ES2330546T3 - Procedimiento para el corte de vidrio y utilizacion del liquido de corte apropiado para esto. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el corte de vidrio, con las etapas de - producir una raya en forma de línea sobre el vidrio - siendo la raya cargada por solicitación, durante o inmediatamente después de su producción, con un líquido acuoso, que contiene un compuesto iónico orgánico, el cual se compone de un catión con un átomo de nitrógeno cargado positivamente y de un ion de hidroxilo como anión, y - cortar el vidrio a lo largo de la línea de rayado mediante aplicación de una fuerza.

Description

Procedimiento para el corte de vidrio y utilización del líquido de corte apropiado para esto.

Son objeto del invento un procedimiento para el corte de vidrio y un líquido de corte apropiado para esto.

Ya desde hace mucho tiempo se conoce, a partir de la industria del soplado del vidrio, que el humedecimiento de la raya, p. ej. con agua, al rayar y romper vidrio facilita y fomenta el corte del vidrio. En el caso del rayado mediante rayos láser, el agua sirve al mismo tiempo también como agente refrigerante para la producción de la tensión de rotura en la superficie del vidrio, véase p. ej. el documento de patente de los EE.UU. US-6.252.197. Para favorecer la penetración del agua en la rendija de la raya también es conocido añadir agentes tensioactivos al agua, p. ej. al cortar con rayos láser (véase el documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2003/0052098 A1). Todas las clases conocidas de agentes humectantes, a saber agentes humectantes aniónicos, catiónicos y no iónicos, son apropiadas (véase el documento de solicitud de patente internacional (WO 2004/018144 A1).

En particular al cortar un vidrio delgadísimo, p. ej. para aplicaciones de dispositivos de cristal líquido (LCD), mediante rayos láser, es importante que al romper el vidrio después del rayado se presenten unas condiciones lo más constantes que sean posibles.

En el caso del corte con rayos láser, al contrario que en los métodos de rayado con diamante o con una rueda cortadora, el vidrio que se ha de cortar es calentado muy rápidamente a lo largo de la línea de rayado mediante un rayo láser. Inmediatamente después del calentamiento, el sitio calentado es enfriado bruscamente en general por atomización de una mezcla de un gas y agua. De esta manera se forman en el vidrio unas tensiones térmicas tan altas, que resulta una raya. A lo largo de la línea rayada el vidrio es roto luego por aplicación de una fuerza. La fuerza puede ser aportada mecánicamente, pero también es posible, mediante renovado tratamiento del vidrio, a lo largo de la línea de rayado, con un rayo láser, generar una vez más unas adicionales tensiones térmicas en el vidrio, de manera tal que el vidrio se rompe a lo largo de la línea de rayado.

La misión del invento consiste en encontrar un procedimiento para el corte de vidrio así como un líquido de corte apropiado para esto, con el o los que sea posible una disminución adicional de la fuerza de rotación al reducirse simultáneamente las fluctuaciones de la fuerza de rotura en el funcionamiento a escala industrial.

El problema planteado por esta misión se resuelve mediante el procedimiento descrito en la reivindicación 1 y la utilización, descrita en la reivindicación 7, de unas determinadas soluciones en calidad de líquido de corte.

Se pudo encontrar que en el caso de un procedimiento para el corte de vidrio, en el que se produce una raya a lo largo de una línea de corte bajo una carga de solicitación, que tiene lugar al mismo tiempo que, o inmediatamente después de, la producción de la raya, con un líquido acuoso de corte, que contiene un compuesto iónico orgánico con un ion de hidroxilo como anión, y con un catión que tiene un átomo de nitrógeno cargado positivamente, el subsiguiente corte del vidrio a lo largo de la línea de corte puede efectuarse con una fuerza manifiestamente más pequeña y, además de ello, más uniforme que lo que se conoce hasta ahora.

Una explicación científica posible para el sobresaliente efecto de los compuestos encontrados podría consistir en que el ion de OH^{-} reacciona con los enlaces de siloxanos que han sido rotos al rayar, y por consiguiente impide una reacción espontánea de los enlaces rotos entre ellos (autocuración).

Son especialmente apropiados el procedimiento así como el nuevo líquido de corte para el procedimiento de corte por láser, en el que el rayado se efectúa por calentamiento del vidrio a lo largo de la línea de corte y por una carga de solicitación inmediatamente subsiguiente del vidrio calentado con el líquido acuoso (el líquido de corte). La raya o respectivamente rendija, que se ha producido al cortar por rayos láser es especialmente estrecha, de manera tal que pueden repercutir aquí de modo especialmente fuerte las fuerzas de autocuración.

