ES2304613T3

ES2304613T3 - Metodo de limpieza/enjuagado.

Info

Publication number: ES2304613T3
Application number: ES04746450T
Authority: ES
Inventors: Tsuyoshi Asahi Glass Company Limited Hanada; Hidekazu Asahi Glass Company Limited Okamoto; Masaaki Asahi Glass Company Limited Tsuzaki; Maki Asahi Glass Company Limited SHIGEMATSU
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: JP2010242097A; DE602004013154T2; EP1867709B1; WO2005001015A1; CA2530180C; AU2004252335B2; SG161108A1; EP1640443B1; CN1809627A; AU2004252335A1; KR20100123928A; AU2009200896B2; AU2009200896A1; ATE449156T1; KR101080657B1; EP1640443A4; DE602004013154D1; ES2335362T3; CN100412184C; US20060135390A1

Abstract

Un método para limpieza y enjuagado de un artículo, caracterizado porque comprende una etapa de limpieza de contacto de un artículo que lleva adherido un contaminante, con un disolvente que contiene un hidrocarburo alifático y un éter glicólico conde el contenido de éter glicólico es de al menos 10% en peso, y una etapa de enjuagado de contacto del mismo con un éter fluorado, donde el éter fluorado es un compuesto representado por la fórmula 1: R1 - O - R2 Fórmula 1 donde cada uno de entre R1 y R2 es, independientemente, un grupo alquilo fluorado, donde el número de átomos de flúor contenidos en cada uno de R1 y R2 es de al menos 1, y el número total de átomos de carbono contenido en R1 y R2 es de 4 a 8.

Description

Método de limpieza/enjuagado.

Campo industrial

La presente invención se refiere a un método de limpieza y enjuagado que utiliza un disolvente no inflamable que se emplea para eliminar la suciedad como la de aceites y grasas que se adhieren a artículos tales como piezas electrónicas, por ejemplo ICs, piezas de instrumentos de precisión, substratos de vidrio y piezas moldeadas en resina, así como fundente y polvos sobre placas de circuitos estampados.

Antecedentes de la invención

Hasta ahora, se han utilizado mucho los hidrocarburos clorofluorados (citados de aquí en adelante como "HCFC") tales como dicloropentafluoropropano (de aquí en adelante citado "R-225") como disolventes hidrocarburo fluorado para limpieza de precisión, con el fin de eliminar aceites, fundente, ceras y similares que se adhieren a artículos, por ejemplo, durante las etapas de elaboración y mecanizado en la industria de instrumentos de precisión, industria de instrumentos ópticos, la industria eléctrica y electrónica, la industria de procesado de plásticos.

Sin embargo, la prohibición del empleo de HCFC en los países desarrollados va a decretarse antes del 2020 debido a su potencial de eliminación del ozono. Los hidrocarburos fluorados (que en adelante se citarán como "HFC", los hidrofluoroéteres (que en adelante se citarán como "HFE") y similares, son conocidos como disolventes hidrocarburo fluorado alternativos a HCFC que no contienen cloro en su molécula y que tienen potencial cero de eliminación del ozono.

Existe, por ejemplo, un método conocido para la limpieza de un artículo que se compone de una placa de circuito estampado, metal etc., en el que se utiliza de HFE que tiene un punto de ebullición de aproximadamente 20 a 120ºC (cf. Documento de Patente 1). Este método, sin embargo, falla frecuentemente en la eliminación adecuada de un contaminante debido a que no es suficiente la capacidad de disolución del HFE para el contaminante. Existe otro método conocido para limpieza de un artículo empleando un hidrocarburo alifático.

Sin embargo, estaba el problema de que estos disolventes hidrocarburo eran difíciles de secar y se necesitaba una gran cantidad de energía para secar el artículo después de limpio, aunque el potencial de agotamiento de ozono de estos disolventes hidrocarburo era cero y su eficacia de eliminación de la contaminante era alta.

Como método para resolver el problema ha sido propuesto un método de enjuagado con HFE después de limpiar con un disolvente hidrocarburo (cf. Documento de Patente 2). Sin embargo, este documento no describe ningún ejemplos específico de HFE.

