DE19609119C2

DE19609119C2 - Process for cleaning objects

Info

Publication number: DE19609119C2
Application number: DE19609119A
Authority: DE
Inventors: Oskar K Wack; Martin Hanek; Karsten Lesmann
Original assignee: WACK O K CHEMIE GmbH; Wack Dr O K Chemie GmbH
Current assignee: WACK O K CHEMIE GmbH; Wack Dr O K Chemie GmbH
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2016-03-09
Also published as: DE19609119A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen von Schmutz, mit Ausnahme von Terpenrückständen, bei welchem ein durch Erwärmen einer reinigungsakti ven Flüssigkeit hergestellter Dampf mit den zu reinigenden Gegenständen in Berührung ge bracht wird.The invention relates to a method for cleaning objects from dirt, with Exception of terpene residues, in which a by heating a cleaning act The liquid produced vapor comes into contact with the objects to be cleaned is brought.

Solche Reinigungsverfahren werden zum Reinigen von unterschiedlichsten Gegenständen, wie metallischen Gegenständen, industriell gefertigten Gegenständen, auch Leiterplatten, Kleidungsstücken und so weiter angewendet. Typischerweise wurden bis vor kurzem chlo rierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt, die zwischenzeitlich wegen ihrer mangelnden Um weltverträglichkeit, insbesondere wegen ihres Ozonabbaupotentials, ihrer Kanzerogenität und ihrer toxischen Wirkung weitgehend verboten sind. Die chlorierten Kohlenwasserstof fe, deren Vorteile u. a. darin liegen, daß sie bei normalerweise auftretenden Temperaturen keinen Flammpunkt haben, wurden ersetzt durch andere Kohlenwasserstoffe bzw. Lösungs mittel, wie Polypropylenglykolether, Alkohole, Aceton und so weiter, die alle einen Flammpunkt im Bereich normalerweise auftretender Temperaturen haben und somit ent zündungsgefährdet sind. Eine Eigenart bisher verwendeter Lösungsmittel liegt auch darin, daß sie Pigmentschmutz oder Schmutz mit ionischen Salzen kaum entfernen, da solche Schmutzarten in ihnen sehr schlecht löslich sind.Such cleaning processes are used to clean a wide variety of objects, such as metallic objects, industrially manufactured objects, also printed circuit boards, Garments and so on applied. Typically, chlo hydrocarbons, which are now used due to their lack of environmental protection global compatibility, especially because of their ozone depletion potential, their carcinogenicity and their toxic effects are largely prohibited. The chlorinated hydrocarbon fe, whose advantages u. a. lies in the fact that they are at normally occurring temperatures have no flash point, have been replaced by other hydrocarbons or solutions medium, such as polypropylene glycol ether, alcohols, acetone and so on, all of them one Flash point in the range of normally occurring temperatures and thus ent are at risk of ignition. A peculiarity of previously used solvents is also that they hardly remove pigment dirt or dirt with ionic salts, as such Types of dirt are very poorly soluble in them.

Aus der EP 0 475 591 A1 ist ein Reinigungsverfahren bekannt, bei dem zu reinigende Ge genstände, beispielsweise Elektronikbauteile, zunächst mit einem auf Terpenen basierenden Lösungsmittel durch Eintauchen flüssiggereinigt werden. Das auf der Oberfläche der zu reinigenden Gegenstände zurückbleibende Lösungsmittel wird anschließend azeotropisch entfernt, indem mit einem wässrigen Medium ein Azeotrop gebildet wird. Dem wässrigen Medium werden dazu zusätzliche Lösungsmittel, wie Ketone, Amine, Ether oder Alkohole zugesetzt, die unter 100°C sieden. Diese zusätzlichen Lösungsmittel spreiten den Terpen film und dampfen vor der Azeotrop-Temperatur ab, so daß sie nicht als Restverunreini gung zurückbleiben. Die in einem erhitzten Wasserbad, dem die zusätzlichen Lösungsmit tel zugesetzt sind, gespülte und dadurch von dem auf Terpen basierenden Lösungsmittel befreite Gegenstände werden dann in Dampf gebracht, der durch Erhitzen einer Flüssigkeit hergestellt wird, die aus dem Wasserbad überläuft. In dem Dampfbad werden letzte Lö sungsmittelrückstände von den Gegenständen entfernt. Die eigentliche Schmutzreinigung erfolgt bei dem vorbekannten Verfahren somit als Flüssigreinigung, bei der die zu reini genden Gegenstände mit dem flüssigen, auf Terpen basierenden Lösungsmittel in Berüh rung gebracht werden. Nicht die eigentliche Verschmutzung sondern die Reste des auf Ter pen basierenden Lösungsmittels werden in den nachfolgenden Prozeßstufen entfernt.A cleaning method is known from EP 0 475 591 A1, in which Ge objects, for example electronic components, initially with a terpenes-based one Solvents can be cleaned with liquid by immersion. That on the surface of the too solvent remaining on cleaning objects then becomes azeotropic removed by forming an azeotrope with an aqueous medium. The watery Additional solvents, such as ketones, amines, ethers or alcohols, are used as a medium added that boil below 100 ° C. These additional solvents spread the terpene film and evaporate before the azeotropic temperature, so that they do not act as residual contaminants lag behind. The in a heated water bath, which the additional solutions with tel are added, rinsed and thereby from the terpene-based solvent freed items are then placed in steam by heating a liquid is produced, which overflows from the water bath. Last Lö in the steam bath residues of solvent removed from the objects. The actual dirt cleaning takes place in the previously known method thus as a liquid cleaning, in which to clean objects with the liquid, terpene-based solvent in contact be brought. Not the actual pollution but the remains of the Ter pen-based solvents are removed in the subsequent process steps.

