EP0756023A1 - Procédé de dégraissage à base de peroxyde d'hydrogène et applications à des articles métalliques - Google Patents

Procédé de dégraissage à base de peroxyde d'hydrogène et applications à des articles métalliques Download PDF

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Publication number
EP0756023A1
EP0756023A1 EP96401579A EP96401579A EP0756023A1 EP 0756023 A1 EP0756023 A1 EP 0756023A1 EP 96401579 A EP96401579 A EP 96401579A EP 96401579 A EP96401579 A EP 96401579A EP 0756023 A1 EP0756023 A1 EP 0756023A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydrogen peroxide
bath
ethoxylated
weight
degreasing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP96401579A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thierry Sindzingre
Christine Devos
Raymond Soumarmon
Eric Duchateau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Chemoxal SA
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemoxal SA, Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Chemoxal SA
Publication of EP0756023A1 publication Critical patent/EP0756023A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/667—Neutral esters, e.g. sorbitan esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
    • C11D3/3947—Liquid compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/24—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with neutral solutions

Definitions

  • the present invention generally relates to the field of degreasing and industrial cleaning of manufactured parts and mainly relates to the use of compositions based on hydrogen peroxide as a degreasing agent, in particular for metallic parts.
  • aqueous process aqueous process
  • solvent process aqueous process
  • chlorinated solvents there are petroleum solvents and chlorinated solvents, the latter being subdivided into two subgroups: chlorinated solvents and chlorofluorinated solvents.
  • chlorinated solvents are toxic to humans and harmful to the environment, since they are in particular suspected of destroying the ozone layer.
  • chlorinated solvents are currently subject to strict regulations intended to limit or even prohibit them.
  • CFC chlorofluorinated solvents
  • T111 trichloroethane 111
  • the present invention aims to solve the technical problem consisting in the supply of degreasing compositions capable of being used in replacement of chlorinated solvents, with the same efficiency as the latter but without having the drawbacks mentioned above.
  • the present invention also aims to solve the technical problem consisting in the supply of a process allowing the implementation on an industrial scale of these degreasing compositions.
  • mixtures consisting of an aqueous solution containing 3 to 50% by weight of hydrogen peroxide and an effective amount of at least one surfactant wetting agent, stable in an oxidizing medium, have very good degreasing properties and can be advantageously used for cleaning parts, particularly metallic ones.
  • this prior document generally describes aqueous solutions of hydrogen peroxide containing any surfactant, the weight ratio between this surfactant and hydrogen peroxide being between about 1: 1 and 1:10 000.
  • document EP 351 772 does not include any indication likely to encourage the skilled person to use a surfactant in general, and a fortiori a wetting surfactant, to produce a degreasing composition based on hydrogen peroxide.
  • the invention aims to cover the use of a mixture consisting of an aqueous solution containing from 3 to 50% and preferably from 10% to 40% by weight of hydrogen peroxide and d an effective amount of at least one wetting surfactant, stable in an oxidizing medium, as a degreasing composition, in particular for cleaning metal parts.
  • wetting surfactants can be used in the context of the present invention to improve the degreasing properties of aqueous solutions of hydrogen peroxide.
  • surfactants can be anionic, nonionic, cationic or amphoteric.
  • anionic agents which may be used, mention will be made more particularly of organic mono, di and tri esters of phosphoric acid, fatty acids and sulphonated esters, carboxylated ethoxylated fatty alcohols sold in particular under the name AKYPO by the company CHEMY as well as alkylnaphthalenesulfonates.
  • cationic surfactants which may be used, there may be mentioned more particularly quaternary ammoniums and the amine and imidazoline salts.
  • amphoteric surfactants which may be used, mention will be made more particularly of betaines.
  • the amount of surfactants to be used depends of course on the nature of the surfactant, and on the general conditions for implementing the degreasing treatment but can be easily determined by a person skilled in the art.
  • the weight ratio between the surfactant and the hydrogen peroxide in the mixtures to be used will be between 1:10 and 1: 1000, preferably between 1:30 and 1: 100.
  • the aqueous solution containing hydrogen peroxide can be prepared by diluting a concentrated hydrogen peroxide solution in an aqueous medium.