No obstante, incluso en el método anterior, el HFE tiene una baja solubilidad para el disolvente hidrocarburo utilizado en la limpieza dependiendo de su clase, y el disolvente hidrocarburo no puede ser eliminado suficientemente enjuagando el artículo limpiado, con HFE, de manera que el disolvente hidrocarburo permanece sobre la superficie del artículo que se limpia, lo que causa el problema de enjuagado defectuoso tal como aparición de manchas.

Documento de Patente 1: JP-A-H05-271692 (reivindicaciones)

Documento de Patente 12: JP-A-H10-202209 (reivindicaciones)

Descripción de la invención Problema para ser resuelto por la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para la limpieza y enjuagado de un artículo utilizando HFE, el cual hasta ahora ha sido difícil de aplicar en el enjuagado debido a su insuficiente solubilidad para un disolvente hidrocarburo, y un método con excelente comportamiento en la limpieza y comportamiento en el enjua-
gado.

Medios para resolver el problema

La presente invención proporciona un método para limpieza y enjuagado de un artículo, que comprende una etapa de limpieza en la que se pone en contacto el artículo, que tiene adherido un contaminante, con un disolvente hidrocarburo que contiene un hidrocarburo alifático y un éter glicólico (donde el contenido del éter glicólico es de al menos 10% en peso) y una etapa de limpieza en la que se pone en contacto el artículo con un éter fluorado, donde el éter fluorado es un compuesto fluorado representado por la fórmula 1:

fórmula 1R^{1} - O - R^{2}

donde R^{1} y R^{2}, cada uno independientemente, es un grupo alquilo fluorado, donde el número de átomos de flúor contenidos en cada uno de R^{1} y R^{2} es de al menos uno, y el número total de átomos de carbono contenidos en R^{1} y R^{2} es de 4 a 8.

La presente invención utiliza disolvente hidrocarburo que contiene un hidrocarburo alifático y un éter glicólico en la etapa de limpieza, en la que, según se ha podido demostrar, presenta excelentes acción de limpieza y de enjuagado.

Efecto de la invención

La presente invención se refiere al compuesto representado por la fórmula 1, de difícil aplicación hasta ahora al enjuagado, para emplearlo en la etapa de enjuagado, alcanzando con ello una excelente acción de limpieza y comportamiento en el enjuagado.

El mejor modo de llevar a cabo la invención

El éter fluorado de la presente invención es un compuesto representado por la fórmula 1. Cada uno de R^{1} y R^{2} tiene al menos un átomo de flúor, preferiblemente de 2 a 10 átomos de flúor, y el número total de átomos de carbono en R^{1} y R^{2} es de 4 a 8. El éter fluorado de la presente invención es superior en estabilidad térmica a HFE cuyo R^{1} ó R^{2} contiene un átomo de flúor.

Entre los ejemplos específicos del éter fluorado representado por la fórmula 1 se incluye éter 1,1,2,2-tetrafluoroetil-2,2,2-trifluoroetílico (CHF_{2}CF_{2}-O-CH_{2}CF_{3}), citado de aquí en adelante como "HFE347"), éter 1,1,2,2-tetrafluoroetil-2,2,3,3-tetrafluoropropilíco (CHF_{2}CF_{2}-O-CH_{2}CF_{2}CHF_{3}), citado de aquí en adelante como "HFE458"). En la presente invención, el éter fluorado se puede utilizar individualmente o se pueden utilizar al menos dos tipos de éteres fluorados en mezcla.

Además, dado que el secado se efectúa por reemplazamiento del disolvente hidrocarburo sobre la superficie del artículo recubierta por él, por el éter fluorado, el éter fluorado es preferiblemente uno que tiene punto de ebullición de 30 a 100ºC, y más preferiblemente uno que tiene un número total de átomos de carbono contenido en R^{1} y R^{2}, en un intervalo de 4 a 6.

El disolvente hidrocarburo que se utiliza en la etapa de limpieza de la presente invención contiene un hidrocarburo alifático y un éter glicólico.

Entre los ejemplos específicos preferidos de éter glicólico se incluyen éteres alquílicos de dietilen glicol y éteres alquílicos de dipropilen glicol por razones de su solubilidad para el éter fluorado representado por la fórmula 1. Ejemplos más específicos incluyen los compuestos cuya lista se da a continuación.

