MX2007006021A

MX2007006021A - Proceso quimico para vidrio antirreflejante por inmersion en solucion acida para produccion simultanea y continua.

Info

Publication number: MX2007006021A
Application number: MX2007006021A
Authority: MX
Inventors: Juan Luis Rendon Granados
Original assignee: Juan Luis Rendon Granados
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2008-03-17
Also published as: BRPI0517164A; KR20070087648A; EP1829834B1; EP1829834A1; CA2590173A1; CN101115690A; ES2424843T3; JP2008522938A; MXGT04000019A; US20140010992A1; US20100129606A1; WO2006062385A1; RU2007126077A; AU2005312399A1

Abstract

Proceso quimico para vidrio antirreflejante por inmersion en solucion acida para produccion simultanea y continua de una o varias piezas y/o laminas de vidrio de dimensiones, espesores, colores, usos y aplicaciones estandares, especiales y variables; el cual permite obtener un vidrio antirreflejante simultaneamente y continuamente en ambas caras (cara atmosferica y cara estanada) de la hoja de vidrio y en varias hojas y/o piezas de vidrio simultaneamente por inmersion, utilizando contenedores de vidrio y contenedores de soluciones quimicas recubiertos con una resina o polimetro especial para evitar el ataque de las soluciones quimicas utilizadas en el proceso, estos contenedores de soluciones quimicas estan encapsulados par controlar y asegurar todos los factores de esta operacion del proceso, ademas de un polipasto de velocidad variable para el transporte, traslado e inmersion de los contenedores de hojas de vidrio en los contenedores de soluciones quimicas. El objeto de esta invencion es obtener un vidrio antirreflejante mediante un proceso nuevo que supera las caracteristicas de los vidrios antirreflejante obtenidos por los metodos conocidos, con una mayor productividad, mayor calidad y un menor riesgo fisico y ambiental y que se tiene un control total y seguro de todas y cada una de las operaciones de todo el proceso.

Description

PROCESO QUÍMICO PARA VIDRIO ANTIRREFLEJANTE POR INMERSIÓN EN SOLUCIÓN ACIDA PARA PRODUCCIÓN SIMULTÁNEA Y CONTINUA DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN Establecer un proceso de producción para vidrio antirreflejante por inmersión en soluciones químicas cuya eficiencia es mayor al proceso de fabricación conocido, al cual hacemos referencia adelante en la descripción de los antecedentes; minimizando el desperdicio de los materiales ya que se tratan hojas completas del tamaño comercial de 180 x 160 cm. disminuyendo costos por una mayor producción y con un menor riesgo ya que no hay manipulación directa durante dicho proceso, obteniendo un producto que supera a los actuales, ya que permite hacer el tratamiento antirreflejante en ambas caras del vidrio (cara estañada y cara atmosférica) simultáneamente y continuo en varias hojas y/o piezas de vidrio al mismo tiempo; ya que las soluciones acidas permanecen siempre en los contenedores de soluciones químicas que están recubíertos de placas de polietileno de alta densidad ó polipropileno de 0.635 cm, de espesor resistentes al ataque de los ácidos usados en el proceso, y los contenedores de hojas de vidrio empleados para la transportación e inmersión de las hojas y/o piezas de vidrio también están recubiertos de resina de poliéster acelerada tixotrópica con catalizador de peróxido de metil-etil-cetona al 50% en ftalato de dimetilo que la hace resistente al ataque de los ácidos, permitiendo de esta forma el transporte e inmersión de las hojas de vidrio en las distintas soluciones de productos químicos.

