DE2430350A1

DE2430350A1 - Trenn- und schmiermittel fuer glasformen und ihre verwendung

Info

Publication number: DE2430350A1
Application number: DE2430350A
Authority: DE
Inventors: Jun Archie Lacy Bickling; Richard Eugene Brown; Thomas Joseph Loran; Robert Purvis Pardee
Original assignee: Ball Brothers Research Corp
Current assignee: Ball Aerospace and Technologies Corp
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DE2430350B2; US3928673A; FR2240894B1; FR2240894A1

Description

KRAUS* WEISERT ^

. PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS PIPLOMCHEMIKER . DR..INS. ANNEKATE WEISERT DIPL-INQ. FACHRICHTUNQ CHEMIE D-8 MÜNCHEN 19 · FLÜQQENSTRASSE 17 ■ TELEFON Οββ/177Οβ1

1029 - AW/My

BALL BROTHERS RESEARCH CORPORATION, Muncie, Indiana 47302/USA

Trenn- und Schmiermittel für Glasformen und ihre Verwendung

Die Erfindung betrifft Trenn- und Schmiermittel, um eine Haftung zwischen dem geschmolzenen Glas und den Metallformen, die man zur Herstellung der Glasgegenstände verwendet, zu vermeiden und um die Abnutzung zwischen den Formteilen so gering wie möglich zu halten und um eine gute Glasware zu ergeben. Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten eine Dispersion aus Graphit in einem Polyimidharz. Die Erfindung betrifft ebenfalls Formen, die mit einem solchen Mittel beschichtet sind, und ein Verfahren, um die Mittel auf Oberflächen, die mit geschmolzenem Glas in Berührung kommen, aufzubringen, bei dem man das Mittel in einem Lösungsmittel dispergiert, das dispergierte Mittel auf die Oberfläche, die mit dem Glas in Berührung kommt, aufbringt und dann den überzug bei erhöhter Temperatur brennt.

Die Erfindung liegt auf dem Glasherstellungsgebiet, und sie betrifft insbesondere ein Verfahren, um die Haftung und das Kleben von geschmolzenem Glas an Metall, das die Form bildet und mit geschmolzenem Glas in Berührung kommt, beispielsweise an Formen, mit denen Glasgegenstände hergestellt werden, zu verhindern, und sie betrifft die Schmierung

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oder Gleitbarmachung solcher Formen bei extremen Temperaturen·

Es ist gut bekannt, Glas durch Verformen von hochviskosem, geschmolzenem Glas in Metallformen oder Hohlformen herzustellen, bis das Glas ausreichend abgekühlt ist, um seine induzierte Form beizubehalten. Ein besonders wichtiges Glasherstellungsverfahren ist die Herstellung von Glasartikeln wie von Flaschen. Bei diesem Verfahren wird typischerweise zuerst ein Tropfen aus geschmolzenem Glas mit einer Vorform in einen Külbel verformt, der einen fertigen Teil besitzt, der dem Halsteil des gewünschten Glasgegenstandes entspricht. Ein Halsring, der den fertigen Teil des Külbels ergreift, wird verwendet, um den Külbel in eine Glasform zu transportieren und zu geben, die sich von der Vorform unterscheidet und worin Blas- und Kühlwind in das Innere des Külbels geleitet wird, um ihn in Übereinstimmung mit der Blasform zu zwingen, wobei der Glasgegenstand gebildet wird.

Da geschmolzenes Glas an der Metallform haftet und da die verschiedenen Formteile schnell abgenutzt werden, wenn sie nicht geschmiert werden, ist es erforderlich, die Formen mit einem Trennmittel und einem Schmiermittel zu versehen. Bei dem Glasherstellungsverfahren muß man jedoch bei der Auswahl der Trennmittel und Schmiermittel, die zusammen· bei dem Verfahren verwendet werden, beachten, daß die Wärme des geschmolzenen Glases durch die Metallform abgeleitet wird, um die Oberflächentemperatur der gebildeten Glasgegenstände zu erniedrigen und um die Viskosität der gebildeten Glasgegenstände zu erhöhen, so daß die Glasgegenstände selbsttragend werden. Da geschmolzenes Glas zu Anfang eine Temperatur von 982 bis 1216⁰C (1800 bis 2200⁰F) besitzt und da die Temperatur der Metallform im allgemeinen nicht unter ungefähr 399 bis 525⁰C (750 bis 975°F) liegt, ist erkennbar, daß ein Trennmittel, das zwischen dem geschmolzenen Glas und der Metallform vorhanden ist, den extremsten Wärmebeanspru-

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chungen unterliegt. Wenn jedoch das Trennmittel verdampft, klebt das geschmolzene Glas an der Form, und die Formteile werden schnell abgenutzt, wenn das Schmiermittel nicht verbleibt.

