DE102009031267B4 - Lubricant for hot glass processes and use of the lubricant for surface treatment of glass - Google Patents

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Abstract

Schmiermittel für heiße Glasprozesse, gekennzeichnet dadurch, dass es aus 5–95 Gew.-% Aluminiumsalzen der Fettsäuren und 95–5 Gew.-% kohlenstoffbasierten Lösungsmitteln/Suspensionsmitteln besteht.Lubricant for hot glass processes, characterized in that it consists of 5-95% by weight aluminum salts of the fatty acids and 95-5% by weight carbon-based solvents / suspending agents.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiermittel für heiße Glasprozesse, das insbesondere bei Formenschmierprozessen in der Hohlglasindustrie, aber auch bei der Rollenschmierung in der Flachglasindustrie, bei der Schmierung von Flachglaspressformen, bei der Röhrenglasfertigung mit geschmierten Dornen oder bei der Schmierung der Walzen bei der Walzenformung von Glas Anwendung findet. Das Schmiermittel kann auch zur Oberflächenveredlung von Glas eingesetzt werden.The invention relates to a lubricant for hot glass processes, in particular in mold lubrication processes in the hollow glass industry, but also in roller lubrication in the flat glass industry, in the lubrication of Flachglaspressformen, in tube glass production with lubricated thorns or in the lubrication of the rolls in the roll forming of glass application place. The lubricant can also be used for surface finishing of glass.

Die Formenschmierung dient im Allgemeinen dazu, ein komplexes Anforderungsprofil während der Formung zu beeinflussen wie: Steuerung des Wärmeübergang, Korrosionsschutz für die Formenmaterialien sowie tribologische Effekte. Diese Schmiermittel sind dominant auf Kohlenstoffbasis aufgebaut, wobei Additive wie Graphit einen langen Oxydationsschutz gewähren sollen und andere Additive wie z. B. Molybdän auf dieses Eigenschaftsprofil einen längeren positiven Einfluss ausüben sollen. Da die Schmierung der Formen in der Behälterglasindustrie einen nicht unwesentlichen Anteil der Aktivitäten des Maschinenführers ausmachen ist aus diesem Grund eine automatische Schmierung auf der Basis einer Acethylen-Berußung entwickelt worden, die reproduzierbar jeweils nach wenigen Zyklen die Form automatisch schmiert. Dies unterstreicht, dass die Wirkung der Schmiermittel auf kohlenstoffbasierten Effekten beruht. Weitere Additive sind z. B. auch Aluminiumverbindungen in Form von Stearaten, die mit einem Anteil von 1–3% im Schmiermittel enthalten sind, und als Stellmittel dienen. Die bekannten Schmiermittel haben keine oberflächenveredelnde Wirkung.Mold lubrication generally serves to influence a complex profile of requirements during molding, such as: control of heat transfer, corrosion protection for mold materials and tribological effects. These lubricants are dominant based on carbon, with additives such as graphite to provide a long oxidation protection and other additives such. B. molybdenum should exert on this property profile a longer positive influence. For this reason, since the lubrication of the molds in the container glass industry accounts for a not inconsiderable proportion of the activities of the machine operator, an automatic lubrication based on acetylene casting has been developed, which reproducibly lubricates the mold automatically after a few cycles. This underlines that the effect of the lubricants is based on carbon-based effects. Other additives are z. As well as aluminum compounds in the form of stearates, which are contained in a proportion of 1-3% in the lubricant, and serve as an adjusting agent. The known lubricants have no surface finishing effect.

