DE1265904B

DE1265904B - Emulsion zum Schmieren von Metallformen zum Formen von geschmolzenem Glas

Info

Publication number: DE1265904B
Application number: DEE23504A
Authority: DE
Inventors: Alan Beerbower; Carroll A Smith; George A Weisgerber
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1961-09-25
Filing date: 1962-09-08
Publication date: 1968-04-11
Also published as: BE630875A; GB975123A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

ClOm

Deutsche Kl.: 23 c - 2

Nummer: 1 265 904

Aktenzeichen: E 23504IV c/23 c

Anmeldetag: 8. September 1962

Auslegetag: 11. April 1968

Beim Formen von Flaschen, Behältern usw. aus Glas läßt man das geschmolzene Glas bei Temperaturen von etwa 982 bis 1205"C in geschlossene, zerlegbare Hohlformen aus Eisen tropfen, die gewöhnlich auf einer Temperatur von etwa 520 C gehalten werden. Nach dem Umkehren der Eisenform wird dann Preßluft in die Form eingeblasen, um das Glas in Übereinstimmung mit den Begrenzungsflächen der Form auszubreiten und ihm auf diese Weise die gewünschte Form zu geben. Hierauf werden die beiden Hälften der Form auseinandergenommen, und das heiße Glaserzeugnis wird aus der Form entfernt. Dann werden die beiden Formhälften wieder zusammengesetzt, das Innere der Form wird mit einem Schmiermittel ausgesprüht und das Verfahren wiederholt. Diese Verformungsvorgänge werden in automatischen Formmaschinen durchgeführt, von denen die bekanntesten zwei Formen enthalten, die in abwechselnden Arbeitsperioden von 2 Sekunden arbeiten, so daß die Maschine jede Sekunde ein geformtes Glaserzeugnis ausstößt. Das Schmiermittel wird gewöhnlich durch einen Spritzkopf in die Form eingesprüht, der einen Kreis von 360" bestreicht, in die Tiefe der geschlossenen Form eingeführt und dann beim Spritzen herausgezogen wird. Hierbei ist es oft nötig, Teile der Form von Hand zu bestreichen, um der oben beschriebenen automatischen Auftragung des Schmiermittels nachzuhelfen. Wenn der Bedienungsmann der Formmaschine feststellt, daß ein Teil der-3° Form an dem Glas anhaftet, bestreicht er diesen Formteil von Hand mit weiterem Schmiermittel. Bei einem typischen Arbeitsvorgang muß dieses Bestreichen von Hand alle '/i oder '/2 Stunde vorgenommen werden. Es besteht daher ein Bedürfnis nach besseren als den gegenwärtig zur Verfügung stehenden Schmiermitteln, um das Anhaften des geschmolzenen Glases an den Formen zu verhindern, Verzögerungen sowie das Bestreichen der Formwandung von Hand zu vermeiden und die Anzahl der Ausschußstücke sowie die Feuergefahr zu vermindern.

Ein geeignetes Schmiermittel für Glasformen sollte einen solchen Siedepunkt haben, daß weniger als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 10 Gewichtsprozent, des Schmiermittels unterhalb etwa 427"C verdampfen, es sollte sich nicht unter Bildung dicker Ablagerungen auf der Formoberfläche zersetzen, und es sollte das erforderliche Schmiervermögen aufweisen und sowohl die Form als auch das Glas benetzen. Viele Stoffe besitzen zwar den erforderlichen Siedepunkt und die notwendige Wärme-Emulsion zum Schmieren von Metallformen
zum Formen von geschmolzenem Glas

Anmelder:

Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. K. Th. Hegel, Patentanwalt,