ANTECEDENTES Para la fabricación del vidrio antirreflejante se utilizan hojas de vidrio plano flotado, el vidrio plano flotado se obtiene mediante flotación del vidrio fundido sobre una cama de estaño líquido como se muestra en la figura 1 que representa un corte lateral del proceso de fabricación del vidrio plano flotado, la mezcla de materias primas que forma el vidrio entran previamente mezcladas al horno de fundición (1) en donde se funden y forman propiamente lo que es el vidrio líquido (2), este vidrio se pasa hacia la cámara de estaño (3) en donde el vidrio flota sobre la cama de estaño líquido (4) formando la hoja de vidrio del espesor requerido pasando posteriormente a la cámara de templado (5) para su enfriamiento y posterior corte a la medida requerida; de tal forma que la hoja de vidrio presenta dos caras, una cara que estuvo en contacto con el estaño líquido (cara estañada) y otra cara que estuvo en contacto con la atmósfera (cara atmosférica) del horno de fundición. En la actualidad, la producción de vidrio antirreflejante se hace utilizando el método de colocar la pieza de vidrio sobre una mesa con la cara atmosférica hacia arriba, poner en su periferia un borde de cera y colocar sobre ella una pasta ó solución de ácidos para lograr el acabado antirreflejante; se deja que los ácidos actúen durante un cierto tiempo y posteriormente se retiran dando un lavado final a la pieza de vidrio para eliminar los restos de ácidos. Este método conocido de producción de vidrio antirreflejante por una cara no permite el procesamiento de piezas grandes de vidrio, solo se puede hacer el tratamiento de una hoja a la vez y por una sola cara del vidrio (cara atmosférica), se tiene desperdicio de los materiales utilizados y un elevado riesgo; todo esto hace que se tenga una baja productividad con un costo muy elevado y un riesgo alto por la manipulación directa de los productos químicos ácidos, además de una baja calidad. Mediante este procedimiento no es posible tratar la cara estañada de la hoja de vidrio, debido a que los residuos de estaño adheridos a esta cara no permiten el ataque uniforme de las soluciones utilizadas. Con la finalidad de obtener un mayor volumen de producción, mejorar la calidad del producto y disminuir los riesgos físicos, ambientales y del personal operario, se pensó en el desarrollo del presente proceso; que se pretende proteger por medio de la patente. El proceso de inmersión como tal, el diseño y recubrimiento de los contenedores de soluciones químicas y los contenedores de hojas de vidrio y la formulación de las soluciones empleadas en el proceso constituyen la parte de investigación y desarrollo de mi invención, así como el producto obtenido por medio del mismo, el vidrio antirreflejante. Es decir, esta invención se refiere a un tratamiento químico para producir vidrio antirreflejante de manera simultánea y continua. Para realizar dicho proceso se requieren de soluciones químicas características, empleadas en un proceso general y administradas en etapas características, también requiere de un sistema especialmente diseñado para efectuar el proceso general de manera segura y eficiente. El producto resultante de dicho proceso es un vidrio antirreflejante característico El documento US4086074, se refiere a la formación de vidrios antirreflejantes con fines ópticos y para producir lentes, el proceso utiliza como paso esencial el empleo de calor, lo que permite la separación del vidrio en al menos dos fases de diferentes solubilidades, sin embargo, en el proceso reclamado en la presente invención no se utiliza calor. Respecto al tratamiento químico que se realiza como paso posterior al calentamiento, se prevé el uso de ac. fluorhídrico en medio ácido; como el ácido clorhídrico, (pág. 6 renglón 45-48), sin embargo, dicho documento no muestra su uso en los ejemplos y las soluciones que muestra en los ejemplos difieren no sólo en composición sino también en proporción con lo que se reclama en esta invención. El documento CN 1357781 también propone un método para reparar lentes (ópticos), empleando una solución cida de ac. fluorhídrico en una concentración de 3 a 7%, mientras que el proceso realizado por esta invención no se enfoca a la reparación de lentes y la solución empleada por esta invención emplea un porcentaje superior a 8%. El documento JP1102401 , citado por el examinador se refiere a un método para formar una capa antirreflejante en lentes lo que permite mejorar la adhesividad y durabilidad de los mismos, el método consiste en bañar el vidrio, en etapas repetitivas en ácido fluorhídrico, enjuagar y secar. En cambio, esta invención no se refiere a lentes y el proceso, que maneja grandes cantidades de vidrio, es esencialmente diferente. El documento WO01/90015, utiliza soluciones químicas y el tratamiento de superficies de vidrio, empleando dichas soluciones. La mezcla está conformada por ácido fluorhídrico, fluoruro de amonio y un ácido carboxílico de 3 a 7 átomos de carbono, o bien, emplea ácidos carboxílicos que tienen 2 o 3 grupos carboxílicos, pero no contempla el uso de poli alcoholes con grupo aldehido o cetona, como sería el azúcar dextrosa monohidratada que está en la composición propuesta por esta invención, además la proporción de los diferentes componentes también es diferente. El vidrio flotado (http://en.wikipedia.org/wiki/Glass) posee una cara estañada, cuyas impurezas de estaño impiden trabajar de manera indistinta ambas superficies del vidrio (www.vidriofundido.com/vidrios.htm) siendo esto de vital importancia para su tratamiento antirreflejante, ya que como se ha explicado anteriormente, el estaño evita el ataque de las soluciones acidas sobre la superficie del vidrio, lo cual nos da una superficie irregular en dicha cara estañada y por lo tanto se debe considerar como un proceso creativo que no se deduce del estado de la técnica, es decir, es el logro de poder tratar dicha cara estañada con nuestro proceso, y que los procesos tradicionales hasta la fecha no han logrado superar. Todo el proceso se realiza en forma completamente segura y protegida, ya que tenemos aislado totalmente el proceso para asegurar la protección de la gente sobrepasando las normas de seguridad e higiene laborales. También tenemos implantado un sistema de administración ambiental en proceso de certificación de la norma internacional ambiental ISO-14000, con la cual nos interesamos primordialmente por el cuidado del medio ambiente, respetando nuestro entorno ecológico. Nuestro proceso por inmersión permite mejorar considerablemente la calidad de nuestro vidrio tratado, al de los sistemas tradicionales y estamos en proceso de certificación de la norma internacional de calidad ISO-9001 :2000 con la cual vamos a asegurar completamente la calidad de nuestro producto.

En nuestro proceso por inmersión logramos hacer más eficiente la productividad respecto a los sistemas tradicionales debido a la versatilidad de nuestro proceso productivo, además de hacerlo con un costo mucho mas bajo que los sistemas tradicionales. Para el análisis de la actividad inventiva conviene exponer claramente los problemas técnicos que resolvió la invención, los cuales fueron: • Proceso de inmersión para producir vidrio antirreflejante empleando soluciones químicas que son corrosivas, sin embargo mediante el proceso reclamado por la invención este proceso es completamente seguro, debido a los siguientes factores: la utilización de mezclas o soluciones químicas con vapores corrosivos totalmente controlados por medio de extractores y unos lavadores que los neutralizan, el empleo de contenedores especialmente diseñados para tolerar las soluciones acidas por un tiempo prolongado, ya que de acuerdo con nuestra invención, "inmersión" implica sumergir el vidrio dentro del baño de ácido, y no se requiere como en los demás procesos tradicionales estar vertiendo las soluciones a los recipientes donde se lleva a cado el proceso y recuperando las mismas para almacenarlas en otros contenedores. • Tratamiento a la cara estañada del vidrio flotado. Como es sabido por los técnicos que manejamos este tipo de vidrio, éste tiene características peculiares derivadas de su proceso de producción (US2911759, http://en.wikipedia.org/wiki/Float qlass). por ejemplo, posee una capa estañada, cuyas impurezas de estaño impiden trabajar de manera indistinta ambas superficies del vidrio (www.vidriofundido.com/vidrios.htm). En contraste, el documento WO01/90015 resuelve los problemas técnicos propios del manejo de cuarzo, cuyo porcentaje de Si02 es superior a la de cualquier otro vidrio (http://en.wikipedia.org/wiki/Glass, http://en.wikipedia.org/wiki/Quartz). Las soluciones empleadas, los tiempos de contacto o exposición, las velocidades de inmersión resuelven este problema técnico, permitiendo el tratamiento en una o en ambas caras del vidrio, con características uniformes. • El uso de la dextrosa monohidratada para evitar en cierto grado la agresividad de la solución, ya que actúa amortiguando la reacción química que se lleva a cabo, realizándose un tratamiento más suave y perfectamente homogéneo sobre la superficie de vidrio tratada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1. La figura muestra un vista lateral del proceso de fabricación de vidrio plano. Figura 2. La figura muestra una vista isométrica de contenedor de piezas y/o láminas de vidrio. Figura 3. La figura muestra el sistema de bandera de carga y descarga de hojas de vidrio. Figura 4. La figura muestra la toma de la hoja de vidrio en forma vertical. Figura 5. La figura muestra la toma de la hoja de vidrio en forma de ángulo. Figura 6. La figura muestra la toma de la hoja de vidrio en forma horizontal. Figura 7. La figura muestra la carga o descarga de las hojas de vidrio en el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio. Figura 8. La figura muestra el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio con las hojas cargadas.

