SK37095A3 - Method of laying on of strong matter on surface of bases - Google Patents

Description

SPÔSOB NANÁŠANIA PEVNEJ LÁTKY NA POVRCH PODKLADU

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu nanášania pevnej látky na povrch podkladu v jemne rozdelenom povlaku spôsobu, pri ktorom je pevná látka roztoku, ktorý je opäť rozpustený a rozprášený na podklad. Po odparení rozpúšťadla a skvapalneného plynu je pevná látka ako povlak nanesená na podklade.

Vynález sa týka najmä rozpustená na vytvorenie v skvapalnenom plyne

Doterajší stav techniky

Je známych vela spôsobov nanášania, ktoré sú zvlášť uspôsobené na nanášanie rôznych pevných látok na rôzne podklady. Napríklad pri spájkovacích operáciách je potrebné nanášať spájkovaciu pastu na vodiče elektrických súčiastok, ktoré majú byt prispájkované na karty tlačených obvodov. V takýchto prípadoch karty tlačených obvodov a vodiče môžu slúžiť ako podklad na spájkovaciu pastu. Nanášanie spájkovacej pasty sa vykonáva spenením spájkovacej pasty a potom natieraním suspenzie obsahujúcej spájkovaciu pastu na vodiče a na vodivé oblasti karty tlačených obvodov. Tento známy spôsob nanášania však spotrebuje nadmerné množstvo spájkovacej pasty. Predchádzajúca prax spočívala v rozpustení spájkovacej pasty v rozpúšťadle a potom nastriekaní roztoku stlačeným vzduchom na vodiče a na kartu tlačených obvodov. Odparením rozpúšťadla sa získa jemne rozdelený povlak spájkovacej pasty.

Problém použitia rozpúšťadla na nanášanie spájkovacej pasty spočíva v tom, že mnohé súčasné rozpúšťadlá pôsobia škodlivo na životné prostredie. Bola tu teda požiadavka v odbore nahradiť potenciálne škodlivé rozpúšťadlá zlúčeninami neškodnými pre životné prostredie. Takúto schému je možné nájsť v patentovom spise Spojených štátov amerických číslo 5,106,659, podía ktorého sa náter zriedi kvapalným alebo nadkritickým oxidom uhličitým. Výsledná zmes sa potom nastrieka na povrch, ktorý má byť opatrený náterom.

Tento spôsob nastriekania náteru podlá patentového spisu Spojených štátov amerických číslo 5,196,659 nie je použitelný pre všetky pevné látky. Napríklad v prípade spájkovacej pasty táto spájkovacia pasta ako náter sa nerozpúšťa v oxide uhličitom. Pokusy o nástrek zmesi spájkovacej pasty a oxidu uhličitého zlyhali, pretože časť kvapalného oxidu uhličitého po výtoku z trysky do okolia sa rozpína na vytváranie pevných čiastočiek. Pevné ladové čiastočky oxidu uhličitého spôsobujú abrazívne odstránenie všetkých skôr nanesených čiastočiek spájkovacej pasty. Ďalej, pretože spájkovacia pasta nie je v jemnej rozdelenej forme pigmentov náteru, pevná spájkovacia pasta nie je nanesená rovnomerným jemne rozdeleným spôsobom pri púhom zmiešaní s oxidom uhličitým a nastriekaním na povrch podkladu.

Úlohou vynálezu je odstrániť vyššie uvedené nevýhody doterajšieho stavu techniky a vytvoriť zlepšený spôsob nanášania pevnej látky na povrch podkladu kvôli získaniu riadeného jemne rozdeleného povlaku na podklade.

Podstata vynálezu

Vynález rieši úlohu tým, že vytvára spôsob nanášania pevnej látky na povrch podkladu, ktorého podstata spočíva v tom, že sa pevná látka rozpustí v rozpúšťadle na vytvorenie prvého roztoku. Pevná látka je pred rozpustením menej jemne rozdelená ako keď je nanesená na povrchu podkladu. Pred rozpustením môže pevná látka pozostávať z velkých zŕn a nanesie sa ako jemný prach. Hustota nanášania pevnej látky na podklad sa aspoň čiastočne reguluje koncentráciou pevnej látky v prvom roztoku. Tu treba uviesť, že prvý roztok môže byt úplne nasýtený na získanie najväčšieho množstva pevnej látky nanesenej na podklade a na základe jednotkovej plochy najväčšej hustoty nanášania. Pevná látka nie je rozpustná v skvapalnenom plyne a prvý roztok je rozpustný v skvapalnenom plyne. Okrem toho rozpúšťadlo má schopnosť znížiť bod tuhnutia skvapalneného plynu pri rozpínaní. Prvý roztok je rozpustený v skvapalnenom plyne na vytvorenie druhého roztoku majúceho dostatočnú koncentráciu rozpúšťadla vzhladom k skvapalnenému plynu, aby stuhnutie skvapalneného plynu bolo v podstate potlačené pri jeho rozpínaní. Druhý roztok sa nastrieka na podklad, takže časť skvapalneného plynu sa vyparí a druhý roztok, ktorý obsahuje zvyšok skvapalneného plynu, tak vytvorí povlak na podklade. Zvyšný podiel skvapalneného plynu a rozpúšťadla sa potom odparia, takže pevná látka zostáva ako povlak na podklade.