  • Ethoxylated sorbitan esters used in a weight ratio of about 1: 100 with a 35% hydrogen peroxide solution provide the presently preferred embodiment of the invention when working at 60 ° C.
  • the preferred solution comprises, as active agent: from 10 to 15% by weight of hydrogen peroxide and from 0.3 to 0.5% of ethoxylated sorbitan esters.
  • ethoxylated sorbitan esters preferably used in the context of the present invention, mention will be made in particular of ethoxylated sorbitan monolaurate, and in particular the product sold under the name MONTANOX 20® by the company SEPPIC.
  • the invention in a second aspect, relates to an aqueous solution comprising as active agent 10 to 15% by weight of hydrogen peroxide and 0.3 to 0.5% by weight of ethoxylated sorbitan monolaurate.
  • the subject of the invention is an aqueous solution comprising as active agent 30 to 50% by weight of hydrogen peroxide and 0.5% to 1% by weight of ethoxylated sorbitan monolaurate.
  • a ready-to-use solution can be used by diluting it by 1 ⁇ 2, or without diluting it as an adjunct to readjust the hydrogen peroxide titer of the working solution during a degreasing operation.
  • agent (s) stabilizing the hydrogen peroxide so as to increase the duration of use of the degreasing composition.
  • the nature of the surfactant and the concentrations of hydrogen peroxide and of surfactant within the immersion bath are as defined above.
  • the aforementioned immersion of the parts in the bath will be accompanied by a mechanical action intended to facilitate contact between the parts and the bath.
  • This mechanical action could for example consist in the use of jets, means of agitating the bath or parts, or even in the use of ultrasound.
  • the temperature and duration conditions of the immersion step depend in particular on the concentrations of hydrogen peroxide and of surfactant.
  • the duration of the immersion treatment will be shorter the higher the bath temperature.
  • the centrifugal force due to the rotation of the plate allows the spreading of the oil mixture on the surface thereof, and the quantity of oil sprayed must be such that the plate is completely covered and that an excess of oil be thrown aside.
  • the plates thus polluted are placed in beakers of sufficient size so that the plate can rest flat in the beaker.
  • a clean and inert support with respect to hydrogen peroxide is placed between the bottom of the beaker and the plate, so as to allow free circulation of the solution to be tested, over the entire surface of the plate.
  • the hot tests were carried out in a water bath under an extractor hood.
  • the bath is heated to the desired temperature until the thermal equilibria are achieved, then the plate is introduced there.
  • the thermal inertia of the latter is low enough not to cause a temperature variation during its installation.
  • the treated plate is removed from the bath, then rinsed with running water and finally dried in the vertical position.
  • This method consists in carefully applying a piece of adhesive tape to the surface to be tested, then removing it and sticking it on a sheet of white paper.
  • the method which has been used in the context of the invention is a variant of the scotch test based on the observation that the color of a clean plate is lighter than that of a polluted plate.
  • the parts are covered with a liquid film containing hydrogen peroxide, surfactant and various matters coming from pollution.
  • the latter generally oily and hydrophobic, tend to form micelles with the surfactant molecules.
  • the water and hydrogen peroxide evaporate and these micelles are redeposited on the surface of the part.
  • the wetting surfactant used in the context of these tests is an ethoxylated sorbitan monolaurate (product MONTANOX 20®).
  • this surfactant is only mentioned as a specific and preferred illustrative example, but as indicated above, the skilled person will be able to find, in particular among the classes of surfactants mentioned above, other compounds leading to the desired result.
  • Test No. 1 was carried out under relatively severe operating conditions, the hydrogen peroxide concentration being 35% by weight, the bath temperature of 70 ° C and the immersion time of 30 minutes.
  • the bath temperature is 70-75 ° C and the immersion time 15 minutes.
  • test # 3 A bath consisting only of distilled water is completely ineffective (test # 3).
  • this threshold is between 50 and 70 ° C, for an immersion time of 15 minutes.
  • the test at 60 ° C. proves to be a relatively satisfactory compromise between the duration of the treatment and the temperature of the bath for use in the mechanical industry.
  • Tests n ° 9 to 12 carried out between 80 and 87 ° C show that the minimum time to reach an acceptable level of cleanliness is around 2.5 minutes.