Figura 9. La figura muestra la protección de cara pintada de hoja de espejo. Figura 10. La figura muestra el proceso de inmersión Figura 11. La figura muestra el lavador de gases. Figura 12. La figura muestra el contenedor de soluciones químicas. Figura 13. La figura muestra el sistema de hidrolavado. Figura 14. La figura muestra la bomba de polietileno de alta densidad o polipropileno. Figura 15. La figura muestra el secador continúo tipo túnel.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención que se desea proteger es el proceso químico para vidrio antirreflejante por inmersión en solución acida para producción simultánea y continua de una o varias piezas y/o láminas de vidrio de dimensiones, espesores, colores, usos y aplicaciones estándares, especiales y variables; considerando como motivo de protección el producto resultante consistente en vidrio antirreflejante con tratamiento por ambas caras, el proceso de producción por inmersión para elaborar el vidrio antirreflejante; y todos los aparatos, aditamentos y materiales especialmente diseñados y desarrollados para su utilización durante el proceso; describiendo a continuación y en detalle en que consiste cada uno. El proceso químico para vidrio antirreflejante por inmersión en solución acida para producción simultánea y continua de una o varias piezas y/o láminas de vidrio de dimensiones, espesores, colores, usos y aplicaciones estándares, especiales y variables comprende una serie de etapas en las cuales las piezas y/o láminas de vidrio son inmersas en varias soluciones obteniendo un acabado antirreflejante por ambas caras de la pieza y/o lámina de vidrio (cara atmosférica y cara estañada) al mismo tiempo; las etapas del proceso son las siguientes: a) recepción de las piezas y/o láminas de vidrio b) carga de las piezas y/o láminas de vidrio hacia los contenedores de piezas y/o laminas de vidrio c) procesamiento de las piezas y/o láminas de vidrio por inmersión d) secado de las piezas y/o láminas de vidrio e) descarga de las piezas y/o láminas de vidrio de los contenedores de piezas y/o láminas de vidrio. a) Recepción de la piezas y/o láminas de vidrio. Los paquetes de piezas y/o láminas de vidrio para procesar se reciben en camionetas especialmente adaptadas a las necesidades, la descarga se hace por medio de una grúa viajera tipo puente con capacidad de 3 toneladas de 15 metros de ancho por 20 metros de largo y 5 metros de alto, cuenta con microelevación de 0.5 metros por minuto, velocidad variable de elevación de 0.5 metros por minuto hasta 5.3 metros por minuto y velocidad variable de traslación de los motorreductores motrices de 5.1 metros por minuto hasta 15.4 metros por minuto, esta misma grúa se utiliza para la carga de los paquetes de vidrio antirreflejante en las camionetas para su entrega y distribución. El empleo de la grúa para la carga y descarga nos permite agilizar el proceso de descarga, ya que de no contar con ella la descarga se haría en forma manual pieza por pieza incrementando grandemente el tiempo de descarga y el riesgo físico del personal y de los materiales, ya que este tipo de hojas de vidrio debido a su naturaleza son muy frágiles.

