DE4228461C1 - Reinigungsmediumzusammensetzung - Google Patents
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Description
die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsmedium
zusammensetzung und insbesondere eine Reinigungsmedium
zusammensetzung zur Reinigung von feinmechanischen Teilen,
elektronischen Bauteilen und Leiterplatten sowie Textilien,
sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
zu den vorgenannten Zwecken.
Reinigungsmittel für die Elektronik und feinmechanische
Industrie sind im Stand der Technik vielfach bekannt. In der
Elektronikindustrie kommen besonders halogenierte Kohlenwasserstoffe,
im besonderen Chlorkohlenwasserstoffe und Fluorchlor
kohlenwasserstoffe (im folgenden CKW bzw. FCKW genannt) zum
Einsatz.
Die halogenierten Kohlenwasserstoffe besitzen aufgrund
ihrer hervorragenden Reinigungswirkung für bestimmte
Verwendungsmöglichkeiten eine Reihe von Vorteilen. Sie lösen
praktisch alle Fette und Wachse, selbst Flußmittel und
Kolophonium lassen sich bei Normaltemperatur bestens entfernen.
Eine Erwärmung des zu reinigenden Substrats ist in den
meisten Fällen ebenso unnötig wie ein anschließender
Spülvorgang mit reinem Wasser. Der Reinigungsvorgang selbst
läuft dabei in sehr kurzen Zeitabschnitten ab. Durch die
schnelle Verdunstung der halogenierten Kohlenwasserstoffe
trocknen die gereinigten Teile praktisch ohne Energiezufuhr von
außen sofort.
Den vielen Vorteilen der halogenierten Kohlenwasserstoffe
steht als einziger, aber alles entscheidender Nachteil die
extreme Umweltgefährdung gegenüber.
Zum einen besitzen sie ein hohes Ozonabbaupotential,
wodurch ihre Verwendung aufgrund gesetzlicher Maßnahmen zum
Schutz der Ozonschicht in den nächsten Jahren stark
eingeschränkt wird und in manchen Ländern bereits verboten ist,
zum anderen verfügen die FCKW und insbesondere CKW über ein
hohes Wassergefährdungspotential.
Im Gegensatz zu anderen Lösungsmitteln wie Alkohol oder
Aceton durchdringen sie selbst Betonböden und können so in das
Grundwasser gelangen.
Als Alternativen zur Beseitigung der vorstehenden
Nachteile sind im Stand der Technik verschiedene
Lösungsmöglichkeiten vorgeschlagen worden.
Bei der Plasmatechnologie als umweltverträgliche
Alternative werden die zu reinigenden Teile einem
Niederdruckplasma ausgesetzt. Das Plasma selbst entsteht durch
Einwirkung von Mikrowellenstrahlung auf ein bestimmtes
Prozeßgas. Zur Reinigung werden dabei Sauerstoff, Wasserstoff
und Argon in Abhängigkeit vom Material der zu reinigenden Teile
eingesetzt.
Das Plasma reagiert dabei bei relativ niedrigen
Temperaturen im Bereich von 50 bis 100°C mit dem Fett oder Öl
der verschmutzten Teile und bringt diese Substanzen in die
Gasphase. Durch diese oxidativen Prozesse werden Öl- und
Fettfilme vollständig entfernt, die Teileoberflächen sind bis
hinein in die molekularen Strukturen gereinigt. Dieses
Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß es nur bei leicht
verschmutzten Massenteilen mit einem gleichmäßigen
Verschmutzungsgrad angewendet werden kann. In bestimmten Fällen
ist dabei eine Vorreinigung mit wäßrigen Reinigern notwendig.
Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die
Plasmakammer für jeden Reinigungsvorgang separat beschickt
werden muß und bei wäßriger Vorreinigung die Plasmareinigung
nur in einer Edelgasatmosphäre durchgeführt werden kann. Daraus
resultieren Taktzeiten, die einen wirtschaftlichen Einsatz
dieses Verfahrens für viele Industriebereiche ausschließt.
Hinzu treten die enormen Investitionskosten, so daß ein
derartiges Verfahren zum jetzigen Zeitpunkt für kleinere
Unternehmen nicht tragbar ist.
