EP0885952A1 - Composition de nettoyage et de dégraissage sans point d'éclair - Google Patents

Composition de nettoyage et de dégraissage sans point d'éclair Download PDF

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EP0885952A1
EP0885952A1 EP98111117A EP98111117A EP0885952A1 EP 0885952 A1 EP0885952 A1 EP 0885952A1 EP 98111117 A EP98111117 A EP 98111117A EP 98111117 A EP98111117 A EP 98111117A EP 0885952 A1 EP0885952 A1 EP 0885952A1
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EP
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compound
organic compound
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composition
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EP98111117A
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Pascal Michaud
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Arkema France SA
Original Assignee
Elf Atochem SA
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a composition for cleaning and cold degreasing of solid surfaces in a non-aqueous medium, said composition comprising at least one mixture of alkanes or cycloalkanes, at least one halogenated organic compound, in particular fluorinated or perfluorinated and at least one organic compound comprising one or more functions oxygenated.
  • This composition can be used in particular for applications of degreasing of solid surfaces such as metal parts, cement, ceramic, glass, synthetic materials having been soiled by oils or greases for machining and / or their temporary protection.
  • This composition can also be used for defluxing printed circuits. This defluxing operation consists in eliminating the flow of welding.
  • hydrocarbons and mainly chlorinated solvents such as in particular 1,1,1-trichloroethane known in the art under the designation T 111, chlorofluoroalkanes such as 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane known in the trade under the designation F113 and hydrochlorofluoroalkanes (HCFC) such than 1,1-dichloro-1-fluoroethane (141-b).
  • chlorinated, fluorochlorinated and hydrochlorofluorocarbon compounds are believed to be responsible for the shrinking layer stratospheric ozone which provides protection against certain radiations.
  • a cold cleaning and degreasing composition for a solid surface in a non-aqueous medium characterized in that it consists of at least one organic compound (A) chosen from the group consisting of perfluoro- (N -alkylmorpholines), n-tridecafluorohexane (C 6 F 13 H), 2,3-dihydrodecafluoropentane (C 5 H 2 F 10 , 4310 mee), 3,3,4-trihydroheptafluorobutane (C 4 F 7 H 13 , 347 mcf), 2,2,4,4,4-pentahydropentafluorobutane (C 4 F 5 H 5 , 365 mcf), perfluoroalkanes, hydrofluoroalkenes, chloromethanes, fluorinated ethers, at least one mixture of alkanes or cycloalkanes (B), and at least one organic compound (C) chosen from the group consisting of ketones
  • Rf and R 1 f which are identical or different, represent a linear or branched perfluorinated aliphatic radical, having a carbon number ranging from 1 to 4, n is a number ranging from 0 to 8, and the symbol F inside of the ring means that the saturated ring is completely fluorinated, that is to say that all of the carbon atoms are linked to fluorine atoms (or to R 1 f).
  • perfluoroalkanes which can be used according to the invention, mention may be made of n-perfluorohexane (C 6 F 14 ).
  • fluorinated ethers which can be used according to the present invention, mention may be made of n-nonafluorobutylmethyl ether (C 4 H 9 OCH 3 ).
  • chloromethanes which can be used according to the present invention, mention may be made of methylene chloride CH 2 Cl 2 .
  • isoparaffinic solvents sold by TOTAL under the names ISANE IP 155 and ISANE IP 165, the ISOPAR G and ISOPAR E oil cuts marketed by the company EXXON Chemical.
  • mixtures of (alkyl) cycloalkanes obtained by catalytic hydrogenation of petroleum fractions consisting of compounds aromatics such as in particular, alkylbenzenes and divinylbenzenes and cyclic olefins.
  • the mixtures of (alkyl) cycloalkanes thus obtained are essentially made up of saturated cyclic hydrocarbons which may have one or more alkyl radicals having from 1 to 4 carbon atoms.
  • diethylcyclohexanes mixture of isomers 1,2, 1,3 and 1,4, cis and trans
  • mixtures containing two or more of the following compounds: methylethylcyclohexanes, methylpropylcyclohexanes, ethylpropylcyclohexanes, dipropylcyclohexanes, methylbutylcyclohexanes, ethylbutylcyclohexanes.