La descarga de los paquetes de piezas y/o láminas de vidrio se realiza de la camioneta hacia un caballete donde se almacenan antes de ser procesadas. b) Carga de las piezas y/o láminas de vidrio hacia los contenedores de piezas y/o láminas de vidrio Para el transporte de la piezas y/o láminas de vidrio durante el proceso de producción, se diseño un contenedor de piezas y/o láminas de vidrio que nos permite hacer el procesamiento de varias piezas y/o láminas de vidrio simultáneamente y por ambas caras (cara atmosférica y cara estañada) a la vez, teniendo un mayor volumen de producción contra el proceso conocido y un menor riesgo del personal al no tener que hacer la manipulación directa de cada una de las piezas y/o láminas de vidrio durante el proceso. Las piezas y/o láminas de vidrio se colocan en forma vertical en el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio que se muestra en la figura 2, el cual se transporta por medio de un polipasto para sumergirse en cada una de las soluciones durante el proceso de producción. El contenedor de piezas y/o láminas de vidrio esta fabricado con perfil rectangular tubular de acero (ptr) de 2.54 cm. de espesor y su diseño permite resistir los esfuerzos estáticos y dinámicos a que se somete durante el proceso de producción; el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio mide 180 cm. de altura, 180 cm. de largo y 39 cm. de ancho, se pueden colocar hasta 16 hojas de vidrio de 1800*1600*2 milímetros que es la medida comercial, pero el contenedor tiene la capacidad para cualquier espesor, color, dimensiones, usos y aplicaciones de piezas y/o láminas de vidrio. En los marcos laterales superiores del contenedor de piezas y/o láminas de vidrio se tienen pivotes móviles fabricados en placa y barra de polipropileno o polietileno de alta densidad resistentes al ataque ácido (7), cada uno de estos pivotes puede girar sobre su eje de manera que se colocan en posición vertical para permitir la colocación de cada una de las piezas o láminas de vidrio, una vez colocada la pieza o lámina de vidrio el pivote se coloca de manera horizontal para detener la pieza o lámina en su posición (9). En su parte superior, el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio cuenta con 3 ranuras de enganche (6) en donde, dependiendo de la cantidad de piezas o láminas colocadas, se engancha el polipasto dé manera que se mantiene el centro de gravedad del contenedor. En la parte inferior tiene colocados 3 soportes inferiores (8) fabricados en placa de polipropileno o polietileno de alta densidad resistentes al ataque ácido, cada uno de los cuales mide 34 centímetros de largo y 1.27 centímetros de alto y están ranurados con 2.5 cms. de separación entre ranura y ranura (10), de manera que en cada ranura se coloca cada una de las hojas de vidrio en forma vertical. El contenedor de piezas y/o láminas de vidrio presenta la peculiaridad de poder resistir el ataque químico de las soluciones que se emplean, esta peculiaridad reside en que esta recubierto por una resina poliéster acelerada tixotrópica con catalizador de peróxido de metil-etil-cetona al 50% en ftalato de dimetilo, que lo hace resistente al ataque ácido, permitiendo de esta forma el transporte de las piezas y/o láminas de vidrio y la inmersión en las distintas soluciones de productos químicos. La carga de las piezas o láminas de vidrio del caballete donde se tienen almacenadas hacia el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio, se hace manualmente o por medio de un sistema de carga tipo bandera (figura 3) diseñado especialmente para facilitar y agilizar la carga; consta de un sistema de 6 ventosas neumáticas conectadas entre sí a una bomba de vacío de 1A de H.P. con capacidad de hasta 500 kilogramos (11), las ventosas están colocadas sobre un marco especial (12) diseñado para poder entrar en el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio, dicho sistema de ventosas tienen movimientos flexibles y giran los 360 grados, ya que están colocadas a un balero sin fin por medio de un cable de un polipasto (14) el cual tiene movimientos horizontales y verticales el cual esta sujeto al riel del sistema de carga tipo bandera (13), este sistema de ventosas es lo suficientemente versátil para poder tomar las piezas ó láminas de vidrio en forma vertical (figura 4), horizontal (figura 6), ó en cualquier ángulo (figura 5), además de recorrer a lo largo del riel (13) para su colocación de dichas hojas en el contenedor (figura 7). Una vez que se han cargado en el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio todas las hojas de vidrio a procesar (figura 8), el polipasto engancha el contenedor (6) de piezas y/o láminas de vidrio para su proceso. Aproximadamente procesamos 230 kg. por contenedor de hojas de vidrio en 15 minutos, esto equivale a procesar 184 metros cuadrados de hojas de vidrio de 2 mm. de espesor por hora, dicha capacidad se puede aumentar de acuerdo a las necesidades de producción. En este contenedor de piezas y/o láminas de vidrio es posible procesar piezas o láminas en diferentes dimensiones, colores, espesores, por ambas caras (atmosférica o la del estaño) o inclusive hojas de espejos simultáneamente; en la figura 9 se ilustra la forma en la cual se protege la cara de la pintura del espejo (15) cubriéndola aplicando un plástico autoadherible resistente al ataque ácido (16) tipo film con protección U. V. y adhesivo tipo acrílico sobre toda la cara de la pintura del espejo y posteriormente reforzando el borde con cinta especial (17) empleada para ductos de aire, pudiendo de esta forma juntar dos hojas protegidas con este film por esa cara ó simplemente tratándolas en forma individual, c) procesamiento de las piezas y/o láminas de vidrio por inmersión c) Procesamiento de de las piezas o láminas de vidrio por inmersión El proceso químico para vidrio antirreflejante por inmersión en solución acida para producción simultánea y continua de una o varias piezas y/o láminas de vidrio de dimensiones, espesores, colores, usos y aplicaciones estándares, especiales y variables se ilustra en la figura 10; tiene dispuestos en secuencia una serie de siete contenedores de soluciones químicas (19) de 239 centímetros de largo por 54 centímetros de ancho y 207 centímetros de fondo que cubre las dimensiones necesarias para introducir en ellas el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio en el cual están colocadas las hojas y/o piezas de vidrio, pudiéndose incrementar dichas dimensiones para hojas de vidrio ó espejos de mayor tamaño, Todos los contenedores de soluciones químicas están aislados mediante un encapsulamiento por medio de paredes y techos hechos de perfil rectangular tubular (ptr) de acero de 2.54 cm. de espesor recubierto con polietileno (18), con el fin de evitar la fuga de vapores hacia el resto de las instalaciones, además de proporcionar un mayor grado de seguridad por posibles salpicaduras de las soluciones ya que mantiene un completo control de todos los factores que intervienen en esta etapa del proceso además de evitar la corrosión en todos los equipos y materiales metálicos del proceso. Dicho encapsulamiento tiene como salida las ocho ductos extractores y transportadores de vapores ácidos (23) hacia dos lavadores de gases (figura 11), teniendo una absorción y neutralización de vapores ácidos de 6400 metros cúbicos por hora de todo el sistema contando además con un sellado perfecto por medio de una cortina deslizable (22) que opera en forma automática o manual al aproximarse el polipasto (20) de velocidad variable de 3 a 20 mts. por minuto y la velocidad óptima es de 5.1 a 19.3 mts. por minuto, con el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio (figura 8) a los contenedores de soluciones químicas (19), dicha cortina se desliza hacia abajo, y una vez que el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio esta dentro del área encapsulada dicha cortina se desliza hacia arriba por medio de un motorreductor de 1/8 H.P. sellando la entrada perfectamente, evitando así la salida de los vapores del proceso. Cuando el polipasto (20) con el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio (figurad) salen del área de contenedores de soluciones químicas (19), este proceso se repite para dejar salir el polipasto con el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio y una vez que el polipasto esta fuera de los contenedores de soluciones químicas vuelve a subir la cortina sellando nuevamente la capsula para seguir controlando los factores de esta etapa del proceso. Este encapsulamiento (18) como ya se dijo tiene muchos beneficios como evitar la contaminación por medio de los vapores, ya que cuenta con dos lavadores de gases (figura 11), que cuentan cada uno con cuatro extractores (24) de 800 metros cúbicos por hora de extracción cada uno, extrayéndolos y transportándolos por los ductos (23) de los extractores y depositando los gases del proceso en un lavador de gases (figura 11) neutralizándolos a razón de 6400 metros cúbicos por hora empleando una solución neutralizadora de hidróxido de sodio al 4 % en el nivel de operación establecido, que es de un volumen de operación de 220 Its. (28), lo cual nos permite descargar al ambiente el gas neutro e inerte por las chimeneas de salida (25), la chimenea cuenta con un puerto de muestreo de gases (27) a través del cual se realiza el muestreo de los gases provenientes del proceso, los cuales se analizan cada 6 meses de acuerdo a las normas ambientales que rigen este tipo de descargas (NOM 02). La capacidad total de los lavadores de gases es de 1000 litros, operándose con un volumen nominal de 220 litros de solución neutralizadora como se dijo anteriormente (28). Para renovar y mantener el nivel de la solución y su concentración en el lavador de gases se cuenta con una compuerta de acceso (26). Cada contenedor de solución química (19) contiene un volumen de 2700 litros, volumen de solución química