Als Ersatz für die HKW wurden auch Reinigungsmittel auf
Terpenbasis vorgeschlagen. Aufgrund ihrer den aromatischen
Kohlenwasserstoffen nahekommenden Struktur sind die natürlichen
Terpene gute Lösemittel für Fette, Öle und Harze und
insbesondere für die unter der Bezeichnung Kolophonium
zusammengefaßten Terpenharze. Kolophonium bildet meist die
Basis der in der Elektronikindustrie angewendeten
Lötflußmittel. Die Terpene besitzen jedoch den Nachteil,
aufgrund ihres hohen Siedepunktes nur sehr langsam von den
gereinigten Werkstücken zu verdunsten. Zum anderen besteht die
Schwierigkeit, die hochsiedenden Terpene destillativ von den
gelösten Stoffen zu trennen. Aus diesem Grund müssen die
Terpene von den gereinigten Werkstücken oftmals mit einem
anderen Medium abgespült werden. Zwar eignet sich Wasser als
Spülmedium, jedoch ist die Zugabe eines Emulgators und ein
Nachspülschritt erforderlich und die wassernassen Werkstücke
erfordern einen relativ hohen Trocknungsaufwand. Daneben ist
bei halboffenen Strukturen das Lösemittel mangels Durchspülung
nicht oder nur schlecht entfernbar.
Auch erfordern Reinigungsanlagen, in denen terpenhaltige
Lösemittel verwendet werden, einen erhöhten apparativen
Aufwand, da Vorkehrungen für den Explosionsschutz getroffen
werden müssen. Darüber hinaus verursachen viele terpenhaltige
Reinigungsmittel aufgrund ihrer hauttoxischen Eigenschaften bei
den Arbeitern Hautkrankheiten wie Hautkrätze, und daher sind
derartige Reinigungsmittel beispielsweise in den Vereinigten
Staaten verboten.
Die Verwendung von isopropylhaltigen Reinigungsmitteln als
Ersatzstoff für HKW wurde ebenfalls vorgeschlagen. Diese
Reinigungsmittel haben jedoch den Nachteil, daß Isopropanol nur
ein begrenztes Lösevermögen für fettige oder wachsartige
Verunreinigungen besitzt, zum anderen bringt die Verwendung von
Isopropylalkohol aufgrund seines niedrigen Flammpunktes das
Erfordernis mit sich, daß die Reinigungsanlagen mit speziellen
Mitteln zur Gewährleistung der Feuersicherheit ausgestattet
sind.
Aus der US-PS 37 28 269 ist ein Oberflächenreinigungsmittel
auf Basis eines Gemisches von flüchtigen Alkoholen bekannt,
das einen ungesättigten Alkohol enthält. Die Verwendung
von Alkoholen, die Alkenyleinheiten enthalten, in einem System
zur Korrosioninhibition von sauren Metallreinigungsbädern ist
aus der US-PS 35 91 511 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine
neuartige Reinigungsmediumzusammensetzung bereitzustellen, die
hervorragende Lösemitteleigenschaften für Verunreinigungen,
beispielsweise bei feinmechanischen oder elektronischen
Bauteilen, besitzt und gleichzeitig einen geringen apparativen
Aufwand für die Reinigungsanlagen erfordert, eine geringe
Umweltbelastung mit sich bringt und einfach und sicher
handhabbar ist.
Seitens der Erfinder wurde nun überraschenderweise
gefunden, daß die Aufgabe der Erfindung gelöst wird durch
Bereitstellung einer Reinigungsmediumzusammensetzung, die
umfaßt
- a) 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% eines cyclischen, geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffes mit 5 bis 15, bevorzugt 6 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei der Kohlenwasserstoff mindestens eine Alkenyl- und/oder Alkinyleinheit im Molekül und mindestens eine Hydroxylgruppe im Molekül enthält und einen Siedepunkt im Bereich von 50 bis 200°C bei 1,013×10⁵ Pa besitzt,
- b) 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-% eines Lactams oder Lactons einer aliphatischen Carbonsäure mit 5 oder 6 Ringatomen, das durch eine oder mehrere Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann,
- c) 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 65 Gew.-% einer oder
mehrerer Verbindungen der Formel (I)
R¹-CHOH-CH₂-(-O-CHR³-CH₂-)n-OR² (I)worin
R¹ und R³, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeuten,
R² für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen und n für eine Zahl von 0 oder 1 stehen,
wobei die Summe der einzelnen Komponenten a), b) und c) 100
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung,
beträgt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung besitzt hervorragende
Lösemitteleigenschaften für die bei elektronischen oder
feinmechanischen Bauteilen auftretenden Verschmutzungen. Zum
einen werden das in dem Lötflußmittel teilweise enthaltene
Kolophonium und dessen Ersatzstoffe hervorragend gelöst, zum
anderen können bereits im Einsatz befindliche Platinen oder
ähnliche Bauteile, die im Verlauf von Wartungsarbeiten
entnommen wurden, einfach von denen an ihnen haftenden
Verunreinigungen, wie Staub, Fett, anorganische Partikeln sowie
anderen organischen Verunreinigungen befreit werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung besitzt dabei
aufgrund ihrer Formulierung den Vorteil, daß sie zum einen
tensidische Eigenschaften, zum anderen aber auch reinen
Lösungsmitteln nahekommende Lösemitteleigenschaften besitzt.