  • Tests 13 and 14 show that a satisfactory result can be obtained for a bath temperature of 90 ° C and an immersion time of 2.5 minutes.
  • an optimum concentration of surfactant is 3.5 g / l under treatment conditions which can be used on an industrial scale.
  • Tests No. 19 and 20 show that the concentration of hydrogen peroxide necessary to obtain the desired result depends on the temperature of the bath.
  • test 20 shows that 15% H 2 O 2 solutions can be used if the bath temperature is increased to 70 ° C. and after an immersion of approximately 5 minutes, the result obtained is rated 3+.
  • the process according to the present invention has many advantages.

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Abstract

La présente invention concerne l'utilisation d'un mélange constitué d'une solution aqueuse contenant de 3 à 50 % en poids de peroxyde d'hydrogène et d'une quantité efficace d'au moins un agent tensioactif mouillant, stable en milieu oxydant, comme composition dégraissante notamment pour le nettoyage de pièces métalliques. Elle concerne en outre un procédé de dégraissage mettant en oeuvre ce mélange. Application : dégraissage industriel dans l'industrie mécanique.

Description

  • La présente invention se rapporte généralement au domaine du dégraissage et du nettoyage industriel de pièces manufacturées et a principalement pour objet l'utilisation de compositions à base de peroxyde d'hydrogène comme agent dégraissant notamment pour pièces métalliques.
  • Au cours de sa fabrication, une pièce mécanique subit différents traitements de nettoyage et de dégraissage.
  • Ces traitements peuvent être réalisés soit au moyen de solutions aqueuses ("procédé aqueux"), soit au moyen de solvants ("procédé aux solvants").
  • Parmi les solvants actuellement utilisés pour la mise en oeuvre de ces derniers traitements, on distingue les solvants pétroliers et les solvants chlorés, ces derniers se subdivisant en deux sous-groupes : les solvants chlorés et les solvants chlorofluorés.
  • Les solvants chlorés sont principalement employés pour le nettoyage et le dégraissage des métaux à différents stades :
    • dégraissage inter-opérations,
    • nettoyage final,
    • dégraissage avant traitement de surface ,
    • nettoyage d'entretien.
  • Ces solvants présentent en effet de nombreux avantages dans ces applications.
  • En particulier, ils possèdent de bonnes propriétés dégraissantes, quel que soit le type de pollution à nettoyer, et sont compatibles avec tous les matériaux.
  • De plus, leur point d'ébullition étant relativement bas, il est possible de les utiliser en phase vapeur avec une dépense d'énergie relativement faible.
  • Enfin, ils peuvent être utilisés à chaud pratiquement sans risque car ils ne présentent pas de point éclair.
  • Cependant, les solvants chlorés sont toxiques vis-à-vis de l'homme et nuisibles pour l'environnement, puisqu'ils sont notamment soupçonnés de détruire la couche d'ozone.
  • Pour ces raisons, les solvants chlorés font actuellement l'objet d'une réglementation sévère destinée à en limiter, voir même à en interdire l'utilisation, dans le cas particulier des solvants chlorofluorés (CFC) et du trichloroéthane 111(T111).
  • Dans ces conditions, la présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant en la fourniture de compositions dégraissantes susceptibles d'être utilisées en remplacement des solvants chlorés, avec la même efficacité que ces derniers mais sans en présenter les inconvénients rappelés précédemment.
  • La présente invention a également pour but de résoudre le problème technique consistant en la fourniture d'un procédé permettant la mise en oeuvre à l'échelle industrielle de ces compositions dégraissantes.
  • Il a été découvert, et ceci constitue le fondement de la présente invention, que les mélanges constitués d'une solution aqueuse contenant de 3 à 50 % en poids de peroxyde d'hydrogène et d'une quantité efficace d'au moins un agent tensioactif mouillant, stable en milieu oxydant, présentent de très bonnes propriétés dégraissantes et peuvent être avantageusement utilisés pour le nettoyage de pièces notamment métalliques.
  • Certains mélanges tels que ceux utilisés dans le cadre de la présente invention ont déjà été décrits de façon générique dans le document EP 0 351 772.
