СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛА
COOLING LUBRICANT FOR GLASS PROCESSING

Изобретение относится к технологиям обработки стекла, в частности к составам смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), и может быть использовано при его шлифовке.
При обработке фацета стекол (кромки стекла) убираются сколы и микротрещины на кромке, что повышает безопасность в работе и увеличивает прочность стекла.
Выбор состава СОЖ часто определяет режим обработки стекла и эффективность процесса: производительность, износ и стойкость инструмента, очистку обработанной поверхности от остатков стекла.
Известны смазочно-охлаждающие жидкости, включающие полимерные добавки на основе полиэтиленполиамина (АС СССР №1074895, Патент РФ №2055862, Патент РФ №2062293, Патент РФ №2168539). Такие СОЖ используются при получистовом и чистовом шлифовании изделий из стекла алмазным инструментом.
Однако данные составы СОЖ имеет следующие недостатки и ограничения - вредные условия труда, как в производстве, так и при использовании СОЖ органических соединений: полиэтиленполиамина, формалина и солей тяжелых металлов, что делает их экологически вредными. Невозможность длительного использования и хранения таких СОЖ из-за образования грибков. Также применение данных СОЖ имеет низкую эффективность при использовании алмазного инструмента на органической связке вызванную структурированием высокоосмоленных продуктов (инструмент засаливается).
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению являются составы СОЖ для механической обработки стекла, включающие в качестве полимерных добавок соли полимерных производных аминогуанидинов (ПОАГ) (Патент РФ №2182593). Данные СОЖ на основе ПОАГов эффективно работают как с алмазным инструментом на металлических связках, так и с инструментом на органических связках, показывают достаточно высокую производительность и качество обработанной поверхности, а также позволяет исключить образование и рост грибков при использовании и хранении смазочно-охлаждающей жидкости.
Недостатками данных СОЖ является то, что они не обеспечивают необходимую производству производительность процесса из-за низкой эффективности при очистке трудноудаляемой суспензии стекла (мелких остатков стекла) с поверхности обработанного стекла. Это требует дополнительного ее механического удаления, что приводит к образованию царапин на поверхности ошлифованного стекла.
Предлагаемое изобретение направлено на устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат - повышение производительности процесса за счет высокой эффективности предлагаемой СОЖ при очистке поверхности стекла от загрязнения суспензией стекла.
Технический результат достигается предлагаемой СОЖ, которая имеет следующий состав, мас.%: соль полимерных производных аминогуанидинов 0,1-0,3, арабиногалактан 1-1.1 вода остальное.
Арабиногалактан (АГ) природный полисахарид и благодаря хорошим поверхностно-активным свойствам может применяться, как стабилизатор эмульсий (Антонова Г.Ф., Тюкавкина Н.А. Водорастворимые вещества лиственницы и возможности их использования // Химия древесины. 1983. №2. С.89-96).
Также АГ при добавлении к СОЖ играет роль стабилизатора коллоидной системы при взаимодействии с солями металлов (Kokai M., Nagasaki H. Readily dispersible powder as thickening stabilizer // Pat. 2000014335 A2 Japan 2000. CA 2000. V.132, 63487). Адсорбция АГ к катионам частиц сошлифованного стекла приводит к их агрегации с образованием полимерной стабилизирующей матрицы, что эффективно снижает прочность и повышает пластичность обрабатываемого материала и облегчает его удаление из СОЖ при регенерации.
За счет вышеназванных свойств АГ обеспечивает удаление частиц стекла из зоны обработки и с поверхности инструмента за счет гидрофильного характера полисахарида на границе раздела стекло - агрегат, делает их инактивными (не способными к адсорбции). Это существенно повышает производительность технологического процесса за счет уменьшения времени на очистку частиц сошлифованного стекла с обрабатываемых деталей и повышает качество обработанных поверхностей по сравнению с известными технологиями. Этому способствуют такие его свойства, как высокая растворимость в воде, уникально низкая вязкость растворов, узкое молекулярно-массовое распределение, а также биоразлагаемость.
АГ - является нетоксичным продуктом и рекомендуется к использованию в пищевой промышленности (А.Б. Мулин. Разработка технологии мучных кондитерских изделий с использованием арабиногалактана. Автореферат дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук, Москва, 1998).
Для проверки эффективности заявляемого состава СОЖ выполнены экспериментальные работы. В таблице приведены составы СОЖ, которые были использованы в экспериментах.
Сравнение моющих свойств (по удалению осколков суспензии стекла из зоны обработки) предлагаемой СОЖ и прототипа при тонком (1 проход) шлифовании представлено в таблице, проводилось на девятишпиндельном станке, предназначенном для обработки еврокромки SZ 9.325. Для отмывки использовалась вертикальная моечная машина YH 1500 LC. Каждый состав СОЖ испытывался при шлифовании не менее 100 штук заготовок.
Таблица
Анализ капель остающихся на стекле после отмывки
№
Состав СОЖ, массовые %
Ширина несмываемой зоны, мкм
Качество отмывки
1
Вода
80-180
Резко выраженный контур капель
2
Вода + 0.25 АГ
80-180
Нет полной отмывки, контур капли размыт
3
Вода + 1.0 АГ
отсутствует
Полная отмывка, появление плесени на 6, 7 день на поверхности СОЖ
4
Вода + 0.3 ПОАГ
100-300
Нет полной отмывки, контур капли размыт
5
Вода + 1.0 ПОАГ
200-300
Нет полной отмывки, контур капли размыт
6
Вода + 3.0 ПОАГ
200-300
Нет полной отмывки, контур капли размыт
7
Вода + 1.0 АГ + 0.1 ПОАГ
отсутствует
Полная отмывка, отсутствие плесени в течение 40 дней
8
Вода + 1.0 АГ + 0.3 ПОАГ
отсутствует
Полная отмывка, отсутствие плесени в течение 40 дней
Сравнение результатов (таблица) по применению состава №3 с рекомендуемым в прототипе составом №4 показывает, что этот состав хорошо удаляет остатки суспензии с ошлифованного стекла с поверхности стекла, но при хранении в течение 6-7 дней на поверхности состава наблюдается образование плесени. Хорошо отвечают предъявляемым требованиям составы №7 и 8 стабильные к действию плесени и обеспечивающие высокую эффективность, а следовательно, и производительность при очистке трудноудаляемой суспензии стекла.
В таблице не приведены результаты испытаний составов СОЖ, содержание компонентов которых выходит за указанные в формуле изобретения пределы. Соответствующие параметры процессов шлифования с данными запредельными составами СОЖ были существенно хуже, чем результаты в таблице, либо имели более высокую себестоимость.
На основании результатов испытаний, представленных в таблице, можно сделать вывод, что новый состав СОЖ имеет перед составом СОЖ прототипа следующие преимущества:
- обеспечивает повышение производительности за счет отсутствия операции по механическому удалению отлагающейся на поверхности трудноудаляемой суспензии стекла;
- обеспечивает повышение качества обработки за счет уменьшения образования царапин при механическом удалении ошлифованного стекла на 25-30%.