Aus dem Chemical Abstract CA 123:92633 f ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Feuchtigkeit von Oberflächen von Gegenständen mittels eines Lösungsmittels-Dampfes be kannt. Als Lösungsmittel wird Isopropanol verwendet, mit dessen Dampf Gegenstände, z. B. Halbleiterplättchen, von Feuchtigkeit befreit werden sollen. Diese Trocknung funktio niert nur dann, wenn das Isopropanol geringere Feuchtigkeitsmengen enthält als sie an der von Feuchtigkeit zu befreienden Oberfläche vorhanden sind. Eine Trocknung erfolgt daher nur dann, wenn das Isopropanol kein oder nur eine geringe Menge von Wasser enthält.Chemical abstract CA 123: 92633 f describes a device for removing Moisture from surfaces of objects by means of a solvent vapor knows. Isopropanol is used as the solvent, with the vapor of which objects, e.g. B. semiconductor wafers to be freed from moisture. This drying function only if the isopropanol contains less moisture than it does on the surface to be freed from moisture is present. Drying therefore takes place only if the isopropanol contains no or only a small amount of water.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dampfreinigungsverfahren zu schaffen, das bei guter Reinigungswirkung in umweltverträglicher Weise durchführbar ist.The invention has for its object to provide a steam cleaning process that with a good cleaning effect can be carried out in an environmentally friendly manner.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved with the features of the main claim.

Erfindungsgemäß verwendbare azeotrope Flüssigkeiten haben zunächst ihren Vorteil, daß ihre flüssige Phase wegen des Wasseranteils auch Pigmentschmutz und Pigmentschmutz mit ionischen Salzen gut löst, wenn die reinigungsaktive Flüssigkeit in flüssigem Zustand mit den zu reinigenden Gegenständen in Berührung gebracht wird. Die lipophile Gruppen enthaltenden Moleküle der dem Wasser zugesetzten weiteren Flüssigkeit sorgen für ein gu tes Fettlösungsvermögen.Azeotropic liquids which can be used according to the invention initially have the advantage that their liquid phase due to the water content also pigment dirt and pigment dirt dissolves well with ionic salts when the cleaning active liquid is in a liquid state is brought into contact with the objects to be cleaned. The lipophilic groups Molecules containing the other liquid added to the water ensure a gu fat dissolving power.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Reinigungsverfahren der art weiterzubilden, daß es bei guter Reinigungswirkung in umweltverträglicher Weise durchführbar ist.The invention has for its object a generic cleaning method Art to train that it is good cleaning effect in an environmentally friendly manner is feasible.

