ES2248884T3 - Mezcla para el secado de cuerpos solidos por el desplazamientro del agua y procedimiento correspondiente. - Google Patents

Abstract

LA MEZCLA DE HIDROFUGACION LLEVA I) UN DISPERSANTE HALOGENADO ELEGIDO EN EL GRUPO CONSTITUIDO POR UNA MOLECULA TOTALMENTE HALOGENADA Y UNA MOLECULA PARCIALMENTE HALOGENADA CON AL MENOS UN ATOMO DE HIDROGENO Y II) UN COPOLIMERO DE SILICONA QUE TIENE UNA FUNCION HIDROFILA, PARA SECAR SOLIDOS POR DESPLAZAMIENTO DE AGUA, SIENDO EL COPOLIMERO DE SILICONA PREFERENTEMENTE UN POLIDIMETILSILOXANO MODIFICADO POLIALQUILENOOXIDO DE FORMULA: CON 0 INFERIOR O IGUAL A M INFERIOR O IGUAL A 100 4 INFERIOR O IGUAL A N INFERIOR O IGUAL A 50 SIENDO R UN RADICAL ELEGIDO EN EL GRUPO DE RADICALES CONSTITUIDO POR UN ATOMO DE HIDROGENO, UN GRUPO ALCOHOL, UN GRUPO AMINA Y UN GRUPO POLIALQUIL QUE CONTIENE ENTRE 1 Y 5 ATOMOS DE CARBONO.

Description

Mezcla para el secado de cuerpos sólidos por el desplazamiento del agua y procedimiento correspondiente.

En la fabricación en serie de numerosos tipos de objetos, muchas veces hace falta limpiar y secar los mismos al final de la cadena de producción. En cuanto a ello, se pueden pensar, por ejemplo, en piezas ópticas, piezas mecánicas o en piezas de otras clases. Las operaciones de limpieza terminan con un lavado y con un aclarado de agua; sin embargo, seguidamente es necesario eliminar las pequeñas gotas de agua, que permanecen agarradas en la superficie, con el fin de impedir la formación de óxido y de deposiciones de impurezas o de señales, que se podrían formar si el agua no es eliminada o es eliminada simplemente por evaporación.

Para limitar los costos de la mano de obra son empleadas unas máquinas de secado, en las que los objetos son inmergidos dentro de un baño con un producto, que despega las pequeñas gotas de agua de la superficie de los objetos.

Este producto tiene una reducida tensión superficial, si bien el mismo se extiende mediante remojo por toda la superficie de los objetos y despega, de este modo, las pequeñas gotas de agua que están agarradas en los mismos. Las pequeñas gotas suben luego a la superficie del baño, debido a la diferencia en la densidad, o bien las mismas son eliminadas de forma mecánica.

Los productos, empleados hasta la presente para esta operación de secado, tienen el inconveniente de ser unos productos clorados o clorofluorocarbonados del tipo CFC-113, con la adición de un agente tensioactivo con efecto hidrófugo. Es, concretamente, el disolvente que, después de haber adquirido una mayor humedad por la presencia del agente tensioactivo, desplaza el agua por despegarla del objeto, sin disolverla.

Ahora bien, el empleo de los clorofluorocarbonados o hidrocarburos fluoroclorados es hoy en día prohibido para conservar la capa de ozono. Por consiguiente, la Solicitante ha investigado para encontrar la fórmula de un novedoso baño con exención de los hidrocarburos fluoroclorados CFC o HCFC.

La Solicitante ha sustituido los disolventes arriba mencionados por unos productos nuevos, los hidrofluoroéteres o HFE, que han puesto de manifiesto una excelente compatibilidad con el medio ambiente. Las moléculas de los mismos contienen unos átomos de flúor agarrado a los átomos de carbono con un éter radical y ya no tienen los átomos de cloro sobre los átomos de carbono. Sin embargo, a causa de la ausencia del cloro, las moléculas de los disolventes son prácticamente inertes para el objetivo enfocado y, por consiguiente, hacia falta prever un aditivo que se pueda disolver dentro de estos disolventes, pero sin favorecer la disolución del agua en estos últimos. Una serie de ensayos, con los agentes tensioactivos usuales del tipo de éster de fosfato, ha sido infructuosa.

La Solicitante ha pensado ahora, como aditivo al hidrofluoroéter, en una silicona copolímera, que tiene una o varias funciones hidrófilas. Es concretamente este aditivo que - soluble en los hidrofluoroéteres muy húmedos - ejerce la función principal de la mezcla por envolver las pequeñas gotas de agua por hidrofilia y por permitir así, que el disolvente las pueda desplazar de la superficie, despegándolas del objeto. A continuación, el hidrofluoroéter tiene un efecto mecánico para arrastrar las pequeñas gotas de agua, de este modo despegadas, sobre la superficie. La hidrofilia de la silicona copolímera, asociada a la densidad del disolvente - la que es distinta de la densidad del agua - permite obtener una mezcla hidrófuga.