Eine Oberflächenveredelung von Gläsern bezüglich mechanischer und chemischer Eigenschaften ist durch den Kontakt der heißen Glasoberfläche mit einer AlCl3-Atmosphäre möglich ( DE 10 2006 034 431 A1 ). Ähnliches ist für den Kontakt der heißen Glasoberfläche mit metallischem Aluminium z. B. als Formgebungsmaterial in einer weiteren Patentanmeldung beschrieben ( WO 2005/110936 A1 ). Beide Verfahren haben je nach Einsatzgebiet verschiedene verfahrenstechnische Nachteile und Probleme. Beim AlCl3 sind die Bereitstellung der Atmosphäre und die möglichen Chlor-haltigen Reaktionsprodukte zu nennen, bei den Aluformen die unterschiedlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften des Formgebungmaterials, die eine Adaption des gesamten Formgebungprozesses bedeuten. Zusätzlich wird die Wirksamkeit der Oberflächenveredelung durch den Aufbau einer Grenzschicht infolge Diffusion im Laufe der Zeit reduziert.A surface refinement of glasses with respect to mechanical and chemical properties is possible by the contact of the hot glass surface with an AlCl 3 atmosphere ( DE 10 2006 034 431 A1 ). The same is true for the contact of the hot glass surface with metallic aluminum z. B. described as a molding material in another patent application ( WO 2005/110936 A1 ). Depending on the field of application, both methods have different procedural disadvantages and problems. For the AlCl 3 , the provision of the atmosphere and the possible chlorine-containing reaction products should be mentioned, for the aluminum forms the different mechanical and thermal properties of the molding material, which mean an adaptation of the entire molding process. In addition, the effectiveness of surface refinement is reduced by the buildup of a boundary layer due to diffusion over time.

GB 557 411 A beschreibt Aluminiumstearatlösungen und deren Herstellung, die als Textilveredelungsmittel zum Wasserdichtmachen und Leimungsmittel für Glasfasern, Baumwolle, Seide und andere gewebte mattenförmige Artikel Anwendung finden. Neben Aluminumseifen und einem Lösungsmittel für diese Aluminiumseifen sind als weitere Bestandteile in den aufgeführten Zusammensetzungen Ammoniak und polare Lösungsmittel enthalten. GB 557 411 A describes aluminum stearate solutions and their preparation used as textile finishing agents for waterproofing and sizing agents for glass fibers, cotton, silk and other woven mat-shaped articles. In addition to aluminum soaps and a solvent for these aluminum soaps are included as further constituents in the listed compositions ammonia and polar solvents.

Aufgabe der Erfindung ist es, Schmiermittel für heiße Glasprozesse zu entwickeln, die zu einer Oberflächenveredlung der hergestellten Glasartikel, insbesondere zur Festigkeitssteigerung und zur Verbesserung der chemischen Beständigkeit, führen.The object of the invention is to develop lubricants for hot glass processes, which lead to a surface treatment of the glass articles produced, in particular to increase the strength and to improve the chemical resistance.

Die Aufgabe wird durch ein Schmiermittel gelöst, dass aus 5–95 Gew.-%, vorzugsweise 30–70 Gew.-%, Aluminiumsalzen der Fettsäuren und 95–5 Gew.-%, vorzugsweise 70–30 Gew.-% kohlenstoffbasierten Lösungsmitteln/Suspensionsmitteln besteht. Die Aluminiumsalze der Fettsäuren sind Mono-, Di- oder Tri-Fettsäurealuminiumsalze oder Gemische dieser Fettsäurealuminiumsalze. Bevorzugt enthalten sind Mono-, Di- oder Tri-Aluminiumstearate oder Gemische dieser drei Aluminiumstearate. Die kohlenstoffbasierten unpolaren Lösungsmittel/Suspensionsmittel können beliebige Öle wie Kompressorenöle oder auch handelsübliche Speiseöle sein. Diese Lösungsmittel/Dispersionsmittel stellen als Schmiermittel einen Oxydationsschutz dar. Darüber hinausgehend müssen sie die Aluminiumsalze der Fettsäuren in ausreichender Menge lösen/supendieren. Mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel eröffnen sich für heiße Glasprozesse Veredlungsmöglichkeiten. Das erfindungsgemäße Schmiermittel kann im Flachglasbereich die Transportprobleme minimieren bei gleichzeitiger Oberflächenveredlung. Es können gezielt Veredlungsschritte eingebaut werden, indem die Glasoberfläche mit dem Schmiermittel benetzt und erhitzt wird. Das Schmiermittel findet Anwendung beim Pressen von heißem Flachglas mit entsprechend geschmierten Platten. Es ist auch einsetzbar bei der Röhrenglasformung, indem mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel geschmierte Dorne verwendet werden. Das Schmiermittel findet Anwendung bei der Schmierung von Walzen zur Formgebung bzw. zum Heißtransport von Glas. Die Veredlung von Faserglasoberflächen wird erreicht, indem die im Online-Ziehprozess schon erkaltete Faser durch das erfindungsgemäße Schmiermittel gezogen und erneut erhitzt wird, wobei die hierfür benötigten Temperaturen zwischen 50°C unterhalb und 150°C oberhalb der Transformationstemperatur TG des Glases liegen sollte.The object is achieved by a lubricant which comprises 5-95% by weight, preferably 30-70% by weight, of aluminum salts of fatty acids and 95-5% by weight, preferably 70-30% by weight of carbon-based solvents. Suspensions means. The aluminum salts of the fatty acids are mono-, di- or tri-fatty acid aluminum salts or mixtures of these fatty acid aluminum salts. Preference is given to mono-, di- or tri-aluminum stearates or mixtures of these three aluminum stearates. The carbon-based nonpolar solvent / suspending agents may be any oils such as compressor oils or commercial edible oils. These solvents / dispersants serve as a lubricant oxidation protection. In addition, they must solve the aluminum salts of the fatty acids in sufficient amount / supendieren. With the lubricant according to the invention, finishing possibilities open up for hot glass processes. The lubricant according to the invention can minimize transport problems in the flat glass sector while surface refinement is achieved. It can be incorporated targeted refinement steps by the glass surface is wetted with the lubricant and heated. The lubricant is used when pressing hot flat glass with appropriately lubricated plates. It is also useful in tube glass forming by using spikes lubricated with the lubricant of the present invention. The lubricant is used in the lubrication of rolls for shaping or for the hot transport of glass. The refinement of fiberglass surfaces is achieved by pulling the fiber already cooled in the on-line drawing process through the lubricant according to the invention and reheating it, the temperatures required for this purpose should be between 50 ° C below and 150 ° C above the transformation temperature TG of the glass.

