ES2284694T3 - Procedimiento y dispositivo de desengrasado. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de desengrasado de una superficie, que comprende una etapa de limpieza de la superficie a desengrasar con un disolvente de limpieza y una etapa de enjuague de la superficie limpiada con un disolvente de enjuague, estando constituido dicho disolvente de limpieza por dipropilenglicol monometil éter o por una mezcla de dipropilenglicol monometil éter y 1, 1, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 5-decafluoropentano, y teniendo dicho disolvente de limpieza un punto de ebullición superior a 100ºC y no poseyendo punto de inflamabilidad o un punto de inflamabilidad superior a 70ºC, estando constituido dicho disolvente de enjuague por 1, 1, 1, 2, 3, 4, 4, 5, 5, 5-decafluoropentano, teniendo dicho disolvente de enjuague un punto de ebullición inferior a 70ºC y una tensión superficial inferior a 30 mN/m.

Description

Procedimiento y dispositivo de desengrasado.
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento de desengrasado.
El mismo permite desengrasar superficies recubiertas por lanolina u otras grasas.
Técnica anterior
Los clorofluorocarbonos han sido ampliamente utilizados como productos de desengrasado. Entre éstos, el CFC113 ha sido utilizado a causa de su fuerte poder desengrasante particularmente frente a grasas animales tales como la lanolina.
Sin embargo, su producción y comercialización están prohibidas desde 1995 pues destruyen la capa de ozono.
Numerosos productos y procedimientos físicos y químicos han sido desarrollados desde entonces para tratar de sustituir los fluorocarbonos y especialmente el CFC113. Ciertos procedimientos físicos recurren a técnicas de abrasión y de láser.
Ciertos procedimientos químicos recurren a soluciones provisionales para intentar sustituir el CFC113, al emplear por ejemplo un disolvente orgánico único de tipo hidrofluorocarbono, especialmente el HCFC-141b (marca comercial). En estos disolventes unos átomos de cloro son sustituidos por unos átomos de hidrógeno con el fin de disminuir su duración de vida. Sin embargo, siguen siendo de todas formas nefastos para la capa de ozono, y su prohibición está planeada para 2004.
Otros procedimientos químicos recurren a procedimientos acuosos o semiacuosos, a procedimientos monodisolventes en frío o en calor, o a procedimientos co-disolventes.
Los procedimientos acuosos o semiacuosos asocian una fase de limpieza realizada con soluciones tensioactivas para los procedimientos acuosos, o con un disolvente orgánico para los procedimientos semiacuosos, y una fase de enjuague al agua. La técnica es sensiblemente diferente a la de los procedimientos que utilizan los fluorocarbonos.
El procedimiento monodisolvente en frío pone en práctica disolventes orgánicos de origen petrolero que poseen puntos de inflamabilidad bajos. La utilización de ese tipo de producto necesita sin embargo normas de seguridad suplementarias en comparación con los otros procedimientos.
Además de los inconvenientes citados previamente, actualmente no existen disolventes que presenten características similares a las del CFC113, es decir, un punto de ebullición bajo, una tensión superficial baja, un fuerte poder desengrasante frente a grasas tales como la lanolina y una ausencia de punto de inflamabilidad, y que no presenten peligro para la capa de ozono.
Por último, no existe procedimiento de desengrasado que permita alcanzar la eficacia de desengrasado obtenida con los procedimientos que utilizan el CFC113.
El documento EP-A-0688860 describe un procedimiento en el cual la pieza a desengrasar es sometida a una fase de limpieza, luego a una fase de enjuague. La etapa de limpieza puede utilizar un éter - el dipropilenglicol monometil éter no está mencionado. La etapa de enjuague puede utilizar un disolvente fluorocarbonado. Entre los numerosos disolventes fluorocarbonados citados, este documento menciona el 1,1,1,2,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentano. Pero el procedimiento descrito en este documento no es suficientemente eficaz como para poder desengrasar correctamente una superficie manchada por una grasa como la lanolina.
