PROCEDE ET DISPOSITIF DE DEGRAISSAGE

Description

Domaine technique de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte à un procédé de dégraissage.

[0002] Elle permet de dégraisser des surfaces recouvertes de lanoline ou d'autres graisses.

Art antérieur

[0003] Les chlorofluorocarbones ont été largement utilisés en tant que produits de dégraissage. Parmi ceux-ci, le CFC113 à été utilisé en raison de son fort pouvoir dégraissant en particulier vis-à-vis de graisses animales telles que la lanoline.

[0004] Cependant leur production et leur commercialisation sont interdites depuis 1995 car ils détruisent la couche d'ozone.

[0005] De nombreux produits et procédés physiques et chimiques ont été développés depuis pour tenter de remplacer les fluorocarbones et notamment le CFC113. Certains procédés physiques font appel à des techniques d'abrasion et de laser.

[0006] Certains procédés chimiques font appel à des solutions provisoires pour tenter de remplacer le CFC113, en mettant par exemple en oeuvre un solvant organique unique de type hydrofluorocarbone, en particulier du HCFC-141b (marque de commerce). Dans ces solvants des atomes de chlore sont remplacés par des atomes d'hydrogène afin de diminuer leur durée de vie. Cependant, ils restent quand même néfastes pour la couche d'ozone, et leur interdiction est programmée pour 2004.

[0007] D'autres procédés chimiques font appel à des procédés aqueux ou semi-aqueux, à des procédés monosolvant à froid ou à chaud, et à des procédés co-solvant.

[0008] Les procédés aqueux ou semi-aqueux associent une phase de nettoyage réalisée avec des solutions tensioactives pour les procédés aqueux, ou avec un solvant organique pour les procédés semi-aqueux, et une phase de rinçage à l'eau. La technique est sensiblement différente de celle des procédés utilisant les fluorocarbones.

[0009] Le procédé monosolvant à froid met en oeuvre des solvants organiques d'origine pétrolière qui possèdent des points éclairs bas. L'utilisation de ce type de produit demande cependant des contraintes de sécurité supplémentaires par rapport aux autres procédés.

[0010] Outre les inconvénients précités, il n'existe pas à l'heure actuelle de solvants présentant des caractéristiques similaires à celles du CFC113, c'est à dire un point d'ébullition faible, une tension superficielle basse, un fort pouvoir dégraissant vis-à-vis de graisses telles que la lanoline, une absence de point éclair, et ne présentant pas de danger pour la couche d'ozone.

[0011] Enfin, il n'existe pas de procédé de dégraissage permettant d'atteindre l'efficacité de dégraissage obtenue avec les procédés utilisant le CFC113.

[0012] Le document EP-A-0 688 860 décrit un procédé où la pièce à dégraisser est soumise à une étape de nettoyage puis à une étape de rinçage. L'étape de nettoyage peut utiliser un éther - le dipropylène glycol monométhyle éther n'est pas cité. L'étape du rinçage peut utiliser un solvant fluorocarboné. Parmi les nombreux solvants fluorocarbonés cités, ce document cite le 1,1,1,2,2,3,4,4,5,5,5 - décafluoropentane. Mais le procédé décrit dans ce document n'est pas assez efficace pour pouvoir dégraisser correctement une surface souillée par une graisse comme la lanoline.

Exposé de l'invention

[0013] La présente invention fournit précisément un procédé et un dispositif de dégraissage palliant les inconvénients précités, sans danger pour la couche d'ozone, et permettant d'atteindre l'efficacité de dégraissage obtenue avec les procédés utilisant le CFC113.

[0014] Le procédé de la présente invention se caractérise notamment en ce qu'il comprend une étape de nettoyage de la surface à dégraisser avec un solvant de nettoyage et une étape de rinçage de la surface nettoyée avec un solvant de rinçage, ledit solvant de nettoyage ou solvant A est constitué de dipropylène glycol monométhyl éther, et a un point d'ébullition supérieur à 100°C et ne posséde pas de point éclair ou un point éclair supérieur à 70°C, ledit solvant de rinçage ou solvant B est constitué de 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-décafluoropentane, et a un point d'ébullition inférieur à 70°C et une tension superficielle inférieure à 30mN/m.

[0015] Le procédé de l'invention est un procédé co-solvant.

[0016] Il peut être réalisé à froid ou à chaud, de préférence à chaud, par exemple de la température ambiante (20 à 25°C) jusqu'à environ 10°C en dessous du point d'ébullition du solvant de nettoyage.