  • Plus précisément, ce document antérieur décrit d'une façon générale des solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène contenant un agent tensioactif quelconque, le rapport pondéral entre cet agent tensioactif et le peroxyde d'hydrogène étant compris entre environ 1:1 et 1:10 000.
  • Il est à noter que, selon ce document antérieur, l'agent tensioactif a essentiellement pour fonction :
    • d'une part, de stabiliser la solution de peroxyde d'hydrogène contre l'activité catalytique d'ions métalliques, et en particulier d'ions cuivriques ; et
    • d'autre part, de faciliter le rinçage de pièces métalliques traitées par une solution de peroxyde d'hydrogène.
  • Cependant, le document EP 351 772 ne comporte aucune indication susceptible d'inciter l'homme de métier à utiliser un agent tensioactif en général, et à fortiori un agent tensioactif mouillant, pour réaliser une composition dégraissante à base de peroxyde d'hydrogène.
  • Ainsi, selon un premier aspect, l'invention vise à couvrir l'utilisation d'un mélange constitué d'une solution aqueuse contenant de 3 à 50 % et de préférence de 10 % à 40 % en poids de peroxyde d'hydrogène et d'une quantité efficace d'au moins un agent tensioactif mouillant, stable en milieu oxydant, comme composition dégraissante notamment pour le nettoyage de pièces métalliques.
  • De nombreux agents tensioactifs mouillants peuvent être utilisés dans le cadre de la présente invention, pour améliorer les propriétés dégraissantes de solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène.
  • Ces agents tensioactifs peuvent être anioniques, non ioniques, cationiques ou amphotères.
  • Parmi les agents anioniques susceptibles d'être utilisés, on mentionnera plus particulièrement les mono, di et tri esters organiques de l'acide phosphorique, les acides gras et esters sulfonés, les alcools gras ethoxylés carboxylés commercialisés notamment sous la dénomination AKYPO par la société CHEMY ainsi que les alkylnaphthalènes sulfonates.
  • Parmi les agents tensioactifs non ioniques susceptibles d'être utilisés, on mentionnera plus particulièrement :
    • les dérivés non alkoxylés suivants :
      les alkyls polyglucosides, les alcanol amides d'acides gras, les oxydes d'amines ;
    • les dérivés alkoxylés suivants :
      les alcools et alkylphénols alkoxylés, les copolymères d'oxydes d'éthylène et de propylène, les acides gras éthoxylés, les esters de sorbitan éthoxylés, les glycérides éthoxylés, les amines et amides alkoxylées, les dérivés alkoxylés des alcools perfluorés et polyfluorés.
  • Parmi les agents tensioactifs cationiques susceptibles d'être utilisés, on mentionnera plus particulièrement les ammoniums quaternaires et les sels d'amine et d'imidazoline.
  • Enfin, parmi les agents tensioactifs amphotères susceptibles d'être utilisés, on mentionnera plus particulièrement les bétaïnes.
  • Les meilleurs résultats ont été obtenus en utilisant des agents tensioactifs mouillants non ioniques à caractère hydrophile et plus particulièrement les esters de sorbitan éthoxylés.
  • La quantité d'agents tensioactifs à utiliser dépend bien entendu de la nature du tensioactif, et des conditions générales de mise en oeuvre du traitement de dégraissage mais pourra être facilement déterminé par l'homme de métier.
  • D'une façon générale, le rapport pondéral entre l'agent tensioactif et le peroxyde d'hydrogène au sein des mélanges à utiliser sera compris entre 1:10 et 1:1000, de préférence entre 1:30 et 1:100.
  • La solution aqueuse contenant le peroxyde d'hydrogène peut être préparée par dilution dans un milieu aqueux d'une solution de peroxyde d'hydrogène concentrée.
  • Des esters de sorbitan ethoxylés utilisés dans un rapport pondéral d'environ 1:100 avec une solution de peroxyde d'hydrogène à 35 % fournissent le mode de réalisation actuellement préféré de l'invention lorsque l'on travaille à 60°C.
  • Lorsque l'on opère à 70°C, la solution préférée comprend comme agent actif : de 10 à 15 % du poids de peroxyde d'hydrogène et de 0,3 à 0,5 % d'esters de sorbitan éthoxylés.
