СПОСОБ МОЛЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА И РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF MOULDING ARTICLES FROM GLASS AND SEPARATING COMPOSITION FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к способам высокотемпературного формования, в частности - моллирования, заготовок из неорганического листового стекла. Во избежание спекания соприкасающихся поверхностей в процессе моллирования, между стеклами и на границе «стекло - форма» наносят разделительный состав.
Изобретение может быть использовано для создания изделий остекления транспортных средств, в частности, для изготовления крупногабаритных изделий сложной 3D-формы.
Известен способ нанесения на стекло перед моллированием разделительного состава на основе окиси магния, позволяющий моллировать стекла при температуре до 600°С [Авторское свидетельство СССР №94000, С03В 23/02,4.02.1950].
Нанесение осуществляют путем сжигания металлического магния. В металлический ящик загружают стружку металлического магния, перекрывают металлической сеткой и сверху помещают стекло. Стружку поджигают, и частицы окиси магния осаждаются на стекле. Процесс проводят в течение 3-5 минут. Окись магния нерастворима в воде, огнеупорна и не разлагается при температуре деформации стекла. Размер частиц окиси магния составляет от 0,1 до 1 мм.
Недостатком указанного технического решения является большой разброс в размерах частиц.
При использовании окиси магния возможно скатывание частиц даже при относительно малом изгибании стекла, так как любой наклон поверхности способствует из-за формы частиц массовому их перемещению вдоль поверхности под собственным весом. Кроме того, при высоких температурах образуются агломераты частиц окиси магния, которые вдавливаются в поверхность размягченного стекла, что существенно снижает его оптические и прочностные свойства. Для удаления данных дефектов стекло подвергают дополнительной механической обработке.
Известен также способ предохранения стекла от спекания в процессе моллирования при 580°С путем нанесения на его поверхность смеси талька и порошка твердых углеводородов [Патент RU №1454786, С03В 23/02, 12.05.87].
Недостатком данного способа является образование при высокотемпературном моллировании (свыше 600°С) дефектов в виде углублений и каверн на поверхности стеклоизделий, а также возникновение агломератов за счет спекания порошка талька со стеклом и слипания между собой частиц мелкодисперсного углерода, что приводит к необходимости последующей отбраковки стекла. Также, в случае нанесения пересушенного порошкообразного талька, происходит его сдвиг при моллировании за счет смещения стекол относительно друг друга, образование зон с повышенным содержанием талька и некачественное моллирование с местной неприлегаемостью стекол друг к другу.
Наиболее близким к изобретению является способ моллирования изделий из стекла с применением в качестве разделительного антиадгезионного состава смеси, включающей полиорганосилоксан, мелкодисперсный углерод и растворитель. [Патент RU 2635419, МПК С03В 40/033, С03В 23/023 от 30.09.2015]. На рабочую и технологическую поверхности стекол стеклопакета наносят разделительный состав, сушат его. После нанесения разделительного состава и сушки дополнительно на технологическую часть стеклозаготовок наносят предварительно гомогенизированный антиадгезионный состав с последующей его сушкой. Состав включает: полиорганосилоксан 5÷85 мас. %, растворитель 5÷90 мас. %, мелкодисперсный углерод 5÷80 мас. %. Далее комплектуют стеклопакет с последующим его нагревом до температуры размягчения, выдерживают при этой температуре, и после его отжига и охлаждения извлекают из формы.
Недостатком данного изобретения является большой разброс в размерах частиц углерода, что приводит к образованию дефектов (каверн) на поверхности стеклозаготовок в процессе моллирования, что может привести к образованию трещин при последующей операции обрезки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение количества дефектов на поверхности стеклозаготовок.
Технический результат достигается тем, что способ моллирования стеклозаготовок включает нанесение разделительного состава на поверхность стекол, его сушку, комплектование стеклопакета и его укладку на форму моллирования, нагрев стеклопакета до температуры размягчения стекла, выдержку при этой температуре, последующее охлаждение, при этом разделительный состав содержит, мас. %:
- Высоко дисперсный каолинит - 0,01÷2,03
- Микротальк - 10,74÷69,89
- Вода - 0,97÷87
- Спирт - 0,8÷88
- Поверхностно-активное вещество - 0,20÷1,40
Существует вариант, в котором перед укладкой стекол, на поверхность формы моллирования дополнительно наносят разделительный состав и сушат его.