Exposición de la invención
La presente invención proporciona precisamente un procedimiento y un dispositivo de desengrasado que corrigen los inconvenientes expuestos anteriormente, sin peligro para la capa de ozono, y que permiten alcanzar la eficacia de desengrasado obtenida con los procedimientos que utilizan el CFC113.
El procedimiento de la presente invención se caracteriza especialmente porque comprende una etapa de limpieza de la superficie a desengrasar con un disolvente de limpieza y una etapa de enjuague de la superficie limpiada con un disolvente de enjuague. Dicho disolvente de limpieza, o disolvente A, está constituido por dipropilenglicol monometil éter, y tiene un punto de ebullición superior a 100ºC y no posee punto de inflamabilidad o un punto de inflamabilidad superior a 70ºC. Dicho disolvente de enjuague, o disolvente B, está constituido por 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentano, y tiene un punto de ebullición inferior a 70ºC y una tensión superficial inferior a 30 mN/m.
El procedimiento de la invención es un procedimiento co-disolvente.
Puede ser realizado en frío o en calor, preferentemente con calor, por ejemplo a temperatura ambiente (20 a 25ºC) hasta aproximadamente 10ºC por debajo del punto de ebullición del disolvente de limpieza.
Según la invención, la limpieza de la superficie con el disolvente de limpieza puede ser realizada ventajosamente en presencia de ultrasonidos.
Según una primera variante de la presente invención, el disolvente de limpieza está constituido por disolvente A puro, y el disolvente de enjuague está constituido por de disolvente B puro. En otros términos, los disolventes A y B son utilizados puros y por separado.
Según una segunda variante de la presente invención, el disolvente de limpieza está constituido por el disolvente A y por el disolvente B. De ese modo, el disolvente A se usa mezclado con el disolvente B y el disolvente B se utiliza puro.
Según la invención, el disolvente A es dipropilenglicol monometil éter (DPM) y el disolvente B es 1,1,1,2,3,4,4,5,5,
5-decafluoropentano.
El DPM es un disolvente orgánico de formula química bruta C_{7}H_{16}O_{3}, con alto punto de ebullición, 188ºC, que presenta un excelente poder desengrasante, aún frente a lanolina, siendo miscibles estos dos productos en cualquier proporción.
El 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentano, de formula bruta C_{5}H_{2}F_{10}, posee un punto de ebullición de 55ºC, y una tensión superficial baja, de 14,1 mN/m. Su poder de destrucción del ozono es nulo. Este producto es comercializado en particular por la empresa "Du Pont de Nemours", bajo la marca comercial VERTREL XF.
En el caso en el que el disolvente de limpieza es una mezcla del disolvente A y del disolvente B, las proporciones pueden ser por ejemplo de 30 a 95% en volumen de A en la mezcla, preferentemente de 60 a 80% en volumen, siendo el resto el disolvente B.
La presente invención se refiere también a la utilización de los disolventes A y B definidos anteriormente, por ejemplo en las condiciones descritas anteriormente, y a la utilización de un dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento de la invención. El dispositivo se describe en los ejemplos posteriores.
La presente invención consiste entonces especialmente en asociar dos disolventes orgánicos particulares, de limpieza y de enjuague, que, puestos en práctica por ejemplo en un procedimiento co-disolvente, llevan a un desengrasado de calidad equivalente o superior al que se obtiene con el CFC113 de la técnica anterior, sin perjudicar a la capa de ozono. Es aplicable en el desengrasado de todo tipo de grasas o aceites minerales, vegetales, animales o sintéticos, por ejemplo la lanolina.
Otras características y ventajas aparecerán todavía al experto en la técnica con la lectura de los ejemplos que vienen a continuación, dados a título ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos.
Figuras
La figura 1 es una representación esquemática de un procedimiento co-disolvente, según una primera variante de la presente invención, en el cual los disolventes de limpieza y de enjuague están separados,
la figura 2 es un gráfico que ilustra la cinética de desengrasado realizado a 50ºC siguiendo el procedimiento de la presente invención,
la figura 3 es una representación esquemática de un procedimiento co-disolvente, según una segunda variante de la presente invención, en el cual el disolvente de limpieza es una mezcla de disolventes según la invención.