So geht die Lösefähigkeit der erfindungsgemäßen
Formulierung auch über die Fähigkeiten der bisher verwendeten
HKW hinaus. Die Wirkung der HKW und auch der teilweise als
Ersatzstoff für HKW vorgeschlagenen Kohlenwasserstoffe beruht
ausschließlich auf dem Lösen von Verunreinigungen, d. h. alle
Verunreinigungen auf dem Substrat, die im angewandten Medium
löslich sind, werden von der Oberfläche entfernt. Aus diesem
Grund wurden die vorgenannten Lösungsmittel hauptsächlich zur
Entfernung von organischen Verunreinigungen eingesetzt.
Anorganische Verunreinigungen, die in den Lösungsmitteln
unlöslich sind, wie Pigmente, Metallabrieb, Späne, Rost und
Deckschichten wurden nicht entfernt.
Demgegenüber können bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Formulierung derartige Verunreinigungen und Partikel entfernt
werden. Gleichzeitig besitzt die erfindungsgemäße Formulierung
den Vorteil, daß alle in ihr enthaltenen Komponenten flüchtig
sind, und, gegebenenfalls unter leichter Wärmezufuhr, je nach
Zusammensetzung mehr oder weniger schnell verdampfen. So ist es
möglich, das zu reinigende Werkstück zunächst mit der
erfindungsgemäßen Formulierung zu behandeln, in einem zweiten
Schritt mit der erfindungsgemäßen Formulierung nachzuspülen und
dann in einem dritten Schritt das Substrat zu trocknen.
Zwischenspülschritte mit Wasser und/oder anderen Lösungsmitteln
vor dem Trocknungsvorgang entfallen somit. Dabei kann die
Trocknung, wenn es das behandelte Substrat zuläßt, zur
Erhöhung der Verdampfungsgeschwindigkeit neben der Wärmezufuhr
auch durch Erniedrigung des Gasdruckes der Umgebung, in der
sich das Substrat zur Trocknung befindet, beschleunigt werden.
Zusätzlich besitzt die erfindungsgemäße Formulierung den
Vorteil, daß die in ihr enthaltenen Komponenten sämtlichst
biologisch abbaubar sind.
Die erfindungsgemäße Reinigungsmediumzusammensetzung
enthält als Komponente a) 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5
Gew.-% eines cyclischen, geradkettigen oder verzweigten
aliphatischen Kohlenwasserstoffs mit 5 bis 15, bevorzugt 6 bis
8 Kohlenstoffatomen, wobei der Kohlenwasserstoff mindestens
eine Alkenyl- und/oder Alkinyleinheit im Molekül und mindestens
eine Hydroxylgruppe im Molekül enthält und einen Siedepunkt im
Bereich von 50 bis 200°C bei 1,013×10⁵ Pa besitzt.
Wenn der Siedepunkt der Komponente oberhalb von 200°C
liegt, ergeben sich zu lange Trocknungszeiten für das
gereinigte Substrat. Wenn der Siedepunkt unterhalb von 50°C
liegt, sinkt der Flammpunkt des Kohlenwasserstoffes so stark
ab, daß ein gefahrloser Umgang mit der Reinigungsmedium
zusammensetzung erschwert wird und zusätzliche Maßnahmen im
Bereich der Feuersicherheit erforderlich sind.
Der Siedepunkt des als Komponente a) verwandten
Kohlenwasserstoffs steht in Zusammenhang mit dem Grad der
Verzweigung und der Anzahl der Kohlenstoffatome, sowie der
Anzahl an Hydroxylgruppen und Ungesättigtheiten im Molekül. Da
die Komponente a) im wesentlichen für die tensidischen
Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
verantwortlich ist, kann der Fachmann leicht die Verbindungen
auswählen, die die Bedingungen hinsichtlich Kohlenstoffanzahl,
Siedepunkt und Anzahl der Ungesättigtheiten und Hydroxylgruppen
im Molekül erfüllen.