suficiente para asegurar que se cubren totalmente las piezas o láminas de vidrio al realizar la inmersión. Los contenedores de soluciones químicas (19) cuentan con un sistema de agitación y movimiento de las soluciones químicas ahí contenidas, á base de aire comprimido suministrado por un compresor de 135 psi de 30 amperes y 2.5 H.P. para homogeneizar las soluciones al inicio de cada turno de trabajo y cuando se regeneren y renivelen con sustancias químicas debido a la baja de la concentración y del nivel de las sustancias por la producción. Estos siete contenedores de soluciones químicas están sobre el nivel del piso (con 3 metros de elevación) en nuestro proceso actual teniendo acceso a la superficie de las mismas por medio de una escalera móvil, pero pueden estar bajo el nivel del piso; estos contenedores de soluciones químicas están construidas de concreto armado con una pared de tabique como se ilustra en la figura 12 y calculadas para soportar los esfuerzos mecánicos, esfuerzos dinámicos y las presiones ejercidas sobre las paredes y piso por las soluciones químicas contenidas dentro de las mismas, la base de cálculo tomada para dicho efecto es del volumen total del contenedor que son 3000 litros, dejando un factor de seguridad del 60%. Los contenedores de soluciones químicas están recubiertos con placa de polietileno (29) de alta densidad ó polipropileno de 0.635 cm. de espesor que las hace resistentes e inertes al ataque químico de las soluciones químicas, permitiendo el almacenamiento de las soluciones por tiempo prolongado (durante varias décadas). Para el transporte e inmersión del contenedor de piezas y/o láminas de vidrio en la cual están colocadas las hojas y/o piezas de vidrio, se utiliza un polipasto de 0.5 H.P. de velocidad variable de elevación y de traslación (3 metros/minuto hasta 20 metros/minuto), esto con el objeto de poder variar las velocidades de inmersión de acuerdo al tipo de vidrio, dicho polipasto es de una capacidad de 500 kilogramos y 6 metros de elevación (20), el polipasto corre a lo largo del riel (21) para realizar el transporte e inmersión de cada uno de los contenedores de vidrio en los contenedores de soluciones químicas los cuales están dispuestas en forma ordenada y numeradas consecutivamente, y con esta secuencia se realiza la Operación del tratamiento por inmersión en esta etapa del proceso. Paso 1 de la operación de inmersión.- El primer contenedor de solución química contiene una solución acida preparada con 8.4% a 15.4% de ácido fluorhídrico, 14.4% a 17.4% de ácido clorhídrico, 23% de azúcar dextrosa monohidratada y 7% de bifloruro de amonio anhidro y 40% de agua que contienen los ácidos, ya que el ácido fluorhídrico tiene una concentración inicial del 70% y el ácido clorhídrico tiene una concentración inicial del 30%; en este orden se integran los componentes, con un tiempo de reposo de una hora como mínimo para que se lleve a cabo la reacción química en su totalidad. Con este tiempo la eficiencia de la reacción química sobre la superficie de las piezas y/o láminas de vidrio al mismo tiempo por ambas caras (cara atmosférica y cara estañada), siendo indispensable en este contenedor monitorear la concentración de la solución, el valor de acidez que debe andar entre 14 a 19 miliequivalentes por litro, es decir, a un pH de -1.1426 a -1.2787; conductividad eléctrica debe andar entre 900000 y 2100000 microhms, tiempo de ataque dentro de la solución debe andar entre 20 y 185 segundos, velocidad de inmersión que puede ser 5.1 ó 19.3 metros por minuto; ya que es precisamente en este contenedor donde se le da a las hojas y/o piezas de vidrio el acabado antirreflejante y dichos parámetros se varían de acuerdo al tipo y espesor del vidrio y al grado de opacidad deseada. Paso 2 de la operación de inmersión.- El segundo contenedor de solución química contiene agua corriente que permite el enjuague de las hojas y/o piezas de vidrio para quitar los restos de la solución acida que queda adherida, en este contenedor se monitorea la conductividad eléctrica para asegurar el funcionamiento óptimo de esta solución, dicha conductividad debe de ser como máximo de 400000 microhms. Paso 3 de la operación de inmersión.- El tercer contenedor de solución química contiene una solución neutralizadora preparada a base de sosa cáustica que detiene la reacción química de los ácidos sobre las hojas y/o piezas de vidrio y neutraliza los ácidos que aún estén presentes, siendo indispensable en este Contenedor de solución química monitorear, el valor de pH, que debe de ser de 7.5 como mínimo conductividad eléctrica que debe de ser de 400000 microhms como máximo y el tiempo de inmersión que varía de 30 a 180 segundos dependiendo del ph de la solución; ya que es necesario frenar el ataque de los ácidos para asegurar el acabado antirreflejante óptimo en las hojas y/o piezas de vidrio. Paso 4 de la operación de inmersión.- El cuarto contenedor de solución química contiene agua corriente que permite el enjuague de las hojas y/o piezas de vidrio para eliminar los restos de solución de neutralización que queda adherida, en este contenedor se monitorea la conductividad eléctrica que no debe de ser mayor a 100000 microhms para asegurar el funcionamiento óptimo de esta solución. En este contenedor se tiene instalado un sistema de hidrolavado automático y/o manual por aspersión de 3000 libras de presión de 5 H.P. (figura 13) que da un lavado por aspersión al contenedor de piezas y/o láminas de vidrio y a las hojas o piezas de vidrio con agua desionizada (con una conductividad inferior a 10 microhms), este lavado se da al momento de ir saliendo el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio del contenedor de solución química. Paso 5 de la operación de inmersión.- El quinto contenedor de solución química contiene una solución lavadora preparada a base de agua desionízada (menos de 10 microhms) que por sus características de conductividad eléctrica elimina cualquier posible rastro de ácidos o solución neutralizadora que pudiera estar presente en las hojas y/o piezas de vidrio, garantizando el uso seguro del vidrio antirreflejante, ya que sale del contenedor de solución química totalmente inerte y libre de las sustancias químicas usadas en el proceso. El sexto y séptimo contenedor de soluciones químicas se tienen para cualquier eventualidad, contingencia ó necesidad que pudiera presentarse durante el proceso. También contamos con un tinaco de polietileno de alta densidad con agitación automática ó manual para la preparación de las soluciones usadas en el proceso, dicho tinaco es de 1100 litros de capacidad, pero podemos incrementar su capacidad de acuerdo a las necesidades de producción; para el transporte de las sustancias líquidas usadas en el proceso como ácidos y otras sustancias líquidas de los tambos, garrafas, o contenedores donde llega envasado de fábrica, al tinaco agitador donde se preparan las soluciones químicas que se usaran en el proceso, contamos con unas bombas especiales de polipropileno, PVC, o polietileno de alta densidad, como se ilustra en la figura 14. Para la producción del agua desionizada que se utiliza en el proceso, se cuenta con un equipo desionizador de agua por medio de resirias de intercambio iónico (catión-anión) con un flujo normal de servicio de 22.7 litros por minuto, pudiéndose adaptar rápidamente y en forma eficaz para alguna otra capacidad mayor. d) Secado de las piezas y/o láminas de vidrio Posteriormente, el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio en el cual están colocadas las hojas y/o piezas de vidrio antirreflejante ya obtenido se introduce en un secador continuo tipo túnel diseñado especialmente para nuestras necesidades (34), el cual consta de un motorreductor de 2 H.P. para la tracción y transporte de los contenedores de hojas de vidrio desde la entrada hasta la salida, contando con un calentamiento a base de gas L.P., gas natural y/o de resistencias eléctricas; con ventilación interna, pudiéndose variar la temperatura de secado y la velocidad de secado de las hojas y/o piezas de vidrio (este secado se realiza en un rango de temperatura de 35 a 60 grados Celsius, y entre 2 a 3.5 horas dependiendo de la velocidad de nuestra producción) este secador tiene una capacidad para 9 contenedores de hojas de vidrio que son aproximadamente 2100 kg de vidrio. El secador hace que nuestro proceso sea mas eficiente aumentando la productividad debido a que no hay que esperar de un día para otro como ocurre en el secado al ambiente, y la calidad del vidrio antirreflejante debido a que minimiza posibles marcas de la humedad o contaminación al realizarse dicho secado al ambiente en forma lenta. Cuenta además con un extractor en el techo para desalojar la humedad (31), también cuenta con una ventana para observar el funcionamiento dentro del secado (32), las entradas y salidas están selladas por medio de puertas plegadizas (33 y 34). El secador cuenta con un riel transportador (36) sobre el cual se cuelgan y transportan los contenedores de las piezas y/o láminas de vidrio. El secado de las hojas y/o piezas de vidrio antirreflejante también se puede llevar a cabo en una lavadora-secadora de hojas de vidrio o, incluso, como ya se hizo mención dejar secarse a las condiciones ambientales. e) Descarga de las piezas y/o láminas de vidrio de los contenedores de piezas y/o láminas de vidrio. Una vez que las hojas y/o piezas se encuentran secas y ambientadas se descargan en el caballete de estiba para su transporte y almacenamiento para su posterior entrega y distribución. La descarga de las hojas de vidrio del contenedor de hojas de vidrio, se hace manualmente o por medio del sistema de 6 ventosas neumáticas conectadas entre sí a una bomba de vacío de 1A de H.P. con capacidad de hasta 500kg. el cual es parte del sistema de carga tipo bandera (figura 3), pudiéndose aumentar dicha capacidad de acuerdo a los requerimientos de producción.