Ejemplos
Las figuras 1 y 3 son representaciones esquemáticas de un dispositivo utilizado para la puesta en práctica del procedimiento de la presente invención siguiendo dos modos de realización.
En estas figuras, el dispositivo 1 comprende en un recinto 3: un tanque 5 de limpieza destinado a contener un disolvente de limpieza, un tanque 7 de enjuague destinado a contener un disolvente de enjuague, una gotera 9 de condensación ubicada en el recinto 3 en su periferia y encima de los tanques 5 y 7, serpentines 11 de condensación ubicados en el recinto y encima de los tanques 5 y 7, y medios 13 y 15 de filtración que permiten bombear y filtrar respectivamente el disolvente de limpieza y el disolvente de enjuague y reinyectarlos en los tanques.
El dispositivo comprende preferentemente uno o varios de los elementos siguientes: un separador 17 de agua, un generador 19 de ultrasonidos para el tanque 5 de limpieza, y un medio 21 de calentamiento para los tanques 5 (no representado) y 7 respectivamente de lavado y de enjuague. El medio de calentamiento puede ser una placa térmica.
Los serpentines 9 de condensación están conectados preferentemente a un grupo frío (no representado). Están en la parte alta del dispositivo. Permiten condensar los vapores del disolvente de enjuague.
El disolvente así condensado corre en la gotera 9 de condensación hacia el separador 17 de agua. Este separador puede ser un separador químico o físico. Permite liberar el disolvente condensado de vapor de agua condensada. El disolvente es dirigido luego hacia el tanque de enjuague como lo indica la flecha f.
En los dos modos de realización posteriores, el disolvente A de limpieza es dipropilenglicol monometil éter (DPM) y el disolvente B de enjuague es 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentano comercializado por la empresa "Du Pont de Nemours" bajo la marca comercial VERTREL XF.
La superficie a limpiar es la de una pieza preferentemente metálica pero que puede estar compuesta igualmente por cualquier otro material compatible con los disolventes A y B usados, es decir, no corroído por estos disolventes. La pieza puede ser, por ejemplo, de plástico, de cerámica, de un material de tipo semiconductor, etc. La misma se suspende en una canasta (no representada) para ser sumergida en el disolvente de limpieza sometido a ultrasonidos y calentado a una temperatura de 50ºC. Es desengrasada por solubilización de la grasa en el disolvente. La pieza se sumerge luego en el disolvente de enjuague calentado a una temperatura ligeramente inferior a su punto de ebullición, es decir, a 53ºC. Luego se vuelve a subir en la parte intermedia del dispositivo, donde se enjuaga mediante el disolvente de enjuague, en fase gaseosa, que se encuentra encima de los tanques 5 y 7. Se lleva entonces a la altura de un colchón de aire frío (no representado) donde se seca completamente.
Un movimiento de rotación de la canasta que contiene la pieza a desengrasar en los diferentes baños ha permitido mejorar el desengrasado.
La eficacia del desengrasado de una pieza recubierta con lanolina con el procedimiento de la presente invención ha sido superior a la de los procedimientos de la técnica anterior, especialmente a la obtenida con un procedimiento con CFC113.
Esto se ha puesto en evidencia mediante un estudio comparativo de la solubilización de la lanolina en el disolvente CFC113 y el disolvente A de la presente invención, y mediante un estudio de las cinéticas de desengrasado.
El estudio comparativo ha mostrado una solubilidad total de la lanolina en el disolvente A y una solubilidad de solamente 440 g/l en el CFC113.
La figura 2 es un gráfico que ilustra una de las cinéticas de desengrasado realizada a 50ºC siguiendo el procedimiento de la presente invención con los disolventes anteriores. En este gráfico, el eje de las abscisas representa el tiempo en minutos, y el eje de las ordenadas el ángulo de contacto en grados (Ac en grados).
El bajo ángulo de contacto de 25º obtenido después de 1 hora de tratamiento muestra un desengrasado de muy buena calidad.
Según una primera variante de la presente invención representada en la figura 1, los disolventes de limpieza y de enjuague están en tanques separados.
