PL B1. AMBER-SZKŁO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Chorzów, PL BUP 12/13. WITOLD KUCHARSKI, Chorzów, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. B08B 3/08 ( ) C11D 7/60 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób oczyszczania zabrudzonych i/lub skorodowanych powierzchni szklanych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/14 (73) Uprawniony z patentu: AMBER-SZKŁO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Chorzów, PL (72) Twórca(y) wynalazku: WITOLD KUCHARSKI, Chorzów, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Tadeusz Warzybok

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania zabrudzonych i/lub skorodowanych powierzchni szklanych, które zostały zabrudzone lub powstały na nich defekty zwłaszcza korozyjne, w wyniku działania czynników atmosferycznych, biologicznych, lub zabrudzeń emitowanych przez procesy przemysłowe. Dużym problemem jest usuwanie przebarwień z powierzchni szkła powstałych zwłaszcza podczas jego transportu morskiego, w wyniku którego, na skutek działania słonej wody dochodzi do jego defektów w postaci korozji tego szkła, względnie w wyniku transportu szkła przez góry, w czasie którego występująca zmiana ciśnienia atmosferycznego i towarzysząca temu wielokrotna kondensacja pary wodnej powoduje powstanie białego nalotu zwanego sadowieniem szkła. Problemem są także trudne do usunięcia trwałe zabrudzenia na szklanych panelach szklarni, kolektorów słonecznych, ogniwach fotowoltaicznych, szybach hal produkcyjnych, lub budowli spowodowane zarówno różnego rodzaju pyłami, kurzem lub ptasimi i owadowymi odchodami, względnie działaniem procesów produkcyjnych emitujących zabrudzenia. Znana jest z polskiego opisu patentowego nr PL kompozycja do czyszczenia twardych powierzchni, będąca klarownym wodnym ciekłym żelem zawierającym jeden lub więcej detergentowy środek powierzchniowo czynny i makroskopowe cząstki ścierające, które są trwale zdyspergowane w cieczy. Kompozycja ta zawiera od 0,1-20% wagowych makroskopowych ścierających cząsteczek zdyspergowanych w cieczy, o średnim wymiarze cząstek wynoszącym od 0,5 do 2,5 mm, przy czym wszystkie te cząstki mają wymiar w zakresie ±70% średniego wymiaru cząstek, a kompozycja ta ma lepkość wynoszącą od mpas przy ścinaniu 21 s -1. Cząstki te mogą stanowić granulat jednego lub więcej niż jednego znanego materiału ścierającego, takiego jak krzemionka, krzemiany lub kalcyt. Mogą to być także polimerowe granule polietylenowe, polipropylenowe, poliwęglanowe i im podobne. Alternatywnie ścierające proszki mogą być także wytwarzane z bardziej miękkich materiałów, takich jak twarde woski i tłuszcze, twarde kwasy tłuszczowe, twarde mydła kwasu tłuszczowego i im podobne. Z kolei jako środki powierzchniowo czynne stosuje się rozpuszczalne w wodzie sole organicznych estrów kwasu siarkowego i kwasów sulfonowych mające w budowie cząsteczkowej grupę alkilową zawierającą od 8-22 atomów węgla, albo grupę alkiloarylową mającą od 6-20 atomów węgla w części alkilowej. Przykładami takich aminowych środków powierzchniowo czynnych są rozpuszczalne w wodzie sole długo łańcuchowe określane jako PAS, alkilobenzonosulfaniany i sulfaniany. Sposób czyszczenia twardych powierzchni według tego wynalazku polega na nakładaniu na twardą powierzchnię odpowiedniej ilości przytoczonej wyżej kompozycji oraz jej przecieranie po czyszczonej powierzchni za pomocą ścierki lub tkaniny. Niedogodnością tego sposobu czyszczenia powierzchni twardych jest to, że w przypadku użycia jako ścierających cząstek proszkowych, cząstek ze ścierających materiałów na przykład z krzemionki w przypadku delikatnych powierzchni istnieje możliwość ich zadrapania. Z kolei znana z polskiego opisu patentowego nr PL kompozycja środków czyszczących do zabrudzonych powierzchni stałych zawiera trzy preparaty, z których pierwszy stanowi mieszaninę anionowych związków powierzchniowo czynnych