Para el monitoreo, muestreo, análisis y control de los parámetros establecidos en cada contenedor de solución química se cuenta con un laboratorio equipado con los equipos y soluciones necesarias para llevar a cabo el control, como son: conductómetros de diferentes escalas dependiendo de las soluciones a medir, medidores de pH electrónicos y manuales por medio de tiras reactivas, balanzas analíticas, instrumental de laboratorio como pipetas, buretas, matraces Erlen- Meyer, matraces aforados, vasos de precipitado, matraces volumétricos, etcétera, en distintos tipos de materiales como vidrio PYREX® y polipropileno. Empleando nuestro proceso químico para vidrio antirreflejante por inmersión en solución acida para producción simultánea y continua de una o varias piezas y/o láminas de vidrio de dimensiones, espesores, colores, usos y aplicaciones estándares, especiales y variables para vidrio antirreflejante; se logra optimizar el uso de los materiales al eliminar prácticamente los desperdicios de los materiales utilizados, permite tener un alto volumen de producción y calidad al permitir tratar varias hojas y/o piezas de vidrio al mismo tiempo y por ambas caras (cara atmosférica y cara estañada) y disminuye grandemente el riesgo por manejo de ácidos ya que se manejan con equipos especiales, ya que la manipulación se hace a distancia con el polipasto que transporta el contenedor de hojas de vidrio en condiciones seguras y, como ya se menciono anteriormente, los contenedores de soluciones químicas se encuentran aislados totalmente mediante un encapsulamiento. El personal operario ha sido capacitado para el manejo de todos los equipos y cada paso del proceso, las condiciones así como los aspectos ambientales como el monitoreo y mantenimiento en óptimas condiciones de los lavadores de gases, realización en forma apropiada de las descargas de aguas del proceso con una neutralización, el equipo de seguridad y protección personal necesario en cada etapa del proceso así como también capacitación sobre manejo de producto químicos , residuos peligrosos, riesgos físicos, riesgos químicos y prevención y combate de incendios.

