DE69124836T2 - Lösungsmittel zum Reinigen - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft die Verwendung eines fluorierten Cyclopentans oder eines Gemisches fluorierter Cyclopentane als Reinigungslösungsmittel. Das Reinigungslösungsmittel weist gute Lösekraft und Reinigungswirkung auf, schließt kein Risiko der Zerstörung der Ozonschicht ein, da es kein Chloratom enthält, und es kann im gemischten Zustand verwendet werden.
- Halogenierte Kohlenwasserstoffe wurden bis jetzt als Reinigungslösungsmittel für Kunststoff- und Kautschukartikel und elektronische Teile verwendet und sie weisen Eigenschaften wie Chloratome oder Chlor- und Fluoratome enthaltende Kohlenwasserstoffe auf. Diese Kohlenwasserstoffe sind nicht brennbar, wenig toxisch und stabil, und sie können Wachse, Fette und Öle ohne Korrodieren der Oberflächen von Kunststoff- und Kautschukartikeln lösen. Demgemäß werden sie in einem weiten Bereich in verschiede nen industriellen Fachgebieten verwendet.
- Als Kohlenwasserstoffe dieses Typs sind chlorhaltige Verbindungen, wie Trichlorethylen und Tetrachlorethylen, und Verbindungen des Freon -Typs, wie Trifluortrichlorethan (Freon 113) bekannt. Letztere Kohlenwasserstoffe des Freon -Typs sind insbesondere wenig toxisch und weisen daher einen sehr weiten Bereich der Anwendung auf.
- Es ist jedoch bekannt, daß die halogenierten Kohlenwasserstoffe mit diesen Eigenschaften, insbesondere die in einem breiten Bereich anwendbaren chlorhaltigen Verbindungen des Freon -Typs Umweltprobleme der Zerstörung der die Erde umgebenden Ozonschicht bewirken, und der Trend der internationalen Meinung ist, die verwendeten Mengen dieser Verbindungen zu vermindern oder die Verwendung dieser Verbindungen zu verhindern.
- Um dieses Problem zu bewältigen, wurden verschiedene Alternativen für Freon 113 praktisch untersucht, aber es wurde keine wirksame Substanz gefunden. Als Maßnahme zur Verminderung der verwendeten Menge an Verbindungen des Freon -Typs wurde die gemischte Verwendung dieser Verbindungen mit einem anderen organischen Lösungsmittel vorgeschlagen und praktisch verwendet. Dennoch weist die gemischte Verwendung ein Problem insofern auf, daß die Reinigungswirkung nicht stark ist und die Anwendungsausführungsform einschließlich Rückgewinnung und wiederholter Verwendung nicht praktikabel ist.
- Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Reinigungslösungsmittels, das das Problem eines aus einer Verbindung des Freon -Typs bestehenden üblichen Reinigungslösungsmittels, das gering toxisch und leicht zu handhaben ist, das heißt die Zerstörung der Ozonschicht wegen des Vorhandenseins von Chloratomen, lösen kann. Das verwendete Reinigungslösungsmittel ist nicht brennbar, weist gute Lösekraft und Reinigungswirkung auf und behält die Vorzüge geringer Toxizität bei und schließt keine Risiken der Zerstörung der Ozonschicht ein, da keine Chloratome vorhandensind.
- Die Aufgabe wurde durch Verwendung eines Reinigungslösungsmittels gelöst, das ein fluoriertes Cyclopentan der folgenden Formel (I):
- C5H10-nFn (I)
- in der n eine ganze Zahl von 5 bis 8 ist, umfaßt.
- Insbesondere wird das vorstehend erwähnte fluorierte Cyclopentan als Reinigungslösungsmittel zum Reinigen eines Kunststoff- oder Kautschukartikels oder eines elektronischen Teils durch Inkontaktbringen des Kunststoff- oder Kautschukartikels oder des elektronischen Teils mit dem vorstehend erwähnten fluorierten Cyclopentan verwendet.
- Das bei der vorliegenden Erfindung als Reinigungslösungsmittel verwendete fluorierte Cyclopentan weist eine Struktur, gebildet durch Ersetzen von Wasserstoffatomen durch Fluoratome bei als Verdünnungsmittel oder dgl. auf verschiedenen Fachgebieten verwendetem Cyclopentan, auf, und das fluorierte Cyclopentan weist gute Wirkung als Reinigungslösungsmittel für Kunststoff- und Kautschukartikel und elektronische Teile auf.
- Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Cyclopentan ist dadurch gekennzeichnet, daß es nicht nur in Form einer einzelnen Verbindung sondern auch in Form eines Gemisches von Verbindungen der Formel C5H10-nFn verwendet werden kann, die verschiedene n-Werte im Bereich von 5 bis 8 aufweisen.
- Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete fluorierte Cyclopentan kann als einzelnes Reinigungslösungsmittel zum Reinigen von Kunststoffartikeln, Kautschukartikeln und elektronischen Teilen, zum Beispiel Kunststoffen für gedruckte Schaltungen, aber wenn gewünscht kann das fluorierte Cyclopentan in Form von Gemischen mit ver schiedenen Lösungsmitteln verwendet werden, die üblicherweise für Freon 113 verwendet werden, wobei ihre Lösekraft erhöht werden kann und Flußmittel, Öle und Fette wirksam entfernt werden können. Alkohole können als typische Beispiele solcher Lö sungsmittel erwähnt werden. Die Reinigung von Kunststoffartikeln, Kautschukartikeln und elektronischen Teilen mit dem erfindungsgemäßen fluorierten Cyclopentan wird üblicherweise bei einer Temperatur von 0 bis 100ºC 1 Sekunde bis 5 Stunden lang durchgeführt.
- Wenn das fluorierte Cyclopentan als Reinigungslösungsmittel verwendet wird, können verschiedene Stabilisatoren in das fluorierte Cyclopentan eingemischt werden. Zum Beispiel können aliphatische Nitroverbindungen, wie Nitromethan und Nitroethan, Acetylenalkohole, wie 3-Methyl-1-butin-3-ol und 3-Methyl-1-pentin-3-ol, Epoxide, wie Glycid, Methylglycidylether und Allylglycidylether, Ether, wie Dimethoxymethan und 1,4-Dioxan, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Hexen, Hepten, Gydopenten und Cydohexen, ungesättigte Alkohole, wie Allylalkohol und 1-Buten-3-ol, und Acrylsäure ester, wie Acrylsäuremethylester und Acrylsäureethylester, erwähnt werden.
- Außerdem können zum Erhalt einer synergistischen Stabilisierungswirkung Phenole, Amine und Benzotriazole in Kombination mit den Stabilisatoren verwendet werden.
- Ein Verdünnungsmittel kann zusammen mit einem Stabilisator verwendet werden. Zum Beispiel können gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan, Cyclohexan, Heptan und Hexan als Verdünnungsmittel erwähnt werden.
- Das Verfahren zur Herstellung des fluorierten Cyclopentans ist bereits bekannt. Zum Beispiel ist ein Verfahren bekannt, das die Umsetzung von Cyclopentan als Ausgangssubstanz mit einem Metallfluorid mit größerer atomarer Wertigkeit, wie Cobalttrifluorid, umfaßt. Gemäß dem Verfahren werden die Wasserstoffatome von Cyclopentan durch Fluoratome ersetzt und ein Gemisch verschiedener fluorierter Cyclopentane wird erhalten. Bei dem Gemisch liegt die durchschnittliche Zahl der Fluoratome in den fluorierten Cyclopentanen üblicherweise im Bereich von 6 bis 8. Das Gemisch kann direkt als erfindungsgemäßes Reinigungslösungsmittel verwendet werden. Ein Gemisch mit einem gewünschten Siedepunkt oder eine Verbindung mit einer gewünschten Substitutionszahl von Fluoratomen kann durch Einstellen der Reaktionsbedingungen oder durch fraktionierte Destillation des Reaktionsprodukts erhalten werden.
- 3 Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete fluorierte Cyclopentan weist gute Reinigungswirkung als Lösungsmittel auf. Das fluorierte Cyclopentan ist bei Verwendung thermisch stabil und die Stabilität ist vergleichbar mit der herkömmlich verwendeter Verbindungen des Freon -Typs, und das erfindungsgemäße Reinigungslösungsmittel ergibt keinen schlechten Einfluß, wie Quellen und Korrosion von Kunststoff- und Kautschukartikeln.
- Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete fluorierte Cyclopentan ist nicht brennbar und außerdem durch das Vorhandensein von gebundenen Wasserstoffatomen zersetzbar. Ferner besteht, da das fluorierte Cyclopentan kein Chloratom enthält, kein Risiko der Zerstörung der Ozonschicht als globales Umweltproblem.
- Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen durch die folgenden Beispiele der Herstellung und Beurteilung des fluorierten Cyclopentans beschrieben, die in keiner Weise die vorliegende Erfindung einschränken.
