HU216029B - Eljárás szilárd anyag szubsztrátumra való felvitelére - Google Patents

Abstract

A találmány szerint úgy járnak el, hőgy először egy első őldatőtképeznek a szilárd anyagőt – amely az őldás előtt kevésbé finőmelőszlású, mint a szűbsztrátűmra leválasztőtt állapőtban – egyőldószerben őldva, és a szűbsztr tűmra felvitt szilárd anyagbólkialakűló bevőnat sűrűségét legalább részben az első őldatszilárdanyag-kőncentrációjával szabályőzzák, majd egy másődik őldatőtállítanak elő az első őldatőt egy őlyan cseppfőlyósítőtt gázban őldva,amelyben a szilárd anyag őldhatatlan, az első őldat pedig őldható, ésamelynek fagyáspőntját z őldószer csökkenti a cseppfőlyósítőtt gázexpanziója sőrán, és a másődik őldatban az őldószernek acseppfőlyósítőtt gázhőz viszőnyítőtt kőncentrációját úgy állítják be,hőgy az expanziónál lényegéb n elmarad a cseppfőlyósítőtt gázmegszilárdűlása, a másődik őldatőt a szűbsztrátűmra pőrlasztják,miközben a cseppfőlyósítőtt gáz egy részét elgőzölögtetik, acseppfőlyósítőtt gáz visszamaradó részét tartalmazó másődik őldatőt aszűbsztrátűmmal érin keztetik, és a szűbsztrátűmőt azzal bebőrítják ésa cseppfőlyósítőtt gáz visszamaradó részét és az őldószertelpárőlőgtatják, és a szilárd anyagőt lerakódásként a szűbsztrátűmőnhagyják. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás szilárd anyagoknak szubsztrátumok felületére finom eloszlásban való felvitelére. A találmány tárgya pontosabban olyan eljárás, amelynek során a szilárd anyagot feloldjuk, az oldatot egy cseppfolyósított gázban oldjuk, és ezt az oldatot a szubsztrátumra permetezzük. Az oldószer és a cseppfolyósított gáz elpárologtatása után a szilárd anyag mint lerakódás marad vissza a szubsztrátumon.

Számos leválasztási eljárás ismeretes, melyek különösen alkalmasak különféle szilárd anyagoknak különféle szubsztrátumokra való felvitelére. így például a forrasztáshoz folyasztószert kell felvinni a nyomtatott áramkör lemezre forrasztandó elektromos alkatrészek vezetőinek felületére. Ekkor a nyomtatott áramkör lemez és a vezetők szubsztrátumoknak tekinthetők, melyekre a folyasztószert fel kell vinni. A folyasztószert úgy viszik fel, hogy habot képeznek belőle, és a folyasztószert tartalmazó szuszpenziót ecseteléssel hordják fel a vezetőkre és a nyomtatott áramkör lemez vezető részeire. A folyasztószer ily módon való felviteléhez azonban fölöslegben vett anyagmennyiséget használnak a szükségeshez képest. Újabban az teqedt el a gyakorlatban, hogy a folyasztószert egy oldószerben oldják fel, azután az oldatot sürített levegővel a vezetőkre és a nyomtatott áramkör lemezre permetezik. Az oldószer elpárolgása után finom eloszlású folyasztószer-üledék marad vissza.

Oldószereknek a folyasztószer felvitelében való használata azonban azzal a problémával jár, hogy több oldószer káros a környezetre és az egészségre is. Szükséges tehát az esetlegesen káros oldószerek helyett környezeti szempontból biztonságos vegyületeket használni. Ilyen megoldás ismeretes az 5 106659 számú amerikai szabadalmi leírásból, mely szerint festéket folyékony vagy szuperkritikus állapotú szén-dioxiddal hígítanak. A kapott keveréket permetezik a festendő felületre.