Die tensidischen Eigenschaften der Komponente a) hängen
hauptsächlich von dem zahlenmäßigen Verhältnis der hydrophilen
Gruppen zu den hydrophoben Gruppen und der Länge der
hydrophoben Kette zu der Anzahl der hydrophilen Gruppen ab.
Weitere Faktoren sind die Anzahl der Kohlenstoffatome, der Grad
der Verzweigung sowie die Anzahl der Ungesättigtheiten im
Molekül. Dabei wird der Siedepunkt am stärksten von der Anzahl
der Hydroxylgruppen beeinflußt.
Die tensidischen Eigenschaften der Komponente a) sind
erwünscht, um die Benetzung der abzulösenden öligen und
fettigen Verschmutzungen zu erleichtern, und führen infolge der
Unterkriechwirkung zu einer Erhöhung der Lösegeschwindigkeit.
Bevorzugt enthält die Komponente a) nur eine
Hydroxylgruppe, die bevorzugt endständig oder in der 2- oder 3-
Position ist.
Bevorzugt enthält die Komponente a) eine Ungesättigtheit
(Alkenyl-/Alkinyl-), die bevorzugt endständig ist.
Beispielhaft für Verbindungen a) sind 3-Hydroxy-1-pentin,
3,4-Dimethyl-3-hydroxy-1-pentin, 3-Methyl-3-hydroxy-1-pentin,
3-Methyl-3-hydroxy-1-hexin, 3-Hydroxy-1-hexen, 2-Methyl-4-
hydroxy-1-hepten, 3,5-Dimethyl-3-hydroxy-1-hexin, 3-Methyl-3-
hydroxy-1-octin.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von 3,5-Dimethyl-3-
hydroxy-1-hexin. Diese Verbindung ist im Handel unter der
Bezeichnung Surfynol 61 erhältlich (Warenzeichen der Firma Air
Products).
Da solche Verbindungen, die eine endständige
Ungesättigtheit aufweisen, gegenüber den entsprechenden
Verbindungen, die eine nicht-endständige Ungesättigtheit haben,
einen niedrigeren Siedepunkt aufweisen, sind endständige
Ungesättigtheiten in Verbindungen a) bevorzugt.
Als Komponente b) der erfindungsgemäßen Reinigungsmedium
zusammensetzung werden 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%
eines cyclischen Derivats einer aliphatischen Carbonsäure mit 5
oder 6 Ringatomen, das durch eine oder mehrere Alkylgruppen mit
1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann, verwendet.
Als cyclische Derivate einer aliphatischen Carbonsäure werden
im Sinne der Erfindung hier Lactame und Lactone verstanden.
Beispielhaft für die erfindungsgemäß als Komponente b)
verwendbaren Verbindungen werden γ-Butyrolacton, N-Methyl-γ-
Butyrolactam, δ-Valerolacton sowie δ-Valerolactam sowie deren
alkylsubstituierte Derivate genannt.
Besonders bevorzugt dabei ist die Verwendung von N-Methyl-
Butyrolactam, auch N-Methyl-Pyrrolidon genannt. Es kann auch γ-
Valerolacton verwandt werden.
Die Komponente b) dient als inertes, stabiles und polares
aprotisches Lösungsmittel für eine Reihe von Verbindungen und
dabei hauptsächlich zum Auflösen von Harzen wie Kolophonium und
auch als Hilfslösemittel und Reinigungsverstärker für Öle und
Fette. Bei Verwendung von N-Methyl-Pyrrolidon ist dabei auch
manchmal ein schwach quellender Einfluß auf das behandelte
Substrat zu beobachten, der nicht störend ist und bisweilen
auch erwünscht sein kann.
Gleichzeitig ermöglicht die Komponente b) die Herstellung
einer homogenen Lösung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
als Lösungsvermittler, insbesondere dann, wenn in der
Zusammensetzung Wasser enthalten ist. In jedem Fall muß die
Komponente b) unter den Trocknungsbedingungen, gegebenenfalls
unter Zuführung von Wärme, verdampfbar sein.