  • diethylcyclopentanes mono, di, and triethylcyclohexanes, ethyldimethylcyclohexanes, cyclooctane.
  • naphthenic solvents sold by EXXON CHEMICAL under the name NAPPAR 10.
  • ether alcohols and derivatives which can be used according to the present invention, mention may be made of methoxypropanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propoxy-2-propanol, 1-n-butoxy-2-propanol, 1-tert-butoxy-2-propanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, propylene glycol acetate methyl ether, acetate ethylene propylene glycol, ethylene glycol methyl ether acetate, di (propylene glycol) monomethyleter, di (propylene glycol) butyl ether.
  • the composition can comprise from 1% to 40% by weight, and preferably from 1% to 25% by weight of compound (A), 60% to 98% by weight and preferably 75% to 98% by weight of a mixture of alkanes or cycloalkanes (B) and from 1% to 15% by weight and, preferably from 1% to 10% by weight of compound (C).
  • composition according to the present invention can be used in cold degreasing applications in non-aqueous medium, solid surfaces such as metal parts, cement, glass, plastics having been contaminated with oils or greases used during operations machining and / or their temporary protection.
  • composition can be used in so-called “non-closed” applications such as cleaning with a brush, cloth or as a spray.
  • the composition according to the invention can be packaged in a non-flammable aerosol.
  • a mixture comprising of 25% at 35% by weight of the composition according to the invention and from 75% to 65% by weight of a propellant, after the casing has been certified.
  • propellants usable in such an application we include nitrogen, carbon dioxide, heptafluoropropane (227 ea), tetrafluoroethane (134 a) containing about 4% by volume of dimethyl ether.
  • composition can be stabilized.
  • the presence of an alcohol function may in the presence of light metals, lead to evolutionary reactions undesirable hydrogen that could jeopardize installation by explosion.
  • derivatives may be used nitrates such as nitromethane, nitroethane, nitropropane, nitrotoluene; ethers or acetals such as dimethoxymethane, 1,3-dioxolane, dimethoxyethane; amines such as triethylamine, dipropylamine, dimethylamine; phosphorus derivatives such as triisodecylphoshite, triisooctylphosphite.
  • the composition can also contain one or more masking agents smell.
  • composition according to the invention has the advantage of not having flash point according to ASTM D3828 and can be easily removed after the degreasing operation.
  • the flash points of the compositions are determined according to the standard ASTM D 56.
  • compositions are effective for cleaning greasy soiling on cleanable surfaces.
  • N means that there is no flash point according to ASTM D3828.
  • CONSTITUENTS OF THE COMPOSITION EXAMPLES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ISO G 100 90 85 80 80 90 80 88 88 ISO E 100 90 62 60 nC 6 F 13 H 10 nC 6 -F 14 2 C 5 F 11 NO 15 5 2 5 nC 4 F 9 CH CH 2 15 5 CH 2 Cl 2 15 2 5 EAK 5 5 5 5 5 5 5 5 MP 5 DPM 8 8 5 C 5 H 2 F 10 30 C 4 H 9 OCH 3 35 Flash point (° C) 42 NOT NOT NOT NOT NOT NOT NOT NOT NOT 11 NOT NOT NOT NOT NOT NOT NOT

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Abstract

La présente invention a pour objet une composition de nettoyage et de dégraissage sans point d'éclair, constituée par au moins un composé organique (A) choisi dans le groupe constitué par les perfluoro-(N-alkylmorpholines), des hydrofluoroalcanes, les perfluoroalcanes, les hydrofluoroalcènes, les chloromethanes, les éther-fluorés, au moins un mélange d'alcanes ou de cycloalcanes (B) et au moins un composé organique (C) choisi dans le groupe constitué par les cétones, les étheralcools et dérivés.