Man hat früher ein "Formschmiermittel", typischerweise eine Dispersion aus Graphit in einem leichten Erdölprodukt wie Kerosin, periodisch mit Stäben zum Formenschmieren mit Hand aufgebracht, um ein Kleben des Glases an den Metallformen zu verhindern und um die in Wechselwirkung stehenden Formteile zu schmieren. Die Nachteile dieses Mittels und seiner Anwendung sind zahlreich· Da die Glasformen eine erhöhte Temperatur haben, destilliert das Petroleumprodükt sehr schnell in die Atmosphäre ab und überzieht die Vorrichtungen in der Nachbarschaft mit einem schmutzigen und schmierigen Film. Da die Anwendung des Formschmiermittels regelmäßig in der Größenordnung von vier bis sechs Mal oder öfter pro Stunde wiederholt werden muß, ist es erforderlich,, daß der Arbeiter die Graphit- und Kerosinmischung geschickt in die Formen schmiert, während die Maschine in Betrieb ist. Obgleich solche Maschinenarbeiter hochgelernte Fachkräfte sind und obgleich das Verfahren durchgeführt wurde, ohne daß zu häufige Verletzungen des Personals oder Schäden an der Maschine auftreten, ist eine solche enge Zusammenwirkung von komplexen Vorrichtungen und den Arbeitern nicht wünschenswert.

Das Petroleumprodukt, das von der Form abdestilliert, ist eine Umwelt- und Feuergefahr. Versuche, die Dämpfe mit Abzügen zu sammeln, haben oft mit sich gebracht, daß durch die Kondensation der öle in der Nachbarschaft des geschmolzenen Glases Feuer ausbrechen. Das Abblasen der Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre ist natürlich nicht wünschenswert.

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Die Herstellung der Glasgegenstände wird ebenfalls nachteilig durch die Verwendung von Schmiermitteln, die Petroleumöle und Graphit enthalten, beeinflußt. Wenn das Petroleumprodukt abdestilliert, wird die Temperatur der Form erniedrigt und dadurch wird die Möglichkeit von Oberflächenfehlern in den Glasgegenständen, die unmittelbar nach dem Schmieren gebildet werden, erhöht. Weiterhin besitzen verschiedene der ersten Gegenstände, die unmittelbar nach dem Schmieren der Form gebildet werden, darin eingebettet Graphitteilchen und müssen von den Prüfern als fehlerhafte Glasgegenstände verworfen werden. Dies bedingt einen Verlust an guter Ware und an der Wirtschaftlichkeit in der Größenordnung von 3% oder höher, bezogen auf die Glasgegenstände·

Die Verwendung von Trägern auf Wassergrundlage anstelle von Erdölträgern für Graphit und anderen Materialien hat sich als nicht zufriedenstellend erwiesen, teilweise als Folge der hohen Verdampfungswärme des Wassers und dem damit verbundenen häufigen Kühlen der Formen. Es ist ebenfalls schwierig, die erwärmte Formoberfläche mit Materialien auf Wassergrundlage zu befeuchten, die während der Produktion angebracht werden. Unerwünschte Geruchsprobleme treten bei der Verwendung bestimmter anderer vorgeschlagener Formschmiermittel auf.

In den US-Patentschriften 3 141 752, 3 480 422, 3 508 893, 3 523 016 und 3 623 856 werden die seit langem bestehenden und vielseitigen Schwierigkeiten beim Schmieren von Formen und.die Versuche, die man unternommen hat, um diese Probleme zu lösen oder zu beseitigen, näher erläutert.

Wie man erwarten kann, haben die oben aufgeführten Nachteile und die S_chwierigkeiten, die bei Graphitdispersionen in Petroleumträgern auftreten, zu zahlreichen Bemühungen

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geführt, diese Mittel durch bessere Schmiermittel oder Trennmittel zu ersetzen. Mit Ausnahme sehr enger und begrenzter Erfolge bei den weniger extremen Bedingungen beim üblichen Betrieb, sind bis heute keine geeigneten Verbindungen bekannt·

Beispiele von sonst ausgezeichneten Schmiermitteln und Trennmitteln, die bei der Glaswarenherstellung geprüft wurden und von denen man gefunden hat, daß sie nicht zufriedenstellend sind, umfassen wasserlösliche Graphitpasten, einen Hochgeschwindigkeits-Beaufschlagen mit Graphit und/oder Molybdändisulfid und Schmiermittel aus einem Bindemittel und einem wäßrigen und/oder alkoholischen Grundstoff. Man hat gewisse, mäßige Erfolge erreicht mit Überzügen während 6- bis 8stündiger Versuche; diese sind jedoch extrem schwierig anzuwenden und man erhält keine reproduzierbaren Ergebnisse.