Las características del vidrio antirreflejante obtenido por el proceso químico por inmersión por ambas caras (cara atmosférica y cara estañada) son superiores a las de vidrio antirreflejante obtenido por el método conocido por una sola cara (cara atmosférica), ya que en este método en ocasiones el acabado antirreflejante no es homogéneo en toda la hoja ya que depende de la habilidad del operario para aplicar la pasta o solución acida sobre la cara del vidrio. En nuestro proceso químico por inmersión aseguramos una uniformidad en el acabado antirreflejante de toda la hoja de vidrio por ambas caras (cara atmosférica y cara estañada). Todas y cada una de las distintas operaciones en este proceso se llevan a cabo a las condiciones ambientales de presión y temperatura a excepción del secado en el horno tipo túnel.

Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito mi invención como antecede, considero una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas:

1.- Proceso químico para producir vidrio flotado antirreflejante que comprende un proceso de inmersión en solución acida para producción simultánea y continua de una o varias piezas y/o láminas de vidrio por sus dos caras, cara atmosférica y cara estañada, de dimensiones, espesores, colores, usos y aplicaciones estándares, especiales y variables; cuyo proceso general incluye: a) recepción de las piezas y/o láminas de vidrio, en camionetas especialmente adaptadas, posteriormente las piezas y/o láminas son trasladadas a los contenedores, que pueden recibir en promedio hasta 3 toneladas de material, mediante una grúa viajera tipo puente b) carga de las piezas y/o láminas de vidrio hacia los contenedores, aproximadamente 230 Kg de material por contendor, los cuales reciben las piezas y/o láminas en posición vertical y luego pasan a una posición horizontal para sostenerlas, aunque pueden adoptar cualquier posición, según se requiera c) procesamiento de las piezas y/o láminas de vidrio por inmersión, cuyas soluciones empleadas para producir el acabado antirreflejante son preparadas previamente en un tinaco con agitación que tiene un volumen de al menos 1100 litros; dichas soluciones son distribuidas, por medio de una bomba, a las tinas o contenedores de soluciones que las almacenan; las piezas y/o láminas de vidrio pasan secuencialmente a los contenedores de soluciones mediante un polipasto que traslada el contenedor de piezas y/o láminas hacia dichos contenedores; durante el proceso existe emanación de vapores los cuales son delimitados a un volumen definido por un encapsulamiento el cual posee una cortina que se desliza hacia abajo cuando el polipasto ingresa al área encapsulada y posteriormente se desliza hacia arriba sellando el área nuevamente, los gases son extraídos de manera segura por medio de extractores o ductos y, para neutralizarlos, son transportados hacia una solución de hidróxido de sodio al 4% d) secado de las piezas y/o láminas de vidrio a una temperatura que puede oscilar de 35 a 60°C durante 2 a 3.5 horas en un secador continuo tipo túnel e) descarga de las piezas y/o láminas de vidrio de los contenedores hacia los caballetes de estiba, para su almacenamiento, transporte y distribución

2.- Proceso químico para producir vidrio flotado antirreflejante como se reivindica en 1 , en donde el procesamiento de las piezas y/o láminas de vidrio flotado para obtener el acabado antirreflejante en las piezas y/o láminas, comprende la inmersión por etapas de las piezas y/o láminas en las siguientes soluciones: a) tratamiento con solución acida que contiene ácido fluorhídrico, ácido clorhídrico, azúcar dextrosa monohidratada, bifluoruro de amonio anhidro y al menos 40% de agua; la velocidad de inmersión de las hojas de vidrio es de 5.1 a 19.3 m/minuto y el tiempo de inmersión de las hojas de vidrio dentro de la solución es de 20 a 185 segundos b) enjuague por inmersión en el contenedor que contiene agua corriente para eliminar los restos de solución acida, la conductividad eléctrica de esta solución debe ser 400,000 microhms c) tratamiento con solución neutralizadora e inhibidora compuesta por hidróxido de sodio al 4%, su conductividad eléctrica debe ser de al menos 400,000 microhms y su pH 7.5; el tratamiento se realiza por 30 a 180 segundos d) enjuague por inmersión con agua corriente para eliminar los restos de solución acida y de solución neutralizadora; posteriormente se enjuagan las piezas y/o láminas de vidrio mediante aspersión con agua desionizada (con menos de 10 microhms) e) enjuague por inmersión con agua desionizada f) lavado se realiza por inmersión y aspersión con agua desionizada g) lavado opcional como en el paso anterior para eliminar cualquier residuo

3.- Proceso químico de vidrio flotado antirreflejante como se reivindica en 2, cuya solución acida está formada por: a) 8.4 a 15.4 % de ácido fluorhídrico. b) 14.4 a 17.4 % de ácido clorhídrico. c) 17 a 28 % de azúcar dextrosa monohidratada. d) 5 a 13 % de bifluoruro de amonio anhidro e) 40% de agua que contienen los ácidos, ya que el ácido fluorhídrico tiene una concentración inicial del 70% y el ácido clorhídrico tiene una concentración inicial del 30%. En este orden y composición respectivamente con una acidez de 14 a 19 miliequivalentes por litro, esto es equivalente a un rango de pH de -1.1426 a - 1.2787 y una conductividad eléctrica de 900,000 a 2,100,000 microhms, siendo la formulación que da el acabado antirreflejante óptimo al vidrio.

4.- Vidrio flotado antirreflejante resultante del proceso químico por inmersión en solución acida que se reivindica de 1 a 3, que comprende el tratamiento antirreflejante en una o en ambas caras, incluyendo la estañada, cuyas piezas pueden ser de cualquier espesor, tamaño color, uso y aplicaciones en dimensiones especiales y variables; cuyo acabado antirreflejante posee uniformidad.

