NO128709B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for tørking av metallartikler.

Denne oppfinnelse vedrører tørking av gjenstander av metall og andre ikke absorberende materialer, og mere spesielt fjer-ning av forurensende vandig veske fra slike gjenstander ved hjelp av flyktige organiske vesker.

Ved prosesser for elektrobelegging med metall på forskjellige metallgjenstander er det nødvendig å rense dem for alle vedhengende salter når de tas ut av elektro-lyten. Dette gjøres i alminnelighet ved å vaske gjenstandene med vann eller en vandig oppløsning, og vanligvis ved å senke dem ned i vannbeholdere. Etter vaskingen med vann blir gjenstandene omhyggelig tørket. Dette gjøres ofte ved å utsette dem for varme, lettest i en varm luftstrøm. Men ettersom vannet fordamper, samles det i dråper, og undertiden kan der opptre pletter eller flekker på de steder hvor vann-dråpene til sist tørket bort, og disse kan bare fjernes ved den tettende og kostbare måten med håndtørring, ja iblant kan de ikke engang fjernes tilfredsstillende selv på dette vis. Dette gjelder særlig blanke elektropletterte gjenstander som smykker, innfatninger, urdeler, kosmetikkbeholdere, instrumentdeler og lignende. Undertiden påskynder man tørkeprosessen ved å dykke de vaskede gjenstander ned i et klorert kullvannstoff, såsom trikloretylen eller perkloretylen i flytende form eller dampform. Selvom dette hurtig vil fjerne hoved-mengden av vannet, fjernes det ikke fullstendig, og der blir fremdeles igjen mange små dråper som eventuelt kan fremkalle vannflekker, som bare kan fjernes ved gniing for hånd.

En annen fremgangsmåte som er meget brukt til tørking av vannfuktede gjenstander er tromling i tønner med sagflis. Dette er virksomt, men langsomt, og passer dårlig til behandling av store gjenstander. Den viktigste mangel er imidlertid at det er så vanskelig til slutt å fri de behandlete gjenstander for sagflisen. Enten må ting-ene plukkes ut for hånd, eller hele tønnens innhold må siktes, og i begge tilfeller vil komplisert formete gjenstander holde tilbake sagflispartikler som ligger på relativt utilgjengelige steder og er vanskelige å fjerne. Selv enkelt formete ting har en tilbøyelighet til å tilbakeholde en film av meget fint støv, som etterpå må fjernes ved den slitsomme håndtørking.

Problemene med hurtig og effektivt å tørke metalloverflater uten at det blir igjen flekker eller saltavleiringer på dem oppstår også i akutt form, når metallgjenstander skal renses og forberedes forut for maling, emaljering, lakkering eller fernissering. Slike forberedende arbeider kan f. eks. bestå i kjemiske behandlinger som sur et-sing, alkalisk avrusting, fosfatering eller kromatering. Andre former for overflatebehandling, f. eks. konturetsing, elektro-plettering, anodisering og elektropolering utføres også i vandige bad, hvor vesken til slutt må vaskes vekk fra de behandlete overflater, som derpå må skylles og tørkes.

På disse og andre felter er kravene nu så strenge og behandlingen av overflatene har nådd ne slik fullkommenhet at hvis ikke den endelige skylling av overflatene gjøres med rikelige mengder avionisert vann, kan resultatet bli utilfredsstillende. Hvis der brukes mindre rent vann, så kan der bli igjen en del dråper på overflaten, selvom skyllingen etterfølges av en behandling med et slikt oppløsningsmiddel som trikloretylen, og når dette tørkes vekk med varme, fremkommer det lokale konsentrasjoner av gjenværende salter, som ødelegger den fullkomment blanke metall-flate, eller de kan forårsake alvorlige blæ-redannelser på den ferdige flate etter på-følgende maling, emaljering, lakkering eller fernissering, hvis varene lagres under fuktige eller varme og fuktige forhold.

Vi har nu funnet at man kan over-vinne de foran nevnte vanskeligheter og oppnå bedre resultat ved slike fremgangs-måter hvor man skal tørke vannfuktige overflater på gjenstander av metall eller annet ikke-absorberende materiale ved at overflatene behandles med et oppløsnings-middel i form av et klorert kullvannstoff, fortrinnsvis trikloretylen eller perkloretylen, når det anvendes den arbeidsmåte at det i nevnte oppløsningsmiddel er oppløst et kationisk overflateaktivt middel i en mengde av opptil 1 vektsprosent.