Im ersten Augenblick würde man annehmen, daß das Vorhandensein und das Bekanntsein von zehntausend verschiedenen Schmiermitteln es dem Fachmann ermöglichen würde, ein zufriedenstellendes System für Glasformen zu finden. Jedoch haben die extremen Bedingungen und die variierenden, manchmal unverträglichen Erfordernisse bei den Formen zur Herstellung von Glasgegenständen, wie es in der US-PS 3 495 962, Spalte 2, Zeilen 4 bis 34, diskutiert wird, .einen Erfolg verhindert. Zum heutigen Zeitpunkt wird das oben erwähnte Formschmiermittel auf öl- und Graphit-Grundlage am meisten verwendet.

In der US-PS 2 052 629 werden weitere Glasformschmiermittel und Trennmittel beschrieben.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel aus Graphit und Polyimid-Bindemittel, ein Verfahren zur Anwen- , dung des Mittels und Oberflächen, die mit dem Mittel behandelt sind, und dadurch erhält man Vorteile, die man bis heute

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mit irgendwelchen Formschmiermitteln nicht erreichen konnte· Anstatt daß man die" Schmiermittelverbindung periodisch anwenden muß, sind die erfindungsgemäßen Mittel während der durchschnittlichen Gebrauchsdauer der Formen für die Glasgegenstände wirksam. Dadurch wird vermieden, daß der Arbeiter den sich bewegenden Teilen der Glasherstellungsvorrichtung ausgesetzt ist, und es wird ein Verlust an guter Glasware und Leistungsfähigkeit vermieden, bedingt durch den periodischen Einschluß von Graphit in den Oberflächen der Glasgegenstände bei den bekannten Formschmiermitteln· Außerdem wird eine Verschmutzung der Vorrichtung in der Umgebung und der Atmosphäre mit riechenden oder öligen Dämpfen vermieden.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Trenn- und Schmiersystem für Formen für Glasgegenstände zu schaffen, welches ebenfalls eine verlängerte Wirksamkeit besitzt, wodurch das periodische Schmieren oder die Behandlung der Formen während der Produktion vermieden wird oder geringgehalten wird. Das erfindungsgemäße Schmiermittelsystem und Trennsystem soll ebenfalls die Ausbeute an guter Ware, d.h. an guten Glasgegenständen, erhöhen und soll für den Arbeiter, der die Vorrichtung bei der Herstellung der Glasgegenstände bedient, sicherer sein. Die erfindungsgemäßen Trennmittel- und Schmiermittelsysteme sollen - dies ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung - leicht auf die Formen von dem Produktionsverfahren entfernt und davor aufgebracht werden können und die stärker, beanspruchten Teile der Formen für die Glasgegenstände wie die Mündungsform oder die Vorformen sollen während längerer Zeiten geschmiert bleiben.

Die erfindungsgemäßen Trenn- und Schmiermittelsysteme für die Glasgegenstände sollen die Vorrichtungen nicht beschädigen und verunreinigen und die Atmosphäre nicht mit riechenden oder öligen Dämpfen aus dem Formschmiermittel verschlechtern.

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Erfindungsgemäß werden Formen für die Herstellung von Glasgegenständen mit einem Trennmittel und einem Schmiermittel behandelt, welches ein Polyimid und Graphit, dispergiert in einem Träger, und gegebenenfalls Zusatzstoffe wie Antimontrioxyd oder andere Bestandteile, um die Oxydationsbeständigkeit, die thermische Beständigkeit und die Abnutzungsbeständigkeit des Mittels zu erhöhen, enthält.

Typischerweise kann das erfindungsgemäße Mittel von 10 bis 90 Gew.% Polyimid oder einer Vorstufe davon und von 10 bis 90 Gew.% Graphit mit 0 bis 50 Gew.% Zusatzstoffen enthalten. Ein bevorzugtes Mittel enthält 35,5 Gew.% PoIyimidharz, 35,5 Gew.% Graphit und 29,0 Gew.% Antimontrioxyd.

Polyimide sind gut bekannt. Im allgemeinen ist ein bevorzugtes Bindemittel ein aromatisches Polyimid, das sich wiederholende Gruppen der Formel

O	O
Il .	Il
	_.C
c-Xji	— C
*Il ^^**	η
O	O

- R

enthält, worin

R eine aromatische Gruppe und bevorzugt

bedeutet.

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Da die feinen Bindemittelteilchen oder die Vorstufen während der Wärmehätftungszeit vernetzen oder polymerisieren, ist bei der vorliegenden Erfindung das genaue Molekulargewicht kein besonders kritisches Merkmal. Man kann annehmen, daß das Polyimid nach dem Härten zu einem Mittel mit sehr hohem Molekulargewicht vernetzt.

Graphit ist selbstverständlich ein gut bekanntes Schmiermittel. Man kann entweder natürliche oder synthetische Graphitformen bei der vorliegenden Erfindung mit zufriedenstellenden Ergebnissen einsetzen. Obgleich die Teilchengröße nicht kritisch ist, sind Teilchengrößen zwischen ungefähr 10 und 200 Mikron nützlich, und bevorzugt sollten Teilchengrößen unter ungefähr 72 Mikron verwendet werden, um einen wünschenswerten glatten Überzug zu bilden.