Для осуществления вышеописанного способа используют разделительный состав, включающий антиадгезив, воду и спирт, при этом он дополнительно содержит поверхностно-активное вещество (ПАВ), а в качестве антиадгезива используют смесь высокодисперсного каолинита и микроталька, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
- Высоко дисперсный каолинит - 0,01÷2,03
- Микротальк - 10,74÷69,89
- Вода - 0,97÷87
- Спирт - 0,8÷88
- Поверхностно-активное вещество - 0,20÷1,40
Существует вариант, в котором водно-спиртовая смесь содержит поливиниловый спирт (ПВС), этанол, изобутанол или изопропанол.
Существует вариант, в котором в качестве поверхностно-активного вещества используют фторсодержащее поверхностно-активное вещество, этиленгликоль или полиэтиленгликоль.
Существует вариант, в котором разделительный антиадгезионный состав дополнительно содержит консерванты в количестве 0,5-3 мас. %, вводимые сверх 100 мас. %
Существует вариант, в котором в качестве консервантов используют сорбиновую кислоту, лимонную кислоту или смесь метилизотиазолинона и хлорметилизотиазолинона.
Разделительный состав готовят путем диспергирования и гомогенизации компонентов под действием ультразвуковой обработки. Гомогенизацию проводят с использованием шаровой мельницы, краскотерки или диспергатора.
В качестве метода нанесения используют метод полива, а также распыление пульверизатором или краскопультом.
Диспергирование разделительного состава и эффективное перемешивание, достигается при обработке растворов в поле ультразвуковой кавитации, что позволяет повысить их дисперсность, стабильность и гомогенность.
Суспензию наносят на всю поверхность стеклоизделия методом полива или распылением с помощью пульверизатора или краскопульта.
После ее нанесения стеклозаготовки просушивают и транспортируют в печь, формируют пакет стеклозаготовок и нагревают свыше 600°С.
Применение данного разделительного состава при высокотемпературном моллировании обеспечивает легкий разъем стекол и сохраняет оптические свойства стеклоизделия. Покрытие легко удаляется с поверхности стекла проточной водой.
Ниже изобретение иллюстрируется конкретными примерами его осуществления.
Пример 1.
Смесь, содержащую 2 мас. % высокодисперсного каолинита с 40 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 56 мас. % воды, 1 мас. % ПВС и 1 мас. % фторсодержащего ПАВ. В полученную суспензию дополнительно вводят 0,5 мас. % смеси хлорметилизотиазолинона и метилизотиазолинона и тщательно перемешивают. Наносят суспензию на всю поверхность стекла с помощью краскопульта с давлением 2 атм., после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 2.
Смесь, содержащую 0,05 мас. % высокодисперсного каолинита с 33,35 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 63,2 мас. % воды, 2 мас. % этанола и 1,4 мас. % фторсодержащего ПАВ. В полученную суспензию дополнительно вводят 2,6 мас. % лимонной кислоты, тщательно перемешивают. Наносят суспензию на всю поверхность стекла с помощью краскопульта с давлением 2,5 атм., после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 610°С в течение часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом и инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 3.
Смесь, содержащую 0,01 мас. % высокодисперсного каолинита с 69,89 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 29 мас. % воды, 0,88 мас. % изопропанола и 0,22 мас. % этиленгликоля. В полученную суспензию дополнительно вводят 1,7 мас. % сорбиновой кислоты, тщательно перемешивают в шаровой мельнице и обрабатывают ультразвуком. Наносят суспензию на всю поверхность стекла методом полива, после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 4.
Смесь, содержащую 0,09 мас. % высокодисперсного каолинита с 10,74 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 87 мас. % воды, 1,97 мас. % изобутанола и 0,2 мас. % полиэтиленгликоля. Наносят суспензию на всю поверхность стекла с помощью полива, после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение 1 часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 5.
Смесь, содержащую 2,03 мас. % высокодисперсного каолинита с 28,84 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 67 мас. % воды, 0,93 мас. % изопропанола и 1,2 мас. % фторсодержащего ПАВ. В полученную суспензию дополнительно вводят 3 мас. % лимонной кислоты, тщательно обрабатывают ультразвуком. Наносят состав на всю поверхность стекла с помощью краскопульта с давлением 3 атм., после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение 1 часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 6.