takich jak: sól sodowa kwasu dodecylobenzenosulfonowego, sól sodową siarczanowanego alkoholu, sól sodową siarczanowanego etero-alkoholu, sól sodową sulfanowanych alfa olefin, sól sodową lub potasową kwasów karboksylowych oraz zasadę sodową lub potasową w stosunku 0,01:1 do 1:1. Preparat drugi tej kompozycji stanowi mieszaninę eterów alkilowych lub alkiloarylowych glikoli oligooksyetylenowych oraz ich estrów z kwasem cytrynowym, przy czym liczba estrowa tego preparatu wynosi od 0,5 do 50 mg KOH/g. Z kolei preparat trzeci tej kompozycji zawiera anionowe związki powierzchniowo czynne, zwłaszcza w postaci anionowych związków powierzchniowo czynnych wchodzących w skład preparatu pierwszego, na przykład roztwór zawierający 90% soli sodowej kwasu dodecylobenzoesowego i 10% wody. Istota sposobu czyszczenia zabudowanej stałej powierzchni użytkowej za pomocą tej kompozycji polega na tym, że zabrudzoną powierzchnię poddaje się trójetapowemu procesowi oczyszczania, przy czym w pierwszym etapie prowadzi się kąpiel tej powierzchni w wodnym roztworze pierwszego preparatu, w drugim etapie czyszczoną powierzchnię poddaje się kąpieli solubilizacyjnej w 1-5% roztworze preparatu drugiego, a w trzecim etapie czyszczoną powierzchnię poddaje się czyszczeniu w kąpieli dyspergacyjnej stanowiącej od 0,1-0,5% roztwór wodny preparatu trzeciego, przy czym czyszczenie to prowadzi się w temperaturze wynoszącej od 288 K do 263 K, a temperaturę, intensywność mieszania oraz czasy

3 PL B1 3 zwilżania czyszczonej powierzchni wynoszące od kilkunastu sekund do kilkudziesięciu godzin dobiera się doświadczalnie w zależności od rodzaju i stopnia zabrudzenia tej czyszczonej powierzchni. Celem wynalazku jest opracowanie sposobu czyszczenia zabrudzonych powierzchni szklanych oraz usuwanie z nich defektów spowodowanych zwłaszcza płytką korozją na powierzchni szkła, którego realizacja będzie możliwa w skali przemysłowej i pozwalała będzie na minimalizację ilości odpadów szkła nowego oraz przywracanie parametrów użytkowych szkła używanego, a tym samym na znaczną poprawę środowiska naturalnego. Dalszym celem wynalazku jest opracowanie składów recepturowych jakościowo - ilościowych kompozycji środków czyszczących umożliwiających realizację tego sposobu. Istota sposobu oczyszczania zabrudzonych i/lub skorodowanych powierzchni szklanych za pomocą preparatów chemicznych, polega na tym, że prowadzi się go na linii technologicznej złożonej z myjki mechanicznej, korzystnie trójkomorowej, połączonej funkcjonalnie z jedną wspólną wanną oraz z prasą filtracyjną, pracujących w obiegu zamkniętym, przy czym proces ten realizuje się w trzech kolejno następujących po sobie etapach polegających na tym, że w pierwszym etapie w myjce automatycznej odpornej na działanie kwasów dokonuje się zwilżania umieszczonej w niej zabrudzonej i/lub skorodowanej płyty szklanej kwaśną kompozycją zwilżającą zawierającą jony fluorkowe, po czym tak zwilżoną płytę szklaną przemieszcza się do drugiej komory tej myjki, gdzie w drugim etapie tego procesu dokonuje się mycia neutralizującego zwilżonej uprzednio powierzchni szklanej za pomocą kompozycji neutralizującej o ph = 7,5-8,5, a następnie dokonuje się mycia tej powierzchni czystą wodą, po czym tak umytą płytę szklaną przemieszcza się na kolejne stanowisko robocze tej myjki, na którym w trzecim etapie tego procesu płytę tę poddaje się suszeniu mechanicznemu w temperaturze wynoszącej C. Korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierającą 96,00-98,17 części wagowych czystej wody, 1,63-3,50 części wagowych kwaśnego fluorku amonu i 0,20-0,50 części wagowych kwasu siarkowego o stężeniu 96%, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,00-99,98 części wagowych czystej wody i 0,02-1,00 części wagowych wodorotlenku sodu. Korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierającą 98,00-98,28 części wagowych czystej wody, 0,24-0,25 części wagowych