5.- Sistema para realizar el proceso químico para vidrio flotado antirreflejante por inmersión en solución acida para producción simultánea y continua de una o varias piezas y/o láminas de vidrio de dimensiones, espesores, colores, usos y aplicaciones estándares, especiales y variables, que comprende: a) Grúa viajera tipo puente para carga y descarga del vidrio, caracterizada por tener una capacidad de 3 toneladas, cuenta con microelevación de 0.5 metros por minuto, velocidad variable de elevación y velocidad variable de traslación de los motorreductores motrices. b) Equipo de carga y descarga tipo bandera, caracterizado por tener 6 ventosas neumáticas conectadas entre sí a una bomba de vacío de V de H.P. con capacidad de hasta 500 kilogramos, las ventosas están colocadas sobre un marco especial diseñado para poder meter en el contenedor de piezas y/o láminas de vidrio, dicho equipo de ventosas tienen movimientos flexibles y giran los 360 grados, ya que están colocadas a un balero sin fin por medio de un cable de un polipasto el cual tiene movimientos horizontales y verticales el cual está sujeto al riel del equipo de carga tipo bandera, este equipo de ventosas es lo suficientemente versátil para poder tomar las piezas o láminas de vidrio en forma vertical, horizontal, o en cualquier ángulo, además de correr a lo largo del riel para su colocación de dichas hojas en el contenedor c) Contenedor para hojas de vidrio hechos con perfil cuadrado de acero (ptr) de 2.5 cm., dichos contenedores tienen pivotes móviles en placa y barra, fabricados de material resistente al ataque ácido, que giran sobre su eje para cambiar de posición; dichos pivotes están colocados en los marcos laterales superiores; también en la parte superior de los contenedores de piezas se encuentran ranuras de enganche, que dependiendo de la carga se sujetarán al polipasto para proporcionar equilibrio; la parte inferior de los contenedores tienen una placa o barra ranurada fabricada de material resistente al ataque ácido; también poseen un recubrimiento que los hace resistentes al ataque ácido d) Polipasto de velocidad variable caracterizado por tener una velocidad variable de elevación de 3 m/minuto hasta 20 m/minuto y velocidad variable de traslación desde 5.1 m/minuto hasta 19.3 m/minuto, para trasladar los contenedores de piezas de vidrio durante el proceso e) Contenedores de soluciones químicas, construidos a base de ladrillo, concreto y acero; dichos contenedores tienen un recubrimiento que las hace resistentes al ataque ácido, formado por una placa. Dichos contenedores también poseen un sistema de agitación, movimiento y homogenización de las soluciones químicas, suministrado por un compresor de 135 psi de 30 amperes y 2.5 H.P f) Sistema de encapsulamiento de los contenedores de soluciones químicas, para controlar la emanación de gases; dicha estructura está formada por paredes y techos que recubren dichos contenedores y están fabricados con material resistente al ácido; dicho encapsulamíento tiene salida de ocho ductos extractores y transportadores de ácidos; tiene una cortina deslizable para permitir la entrada o salida del polipasto con el contenedor de piezas o láminas; dicha cortina permite el sellado perfecto del sistema g) Equipo de extractores, transportadores y lavadores de gas, caracterizado por tener dos lavadores de gases, que cuentan cada uno con cuatro extractores de 800 metros cúbicos de vapores por hora cada uno; los cuales extraen los gases y los transportan por unos ductos, depositándolos en un lavador de gases, neutralizándolos a razón de 6400 metros cúbicos por hora empleando una solución neutralizadora, su volumen de operación es de 220 Its., lo cual permite descargar al ambiente el gas neutro e inerte por las chimeneas de salida; dicha chimenea de salida cuenta con un puerto de muestreo de gases, que es una compuerta de acceso para indicar el tiempo de renovación del lavador, sondea el nivel de la solución y la concentración del lavador de gases h) Secador continuo tipo túnel, el cual consta de un motorreductor de 2 H.P. para tracción y transporte a través de un riel continuo en el cual se cuelgan los contenedores de piezas, tiene una ventana para observar el proceso, puertas plegadizas, ventilación interna, con velocidad y temperatura de secado variable pero controlada, el calentamiento es proporcionado a base de gas L.P., gas natural y/o resistencias eléctricas; en el techo del secador se encuentra un extractor de humedad; dicho secador posee una capacidad para 9 contenedores de vidrio, el cual es de aproximadamente de 2100 kilos de vidrio i) Bombas y equipos especiales para el manejo de soluciones químicas caracterizados en cuanto a su uso y aplicación, fabricados con PVC y material resistente al ataque ácido

6.- Sistema para realizar el proceso químico para vidrio flotado antirreflejante por inmersión en solución acida, como se reivindica en 5, cuya grúa viajera tiene una velocidad variable de elevación de 0.5 metros por minuto hasta 5.3 metros por minuto y velocidad variable de traslación de los motorreductores motrices de 5.1 metros por minuto hasta 15.4 metros por minuto.

7.- Sistema para realizar el proceso químico para vidrio flotado antirreflejante por inmersión en solución acida, como se reivindica en 5, cuyo material resistente al ataque ácido puede ser polipropileno o polietileno de alta densidad; cualquiera de esos materiales pueden cubrir los pivotes colocados en la parte superior de los contenedores de vidrio, la placa o barra ranurada colocada en la parte inferior de dichos contenedores, las bombas, y el equipo especial.

8.- Sistema para realizar el proceso químico para vidrio flotado antirreflejante por inmersión en solución acida, como se reivindica en 5, cuyo recubrimiento de resina de los contenedores de las piezas y/o láminas de vidrio, puede ser de poliéster acelerada toxitrópica con catalizador de peróxido de metil-etil-cetona al 50% en ftalato de dimetilo, que lo hace resistente al ataque ácido

9.- Sistema para realizar el proceso químico para vidrio flotado antirreflejante por inmersión en solución acida, como se reivindica en 5, cuyo sistema de encapsulamiento resistente al ácido puede estar fabricado con perfil tubular cuadrado de 2.54 cm, y con polietileno.

10.- Sistema para realizar el proceso químico para vidrio flotado antirreflejante por inmersión en solución acida, como se reivindica en 5, cuyo recubrimiento de los contenedores de soluciones para el tratamiento de vidrio, puede ser una placa de polietileno de alta densidad o polipropileno de 0.635 cm. de espesor, soldada entre sí para formar un contenedor que almacenará las soluciones por un tiempo prolongado.