KR100205296B1 - 여러가지 물품의 용제 세정법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용제세정법에 사용되는 비등점이 20℃-120℃ 인 저분자량의 불소함유 에테르에 관한 것이다.

Description

여러 가지 물품의 용제 세정법
본 발명은 용제 또는 용제 증기를 사용하여 금속, 직물, 유리, 플라스틱, 전자부품 및 인쇄 회로판 같은 요염된 물품을 세정하는 용제 세정법 및 특히 용제 세정법에 저분자량 에테르를 용제로서 사용하는 것에 관한 것이다.
오염된 물품을 할로겐화된 탄화수소 용제 및/또는 이것의 증기로 세척하거나 또는 여기에 침적시키는 용제 세정법이 공지되었고 보통 사용되었다. 침적, 세척 및 건조 등의 여러 단계를 포함하는 이러한 세정법이 일반적인 것이며 주변온도(종종 초음파 교반을 병행하면서) 또는 용제의 비등점까지의 높은 온도에서 용제를 사용하는 것이 공지되었다.
본 세정 고정에 사용된 용제의 예로 1, 1, 2-트리클로로-1, 2, 2- 트리플루오로에탄, 1, 1, 1 -트리클로로에탄, 크리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌 및 메틸렌 클로라이드가 있다. 이 용제들은 단독으로 사용되거나 또는 지방족알콜이나 기타 저분자량 국성 부가제와 같은 보조용제와 혼합하여 사용되고 세정될 물품에 어느정도 의존하여 빛, 열 및 존재하는 금속으로 인해 분해되는 것을 막기위해 때에 따라 안정화된다.
공지된 용제 세정법, 특히 용제가 고온에서 사용되는 용제 세정법에서, 용제 증기 세정용 시스템으로부터 대기로 유실되어버리는 경향이 있다. 용제를 세정 장치에 넣고 뺄 때, 또한 증류에 의해 사용한 용제를 회수할 때 유실될 수 있다. 예를들어, 장치의 디자인을 개선하는 것 및 증기 회수 시스템을 개선하는 것과같이 대기로 유실되는 용제의 양을 최소화하기 위한 노력이 있어왔지만, 유실이 전혀 일어나지 않게 하기 위해서는 엄청난 비용이 들고 대부분의 용제 세정법으로는 용제증기가 대기로 어느정도 유실된다.
최근까지, 일반적인 세정 용제를 사용하는 것은 용제가 환경을 해치지 않을만큼 비교적 저독성의 안정한 난연성 물질이라는 점에서 허용가능한 것으로서 여겨졌다. 그러나, 최근들어 보통 사용하는 용제중 어떤것들은 최소양으로도 소위 오존층이라는 불리우는 성층권에 장기간 해로운영향을 미칠 수 있다는 증거가 제시되었기 때문에 이 용제를 다른것들로 대체하는 것이 바람직하다.
본 발명은 용제 세정법에 비등점이 약 20-약 120℃인 저분자량의 불소함유 에테르로 이루어진 용제를 사용하는 것을 제공한다.
에테르의 비등점은 20℃-120℃, 바람직하게 25℃-85℃ 이어서 통상적인 기존의 세정용 장치에 사용될 수 있다. 어떤 특정의 세정법에 있어서는 에테르로 대체되는 용제와 비슷한 비등점을 갖는 에테르를 선택할 수 있다.
에테르는 할로겐화된 지방족 올레핀과 임의로 할로겐화된 지방족 알콜을 공지된 방법으로 반응시켜 얻을 수 있고 따라서 분자내에 최소한 세 개의 탄소원자를 함유한다. 비등점이 약 120℃이하라면 에테르는 여섯 개 이상의 탄소원자를 함유할 수도 있지만 통상 에테르는 다섯 개 이하의 탄소원자를 함유한다.
에테르는 최소한 한 개의 불소원자를 함유하고 통상은 두 개이상의 불소원자를 함유하지만 과불화되어서는 안된다. 불소원자에 더하여, 에테르는 염소, 브롬 및 수소원자를 함유할 수 있다. 염소 및 /또는 수소를 함유하는 에테르는 하나 또는 두 개의 염소원자 및/또는 하나 또는 두 개의 수소원자를 함유할 수 있다.
