DE19609119A1 - Environmentally-friendly cleaning of metal, glass, ceramic, plastics etc. - Google Patents

Environmentally-friendly cleaning of metal, glass, ceramic, plastics etc.

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Abstract

In general-purpose cleaning process, a liquid is heated to produce steam which is then brought into contact with the items to be cleaned comprises (a) the liquid is a mixture of water, and a further component incorporating molecules with both hydrophilic and lipophilic groups of molecules; (b) the further component and water form an azeotrope at the liquid/steam interface; (c) the ratio of water to the further component, is the azeotropic ratio; (d) the further component is Dipropylene-glycol-mono-propylether; (e) the active cleaning fluid agent incorporates a non-evaporating cleaning amplifier; (f) the cleaning agents and steam are maintained within a closed system preventing escape to the atmosphere.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen gemäß dem Oberbe­ griff des Hauptanspruchs.The invention relates to a method for cleaning objects according to the Oberbe handle the main claim.

Solche Reinigungsverfahren werden zum Reinigen von unterschiedlichsten Gegenständen, wie metallischen Gegenständen, industriell gefertigten Gegenständen, auch Leiterplatten, Kleidungsstücken und so weiter angewendet. Typischerweise wurden bis vor kurzem chlorierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt, die zwischenzeitlich wegen ihrer mangelnden Umweltverträglichkeit, insbesondere wegen ihres Ozonabbaupotentials, ihrer Kanzerogeni­ tät und ihrer toxischen Wirkung weitgehend verboten sind. Die chlorierten Kohlenwasser­ stoffe, deren Vorteile u. a. darin liegen, daß sie bei normalerweise auftretenden Temperatu­ ren keinen Flammpunkt haben, wurden ersetzt durch andere Kohlenwasserstoffe bzw. Lösungsmittel, wie Polypropylenglykolether, Alkohole, Aceton und so weiter, die alle einen Flammpunkt im Bereich normalerweise auftretender Temperaturen haben und somit entzündungsgefährdet sind. Eine Eigenart bisher verwendeter Lösungsmittel liegt auch darin, daß sie Pigmentschmutz oder Schmutz mit ionischen Salzen kaum entfernen, da solche Schmutzarten in ihnen sehr schlecht löslich sind.Such cleaning processes are used to clean a wide variety of objects, such as metallic objects, industrially manufactured objects, also printed circuit boards, Garments and so on applied. Typically, until recently chlorinated hydrocarbons used in the meantime because of their lack Environmental compatibility, especially because of their ozone depletion potential, their carcinogenicity and their toxic effects are largely prohibited. The chlorinated hydrocarbon fabrics, their advantages u. a. lies in the fact that they occur at normally occurring temperatures have no flash point, have been replaced by other hydrocarbons or Solvents such as polypropylene glycol ether, alcohols, acetone and so on, all of them have a flash point in the range of normally occurring temperatures and thus are at risk of inflammation. A peculiarity of previously used solvents also lies in that they hardly remove pigment dirt or dirt with ionic salts, because such types of dirt are very poorly soluble in them.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Reinigungsverfahren derart weiterzubilden, daß es bei guter Reinigungswirkung in umweltverträglicher Weise durchführbar ist.The invention has for its object a generic cleaning method to develop in such a way that it is environmentally friendly with a good cleaning effect is feasible.

Diese Aufgabe wird mit Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved with the features of the main claim.