2000 Hamburg 50, Große Bergstr. 223

Als Erfinder benannt:
George A. Weisgerber, Cranford, N. J.;
Alan Beerbower, Westfield, N. J.;
Carroll A. Smith, Roselle, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25, September 1961
(140 205)

beständigkeit, jedoch haben nur wenige das erforderliche Schmiervermögen. So ist z. B. bekannt, daß Polyphenyläther hohe Siedepunkte und gute Wärmebeständigkeit aufweisen, als Schmiermittel für Glasformen versagen sie jedoch vollständig.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Emulsion zum Schmieren von Eisenformen zum Formen von geschmolzenem Glas, bestehend aus Wasser, einem Wachs, einem bekannten Emulgiermittel und gegebenenfalls Graphit, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als Wachs ein mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzpunkt von 71 bis 95,5"C, einem bei Atmosphärendruck über 466° C siedenden Anteil von mindestens 5 Gewichtsprozent, einem Mineralölgehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent, einer Viskosität von mehr als 7 cSt bei 98,9°C und einer nach der ASTM-Prüfnorm D-1321 gemessenen Penetration von etwa 5 bis 15 mm/10 in Mengen von 2 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtgewichtsmenge der Schmiermittelemulsion, enthält.

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Es ist zwar bereits ein Schmiermittel bzw. eine Schlichte für Glasformen aller Art bekannt, die aus Gemischen von Wasser, organischen Bindemitteln oder deren Emulsionen, Graphit in kolloidaler oder pulveriger Form unter Zusatz von Emulsionen von Wachsen, Mineral- oder fetten ölen und ähnlichen Stoffen besteht. Demgegenüber beruht die Erfindung auf der neuen Beobachtung, daß der Schmelzpunkt des mikrokristallinen Wachses für die Leistung des Schmiermittels ausschlaggebend ist, und daß, wie weiter unten noch experimentell gezeigt wird, ein mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzpunkt von 6O⁰C sich wesentlich ungünstiger verhält als ein Wachs der oben gekennzeichneten Art.

Weiter wurde gefunden, daß ein Mineralölgehalt das Verhalten des in Rede stehenden neuen Schmiermittels äußerst ungünstig beeinflußt, wie ebenfalls weiter unten durch Vergleichsversuche gezeigt wird. Daß das neue Schmiermittel dem bekannten gegenüber im praktischen Einsatz wesentlich überlegen ist, war für den Fachmann nicht zu erwarten.

Der Zusatz von Graphit ist bei gewissen Glasherstellungsverfahren von Vorteil, wenn eine langer anhaltende Wirkung erforderlich ist, d. h., wenn der Schmierfilm von einem Glasverformungsvorgang bis zu nachfolgenden Verformungsvorgängen vorhalten muß. Insbesondere wurde gefunden, daß der Zusatz von etwa 0,05 bis 2,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,8 bis 1,1 Gewichtsprozent, an Graphitfeststoffen zu den obengenannten Wachsemulsionen im allgemeinen zu einer längeren Lebensdauer des Schmierfilms führt.

Die für den vorliegenden Anwendungszweck geeigneten Wachse sind Erdölwachse mit hohen Siedepunkten und Schmelzpunkten von 71 bis 90,5'C, vorzugsweise von 79,5 bis 85 C. Diese Wachse können 0,2 bis 5 Gewichtsprozent Mineralöl enthalten und zum Rest aus normalerweise festen, vorwiegend normalen Paraffinkohlcnwassersloffen bestehen. Wichtig ist es, daß das Wachs weitgehend aus geradkettigem, normalem Paraffinwachs und nur untergeordneten Mengen an Isoparaffin-, Naphthen- oder anderen Kohlenwasserstoffen besteht. Das bevorzugte Wachs ist hart und besitzt eine Penetration (ASTM-Prüfnorm D-134) von 5 bis 15, vorzugsweise von 8 bis 12, bei 25 C. Vorzugsweise sieden 5 bis 95% des Wachses oberhalb 466 C, z. B. zwischen etwa 482 und 649 C, umgerechnet auf Atmosphärendruck. Das Wachs hat ferner vorzugsweise eine mäßig hohe Viskosität, z. B. eine solche über etwa 7cSt, vorzugsweise zwischen 10 und 20 cSt, bei 98,9' C (ASTM-Prüfnorm D-445). Bevorzugte Wachse sind die mikrokristallinen Wachse, die durch Entölen von Petrolatum oder als Nebenprodukte bei der Entparaffinierung von schwereri Mineralölen, wie schweren Schmieröldestillaten, Zylinderölen, Brightstockölen usw.. erhalten werden. Die bevorzugten mikrokristallinen Wachse sind handelsübliche Wachse mit einem ölgehalt von weniger als etwa 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von weniger als etwa 2 Gewichtsprozent.