På denne måte fjernes det vedhengende vann fullstendig av det klorerte oppløs-ningsmiddel uten at noen videre tørking er nødvendig, og det gjenværende oppløs-ningsmiddel selv fjernes uten videre med svak varme eller en gasstrøm.

Oppfinnelsen tilveiebringer derfor en fremgangsmåte til å tørke vannforurensete overflater på gjenstander av metall eller annet ikke absorberende materiale, bestående i at nevnte overflater behandles med et klorert kullvannstoff, hvori er oppløst opptil 1 vektsprosent av et kationisk overflateaktivt stoff.

Det er allerede blitt foreslått å tørke faste gjenstander, som er fuktige av vann, ved å dykke dem ned i en vannf ri kokende oppløsning av en liten mengde mersolat i et klorert kullvannstoff og la gjenstandene bli i den kokende oppløsning til vannet er fjer-net fra dem og drevet ut av oppløsningen ved azeotropisk destillasjon. Mersolater er natriumsalter av hydrolyserte parafinvoks-sulfoklorider, og de er således anionisk overflateaktive stoffer. Vår fremgangsmåte adskiller seg derfor i bunn og grunn fra denne kjente fremgangsmåte ved at vi i stedet bruker kationiske overflateaktive stoffer og derved oppnår den meget vesent-lige tekniske fordel av vi unngår nødven-digheten av en forlenget azeotropisk destillasjon, som det vil bli mere fullstendig for-klart i det følgende. Vannet fjernes ganske raskt fra gjenstandens overflate av opp-løsningsmidlet, og det er ikke nødvendig å fortsette behandlingen inntil vannet er destillert ut av badet. Det er altså ikke nødvendig at vårt oppløsningsmiddelbad er vannfritt. I virkeligheten består vår fremgangsmåte i dens enkleste form, som har et ganske omfattende anvendelsesområde, i å dykke de fuktige gjenstander, som skal behandles, ned i badet, som ikke behøver å være vannfritt, og i noen tilfeller til og med kan ha værelsestemperatur, la dem bli der i noen sekunder eller i høyden noen få minutter for å gi vannet tid til å for-trenges, ta dem opp, la overskuddet av opp-løsningsmiddel renne av, og tilslutt tørke vekk de små mengder oppløsningsmiddel som blir igjen på overflaten ved hjelp av svak varme eller en gasstrøm. Oppløsnings-midlet fortrenger vannet så fullkomment at vi i mange tilfeller har iakttatt det be-merkelsesverdige resultat at prosessen er effektiv selv om badet eller de gjenstander som skal tørkes er så forurenset med vann at der dannes et lag med vann på overflaten av badet, og at gjenstandene når de tas opp, faktisk passerer gjennom et lag med vann. Enn videre kan prosessen meget bekvemt brukes etter preparative behandlinger i vandige bad hvor «Serseal»-prosessen til forhindring av dampdannelse er blitt brukt. Dette er en fremgangsmåte, hvor man unngår røk- og dampdannelse i badet (f. eks. ved fosfatering, syrebeising eller alkalisk rensnings- og avrustingsbad) ved å lukke badets overflate med et lag inert stoff, som f. eks. et flytende, mettet kullvannstoff.

Overflaten på materialer som trekkes opp av et slikt bad er fuktet av vann og kan også føre med seg spor av oljeaktige stoffer, men både den vandige fase og olje-fasen fjernes hurtig og fullstendig når de kommer i berøring med oppløsningen av det kationiske overflateaktive middel.

Hvis man vil oppnå den høyeste grad av fullkommenhet på blanke ferdige overflater på metallgjenstander som smykker, urdeler, instrumentdeler og lignende, er det fordelaktig først å dykke gjenstandene ned i det klorerte kullvannstoff, som inneholder det kationaktive middel, og etter at de er tatt opp bringe dem i berøring med en ny mengde av oppløsningsmidlet i veske- eller dampform for å forhindre dannel-sen av ganske lette avleiringer, som ellers kunne frekomme som følge av spor av gjenværende kationisk overflateaktivt stoff. Til slutt henges gjenstandene ut i luften, og når den vedhengende veske fordamper, for-blir metallgjenstandene blanke og er fri for vann og vannpletter.