Wenn die erfindungsgemäße Flüssigkeit erwärmt wird, gehen wegen ihrer azeotropen Ei genschaften (betr. Definition von Azeotrop s. Chemie Lexikon, Römpp, 9. Aufl., 1989, S. 323) sowohl Wasser als auch die weitere Flüssigkeit(en) in einer dem Azeotrop entspre chender Zusammensetzung in die Dampfphase über, so daß bei Berührung zwischen dem Dampf und den zu reinigenden Gegenständen eine zuverlässige Endreinigung und "Spü lung" aller durch den Reinigungsvorgang zu entfernenden Verschmutzungen der zu reinigenden Gegenstände erfolgt. Dabei ist der Dampf wegen des Wassergehalts in beson ders vorteilhafter Weise nicht brennbar, so daß diesbezügliche Schutzmaßnahmen in einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Vorrichtung überflüssig sind. Der Flammpunkt des Dampfes, sofern ein solcher überhaupt auftritt, liegt oberhalb der normalerweise auftretenden Temperaturen, mindestens über der Siedetemperatur der Flüssigkeit und vorteilhafterweise über 200°C. Die Dampfphase kann durch Kühlen zu verlässig zur flüssigen Phase kondensiert werden, so daß die aufwendigen Maßnahmen zum Schutz der Umgebungsatmosphäre, die bei Durchführung herkömmlicher Verfahren erforderlich sind, weitestgehend unterbleiben können. Ein zusätzlicher Vorteil des erfin dungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die reinigungsaktive Flüssigkeit wegen ihrer vollständigen Rückkondensation sich kaum verbraucht, so daß ein geschlossener Kreislauf geschaffen werden kann, bei dem reinigungsaktive Flüssigkeit kaum aufgefüllt werden muß. Dies wird zusätzlich dadurch unterstützt, daß die erfindungsgemäß eingesetzte, reini gungsaktive Flüssigkeit frei von Tensiden sein kann, die sich bei einer Filterung zur Schmutzabweisung auf der Filteroberfläche absetzen und bei konventionellen Lösungen ein Nachschärfen erfordern.If the liquid according to the invention is heated, it will go to egg because of its azeotropic nature properties (regarding definition of azeotrope see Chemistry Lexicon, Römpp, 9th ed., 1989, P. 323) both water and the other liquid (s) correspond to the azeotrope chender composition in the vapor phase, so that when contact between the Steam and the objects to be cleaned a reliable final cleaning and "rinse "of all dirt to be removed by the cleaning process cleaning objects. The steam is special because of the water content ders advantageously not combustible, so that related protective measures in a device used to carry out the method according to the invention is superfluous are. The flash point of the vapor, if any, is above it the normally occurring temperatures, at least above the boiling temperature of the Liquid and advantageously above 200 ° C. The vapor phase can be increased by cooling can be reliably condensed to the liquid phase, so that the complex measures to protect the ambient atmosphere when performing conventional procedures are necessary, can largely be avoided. An additional advantage of the inventor The inventive method is that the cleaning active liquid because of their complete re-condensation is hardly used up, so that a closed circuit can be created in which cleaning-active liquid can hardly be replenished got to. This is additionally supported by the fact that the reini used according to the invention Gungactive liquid can be free of surfactants, which is a filtering Place dirt repellent on the filter surface and use it with conventional solutions Require resharpening.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auch komplexe Schmutzarten, wie einge trocknete Körperflüssigkeiten oder andere, im Alltagsgebrauch auftretende Verschmutzun gen, durch Niederschlag von Regen oder Schnee entstandenem Schmutz usw. zuverlässig gereinigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf geschlossene Systeme beschränkt. Es kann beispielsweise auch als offene Dampfstrahlreinigung durchgeführt werden.With the method according to the invention, complex types of dirt, such as one, are Dried body fluids or other dirt that occurs in everyday use dirt, dirt caused by rain or snow, etc. reliably cleaned. The method according to the invention is not restricted to closed systems. For example, it can also be carried out as an open steam jet cleaning.

Bei der Auswahl der erfindungsgemäßen reinigungsaktiven Flüssigkeit bzw. der weiteren Flüssigkeit(en) mit Molekülen mit hydrophilen und lipophilen Gruppen stehen neben der guten Reinigungskraft folgende Kriterien im Vordergrund: Der Wassergehalt des Azeo trops von Wasser und der weiteren Flüssigkeit bzw. weiterer Flüssigkeiten muß so groß sein, daß kein Flammpunkt vorhanden ist bzw. der Dampf nicht brennbar ist. Die Flüssig keit darf weder toxisch sein noch ein Ozonabbaupotential haben noch eine Wassergefähr dung auslösen, wenn sie in die Umgebung gelangt. Es sind wasserlösliche, homogene Azeotrope bildende Komponenten bzw. Flüssigkeiten, aber auch wasserunlösliche, hetero gene Azeotrope bildende Komponenten bzw. Flüssigkeiten geeignet.When selecting the cleaning-active liquid according to the invention or the further one Liquid (s) with molecules with hydrophilic and lipophilic groups are next to the good cleaning power the following criteria in the foreground: The water content of the Azeo Trops of water and the other liquid or other liquids must be as large be that there is no flash point or the steam is not combustible. The liquid ness must not be toxic, have no ozone depletion potential or pose a water hazard trigger when it gets into the environment. They are water-soluble, homogeneous Azeotropic components or liquids, but also water-insoluble, hetero suitable azeotropic components or liquids.