kwasu siarkowego o stężeniu 96%, 0,75-0,82 części wagowych kwasu fluorowodorowego i 0,66-1,00 części wagowych fluorku amonu, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,00-99,98 części wagowych czystej wody oraz 0,02-1,00 części wagowych wodorotlenku potasu. Korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierającą 97,40-98,00 części wagowych czystej wody, 1,20-1,40 części wagowych kwaśnego fluorku amonu, 0,40-0,80 części wagowych kwasu fluorowodorowego oraz 0,20-0,40 części wagowych kwasu solnego, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,98 części wagowych czystej wody i 0,02 części wagowych wodnego roztworu amoniaku o stężeniu 0,05-1%. Korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierająca 98,20 części wagowych czystej wody, 1,35 części wagowych fluorku amonu, 0,15 części wagowych kwasu siarkowego o stężeniu 96% i 0,30 części wagowych kwasu fluorowodorowego, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,00 części wagowych czystej wody i 1,00 części wagowych wodorotlenku potasu. Sposób oczyszczania zabrudzonych i/lub skorodowanych powierzchni szkła według wynalazku umożliwia usuwanie wszelkich zabrudzeń i defektów powstałych na powierzchni szkła zarówno przeźroczystego jak i matowego tak, że szkło posiadające płytką korozję po zastosowaniu sposobu według wynalazku nie jest odróżnialne od szkła nie zdefektowanego korozyjnie. Szkło po procesie oczyszczania jego powierzchni jest odporne na korozję oraz na przebarwienia na równi ze szkłem nowym, a ponadto jest bardziej odporne na działanie wilgoci. Jest to wynikiem wypłukiwania alkaliów z warstwy powierzchniowej tafli szklanej, gdyż powierzchnia ta jest wzbogacona w krzemionkę w porównaniu do składu szkła nie poddawanego takiemu procesowi oczyszczania. W przypadku stosowania roztworów o niskich stężeniach jony fluorkowe atakują także krzemionkę, będącą głównym składnikiem szkła, a proces wypłukiwania alkaliów przebiega szybciej niż reakcja ze szkieletem krzemionkowym. Dodatkową zaletą sposobu według wynalazku jest to, że usunięcie zabrudzonej lub/i zdefektowanej warstwy z powierzchni szkła pozwoliło na znaczne podwyższenie transmisji światła, zwiększając tym samym parametry użytkowe urządzeń wyposażonych w tafle szkła. Ma to szczególne znaczenie zarówno w kolektorach słonecznych jak i ogniwach fotowoltaicznych oraz szklarniach. Zastosowanie sposobu według wynalazku pozwala także na zminimalizowanie ilości odpadów szkła nowego poprzez przywrócenie parametrów dla szkła używanego, co ma duże znaczenie zarówno ekologiczne

4 4 PL B1 jak i ekonomiczne. Poza tym ten sposób oczyszczania można stosować zarówno do usuwania korozji zwykłego szkła sodowo-wapniowego, niskożelazowego jak i szkła borokrzemowego, przy czym cały proces jest ekologiczny i generuje małą ilość odpadów. Pozwala także na usuwanie produktów ubocznych wytrącanych w czasie kąpieli-zwilżania w jonach fluorkowych, zwłaszcza wytrącania się soli fluorokrzemianowych oraz innych produktów ubocznych będących wynikiem reakcji tych jonów z powierzchnią zabrudzonego szkła. Z kolei, podłączenie myjki mechanicznej do prasy filtracyjnej spowodowało całkowite wychwycenie zanieczyszczeń stałych, gdyż w prasie tej ciecz z zanieczyszczeniami stałymi jest przepuszczana przez specjalne płótno filtrujące pod dużym ciśnieniem. Pozwala to na pracę tej cieczy w obiegu zamkniętym, a ilość otrzymanych odpadów podlegających utylizacji ograniczona jest do minimum, gdyż odpad zbierany w prasie filtracyjnej ma formę suchych placków, a zawartość cieczy nie przekracza kilkanaście procent. Dalszą zaletą sposobu według wynalazku jest bardzo duża wydajność linii technologicznej złożonej z myjki mechanicznej wielokomorowej oraz z prasy filtracyjnej, co zapewnia niski koszt jednostkowy regeneracji powierzchni szklanych. Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładowych sposobach oczyszczania zabrudzonych powierzchni szkła oraz usuwania z niej defektów korozyjnych oraz w przykładach wykonania składów recepturowych kompozycji do czyszczenia zabrudzonych powierzchni szkła i usuwania z nich defektów, nie ograniczających zakresu ich stosowania. A. Sposób oczyszczenia zabrudzonych powierzchni szklanych P r z y k ł a d I Sposób oczyszczenia powierzchni szkła i usuwania z niej defektów korozyjnych polega na tym, że prowadzi się go na linii technologicznej złożonej z myjki wielokomorowej połączonej funkcjonalnie ze wspólną wanną oraz z prasą filtracyjną, pracujących w obiegu zamkniętym, przy czym proces ten prowadzi się w trzech kolejno następujących po sobie etapach, polegających na tym, że: - w pierwszym etapie w myjce automatycznej odpornej na działanie kwasów dokonuje się zwilżania umieszczonej w niej płyty szklanej kwaśnym płynem technologicznym zawierającym jony fluorkowe, po czym tak zwilżoną płytę szklaną przemieszcza się do drugiej komory tej myjki, gdzie w drugim etapie jej oczyszczania dokonuje się mycia neutralizującego zwilżonej powierzchni szklanej za pomocą kompozycji roztworu o ph = 7,5 do 8,5, a następnie mycia tej powierzchni czystą wodą, po czym umytą płytę szklaną przemieszcza się na kolejne stanowisko robocze tej myjki, na którym w trzecim etapie tego sposobu płytę tę poddaje się mechanicznemu suszeniu za pomocą sprężonego powietrza w temperaturze około 20 C. P r z y k ł a d II Do 300 l czystej wody znajdującej się w pierwszej komorze myjki trójkomorowej dodano 5 kg kwaśnego fluorku amonu NH 4 F*HF oraz 300 ml kwasu siarkowego o stężeniu 96%. Tak sporządzony płyn technologiczny poddano cyrkulacji w pierwszej komorze myjki automatycznej wyposażonej w szczotki o średniej twardości, odporne na działanie kwasów, a umieszczoną w tej komorze zabrudzoną płytę szklaną wieloletnimi odchodami ptasimi i zabrudzeniami emitowanymi w procesach przemysłowych poddano zwilżeniu tą kompozycją za pomocą tych myjek, po czym płytę tę przemieszczono do komory drugiej tej myjki, w której znajdował się roztwór sporządzony przez rozpuszczenie 80 g NaOH w 200 litrach wody, którym zneutralizowano zwilżoną uprzednio czyszczoną płytę szklaną, a następnie myto ją czystą wodą, po czym tak umytą płytę szklaną przeniesiono do trzeciej komory, w której płytę tę poddano operacji suszenia w temperaturze 100 C i pakowaniu. W wyniku tych zabiegów technologicznych otrzymano płytę szklaną całkowicie wyczyszczoną o parametrach technicznych spełniających wszelkie obowiązujące normy w tym zakresie. P r z y k ł a d III Do 300 litrów czystej wody znajdującej się w pierwszej komorze myjki trójkomorowej wyposażonej w szczotki o średniej twardości odporne na działanie kwasów, dodano 2 litry kwasu fluorowodorowego, 2 kg fluorku amonu oraz 400 ml kwasu siarkowego o stężeniu 96%, po czym umieszczoną w tej komorze zabrudzoną i posiadającą mikrorysy powstałe w wyniku długotrwałego transportu morskiego płytę szklaną poddano zwilżeniu tą kompozycją za pomocą tych myjek, po czym płytę tę przemieszczono do komory drugiej tej myjki, w której znajdował się roztwór otrzymany przez rozpuszczenie 80 g NaOH w 200 l wody, którym zneutralizowano zwilżoną uprzednio czyszczoną płytkę szklaną, a następnie umyto ją czystą wodą, po czym tak umytą płytę szklaną przeniesiono do trzeciej komory tej myjki, w której poddano ją operacji suszenia sprężonym powietrzem w temperaturze pokojowej i pakowaniu. W wyniku tych zabiegów technologicznych otrzymano płytę szklaną całkowicie wyczyszczo-