Erfindungsgemäß verwendbare azeotrope Mischungen haben zunächst den Vorteil, daß ihre flüssige Phase wegen des Wasseranteils auch Pigmentschmutz und Schmutz mit ionischen Salzen gut löst, wenn die reinigungsaktive Flüssigkeit in flüssigem Zustand mit den zu reinigenden Gegenständen in Berührung kommt. Die lipophile Gruppen enthaltenden Moleküle der weiteren Komponente, die vorzugsweise für sich ebenfalls eine Flüssigkeit ist, sorgen für ein gutes Fettlösungsvermögen. Wenn die erfindungsgemäße Flüssigkeit erwärmt wird, gehen wegen ihrer aceotropen Eigenschaften (betr. Definition von Azeotrop s. Chemie Lexikon, Römpp, 9. Aufl., 1989, S. 323) sowohl Wasser als auch die weitere Komponente (n) in einer dem Azeotrop entsprechender Zusammensetzung in die Dampf­ phase über, so daß bei Berührung zwischen dem Dampf und den zu reinigenden Gegen­ ständen eine zuverlässige Endreinigung und "Spülung" aller durch den Reinigungsvorgang zu entfernenden Verschmutzungen der zu reinigenden Gegenstände erfolgt. Dabei ist der Dampf wegen des Wassergehalts in besonders vorteilhafter Weise nicht brennbar, so daß diesbezügliche Schutzmaßnahmen in einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Vorrichtung überflüssig sind. Der Flammpunkt des Dampfes, sofern ein solcher überhaupt auftritt, liegt oberhalb der normalerweise auftretenden Temperaturen, mindestens über der Siedetemperatur der Flüssigkeit und vorteilhafterweise über 200°C. Die Dampfphase kann durch Kühlen zuverlässig zur flüssigen Phase kon­ densiert werden, so daß die aufwendigen Maßnahmen zum Schutz der Umgebungsatmo­ sphäre, die bei Durchführung herkömmlicher Verfahren erforderlich sind, weitestgehend unterbleiben können. Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die reinigungsaktive Flüssigkeit wegen ihrer vollständigen Rückkondensation sich kaum verbraucht, so daß ein geschlossener Kreislauf geschaffen werden kann, bei dem reinigungsaktive Flüssigkeit kaum aufgefüllt werden muß. Dies wird zusätzlich dadurch unterstützt, daß die erfindungsgemäß eingesetzte, reinigungsaktive Flüssigkeit frei von Tensiden sein kann, die sich bei einer Filterung zur Schmutzabweisung auf der Filteroberfläche absetzen und bei konventionellen Lösungen ein Nachschärfen erfordern.Azeotropic mixtures which can be used according to the invention initially have the advantage that their liquid phase due to the water content also pigment dirt and dirt with ionic Salting dissolves well when the active cleaning liquid is in a liquid state with the comes into contact with cleaning objects. The lipophilic groups containing  Molecules of the further component, which is preferably also a liquid in itself ensure good fat solubility. If the liquid according to the invention is heated because of their aceotropic properties (regarding definition of azeotrope s. Chemie Lexikon, Römpp, 9th ed., 1989, p. 323) both water and the others Component (s) in a composition corresponding to the azeotrope in the steam phase over, so that when there is contact between the steam and the counter to be cleaned would be a reliable final cleaning and "rinsing" of all through the cleaning process dirt to be removed from the objects to be cleaned. Here is the Steam is not combustible in a particularly advantageous manner because of the water content, so that related protective measures in a to carry out the invention Method used device are unnecessary. The flash point of the steam if such occurs at all, it is above that which normally occurs Temperatures at least above the boiling point of the liquid and advantageously over 200 ° C. The vapor phase can be reliably converted to the liquid phase by cooling be densified so that the complex measures to protect the ambient atmosphere spheres, which are necessary when carrying out conventional methods, largely can be omitted. An additional advantage of the method according to the invention lies in that the cleaning-active liquid because of its complete re-condensation hardly consumed, so that a closed cycle can be created at the cleaning active liquid hardly needs to be filled. This will be additional supported by the fact that the cleaning-active liquid used according to the invention is free of tensides, which can be found in a filter for dirt repellency Remove the filter surface and require re-sharpening for conventional solutions.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auch komplexe Schmutzarten, wie einge­ trocknete Körperflüssigkeiten oder andere, im Alltagsgebrauch auftretende Verschmutzun­ gen, durch Niederschlag von Regen oder Schnee entstandenem Schmutz usw. zuverlässig gereinigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht aufgeschlossene Systeme beschränkt. Es kann beispielsweise auch als offene Dampfstrahlreinigung durchgeführt werden. With the method according to the invention, even complex types of dirt, such as are used Dried body fluids or other dirt that occurs in everyday use dirt, dirt caused by rain or snow, etc. reliably cleaned. The method according to the invention is not restricted to open systems. For example, it can also be carried out as an open steam jet cleaning.  