Zusatzstoffe , die mit Vorteil gegebenenfalls verwendet werden können, umfassen Verbindungen, die die Oxydationsbeständigkeit des Mittels, die thermische Stabilität und/oder die Leitfähigkeit des Mittels und die Abnutzungsbeständigkeit des Mittels verbessern. Antimontrioxyd ist ein besonders bevorzugter Zusatzstoff, da die Oxydations- und die Abnutzungsbeständigkeit des Mittels durch die Verwendung dieser Verbindung stark verbessert werden. Andere nützliche Zusatz- . stoffe umfassen Arsen(III)-oxyd und Wismuttrioxyd.

Um die Anwendung des Mittels zu erleichtern, wird ein Trägersystem aus einem organischen Lösungsmittel oder organischen Lösungsmitteln für Polyimid verwendet. Die Art des Lösungsmittels ist nicht kritisch, aber geeignete Lösungsmittel umfassen N-Methylpyrrolidon, Mischungen aus N-Methylpyrrolidon, Xylol und anderen aromatischen Lösungsmitteln, Äthanol, Isopropanol, Butanol und Äthylenglykol. Für den Fachmann ist die Auswahl der zahlreichen, möglichen Trägerstoffe und Lösungsmittel leicht möglich. Da das Trägermittelsystem im we-

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sentlichen bei der vorliegenden Erfindung passiv ist, soll bemerkt werden, daß Kombinationen und Änderungen der Lösungsmittel im allgemeinen unbeschränkt möglich sind·

Die Präparation der Metalloberfläche der Form vor dem Beschichten besteht üblicherweise in einem Entfetten, einem leichten Anreiben und einem letzten Spülen mit Lösungsmittel der Oberfläche, um alle abgeriebenen Teilchen und Verunreinigungen zu entfernen* Gewünschtenfalls können chemische Konvertierungsüberzüge wie Phosphatüberzüge verwendet werden, aber zufriedenstellende Ergebnisse werden ebenfalls mit einer sauberen Metallformoberfläche erhalten. Eine geringe · Rauheit der Formoberfläche ist, wie es auf diesem Gebiet üblich ist, bei der vorliegenden Erfindung im allgemeinen ebenfalls wünschenswert.

Die erfindungsgemäßen Mittel, dispergiert oder gelöst in einem geeigneten Trägersystem, können auf das hergestellte Formsystem nach irgendeinem bekannten Verfahren wie durch Aufbürsten, Aufsprühen, Eintauchen oder Aufblasen auf die Oberfläche aufgebracht werden. Das Aufsprühen ist bevorzugt.

Nachdem ein einheitlicher und glatter, dünner Überzug auf der Metalloberfläche gebildet wurde, wird die Form bevorzugt zuerst bei einer niedrigen Temperatur gebrannt, um das Lösungsmittel zu entfernen, und'anschließend bei erhöhter Temperatur, um irgendwelche restlichen, flüchtigen Bestandteile zu entfernen und um das Polyimid-Bindemittel abzubinden bzw. zu härten. Temperaturen zwischen 40,6 und ungefähr 149⁰C (105 und 300⁰F) während einer Zeit von einer halben Stunde bis zwei Stunden reichen aus, um das Lösungsmittel während des Erwärmens bei niedriger Temperatur ausreichend zu entfernen. Anschließend erfolgt ein Erwärmen bei- Temperaturen über ungefähr 232 bis 371⁰C (450 bis 700⁰F) während einer Zeit von einigen Minuten bis ungefähr

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drei Stunden, um das Polyimid zu härten und um Spuren von flüchtigen Bestandteilen zu entfernen. Da Formen für Glasgegenstände oft auf eine erhöhte Temperatur vor der Installation und der Verwendung in glasherstellenden Vorrichtungen vorerwärmt werden, ist es zweckdienlich, die Produktions-Vorerwärmungszeit als zweite Brennzeit bei hoher Temperatur zu verwenden· Das Niedrig-Temperatur-Brennen kann verkürzt werden, ohne daß die Qualität des Überzugs wesentlich geändert wird.

Nach dem Brennen haftet das Mittel fest an der Form als dünner, einheitlicher Überzug aus Polyimid, in dem Graphit einheitlich dispergiert ist. Die Überzugsdicken können zwischen 0,00063 und 0,076 cm (0,00025 und 0,03 inches) beträchtlich variieren, bevorzugt liegen sie im dünneren Teil dieses Bereichs, und optimale Ergebnisse werden bei Überzugsdicken von 0,005 bis 0,01 cm (0,002 bis 0,004 inches) erhalten. Der Überzug ist thermisch stabil, oxydationsbeständig und leitet die Wärme gut. Die letztere Eigenschaft ist, wie oben angegeben wurde, wichtig, da die Wärme von der Außenfläche des Glases von dem gebildeten Glasgegenstand in die Form geleitet werden muß. Die Produktionsgeschwindigkeiten, die man mit den Schmiermittelüberzügen der vorliegenden Erfindung erhält, sind vergleichbar mit denen, die man bei bekannten Schmiermitteln erhält.