5 PL B1 5 ną i pozbawioną mikrorys o wymaganych parametrach optycznych w kolektorach słonecznych i ogniwach fotowoltaicznych. Zarówno w przykładzie II i III prędkości pracy myjki automatycznej została tak dobrana, że w ciągu 1 godziny otrzymywano 200 m 2 wyczyszczonych płyt szklanych. B. Składy recepturowe jakościowe i ilościowe kompozycji czyszczących stosowanych do zwilżania zabrudzonych powierzchni szklanych stosowanych w pierwszym etapie czyszczenia tych powierzchni Lp. Nazwa składnika (chemiczna) T a b e l a 1 Przykłady wykonania składów recepturowych kompozycji czyszczących zwilżających, w częściach wagowych IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. 1. Woda czysta 98,17 96,00 98,20 98,00 98,28 98,00 98,00 97, Kwaśny fluorek amonu NH 4F*HF Kwas siarkowy H 2SO 4 o stężeniu 96% Kwas fluorowodorowy HF 1,63 3,50 1,35 1, ,40 1,20 0,20 0,50 0,15 0,20 0,24 0, ,3-0,82 0,75 0,40 0,80 5. Fluorek amonu ,66 1, Kwas solny HCL ,20 0,40 Razem: C. Składy recepturowe jakościowe i ilościowe kompozycji neutralizującej stosowanej w drugim etapie czyszczenia powierzchni szklanych Lp. Nazwa składnika (chemiczna) T a b e l a 2 Przykłady wykonania składów recepturowych kompozycji neutralizującej w % wagowych XII. XIII. XIV. XV. XVI. XVII. XVIII. 1. Woda czysta 99,96 99,00 99,98 99,98 99,00 99,98 99,00 2. Wodorotlenek sodu NaOH 0,04 1,00 0, Wodorotlenek potasu ,02 1,00-1,00 4. Wodny roztwór amoniaku o stężeniu 0,05-1% ,02 - Razem: Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób oczyszczania zabrudzonych i/lub skorodowanych powierzchni szklanych za pomocą preparatów chemicznych, znamienny tym, że prowadzi się go na linii technologicznej złożonej z myjki mechanicznej, korzystnie trójkomorowej, połączonej funkcjonalnie z jedną wspólną wanną oraz z prasą filtracyjną; pracujących w obiegu zamkniętym, przy czym proces ten realizuje się w trzech kolejno następujących po sobie etapach polegających na tym, że w pierwszym etapie w myjce automatycznej odpornej na działanie kwasów dokonuje się zwilżania umieszczonej w niej zabrudzonej i/lub skorodowanej płyty szklanej kwaśną kompozycją zwilżającą zawierającą jony fluorkowe, po czym tak zwilżoną płytę szklaną przemieszcza się do drugiej komory tej myjki, gdzie w drugim etapie tego procesu doko-

6 6 PL B1 nuje się mycia neutralizującego zwilżonej uprzednio powierzchni szklanej za pomocą kompozycji neutralizującej o ph = 7,5-8,5, a następnie dokonuje się mycia tej powierzchni czystą wodą, po czym tak umytą płytę szklaną przemieszcza się na kolejne stanowisko robocze tej myjki, na którym w trzecim etapie tego procesu płytę tę poddaje się suszeniu mechanicznemu w temperaturze wynoszącej C. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierającą 96,00-98,17 części wagowych czystej wody, 1,63-3,50 części wagowych kwaśnego fluorku amonu i 0,20-0,50 części wagowych kwasu siarkowego o stężeniu 96%, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,00-99,98 części wagowych czystej wody i 0,02-1,00 części wagowych wodorotlenku sodu. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierającą 98,00-98,28 części wagowych czystej wody, 0,24-0,25 części wagowych kwasu siarkowego o stężeniu 96%, 0,75-0,82 części wagowych kwasu fluorowodorowego i 0,66-1,00 części wagowych fluorku amonu, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,00-99,98 części wagowych czystej wody oraz 0,02-1,00 części wagowych wodorotlenku potasu. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierającą 97,40-98,00 części wagowych czystej wody, 1,20-1,40 części wagowych kwaśnego fluorku amonu, 0,40-0,80 części wagowych kwasu fluorowodorowego oraz 0,20-0,40 części wagowych kwasu solnego, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,98 części wagowych czystej wody i 0,02 części wagowych wodnego roztworu amoniaku o stężeniu 0,05-1%. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie jako kwaśną kompozycję zwilżającą stosuje się mieszaninę zawierającą 98,20 części wagowych czystej wody, 1,35 części wagowych fluorku amonu, 0,15 części wagowych kwasu siarkowego o stężeniu 96% i 0,30 części wagowych kwasu fluorowodorowego, natomiast jako kompozycję neutralizującą stosuje się mieszaninę zawierającą 99,00 części wagowych czystej wody i 1,00 części wagowych wodorotlenku potasu. Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)