Prednostne je koncentrácia rozpúšťadla v roztoku minimálnou postačujúcou koncentráciou rozpúšťadla vzhladom k skvapalnenému plynu, pri ktorej je zamedzené stuhnutiu skvapalneného plynu pri rozpínaní. Týmto spôsobom môže byť minimalizované použitie rozpúšťadla, pričom povlak na podklade môže byť vo velmi jemnej disperzii.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Predložený vynález môže byť realizovaný mnohými spôsobmi. Všeobecne bude mat vynález najviac použitie pri nanášaní na podklady za podmienok okolitej atmosféry. Jednako však je zrejmé, že vynález bude mat tiež použitie pri nanášaní vykonávanom pri zníženom tlaku i pri zvýšenom tlaku a taktiež v bezvzduchových alebo inertných atmosférach. Ďalej, hoci je vynález popisovaný v súvislosti s nanášaním spájkovacej pasty, je zrejmé, že v tomto zmysle nie je obmedzený.

V prvom kroku spôsobu podlá vynálezu sa pevná látka, ktorá má byt nanesená na podklad, najprv zmieša s rozpúšťadlom na vytvorenie prvého roztoku. Koncentrácia pevnej látky v prvom roztoku môže byť vopred určená na vytvorenie stupňa hustoty požadovaného v povlaku. Ako koncentrácia vzrastá, nanesie sa viac pevnej látky. V prípade spájkovacej pasty látka môže byť nejaká organická kyselina, napríklad kyselina adipová, salicylová alebo citrónová, bez obmedzenia. Vhodnými rozpúšťadlami sú alkoholy a ketóny ako metanol a acetón. Ako príklad sa uvádza prvý roztok vyrobený z kyseliny adipovej a metanolu s koncentráciou asi 10 % hmotnostných. Tento roztok je pri teplote miestnosti nasýtený roztok na vytvorenie najvyššej možnej hustoty povlaku.

Po vytvorení prvého roztoku sa tento prvý roztok rozpustí v skvapalnenom plyne, prednostne v oxide uhličitom, na nanášanie spájkovacej pasty. V rámci myšlienky predloženého vynálezu je možné použiť i iné skvapalnené plyny, napríklad propán. Podlá predloženého vynálezu pevná látka v podstate nie je rozpustná v skvapalnenom plyne, ale roztok pevnej látky a rozpúšťadla je rozpustný v skvapalnenom plyne. Je potrebné pripomenúť, že výraz ''rozpustný” použitý v tomto popise a v patentových nárokoch zodpovedá definícii tohto výrazu z organickej chémie, to znamená disociáciu pevnej látky v rozpúšťadle.

Rozpúšťadlo, v ktorom je pevná látka spočiatku rozpustená, má schopnosť znížiť bod tuhnutia skvapalneného plynu pri jeho rozpínaní. V prípade nanášania spájkovacej pasty je roztok spájkovacej pasty a rozpúšťadla rozpustený v skvapalnenom oxide uhličitom, ktorý sa potom udržiava v sklenenom valci pri tlaku asi 6 MPa. Pretože sa získa kyslý roztok, druhý roztok by mal byť uložený v plynovom valci z niklu alebo vyloženom niklom.

Na uskutočnenie nanášania sa k tryske pripojí kryogénna linka, v odbore známa, na rozprašovanie plynného oxidu uhličitého, pevnej látky a druhého roztoku na podklad. V prípade nanášania spájkovacej pasty môže byt použitá typická kuželová tryská. Je potrebné uviesť, že typ trysky tiež bude mat vplyv na hustotu povlaku ako iné parametre rozprašovania. Pri normálnej teplote prostredia je to skvapalnený oxid uhličitý, udržiavaný na vysokom tlaku, ktorý bude slúžiť ako pohybový činíte! spôsobujúci rozprášenie roztoku na podklade. Zmena tlaku zo skladovacieho tlaku na tlak prostredia spôsobí rozpínanie skvapalneného oxidu uhličitého. Keby pevná látka, ktorá má byť nanášaná, bola jednoducho rozpustená v oxide uhličitom, oxid uhličitý by sa odparil a stuhol by do malých ladových kryštálov pri rozprašovaní na podklade. Účinok tohto javu by bol ten, že nanesená látka by bola z podkladu odstránená. Rozpúšťadlo ovplyvňuje tento jav znížením bodu tuhnutia skvapalneného oxidu uhličitého. To podstatne zamedzuje stuhnutiu skvapalneného plynu.