  • Parmi les esters de sorbitan éthoxylés utilisés de préférence dans le cadre de la présente invention, on citera en particulier le monolaurate de sorbitan ethoxylé, et notamment le produit commercialisé sous la dénomination MONTANOX 20® par la société SEPPIC.
  • Dans un second aspect, l'invention a pour objet une solution aqueuse comportant comme agent actif 10 à 15 % en poids de peroxyde d'hydrogène et 0,3 à 0,5 % en poids de monolaurate de sorbitan éthoxylé.
  • Dans un troisième aspect, l'invention a pour objet une solution aqueuse comportant comme agent actif 30 à 50 % en poids de peroxyde d'hydrogène et 0,5 % à 1 % en poids de monolaurate de sorbitan éthoxylé. Une telle solution, prête à l'emploi peut être utilisée en la diluant à ½, ou bien sans la diluer comme appoint pour réajuster le titre en peroxyde d'hydrogène de la solution de travail pendant une opération de dégraissage.
  • II est possible d'ajouter au mélange utilisé conformément à la présente invention un ou plusieurs agent(s) stabilisant le peroxyde d'hydrogène, de façon à augmenter la durée d'utilisation de la composition dégraissante.
  • On citera en particulier à cet effet les composés ayant la propriété de former des complexes avec les métaux comme par exemple les composés aminocarboxyliques et aminophosphoniques et les stabilisants tels que le stannate de sodium et le pyrophosphate de sodium décrits dans la littérature.
  • Selon un quatrième aspect, la présente demande vise à couvrir un procédé de dégraissage de pièces notamment métalliques caractérisé en ce qu'il consiste :
    • à immerger lesdites pièces dans un bain comprenant un mélange constitué d'une solution aqueuse contenant de 3 à 50 % en poids de peroxyde d'hydrogène et d'une quantité efficace d'au moins un agent tensioactif mouillant, stable en milieu oxydant, à une température comprise entre 15 et 100 °C, de préférence entre 25 et 90 °C, pendant une durée comprise entre 5 secondes et 60 minutes, de préférence de 5 à 30 minutes ; et,
    • à rincer lesdites pièces ainsi traitées .
  • La nature de l'agent tensioactif et les concentrations en peroxyde d'hydrogène et en agent tensioactif au sein du bain d'immersion sont telles que définies précédemment.
  • Avantageusement, l'immersion précitée des pièces dans le bain sera accompagnée d'une action mécanique destinée à faciliter le contact entre les pièces et le bain.
  • Cette action mécanique pourra par exemple consister en l'utilisation de jets, de moyens d'agitation du bain ou des pièces, ou encore en l'utilisation d'ultra-sons.
  • Les conditions de température et de durée de l'étape d'immersion dépendent notamment des concentrations en peroxyde d'hydrogène et en agent tensioactif.
  • D'une façon générale, la durée du traitement d'immersion sera d'autant plus courte que la température du bain sera élevée.
  • L'homme de métier n'aura aucune difficulté à déterminer les conditions de température et de durée appropriées dans chaque cas particulier.
    • MISE EN EVIDENCE DES PROPRIETES DES MELANGES UTILISEES DANS LE CADRE DE L'INVENTION
  • Les propriétés dégraissantes des mélanges de peroxyde d'hydrogène et d'agents tensioactifs ont été mises en évidence de la façon suivante :
  • Des plaques d'acier inoxydable (10 cm x 10 cm) ont été polluées de façon contrôlée.
  • A cet effet, un mélange d'huile dans de l'hexane est projetée sur une plaque préalablement disposée sur un plateau mis en rotation.
  • La force centrifuge due à la rotation de la plaque permet l'étalement du mélange d'huile à la surface de celle-ci, et la quantité d'huile projetée doit être telle que la plaque soit entièrement recouverte et qu'un excès d'huile soit projeté de côté.
  • Les deux faces de chaque plaque sont ainsi préparées.
  • Des mesures de poids avant et après pollution ont montré que la quantité d'huile déposée sur chaque face par cette méthode était de l'ordre de 2 mg, ce qui correspondant à une concentration de 0,2 g / m2.
  • Les plaques ainsi polluées sont disposées dans des béchers de dimensions suffisantes pour que la plaque puisse reposer à plat dans le bécher.