Das Emulgiermittel soll beim Abbrennen der mehrfach aufgetragenen Schmiermittelbeläge nicht zur Ansammlung eines unerwünschten Rückstandes in der Form führen. Eine besonders zweckmäßige Emulgiermittelart sind die Teilester von Fettsäuren mit mehrwertigen aliphatischen Alkoholen. Zu diesen Teilestern gehören die Teilester aus Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen im Molekül und mehrwertigen aliphatischen Alkoholen mit etwa 3 bis 12, z. B. 3 bis 8, Kohlenstoffatomen und etwa 2 bis 8, z. B. 3 bis 6, Hydroxylgruppen im Molekül. Bevorzugte Ester sind die Mono- und Diester von Gabis Cfi-Fettsäuren. Zu dieser Art von Tcilestcrn gehören Teilester von mehrwertigen aliphatischen Alkoholen, aus denen 1 Molekül Wasser abgespalten ist, sowie auch Teilester von mehrwertigen aliphatischen Alkoholen, die nicht dehydratisiert sind, z.B. Pentaerythrit-monooleat.

Typische Beispiele für solche Teilester sind GIycerin-monooleat, Pentaerythrit-monooleat, Sorbitanmonooleat, die Dioleate von Sorbitan, Mannitan, Pentaerythrit und verwandten mehrwertigen Alkoholen, die entsprechenden Stearinsäure- und PaI-mitinsäure-Teilcster dieser Alkohole und die Teilester dieser Alkohole mit Gemischen aus diesen Fettsäuren.

Teilester der angegebenen Art können auch ihrerseits mit Alkylenoxyden, wie Äthylenoxyd, Propylenoxyd usw. unter Einlagerung von etwa 1 bis 30 Alkoxygruppen in jedes Teilestermolekül umgesetzt werden. ·

Andere verwendbare Arten von Emulgiermitteln sind nichtionogene und kationische oberflächenaktive Mittel, die das Wachs emulgieren und keine unerwünschten Rückstände hinterlassen, und die die allgemeine Formel *

R — [(R'O)._V— H],

aufweisen, in der R' einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrcst mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, .v dine ganze Zahl von 5 bis 200, z. B. von 5 bis 75, y je nach der Wertigkeit des Restes R entweder die Zahl 1 oder 2 und R einen der folgenden Reste bedeutet:

HO		O
R"O —
R"-	N

R"-

R"-
-N
O π
Il -c —
O
-c —

worin R" eine gerad- oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 2 bis 30, z. B. 4 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet, die von einer Fettsäure abgeleitet sein kann.

Typische Beispiele für Verbindungen, bei denen R in der obigen Forme! eine Hydroxylgruppe ist. sind Polyoxyalkylenglykole. wie Polyäthylenglykole und Polypropylenglykole.

Wenn R die Bedeutung R"O hat, entsprechen der obigen Formel Alkyläther von Polyoxyalkylen-

glykolen, wie

n-C₁₃H₂₇O — (CH₂CH₂O)₆H und

ISO-C₁₃H₂₇O

CH₂CHO CH,

30

Wenn R den Rest R" — N bedeutet, entsprechen der obigen Formel Ν,Ν-polyalkylenoxy-disubstituierte Alkylamine. Besondere Beispiele für solche Amine sind

C₁₄H₂₉-N

/(CH₂CH₂O)₂₀H

(CH₂CH₂O)₂₀H

C₁₈H₃₇ - N

,(CH₂CH₂O)₄₀H

C₁₈H₃₇-N

(CH₂CH₂O)₄₀H

/(CH₂CH₂CH₂O)₅₀H NCH₂CH₂CH₂O)₄₀H

Wenn R den Rest 0

Il

R" — C — 0 —

0 R" — C — N

bedeutet, so sind typische Verbindungen dieser Art die folgenden:

C₁₀H₂₁-C — O — (CH₂CH₂O)₁₀H O

■ Ii

C₂₀H₄₁C — O — (CH₂CH₂CH₂O)₃₀H

¹¹ /(CH₂CH₂O)₁₀H

c_1oh„-c —

CoH

9 "19

MCH₂CH₂O)₅H

(CH₂CH₂O)₂₀H

Oberflächenaktive Mittel der obigen allgemeinen Typen sind bekannt und im Handel erhältlich.