Bei der Auswahl der erfindungsgemäßen reinigungsaktiven Flüssigkeit bzw. der weiteren Komponente (n) mit Molekülen mit hydrophilen und lipophilen Gruppen stehen neben der guten Reinigungskraft folgende Kriterien im Vordergrund: Der Wassergehalt des Azeo­ trops von Wasser und weiterer Komponente bzw. weiteren Komponenten muß so groß sein, daß kein Flammpunkt vorhanden ist bzw. der Dampf nicht brennbar ist. Die Flüssig­ keit darf weder toxisch sein noch ein Ozonabbaupotential haben noch eine Wassergefähr­ dung auslösen, wenn sie in die Umgebung gelangt. Es sind wasserlösliche, homogene Azeotrope bildende Komponenten, aber auch wasserunlösliche, heterogene Azeotrope bildende Komponenten geeignet.When selecting the cleaning-active liquid according to the invention or the further one Component (s) with molecules with hydrophilic and lipophilic groups are next to the good cleaning power the following criteria in the foreground: The water content of the Azeo Trops of water and other components or other components must be as large be that there is no flash point or the steam is not combustible. The liquid ness must not be toxic, have no ozone depletion potential or pose a water hazard trigger when it gets into the environment. They are water-soluble, homogeneous Azeotropic components, but also water-insoluble, heterogeneous azeotropes forming components suitable.

Die Unteransprüche 2 bis 6 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens gerichtet.The subclaims 2 to 6 are advantageous embodiments of the invention directed according to the procedure.

Eine Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, ist in der beigefügten Figur schematisch dargestellt:One device in which the method according to the invention can be carried out is shown schematically in the attached figure:

Ein Vorratstank 2 mit einer Abscheidekammer 4 und einer Überlaufkammer 6 ist über eine Speisepumpe 8 und eine Heizvorrichtung 10 an eine Reinigungsvorrichtung 12 ange­ schlossen. Das Innere der in ihrem Aufbau an sich bekannten Reinigungsvorrichtung, welche Reinigungsdüsen, einen umlaufenden Korb und so weiter enthalten kann, ist im dargestellten Beispiel an ein Druckausgleichsgefäß 14 angeschlossen, das jedoch nicht funktionswesentlich ist.A storage tank 2 with a separation chamber 4 and an overflow chamber 6 is connected to a cleaning device 12 via a feed pump 8 and a heating device 10 . The interior of the cleaning device known per se in its construction, which can contain cleaning nozzles, a circumferential basket and so on, is connected to a pressure compensation vessel 14 in the example shown, but this is not essential to the function.

Vom Boden der Reinigungsvorrichtung 12 führt eine Leitung zu einer Filtervorrichtung 16. Die Filtervorrichtung 16 ist über eine Leitung mit einer Förderpumpe 18 an die Oberseite der Abscheidekammer 4 angeschlossen. Eine weitere Leitung führt von Filtervorrichtung 16 über eine Vakuumpumpe 20 durch einen Kondensator 22 und einen Kühler 24 zurück zur Abscheidekammer 4.A line leads from the bottom of the cleaning device 12 to a filter device 16 . The filter device 16 is connected via a line with a feed pump 18 to the top of the separation chamber 4 . Another line leads from filter device 16 via a vacuum pump 20 through a condenser 22 and a cooler 24 back to the separation chamber 4 .

Weiter führt von der Überlaufkammer 6 eine Leitung über eine Förderpumpe 26 durch einen Wärmetauscher 28 in eine Destilliervorrichtung 30 und von dort in die Reinigungs­ vorrichtung 12 oder zurück in den Vorratstank 2.Next leads from the overflow chamber 6 a line via a feed pump 26 through a heat exchanger 28 into a distillation device 30 and from there into the cleaning device 12 or back into the storage tank 2 .