  • Un support propre et inerte vis-à-vis du peroxyde d'hydrogène est placé entre le fond du bêcher et la plaque, de façon à permettre une libre circulation de la solution à tester, sur l'entière surface de la plaque.
  • Les essais à chaud ont été effectués au bain marie sous une hotte aspirante.
  • Le bain est chauffé à la température désirée jusqu'à ce que les équilibres thermiques soient réalisés, puis y est introduite la plaque.
  • L'inertie thermique de cette dernière est suffisamment faible pour ne pas entraîner de variation de température lors de sa mise en place.
  • A la fin de chaque essai, la plaque traitée est retirée du bain, puis rincée à l'eau courante et enfin séchée en position verticale.
  • L'évaluation de l'état de propreté d'une surface est un problème délicat.
  • En effet, il n'existe pas à ce jour de moyen simple, rigoureux et absolu de quantifier la propreté de la surface d'une pièce.
  • Une méthode susceptible d'être utilisée afin d'évaluer l'état de propreté d'une surface est la méthode dite "test du scotch®".
  • Cette méthode consiste à appliquer avec soin un bout de ruban adhésif sur la surface à tester, puis à l'enlever et à le coller sur une feuille de papier blanc.
  • On suppose que le scotch a entraîné avec lui toute la pollution à l'endroit où il a été en contact avec la plaque. Dans ces conditions, lorsque le scotch est disposé sur la feuille blanche, on peut apprécier visuellement son changement de couleur en se référant à une échelle pré-établie.
  • Cette méthode n'a cependant pas pu être appliquée dans la mesure où l'huile déposée sur les plaques inoxydables est incolore, si bien qu'il n'apparaît aucun changement de couleur du scotch®.
  • La méthode qui a été utilisée dans le cadre de l'invention est une variante du test du scotch fondée sur la constatation du fait que la couleur d'une plaque propre est plus claire que celle d'une plaque polluée.
  • En supposant que le scotch enlève toute pollution grasse à la surface de la plaque, une trace claire doit apparaître, lorsque après avoir été appliquée sur une plaque polluée, le scotch est enlevé.
  • L'évaluation de l'action dégraissante du bain a donc été effectuée par l'évaluation de la trace ainsi réalisée.
  • A cet effet on a établi une échelle d'évaluation à cinq niveaux, en fonction de la trace laissée par le scotch sur la plaque.
    • Niveau 0 : aucun effet, la plaque a gardé sa couleur d'origine. Bien entendu, elle est très grasse au toucher.
    • Niveau 1 : effet perceptible à un léger changement de couleur, mais il reste encore beaucoup d'huile détectable au toucher.
    • Niveau 2 : la couche d'huile est imperceptible au toucher, la trace du scotch est encore visible, le bord de la trace étant continu.
    • Niveau 3 : la trace du scotch est invisible par endroit.
    • Niveau 4 : la trace du scotch est totalement invisible.
    RESULTATS DES ESSAIS REALISES
  • Des essais préliminaires ont montré le rôle primordial du rinçage dans le procédé de dégraissage conforme à l'invention.
  • En effet, à la sortie du bain, les pièces sont recouvertes d'une pellicule liquide contenant du peroxyde d'hydrogène, du tensioactif et des matières diverses provenant de la pollution.
  • Ces dernières généralement grasses et hydrophobes, ont tendance à former des micelles avec les molécules de tensioactif.
  • En séchant, l'eau et le peroxyde d'hydrogène s'évaporent et ces micelles se redéposent à la surface de la pièce.
  • Il est donc particulièrement important de rincer les pièces immergées dans le bain de dégraissage pour obtenir l'effet souhaité.
  • On a reporté dans le tableau I les résultats des différents essais qui ont mis en évidence les propriétés détergentes des mélanges à base de peroxyde d'hydrogène et de tensioactifs.
  • L'agent tensioactif mouillant utilisé dans le cadre de ces essais est un monolaurate de sorbitan éthoxylé (produit MONTANOX 20®).
  • Bien entendu, ce tensioactif n'est mentionné qu'à titre d'exemple illustratif particulier et préféré, mais comme indiqué précédemment, l'homme de métier sera à même de trouver, notamment parmi les classes de tensioactifs mentionnées précédemment, d'autres composés conduisant au résultat recherché.