Die ..erfindungsgemäßen Schmiermittel können auch verschiedene andere Zusätze in Mengen von je etwa 0,1 bis 10,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Schmiermittels, enthalten. Beispiele für solche Zusätze sind Trockenschmiermittel, wie Graphit, Molybdändisulfid, Bornitrid und siliciumhaltige Stoffe, Oxydationsverzögerer, wie 2,6-Ditert.-butyl-4-methylphenol, Zusätze zur Verhinderung des Bakterien- oder Funguswachstums, ίο wie Trihydroxymethylnitromethan, usw.

Die erfindungsgemäßen Schmiermittel werden vorzugsweise in Form von Konzentraten hergestellt, die etwa 30 bis 60 Gewichtsprozent Wachs enthalten. Diese Konzentrate können leicht mit weiterem Wasser zu den fertigen Schmiermitteln verschnitten werden, die etwa 2 bis 15 Gewichtsprozent Wachs enthalten. Die Konzentrate lassen sich leicht herstellen, indem man das Wachs und das Emulgiermittel zusammen auf eine etwa um 11 C über dem Schmelzpunkt des Wachses liegende Temperatur erhitzt und bei etwa der gleichen Temperatur unter beständigem Rühren langsam Wasser zusetzt, so daß die Emulsion eine Phasenumkehr erleidet. Das bedeutet, die Emulsion geht von einer Wasser-in-öl- Emulsion in eine Öl-in-Wasser-Emulsion über. Erforderlichenfalls kann die Herstellung unter Homogenisierung erfolgen. Das Konzentrat kann bei Raumtemperatur mit weiterem Wasser durch einfaches Vermischen verdünnt werden.

Zur Prüfung der Emulsionen dient das folgende Prüfsystem: Ein Stab aus weichem Glas (z. B. 3,2 mm Durchmesser) wird von einem Paar von gegenüberliegenden, mit Acetylen und Sauerstoff gespeisten kleinen Schweißbrennern durch eine Flamme geführt. Die Flamme schmilzt das Glas, und Tropfen des geschmolzenen Glases fallen über eine Höhe von 6,35 cm auf einen 5 cm langen, 2,5 cm breiten und 1,27 cm dicken Gußeisenblock, der einen Winkel von 57 mit der Waagerechten bildet.

Der Block wird von unten her durch elektrische Heizkörper beheizt, und seine Temperatur wird mit einem Thermoelement gemessen, das sich 1,5875 mm unter der Oberfläche des Blockes befindet. Die Zeit, die die einzelnen geschmolzenen Glastropfen brauchen, um über eine Strecke von 25,4 mm auf dem Block abwärts zu gleiten, wird selbsttätig durch zwei Photozellen gemessen. Die erste Photozelle ist auf den anfänglichen Berührungspunkt des Glases mit dem Metall eingestellt. Bei der Unterbrechung des Lichtstrahls durch den Glastropfen setzt diese Photozelle einen elektrischen Zeitmesser in Tätigkeit. Die zweite Photozelle ist auf einen 25,4 mm von dem ersten Punkt entfernten zweiten Punkt in Abwärtsrichtung der Blockoberfläche eingestellt und hält den Zeitmesser an, wenn der Glastropfen den Lichtstrahl an dieser Stelle unterbricht. Mit Hilfe dieser Anordnung wird die Zeitspanne zwischen der ersten Berührung des Tropfens mit dem Block und der Zurücklegung einer Strecke von 25,4 mm durch den geschmolzenen Glastropfen auf dem Block genau bestimmt.