Das erfindungsgemäße Schmiermittel führt zu einer signifikanten Festigkeitssteigerung und zu einer Verbesserung der chemischen Beständigkeiten der hergestellten Glaserzeugnisse. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Schmiermittels wurde eine sich ständige erneuernde Al-Kontaktmöglichkeit zur heißen Glasoberfläche gefunden, ohne die Problematik der Gasphasentechnologie lösen zu müssen.The lubricant according to the invention leads to a significant increase in strength and to an improvement in the chemical resistance of the glass products produced. Through the use of the lubricant according to the invention a constantly renewing Al contact possibility to the hot glass surface was found without having to solve the problem of gas phase technology.

Ausführungsbeispielembodiment

In einem Behälterglaswerk wurden die neuen Schmiermittel gestestet an einer braunen, leichtgewichtigen Einweg Bierflasche mit einem Inhalt von 0,33 l und einem Gewicht von 139 g. Sie wurde an einer Dreifachtropfen, 10 Stationsmaschine produziert. In laufender Produktion wurde eine Fertigformschmierung eingesetzt, wobei vom neuen Schmiermittel eine Menge kleiner 5 g eingesetzt und alle anderen Prozessschritte gleich gehalten wurden. Das Schmiermittel bestand aus 35 Gew.-% Aluminiumtristearat und 65 Gew.-% Kompressorenöl. Es wurden am kalten Ende Berstdruckuntersuchungen mit einem Standardprüfgerat von AGR (American Glass Research) durchgeführt mit einer Mindestprobenzahl von 10 Stück pro Charge. Die Festigkeiten betrugen 20,3 bar mit einer Standardabweichung von 5,0 bar für dieselbe Formennummer in Normalpro- duktion, was auch dem Durchschnittswert für die gesamte Maschine an diesem Tag entsprach (Vergleichsproben). Direkt nach der Schmierung mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel zeigten die am kalten Ende geprüften Flaschen einen Mittelwert von 26,4 bar (4 bar Standardabweichung) und eine halbe Stunde später war überraschen- derweise eine Verbesserung auf 29,6 bar (2,0 bar Standardabweichung) festzustellen. Die zur selben Zeit produzierten anderen Formennummern zeigten die Festigkeiten der Vergleichsproben. Die Bestimmung der chemischen Beständigkeiten (72 Stunden in 1,3 l destilliertem Wasser bei 90°C, Ausgangsleitfähigkeit des Wassers 1,7 μS) zeigte folgende Ergebnisse:
ohne das erfindungsgemäße Schmiermittel hergestellte Flaschen:
Eluatleitfähigkeit 6 μS
Mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel hergestellte Flaschen:
direkt nach der Schmierung: Eluarleitfähigkeit 2,4 μS
eine halbe Stunde später entnommene Flaschen: Eluatleitfähigkeit 2,7 μS.In a container glass plant, the new lubricants were tested on a brown, lightweight disposable beer bottle with a capacity of 0.33 l and a weight of 139 g. It was produced on a triple drop, 10 station machine. In continuous production, a finished mold lubrication was used, whereby the new lubricant used a quantity of less than 5 g and all other process steps were kept the same. The lubricant consisted of 35% by weight of aluminum tristearate and 65% by weight of compressor oil. Bursting tests were carried out at the cold end using a standard tester from AGR (American Glass Research) with a minimum of 10 pieces per batch. The strengths were 20.3 bar with a standard deviation of 5.0 bar for the same mold number in normal production, which was also the average value for the entire machine on that day (comparative samples). Immediately after lubrication with the lubricant according to the invention, the bottles tested at the cold end showed an average value of 26.4 bar (4 bar standard deviation) and, half an hour later, surprisingly, an improvement to 29.6 bar (2.0 bar standard deviation) was obtained. determine. The other mold numbers produced at the same time showed the strengths of the comparative samples. The determination of the chemical resistances (72 hours in 1.3 l of distilled water at 90 ° C, initial conductivity of the water 1.7 μS) showed the following results:
without bottles produced according to the invention:
Eluate conductivity 6 μS
Bottles made with the lubricant of the invention:
directly after lubrication: eluent conductivity 2.4 μS
Bottles taken half an hour later: eluate conductivity 2.7 μS.