  • L'essai n°1 a été réalisé dans des conditions opératoires relativement sévères, la concentration en peroxyde d'hydrogène étant de 35 % en poids, la température du bain de 70 °C et la durée d'immersion de 30 minutes.
  • Dans ces conditions l'action dégraissante est particulièrement remarquable.
  • En effet, après rinçage et séchage, le test mentionné précédemment montre que la plaque est propre.
  • Les quatre essais suivants (n° 2 à 5) ont été réalisés pour mettre en évidence le rôle de chacun des constituants du bain de dégraissage.
  • Dans ces essais, la température du bain est de 70-75 °C et la durée d'immersion de 15 minutes.
  • Un bain constitué uniquement d'eau distillée est totalement inefficace (essai n° 3).
  • Le peroxyde d'hydrogène utilisé seul ne conduit qu'à un résultat relativement moyen (essai n° 4).
  • De même, l'agent tensioactif utilisé seul fournit un résultat médiocre (essai n° 5).
  • Par contre l'association peroxyde d'hydrogène-tensioactif se révèle tout à fait efficace (essai n° 2).
  • Les essais suivants (n° 6, 7 et 8) mettent en évidence l'influence de la température du bain sur l'action dégraissante.
  • Les résultats obtenus montrent que la température du bain est un facteur important pour l'obtention du résultat recherché, et qu'il existe pour une durée de traitement prédéterminée une valeur seuil en dessous de laquelle le traitement perd son efficacité.
  • Dans le cas de l'agent tensioactif utilisé dans ces essais, ce seuil se situe entre 50 et 70 °C, pour une durée d'immersion, de 15 minutes.
  • L'essai à 60°C se révèle être un compromis relativement satisfaisant entre la durée du traitement et la température du bain pour une utilisation dans l'industrie mécanique.
  • Les essais suivants (n° 9 à 14) mettent en évidence l'influence de la durée d'immersion dans le bain, sur l'action dégraissante.
  • Les résultats obtenus montrent que la durée d'immersion est un facteur important pour l'obtention du résultat recherché, et qu'il existe, pour une température du bain prédéterminée, une valeur seuil en dessous de laquelle le traitement perd son efficacité.
  • Les essais n° 9 à 12 réalisés entre 80 et 87°C montrent que le temps minimum permettant d'atteindre un niveau de propreté acceptable se situe à environ 2,5 minutes.
  • Les essais n° 13 et 14 montrent qu'un résultat satisfaisant peut être obtenu pour une température de bain de 90°C et un temps d'immersion de 2,5 minutes.
  • Ainsi, il est possible dans le cadre de l'invention, de réduire la durée de l'immersion chaque fois que cela s'avère nécessaire, mais dans ce cas, la température du bain doit être augmentée pour parvenir au résultat recherché.
  • Les essais suivants (n° 15 à 17) ont montré qu'il était encore possible de réduire simultanément la durée de l'immersion et la température du bain lorsque le traitement d'immersion est assisté d'un traitement tel que l'utilisation des ultrasons.
  • Ainsi, on peut encore obtenir de bons résultats dans ces conditions pour une durée d'immersion de l'ordre de 1 minute et une température du bain de l'ordre de 70°C.
  • L'essai suivant (n° 18) montre que la concentration en agent tensioactif est un facteur important pour l'obtention du résultat recherché et qu'il existe, pour une durée d'immersion et une température du bain prédéterminées, une valeur seuil en dessous de laquelle le traitement perd son efficacité.
  • Dans le cas où l'agent tensioactif est un monolaurate de sorbitan éthoxylé, une concentration optimale en tensioactif est de 3,5 g/l dans des conditions de traitement utilisables à l'échelle industrielle.
  • Les essais n° 19 et 20 montrent que la concentration en peroxyde d'hydrogène nécessaire à l'obtention du résultat recherché dépend de la température du bain.
  • Notamment l'essai 20 montre que l'on peut utiliser des solutions à 15 % en H2O2 si l'on augmente la température du bain jusqu'à 70°C et qu'après une immersion de 5 minutes environ, le résultat obtenu est noté 3+.
  • Afin d'évaluer la stabilité de la solution, la concentration en peroxyde d'hydrogène et le pH ont été mesurés régulièrement.