Beim Gebrauch verunreinigt die Polyimid- und Graphit-Dispersion die Glasoberfläche nicht in irgendeinem erkennbaren Ausmaß, wie es die bekannten Erdöl-Graphit-Schmiermittel tun. Dementsprechend wird die Leistungsfähigkeit des Glasherstellungsverfahrens, bestimmt durch den Prozentgehalt an guter Ware, verbessert.

Die Untersuchung der erfindungsgemäßen Massen stellt ein gewisses praktisches Problem dar. Die Glasgegenstände werden mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten auf "Independent

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Section"-Vorrichtungen hergestellt. Diese Vorrichtungen enthalten sehr komplizierte mechanische Anordnungen. Die Vorerwärmung, die Ausrichtung, die Zeiteinstellung usw. der "Independent Section"-Vorrichtungen sind mehr eine Kunst als eine Wissenschaft. Mit den zahlreichen, auftretenden Variablen ist es äußerst schwierig festzustellen, ob nicht erfolgreiche oder Grenzversuche bedingt sind durch normale Anlaßschwierigkeiten oder der Variablen, die untersucht werden sollen.

Andererseits ist es bekannt, daß ohne Formschmieren die bekannten Formen kein Glas ergeben. Selbst bei einem ersten Schmieren ergibt eine bekannte Form, wenn sie nicht innerhalb einer Stunde wiedergeschmiert wird, kein Glas mehr oder, realistischerj innerhalb von 10 bis 20 Minuten. Von Grenzbetrachtungen aus, bedeutet jede Bildung von Glas ohne Anfangsschmieren und jede fortgesetzte Bildung von Glas nach 30 bis 60 Minuten nach dem Schmieren eine Verbesserung gegenüber den früheren Ergebnissen. Nicht jede Form, die mit den erfindungsgemäßen Mitteln untersucht wurde, ergibt hervorragende Glasgegenstände oder zeigt eine ausgedehnt lange Gebrauchsdauer. Es ist jedoch ebenfalls bekannt, daß nicht jede Form, die man bei bekannten Glasherstellungsverfahren verwendet, erfolgreich Glasgegenstände ergibt.

Bedingt durch die extremen Bedingungen und die physikalische Abnutzung, denen Formen notwendigerweise ausgesetzt' sind und insbesondere die Mündungsform und die folgenden Anordnungen, wird ein durchschnittliches Formleben von 24 Stunden im allgemeinen als gut betrachtet.Dementsprechend nimmt man an, daß die erfindungsgemäßen Schmiermittel vollständig geprüft sind, wenn ein Betrieb über 24 Stunden ohne Schmieren möglich ist. Jedoch sind auch kürzere Zeiten eines schwierigkeitsfreien Betriebs in der Größenordnung von

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8 bis 12 Stunden technisch von Bedeutung. Dies gilt insbesondere, wenn man in Betracht zieht, daß diese Standardwerte nur mit den verwendeten, bekannten Schmiermitteln verglichen werden können und daß das bekannte Schmiermittel nur während ungefähr 10 bis 30 Minuten arbeitsfähig ist. Hieraus ist erkennbar, daß die erfindungsgemäß erzielten Verbesserungen von großer Bedeutung sind.

Bei der Prüfung der vorliegenden Erfindung wurden drei Mittel hergestellt, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind.

Tabelle

Gewichtsprozent

Bestandteil

Mittel "A"

Mittel
"B"

Mittel

Graphit"¹" 35,5

Antimontrioxyd 29,0

Polyimidharz-

feststoffe 35,5

64,5
keine

35,5

35,5 keine

64,5

Als Graphit verwendete man Spektralqualität und als Polyimid verwendete man Pyralin 4701, hergestellt von duPont, welches in Form eines 44 gew.Joigen aromatischen Polyimid-Vorläufers in gleichen Teilen N-Methylpyrrolidon und Xylollösungsmittel erhältlich ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

Eine Vorform wurde etwas mit Sandstrahl beblasen, um sie in seidenmatten Zustand zu überführen, und anschließend wurde sie mit einem Lösungsmittel gereinigt und mit dem Mittel ^MAⁿ beschichtet, während sie auf eine Temperatur von ungefähr 93,3⁰C (200⁰F) vorerwärmt wurde, indem man das

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Mittel »Α» in ungefähr 70 Gew.# N-Methylpyrrolidon und Xylöllösungsmittelsystem "durch eine Bink-Luftbürsten-Sprühvorrichtung aufsprühte, um einen Überzug auf der Vorform mit einer Dicke zwischen 0,0005 und 0,0012 cm (0,0002 und .0,0005 inches) herzustellen· Die Vorform wurde dann bei ungefähr 93°C (20Ö°F) während einer Zeit von einer Stunde gehalten, um die Hauptmenge des Lösungsmittels zu entfernen, und anschließend wurde sie auf ungefähr 302⁰C (575⁰F) während einer weiteren Stunde erwärmt, um das Mittel vollständig zu härten.