Das Prüfverfahren mit der oben beschriebenen Vorrichtung wird folgendermaßen durchgerührt: Vor jeder Testreihe wird der Gußeisenblock mit Siliciumcarbidpapier von einer Feinheitsnummer von 320 poliert, um Schmiermittel von einer früheren Testreihe zu entfernen. Dann wird der Block auf 510" C erhitzt, 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten

und auf Raumtemperatur" gekühlt. Dies geschieht, um die Metalloberfläche mit einem gleichmäßigen Metalloxydbelag zu versehen. Dann wird der Block wieder erhitzt, und zwar auf 466"C, und auf dieser Temperatur gehalten. Die Flammen werden so eingestellt, daß die Glastropfen beim Abfallen von dem Stab eine Temperatur von etwa 1177"C haben. Beim Auftreffen auf den Gußeisenblock haben die Tropfen dann eine Temperatur von etwa 1010⁰C. Das zu untersuchende Schmiermittel wird auf den Eisenblock innerhalb etwa 1,3 Sekunden mit einer Geschwindigkeit von 50 mg auf je 6,452 cm² aufgesprüht, womit man 2 Sekunden vor dem Auffallen eines jeden Glastropfens auf den Block beginnt. Vor dem Auftreffen eines jeden Glastropfens wird der Block von neuem besprüht, und die Zeit des Herabgleitens eines jeden Tropfens auf dem Block, d. h. die Trennzeit, wird verzeichnet. Bei diesen Versuchen wird es als Anhaften betrachtet, wenn ein Glastropfen 5 Sekunden oder länger braucht, um von der ersten zur zweiten Photozelle zu gelangen. Wenn Anhaften stattfindet, wird der betreffende Glastropfen entfernt, der Block wieder besprüht und der Vorgang wiederholt.

Die bei diesen Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse werden nach Zuverlässigkeit und Trennzeit angegeben. Die Zuverlässigkeit ist in jeder Reihe von zehn Versuchen der prozentuale Anteil von Versuchen, bei denen der Tropfen die Strecke über den Block hinweg nach dem Besprühen mit dem Schmiermittel in zufriedenstellender Weise zurücklegt. Die Trennzeit ist die mittlere Zeitdauer, die der Tropfen zur Zurücklegung der Strecke von 25,4 mm auf dem Block braucht.

Außerdem wird das Schmiermittel auf seine Wärmebeständigkeit untersucht, indem die anfängliche Zersetzungstemperatur auf Grund von Dampfdruckbestimmungen nach der Isoteniskop-Methode ermittelt wird. Die Isoteniskop-Methode ist in einer Arbeit von A. S m i t h und A. W. C. M e η ζ i e s in der Zeitschrift Journal of the American Chemical Society, 32, S. 891, 907 und 1412 (1910) beschrieben. Diese Methode wurde später angewandt, um die anfängliche Zersetzungstemperatur zu bestimmen (vgl. O. M. B a 11 e η t i η e , WADC Tech. Rept., 54-417, März 1955, und E. S. B 1 a k e, J.W. Edwards und W. C. H a m m a ri , a» a. O., 54-532, März 1955. Der Punkt der anfänglichen Zersetzung ist diejenige Temperatur, bei der der Beispiel 1
Schmiermittel A

Es wird ein Schmiermittelkonzentrat aus den folgenden Bestandteilen hergestellt: Gewichtsprozent

Mikrowachs A 43,00

Sorbitan-monostearat (Span 60) 3,00

Kondensationsprodukt aus
Sorbitan-monostearat und

Äthylenoxyd (Twecn 60) 3,00

Wasser 51,00

Tris-(hydroxymethyl)-nitromethan

als Fungicid 0,04

Das Konzentrat wird hergestellt, indem das Kondensationsprodukt bei 93 C in Wasser gelöst und das das Sorbitan-monostearat enthaltende Wachs zu der Lösung unter Rühren zugesetzt wird, worauf das Ganze homogenisiert wird. Dann wird

das Fungicid zugesetzt. Zur Herstellung des Schmiermittels A wird dieses Konzentrat mit Wasser auf 5 Gewichtsprozent Wachsfeststoffe verdünnt.