Ved de fleste anvendelser kan behandlingen med oppløsningen med det kation-overflateaktive middel utføres varmt eller koldt, og vesken påføres gjenstanden ved dypping, sprøyting eller med kost.

Behandling av små deler utføres lettest i en innretning i likhet med vanlig ut-styr i et avfettingsanlegg for to dyppinger. Dette er en åpen beholder, hvis nedre del er delt i to avdelinger, som begge kan var-mes opp. I den øvre del av tanken finnes en kjøleflate, som passende kan bestå av en kjølespiral tett inn til tankens vegger. Rør-ledninger forbinder de nedre deler av de to avdelinger med hverandre og med en samlerenne, som ligger like under kjølespi-ralen. Ved vanlig bruk inneholder begge avdelinger en veske, f. eks. trikloretylen, som holdes kokende, og dampen som stiger opp kondenseres på spiralen, mens den kondenserte veske renner tilbake til bunnen av den ene eller annen avdeling etter ønske. Når et slikt anlegg brukes i den fo-religgende oppfinnelses øyemed bør man fortrinnsvis skyte inn en enkel samletank for vann mellom rennen og tilbakeløpet til bunnen av tanken. Under drift inneholder den ene avdeling bare et klorert kullvannstoff, som trikloretylen eller perkloretylen, og den annen et visst kvantum av den samme veske, hvori er oppløst en liten mengde av et kationisk overflateaktivt middel. Vesken holdes kokende i begge avdelinger. Dampen kondenseres på spiralen, og den kondenserte veske går gjennom vannutskilleren og videre tilbake til den første avdeling. Denne får derfor en stadig tilførsel av destillert veske, og den er slik innrettet at den har overløp inn i den annen avdeling, som inneholder oppløsningen av det kationiske overflateaktive middel. De gjenstander som skal behandles, dykkes en kort tid ned i sistnevnte avdeling, løftes opp og får renne av, hvorpå de dykkes ned. i vesken i den første avdeling, får renne av påny, hvorpå de tas vekk til tørring.

Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til behandling av små gjenstander, og man har funnet den meget hensikts-messig til tørking av store metallplater som har hatt en kjemisk forbehandling, f. eks. i et fosfateringsbad, og som så må tørkes før emaljering, f. eks. plater til kjøleskap, vasker eller annet kjøkkenutstyr. I noen tilfeller er det bra å behandle slike gjenstander ved relativt lave temperaturer, idet vesken kanskje er varm, men ikke kokende. Oppløsningen av et kationisk overflateaktivt middel i et klorert kullvannstoff på-føres med kost eller ved sprøyting, hvorpå vesken samles opp, vannet fraskilles og oppløsningen føres tilbake til fortsatt bruk. Platene blir så svakt oppvarmet for å for-dampe gjenværende veske, og de er klare for maling eller emaljering.

Passende klorerte kullvannstoffer til bruk ved vår fremgangsmåte er de som alminnelig brukes til avfetting av metaller, f. eks. metylenklorid, kullstofftetraklorid, trikloretylen og perkloretylen. De to siste foretrekkes ofte, fordi de forener en lav toksisitet med hensiktsmessige fysikalske egenskaper, f. eks. passende kokepunkter.

Egnete kationiske overflateaktive midler kan f. eks. være langkjedete alkyltrime-tylammonium- eller pyridinklorider eller bromidler, som cetylpyridinbromid eller cetyltrimetylammoniumbromid, langkj ede-te dialkylammoniumklorider eller bromi-der, f. eks. dicetyldimetylammoniumbro-mid, og langkjedete alkyldimetylbenzylam-moniumklorider, som cetyldimetylbenzyl-ammoniumklorid. Dette er alle sammen kvaternære ammoniumsalter med en langkjedet alkylsubstituent, og disse er i alminnelighet de foretrukne klasser av midler. Man kan imidlertid bruke andre typer av kationiske overflateaktive midler, f. eks. et stoff laget ved kondensasjon av 1 mol metyloktadecylamin med 4,6 mol etylenoksyd.

Overraskende små mengder av disse stoffer er virksomme. Vi har f. eks. iakttatt noe nyttevirkning med en så lav konsen-trasjon som 0,001 vektsprosent i behand-lingsbadet. På den annen side, hvis meng-den er for stor, kan det være en uønsket tendens til at vannet emulgeres i vesken, og dette blir merkbart i noen tilfeller, hvis konsentrasjonen av det overflateaktive middel går vesentlig over 1 vektsprosent. Vi foretrekker derfor å arbeide i konsen-trasjonsområdet 0,1 til 0,3 vektsprosent, men man kan bruke større eller mindre konsentrasjoner om så ønskes. I alminnelighet later det ikke til å være noen fordel å øke konsentrasjonen ut over ca. 0,5 vektsprosent.