Eine Schleifscheibe wurde verwendet, um die Überzugsoberfläche zu polieren. Nach dem Vorerwärmen auf 371°C(700⁰F) wurde die Form auf eine "Independent Section"-Vorrichtung gegeben und verwendet, um technische Glasgegenstände, nämlich Gefäße für Babynahrung mit einem Inhalt von 227 g (8 oz.) herzustellen. Ohne Schmieren der Form konnte die Vorform zufriedenstellend während 42 bis 49 Stunden verwendet werden. Die Absetzung erfolgte aus unbekannten Gründen, und es kann sein, daß sie aus anderen Gründen erfolgte, als daß das Glas an der Form klebte oder wegen nichtausreichenden Schmierens·

B e i s ρ i e 1 2

Eine Vorform wurde wie in Beispiel 1 beschrieben geschmiert, wobei man das Mittel "A" verwendete und wobei die beschichtete Oberfläche mit einem 2/O-Polierpapier poliert wurde. Wach 48 Stunden zufriedenstellenden Betriebs ohne Schmieren auf einer "Independent Section"-Vorrichtung, wobei man 227 g(8 oz) Babynahrungsmittel-Glasgefäße herstellte, wurde die Beobachtung der Form eingestellt. Es ist nicht bekannt, wieviel länger die Form zufriedenstellend arbeitete.

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Beispiel

Eine Vorform "wurde gereinigt, wobei man ein Gebläse mit Glasrandgrieß verwendete, und dann wurde die Form mit Lösungsmittel gesäubert. Das Mittel "B" wurde dann dünn auf die Vorform aufgebracht, während die Vorform bei einer Vorerwärmungstemperatur von ungefähr 93°C (200°F) gehalten wurde, indem man das Mittel, verdünnt mit 70 Gew.% gleichen Teilen N-Methy!pyrrolidon und . Xylollösungsmittel, aufsprühte. Die Vorform wurde anschließend bei einer Temperatur von 93°C (20O⁰F) gehalten, um das Lösungsmittel zu verdampfen, und dann wurde sie zwischen 316 und 343⁰C (600 und 65O°F) während einer Stunde erwärmt, um den Überzug zu härten,

Während sie noch vorerwärmt wurde, wurde die Vorform auf eine "Independent Section"-Vorrichtung aufgebracht und verwendet, ohne daß die Form geschmiert wurde, um 227 g Babynahrungsmittel-Glasbehälter herzustellen. Die beschichtete Form arbeitete 17,5 bis 25 Stunden zufriedenstellend, bevor sie aus unbekannten Gründen entfernt wurde.

Beispiel 4

Eine Vorform wurde mit dem Mittel "C" unter Verwendung des in Beispiel 3. beschriebenen Verfahrens beschichtet, mit der Ausnahme, daß die Formoberfläche ebenfalls mit einem maschinell angetriebenen, feinen Schleifrad vor dem Beschichten poliert wurde· Die Vorform wurde auf einer "Independent Section"-Vorrichtung verwendet, um 227 g (8 oz) Babynahrungsmittel,Glasflaschen herzustellen, ohne daß die Form geschmiert wurde· Die Produktion war zwischen 8 und 22 Stunden sehr zufriedenstellend.

Beispiel 5

Eine Blasform wurde mit dem Mittel ¹¹A" auf gleiche ¥eise wie in Beispiel 1 beschrieben beschichtet, mit der Ausnahme, daß der gehärtete Überzug mit 600-Schleifpolier-

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papier poliert wurde. Die Form wurde dann auf eine "Independent Section"-Vorrichtung aufgebracht und verwendet, um 227 g Babynahrungsmittel-Glasgefäße herzustellen, ohne daß die Form geschmiert werden muß. Die Form konnte mindestens 100 Stunden zufriedenstellend verwendet werden, und dann wurde der Betrieb der Form eingestellt, wobei sie noch technisch annehmbare Glasgegenstände ergab·

Beispiel 6

Eine Blasform wurde mit dem Mittel "A" auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben beschichtet, mit der Ausnahme, daß die Schmiermitteloberfläche mit 2/O-Polierpapier nach dem Härten poliert wurde. Die Blasform konnte langer als 100 Stunden zufriedenstellend verwendet werden, ohne daß. man sie schmieren mußte, wenn sie auf einer "Independent Section"-Vorrichtung montiert war und zur Herstellung von 227 g Babynahrungsmittel-Glasgefäßen verwendet wurde. Die Form arbeitete immer noch zufriedenstellend, auch dann, wenn die Prüfung beendigt wurde.