Sorbitan-monostearat iind das Kondensation.sprodukt aus Sorbitan-monostearat und Äthylenoxyd sind als Emulgiermittel im Handel erhältlich. Das Kondensationsprodukt enthält etwa 20 Oxyäthylcngruppen je Molekül. Beide Produkte enthalten 100% Wirkstoff. Das Tris-(hydroxymethyl)-nitromethan ist ein schweres Fungicid.

Schmiermittel B

Das Schmiermittel B wird ebenso wie das Schmiermittel A, jedoch mit Mikrowachs B an Stelle von Mikrowachs A, hergestellt.

Zu Vergleichszwecken werden außerdem im Handel erhältliche Glasform-Schmiermittel untersucht, die nachstehend als »Handelserzeugnis 1« und »Handelserzeugnis 2« bezeichnet werden. Das Handelserzeugnis 1 besteht aus einer Emulsion, die durch Vermischen von 95 Gewichtsprozent Wasser mit 5 Gewichtsprozent eines Konzentrates erhalten wird, welches Mineralöl und Graphit in Wasser enthält. Das Handelsprodukt 2 besteht aus einer Emulsion, die durch Vermischen von 95 Gewichtsprozent Wasser mit 5 Gewichtsprozent eines Konzentrates erhalten wird, welches Wasser, etwa 35 Gewichtsprozent Emulgiermittel und Dimethylsilicon enthält. In Tabelle I sind die Eigenschaften von Mikrowachs A und Mikrowachs B angegeben; Tabelle II

nach der Isoteniskop-Methode gemessene Dampf- 50 zeigt die Zuverlässigkeit der Schmiermittel A und B druck beim Temperaturanstieg schneller zu steigen sowie der Handelserzeugnisse 1 und 2 bei der vorbeginnt, als aus einfachen Dampfdruckwirkungen stehend beschriebenen Zuverlässigkeitsprüfung.

zu erwarten ist.

Tabelle I

Eigenschaften der mikrokristallinen Wachse A und B

Mikrowachs A	Mikrowachs B
10 mm/10	24 mm/10
4,8	11,6
10,94	11,79
82	60
•265 bis 348	224,4 bis 349,5
489 bis 585,5	440 bis 586,5
385	371

Penetration bei 25⁰C (ASTM D-1321)

Löslichkeit in Methyläthylketon bei 21⁰C, Gewichtsprozent

Viskosität bei 98,9°C, cSt

Tropfschmelzpunkt, ⁰C (ASTM D-127)

Destillation 5 bis 95% bei 10 mm Hg, "C

Destillation 5 bis 95% bei Atmosphärendruck, C Wärmezersetzungstemperatur, ¹¹C

Tabelle II

	Zuverlässigkeit bei
Schmiermittel	Laboratoriumsprüfung
	mit geschmolzenem Glas, %
Schmiermittel A...,	100
Schmiermittel B	70
Handelserzeugnis 1
(Mineralöl-Graphitr
Wasseremulsion)	44
Handelserzeugnis 2
(Dimethylsilicon-
Wasseremulsion)	100

Die Löslichkeit in Methyläthylketon in der Tabelle I bezieht sich auf den prozentualen Wachsanteil, der sich bei 21⁰C in Methyläthylketon löst. Der Siedebereich von 5 bis 95% bei 10 mm Hg wird nach der ASTM-Prüfnorm D-1160 bestimmt. Außerdem ist der gleiche Siedebereich für Atmosphärendruck angegeben, wobei die Umwandlung nach Standardtabellen vorgenommen wurde. Die thermischen Zersetzungstemperaturen sind nach der Isoteniskop-Methode bestimmt. Die Löslichkeit des Mikrowachses A in Methyläthylketon zeigt, daß dieses Wachs weniger als 5 Gewichtsprozent öl enthält.