Die Unteransprüche 2 bis 6 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemä ßen Verfahrens gerichtet.The subclaims 2 to 6 are based on advantageous embodiments of the invention process.

Eine Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, ist in der beigefügten Figur schematisch dargestellt:One device in which the method according to the invention can be carried out is shown schematically in the attached figure:

Ein Vorratstank 2 mit einer Abscheidekammer 4 und einer Überlaufkammer 6 ist über eine Speisepumpe 8 und eine Heizvorrichtung 10 an eine Reinigungsvorrichtung 12 angeschlos sen. Das Innere der in ihrem Aufbau an sich bekannten Reinigungsvorrichtung, welche Reinigungsdüsen, einen umlaufenden Korb und so weiter enthalten kann, ist im dargestell ten Beispiel an ein Druckausgleichsgefäß 14 angeschlossen, das jedoch nicht funktionswe sentlich ist.A storage tank 2 with a separation chamber 4 and an overflow chamber 6 is ruled out via a feed pump 8 and a heating device 10 to a cleaning device 12 . The inside of the known in its construction cleaning device, which may contain cleaning nozzles, a rotating basket and so on, is connected to a pressure compensation vessel 14 in the example shown, but this is not functionally essential.

Vom Boden der Reinigungsvorrichtung 12 führt eine Leitung zu einer Filtervorrichtung 16. Die Filtervorrichtung 16 ist über eine Leitung mit einer Förderpumpe 18 an die Oberseite der Abscheidekammer 4 angeschlossen. Eine weitere Leitung führt von Filtervorrichtung 16 über eine Vakuumpumpe 20 durch einen Kondensator 22 und einen Kühler 24 zurück zur Abscheidekammer 4.A line leads from the bottom of the cleaning device 12 to a filter device 16 . The filter device 16 is connected via a line with a feed pump 18 to the top of the separation chamber 4 . Another line leads from filter device 16 via a vacuum pump 20 through a condenser 22 and a cooler 24 back to the separation chamber 4 .

Weiter führt von der Überlaufkammer 6 eine Leitung über eine Förderpumpe 26 durch ei nen Wärmetauscher 28 in eine Destilliervorrichtung 30 und von dort in die Reinigungsvor richtung 12 oder zurück in den Vorratstank 2.Next leads from the overflow chamber 6 a line via a feed pump 26 through egg NEN heat exchanger 28 in a distillation device 30 and from there in the Reinigungsvor direction 12 or back in the storage tank 2nd

In den Vorratstank 2 führt eine Speiseleitung 32 zum Beschicken des Vorratstanks 2 mit reinigungsaktiver Flüssigkeit. Der Vorratstank 2 enthält weiter eine nicht dargestellte Vor richtung zum Abziehen von Schlamm, der sich in der Abscheidekammer 4 absetzt.A feed line 32 leads into the storage tank 2 for charging the storage tank 2 with cleaning-active liquid. The storage tank 2 further contains a device, not shown, for removing sludge, which settles in the separation chamber 4 .

In die normalerweise dicht verschlossene Reinigungsvorrichtung 12 führt eine Belüftungs leitung 34.In the normally sealed cleaning device 12 leads a ventilation line 34th

Der Aufbau der einzelnen Bauelemente des beschriebenen Systems sowie eine nicht darge stellte elektrische Ansteuerung der einzelnen Baugruppen ist an sich bekannt und wird da her nicht näher beschrieben.The structure of the individual components of the system described and a not Darge posed electrical control of the individual modules is known per se and is there not described here.

Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:The function of the device described is as follows:

Nach Beschicken der Reinigungsvorrichtung 12 mit zu reinigendem Gut erfolgt zunächst eine Flüssigkeitsreinigung, bei der die Speisepumpe 8 in Betrieb gesetzt ist und reinigungs aktive Flüssigkeit, die in der Heizvorrichtung 10 gegebenenfalls temperiert werden kann, der Reinigungsvorrichtung 12 zuführt. In der Reinigungsvorrichtung 12 erfolgt ein Tauch bad des umlaufenden Reinigungsgutes und/oder ein Besprühen des Reinigungsgutes mit Flüssigkeit. Die Flüssigkeit wird mittels der Förderpumpe 18 aus der Reinigungsvorrich tung 12 durch die Filtervorrichtung 16 hindurch abgezogen und der Abscheidekammer 4 zugeführt. In der Filtervorrichtung 16 setzt sich vorwiegend anorganischer Schmutz ab, der abgezogen wird. In der Abscheidekammer 4 setzt sich vorwiegend fetthaltiger Schmutz ab, der ebenfalls abgezogen wird.After loading of the cleaning device 12 to clean Good at first a cleaning liquid, wherein the feed pump is put into operation 8 and cleaning-active liquid which can be heated in the heater 10, optionally, the cleaning apparatus supplies 12th In the cleaning device 12 there is an immersion bath of the rotating items to be cleaned and / or a spraying of the items to be cleaned with liquid. The liquid is drawn off by means of the feed pump 18 from the cleaning device 12 through the filter device 16 and fed to the separation chamber 4 . Inorganic filter dirt settles predominantly in the filter device 16 and is removed. In the separation chamber 4 mainly fatty dirt settles, which is also removed.