에테르를 만드는데 사용할 수 있는 알콜의 예로 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 및 이들의 할로겐화된 유도체가 있다. 사용할 수 있는 알켄에 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로펜, 클로로트리플루오로에틸렌, 클로로풀루오로프로펜 및 이러한 화합물들의 수소 함유 유사체, 예를 들어 트리플루오로에틸렌 및 클로로디플루오로에틸렌이 포함된다.
사용할 수 있는 에테르의 예 및 이들의 비등점은 다음과 같다.
비등점(℃)
1, 1 - 디플오로에틸 메틸 에테르 47
1, 1, 2, 2-테트라플루오로에틸 메틸 에테르 36.5
1-클로로-1, 2, 2-트리풀로오로 에틸 메틸 에테르 70.6
1, 1-디클로로-2, 2-디플루오로에틸 메틸 에테르 104.8
1-클로로-2, 2-디플루오로에틸 메틸 에테르 27.51
1, 1, 1, 2, 3, 3-헥사플루오로프리필 메틸 에테르 54.5
1, 1-디플루오로에틸 에틸 에테르 65
1, 1, 2, 2-테트라플루오로에틸 에틸 에테르 56
1-클로로-1, 2, 2-트리플루오로에틸에틸 에테르 822
1, 1, 1, 2, 3, 3-헥사플루오로프로필 에틸 에테르 64.5
1, 1, 2, 2-테트라플루오로에틸 n-프로필 에테르 71.73
1-클로로-1, 2, 2-트리플루오로에틸 n-프로필 에테르 109
1, 1, 1, 2, 3,3-헥사플루오로프로필 n-프로필 에테르 92
1-클로로-1, 2, 2-트리플루오로에틸 이소프로필 에테르 100
1-클로로-2, 2-디플루오로에틸 이소프로필 에테르 534
1, 1, 1, 2, 3, 3-헥사플루오로프로필 이소프로필 에테르 76
1, 1, 2, 2-테트라플루오로에틸 n-부틸 에테르 495
1, 1, 1, 2, 3, 3-헥사플루오로프로필 n-부틸 에테르 108
1, 2, 2-트리플루오로에틸 1, 1, 1-트리플루오로에틸 에테르 75
1, 1, 2, 2-테트라풀루오로에틸 1, 1-디플루오로에틸 에테르 77
디(첫가지 1-디플루오로에틸)에테르 103
1-클로로-1, 2, 2-트리플루오로에틸 1, 1-디플루오로에틸 에테르 102
1, 1, 2, 2-테트라플루오로에틸 1, 1-디(트리플루오로메틸)메틸 에테르 85
1 130mmHg에서
2 630mmHg에서
3 627mmHg에서
4 121mmHg에서
5 113mmHg에서
공비 혼합물들을 포함하여 에테르의 혼합물은 원한다면, 하나이상의 보조 용제와 에테르의 혼합물로서 사용될 수 있다. 이와 동일한 보조 용제는 공지된 세정법에서의 주 용제와 함께 사용될 수 있는데, 특히 알콜과 같은 극성 용제가 바람직한 보조용제이다. 에테르 및 보조용제, 특히 저급알칸올 보조용제를 포함하는 세정용 조성물은 본 발명의 다른 특징을 제공한다. 에테르와 알콜의 공비 혼합물이 본 발명의 바람직한 구체예를 나타낸다. C1-4저급 지방족 알콜이 본 화합물에 유용하다.
본 발명에 따라 사용한 에테르는 보통 사용되는 용제보다 더 안정하며 따라서 분해 방지용 안정화제를 필요로하지 않는다. 그러나, 특별한 세정법에 있어 원하거나 또는 필요하다면 안정화제를 부가할 수 있으며 보통 용제에 사용되는 안정화제, 특히 니트로알칸 및 에폭사이드를 사용할 수 있다.