Description

La présente invention concerne une composition de nettoyage et de dégraissage à froid de surfaces solides en milieu non aqueux, ladite composition comprenant au moins un mélange d alcanes ou de cycloalcanes, au moins un composé organique halogérié, notamment fluoré ou perfluoré et au moins un composé organique comprenant une ou plusieurs fonction oxygénées.
Cette composition est utilisable notamment pour des applications de dégraissage de surfaces solides telles que les pièces métalliques, le ciment, les céramique, le verre, les matières synthétiques ayant été souillées par des huiles ou des graisses d'usinage et/ou de leur protection temporaire.
Cette composition est également utilisable pour le défluxage des circuits imprimés. Cette opération de défluxage consiste à éliminer le flux de soudure.
Jusqu'à présent, on utilisait pour ces diverses opérations des solvants hydrocarbonés et principalement des solvants chlorés tels que notamment le 1,1,1-trichloroéthane connu dans le métier sous la désignation T 111, des chlorofluoroalcanes tels que le 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoréthane connu dans le métier sous la désignation F113 et des hydrochlorofluoroalcanes (HCFC) tels que le 1,1-dichloro-1-fluoroéthane (141-b).
Cependant, ces composés chlorés, fluorochlorés et hydrochlorofluorocarbonés sont suspectés être responsables de la diminution de la couche d'ozone stratosphérique qui assure une protection contre certaines radiations.
Suite au Protocole de Montréal qui résulte de récentes discussions internationales sur l'environnement, ces composés chlorés ou fluorochlorés devront à brève échéance être remplacés par des substituts ayant peu ou pas d'effet destructeur vis-à-vis de l'ozone stratosphérique.
On a maintenant trouvé une composition de nettoyage et de dégraissage à froid de surface solide en milieu non-aqueux, caractérisée en ce qu'elle est constituée par au moins un composé organique (A) choisi dans le groupe constitué par les perfluoro-(N-alkylmorpholines), le n-tridécafluorohexane (C6F13H), le 2,3-dihydrodécafluoropentane (C5H2F10, 4310 mee), le 3,3,4-trihydroheptafluorobutane (C4F7H13, 347 mcf), le 2,2,4,4,4-pentahydropentafluorobutane (C4F5H5, 365 mcf), les perfluoroalcanes, les hydrofluoroalcènes, les chlorométhanes, les éthers fluorés, au moins un mélange d'alcanes ou de cycloalcanes (B), et au moins un composé organique (C) choisi dans le groupe constitué par les cétones, les étheralcools et dérivés et en ce que ladite composition ne présente pas de point d'éclair selon la norme ASTM D3828.
A titre d'illustration de perfluoro-(N-alkyl morpholines) utilisables selon la présente invention, on peut citer les composés de formule :
Figure 00020001
dans laquelle Rf et R1f, identiques ou différents représentent un radical aliphatique perfluoré, linéaire ou ramifié, ayant un nombre de carbone allant de 1 à 4, n est un nombre allant de 0 à 8, et le symbole F à l'intérieur du cycle signifie que le cycle saturé est totalement fluoré, c'est-à-dire que tous les atomes de carbone sont liés à des atomes de fluor (ou à R1f).
Parmi les composés de formule (
Figure 00020002
), on préfère utiliser les perfluoro-N-méthyl, -N-éthyl et -N-isopropyl morpholines et tout particulièrement la perfluoro-(N-méthyl morpholine) :
Figure 00020003
A titre d'illustration de perfluoroalcanes utilisables selon l'invention, on peut citer le n-perfluorohexane (C6F14).
A titre d'illustration d'hydrofluoroalcènes, on peut citer le n-perfluorobutyléthylène (n-C4F9CH =CH2), le n-perfluorohexyléthylène (n-C6F13CH=CH2).
A titre d'illustration d'éthers fluorés utilisables selon la présente invention, on peut citer le n-nonafluorobutylméthyl éther (C4H9OCH3).
A titre d'illustration de chlorométhanes utilisables selon la présente invention, on peut citer le chlorure de méthylèen CH2Cl2.