[0017] Selon l'invention, le nettoyage de la surface avec le solvant de nettoyage peut être réalisé avantageusement en présence d'ultrasons.

[0018] Selon une première variante de la présente invention le solvant de nettoyage est constitué de solvant A pur, et le solvant de rinçage est constitué de solvant B pur. En d'autres termes, les solvants A et B sont utilisés séparés et purs.

[0019] Selon une deuxième variante de la présente invention, le solvant de nettoyage est constitué du solvant A et du solvant B. Ainsi, le solvant A est utilisé mélangé à du solvant B et le solvant B est utilisé pur.

[0020] Selon l'invention, le solvant A est du dipropylène glycol monométhyle éther (DPM), et le solvant B est du 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-décafluoropentane.

[0021] Le DPM. est un solvant organique de formule chimique brute C₇H₁₆O₃ à haut point d'ébullition, 188°C, présentant un excellent pouvoir dégraissant, même vis-à-vis de la lanoline, ces deux produits étant miscibles en toutes proportions.

[0022] Le 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-décafluoropentane, de formule brute C₅H₂F_10, possède un point d'ébullition à 55°C et une tension superficielle faible, de 14,1 mN/m. Son pouvoir de destruction de l'ozone est nul. Ce produit est commercialisé notamment par la société Du Pont de Nemours sous la marque de commerce VERTREL XF.

[0023] Dans le cas où le solvant de nettoyage est un mélange du solvant A et du solvant B, les proportions peuvent être par exemple de 30 à 95% en volume de A dans le mélange, de préférence de 60 à 80% en volume, le reste étant du solvant B.

[0024] La présente invention se rapporte également à l'utilisation des solvants A et B définis ci-dessus, par exemple dans les conditions décrites ci-dessus, et à l'utilisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le dispositif est décrit dans les exemples ci-dessous.

[0025] La présente invention consiste donc notamment à associer deux solvants organiques particuliers, de nettoyage et de rinçage qui, mis en oeuvre par exemple dans un procédé co-solvant, conduisent à un dégraissage de qualité équivalente ou supérieure à celle obtenue avec le CFC 113 de l'art antérieur sans nuire à la couche d'ozone. Elle est applicable au dégraissage de tous types de graisses ou d'huiles minérales, végétales, animales ou synthétiques, par exemple de la lanoline.

[0026] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à l'homme du métier à la lecture des exemples qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.

Figures

[0027] 

• la figure 1 est une représentation schématique d'un procédé co-solvant selon une première variante de la présente invention dans lequel les solvants de nettoyage et de rinçage sont séparés,
• la figure 2 est un graphique illustrant une cinétique de dégraissage réalisée à 50°C suivant le procédé de la présente invention,
• la figure 3 est une représentation schématique d'un procédé co-solvant selon une deuxième variante de la présente invention dans lequel le solvant de nettoyage est un mélange de solvants selon l'invention.

Exemples

[0028] Les figures 1 et 3 sont des représentations schématiques d'un dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention suivant deux modes de réalisation.

[0029] Sur ces figures, le dispositif 1 comprend dans une enceinte 3 : une cuve de nettoyage 5 destinée à contenir un solvant de nettoyage, une cuve de rinçage 7 destinée à contenir un solvant de rinçage, une gouttière de condensation 9 placée dans l'enceinte 3 sur sa périphérie et au-dessus des cuves 5 et 7, des serpentins de condensation 11 placés dans l'enceinte et au-dessus des cuves 5 et 7, et des moyens de filtration 13 et 15 permettant de pomper et filtrer respectivement le solvant de nettoyage et le solvant de rinçage et de les réinjecter dans les cuves.

[0030] Le dispositif comprend de préférence un ou plusieurs des éléments suivants : un séparateur d'eau 17, un générateur d'ultrasons 19 pour la cuve 5 de nettoyage, et un moyen de chauffage 21 pour les cuves 5 (non représenté) et 7 respectivement de lavage et de rinçage. Le moyen de chauffage peut être une plaque chauffante.

[0031] Les serpentins de condensation 9 sont de préférence reliés à un groupe froid (non représenté). Ils sont en partie haute du dispositif. Ils permettent de condenser les vapeurs de solvant de rinçage.