어떤 공지된 세정법에 사용된 용제를 본 에테르로 대체하여 사용할 수 있고 본 에테르는 데체되는 용제보다 알루미늄에 대해 더 안정한 장점을 갖는다. 에테르는 공지된 세정법에 사용된 용제의 일부분을 대체하여 사용될 수 있다.
다음의 실시예가 본 발명을 예시한다.
[실시예 1]
본 실시예는 구리로 피복된 기판에서 플럭스(flux)잔류물질을 없애는데 2-클로로-1, 1, 2-트리플루오로에틸 메틸에테르를 사용하는 것을 예시한다.
구리로 피복된 FR 4 기판(에폭시/유리섬유 라미네이트)에서 잘라낸 시험용 기판(5cm x 7cm)에 미리 정애놓은 양 만큼의 땜납 크림(cream)을 바르고 Micro VPS 땜납용 장치에 넣고 리플로(reflow)시켰다.
이 땜납 크림은 Multicore PRAB 3으로서 시판되는 62% 주석/38% 납으로 이루어진 땜납이었다.
끓고있는 액상과 증기상을 만들기 위해 냉각수가 순환되는 냉각코일이 상부에 장치되어 있는 비이커에 2-클로로-1, 1, 2-트리플루오로에틸 메틸 에테르(630 mmHg에서 비등점 65℃)를 넣고 끓이고 상기 오염된 시험용 기판을 60초 동안 끓고 있는 액체에 담군 뒤 증기상에서 30초간 머무르도록만들었다.
평방 센티미터당 염화나트륨의 mg 수로 표시되는 시험용 기판의 오염물인 이온성 잔류물질을 Protonique Contaminometer를 사용하여 측정하였다. 세척하지않은 시험용 기판의 이온성 오염물질을 측정하고 제거된 이온성 오염물질의 제거%를 계산하였다. 이온성 플럭스 잔류물질의 61%가 시험용 기판에서 제거되었다.
에테르를 190℃까지 가열하고 에테르 위에있는 증기압을 50-190℃에 걸쳐 측정하였다. 약 120℃에서 증기압이 조금 상승되었지만 이온도에서 용제가 분해되었다고 입증되지는 않았다.
1, 1, 2-트리클로로-1, 2, 2-트리플루오로 에탄을 용제로서 사용한 비교 시험에서, 이온성 플럭스 잔류물질의 45%가 제거되었다.
[실시예 2-3]
본 실시예는 구리로 피복된 인쇄 회로기판에서 플럭스 잔류물질을 없애는데 2-클로로-1, 1, 2-트리플루오로에틸 메틸에테르와 메탄올의 혼합물을 사용하는 것을 예시한다.
실시예 2에서, 2-클로로-1, 1, 2-트리플루오로에틸 메틸 에테르와 메탄올의 혼합울을 일정하게 끓는 혼합물이 얻어질때까지 끓였다.
이 공비물은 18.5중량 %의 메탄올을 함유하고 표준압력에서 56.8℃에서 끓는다.
실시예 1에 기재된 바와같은 시험용 기판에서 이온성 잔류물질을 제거하기 위하여 공비혼합물을 사용하였다. 이온성 잔류물질의 66.9%가 제거되었다.
실시예 3에서, 공비혼합물 대신에 에테르 (95중량%)와 메탄올(5중량%)의 혼합물을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2의 과정을 반복하였다. 이온성 잔류물질의 65.1%가 제거되었다.
[실시예 4]
본 실시예는 알루미늄 존재내에서 2-클로로-1, 1, 2-트리플루오로에틸 메틸 에테르의 안정성을 설명한다.
에테르를 알루미늄과 접촉시키면서 48시간동안 환류시켰다.
알루미늄 시험용 조각을 일부분은 액체에, 다른일부분은 액체위에 있는 증기에 담그었다.
시험하는데 있어, 액상내에서 염화물 이온 또는 불화물 이온이 증가되지 않았고 시험한후 용제를 GC로 추적하였을 때 변화가 없었다.
시험했던 금속 조각은 중량 변화가 없었으며 금속 조각이 깨끗하고 반짝반짝 빛나는 것으로 보아 부식되지 않았다.