  • Les résultats obtenus montrent que le pH du bain reste sensiblement constant avant et après nettoyage à une valeur d'environ 2,5.
  • En revanche, le titre en peroxyde d'hydrogène augmente légèrement au cours du traitement probablement en raison du fait que l'évaporation tend à concentrer la solution en peroxyde.
  • Cependant ce phénomène est relativement négligeable.
  • Le procédé conforme à la présente invention présente de nombreux avantages.
  • Pour l'essentiel, il convient de noter que ce procédé peut être mis en oeuvre facilement sur des installations existantes, pratiquement sans pollution, dans la mesure où les agents chimiques utilisables sont généralement biodégradables.
    Figure imgb0001

Claims (13)

  1. Utilisation d'un mélange constitué d'une solution aqueuse contenant de 3 à 50 % et de préférence de 10 à 40 % en poids de peroxyde d'hydrogène et d'une quantité efficace d'au moins un agent tensioactif mouillant, stable en milieu oxydant, comme composition dégraissante notamment pour le nettoyage de pièces métalliques.
  2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le (ou les) agent(s) tensioactif(s) mouillant(s) précité(s) est (sont) choisi(s) dans le groupe comprenant les mono, di et tri esters organiques de l'acide phosphorique, les acides gras et esters sulfonés, les alcools gras éthoxylés carboxylés ainsi que les alkylnaphthalènes sulfonates, les alkyls polyglucosides, les alcanol amides d'acides gras, les oxydes d'amines ; les alcools et alkylphénols alkoxylés, les copolymères d'oxydes d'éthylène et de propylène, les acides gras éthoxylés, les esters de sorbitan éthoxylés, les glycérides éthoxylés, les amines et amides alkoxylées, les dérivés alkoxylés des alcools perfluorés et polyfluorés, les ammoniums quaternaires, les sels d'amine et d'imidazoline, et les bétaïnes.
  3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le (ou les) agent(s) tensioactif(s) mouillant(s) précité(s) est (sont) choisi(s) parmi les tensioactifs non ioniques à caractère hydrophile et en particulier parmi les esters de sorbitan éthoxylés.
  4. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rapport pondéral entre le ou les agent(s) tensioactif(s) et le peroxyde d'hydrogène au sein dudit mélange est compris entre 1:10 et 1:1000, de préférence entre 1:30 et 1:100.
  5. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la solution aqueuse précitée comprend 35 % en poids de peroxyde d'hydrogène.
  6. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la solution aqueuse précitée comprend de 10 à 15 % en poids de peroxyde d'hydrogène et 0,3 à 0,5 % d'esters de sorbitan éthoxylés.
  7. Solution aqueuse comportant comme agent actif 10 à 15 % en poids de peroxyde d'hydrogène et 0,3 à 0,5 % en poids de monolaurate de sorbitan éthoxylé.
  8. Solution aqueuse comportant comme agent actif 30 à 50 % en poids de peroxyde d'hydrogène et 0,5 % à 1 % en poids de monolaurate de sorbitan éthoxylé.
  9. Procédé de dégraissage de pièces notamment métalliques caractérisé en ce qu'il consiste :
    - à immerger lesdites pièces dans un bain comprenant un mélange constitué d'une solution aqueuse contenant de 3 à 50 % en poids de peroxyde d'hydrogène et d'une quantité efficace d'au moins un agent tensioactif mouillant, stable en milieu oxydant, à une température comprise entre 15 et 100 °C, de préférence entre 25 et 90 °C, pendant une durée comprise entre 5 secondes et 60 minutes, de préférence de 5 à 30 minutes ;
    - à rincer lesdites pièces ainsi traitées .
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'immersion précitée des pièces dans le bain est accompagnée d'une action mécanique destinée à faciliter le contact entre les pièces et le bain comme en particulier l'utilisation d'ultrasons.
  11. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le bain est une solution telle que définie à la revendication 5 à une température d'environ 60°C.
  12. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le bain est une solution telle que définie à la revendication 7 et que la température d'opération est d'environ 70°C.
  13. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la bain est une solution telle que définie à la revendication 8 diluée à moitié et que la température d'opération est d'environ 70°C.
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