[0032] Le solvant ainsi condensé ruisselle dans la gouttière de condensation 9 vers le séparateur d'eau 17. Ce séparateur peut être un séparateur chimique ou physique. Il permet de débarrasser le solvant condensé de vapeur d'eau condensée. Le solvant est ensuite acheminé vers la cuve de rinçage comme l'indique la flèche f.

[0033] Dans les deux modes de réalisation ci-dessous, le solvant A de nettoyage est du dipropylène glycol monométhyle éther (DPM), et le solvant B de rinçage est du 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-décafluoropentane commercialisé par la société Du Pont de Nemours sous la marque de commerce VERTREL XF.

[0034] La surface à nettoyer est celle d'une pièce préférentiellement métallique mais pouvant également être composée de tout matériau compatible avec les solvants A et B utilisés, c'est-à-dire non érodé par ces solvants. La pièce peut être par exemple en plastique, en céramique, en un matériau de type semi-conducteur, etc... Elle est suspendue dans un panier (non représenté) pour être immergée dans le solvant de nettoyage soumis aux ultrasons et chauffé à une température de 50°C. Elle est dégraissée par solubilisation de la graisse dans le solvant. La pièce est ensuite immergée dans le solvant de rinçage chauffé à une température légèrement inférieure à son point d'ébullition, c'est-à-dire à 53°C. Elle est ensuite remontée dans la partie intermédiaire du dispositif où elle est rincée par le solvant de rinçage en phase gazeuse qui se trouve au-dessus des cuves 5 et 7. Elle est alors amenée au niveau d'un matelas d'air froid (non représenté) où elle est entièrement séchée.

[0035] Un mouvement de rotation du panier contenant la pièce à dégraisser dans les différents bains a permis d'améliorer le dégraissage.

[0036] L'efficacité de dégraissage d'une pièce recouverte de lanoline avec le procédé de la présente invention a été supérieure à celle des procédés de l'art antérieur, notamment à celle obtenue avec un procédé au CFC113.

[0037] Ceci a été mis en évidence par une étude comparative de la solubilisation de la lanoline dans le solvant CFC 113 et le solvant A de la présente invention, et par une étude de cinétiques de dégraissage.

[0038] L'étude comparative a montré une solubilité totale de la lanoline dans le solvant A et une solubilité de seulement 440 g/l dans le CFC 113.

[0039] La figure 2 est un graphique illustrant une des cinétiques de dégraissage réalisée à 50°C suivant le procédé de la présente invention avec les solvants ci-dessus. Sur ce graphique, l'axe des abscisses représente le temps en minutes, et l'axe des ordonnées l'angle de contact en degrés (Ac en degrés).

[0040] Le faible angle de contact de 25° obtenu après 1 heure de traitement montre un dégraissage de très bonne qualité.

[0041] Selon une première variante de la présente invention représentée sur la figure 1, les solvants de nettoyage et de rinçage sont dans des cuves séparées.

[0042] Selon une deuxième variante de la présente invention représentée sur la figure 3, le procédé est mis en oeuvre avec un mélange des deux solvants précités dans la cuve de nettoyage. Le solvant de rinçage contenu dans le mélange de la cuve de nettoyage s'évapore sous l'action du chauffage et des ultrasons. Un ajustement de concentration du solvant B dans le mélange solvants A+B permettant de conserver préférentiellement de 60 à 80 % de solvant A dans le mélange est assuré par un déversement en continu de la cuve de rinçage vers la cuve de nettoyage contenant les deux solvants.

[0043] Cette deuxième variante permet d'obtenir un dégraissage de qualité supérieure à celle obtenue dans la première variante du fait de l'agitation supplémentaire du mélange de solvants A et B par cavitation, au moyen des ultrasons, et ébullition du solvant B.

Revendications

1. Procédé de dégraissage d'une surface comprenant une étape de nettoyage de la surface à dégraisser avec un solvant de nettoyage et une étape de rinçage de la surface nettoyée avec un solvant de rinçage,
ledit solvant de nettoyage étant constitué par du dipropylène glycol monométhyl éther ou par un mélange de dipropylène glycol monométhyl éther et de 1,1,1,2,3,4,5,5,5-décafluoropentane, et ledit solvant de nettoyage ayant un point d'ébullition supérieur à 100°C et ne possédant pas de point éclair ou un point éclair supérieur à 70°C,
ledit solvant de rinçage étant constitué par du 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-décafluoropentane, et ledit solvant de rinçage ayant un point d'ébullition inférieur à 70°C et une tension superficielle inférieure à 30mN/m.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le nettoyage de la surface avec le solvant de nettoyage est réalisé en présence d'ultrasons.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 dans lequel le procédé est réalisé à chaud, à une température allant de la température ambiante, à savoir 20 à 25°C, jusqu'à 10°C en dessous du point d'ébullition du solvant de nettoyage.