Beispiel 7

Eine Blasform wurde mit dem Mittel "A" auf gleiche Weise wie in Beispiel 4 beschrieben beschichtet und auf einer "Independent Section"-Vorrichtung verwendet, um 227 g BabynahrungsmittelTGlasgefäße herzustellen. Nach 72 Stunden zufriedenstellender Produktion von technischen 227 g Babynahrungsmittel-Glasflaschen ohne Schmieren der Form wurde die Prüfung der Form beendigt.

Beispiel 8

Eine Ringform und der Manschettenringrahmen wurden wie in Beispiel 1 beschrieben beschichtet, mit der Ausnahme, daß die Oberfläche des Schmiermittels nicht poliert wurde. Nachdem man auf einem mit Gas erwärmten Tisch vorerwärmt hatte, wurdendie Ringform und der Manschettenring auf einer

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"Independent Section"-Vorrichtung montiert und verwendet, um 227 g Babynahrungsmittel-Glasflaschen herzustellen. Während der Herstellung der Glasflaschen wurde die Ringform alle drei Stunden etwas geschmiert, um festzustellen, ob dieses Schmieren einen etwas besseren Betrieb ermöglichte· Man beobachtete keine Verbesserung,und nach 24 Stunden wurde die Ringform, bedingt durch ein Abbrechen einer Ecke, entfernt, was mit dem Schmieren der Form nichts zu tun hatte· Ein solches Brechen ist nicht ungewöhnlich und wird durch eine Abnutzung bzw· eine Ermüdung der Form hervorgerufen.

Beispiel 9

Eine Ringform und ein Manschettenringrahmen werden geschmiert und auf einer "Independent Section"-Vorrichtung auf gleiche Weise wie in Beispiel 8 beschrieben verwendet. Der beschichtete Ringrahmen gab ungefähr 22 Stunden einen zufriedenstellenden Betrieb, wobei man nur alle paar Stunden schmierte,

Beispiel 10

Eine Ringform und ein Manschettenringrahmen werden wie in Beispiel 4 beschrieben mit dem Mittel "B" beschichtet· Die Ringform wurde ohne Schmieren der Form zur Her- .,-stellung von 227 g Babynahrungsmittel-Glasflaschen verwendet. Nach mehr als 72stündigem zufriedenstellendem Betrieb wurde die Beobachtung der Form eingestellt.

Beispiel 11

Eine Ringform und ein Manschettenringrahmen werden mit dem Mittel "C" auf gleiche Weise wie in Beispiel 5 beschrieben geschmiert· Die Ringform wurde verwendet, um 227 g Babynahrungsmittel-Glasflaschen herzustellen, und konnte zwischen 48 und 56 Stunden zufriedenstellend verwendet werden, ohne daß ein Schmieren der Form erforderlich war. Sie wurde dann aus unbekannten Gründen entfernt·

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Die obigen Versuche wurden unter technischen Glashers tellungsproduktionsbedingungen durchgeführt· Ein 24stündiger Betrieb verhindert eine sorgfältige und genaue Beobachtung. Stattdessen wurden die Arbeiter gebeten, die Entfernungszeiten für die verschiedenen behandelten Formen zu notieren. Ih einigen Fällen wurde nur festgestellt, daß die Formen während des Schichtwechsels entfernt wurden· Dementsprechend umfassen die obigen Ergebnisse Bereiche, die minimale und maximale Betriebszeiten angeben.

Die Versuchsformen werden nur bei einer oder zwei Sektionen einer Multisektion "Independent Section"-Glaswaren-Herstellungsvorrichtung verwendet. Die Glasgegenstände werden beim Kühlen mit. Glasgegenständen vermischt, die unter Verwendung von Formen, die auf übliche Weise geschmiert werden, hergestellt wurden. Aus diesem Grund konnten für die erhöhte Ausbeute an guter Ware keine statistisch gültigen Werte bestimmt werden. Es ist jedoch vollständig sichergestellt, daß das Schmieren der Form einen gewissen Ausschuß bei jedem Schmiervorgang ergibt, infolge der Tatsache, daß der lose Graphit auf die Glasoberfläche übertragen wird, und da die erfindungsgemäßen Schmiermittel während wesentlich längerer Zeiten in Betrieb sind, ist es offensichtlich, daß der Überschuß,der durch den Übergang des Graphits auf die Oberfläche der Glasgegenstände bewirkt wird, bei der vorliegenden Erfindung stark vermindert wird. Ähnlich bedingt häufiges Schmieren der Formen mit Formschmiermittel oder andere flüssige Überzüge in den Formen Oberflächenrisse in den Glasgegenständen· Daher unterliegen offensichtlich Formen, die im Betrieb sind und ohne Schmieren während der oben erwähnten Zeiten auskommen, keinen Temperaturänderungen.