Claims (7)

Schmiermittel für heiße Glasprozesse, gekennzeichnet dadurch, dass es aus 5–95 Gew.-% Aluminiumsalzen der Fettsäuren und 95–5 Gew.-% kohlenstoffbasierten Lösungsmitteln/Suspensionsmitteln besteht.A lubricant for hot glass processes, characterized in that it consists of 5-95% by weight of aluminum salts of fatty acids and 95-5% by weight of carbon-based solvents / suspending agents. Schmiermittel für heiße Glasprozesse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass es aus 30–70 Gew.-% Aluminiumsalzen der Fettsäuren und 70–30 Gew.-% kohlenstoffbasierten Lösungsmitteln/Suspensionsmitteln besteht.A hot glass process lubricant according to claim 1, characterized in that it consists of 30-70% by weight of aluminum salts of the fatty acids and 70-30% by weight of carbon-based solvents / suspending agents. Schmiermittel für heiße Glasprozesse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Aluminiumsalze der Fettsäuren Mono-, Di- oder Tri-Fettsäurealuminiumsalze oder Gemische dieser Fettsäurealuminiumsalze sind.A lubricant for hot glass processes according to claim 1, characterized in that the aluminum salts of the fatty acids are mono-, di- or tri-fatty acid aluminum salts or mixtures of these fatty acid aluminum salts. Schmiermittel für heiße Glasprozesse nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Aluminiumsalze der Fettsäuren Mono-, Di- oder Tri-Aluminiumstearate oder Gemische dieser drei Aluminiumstearate sind.A lubricant for hot glass processes according to claims 1 and 3, characterized in that the aluminum salts of the fatty acids are mono-, di- or tri-aluminum stearates or mixtures of these three aluminum stearates. Schmiermittel für heiße Glasprozesse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass als kohlenstoffbasierte Lösungsmittel/Suspensionsmittel Öle enthalten sind.Lubricant for hot glass processes according to claim 1, characterized in that oils are contained as carbon-based solvents / suspending agents. Verwendung der Schmiermittel gemäß Anspruch 1 bis 5 zur Oberflächenveredlung von Glas, indem die heißen Glasoberflächen benetzt werden.Use of the lubricants according to claims 1 to 5 for the surface finishing of glass by wetting the hot glass surfaces. Verwendung der Schmiermittel gemäß Anspruch 1 bis 5 zur Oberflächenveredlung von Glas, indem kalte Glasoberflächen unterhalb der Transformationstemperatur des Glases mit dem Schmiermittel benetzt und die Glasoberflächen auf Temperaturen im Bereich 50°C unterhalb und 150°C oberhalb der Transformationstemperatur des Glases erhitzt werden.Use of the lubricants according to claims 1 to 5 for the surface finishing of glass by wetting cold glass surfaces below the transformation temperature of the glass with the lubricant and heating the glass surfaces to temperatures in the range 50 ° C below and 150 ° C above the glass transition temperature.
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