Wie sich aus Tabelle II ergibt, ist das Schmiermittel A hinsichtlich der Zuverlässigkeit, d. h. der Zähigkeit, mit der das Schmiermittel an der Form anhaftet und infolgedessen eine gute Schmierwirkung liefert, sehr wirksam. Aus den Werten für das Schmiermittel B ergibt sich die kritische Bedeutung des mikrokristallinen Wachses bei der Herstellung eines geeigneten Schmiermittels, da das Schmier-

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mittel B nur eine Zuverlässigkeit von 70% aufweist. Das Handelsproduk't 1, ein gegenwärtig im Handel erhältliches Schmiermittel, zeigt eine sehr niedrige Zuverlässigkeit von nur 44%. Das Handelsprodukt 2 besitzt zwar eine sehr hohe Zuverlässigkeit von 100%, ist aber äußerst kostspielig, da es Dimethylsilicon enthält.

Es befinden sich einige Schmiermittel für Glasformen auf Mineralölbasis im Handel, die im wesentliehen wasserfrei sind, d. h. keine Emulsionen darstellen. Diese Schmiermittel sind jedoch insofern von Nachteil, als sie entflammbar sind und beim Aufbringen auf die heiße Formoberfläche abbrennen, wodurch für das Bedienungspersonal Rauch- und Feuergefahr entsteht. Wäßrige Emulsionen weisen diesen Nachteil nicht auf und werden daher gegenüber den mit Kohlenwasserstoffen verdünnten Produkten bevorzugt.

Beispiel 2
Schmiermittel C

Das Schmiermittel C wird aus dem gleichen Konzentrat wie das Schmiermittel A hergestellt. Wasser und eine wäßrige kolloidale Graphitdispersion werden in solchen Mengen zu dem Konzentrat zugesetzt, daß das Schmiermittel C 5,0 Gewichtsprozent Wachsfeststoffe und 0,5 Gewichtsprozent Graphit in kolloidaler Form enthält.

Schmiermittel D

Dieses Schmiermittel wird wie das Schmiermittel C hergestellt, enthält jedoch nur 0,05 Gewichtsprozent Graphit.

Die Wirksamkeit der Schmiermittel A, C und D ist in Tabelle III zusammengefaßt.

Tabelle III Laboratoriums-Tropfprüfung mit geschmolzenem Glas

	Trennzeit, Millisekunden nach der angegebenen	1	2	3	4	5	6	Zahl voi	ι Sprühvorgänger	9	10	Zuverlässigkeit
Sprühvorgang Nr.				1839		1771	1696
	haftet	haftet	335	302	281	79	7	8'	44	61	100
Schmiermittel A ....	1356	1700	1281	—	1273	1271	1831	2145	1425	1360	80
Schmiermittel C						69	46			100
Schmiermittel D ....	1376	1271

Tabelle III zeigt die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Schmiermittel und die Vorteile des Zusatzes von Graphit zur Wachsemulsion. Die Trennzeiten in Millisekunden sind für jeden von zehn aufeinanderfolgenden Versuchen angegeben. Die Striche bedeuten, daß die Zeit bei den betreffenden Versuchen nicht gemessen wurde, und nicht etwa, daß der betreffende Tropfen sich auf dem erhitzten Eisenblock nicht abwärts bewegte. Man bemerkt, daß bei fortschreitenden Sprühvorgängen das Schmiermittel C immer kürzere Trennzeiten liefert. Der Gesamtwirkungsgrad des. Schmiermittels C, welches 0,5 Gewichtsprozent Graphit enthält, ist daher höher als derjenige des Schmiermittels A, welches nur emulgiertes Wachs enthält. Die fortschreitende Verbesserung in der Trennzeit, die das Schmiermittel C aufweist, ist eine Funktion der Graphitkonzentration, was sich aus einem Vergleich mit dem Schmiermittel D ergibt, welches nur 0,05 Gewichtsprozent Graphit enthält. Außerdem ist zu bemerken, daß die anscheinend niedrigere Zuverlässigkeit des Schmiermittels C (80%) auf das Anhaften nach den ersten beiden Sprühvorgängen zurückzuführen ist, daß anschließend aber kein Anhaften mehr auftritt, so daß die Zuverlässigkeit des Schmiermittels C in Wirklichkeit 100% beträgt, wenn es für eine kurze Zeitdauer verwendet worden ist. In allen Fällen verbessert der Graphit die Trennzeit.