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Claims

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Patentansprüche

(.1·/ Mittel zur Herstellung eines Schmier- und Trennüberzugs auf Oberflächen, die zum Formen von geschmolzenem Glas verwendet werden, enthaltend: ein Hochtemperatur-, stabiles, aromatisches, polyimidbildendes System und Graphitteilchen, dispergiert in einem Trägersystem, wodurch ein Polyimid- und Graphitüberzug gebildet werden kann, indem man das Mittel auf eine Formoberfläche aufbringt, das Trägersystem verdampft und das hochtemperatur-stabile Polyimid in situ durch Brennen bei erhöhter Temperatur bildet.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als polyimidbildende Verbindung eine Vorstufe für die Bildung eines Polyimide verwendet, das sich wiederholende Einheiten

- R

enthält, worin R eine aromatische Gruppe bedeutet.

Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

bedeutet.

4· Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Graphit feinverteilten Graphit mit einer Teilchengröße zwischen ungefähr 10 und 200 Mikron verwendet·

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5. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphit eine Teilchengröße unter 72 Mikron besitzt,

6. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das polyimidbildende System als auch der Graphit je zwischen 10 und 90 Gew.#, bezogen auf die Feststoffe, in dem Mittel enthalten sind.

7. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel 0 bis 50 Gew.% Antimontrioxyd enthält,

8. Mittel zur Herstellung eines Schmier- und Trennüberzugs auf einer Oberfläche zum Formen von geschmolzenem Glas, enthaltend: zwischen 10 und 90 Gew.%, bezogen auf die Feststoffe, eines Vorläufers für eine hochtemperatur-stabile Polyimid-Zusammensetzung mit sich wiederholenden Einheiten

N - R

worin R eine aromatische Gruppe bedeutet, und zwischen 10 und 90 Gew.%, bezogen auf die Feststoffe, feinverteiltes Graphit mit einer Teilchengröße zwischen ungefähr 10 und 200 Mikron und ein Trägersystem für die Feststoffe.

9· Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägersystem mindestens ein Lösungsmittel wie N-Methylpyrrolidon, Xylol)., Äthanol, Isopropanol, Butanol oder/und Äthylenglykol verwendet.

10. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es, bezogen auf die Feststoffe, 0 bis 50 Gew.tf Antimontrioxyd enthält.

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11. Verfahren zur Herstellung eines Schmier- und Trennüberzugs auf einer Oberfläche zum Formen von geschmolzenem Glas, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Dispersion aus einem Hochtemperatur-, polyimidbildenden System und Graphit in einem flüssigen Träger auf die glasbildende Oberfläche aufbringt und die Oberfläche und die Dispersion erwärmt, um den Träger zu verdampfen und um einen gemischten Überzug aus hochtemperatur-stabilem Polyimid und Graphit darauf zu-, bilden, der an der glasformenden Oberfläche haftet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das System zwischen 10 und 90 Gew.%, bezogen auf die Feststoffe, polyimidbildendes System und zwischen 10 und 90 Ge\r,% Graphit, bezogen auf die Feststoffe, enthält.

13· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zuerst bei einer Temperatur zwischen ungefähr 40,6 und 149⁰C (105 bis 300⁰F) während einer Zeit von ungefähr einer halben Stunde bis zwei Stunden erwärmt wird, um das Lösungsmittel zu verdampfen, und anschließend bei einer Temperatur zwischen ungefähr 232 und 371⁰C (450 und 700°F) während einer Zeit zwischen 5 Minuten und 3 Stunden erwärmt wird, um einen hochtemperatur-stabilen Polyimid- und Graphitüberzug zu bilden.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug nach dem Erwärmen poliert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug zwischen ungefähr 0,00063 und 0,076 cm (0,00025 und 0,03 inches) dick ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Schmier- und Trennüberzugs auf Oberflächen zum Formen von geschmolzenem Glas, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen ungefähr 10 und 90 Gew. %, bezogen auf die Feststoffe, eines polyimidbilden-

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den Systems mit ungefähr 10 bis 90 Gew.%, bezogen auf die Feststoffe, eines feinverteilten Graphits mit einer Teilchengröße zwischen 10 und 200 Mikron in einem flüssigen, Träger vermischt, die vermischten Feststoffe auf die Formoberflache aufbringt, die Oberfläche und die gemischten Feststoffe auf eine Temperatur zwischen ungefähr 232 und 371⁰C (450 und 700⁰F) erwärmt, um einen haftenden, hochtemperatur-stabilen Überzug auf der glasformenden Oberfläche zu bilden, wobei der Überzug zwischen 0,00063 und 0,076 cm (0,00025 und 0,03 inches) dick ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die vermischten Feststoffe auf die glasformende Oberfläche aufgesprüht werden.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der temperatur-stabile Überzug nach dem Erwärmen poliert wird.

1'9. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die glasbildende Oberfläche vorgereinigt wird, indem man, bevor die dispergierten Feststoffe auf die Oberfläche aufgebracht werden, ein Abriebsblasen durchführt.

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