4. Utilisation d'un solvant A constitué par du dipropylène glycol monométhyl éther ou par un mélange de dipropylène glycol monométhyl éther et de 1,1,1,2,3,4,5,5,5-décafluoropentane, et ayant un point d'ébullition supérieur à 100°C et ne possédant pas de point éclair ou un point éclair supérieur à 70°C, et d'un solvant B constitué par du 1,1,1,2,3,4,5,5,5-décafluoropentane, et ayant un point d'ébullition inférieur à 70°C et une tension superficielle inférieure à 30 mN/m pour dégraisser une surface; lesdits solvants A et B étant utilisés séparément.

5. Utilisation selon la revendication 4, dans laquelle le solvant A est constitué par du dipropylène glycol monométhyl éther, et les solvants A et B sont utilisés séparés.

6. Utilisation selon la revendication 4, dans laquelle le solvant A est constitué par un mélange de dipropylène glycol monométhyl éther et de 1,1,1,2,3,4,5,5,5-décafluoropentane.

7. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans laquelle le dégraissage consiste à éliminer, de ladite surface, de la lanoline et/ou d'autres huiles ou graisses d'origine minérale, végétale, animale ou synthétique.

8. Utilisation d'un dispositif 1 comprenant dans une enceinte 3 : une cuve de nettoyage 5 destinée à contenir un solvant de nettoyage, une cuve de rinçage 7 destinée à contenir un solvant de rinçage, une gouttière de condensation 9 placée dans l'enceinte 3 sur sa périphérie et au-dessus des cuves 5 et 7, des serpentins de condensation 11 placés dans l'enceinte et au-dessus des cuves 5 et 7, et des moyens de filtration 13 et 15 permettant de pomper et filtrer respectivement le solvant de nettoyage et le solvant de rinçage et de les réinjecter dans les cuves,
pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 1.

9. Utilisation selon la revendication 8, le dispositif comprenant en outre un séparateur d'eau 17.

10. Utilisation selon la revendication 8 ou 9, le dispositif comprenant en outre, pour la cuve 5 de nettoyage, un générateur d'ultrasons 19.

11. Utilisation selon la revendication 8, 9 ou 10, le dispositif comprenant en outre, pour les cuves 5 et 7 respectivement de nettoyage et de rinçage, un moyen de chauffage 21.

Claims

1. Process for degreasing a surface comprising a stage of cleaning the surface to be degreased with a cleaning solvent and a stage of rinsing the cleaned surface with a rinsing solvent, said cleaning solvent being constituted by dipropylene glycol monomethyl ether or by a mixture of dipropylene glycol monomethyl ether and 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentane and said cleaning solvent has a boiling point above 100°C and does not have a flash point or has a flash point above 70°C, said rinsing solvent being constituted by 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentane and said rinsing solvent has a boiling point below 70°C and a surface tension below 30 mN/m.

2. Process according to claim 1, wherein the cleaning of the surface with the cleaning solvent takes place in the presence of ultrasonics.

3. Process according to one of the claims 1 and 2, wherein the process is performed hot at a temperature between ambient temperature, namely 20 to 25°C, and 10°C below the boiling point of the cleaning solvent.

4. Use of a solvent A constituted by dipropylene glycol monomethyl ether or by a mixture of dipropylene glycol monomethyl ether and 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentane and having a boiling point above 100°C and not having a flash point or having a flash point above 70°C and a solvent B constituted by 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentane and having a boiling point below 70°C and a surface tension below 30 mN/m for degreasing a surface, said solvents A and B being used separately.

5. Use according to claim 4, wherein solvent A is constituted by dipropylene glycol monomethyl ether and solvents A and B are used separately.

6. Use according to claim 4, wherein solvent A is constituted by a mixture of dipropylene glycol monomethyl ether and 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentane.

7. Use according to any one of claims 4 to 6, wherein degreasing consists of eliminating lanoline and/or other mineral, vegetable, animal or synthetic oils or greases from said surface.