Az 5 106 659 számú amerikai szabadalmi leírásból ismeretes festékszórási eljárás azonban nem alkalmazható bármilyen anyagra. így például a folyasztószer felvitele esetén a folyasztószer - eltérőleg a festéktől nem oldódik szén-dioxidban. A folyasztószernek cseppfolyós szén-dioxiddal képzett keverék alakjában való felvitelére irányuló kísérletek nem jártak sikerrel, mert a folyékony szén-dioxid egy része a füvókából a környezetbe való kilépéskor kiterjedve szilárd részecskékké alakult. A szilárd szén-dioxid jégdarabkák csiszolószerként működve lekoptatják az eredetileg lerakott folyasztószer részecskéit. Minthogy a folyasztószer nem rendelkezik a festékpigmentre jellemző finom eloszlással, bekövetkezik emellett az is, hogy a folyasztószer szilárd anyaga nem rakódik le egyenletes finom eloszlásban, ha egyszerűen összekeverik szén-dioxiddal és rápermetezik a szubsztrátum felületére.

Amint az alábbiakban kifejtjük, a találmány szilárd anyagok, így például folyasztószer szubsztrátumokra való felvitelére alkalmas eljárásra vonatkozik, mellyel a szubsztrátum felületén szabályozható, finom eloszlású üledék alakítható ki.

A találmány eljárást biztosít szilárd anyagoknak szubsztrátumok felületére való felvitelére. A találmány szerint a szilárd anyagot feloldjuk egy oldószerben, és ezzel egy első oldatot képezünk. A szilárd anyag az oldás előtt kevésbé finom eloszlású, mint amilyen a szubsztrátumra való felvitel után. így például használhatunk akár nagy granulákban elkészített szilárd anyagot is, amelyet azután feloldunk és finom por alakjában választunk le a szubsztrátumra. A szubsztrátumra felvitt anyag lerakodási sűrűségét legalább részben az első oldat szilárdanyag-koncentrációjával szabályozzuk. Ezzel kapcsolatban megjegyzendő, hogy az első oldat egészen telített lehet, és ekkor vihetjük fel a szilárd anyag legnagyobb mennyiségét a szubsztrátumra, és ekkor érhetjük el az egységnyi felületre számított legnagyobb „lerakodási sűrűség”-et. A szilárd anyag oldhatatlan a cseppfolyósított gázban, az első oldat viszont oldható a cseppfolyósított gázban. Az oldószer képes a cseppfolyósított gáz fagyáspontját csökkenteni annak expanziója során. Az első oldatot feloldjuk a cseppfolyósított gázban, és ezzel egy második oldatot képezünk, amelyben az oldószernek a cseppfolyósított gázhoz viszonyított koncentrációja elegendő ahhoz, hogy lényegében ne következzék be a cseppfolyósított gáz megszilárdulása az expanzió során. A második oldatot ráporlasztjuk a szubsztrátumra, amikor is a cseppfolyósított gáz egy része elgőzölög, és a második oldat, amely a cseppfolyósított gáz visszamaradó részét tartalmazza, beborítja a szubsztrátumot. Ezután elpárologtatjuk a cseppfolyósított gáz maradékát és az oldószert, és a szilárd anyag lerakódásként marad vissza a szubsztrátumon.

Előnyös, ha az oldat a cseppfolyósított gázhoz viszonyítva minimális, de ahhoz elegendő koncentrációban tartalmaz oldószert, hogy ne következzék be a cseppfolyósított gáz megszilárdulása a kiteqesztéskor. így a minimumra csökkenthető az eljárásban használt oldószer mennyisége, ugyanakkor a szilárd anyagból igen finom eloszlású üledéket képezhetünk.

A találmány szerinti eljárást több különféle módon valósíthatjuk meg a gyakorlatban. Legtöbbször oly módon alkalmazzuk a találmány szerinti eljárást, hogy légköri nyomáson, annak megfelelő körülmények között alakítjuk ki az üledéket a szubsztrátumon. A találmány szerinti eljárás alkalmazható azonban anyagoknak atmoszférikusnál kisebb vagy annál nagyobb nyomáson való felvitelére levegőtől eltérő gáz vagy inért gáz atmoszférában is. Megjegyezzük továbbá, hogy bár a találmányt a folyasztószer felvitelével kapcsolatban ismertetjük, az eljárás nemcsak folyasztószer felvitelére alkalmazható.