Según una segunda variante de la presente invención representada en la figura 3, el procedimiento se pone en práctica con una mezcla de los dos disolventes citados anteriormente, en el tanque de limpieza. El disolvente de enjuague contenido en la mezcla del tanque de limpieza se evapora bajo el efecto del calor y de los ultrasonidos. Un ajuste de concentración del disolvente B en la mezcla de disolventes A+B, que permite conservar preferentemente entre un 60 y un 80% de disolvente A en la mezcla, está asegurado por un drenaje continuo del tanque de enjuague hacia el tanque de limpieza que contiene los dos disolventes.
Esta segunda variante permite obtener un desengrasado de calidad superior al obtenido con la primera variante, por el hecho de la agitación suplementaria de la mezcla de disolventes A y B mediante cavitación, por medio de ultrasonidos, y ebullición del disolvente B.

Claims (11)

1. Procedimiento de desengrasado de una superficie, que comprende una etapa de limpieza de la superficie a desengrasar con un disolvente de limpieza y una etapa de enjuague de la superficie limpiada con un disolvente de enjuague, estando constituido dicho disolvente de limpieza por dipropilenglicol monometil éter o por una mezcla de dipropilenglicol monometil éter y 1,1,1,2,3,4,5,5,5-decafluoropentano, y teniendo dicho disolvente de limpieza un punto de ebullición superior a 100ºC y no poseyendo punto de inflamabilidad o un punto de inflamabilidad superior a 70ºC, estando constituido dicho disolvente de enjuague por 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentano, teniendo dicho disolvente de enjuague un punto de ebullición inferior a 70ºC y una tensión superficial inferior a 30 mN/m.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la limpieza de la superficie con el disolvente de limpieza se realiza en presencia de ultrasonidos.
3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el procedimiento se realiza con calor, a una temperatura que va desde la temperatura ambiente, a saber, de 20 a 25ºC, hasta 10ºC por debajo del punto de ebullición del disolvente de limpieza.
4. Utilización de un disolvente A, constituido por dipropilenglicol monometil éter o por una mezcla de dipropilenglicol monometil éter y 1,1,1,2,3,4,5,5,5-decafluoropentano y que tiene un punto de ebullición superior a 100ºC y que no posee punto de inflamabilidad o un punto de inflamabilidad superior a 70ºC, y de un disolvente B, constituido por 1,1,1,2,3,4,5,5,5-decafluoropentano y que tiene un punto de ebullición inferior a 70ºC y una tensión superficial inferior a 30 mN/m, para desengrasar una superficie; siendo utilizados por separado dichos disolventes A y B.
5. Utilización según la reivindicación 4, en la cual el disolvente A está constituido por dipropilenglicol monometil éter, y los disolventes A y B son utilizados por separado.
6. Utilización según la reivindicación 4, en la cual el disolvente A está constituido por una mezcla de dipropilenglicol monometil éter y 1,1,1,2,3,4,5,5,5-decafluoropentano.
7. Utilización según una de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en la cual el desengrasado consiste en eliminar, de dicha superficie, lanolina y/u otros aceites o grasas de origen mineral, vegetal, animal o sintético.
8. Utilización de un dispositivo 1 que comprende en un recinto 3: un tanque 5 de limpieza destinado a contener un disolvente de limpieza, un tanque 7 de enjuague destinado a contener un disolvente de enjuague, una gotera 9 de condensación ubicada en el recinto 3 en su periferia y encima de los tanques 5 y 7, serpentines 11 de condensación ubicados en el recinto y encima de los tanques 5 y 7, y medios 13 y 15 de filtración que permiten bombear y filtrar respectivamente el disolvente de limpieza y el disolvente de enjuague y reinyectarlos en los tanques, para la puesta en práctica de un procedimiento según la reivindicación 1.
9. Utilización según la reivindicación 8, comprendiendo el dispositivo además un separador 17 de agua.
10. Utilización según la reivindicación 8 o 9, comprendiendo el dispositivo además un generador 19 de ultrasonidos para el tanque 5 de limpieza.
11. Utilización según la reivindicación 8, 9 o 10, comprendiendo el dispositivo además un medio 21 de calentamiento para los tanques 5 y 7 respectivamente de limpieza y de enjuague.
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