Som allerede antydet kan man arbeide koldt eller ved enhver temperatur opp til kokepunktet for den veske som brukes. De beste betingelser i ethvert gitt tilfelle kan man lett fastslå ved noen få enkle eksperi-menter. Den tid som trenges til behandlingen er overraskende kort og kan være hva som helst fra noen få sekunder opp til noen få minutter — det er sjelden nødven-dig å strekke den ut over 5 minutter.

Som foran nevnt kan fremgangsmåten med fordel brukes til metallgjenstander av alle slags, f. eks. blikkplater og -fabrikater, utpressete, utstansete og maskinarbeidete deler av alle slag, som har vært underkas-tet behandling i vandige medier og deretter må tørkes enten fordi de da er ferdige, eller som forberedelse til videre behandling som dekorativ eller beskyttende overflatebehandling med maling, lakker, fernisser eller lignende. Fremgangsmåten er imidlertid ikke begrenset til behandling av metaller i massiv form. Den kan f. eks. anvendes til tørking av metallpulvere og dessuten på ikke-metalliske gjenstander, som er inerte og ikke absorberende, f. eks. glasert stentøy, glass i forskjellige former, hvoriblant blåste glassvarer, optiske linser og prismer, glassull eller vevet glasstoff, og filamenter av ikke absorberende stoffer som nylon, polyestere (f. eks. «terylen»), og andre slike polymere stoffer som er så å si upåvirkelige ved kort neddykking i klorerte kullvannstoffer. De følgende eksemp-ler illustrerer oppfinnelsen uten å begrense den.

Eksempel 1:

Bunter av forkrommete møbelhengsler, alle 38 mm (iy2 tomme) lange og buntet sammen på samme måte som til forkrom-ming, slik at en bunt med tråder holder fem gross hengsler, ble, mens de var våte, dykket ned i kokende trikloretylen som inneholdt 0,25 % cetylpyridinbromid i 30 sekunder. De fikk renne av og ble så i 30 sekunder ført over i et bad med rent kokende trikloretylen. Etter at de var tatt ut og lufttørket var de blanke og fri for pletter.

Eksempel 2:

Olj efiltre, bestående av et stykke 120 mesh messingduk i form av en sylinder 38 mm lang og 19 mm i diameter, innpasset mellom messing endestykker, ble fylt i en nettingkurv 41 x 15 cm og 5,1 cm dyp. Filtrene ble blanket på vanlig måte ved å dyppe dem i syreoppløsning og deretter skylle dem i rennende vann, men når de ble tatt opp, ble en del vann holdt igjen i den finmaskete messingduk. Kurven med filtrene, som ennu var våte, ble dykket i 30 sekunder ned i kokende trikloretylen, som inneholdt 0,25 % cetylpyridinbromid, hvorpå de fikk renne av, ble dykket i 30 sekunder til ned i rent kokende trikloretylen og etter ny avrenning satt bort til tørring. Det var ikke noe vann igjen i duken eller andre steder på filtrene som hadde en ren blank overflate fri for flekker.

Eksempel 3:

En bunt messingtråd med diameter 1,02 mm og vekt 36,2 kg, som var blitt blanket med syre og skyllet med vann som be- skrevet i eksempel 2, ble neddykket i 2 minutter r kokende trikloretylen, som inneholdt 0,25 % cetylpyridinbromid. Den fikk renne av og ble så dyppet i kokende rent trikloretylen i 2 minutter. Tilslutt ble den langsomt tatt opp av badet, idet den ble løftet med en fart av 60 cm i minuttet, for at tilbakeholdt veske skulle få renne av og damp som var igjen i bunten bli fortrengt av luft. Da bunten ble viklet opp fant man at det ikke noen steder var vann igjen på tråden, som var ren og blank og fri for flekker.

Eksempel 4:

En porsjon vått jernpulver ble utrørt i et bad av trikloretylen med 0,25 % cetylpyridinbromid ved værelsestemperatur. Vesken ble heldt fra og pulveret vasket flere ganger med rent trikloretylen og derpå bredt ut på bakker, hvor det tørket i løpet av noen minutter ved værelsestemperatur. Produktet var fritt rennende og uten oksydasjon.