Az első lépésben a szilárd anyagot, melyet a szubsztrátumra szándékozunk felvinni, összekeveijük egy oldószerrel, és így egy első oldatot készítünk. Az első oldat szilárdanyag-koncentrációját az szabja meg, hogy milyen sűrűségű üledéket kívánunk kialakítani. Ha növeljük a koncentrációt, nagyobb mennyiségű anyagot vihetünk fel. A folyasztószer esetében az anyag lehet egy szerves sav, például, de nem kizárólag adipinsav, szalicilsav vagy citromsav. Oldószerként célszerűen egy alkoholt vagy egy ketont, mint metanolt vagy acetont használunk. így például készíthetünk egy első oldatot adipinsawal és metanollal, amelynek koncentrációja mintegy 10 tömeg%. Ez az oldat a normális szobahő2

HU 216 029 Β mérsékleten telített oldat, amely alkalmas a lehető legnagyobb sűrűségű üledék kialakítására.

Miután az első oldatot elkészítettük, azt a folyasztószer felvitelére egy cseppfolyósított gázban, előnyösen cseppfolyós szén-dioxidban oldjuk. A találmány adott alkalmazásától és a felhasznált anyagoktól függően azonban más cseppfolyósított gázt, például propánt is használhatunk. A találmány szerinti eljárásban az anyag lényegében oldhatatlan a cseppfolyósított gázban, de az anyagnak az oldószerrel készített oldata oldható a cseppfolyósított gázban. Megjegyezzük, hogy itt és az igénypontokban az „oldható” fogalmát a szervetlen kémiában alkalmazott definíció szerint értjük, vagyis oldható az a szilárd anyag, amely az oldószerben disszociál.

Az anyagot az első lépésben olyan oldószerben oldjuk, amely képes csökkenteni a cseppfolyósított gáz fagyáspontját annak expanziója során. A folyasztószer felvitele esetében a folyasztószert és az oldószert tartalmazó oldatot cseppfolyós szén-dioxidban oldjuk, és az oldatot azután egy gázpalackban tároljuk körülbelül 63-105 Pa nyomáson. Minthogy savas oldatot kapunk, a második oldatot nikkel gázpalackban vagy nikkelbélésű gázpalackban kell tárolni.

Az anyag felvitele végett egy önmagában ismert kriogén rendszert csatlakoztatunk egy fúvókához, hogy a szén-dioxid gázt, az anyagot és a második oldatot a szubsztrátumra vezessük. Folyasztószer felvitele esetén egy szokásos kónikus fuvókát használhatunk. A füvóka típusa, csakúgy, mint a porlasztás más körülményei természetesen befolyásolják a lerakodási sűrűséget. Normális környezeti hőmérsékleten a nagy nyomáson tartott cseppfolyós szén-dioxid működik hajtógázként, és porlasztja az oldatot a szubsztrátumra. A nyomás megváltozása, vagyis az, hogy a cseppfolyós szén-dioxid a tárolás nyomásáról a környezet nyomására kerül, expanziót idéz elő. Ha a felvitelre szánt anyagot csak egyszerűen feloldanánk a szén-dioxidban, a szén-dioxid elgőzölögne, és apró jégkristályok képződése közben megszilárdulna, amint a szubsztrátumra porlasztjuk. Ennek következtében a lerakodott anyag eltávozna a szubsztrátumról. Az oldószer azonban megakadályozza ezt azáltal, hogy lecsökkenti a folyékony szén-dioxid fagyáspontját. Ezzel lényegében elejét vesszük a cseppfolyósított gáz megszilárdulásának.

A találmány gyakorlati alkalmazásakor mindig elegendő koncentrációjú oldószernek kell lennie a cseppfolyósított gázhoz viszonyítva ahhoz, hogy az utóbbi megszilárdulása ne következzék be. Az oldószer koncentrációjának emellett minimálisnak kell lennie abból a szempontból, hogy potenciálisan környezetet károsító veszélyes oldószerek is használhatók legyenek, a folyasztószer felvitele esetén az oldószer koncentrációja a folyékony szén-dioxidban 15 tömeg% metanol. így amikor az oldószert, a folyékony szén-dioxidot, a folyasztószert vagy más anyagokat tartalmazó második oldatot ráporlasztjuk a szubsztrátumra, a cseppfolyósított gáz egy része elgőzölög, de visszamarad az oldat egy része, amely tartalmaz cseppfolyósított gázt, és amely beborítja a szubsztrátumot.