Als Komponente c) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
werden 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 65 Gew.-% einer oder
mehrerer Verbindungen der Formel (I) eingesetzt,
R¹-CHOH-CH₂-(-O-CHR³-CH₂-)n-OR² (I)
worin
R¹ und R³, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeuten,
R² für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlen stoffatomen und n für eine Zahl von 0 oder 1 stehen.
R¹ und R³, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeuten,
R² für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlen stoffatomen und n für eine Zahl von 0 oder 1 stehen.
Bei den Verbindungen der Formel (I) handelt es sich um
Monoalkylether von Ethylenglykol, Diethylenglykol,
Propylenglykol und Dipropylenglykol sowie gemischte Propylen-
Ethylen-Glykole. Beispielhaft werden hier genannt
Ethylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonomethylether,
Diethylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykolmethkolether,
Propylenglykol-n-butylether und Ethylenglykol-n-butylether. Im
Handel sind derartige Propylenglykolether beispielsweise unter
dem Warenzeichen Dowanol der Firma Dow Chemicals erhältlich.
Je nach Verwendungszweck und zu reinigendem Substrat
können die als Komponente c) verwendeten Verbindungen durch
Variation des Alkylrestes der Ethereinheit und Anpassung der
Molekülgröße in bezug auf Lipophilie bzw. Hydrophilie den
geforderten Löseeigenschaften für die Verunreinigungen angepaßt
werden.
Die Komponente c) dient dabei als Lösungsvermittler für
die wasserunlöslichen Verschmutzungen und wirkt als
Hilfslösemittel für fettige Verunreinigungen.
Besonders bevorzugt dabei ist die Verwendung von Gemischen
von mehreren Verbindungen c), die unter die allgemeine Formel
(I) fallen. Durch geeignete Wahl der verschiedenen Verbindungen
c) mit der Formel (I) kann der Fachmann ein breites
Lösespektrum für eine Vielzahl von Verbindungen auswählen.
Auf jeden Fall müssen die als Komponente c) verwendeten
Verbindungen einen Siedepunkt besitzen, der ein Abdampfen
dieser Verbindungen innerhalb eines annehmbaren Zeitraumes,
gegebenenfalls unter Zuführung von Wärme, erlaubt. Der
Siedepunkt der Verbindungen der Komponenten c) sollte daher
nicht oberhalb von 250°C, bevorzugt nicht oberhalb von 200°C
bei 1,013×10⁵ Pa (Atmosphärendruck) liegen.
Durch einen größeren Anteil an kurzkettigen
Propylenglykol- oder Ethylenglykolethern wird der lipophile
Charakter verstärkt, wohingegen die dimeren Ethylenglykolether
oder Propylenglykolether der Zusammensetzung einen stärkeren
hydrophilen Anteil vermitteln.
In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung kann, wenn als Komponente c) Mono- oder
Dipropylenglykolverbindungen eingesetzt sind, als Komponente d)
zusätzlich ein Ethylenglykolmonoalkylether enthalten sein mit
bis zu 12 Gew.-%, bevorzugt bis zu 8 Gew.-%, besonders bevorzugt
bis zu 5 Gew.-%, mit der Formel (II)
R⁴-O-CH₂-CH₂-OH (II)
worin R⁴ für eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit
1 bis 6, bevorzugt 2 bis 5 Kohlenstoffatomen steht, wobei die
Summe der einzelnen Komponenten 100 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht der gesamten Zusammensetzung, beträgt, und wobei die
Verbindungen der Formel (I) und der Formel (II) unterschiedlich
sind. Die zusätzliche Verwendung dieser Verbindung d)
verbessert die Lösungsmitteleigenschaften der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung.
Beispielhaft für als Komponente d) verwendbare
Verbindungen sind hier Ethoxyethanol, Propoxyethanol, iso-
Propoxyethanol, n-butoxyethanol und 2-Butoxyethanol genannt.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von n-Butoxyethanol.
In jedem Fall muß die Komponente d) eine andere Verbindung
als Komponente c) sein.
Wenn die Oberfläche des zu behandelnden Substrats durch
den Kontakt mit Wasser nicht beeinträchtigt wird, kann die
erfindungsgemäße Zusammensetzung auch einen Anteil bis zu 30
Gew.-%, bevorzugt bis zu 15 Gew.-% Wasser enthalten. Durch die
Zugabe von Wasser wird die Hydrophilie des Gemisches erhöht und
eine leichte Dispergierbarkeit von Schmutzteilchen in der
Reinigungslösung gewährleistet. So eignet sich eine derartige
wasserhaltige Lösung gut zur Reinigung von Leiterplatten.
In einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße
Zusammensetzung auch zusätzlich bis zu 20 Gew.-%,
bevorzugt bis zu 10 Gew.-% eines niederen aliphatischen Alkohols
mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen enthalten. Die Zugabe des Alkohols
dient dabei der Erhöhung der Verdunstungsgeschwindigkeit
infolge von Azeotropbildung bei der Verdampfung der
erfindungsgemäßen Reinigungsmediumzusammensetzung.
Beispielhaft für die verwendbaren Alkohole sind hier
Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butylalkohol, Isobutylalkohol,
Pentanol, Cyclopentanol, Hexanol und Cyclohexanol genannt.
Bevorzugt ist dabei Isopropylalkohol. Anstelle eines einzelnen
Alkohols können auch Mischungen von verschiedenen Alkoholen
verwendet werden, die die zuvor genannte Bedingung erfüllen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Reinigungsmedium
zusammensetzung werden die einzelnen Komponenten, die bei
Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegen, in den unter die
Anspruchsformulierungen fallenden Mengenverhältnissen
zusammengegeben und innig miteinander vermischt. Die so
hergestellten Zusammensetzungen sind direkt gebrauchsfertig.
Zur Reinigung von Leiterplatten können die so
hergestellten erfindungsgemäßen Reinigungsmediumzusammensetzungen
unverdünnt wie ein reines Lösungsmittel verwendet
werden. Dabei werden die zu reinigenden Substrate in die
Reinigerlösung getaucht und gegebenenfalls mit mechanischer
Unterstützung beispielsweise durch Ultraschallbehandlung
vorgereinigt. In einem nächsten Schritt werden die Substrate
mit einer zweiten Reinigerlösung nachgespült und nach Abtropfen
mit Heißluft getrocknet.
Wenn die erste Reinigerlösung durch eine hohe Aufnahme von
Verunreinigungen verbraucht ist, kann zur weiteren Reinigung
die im zweiten Reinigungsschritt zum Nachspülen benutzte
Reinigerlösung anstelle der ersten zur Reinigung und eine
frische Reinigerlösung anstelle der zweiten zum Nachspülen
verwendet werden, so daß eine hohe Ausnutzung der Lösung
gewährleistet ist und der Verbrauch an Reiniger vermindert
wird.
Wenn die Substratoberfläche gegenüber Wasser nicht
empfindlich ist, kann die Reinigung mit einer verdünnten
wäßrigen Lösung der Reinigungsmediumzusammensetzung
durchgeführt werden. Dazu wird das Substrat mit einer 5 bis
15%igen Lösung vorgewaschen, gegebenenfalls mit mechanischer
Unterstützung durch Ultraschall, Fluten, Spritzen und/oder
Wärmezufuhr, danach mit einer gleichen Lösung nachgespült und
nach Abtropfen mit Heißluft getrocknet. Auch bei dieser
Reinigung kann das Spülbad in Kaskaden später als eigentliches
Reinigungsbad verwendet werden.
Bei der so durchgeführten Reinigung von Leiterplatten
werden eventuelle Reste an Reinigerzusammensetzung durch
Ausblasen aus Sacklöchern und Ritzen leicht ausgetrieben, da
eine typische Kapillarwirkung wie bei herkömmlichen Tensiden
nicht zu beobachten ist. Die aufgelöteten Bauteile bleiben bei
diesem Verfahren unversehrt, und die verbrauchten
Reinigungsbäder können leicht, beispielsweise durch Abdampfen,
von den Verunreinigungen befreit und wieder aufgearbeitet
werden.
Zur Reinigung von feinmechanischen Bauteilen wird im all
gemeinen eine erfindungsgemäße Reinigungsmediumzusammensetzung
ohne Wassergehalt verwendet, um einer Korrosionsgefahr vorzu
beugen. Der Korrosion vorzubeugen ist aus dem Grund besonders
wichtig, da Metalloberflächen dieser Bauteile auf wenige Mikro
meter genau gearbeitet sind und oftmals ohne zusätzliche Dichtungen
abdichten, z. B. in Bremsanlagen wie Bremszangen, ABS-
Vorrichtungen für Kfz. Somit kann die Funktion dieser Bauteile
besonders leicht durch Korrosion beeinträchtigt werden.