A titre d'exemple de mélange d'alcanes utilisables selon la présente invention, on peut citer les coupes pétrolières ayant un nombre de carbone allant de 8 à 12 et de préférence allant de 9 à 11.
Parmi ces coupes pétrolières, on préfère utiliser celles qui ne contiennent quasiment pas de composés aromatiques.
A titre d'illustration de telles coupes pétrolières, on peut citer les solvants isoparaffiniques vendus par la Société TOTAL sous les dénominations ISANE IP 155 et ISANE IP 165, les coupes pétrolières ISOPAR G et ISOPAR E commercialisée par la Société EXXON Chemical.
Par mélange de cycloalcanes, on désigne présentement un mélange d'hydrocarbures saturés mono-ou polycycliques, éventuellement substitués par un ou plusieurs restes alkyle de formule générale CnH2(n + 1-a) ( ) dans laquelle n est un nombre entier allant de 5 à 26 et a représente le nombre de cycles.
De préférence, on utilisera selon la présente invention des mélanges de cycloalcanes de formule ( ) dans laquelle n est compris entre 5 et 12 et, de préférence, compris entre 7 et 10 et a = 1 ou 2 et de préférence a = 1 (composés monocycliques).
A titre d'illustration de tels mélanges de cycloalcanes uitlisables selon la présente inveniton, on peut citer les mélanges d'(alkyl)cycloalcanes obtenus par hydrogénation catalytique de coupes pétrolières constituées de composés aromatiques tel que notamment, les alkylbenzènes et les divinylbenzènes et d'oléfines cycliques.
Les mélanges d'(alkyl)cycloalcanes ainsi obtenus sont essentiellement constitués d'hydrocarbures saturés cycliques pouvant avoir un ou plusieurs restes alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
A titre d'illustration de tels mélanges, on peut citer les diethylcyclohexanes (mélange des isomères 1,2 ; 1,3 et 1,4, cis et trans) les mélanges contenant deux ou plusieurs des composés ci-après : les métyléthylcyclohexanes, les méthylpropylcyclohexanes, les éthylpropylcyclohexanes, les dipropylcyclohexanes, les méthylbutylcyclohexanes, les éthylbutylcyclohexanes.
Selon la présente invention, on peut également utiliser comme mélange de cycloalcanes des coupes pétrolières dites coupes naphtèniques.
Ces coupes naphténiques sont essentiellement constituées par des composées de formule ( ) dans laquelle a = 1 et n est généralement compis entre 5 et 12. A titre d'illustration de tels composés, on peut citer les diéthylcyclopentanes, les mono, di, et triethylcyclohexanes, les éthyldimethylcyclohexanes, le cyclooctane.
A titre d'exemple de telles coupes naphtèniques, on peut citer les solvants naphténiques vendus par EXXON CHEMICAL sous la dénomination NAPPAR 10.
A titre d'illustration de cétones utilisables selon la présente invention, on peut citer l'éthylamylcétone, l'éthylbutylcétone, la di-n-propylcétone, le diisobutylcétone, la cyclohexanone, la 2-méthylcyclohexanone, le 3-méthylcyclohexanone, le 4-méthylcyclohexanone. A titre d'illustration d'étheralcools et dérivés utilisables selon la présente invention, on peut citer le méthoxypropanol, le 1-éthoxy-2-propanol, le 1-propoxy-2-propanol, le 1-n-butoxy-2-propanol, le 1-tert-butoxy-2-propanol, le 2-méthoxyéthanol, le 2-éthoxyéthanol, l'acétate de propylèneglyxol méthyléther, l'acétate de propyléneglycol éthyléter, l'acétate d'éthylène glycol méthyléther, le di(propylèneglycol)monométhyléter, le di(propyléneglycol)butyléther.
Selon la présente invention, la composition peut comprendre de 1 % à 40 % en poids, et de préférence de 1 % à 25 % en poids de composé (A), de 60 % à 98 % en poids et, de préférence, de 75 % à 98 % en poids d'un mélange d'alcanes ou de cycloalcanes (B) et de 1 % à 15 % en poids et, de préférence de 1 % à 10 % en poids de composé (C).