- (1) Ein rostfreier Stahlreaktor mit einer Innenkapazität von 11 wurde mit 2 mol Cobalttrifluorid und 60 mmol Cyclopentan beschickt und die Reaktion 2 Stunden bei 200ºC durchgeführt. Das als Nebenprodukt gebildete Wasserstofffluorid wurde entfernt und dann das Reaktionsprodukt einer einfachen Destillation unterzogen, wobei 10 g eines Produkts erhalten wurden. Wenn das Produkt durch Gaschromatographie analysiert wurde, wurde festgestellt, daß die durchschnittliche Zahl der in das Cyclopentan eingeführten Fluoratome 6.7 betrug.
- Die durchschnittliche Zahl der eingeführten Fluoratome ist ein gewogener Mittelwert der Zahl der Fluoratome in einem Molekül der jeweiligen Bestandteile des Gemisches gemäß der molaren Anteile der jeweiligen Bestandteile.
- (2) Dann wurden 90 g eines gemäß dem vorstehend erwähnten Verfahren erhaltenen Reaktionsprodukts unter Atmosphärendruck unter Verwendung einer Destillationssäule mit einer theoretischen Bödenzahl von 5 destilliert, um das Reaktionsprodukt in drei Fraktionen zu trennen. Die Gewichte und Siedepunkte der jeweiligen Fraktionen sind in Tabelle 1 aufgeführt und die durchschnittliche Zahl der eingeführten Fluoratome und der Zusammensetzungen sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 1 Tabelle 2
- Anmerkung: *1 Durchschnittliche Zahl der Fluoratome in den fluorierten Cyclopentanen.
- *2 F&sub5; bis F&sub1;&sub0; geben die fluorierten Cyclopentane mit der angegebenen Zahl an Fluoratomen im Molekül an. Zum Beispiel geben F&sub5; und F&sub6; C&sub5;F&sub5;H&sub5; bzw. C&sub5;F&sub5;H&sub4; an.
- Der Test der Reinigung eines Flußmittels für eine gedruckte Schaltung wurde unter Verwendung der im Bezugsbeispiel erhaltenen Fraktionen gemäß folgendem Verfahren durchgeführt.
- Ein Flußmittel (H-10F, erhältlich von San-Hayato Kabushiki Kaisha) wurde auf eine glatte Glasplatte aufgetragen und 30 Minuten bei 30ºC getrocknet. Dann wurde die beschichtete Glasplatte 30 Sekunden in die Fraktion eingetaucht, und die Flußmittel ent fernende Wirkung mit dem bloßen Auge untersucht. Bei Fraktion Nr. 3 wurde das Flußmittel vollständig entfernt, wie es bei Freon 113 der Fall ist. Bei den Fraktionen Nr.1 und Nr.2 verblieb eine sehr geringfügige Menge des Flußmittels, aber die Reimgungswirkung war zufriedenstellend.
- Die Einflüsse der im Bezugsbeispiel erhaltenen jeweiligen Fraktionen auf ein zu beschichtendes Substrat wurden gemäß folgenden Verfahren untersucht.
- In einem geschlossenen Behälter wurde ein Polypropylenteststück (5 mm x 50 mm x 2 mm) in die Fraktion eingetaucht und man ließ das Teststück 4 Stunden in diesem Zustand bei 50ºC stehen. Dann wurde die Gewichtsänderung bestimmt. Bei allen Fraktionen war die Gewichtsänderung kleiner als 1 %.
- Für den Bezug wurde der Test ähnlich unter Verwendung von Freon 113 durchgeführt. Es wurde festgestellt, daß die Gewichtsänderung kleiner als 1 % war.
- Der thermische Stabilitätstest wurde in bezug auf jede der im Bezugsbeispiel erhaltenen Fraktionen durchgeflihrt. Es wurde festgestellt, daß bei jeder Fraktion die Temperatur des Beginns der Zersetzung im Bereich von etwa 300ºC bis etwa 400ºC lag, was fast vergleichbar mit der Höhe von Freon 113 war.
Claims (3)
1. Verwendung eines fluorierten Cyclopentans oder eines Gemisches fluorierter
Cydopentane der folgenden Formel (1):
C5H10-nFn (I)
in der n eine ganze Zahl von 5 bis 8 ist, als Reinigungslösungsmittel.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Zahl der Fluoratome
in den fluorierten Cyclopentanen nn Gemisch 6 bis 8 beträgt.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2 zur Reinigung eines elektronischen Teils,
eines Kunstoffartikels oder eines Kautschukartikels.
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