In den Vorratstank 2 führt eine Speiseleitung 32 zum Beschicken des Vorratstanks 2 mit reinigungsaktiver Flüssigkeit. Der Vorratstank 2 enthält weiter eine nicht dargestellte Vorrichtung zum Abziehen von Schlamm, der sich in der Abscheidekammer 4 absetzt.A feed line 32 leads into the storage tank 2 for charging the storage tank 2 with cleaning-active liquid. The storage tank 2 further contains a device, not shown, for removing sludge, which settles in the separation chamber 4 .

In die normalerweise dicht verschlossene Reinigungsvorrichtung 12 führt eine Belüftungs­ leitung 34.In the normally sealed cleaning device 12 leads a ventilation line 34th

Der Aufbau der einzelnen Bauelemente des beschriebenen Systems sowie eine nicht dargestellte elektrische Ansteuerung der einzelnen Baugruppen ist an sich bekannt und wird daher nicht näher beschrieben.The structure of the individual components of the system described and one not Electrical control of the individual modules shown is known per se and will therefore not described in detail.

Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:
Nach Beschicken der Reinigungsvorrichtung 12 mit zu reinigendem Gut erfolgt zunächst eine Flüssigkeitsreinigung, bei der die Speisepumpe 8 in Betrieb gesetzt ist und reinigungs­ aktive Flüssigkeit, die in der Heizvorrichtung 10 gegebenenfalls temperiert werden kann, der Reinigungsvorrichtung 12 zuführt. In der Reinigungsvorrichtung 12 erfolgt ein Tauch­ bad des umlaufenden Reinigungsgutes und/oder ein Besprühen des Reinigungsgutes mit Flüssigkeit. Die Flüssigkeit wird mittels der Förderpumpe 18 aus der Reinigungsvor­ richtung 12 durch die Filtervorrichtung 16 hindurch abgezogen und der Abscheidekammer 4 zugeführt. In der Filtervorrichtung 16 setzt sich vorwiegend anorganischer Schmutz ab, der abgezogen wird. In der Abscheidekammer 4 setzt sich vorwiegend fetthaltiger Schmutz ab, der ebenfalls abgezogen wird.The function of the device described is as follows:
After loading of the cleaning device 12 to clean Good at first a cleaning liquid, wherein the feed pump is put into operation 8 and cleaning-active liquid which can be heated in the heater 10, optionally, the cleaning apparatus supplies 12th In the cleaning device 12 there is an immersion bath of the rotating items to be cleaned and / or a spraying of the items to be cleaned with liquid. The liquid is drawn off by means of the feed pump 18 from the Reinigungsvor device 12 through the filter device 16 and fed to the separation chamber 4 . Inorganic filter dirt settles predominantly in the filter device 16 and is removed. In the separation chamber 4 mainly fatty dirt settles, which is also removed.

Der Flüssigreinigungsstufe folgt eine Spülung unter gleichen Bedingungen mit Flüssigkeit aus dem Tank 6. Anschließend erfolgt eine Dampfreinigungsstufe bzw. Dampfspülungs­ stufe, bei der die Speisepumpe 26 in Betrieb gesetzt wird, so daß reinigungsaktive Flüssig­ keit in der Destilliervorrichtung 30 in Dampf umgewandelt wird. Dieser weist in Folge der azeotropen Zusammensetzung der reinigungsaktiven Flüssigkeit einen vorbestimmten Gehalt an Wasser und der weiteren Komponente, vorteilhafterweise Polypropylenglyko­ lether auf. Der Dampf gelangt in der Reinigungsvorrichtung 12 in intensiven Kontakt mit dem zu reinigenden Gut, wobei ein Teil des Dampfes kondensiert. Das Kondensat wird mittels der Förderpumpe 18 nach Durchströmen der Filtervorrichtung 16 der Abscheide­ kammer 4 zugeführt.The liquid cleaning stage is followed by flushing with liquid from the tank 6 under the same conditions. This is followed by a steam cleaning stage or steam rinsing stage, in which the feed pump 26 is started, so that cleaning-active liquid is converted into steam in the distillation device 30 . As a result of the azeotropic composition of the cleaning-active liquid, this has a predetermined content of water and the further component, advantageously polypropylene glycol ether. In the cleaning device 12, the steam comes into intensive contact with the material to be cleaned, a part of the steam condensing. The condensate is supplied by the feed pump 18 after flowing through the filter device 16 of the separation chamber 4 .