La aplicación del líquido de corte sobre la raya puede efectuarse con todas las técnicas conocidas, p. ej. mediante aplicación por proyección, aplicación por atomización, aplicación por atomización de una mezcla del líquido y de agua, aplicación mediante una mecha, mediante una esponja, inmersión de la raya en el líquido de corte, etc.

Como compuestos eficaces en el líquido de corte son especialmente apropiados ciertos hidróxidos de amonio cuaternarios.

Como hidróxidos de amonio cuaternarios son apropiados en particular aquellos cuyos cationes tienen las siguientes fórmulas:

1

Los radicales R son en este caso unos radicales alifáticos lineales o ramificados. De los radicales R, de dos a tres radicales tienen una longitud de cadena de 1 a 2 átomos de C, mientras que de 1 a 2 de los radicales R poseen un tamaño de 8 a 18 átomos de C. Son especialmente apropiados los compuestos de dialquil-dimetil-amonio, tales como hidróxido de diestearil-dimetil-amonio, hidróxido de didecil-dimetil-amonio, hidróxido de dimetil-dioctil-amonio, hidróxido de dilauril-dimetil-amonio, y además hidróxidos de amonio cuaternarios con tres radicales alquilo de cadena corta y un radical alquilo de cadena larga, en particular son preferidos hidróxido de trimetil-hexadecil-amonio, hidróxido de octadecil-trimetil-amonio e hidróxido de trimetil-octil-amonio.

Son además apropiados los hidróxidos de alquil-dimetil-bencil-amonio con cationes de la fórmula

2

en los cuales el radical R es un radical alquilo de cadena lineal o ramificada con 7 a 17 átomos de C.

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Son además apropiados los compuestos de amonio cuaternarios con cationes de la fórmula general

3

en la que R es un radical alquilo lineal o ramificado con 8 a 18 átomos de C.

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Junto a los hidróxidos de amonio cuaternarios, son apropiados además unos derivados de imidazolina con cationes de la fórmula general

4

en la que R_{1} representa un radical alquilo o alquileno con 4 a 20 átomos de C y R_{2} significa CH_{2}OH o CH_{2}NH-COR_{3}, siendo R_{3} un radical alquilo con 8 a 18 átomos de C.

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Es especialmente apropiado el hidróxido de 1-(octilaminoetil)-2-decil-3-metil-imidazolinio.

Estos compuestos están contenidos en el líquido de corte en unas proporciones de 0,005 a 1% en peso. Por debajo de 0,005% en peso, el efecto de la solución se iguala cada vez más al del agua, y por encima de 1% en peso, la actividad de la adición ya no aumenta o respectivamente disminuye de nuevo eventualmente mediante formación de una espuma. De manera preferida, los compuestos están contenidos en unas proporciones de 0,02 a 0,1% en peso, puesto que en este intervalo se combinan un buen efecto con un consumo simultáneamente pequeño de agentes químicos. Evidentemente, pueden pasar a utilizarse también mezclas de varios compuestos.

Caso de que sea necesario, el líquido de corte puede contener además unos agentes solubilizantes para los compuestos añadidos, en primer término alcoholes de bajo peso molecular, p. ej. metanol, etanol, propanoles y butanoles en unas proporciones hasta de 80% en volumen del líquido de corte, y además agentes protectores contra la corrosión, bactericidas, y en el caso de que sea necesario, agentes espesantes y similares.

El líquido de corte facilita no solamente el corte de un vidrio por acción de rayos láser sino que también facilita el convencional corte de vidrio, p. ej. mediante rayado con diamantes o mediante ruedecillas cortadoras. Él reduce y uniformiza, también en el caso de estos procedimientos, la fuerza de rotura, y es apropiado por lo tanto especialmente para el corte de objetos sensibles, p. ej. vidrios delgados para pantallas de presentación visual de TFT (televisión de pantalla plana).

Es especialmente ventajoso, en el caso del líquido de corte o respectivamente del procedimiento, que se han encontrado, el hecho de que no están presentes aniones perturbadores de ningún tipo, que podrían perturbar durante el tratamiento ulterior de las lunas de vidrio cortadas en posteriores procesos de trabajo.