Éteres del tipo dietilen glicol tales como éter monometílico de dietilen glicol, éter monoetílico de dietilen glicol, éter mono-n-propílico de dietilen glicol, éter mono-isopropílico de dietilen glicol, éter mono n-butílico de dietilen glicol, éter mono-iso-butílico de dietilen glicol, éter dimetílico de dietilen glicol, éter dietílico de dietilen glicol, éter dibutílico de dietilen glicol.

Éteres tipo dipropilen glicol, tales como éter monometílico de dipropilen glicol, éter monoetílico de dipropilen glicol, éter mono n-propílico de dipropilen glicol, éter mono-isopropílico de dipropilen glicol, éter mono n-butílico de dipropilen glicol, éter mono isobutílico de dipropilen glicol.

El contenido del éter glicólico en el disolvente hidrocarburo es de al menos 10% en peso, y preferiblemente de al menos 30% en peso desde el punto de vista de la potenciación de la solubilidad entre el éter fluorado representado por la fórmula 1 y el disolvente hidrocarburo y de llevar a cabo el enjuagado de forma eficaz en un corto período de tiempo.

El disolvente hidrocarburo contiene un hidrocarburo alifático además del éter glicólico. El hidrocarburo alifático tiene la ventaja de tener una mayor estabilidad térmica que los otros disolventes hidrocarburo, además de su bajo precio y alto poder de limpieza.

El hidrocarburo alifático es, preferiblemente, un hidrocarburo saturado lineal o ramificado que tiene al menos 8 átomos de carbono y entre los ejemplos específicos del mismo se incluyen n-octano, n-decano, n-undecano, n-dodecano, queroseno, alcoholes minerales.

La limpieza de un artículo se lleva a cabo normalmente bajo calentamiento entre 30 y 100ºC, y el disolvente hidrocarburo tiene, preferiblemente, un punto de ebullición de al menos 100ºC, en particular preferiblemente de al menos 150ºC, porque el punto de ebullición del disolvente hidrocarburo es, preferiblemente, más alto que la temperatura de limpieza.

Se prefiere seleccionar una combinación del éter fluorado y disolvente hidrocarburo de manera que la diferencia entre los puntos de ebullición del disolvente hidrocarburo y el éter fluorado sea de al menos 50ºC, por razones de una eficaz separación y recuperación del disolvente hidrocarburo y el éter fluorado por destilación en un proceso de recolección en la etapa de limpieza y la etapa de enjuagado.

Entre los ejemplos específicos de la combinación preferida del éter fluorado utilizado en la etapa de enjuagado y el disolvente hidrocarburo empleado en la etapa de limpieza son como sigue: en un caso en que el éter fluorado es HFE347 o HFE458, el disolvente hidrocarburo puede ser una mezcla de n-decano y éter mono n-butílico de dietilen glicol, una mezcla de n-dodecano, n-undeceno y éter mono -butílico de dietilen glicol.

Además, el disolvente hidrocarburo de la presente invención puede contener al menos un miembro seleccionado entre alcoholes, compuestos orgánicos nitrogenados y compuestos organosilícicos, si es necesario, y entre sus ejemplos específicos se incluyen los compuestos enumerados a continuación.

Alcoholes. alcohol 2-etilbutílico, alcohol 2-etilhexílico, alcohol nonílico, alcohol decílico y ciclohexanol. Compuestos orgánicos nitrogenados: N-metil-2-pirrolidona y 1.3-dimetil-2-imidazolidinona.

Compuestos organosilícicos: dimetil polisiloxano, ciclopolisiloxano y octametil ciclotetrasiloxano.

En la presente invención, la etapa de enjuagado se puede llevar a cabo también utilizando éter fluorado que contiene un auxiliar de enjuagado. El auxiliar de enjuagado que se utiliza se puede seleccionar entre hidrocarburos, alcoholes inferiores y cetonas. La proporción de mezclado del auxiliar de enjuagado es, preferiblemente, inferior a 20% en peso sobre la cantidad total del éter fluorado y el auxiliar de enjuagado, más preferiblemente de menos de 10% en peso para evitar que la mezcla se haga inflamable.