Vo všetkých prípadoch praktického uskutočnenia predloženého vynálezu bude existovať dostatočná koncentrácia rozpúšťadla vzhľadom na skvapalnený plyn, takže jeho stuhnutie bude potlačené. Naviac by táto koncentrácia rozpúšťadla mala byť minimálna na ponechanie použitia rozpúšťadiel, ktoré sú potenciálne škodlivé pre životné prostredie. V prípade nanášania spájkovacej pasty je koncentrácia rozpúšťadla v skvapalnenom oxide uhličitom rovná 15 % hmotnostných roztoku metanolu a oxidu uhličitého. Teda ked sa druhý roztok rozpúšťadla, skvapalneného oxidu uhličitého a spájkovacej pasty alebo inej pevnej látky rozprašuje na podklade, časť skvapalneného plynu sa odparí, bude tu však zvyšná časť roztoku obsahujúca skvapalnený plyn, ktorý vytvorí povlak na podklade.

Ked je podklad povlečený, zvyšná čast skvapalneného oxidu uhličitého a roztoku, metanolu pre nanesenie spájkovacej pasty, sa za podmienok teploty prostredia odparí, takže pevná látka zostane ako povlak na podklade. Je zrejmé, že takéto odparenie by mohlo byt externe uľahčené v závislosti od rozpúšťadla, skvapalneného plynu a od podmienok nanášania.

Predložený vynález bol vysvetlený na jednom príklade vyhotovenia, je však zrejmé, že je možné vykonať rad obmien bez toho, aby sa vybočilo z rámca myšlienky vynálezu.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob nanášania pevnej látky na povrch podkladu, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje rozpustenie pevnej látky v rozpúšťadle na vytvorenie prvého roztoku, pričom pevná látka je menej jemne rozdelená pred rozpustením ako keď je nanesená na podklade a hustota povlaku pevnej látky na podklade sa aspoň čiastočne riadi koncentráciou pevnej látky v prvom roztoku, pevná látka je nerozpustná v skvapalnenom plyne, prvý roztok je rozpustný v tomto skvapalnenom plyne a rozpúšťadlo má schopnosť zníženia bodu tuhnutia skvapalneného plynu pri jeho rozpínaní, rozpustenia prvého roztoku v skvapalnenom plyne na vytvorenie druhého roztoku majúceho dostatočnú koncentráciu rozpúšťadla vzhladom k skvapalnenému plynu, takže stuhnutie skvapalneného plynu pri jeho rozpínaní je v podstate potlačené, rozprášenie druhého roztoku na podklade, takže časť skvapalneného plynu sa odparí a druhý roztok obsahujúci zvyšnú časť skvapalneného plynu je uvedený do styku a vytvorí povlak na podklade, a odparenie zvyšnej časti skvapalneného plynu a rozpúšťadla, takže pevná látka zostane ako povlak na podklade.
2. 2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že prvý roztok je nasýtený roztok.
3. 3. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia rozpúšťadla je na minime požadovanom pre podstatné potlačenie stuhnutia skvapalneného plynu pri jeho rozpínaní.
4. 4. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že skvapalnený plyn je oxid uhličitý.
5. 5. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pevná látka je spájkovacia pasta vytvorená z organickej kyseliny zvolenej zo skupiny zahrňujúcej kyselinu adipovú, kyselinu salicylovú a kyselinu citrónovú.
6. 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že rozpúšťadlo je organické rozpúšťadlo obsahujúce metanol a acetón.
7. 7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia prvého roztoku a pevnej látky je asi 10 % hmotnostných kyseliny adipovej v metanole.
8. 8. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že rozpúšťadlo obsahuje metanol, skvapalnený plyn je oxid uhličitý a koncentrácia rozpúšťadla vzhľadom k skvapalnenému plynu je asi 15 % hmotnostných metanolu a skvapalneného oxidu uhličitého.
9. 9. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že rozpúšťadlo obsahuje metanol, skvapalnený plyn je oxid uhličitý a koncentrácia rozpúšťadla vzhľadom k skvapalnenému plynu je asi 15 % hmotnostných metanolu v skvapalnenom oxide uhličitom.