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Ejemplos

Mediante una máquina de corte por rayos láser, del tipo DLC 1200/Blue de la entidad Schott Advanced Processing, se produjeron unas planchas de vidrio con unas dimensiones de 25 mm x 150 mm y con un espesor de 0,7 mm. Estas planchas de vidrio recibieron centralmente a 75 mm una grieta transversal, que tenía una profundidad de aproximadamente 115 \mum. Durante el rayado con rayos láser, la plancha de vidrio fue cargada por solicitación, inmediatamente detrás del foco del rayo láser, con una mezcla de 40 l/min de aire y 6 ml/min del líquido de corte. Después del rayado, la plancha fue secada. La raya fue producida con una velocidad de avance de 15 m/min. Las planchas de vidrio fueron apoyadas, en ambos lados estrechos, en cada caso en un tramo de 10 mm, y la raya apuntaba hacia abajo. A continuación, la plancha de vidrio fue cargada desde arriba hasta la rotura. La indicación de la fuerza de rotura se efectúa en kg. Se investigaron diferentes líquidos de corte en cada caso en aproximadamente 30 plaquitas de muestra. El Ejemplo 1 muestra el efecto de un agua pura (desionizada), los Ejemplos 2-5 muestran el efecto de diferentes concentraciones de un líquido acuoso de corte que contiene hidróxido de hexadecil-trimetil-amonio en diferentes concentraciones y los Ejemplos 6 a 8 muestran como comparación los efectos de un líquido acuoso de corte de acuerdo con el estado de la técnica, que como sustancia eficaz contenía bromuro de cetil-trimetil-amonio (CTAB) en diferentes concentraciones. Se muestra con claridad que los líquidos de corte conformes al invento establecen unas propiedades superiores en comparación con las de los líquidos de acuerdo con el estado de la técnica, y en particular ya en muy pequeñas concentraciones provocan una fuerza de rotura baja y, sobre todo, que tampoco fluctúa esencialmente.

Claims (10)

1. Procedimiento para el corte de vidrio, con las etapas de

-

producir una raya en forma de línea sobre el vidrio

-

siendo la raya cargada por solicitación, durante o inmediatamente después de su producción, con un líquido acuoso, que contiene un compuesto iónico orgánico, el cual se compone de un catión con un átomo de nitrógeno cargado positivamente y de un ion de hidroxilo como anión, y

-

cortar el vidrio a lo largo de la línea de rayado mediante aplicación de una fuerza.

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2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la raya se produce por calentamiento del vidrio a lo largo de la línea de rayado y por carga de solicitación, inmediatamente subsiguiente, con el líquido acuoso.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el calentamiento del vidrio a lo largo de la línea de rayado se efectúa mediante un rayo láser.

4. Procedimiento de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utiliza un líquido acuoso, que contiene de 0,005 a 1% en peso del compuesto iónico orgánico.

5. Procedimiento de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se utiliza un compuesto iónico en el que el catión tiene la fórmula

5

en la que de 2 a 3 de los R son unos radicales alquilo con 1 a 2 átomos de C y 1 a 2 de los radicales R son unos radicales alquilo lineales o ramificados con 8 a 18 átomos de C,

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y/o

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6

en la que R es un radical alquilo de cadena lineal o ramificado con 7 a 17 átomos de C

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y/o

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7

en la que los R son unos radicales alquilo lineales o ramificados con 8 a 18 átomos de C,

\newpage

y/o

8

en la que R_{1} representa un radical alquilo o alquileno con 4 a 20 átomos de C y R_{2} representa CH_{2}OH o CH_{2}NH-COR_{3}, siendo R_{3} un radical alquilo con 8 a 18 átomos de C.

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6. Procedimiento de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se utiliza un líquido acuoso que contiene hidróxido de hexadecil-trimetil-amonio.

7. Utilización de un líquido acuoso, que contiene un compuesto iónico orgánico, que se compone de un catión con un átomo de nitrógeno cargado positivamente y de un ion de hidroxilo como anión, en calidad de líquido de corte para el corte de vidrio.

8. Utilización de un líquido de corte de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque éste contiene de 0,005 a 1% en peso del compuesto iónico orgánico.

9. Utilización de un líquido de corte de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque éste contiene un compuesto iónico orgánico, en el cual el catión tiene la fórmula

9

en la que de 2 a 3 de los R son unos radicales alquilo con 1 a 2 átomos de C y 1 a 2 de los radicales R son unos radicales alquilo lineales o ramificados con 8 a 18 átomos de C,

y/o

10

en la que R es un radical alquilo de cadena lineal o ramificado con 7 a 17 átomos de C

y/o

11

en la que los R son unos radicales alquilo lineales o ramificados con 8 a 18 átomos de C,

\newpage

y/o

12

en la que R_{1} representa un radical alquilo o alquileno con 4 a 20 átomos de C y R_{2} representa CH_{2}OH o CH_{2}NH-COR_{3}, siendo R_{3} un radical alquilo con 8 a 18 átomos de C.

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10. Utilización de un líquido de corte de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque éste contiene hidróxido de dilauril-dimetil-amonio y/o hidróxido de diestearil-dimetil-amonio y/o hidróxido de trimetil-hexadecil-amonio y/o hidróxido de trimetil-octil-amonio.