求1的涂层，其中通过在聚合物中混合微波吸收颗 粒，来将微波吸收物质分散在聚合物中。
12. 如权利要求11的涂层，其中微波吸收颗粒是从由金属、氧 化铝、钛酸盐、导电聚合物和陶瓷所构成的组中选择。
13. 如权利要求11的涂层， 收颗粒引起涂层的温度增加。
14. 如权利要求11的涂层, 收颗粒引起涂层的粘着性减少。
15. 如权利要求11的涂层， 收颗粒引起涂层的粘接性减少。
16. 如权利要求11的涂层， 悬浮。其中当涂层暴露于微波时，微波吸其中当涂层暴露于微波时，微波吸其中当涂层暴露于微波时，微波吸其中微波吸收颗粒在聚合物中保持
17. 如权利要求ll的涂层，其中微波吸收颗粒溶入在聚合物中。
18. 如权利要求l的涂层，还包括在聚合物中分散色素和其它添加剂，其中涂层作为漆层。
19. 一种用于处理装置以除去部件的方法，该方法包括 在聚合物中分散微波吸收物质来形成涂层材料；将涂层材料应用到装置上。
20. 如权利要求19的方法，还包括 在涂层装置上粘附至少一个部件。
21. 如权利要求19的方法，还包括在涂层材料中分散色素和其它添加剂，其中涂层材料作为漆层。
22. 如权利要求21的方法，还包括 在作为漆层的涂层材料上粘附至少一个部件。
23. 如权利要求19的方法，其中所除去的部件是从由漆层、装 饰搪瓷层、防腐蚀层和抗划痕涂层所构成的组中选择。
24. 如权利要求19的方法，还包括 在涂层材料上应用漆层； 在漆层上粘附至少一个部件。
25. —种从装置上除去部件的方法，该方法包括 提供具有微波吸收涂层的装置，该微波吸收涂层被放置在部件的下面并被应用到装置的表面上； 发射微波；在微波吸收涂层中吸收发射的微波。
26. 如权利要求25的方法，还包括作为对于发射微波的吸收的响应，微波吸收涂层膨胀； 作为对于微波吸收涂层的膨胀的响应，从装置上除去部件。
27. 如权利要求25的方法，还包括作为对于发射微波的吸收的响应，减少微波吸收涂层的粘着性；从装置上除去在非粘着层上面叠加的部件。
28. 如权利要求25的方法，还包括-作为对于发射微波的吸收的响应，减少微波吸收涂层的粘接性-， 从装置上除去在非粘接层上面叠加的部件。
29. —种用于处理装置以便分离成装置的结构部件的方法，该方 法包括在聚合物中分散微波吸收物质来形成涂层材料；将涂层材料应用到装置的结构部件的接触界面上；将结构部件彼此粘着来形成装置。
30. —种将装置分离成结构部件的方法，该方法包括 提供一种装置，在该装置中微波吸收涂层将装置的结构部件粘着在一起；发射微波；在微波吸收涂层中吸收发射的微波。
全文摘要
一种帮助从装置上除去部件的涂层，它包括聚合物和在聚合物中分散的微波吸收物质，以便当涂层应用到装置的表面上，在涂层上叠加了部件，并将涂层暴露于微波时，微波吸收物质吸收微波，并使得部件能够与装置分离。
文档编号C09D5/00GK101193745SQ200480015977
公开日2008年6月4日 申请日期2004年5月11日 优先权日2003年6月9日
发明者史蒂文·M·沙伊费尔斯, 威廉·F·霍夫曼 申请人:摩托罗拉公司