Unos ensayos complementarios han puesto de manifiesto que unos aditivos de la familia de las siliconas copolímeras, para una mezcla con unas moléculas distintas de las de los hidrofluoroéteres, son asimismo convenientes para unos disolventes halogenados e hidro-halogenados.

Por consiguiente, la presente invención se refiere a una mezcla según la reivindicación 1).

Una mezcla de esta clase es distinta de las mezclas indicadas en la Patente Internacional Núm. WO-A96/1257, y la misma proporciona los resultados positivos, indicados en la descripción relacionada a continuación.

La mezcla de la presente invención puede reemplazar directamente los baños de los hidrocarburos fluoroclorados CFC dentro de los aparatos existentes y, de esta manera, la misma puede reconvertir estos en unos aparatos sin polución en relación con la capa de ozono. Teniendo en cuenta que las partes componentes de la mezcla están disponibles en el mercado, no se presenta ninguna dificultad de aprovisionamiento.

La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento para el secado de un cuerpo sólido mediante el desplazamiento de un líquido; procedimiento éste según primer producto de disolvente en ebullición, previsto para colocarse entre el líquido y la superficie del cuerpo sólido, a la cual se agarra el mismo, y esta interposición es producida por medio de un producto, que tiene una función hidrófila frente al líquido.

A continuación, se describe un preferido ejemplo de realización de la mezcla para constituir un baño de secado para un cuerpo sólido, que es inmergido en el mismo.

En este caso, como disolvente o agente dispersante es empleado un hidrofluoroéter, que tiene la referencia comercial HFE-7100 y que es comercializado por la Sociedad 3 M; se trata de un líquido con una densidad cercana a 1.5, el cual es empleado a su temperatura de ebullición (60 grados C). A causa de la diferencia en la densidad, las pequeñas gotas de agua son - después de su separación - repelidas hacia la superficie del baño.

El acceso del disolvente HFE a la superficie del agarre de las pequeñas gotas de agua en el cuerpo sólido queda facilitado por la adición de un aditivo de silicona polímera, que tiene una o varias funciones hidrófilas. Este aditivo se agarra a la superficie ya accesible de las pequeñas gotas de agua y, además, el aditivo migra por humectación sobre la superficie de las mismas, por lo que éstas se agarran al cuerpo sólido, es decir, que la silicona copolímera reemplaza la superficie de agarre del cuerpo, que ha de ser secado, y, de este modo, despega las pequeñas gotas del mismo para integrarlas en el baño. De esta manera, el cuerpo sólido es inmergido en un baño de un producto, que está previsto para colocarse entre el liquido y la superficie del cuerpo, a la cual se agarra el mismo, y ésta interposición es ordenada por
medio de un producto, que tiene una función humectante frente al líquido, en este caso, frente al agua. La pequeña gota, de este modo envuelta por la silicona copolímera - que la baña dentro del disolvente HFE - es sometida a una fuerza vertical a causa de las diferencias en las densidades, y la pequeña gota se encuentra así repelida hacia la superficie de la mezcla toda vez que, según este ejemplo, es ésta última la que tiene la densidad más elevada. Una agitación de la mez-
cla permite asimismo separar las pequeñas gotas y libear aquellas, que serian cogidas por debajo del cuerpo a secar.

La silicona copolímera es un polidimetilsiloxano modificado del óxido de polialquileno de la fórmula

(CH_{3})_{3}Si --- O ---

\delm{S}{\delm{\para}{CH _{2}  --- CH _{2}  --- CH _{2} 
--- O --- [[CH _{2}  --- CH _{2}  --- O]] _{n}  ---
R}}

i(CH_{3}) --- [O --- Si(CH_{3})_{2}]_{m} --- O --- Si(CH_{3})_{3}

con

0 \leq m \leq 100,

4 \leq n \leq 50 y

siendo R un radical elegido del grupo de los radiales constituido por un átomo de hidrógeno, de un grupo de alcohol, de un grupo de aminas y de un grupo de polialquilos, conteniendo de 1 hasta 5 átomos de carbono.

Para m igual a 0, la molécula es un heptametiltrisiloxano modificado del óxido de polialquileno y, para m superior a 100, la molécula de polidimetilsiloxano modificado del polialquileno es prácticamente insoluble dentro del disolvente.