Wenn der Dampf aus der Destilliervorrichtung 30 über den Kondensator 22 und Kühler 24 in den Vorratstank 6 zurückgeleitet wird, kann dadurch die Flüssigkeit aufbereitet werden.If the steam from the distillation device 30 is returned to the storage tank 6 via the condenser 22 and cooler 24 , the liquid can thereby be treated.

An die Dampfreinigung bzw. Dampfspülung schließt sich vorteilhafterweise eine Umluft- oder Vakuumtrocknung an. Dabei wird der innerhalb der Reinigungsvorrichtung 12 befindliche Dampf mittels der Vakuumpumpe 20 abgesaugt, wobei sich in der Reinigungs­ vorrichtung 12 bildendes Kondensat durch die Filtervorrichtung 16 hindurchströmt. Der mit dem Kondensat vermischte Dampf wird nach Durchströmen des Kondensators 22 und des Kühlers 24 als Flüssigkeit dem Vorratstank 2 erneut zugeführt.Convection or vacuum drying advantageously follows the steam cleaning or steam rinsing. The steam located inside the cleaning device 12 is sucked by the vacuum pump 20, wherein in the cleaning device 12 forming condensate through the filter device 16 passes. The vapor mixed with the condensate is again supplied as a liquid to the storage tank 2 after flowing through the condenser 22 and the cooler 24 .

Nach Abschluß der Vakuumtrocknung wird die Abscheidekammer 4 über die Belüftungs­ leitung 34 belüftet und das gereinigte Gut kann entnommen werden.After completion of the vacuum drying, the separation chamber 4 is vented via the ventilation line 34 and the cleaned material can be removed.

Claims (6)

1. Verfahren zum Reinigen von Gegenständen, bei welchem ein durch Erwär­ men einer reinigungsaktiven Flüssigkeit hergestellter Dampf mit den zu reinigenden Gegenständen in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß all reinigungsaktive Flüssigkeit eine Mischung aus Wasser und wenigstens einer weiteren Komponente mit Molekülen mit hydrophilen und lipophilen Gruppen verwendet wird, wobei die weitere Komponente und das Wasser beim Phasenübergang flüssige Phase/Dampfphase ein Azeotrop bilden.1. A method for cleaning objects, in which a steam produced by heating a cleaning-active liquid is brought into contact with the objects to be cleaned, characterized in that all cleaning-active liquid is a mixture of water and at least one further component with molecules having hydrophilic and lipophilic groups is used, the further component and the water forming an azeotrope during the phase transition from liquid phase to vapor phase. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis zwischen Wasser und der weiteren Komponente dem azeotropen Mischungsverhältnis entspricht.2. The method according to claim 1, characterized in that the Mixing ratio between water and the other component the azeotropic Mixing ratio corresponds. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Komponente Propylenglykolether ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the other component is propylene glycol ether. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Komponente Dipropylenglykol-mono-propylether ist.4. The method according to claim 3, characterized in that the Another component is dipropylene glycol mono-propyl ether. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die reinigungsaktive Flüssigkeit wenigstens einen nicht verdampfen­ den Reinigungsverstärker enthält.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized records that the cleaning-active liquid does not evaporate at least one contains the cleaning booster. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die reinigungsaktive Flüssigkeit und ihr Dampf in einem gegenüber der Atmosphäre geschlossenen System geführt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized records that the cleaning active liquid and its vapor in one opposite closed atmosphere system.
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