Dado que el éter fluorado se somete a destilación para una nueva utilización, el auxiliar de enjuagado es preferiblemente uno que tiene un punto de ebullición de 30 a 100ºC como en el caso del éter fluorado, con el fin de incrementar la eficacia de recuperación del auxiliar de enjuagado. Además, un caso más preferido es aquel en que la mezcla de solución del éter fluorado y el auxiliar de enjuagado es una composición azeotrópica o tipo azeotrópico porque se hace innecesario ajustar la cantidad del auxiliar de enjuagado que se añade después de la destilación y porque se puede llevar a cabo además una limpieza al vapor con la mezcla del éter fluorado y el auxiliar de enjuagado después de la etapa de enjuagado.

Entre los ejemplos específicos de auxiliares de enjuagado se incluyen los compuestos dados a continuación.

Hidrocarburos: n-pentano, n-hexano, iso-hexano, n-heptano, isooctano, ciclopentano, ciclohexano y metilciclohexano.

Alcoholes inferiores: alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol n-propílico, alcohol isopropílico y alcohol butílico.

Cetonas: acetona y metil etil cetona.

A continuación se describirá el método de limpieza y enjuagado de un artículo que tiene adherido un contaminante, según la presente invención, de acuerdo con procedimientos específicos.

En primer lugar, el disolvente hidrocarburo se pone en contacto con un artículo que tiene adherido un contaminante. El método para poner en contacto el artículo con el disolvente hidrocarburo se puede llevar a cabo siguiendo cualquiera de los métodos apropiados tales como un método de inmersión del artículo en el disolvente hidrocarburo, y un método de pulverización del disolvente hidrocarburo sobre el artículo.

La temperatura en el tiempo de contacto del artículo con el disolvente hidrocarburo se selecciona preferiblemente en un intervalo que no incluya el punto de inflamación del disolvente hidrocarburo, y es preferible un calentamiento ligero, con el fin de potenciar la separación del contaminante. Específicamente, se prefiere sumergir el artículo en un baño del disolvente hidrocarburo a una temperatura inferior en al menos 10ºC al punto de inflamación. Además, en el método de contacto por inmersión, se puede emplear, en combinación, un medio de aplicación de una fuerza mecánica tal como vibración ultrasónica, agitación, balanceo y aplicación con brocha , con el fin de potenciar la disolución y separación del contaminante. El tiempo de contacto del disolvente hidrocarburo con el artículo se establece de manera que el contaminante se elimine en el grado deseado.

Cuando el artículo se ha limpiado por contacto con el disolvente hidrocarburo, se enjuaga con un líquido de enjuagado compuesto del éter fluorado. El método para poner en contacto el artículo con el líquido de enjuagado se puede realizar también según un método de inmersión del artículo limpiado en el líquido de enjuagado, un método de pulverización del líquido de enjuagado sobre el artículo limpiado, un método de contacto del artículo limpiado con el vapor del líquido de enjuagado.

Con el fin de elevar más la eficacia del enjuagado, se puede repetir el mismo método de enjuagado o métodos de enjuagado diferentes en combinación. En particular, la eficacia de enjuagado se incrementa por una combinación del método de inmersión o el método de pulverización con el método de contacto con vapor. En este caso, se prefiere sumergir el artículo limpiado en el líquido de enjuagado o pulverizar el líquido de enjuagado sobre el artículo limpiado, y exponer después el artículo al vapor para efectuar el enjuagado.

Además, en el caso en que el artículo limpiado se sumerja en el líquido de enjuagado y luego se ponga en contacto con el vapor para efectuar el enjuagado, es preferible que actúe el líquido de enjuagado inmediatamente antes del contacto con el vapor a una temperatura inferior en al menos 10ºC al punto de ebullición del éter fluorado porque se puede potenciar la eficacia del enjuagado. Esto es debido a que el éter fluorado continúa condensándose sobre la superficie del artículo limpiado hasta que el artículo limpiado se calienta al punto de ebullición del éter fluorado.

Ejemplos

A continuación se describen ejemplos y ejemplos comparativos de la presente invención. Los Ejemplos 4 a 6, 10, 16 a 18 y 22 son ejemplos de la presente invención y los Ejemplos 1 a 3, 7 a 10, 11 a 15, 15 a 21, 23 y 24 son Ejemplos comparativos.