Bei einigen Glasverformungsvorgängen, wo eine niedrige Trennzeit besonders erwünscht ist, wird die Verwendung eines Schmiermittels von der Art des Schmiermittels C, d. h. einer Emulsion von Wachs und Graphit in Wasser, besonders bevorzugt. Bei solchen Schmiermitteln kann der Graphit entweder in der Wasserphase oder in der Wachsphase der Emulsion dispergiert sein. Die Graphitkonzentration

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in der Emulsion kann 0,05 bis 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,2 bis 0,6 Gewichtsprozent, betragen. Bei anderen Glasverformungsvorgängen, wo die Trennzeit keine Rolle spielt, erzielt man mit Wachsemulsionen von der Art des Schmiermittels A eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit sowie die weiteren Vorteile geringer Kosten und geringer Gefährlichkeit. Die Trennzeit ist ein Maß für die Geschwindigkeit der Benetzung der Form und für das Schmiervermögen. Schmiermittel mit kurzer Trennzeit sind besonders vorteilhaft bei Arbeiten, die mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden, wobei das Glas rasch nach der Verformung aus der Form herausgenommen werden muß. Man kann zwar die verschiedensten Emulgiermittel verwenden; die beiden in den Beispielen genannten Emulgiermittel werden jedoch besonders bevorzugt, weil sie leicht erhältlich und sehr wirksam sind und beim Abbrennen bei den verschiedenen Versuchen der obigen Beispiele keine unerwünschten Rückstände hinterlassen. Emulgiermittel, die Ablagerungen und Asche bilden, z. B. metallhaltige Emulgiermittel, sind nicht so zweckmäßig. Jedes der beiden Emulgiermittel, d. h. das Kondensationsprodukt aus Sorbitan-monostearat und Äthylenoxyd sowie auch Sorbitan-monostearat, kann für. sich allein verwendet werden; So kann man ein Konzentrat in der gleichen Weise herstellen, in der das Konzentrat des Schmiermittels A im Beispiel 1 hergestellt wird, jedoch unter Verwendung von 6 Gewichtsteilen Kondensationsprodukt aus Sorbitan-monostearat und Äthylenoxyd unter Fortlassung des Sorbitan-monostearats. Dieses Konzentrat kann dann, wie im Beispiel 1 beschrieben, zu dem fertigen Schmiermittel verdünnt werden.

Die Erfindung bezieht sich zwar in erster Linie auf Schmiermittel zum Verformen von Glas; die erfindungsgemäßen Wachsemulsionen können jedoch auch für andere Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel eignen sich diese Schmiermittel auch bei verschiedenen Spritzvorgängen zum Schmieren der Metallformen für den Spritzguß von Aluminium, Zink usw., wobei sie als Ablösemittel wirken, die das Anhaften des Metalls an der Form verhindern. Diese Schmiermittel eignen sich auch für verschiedene andere Anwendungszwecke, besonders solche, bei denen bei hohen Temperaturen gearbeitet wird.

Claims

Patentanspruch:

Emulsion zum Schmieren von Eisenformen zum Formen von geschmolzenem Glas, bestehend aus Wasser, einem Wachs, einem bekannten Emulgiermittel und gegebenenfalls Graphit, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wachs ein mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzgehalt von 71 bis 95,5 ⁰C, einem bei Atmosphärendruck über 466 ⁰C siedenden Anteil von mindestens 5 Gewichtsprozent, einem Mineralölgehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent, einer Viskosität von mehr als 7cSt bei 98,9°C und einer nach der ASTM-Prüfhorm D-1321 gemessenen Penetration von etwa 5 bis 15 mm/10 in Mengen von 2 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtgewichtsmenge der Schmiermittelemulsion, enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 896 544.