Diese Bauteile werden in der unverdünnten erfindungsgemäßen
Reinigungszusammensetzung gegebenenfalls mit
mechanischer Unterstützung gereinigt und in einem zweiten
Reinigungsschritt mit der Reinigungszusammensetzung nachgespült
und getrocknet. Verschmutzungen wie Bearbeitungsöle,
Schleifmittel, Korrosionsschutzmittel und auch
Bremsflüssigkeiten werden leicht gelöst, und ebenso werden
Pigmentverschmutzungen wie z. B. Läppmittel entfernt. Die
Entfettung der metallischen Oberflächen ist so weitgehend, daß
auch Armaturen für Sauerstoff und Mikroschalter, die als
Sicherheitsschalter dienen, mit der erfindungsgemäßen
Reinigungsmediumzusammensetzung zuverlässig entfettet werden
können.
Auch Oberflächen von Kunststoffen, die keine
Wechselwirkungen mit den Komponenten der Reinigungszusammensetzung
zeigen, lassen sich auf diese Weise zuverlässig
entfetten.
Es ist ebenso möglich, die feinmechanischen Bauteile in
einem Vorreinigungsschritt mit der Reinigungszusammensetzung
vorzureinigen, und die vorgereinigten Substrate, die eine
geringe, relativ gleichmäßig verteilte Restmenge an
Reinigungszusammensetzung auf der Oberfläche aufweisen, dann
ohne Trocknungsschritt einer Plasmareinigung zu unterwerfen.
Die erfindungsgemäße Reinigungszusammensetzung ist auch
zur Entfernung von nicht oder nur teilweise polymerisiertem
Unterbodenschutz und/oder Lacken geeignet. Dazu kann die
Reinigungszusammensetzung einfach auf ein Wischtuch gegeben
werden, und dann werden die überschüssigen Polymerisatreste
angelöst und von der Oberfläche abgewischt.
Es ist ebenfalls möglich, die erfindungsgemäße
Reinigungsmediumzusammensetzung als Ersatzstoff für die bisher
bei der Reinigung von Textilgeweben verwendeten halogenierten
Kohlenwasserstoffe zu verwenden. Dabei werden die Textilien in
entsprechende Bäder, die die erfindungsgemäße
Reinigungszusammensetzung, bevorzugt in unverdünnter Form,
enthalten, eingetaucht und eine Zeitlang gegebenenfalls mit
mechanischer Unterstützung in den Bädern belassen. Der
Zeitraum, über den die Textilien in den Bädern belassen werden,
ist von dem Verschmutzungsgrad abhängig und kann von einigen
Minuten bis zu mehreren Stunden dauern. Natürlich ist eine
kurze Einwirkungszeit im Hinblick auf kurze Taktzeiten der
Reinigungsanlage wirtschaftlich. Die zu reinigenden Textilien
können aus den üblicherweise in herkömmlichen
Reinigungsanlagen, in denen halogenierte Kohlenwasserstoffe
eingesetzt werden, gereinigten Materialien bestehen und zeigen
i. w. keine Beeinträchtigungen oder Wechselwirkungen durch die
Behandlung mit der erfindungsgemäßen Reinigungszusammensetzung,
ausgenommen solcher Gewebe, die teilweise oder ganz aus
Polyester bestehen und die in der Reinigungszusammensetzung
quellen oder sich ganz auflösen.
Der Fachmann kann jedoch durch einfache Vorversuche
feststellen, welche Textilgewebe zur Behandlung mit der
erfindungsgemäßen Reinigungszusammensetzung geeignet sind.
Bei sämtlichen oben erwähnten Reinigungsverfahren kann der
Trocknungsprozeß vorteilhaft dadurch beschleunigt werden, daß
das gereinigte Substrat, das nach der Reinigung und/oder dem
Klarspülen noch einen dünnen Film aus der
Reinigungszusammensetzung auf der Oberfläche aufweisen kann, in
eine entsprechende Kammer eingebracht wird, in der der
Innendruck abgesenkt wird und so die Verdampfung beschleunigt
wird. Je nach Eignung des Substrates kann der Druck dabei bis
auf einen Wert von einigen hundert Pa abgesenkt werden und so
die Trocknung effektiv beschleunigt werden.