Amikor a szubsztrátumot bevontuk, a folyékony szén-dioxid, valamint a folyasztószer felviteléhez használt oldószer, a metanol a szobahőmérsékleten elpárolog, és az anyag lerakódásként visszamarad a szubsztrátumon. Az elpárolgást természetesen megfelelő beavatkozással elősegíthetjük, amennyiben ez az oldószer és a cseppfolyósított gáz természetétől és a felvitel módjától függően lehetséges.

A találmányt egy előnyös megvalósításának bemutatásával ismertettük. Nem szorul azonban magyarázatra a tárgyban jártas olvasó számára, hogy az eljárás számos kiegészítéssel, változtatással és módosítással megvalósítható anélkül, hogy meghaladnánk a találmány alapgondolatát vagy oltalmi körét.

Claims (9)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás szilárd anyagnak egy szubsztrátum felületére való felvitelére oly módon, hogy a szilárd anyagot egy oldószerben feloldjuk, és az oldatot a szubsztrátumra porlasztjuk, azzal jellemezve, hogy először egy első oldatot képezünk a szilárd anyagot - amely az oldás előtt kevésbé finom eloszlású, mint a szubsztrátumra leválasztott állapotban - az oldószerben oldva, és a szubsztrátumra felvitt szilárd anyagból kialakuló bevonat sűrűségét legalább részben az első oldat szilárdanyag-koncentrációjával szabályozzuk, majd egy második oldatot állítunk elő az első oldatot egy olyan cseppfolyósított gázban oldva, amelyben a szilárd anyag oldhatatlan, az első oldat pedig oldható, és amelynek fagyáspontját az oldószer csökkenti a cseppfolyósított gáz expanziója során, és a második oldatban az oldószernek a cseppfolyósított gázhoz viszonyított koncentrációját úgy állítjuk be, hogy az expanziónál lényegében elmarad a cseppfolyósított gáz megszilárdulása, a második oldatot a szubsztrátumra porlasztjuk, miközben a cseppfolyósított gáz egy részét elgőzölögtetjük, a cseppfolyósított gáz visszamaradó részét tartalmazó második oldatot a szubsztrátummal érintkeztetjük, és a szubsztrátumot azzal beborítjuk, és a cseppfolyósított gáz visszamaradó részét és az oldószert elpárologtatjuk, és a szilárd anyagot lerakódásként a szubsztrátumon hagyjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy első oldatként telített oldatot használunk.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy csak annyi oldószert használunk, amelynek koncentrációja elegendő ahhoz, hogy lényegében megakadályozza a cseppfolyósított gáz megszilárdulását annak expanziója során.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy cseppfolyósított gázként folyékony szén-dioxidot használunk.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilárd anyagként egy folyasztószert viszünk fel a szubsztrátumra, és folyasztószerként egy szerves savat, előnyösen adipinsavat, szalicilsavat vagy citromsavat használunk.

   HU 216 029 Β
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oldószerként egy szerves oldószert, előnyösen metanolt vagy acetont használunk.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilárd anyagból képzett első oldatként adipinsavnak 10 tömeg%-os metanolos oldatát használjuk.
8. 8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oldószerként metanolt, míg cseppfolyósított gázként folyékony szén-dioxidot alkalmazunk, és az oldószert a cseppfolyósított gázhoz képest olyan koncentrációban használjuk, amely megfelel 15 tömeg% metanolnak a folyékony szén-dioxidos oldatban.
9. 9. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 5 hogy oldószerként metanolt, míg cseppfolyósított gázként folyékony szén-dioxidot alkalmazunk, és az oldószert a cseppfolyósított gázhoz képest olyan koncentrációban használjuk, amely megfelel 15 tömeg% metanolnak a folyékony szén-dioxidos oldatban.