본 결과로 에테르는 알루미늄 존재내에서 매우 안정하고 따라서 알루미늄을 세정하는데 사용하기에 적당하다는 것을 알 수 있다.
금속을 세정하는데 사용될 때 에테르의 산도가 증가되는 것을 억제시키기 위하여 안정화제를 부가할 수 있다.
[실시예 5]
본 실시예는 구리로 피복된 기판에서 플럭스 잔류물질을 없애는데 테트라플루오로에틸 메틸 에테르를 사용하는 것을 예시하였다.
실시예 1에 기재된 바와같은 구리로 피복된 기판에서 플럭스 잔류물질을 없애는데 비등점이 33-35℃(630mmHg)이고 밀도(25℃)가 1.28g/ml 인 테트라플루오로에틸 메틸 에테르를 사용하였다.
이온성 플럭스 잔류물질의 62%가 제거되었다.
[실시예 6-8]
본 실시예는 본 발명의 방법에 사용하기에 적당 혹종의 공비 혼합물을 예시한다.
테트라플루오로에틸 메틸 에테르는 메탄올과 공비물을 만드는데, 이 공비물은 4중량 %의 메탄올을 함유하고 34.5℃에서 끓는다.
에테르는 1, 1, 2-트리클로로-1, 2, 2-트리플루오로에탄과 공비물을 만드는데, 이 공비물은 39.5중량%의 할로에탄을 함유하고 약 34.9℃에서 끓는다.
에테르는 1, 1, 2-트리클로로-1, 2, 2-트리플루오로에탄 및 메탄올과 삼상 공비물을 만드는데, 이 공비물은 41중량%의 할로에탄과 3중량%의 메탄올을 함유하며 약 34.5℃에서 끓는다.
[실시예 9]
본 실시예는 본 발명의 방법에 삼상 공비 혼합물을 사용하는 것을 예시한다.
실시예 1에 기재된 방법으로 회로판에서 땜납 플럭스 잔류물질을 제거하는데 실시예8에서 제조한 테트라플루오로에틸 메틸에테르, 1, 1, 2-트리클로로-1, 2, 2-트리플루오로에탄과 메탄올의 삼상 공비 혼합물을 사용하였다. 이온성 플럭스 잔류물질의 48.2%가 제거되었다.
[실시예 10-11]
본 실시예는 본 발명의 방법에 사용되는 다른 공비 혼합물을 예시한다.
비등점이 56℃이고 밀도가 1.21g/ml인 테트라플루오로에틸 에틸 에테르는 메탄롤과 공비물을 만드는데, 이 공비물은 10.6중량%의 메탄올을 함유하고 48.6℃에서 끓는다.
에테르는 에탄올과 공비물을 만드는데, 이 공비물은 38.5중량 %의 1, 1, 2-트리클로로-1, 2, 2-트리플루오로에탄올 함유하고 46.3℃에서 끓는다.

Claims (8)

  1. 약20℃-약120℃의 비등점을 가지는 저분자량의 불소함유 에테르를 함유하는 용제 조성물을 물품과 접촉시키는 단계를 포함하는, 물품의 세정방법.
  2. 제1항에 있어서, 에테르가 3개 이상의 탄소원자를 함유하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 용제 조성물이 보조용제를 추가로 함유하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 보조용제가 C1-4저급 알칸올인 방법.
  5. 제4항에 있어서, 에테르와 알콜이 공비 혼합물을 만드는 방법.
  6. 제3항 내지 제5항의 어느 한 항에 정의된 바와 같은 용제 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 비등점이 약 20℃-약 120℃인 저분자량의 불소 함유 에테르가 2-클로로-1,1,2-트리플루오로에틸 메틸 에테르, 테트라플루오로에틸 메틸 에테르, 테트라플루오로에틸 에틸 에테르 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 세정용 용제 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 보조용제가 메탄올, 에탄올, 1,1,2-트리클로로-1,2,2-트리플루오로에탄 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 세정용 용제 조성물.
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