La composition selon la présente invention est utilisable dans des applications de dégraissage à froid en milieu non aqueux, de surfaces solides telles que les pièces métalliques, le ciment, le verre, les matières synthétiques ayant été souillées par des huiles ou des graisses utilisées lors des opérations d'usinage et/ou de leur protection temporaire.
Tout particulièrement, la composition est utilisable dans des applications dites "non-closes" telles que nettoyage au pinceau, au chiffon ou en pulvérisation.
Dans le cas de nettoyage par pulvérisation, la composition selon l'invention peut être conditionnée en aérosol non inflammable. A cet effet, on peut introduire dans un boitier en aluminium un mélange comprenant de 25 % à 35 % en poids de la composition selon l'invention et de 75 % à 65 % en poids d'un agent propulseur, après certissage du boítier.
A titre d'agents propulseurs utilisables dans une telle application, on citera l'azote, le gaz carbonique, l'heptafluoropropane (227 ea), le tetrafluoroéthane (134 a) contenant environ 4 % en volume de diméthyéther.
La composition peut être stabilisée. La présence d'une fonction alcool peut en présence de métaux légers, conduire à des réactions d'évolution d'hydrogène indésirables qui seraient susceptibles de mettre en péril l'installation par explosion.
Parmi les inhibiteurs de telles réactions, on peut utiliser des dérivés nitrés tel que le nitrométhane, le nitroéthane, le nitropropane, le nitrotoluène ; des éthers ou des acétals tels que le diméthoxyméthane, le 1,3-dioxolane, le diméthoxyéthane ; des amines telles que la triéthylamine, la dipropylamine, la diméthylamine ; des dérivés du phosphore tel que le triisodécylphoshite, le triisooctylphosphite.
La composition peut également contenir un ou plusieurs masquants d'odeur.
A titre d'exemple de tels produits, on peut citer la vanilline et ses dérivés, les essences de pin, le limonène et ses dérivés.
Ces composés son utilisés en très faibles quantités, généralement comprises entre 0,01 et 0,1 parties en poids pour 100 parties en poids de la composition.
La composition selon l'invention présente l'avantage de ne pas avoir de point d'éclair selon la norme ASTM D3828 et peut être facilement éliminée après l'opération de dégraissage.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention.
EXEMPLES
Les compositions sont réalisées avec les constituants ci-après :
  • Coupe pétrolière (C9-C11) ISOPAR G, ci-après désignée par ISO G.
  • Coupe pétrolière (C8-C9) ISOPAR E, ci-après désignée par ISO E.
  • La perfluoro-(N-méthylmorpholine)
    Figure 00050001
  • ci-après C5F11N0,
  • le n-tridecafluorohexane (n-C6F13H),
  • le n-perfluorohexane (n-C6F14),
  • le n-perfluorobutyléthylène (n-C4F9CH = CH2),
  • le chlorure de méthylène (CH2Cl2),
  • le n-perfluorohexyléthylène (n-C6F13CH = CH2)
  • l'éthylamylcétone, ci-après EAK,
  • le méthoxypropanol, ci-après MP,
  • le di(propylène glycol)monométhyléther, ci-après DPM,
  • le 2,3-dihydrodécafluoropentane (C5H2F10),
  • le n-nonafluorobutylméthyléther (C4H9OCH3).
    • Dans le tableau ci-après, les pourcentages des constituants sont exprimés en poids.
    Les points d'éclair des compositions sont déterminés selon la norme ASTM D 56.
    Toutes ces compositions sont efficaces pour le nettoyage des salissures grasses sur des surfaces nettoyables.
    Dans ce tableau : N signifie qu'il n'y a pas de point d'éclair selon la norme ASTM D3828.