Bei sämtlichen Reinigungsverfahren wirken sich als
entscheidende Vorteile der erfindungsgemäßen
Reinigungsmediumzusammensetzung gegenüber den aus dem Stand der
Technik bekannten Formulierungen die rückstandsfreie
Verdampfbarkeit der Reinigungszusammensetzung ohne
Zwischenspülschritte mit anderen Lösungsmitteln einschließlich
Wasser und die biologische Abbaubarkeit der einzelnen
Komponenten vorteilhaft aus.
Claims (12)
1. Reinigungsmediumzusammensetzung, umfassend:
- a) 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% eines cyclischen, geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffes mit 5 bis 15, bevorzugt 6 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei der Kohlenwasserstoff mindestens eine Alkenyl- und/oder Alkinyleinheit im Molekül und mindestens eine Hydroxylgruppe im Molekül enthält und einen Siedepunkt im Bereich von 50 bis 200°C bei 1,013×10⁵ Pa besitzt,
- b) 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-% eines Lactams oder Lactons einer aliphatischen Carbonsäure mit 5 oder 6 Ringatomen, das durch eine oder mehrere Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann,
- c) 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 65 Gew.-%, einer oder
mehrerer Verbindungen der Formel (I)
R¹-CHOH-CH₂-(-O-CHR³-CH₂-)n-OR² (I)worin
R¹ und R³, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeuten,
R² für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlen stoffatomen und n für eine Zahl von 0 oder 1 stehen,
wobei die Summe der einzelnen Komponenten a), b) und c) 100
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung
beträgt.
2. Reinigungsmediumzusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich
- d) bis zu 12 Gew.-%, bevorzugt bis zu 8 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 5 Gew.-% einer Verbindung der Formel (II) R⁴-O-CH₂-CH₂-OH (II)enthält, worin R⁴ für eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6, bevorzugt 2 bis 5 Kohlenstoffatomen steht, wobei die Summe der einzelnen Komponenten 100 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung, beträgt, und wobei die Verbindungen der Formel (I) und der Formel (II) unterschiedlich sind.
3. Reinigungsmediumzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich bis zu 30 Gew.-%,
bevorzugt bis zu 15 Gew.-% Wasser enthält, wobei die Summe der
einzelnen Komponenten 100 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
gesamten Zusammensetzung, beträgt.
4. Reinigungsmediumzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich
bis zu 20 Gew.-%, bevorzugt bis 10 Gew.-% eines niederen,
cyclischen, geradkettigen oder verzweigten aliphatischen
Alkohols mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen enthält, wobei die Summe
der einzelnen Komponenten 100 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
der gesamten Zusammensetzung, beträgt.
5. Reinigungsmediumzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente
a) ein geradkettiger oder verzweigter aliphatischer
Kohlenwasserstoff mit 7 bis 11 Kohlenstoffatomen eingesetzt
wird, wobei der Kohlenwasserstoff mindestens eine
Alkinyleinheit im Molekül und mindestens eine Hydroxylgruppe im
Molekül enthält und einen Siedepunkt im Bereich von 50 bis
200°C bei 1,013×10⁵ Pa besitzt.
6. Reinigungsmediumzusammensetzung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente a) 3,5-Dimethyl-1-
hexin-3-ol eingesetzt wird.
7. Reinigungsmediumzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente
b) ein Lactam oder Lacton einer aliphatischen Carbonsäure mit 5
Ringatomen, das durch eine oder mehrere Alkylgruppen mit 1 bis
6 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann, eingesetzt wird.
8. Reinigungsmediumzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente
c) ein Gemisch von mindestens zwei verschiedenen Verbindungen
der Formel (I)
R¹-CHOH-CH₂-(-O-CHR³-CH₂-)n-OR² (I)eingesetzt wird, wobei für eine erste Verbindung R¹ Methyl
bedeutet, R² für eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen
und n für die Zahl 0 stehen, und wobei für eine zweite
Verbindung R¹ und R³ Methyl bedeuten, R² für eine Alkylgruppe
mit 1-4 Kohlenstoffatomen und n für die Zahl 1 stehen.
9. Verwendung der Reinigungsmediumzusammensetzung nach
einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Reinigung von feinmechanischen
Teilen, elektronischen Bauteilen und Leiterplatten.
10. Verwendung der Reinigungsmediumzusammensetzung nach
einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Entfernung von nicht oder
teilweise polymerisiertem Unterbodenschutz und Lacken in der
Automobilindustrie.
11. Verwendung der Reinigungsmediumzusammensetzung nach
einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Reinigung von Textilgeweben.
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8363 | Opposition against the patent | ||
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