Der Flüssigreinigungsstufe folgt eine Spülung unter gleichen Bedingungen mit Flüssigkeit aus dem Tank 6. Anschließend erfolgt eine Dampfreinigungsstufe bzw. Dampfspülungs stufe, bei der die Speisepumpe 26 in Betrieb gesetzt wird, so daß reinigungsaktive Flüssig keit in der Destilliervorrichtung 30 in Dampf umgewandelt wird. Dieser weist in Folge der azeotropen Zusammensetzung der reinigungsaktiven Flüssigkeit einen vorbestimmten Ge halt an Wasser und der weiteren Flüssigkeit, vorteilhafterweise Polypropylenglykolether auf. Der Dampf gelangt in der Reinigungsvorrichtung 12 in intensiven Kontakt mit dem zu reinigenden Gut, wobei ein Teil des Dampfes kondensiert. Das Kondensat wird mittels der Förderpumpe 18 nach Durchströmen der Filtervorrichtung 16 der Abscheidekammer 4 zu geführt.The liquid cleaning stage is followed by flushing with liquid from the tank 6 under the same conditions. This is followed by a steam cleaning stage or steam rinsing stage, in which the feed pump 26 is started, so that cleaning-active liquid is converted into steam in the distillation device 30 . As a result of the azeotropic composition of the cleaning-active liquid, it has a predetermined content of water and the further liquid, advantageously polypropylene glycol ether. In the cleaning device 12, the steam comes into intensive contact with the material to be cleaned, a part of the steam condensing. The condensate is fed to the separation chamber 4 by means of the feed pump 18 after flowing through the filter device 16 .

Wenn der Dampf aus der Destilliervorrichtung 30 über den Kondensator 22 und Kühler 24 in den Vorratstank 6 zurückgeleitet wird, kann dadurch die Flüssigkeit aufbereitet werden.If the steam from the distillation device 30 is returned to the storage tank 6 via the condenser 22 and cooler 24 , the liquid can thereby be treated.

An die Dampfreinigung bzw. Dampfspülung schließt sich vorteilhafterweise eine Umluft- oder Vakuumtrocknung an. Dabei wird der innerhalb der Reinigungsvorrichtung 12 befind liche Dampf mittels der Vakuumpumpe 20 abgesaugt, wobei sich in der Reinigungsvor richtung 12 bildendes Kondensat durch die Filtervorrichtung 16 hindurchströmt. Der mit dem Kondensat vermischte Dampf wird nach Durchströmen des Kondensators 22 und des Kühlers 24 als Flüssigkeit dem Vorratstank 2 erneut zugeführt.Convection or vacuum drying advantageously follows the steam cleaning or steam rinsing. The steam located within the cleaning device 12 is sucked off by means of the vacuum pump 20 , condensate forming in the cleaning device 12 flowing through the filter device 16 . The vapor mixed with the condensate is again supplied as a liquid to the storage tank 2 after flowing through the condenser 22 and the cooler 24 .

Nach Abschluß der Vakuumtrocknung wird die Abscheidekammer 4 über die Belüftungs leitung 34 belüftet und das gereinigte Gut kann entnommen werden.After completion of the vacuum drying, the separation chamber 4 is vented via the ventilation line 34 and the cleaned material can be removed.

Claims

1. Procedure for cleaning objects from dirt, except for Terpene residues, in which one by heating a cleaning-active liquid produced steam is brought into contact with the objects to be cleaned, where as a cleaning active liquid a mixture of water and at least one another liquid used with molecules with hydrophilic and lipophilic groups is, the further liquid and the water liquid during the phase transition Phase / vapor phase form an azeotrope.

2. The method of claim 1, wherein the mixing ratio between water and the further liquid corresponds to the azeotropic mixing ratio.

3. The method of claim 1 or 2, wherein the further liquid propylene is glycol ether.

4. The method of claim 3, wherein the further liquid dipropylene glycol is mono-propyl ether.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the cleaning-active rivers liquid contains at least one non-evaporating cleaning booster.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the cleaning active rivers liquid and its vapor in a system that is closed to the atmosphere become.