    CONSTITUANTS DE LA COMPOSITION EXEMPLES
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
    ISO G 100 90 85 80 80 90 80 88 88
    ISO E 100 90 62 60
    n-C6F13H 10
    n-C6-F14 2
    C5F11NO 15 5 2 5
    n-C4F9CH=CH2 15 5
    CH 2 Cl 2 15 2 5
    EAK 5 5 5 5 5 5 5
    MP 5
    DPM 8 8 5
    C5H2F10 30
    C 4 H 9 OCH 3 35
    Point d'éclair (°C) 42 N N N N N N N N 11 N N N

    Claims (24)

    1. Composition de nettoyage et de dégraissage à froid en milieu non aqueux, caractérisée en ce qu'elle est constituée par au moins un composé organique (A) choisi dans le groupe constitué par les perfluoro-(N-alkylmorpholines), le n-tridécafluorohexane (n-C6F13H, le 2,3-dihydrodécafluoropentane (C5H2F10, 4310 mee), le 3,3,4-trihydroheptafluorobutane (C4F7H13, 347 mcf), le 2,2,4,4,4-pentahydropentafluorobutane (C4F5H5, 365 mcf), les perfluoroalcanes, les hydrofluoroalcènes, les chloromethanes, les étherfluorés ; au moins un mélange d'alcanes ou de cycloalcanes (B) et au moins un composé organique (C) choisi dans le groupe constitué par les cétones, les étheralcools et dérivés et en ce que ladite composition ne présente pas de point d'éclair selon la norme ASTM D3828.
    2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé organique (A) est une perfluoro-(N-alkylmorpholine) de formule
      Figure 00070001
      dans laquelle Rf et R1f, identiques ou différents, représentent un radical aliphatique perfluoré, linéraire ou ramifié ayant un nombre de carbone allant de 1 à 4 et n est nombre allant de 0 à 8.
    3. Composition selon la revendication 2, caractérisé en ce que la perfluoro-(N-alkyl-morpholine) est la perfluoro-(N-méthyl-morpholine) de formule
      Figure 00070002
    4. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé (A) est le 2,3-dihydrodécafluoropentane (C5H2F10, 4310 mec).
    5. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé A est le n-tridécafluorohexane (n-C6F13H).
    6. Composition selon la revendicaiton 1, caractérisée en ce que le composé (A) est un perfluoroalcane.
    7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que le perfluoroalcane est le n-perfluorohexane (n-C6F14).
    8. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé (A) est un hydrofluoroalcéne.
    9. Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'hydrofluoroalcéne est le n-perfluorobutyléthylène (n-C4F9-CH = CH2).
    10. Composition selon la revendication 1, caracérisée en ce que le composé (A) est un chlorométhane.
    11. Composition selon la revendication 10, caractérisée en ce que le chlorométhane est le chlorure de méthylène.
    12. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé (A) est un étherfluoré.
    13. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'étherfluoré est le n-nonafluorobutylméthyléther (C4H9OCH3).
    14. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mélange d'alcanes (B) est une coupe pétrolière ayant un nombre de carbone allant de 8 à 12 et, de préférence allant de 9 à 11.
    15. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé organique (C) est une cétone.
    16. Composition selon la revendication 15, caractérisée en ce que la cétone est l'éthylamylcétone.
    17. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé (C) est un étheralcool.
    18. Composition selon la revendication 17, caractérisée en ce que l'étheralcool est le méthoxypropanol.
    19. Composition selon la revendication 17, caractérisée en ce que l'étheralcool est le di(propylène glycol)monométhyléther.
    20. Composition selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisée en ce qu'elle comprend de 1 % à 40 % en poids de composé organique (A), de 60 % à 98 % en poids d'un mélange d'alcanes ou de cycloalcanes (B) et, de 1 % à 15 % en poids de composé organique (C).
    21. Composition selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comprend de 1 % à 25 % en poids de composé organique (A), de 75 % à 98 % en poids d'un mélange d'alcanes ou de cycloalcanes (B) et, de 1 % à 10 % en poids de composé organique (C).
    22. Application d'une composition selon l'une des revendications 1 à 21 au nettoyage à froid en milieu non aqueux de surfaces solides.
    23. Application selon la revendication 22 au dégraissage des pièces métalliques.
    24. Application selon l'une des revendications 22 et 23 au nettoyage et/ou dégraissage en pulvérisation.
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