Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest środek odtłuszczający do zastosowań w elektronice.
Przygotowanie powierzchni, jej odtłuszczenie przed kolejnymi operacjami technologicznymi, usuwanie resztek pasty z szablonów i siatek drukarskich czy czyszczenie przedmiotów i elementów urządzeń do nadruku są bardzo ważnymi czynnościami, które w istotny sposób wpływają na jakość produktu końcowego w przemyśle elektronicznym. Operacje te są wykonywane z zastosowaniem preparatów zawierających głównie rozpuszczalniki organiczne takie jak alkohole alifatyczne, związki aromatyczne, estry, etery czy węglowodory chlorowcopochodne.
Znany jest opis patentowy US 6569252, w którym zaproponowany jest środek do czyszczenia sita i innych przedmiotów służących do nadruku pasty na wielowarstwowych podłożach ceramicznych. Środek ten używany jest również do czyszczenia pasty lutowniczej z szablonów maszyn drukarskich stosowanych w montażu elektronicznym. Roztwór ten jest mieszaniną eteru alkilowego glikolu propylenowego i glikolu propylenowego. Z kolei, w opisie patentowym US 5424001 przedstawiono usuwanie farby z ekranów jedwabiu, przy użyciu mieszaniny składającej się z dwuzasadowego estru, eteru glikolu dipropylenowego i octanu metylu z dodatkiem środka powierzchniowo czynnego. Z polskiego opisu patentowego PL 135354 znany jest środek o dobrych właściwościach odtłuszczających, wykorzystywany do zmywania farb typograficznych z metalowych form drukowych. W skład tego zmywacza wchodzą związki: 1,1,2-trichloro 1,2,2-trifluoroetanu, i alkoholu n-propylowego. Podobne zastosowanie znalazł środek przedstawiony w opisie patentowym PL154396, zawierający w swoim składzie zaaddycjonowany tlenek etylenu na mol nonylofenolu, zobojętniony kwasem ortofosforowym i/lub kwasem cytrynowym i/lub kwasem chlorowodorowym do pH 5,5-8,0 i dodatkiem wodnego roztworu karboksymetylocelulozy.
Większość stosowanych w tych rozwiązaniach związków zawiera grupy aromatyczne, które nie są biodegradowalne, a tym samym nie są pożądane z punktu widzenia ochrony środowiska. W przeważającej ilości rozpuszczalniki organiczne są łatwopalne i toksyczne dla zdrowia. Dlatego zaistniała potrzeba rozwijania badań w kierunku tworzenia bezpiecznych rozpuszczalników do zastosowań komercyjnych. W opisach patentowych US 6096699, US 6191087 B1 i US 6284720 B1 przedstawiono przyjazny środowisku rozpuszczalnik, który może być wykorzystywany do zmywania powłok ochronnych, farb drukarskich i lakierów oraz tuszu drukarskiego. Jego zaletą jest to, że jest biodegradowalny i bezpieczny dla zdrowia. Może być stosowany w oczyszczalniach ścieków, a ze względu na niską zawartość związków lotnych można go stosować również w pomieszczeniach zamkniętych. Głównymi składnikami tego roztworu są ester mieszaniny kwasów oleinowego i linolowego oraz ester kwasu mlekowego w ilości: 10-90% wagowych lub 20-75% wagowych lub 40-70% wagowych w kolejnych opisach. Dodatkowo zawiera on dodatek środka powierzchniowo czynnego i zagęszczacza. Z kolei w opisie patentowym US 5340495 zaproponowany jest środek czyszczący do usuwania tuszu drukarskiego z części maszyn drukarskich litograficznych. Środek ten jest pozbawiony lub ma niewielką ilość lotnych związków organicznych oraz jest kompatybilny z tuszem drukarskim, dlatego po myciu drukowanie może być prowadzone nawet, gdy czyszczone części są wciąż mokre. Roztwór ten jest mieszaniną eteru metylowego kwasu tłuszczowego, etoksylowego alkoholu zawierającego od 4 do 10 atomów węgla (C4-C10) oraz hetero alkilowego tlenku alkoholi zawierającego od 12 do 18 atomów węgla (C12-C18). W jeszcze innym rozwiązaniu patentowym US 7754104 B2 przedstawiony jest rozpuszczalnik, którego głównymi składnikami są alifatyczny (zawierający od 1 do 4 atomów węgla) ester kwasu mlekowego w ilości 10-90% wagowych oraz alkohol alifatyczny taki jak n-butanol, etanol, izopropanol, n-pentanol czy n-heksanol (alkohole w ilości od 10 do 90% wagowych). Podstawowe składniki tego rozpuszczalnika są dość łagodne dla środowiska, nie są toksyczne, a niektóre z nich tak jak np. etanol są obecnie otrzymywane z zasobów odnawialnych takich jak trzcina cukrowa czy kukurydza. Środek czyszczący według wynalazku zawiera w swoim składzie od około 30 do około 70% objętościowo 2,5,7,10-tetraoksaundekanu, od około 30 do około 60% objętościowo estru etylowego kwasu mlekowego (mleczanu etylu) oraz od około 10 do około 40% objętościowo alkoholu etylowego. Łączna ilość trzech składników roztworu to 100%.
Odczynniki zawarte w środku czyszczącym mają niewielki wpływ na środowisko naturalne i zdrowie ludzi. 2,5,7,10-tetraoksaundekan to rozpuszczalnik acetalowy o efektywności porównywalnej z rozpuszczalnikami chlorowcopochodnymi i N-metylopirolidonu (NMP). Charakteryzuje się bardzo dobrą mieszalnością z wodą i innymi rozpuszczalnikami organicznymi oraz wysoką kompatybilnością ze środkami powierzchniowo czynnymi. Jest to rozpuszczalnik niepalny o wysokiej temperaturze wrzenia i niskiej temperaturze topnienia. Doskonale spełnia wymagania technologiczne wielu procesów przemysłowych. W przemyśle elektronicznym może być wykorzystywany w procesach przygotowania foto-rezystów. Jest skuteczny, a jednocześnie łatwy do usunięcia, nieagresywny w stosunku do powierzchni miedzianych i innych powierzchni przewodzących oraz bezpieczny dla ludzi i środowiska. Kwas mlekowy i jego estry stosowane są w przemyśle spożywczym jako środki aromatyzujące i środki konserwujące. W przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym mleczany wykorzystywane są jako rozpuszczalniki. Mleczan etylu, jako tak zwany zielony rozpuszczalnik, znajduje zastosowanie jako dodatek do farb oraz środków czyszczących, które rozpuszczają celulozę i wiele żywic. P r z y k ł a d: Środek odtłuszczający zawiera: 40% objętościowo 2,5,7,10-tetraoksaundekanu, 40% objętościowo estru etylowego kwasu mlekowego oraz 20% objętościowo alkoholu etylenowego. Sporządza się go mieszając ze sobą w zlewce 2,5,7,10-tetraoksaundekan w ilości 400 cm3/dm3 roztworu, ester etylowy kwasu mlekowego w ilości 400 cm3/dm3 roztworu oraz alkohol etylowy w ilości 200 cm3/dm3 roztworu.