Para n inferior a 4, el poder hidrófilo, ejercido sobre la superficie de las pequeñas gotas de agua, está limitado y el mismo no proporciona unos resultados satisfactorios. Para n pasando de 50, la solubilidad dentro del disolvente se vuelve mas débil, y la hidrofilia se hace mas fuerte.

Los valores preferidos para n van de 6 hasta 10.

La masa molecular de esta silicona copolímera es de 400 hasta 1.000 grs/mol, teniendo la misma por lo menos un 25% de peso de la silicona o del polidimetilsiloxano.

La parte proporcional de la silicona copolímera puede variar dentro de una amplia gama. El umbral mínimo para la eficacia es del 0,02% de peso, en relación con el peso de la mezcla, mientras que el valor máxima es de un 10% del peso de la mezcla, lo cual corresponde a un despilfarro de la silicona copolímera. De forma preferente, esta parte proporcional está comprendida entre un 0,04% y un 1% y, de forma aún más preferente, entre un 0,1% y un 0,4% del peso de la mezcla. Unos ensayos de secado, efectuados con el aditivo, con una concentración del 0,02% hasta el 0,2% de peso y con el disolvente HFE-7100, hidrofluoroéter o metiléter nonafluorobutilíco, han mostrado la eliminación de las pequeñas gotas de agua, sin dejar ninguna señal o marca.

Según este ejemplo, la mezcla de disolvente HFE y de silicona copolímera comprende asimismo otro disolvente adicional para ésta última. Este otro disolvente puede ser un alcano, un siloxano, un alcohol o incluso un aromático, que es mezclado sobre todo con la silicona copolímera - por ejemplo, a partes iguales - antes de ser añadido el disolvente HFE.

De una manera más amplia, los disolventes HFE y los hidrofluoroéteres pueden ser sustituidos por cualquier disolvente halogenado que, de forma preferente, tiene una densidad distinta a la del agua. A título de ejemplo, se indican aquí los disolventes fluorados y también los clorofluorados, los hidrofluorados (HFC) o los hidroclorofluorados (HCFC). Los disolventes con contenido en cloro tienen el inconveniente - en relación con los nuevos disolventes como, por ejemplo, los hidrofluoroéteres (HFE) y los hidrofluorados (HFC) - de atacar los cuerpos a secar, hechos de un material plástico o de elastómeros.

Unos ensayos de secado, efectuados con el aditivo de silicona copolímera, con una concentración de 0,02% de peso, y con el disolvente HFC 4310mee o con el 2,3-dihidrodecafluoropentano, han evidenciado la eliminación perfecta del agua, sin dejar señales o marcas. De la misma manera, unos ensayos llevados a efecto con este mismo aditivo, con una concentración del 0,05% de peso y con el mismo disolvente HFC-4310 mee, también han mostrado una eliminación perfecta del agua y sin dejar rastros.

Claims (6)

1. Mezcla hidrófuga compuesta:

i) de un agente dispersante halogenado de hidrofluoroéter, elegido del grupo constituido por una molécula totalmente halogenado y por una molécula parcialmente halogenada, con por lo menos un átomo de hidrógeno; y

ii) de una silicona copolímera, con una función hidrófila, para secar unos cuerpos sólidos por el desplazamiento del agua, siendo la silicona copolímera un polidimetilsiloxano modificado del óxido de polialquileno de la fórmula:

(CH_{3})_{3}Si --- O ---

\delm{S}{\delm{\para}{CH _{2}  --- CH _{2}  --- CH _{2} 
--- O --- [[CH _{2}  --- CH _{2}  --- O]] _{n}  ---
R}}

i(CH_{3}) --- [O --- Si(CH_{3})_{2}]_{m} --- O --- Si(CH_{3})_{3}

con

0 \leq m \leq 100,

4 \leq n \leq 50 y

siendo R un radical elegido del grupo de los radiales constituido por un átomo de hidrógeno, de un grupo de alcohol, de un grupo de aminas y de un grupo de polialquilos, conteniendo de 1 hasta 5 átomos de carbono.

2. Mezcla conforme a la reivindicación 1) la cual comprende, además, un co-disolvente elegido del grupo constituido por los alcanos, los siloxanos, por un alcohol y por un aromático, como el disolvente para la silicona.

3. Mezcla conforme a una de las reivindicaciones 1) o 2), en la cual la silicona representa de un 0,02% hasta un 10% de peso del total de la mezcla.

4. Mezcla conforme a la reivindicación 3), en la cual la silicona representa de un 0,04% hasta un 1% de peso del total de la mezcla.

5. Mezcla conforme a la reivindicación 3), en la cual la silicona representa un 0,1% hasta un 0,4% de peso del total de la mezcla.

6. Mezcla conforme a la reivindicación 1), la cual comprende, además, un co-disolvente hidrofluorado.