Смесь, содержащую 1,5 мас. % высокодисперсного каолинита с 29,2 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 66,7 мас. % воды, 2 мас. % ПВС и 0,6 мас. % фторсодержащего ПАВ и тщательно перемешивают на шаровой мельнице и обрабатывают ультразвуком. Наносят суспензию на всю поверхность стекла и формы с помощью пульверизатора с давлением 5 атм., после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение часа, а затем нагрев отключают, печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 7
В смесь, содержащую 1,1 мас. % высокодисперсного каолинита и 60,2 мас. % микроталька, вводят 36,5 мас. % воды, 0,8 мас. % этанола, 1,4 мас. % фторсодержащего ПАВ и тщательно перемешивают. Наносят суспензию на всю поверхность стекла с помощью краскопульта с давлением 3 атм., после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 8
Смесь, содержащую 0,09 мас. % высокодисперсного каолинита с 10,74 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 0,97 мас. % воды, 88 мас. % изобутанола и 0,20 мас. % полиэтиленгликоля. Наносят суспензию на всю поверхность стекла с помощью полива, после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный стеклопакет разбирают.
Пример 9.
Смесь, содержащую 0,05 мас. % высокодисперсного каолинита с 33,35 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 4 мас. % воды, 61,20 мас. % этанола и 1,40 мас. % фторсодержащего ПАВ. В полученную суспензию дополнительно вводят 2,60 мас. % лимонной кислоты, тщательно перемешивают. Наносят суспензию на всю поверхность стекла с помощью краскопульта с давлением 2,5 атм., после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 610°С в течение часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным пакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный пакет стекол разбирают.
Пример 10.
Смесь, содержащую 0,01 мас. % высокодисперсного каолинита с 69,89 мас. % микроталька, обрабатывают ультразвуком. В полученную смесь вводят 1,88 мас. % воды, 28 мас. % изопропанола и 0,22 мас. % этиленгликоля. В полученную суспензию дополнительно вводят 1,7% сорбиновой кислоты, тщательно перемешивают в шаровой мельнице и обрабатывают ультразвуком. Наносят суспензию на всю поверхность стекла методом полива, после чего высушивают. Стекла складывают в пакет в виде «сэндвича» и размещают его на форме. Полученный стеклопакет помещают в муфельную печь, прогревают при температуре 650°С в течение часа, а затем нагрев отключают, и печь с полученным стеклопакетом инерционно охлаждают. После термообработки полученный пакет стекол разбирают.
Во всех примерах стеклопакет легко разбирается, спекания стекол не наблюдается, поверхность рабочей части стеклозаготовок не имеет видимых дефектов и не требует дополнительной обработки.
Частицы высоко дисперсного каолинита являются химически инертным материалом и представлены в виде плоских пластинок, что способствует хорошей кроющей способности, снижает усадочные деформации и повышает пластичность и эластичность покрытия при моллировании. Однако добавляют его в малом количестве, так как в составе минерала содержится окись железа, что плохо сказывается на прочностных свойствах готового стеклоизделия. Таким образом, содержание в разделительном составе высокодисперсного каолинита в количестве 0,01÷2,03 мас. % позволяет уменьшить количество дефектов на поверхности стеклозаготовок.
При производстве микроталька используется сырье повышенной природной чистоты и улучшенных характеристик. Применение современных технологий помола и особенностей кристаллической структуры талька позволяет обеспечить сохранность в процессе помола чешуйчатой формы частиц, а в сочетании с его природными свойствами (гидрофобность, химическая и термостойкость, седиментационная устойчивость) делают его предпочтительным для использования в разделительном составе. Таким образом, содержание в разделительном составе микроталька в количестве 10,74÷69,89 мас. % позволяет уменьшить количество дефектов на поверхности стеклозаготовок.
Кроме того использование высокодисперсного каолинита и микроталька позволяет наносить разделительный состав методом распыления.
Содержание в разделительном составе поверхностно-активного вещества (ПАВ) в количестве 0,20÷1,40 мас. % обеспечивает его равномерное нанесение на поверхность стеклозаготовок и, следовательно, позволяет уменьшить количество дефектов на их поверхности.
Содержание в разделительном составе консервантов, в частности, смеси хлорметилизотиазолинона и метилизотиазолинона, сорбиновой кислоты или лимонной кислоты, в количестве 0,5÷3 мас. %, вводимых сверх 100 мас. %, позволяет увеличить сроки хранения разделительного состава.