Ejemplos 1 a 6

Se prepararon soluciones mixtas de HFE347 (punto de ebullición 56ºC) o una composición azeotrópica de HFE347 y etanol (HFE347/etanol = 94,5/5,5 (basado en peso), punto de ebullición 54ºC), con uno de los disolventes hidrocarburo como se muestra en la Tabla 1 y se midieron para cada solución mixta para determinar un contenido máximo de cada disolvente hidrocarburo en que la solución mixta no sufrió separación de fases en dos fases. Se midió el contenido máximo de cada uno de los anteriores disolventes hidrocarburo por adición del disolvente hidrocarburo a 100 gramos de HFE a 25ºC hasta que tenía lugar la separación de fases.

La Tabla 1 muestra los resultados de la medición. En los "resultados de la medición" de la Tabla 1, \ccirculo indica que el contenido máximo del disolvente hidrocarburo era de al menos 50%; O indica que el contenido máximo del disolvente hidrocarburo era de 30 a 50%; y X indica que el contenido máximo del disolvente hidrocarburo era inferior a 30%.

TABLA 1

1

\newpage

Ejemplos 7 a 12

Se prepararon y midieron soluciones mixtas de HFE458 (punto de ebullición 93ºC) o una composición azeotrópica de HFE458 y etanol (HFE458/eanol = 71,0/29,0 (basado en peso), punto de ebullición 74ºC), con uno de los disolventes hidrocarburo como se dan en la Tabla 2, para cada solución mixta, para determinar el contenido máximo de cada disolvente hidrocarburo en que la solución mixta no sufría separación de fases en dos fases, de la misma manera que en los Ejemplos 1 a 6. La Tabla 2 muestra los resultados de la medida. Los símbolos \ccirculo, O y X de los "resultados de la medición" de la Tabla 2 tienen los mismos significados que en la Tabla 1

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 2

2

\newpage

Ejemplos 13 a 18

Se sumergieron piezas de tela metálica de 100 mallas, cortada de un tamaño de 50 mm x 50 mm, en cada uno de los disolventes hidrocarburo señalados en la Tabla 1, durante un minuto y se sumergieron luego en HFE347 o en una composición azeotrópica de HFE347 y etanol a temperatura ambiente durante 3 minutos. Después, se sacaron las piezas de tela metálica y se observaron en cuanto a su aspecto. La Tabla 3 muestra los resultados de la evaluación. En la Tabla 3, \ccirculo indica que no se observó mancha alguna; O que se observaron manchas ligeras; y X que las manchas eran obvias.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 3

3

\newpage

Ejemplos 19 a 24

Se sumergieron piezas de tela metálica de 100 mallas, cortada de un tamaño de 50 mm x 50 mm, en cada uno de los disolventes hidrocarburo señalados en la Tabla 2, durante un minuto y se sumergieron luego en HFE458 o en una composición azeotrópica de HFE458 y etanol a temperatura ambiente durante 3 minutos. Después, se sacaron las piezas de tela metálica y se observaron en cuanto a su aspecto. La Tabla 3 muestra los resultados de la evaluación. En la Tabla 3, \ccirculo indica que no se observó mancha alguna; O que se observaron ligeras manchas; y X que las manchas eran obvias.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 4

4

Claims

1. Un método para limpieza y enjuagado de un artículo, caracterizado porque comprende una etapa de limpieza de contacto de un artículo que lleva adherido un contaminante, con un disolvente que contiene un hidrocarburo alifático y un éter glicólico conde el contenido de éter glicólico es de al menos 10% en peso, y una etapa de enjuagado de contacto del mismo con un éter fluorado, donde el éter fluorado es un compuesto representado por la fórmula 1:

Fórmula 1R^{1} - O - R^{2}

donde cada uno de entre R^{1} y R^{2} es, independientemente, un grupo alquilo fluorado, donde el número de átomos de flúor contenidos en cada uno de R^{1} y R^{2} es de al menos 1, y el número total de átomos de carbono contenido en R^{1} y R^{2} es de 4 a 8.

2. El método de limpieza y enjuagado según la reivindicación 1, donde el éter fluorado es éter 1,1,2,2-tetrafluoroetil-2,2,2-trifluoroetílico ó éter 1,1,2,2-tetrafluoroetil-2,2,3,3-tetrafluoropropílico.

3. El método de limpieza y enjuagado según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 donde el hidrocarburo alifático es un hidrocarburo saturado lineal o ramificado que tiene al menos 8 átomos de carbono.