Eksempel 5:

Et stykke vått polert rustfritt stål ble dyppet i en kold 0,5 % oppløsning i trikloretylen av et kationisk overflateaktivt stoff, som var fremstillet ved kondensasjon av metyloktadecylamin med 4,6 molare mengder etylenoksyd. I løpet av 5 sekunder var vannet fortrengt fra metallet, som ble tatt opp og skyllet med rent trikloretylen. Etter fordampningen var metallflaten ren, blank og fri for pletter.

Eksempel 6:

Plater av bløtt stål ble avfettet i tri-kloretylendamp og fikk et fosfatdekke ved neddykking i

a) en sinkfosfatoppløsning med nitrat-og nitritakseleratorer

eller

b) en sinkfosfatoppløsning med klor-atakselerator og derpå skyllet i

koldt vann. Disse platene ble delt i tre porsjoner, som henholdsvis hver fikk følgende behandling:

1) tørket i ovn

eller

2) skyllet i varmt vann med 0,025 % kromsyre og 0,025 % fosforsyre og tørket i ovn

eller

3) tørket ved neddykking i en 0,25 % oppløsning av cetylpyridinbromid i trikloretylen, tatt opp for avrenning og tørket i

luften til oppløsningsmidlet var

fordampet.

Der ble brukt ledningsvann (total

hardhet uttrykt som CaCOn 320 deler pr.

million, temporær hardhet uttrykt som

CaCO:t 280 deler pr. million) til å lage alle

fosfaterings- og skylleoppløsninger. Alle

platene ble så overflatebehandlet med ett

lag kryssf orbundet vinyl/akrylemalje, ovns-behandlet i 30 minutter ved 150° C og derpå neddykket i vann ved 40° C i 50 timer.

Dette er en hård prøve, som brukes for å

bestemme malingfilmens holdbarhet under

fuktige eller fuktige og varme forhold ved

bruk eller lagring. Da prøven var slutt, fan-tes blærer som følge av forurensninger i

form av «tidevannsmerker» (tide. marks»)

på alle plater som var blitt skyllet koldt og

ovnstørret. Bruken av skyllebad med kromsyre/fosforsyre reduserte blærenes størrel-se og antall, men bortskaffet ikke blære-dannelsen på en eneste plate. Etter den

tredje «vesketørring», var alle plater fullstendig fri for blærer. Prøvene ble gjentatt

fire ganger.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til tørking av vannfuktige overflater på gjenstander av metall eller annet ikke absorberende materiale bestående i at nevnte overflater behandles med et oppløsningsmiddel i form

av et klorert kullvannstoff, fortrinnsvis trikloretylen eller perkloretylen, karakterisert ved at det i nevnte oppløsningsmiddel er oppløst et kationisk overflateaktivt middel i en mengde av opptil 1 vektsprosent.

2. Fremgangsmåte som angitt i på- stand 1, karakterisert ved at det kationiske overflateaktive middel er tilstede i en mengde svarende til fra 0,001 til 0,5 vektsprosent av det klorerte kullvannstoff.

3. Fremgangsmåte som angitt i hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at det kationiske overflateaktive middel er et kvaternært ammonium-salt inneholdende en langkjedet alkylsubstituent.

4. Fremgangsmåte som angitt i hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at det kationiske overflateaktive middel er et langkjedet alkylpyri-din- eller trimetylammonium-bromid eller -klorid.

5. Fremgangsmåte som angitt i hvilken som helst av de foregående påstander, ved hvilken den gjenstand som skal tørkes bringes i berøring med en oppløsning av et kationisk overflateaktivt middel i et opp-løsningsmiddel bestående av klorert kullvannstoff og holdes i kontakt med nevnte oppløsning inntil sistnevnte har fortrengt vannet fra overflaten på nevnte gjenstand, karakterisert ved at gjenstanden deretter skylles med en ny mengde av samme opp-løsningsmiddel uten noe innhold av kationisk overflateaktivt middel og derpå under-kastes betingelser som fremkaller for-dampning av gjenværende oppløsnings-middel.

6. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 6, karakterisert ved at i det minste behandlingen med oppløsningen av det kationiske overflateaktive middel utføres ved forhøyet temperatur.