8. Use of a device 1 comprising a containment 3 containing a cleaning tank 5 that will contain a cleaning solvent, a rinsing tank 7 that will contain a rinsing solvent, a condensation gutter 9 placed around the periphery of the containment 3 above tanks 5 and 7, condensation coils 11 placed in the containment above tanks 5 and 7, and filtration means 13 and 15 for pumping and filtering the cleaning solvent and the rinsing solvent respectively, and reinjecting them into the tanks, for implementation of a process according to claim 1.

9. Use according to claim 8, the device comprising also a water separator 17.

10. Use according to claim 8 or 9, the device also comprising an ultrasound generator 19 for the cleaning tank 5.

11. Use according to claim 8, 9 or 10, the device also comprising a heating means 21 for the cleaning tank 5 and the rinsing tank 7.

Ansprüche

1. Verfahren zum Entfetten einer Oberfläche, das die folgenden Stufen umfasst:

Reinigen der zu entfettenden Oberfläche mit einem Reinigungs-Lösungsmittel und

Spülen der gereinigten Oberfläche mit einem Spül-Lösungsmittel,

wobei das genannte Reinigungs-Lösungsmittel besteht aus Dipropylenglycolmonomethylether oder einer Mischung von Dipropylenglycolmonomethylether mit 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan und
das genannte Reinigungs-Lösungsmittel einen Siedepunkt hat, der über 100 °C liegt und keinen Flammpunkt oder einen Flammpunkt von über 70 °C aufweist, und
das genannte Spül-Lösungsmittel besteht aus 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan und
das genannte Spül-Lösungsmittel einen Siedepunkt von unter 70 °C und eine Oberflächenspannung von weniger als 30 mN/m aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Reinigung der Oberfläche mit dem Reinigungs-Lösungsmittel in Gegenwart von Ultraschallwellen durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem das Verfahren in der Wärme durchgeführt wird bei einer Temperatur, die reicht von Umgebungstemperatur, d.h. von 20 bis 25 °C, bis zu einer Temperatur, die um 10 °C unterhalb des Siedepunktes des Reinigungs-Lösungsmittels liegt.

4. Verwendung eines Lösungsmittels A, das aus Dipropylenglycolmonomethylether oder aus einer Mischung von Dipropylenglycolmonomethylether mit 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan besteht und einen Siedepunkt von über 100 °C sowie keinen Flammpunkt oder einen Flammpunkt von über 70 °C aufweist, und
eines Lösungsmittels B, das aus 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan besteht, das einen Siedepunkt von unter 70 °C und eine Oberflächenspannung von weniger als 30 mN/m aufweist,
zum Entfetten einer Oberfläche, wobei die genannten Lösungsmittel A und B getrennt verwendet werden.

5. Verwendung nach Anspruch 4, bei der das Lösungsmittel A aus Dipropylenglycolmonomethylether besteht und die Lösungsmittel A und B getrennt verwendet werden.

6. Verwendung nach Anspruch 4, bei der das Lösungsmittel A aus einer Mischung von Dipropylenglycolmonomethylether und 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluorpentan besteht.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Entfettung darin besteht, dass man von der genannten Oberfläche Lanolin und/oder andere Öle oder Fette mineralischen, pflanzlichen, tierischen oder synthetischen Ursprungs entfernt.

8. Verwendung einer Vorrichtung 1, die in einem Behälter 3 umfasst:

einen Reinigungstank 5 für die Aufnahme eines Reinigungs-Lösungsmittels, einen Spültank 7 für die Aufnahme eines Spül-Lösungsmittels, eine Kondensationsrinne 9, die in dem Behälter 3 auf dem Rand desselben oder unterhalb der Tanks 5 und 7 angeordnet ist, und Kühlschlangen 11, die in dem Behälter und oberhalb der Tanks 5 und 7 angeordnet sind, sowie Filtrationseinrichtungen 13 und 15, die das jeweilige Umpumpen und Filtrieren des Reinigungs-Lösungsmittels und des Spül-Lösungsmittels und die Wiedereinführung derselben in die Tanks ermöglichen, für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.

9. Verwendung nach Anspruch 8, bei der die Vorrichtung außerdem einen Wasserabscheider 17 umfasst.

10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Vorrichtung außerdem einen Ultraschallgenerator 19 für den Reinigungstank 5 umfasst.

11. Verwendung nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem die Vorrichtung außerdem eine Heizeinrichtung 21 für die Tanks 5 und 7 zum Reinigen bzw. Spülen umfasst.

Dessins