JPS595535B2 - ガラス成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス成形体の製造方法に関し、さらに詳しく
は高性能の潤滑離型剤を塗布、焼付した金型に溶融ガラ
スを投入して、ガラス成形体を製造する方法に関する。

ここにガラス成形体とは、細口びんあるいは広口ひん等
の組型および仕上型を使用してプレス−ブロー法、ある
いはブロー・ブロー法によって製造される成形体、およ
び皿等のプレス型のみを用いて製造される成形体等を相
称する。

通常、約１１００〜１２００℃に溶融したガラス塊所謂
ゴブ（ｇｏｂ ）を金型に投入して、これをプレスある
いはブローしてガラス成形体を成形するさいに、金型内
面と溶融ガラス間の摩擦抵抗を小さくすることによって
、成形体の表面に皺等の欠陥が発生するのを防止し、か
つ成形の終了した成形体の金型からの分離を容易にする
ため、金型内面に潤滑離型剤を塗布している。

これらの潤滑離型剤として従来広く使用されていたもの
は、油性の液体に粉末黒鉛を分散させたものであるが、
この種の潤滑離型剤は成形のさい高温に晒されるための
酸化あるいはガラス成形体への転着等による損耗が甚し
く、通常１回の塗布で５０〜１００回程度の成形作業し
か行えなかった。

このような油性潤滑離型剤の耐久性が悪いという欠点を
解消するため、本発明者の一人はさきに、特開昭５２−
１５０４２２号において黒鉛と金属の酸性燐酸塩ならび
に酸性水溶液を含む潤滑離型剤を提案した。

この種の潤滑離型剤は１回の塗布による成形回数（ゴブ
のショツト数）が作業条件によっては約３万回も可能で
あるという優れた耐久性を有する。

しかしこれを常温Ｏこて金型に塗布すると、酸性である
ため塗布後金型（鋳鉄製の場合が多い）材料と反応して
水素ガスを発生し、塗膜と金型面間に気泡が生成して、
塗膜が剥れるという問題があった。

さら（こ酸性であるため容器の選択その他取扱いが厄介
であるという問題があった。

前者の問題を防止するため（こは、金型を約８０〜２０
０°Ｃに予熱してから塗布すればよいのであるが、（水
素ガスが発生する前に塗膜を乾燥させるため）、この場
合には塗膜の焼付けのための再加熱を含めて２度の加熱
を必要とし、工程が増えるという別の問題が生ずる。

本発明は、以上に述べた従来技術の問題点の解消を図る
ことを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は金型を用いて溶融ガ
ラスの塊を成形してガラス成形体を製造する方法Ｏこお
いて、上記成形のきいに上記溶融ガラスが接触すべき上
記金型の面には、粉末黒鉛、酸性金属燐酸塩、脂肪族ア
ミンおよび水および／または溶剤よりなる希釈剤を主た
る配合成分とする潤滑離型剤の塗布、焼付被膜が形成さ
れていることを特徴とするガラス成形体の製造方法を提
供するものである。

以下本発明について詳細ｌこ説明する。

本発明に用いられる潤滑離型剤は、潤滑作用を有する粉
末黒鉛、前記粉末黒鉛に対する粘結剤として作用する酸
性金属燐酸塩、前記酸性金属燐酸塩のｐＨを上昇させ、
望ましくは該塩をほぼ中和させるための脂肪族アミンお
よび塗布性を向上させるための水および／または溶剤よ
りなる希釈剤を主たる配合成分となっている。

本発明に用いられる潤滑離型剤の粘結剤としては、水溶
液が粘着性を有し、しかも焼付固化膜の耐熱（少なくと
も約４００〜６００℃における）強度が高く、かつ溶融
ガラスと反応し難い酸性金属燐酸塩が使用される。

かかる酸性金属燐酸塩としては、第１燐酸アルミニウム
、第１燐酸クロム、第１燐酸マグネシウム、第１燐酸ニ
ツケルまたは第１燐酸ジルコニウム等の単独あるいはこ
れらの混合物、もしくはさらにこれらに燐酸（オルト燐
酸、メタ燐酸、ピロ燐酸等を含む）を添加したもの等が
例示される。

特に後者の燐酸の適量の添加は耐熱強度の上昇Ｏこ貢献
する。

以上の酸性金属燐酸塩の溶液は比較的強い酸性（ｐＨ約
１５〜２．０）を呈する。

従ってこのままでは前述のような問題を有する。

従って金型と容易に反応しない程度にまで、すなわち約
ｐＨ６以上にまでｐＨを上昇させる必要がある。

この手段として先づ考えられるのは、Ｋ ＯＨ、ＮａＯ
Ｈ、ＮＨａ等の無機アルカリ剤の添加であるが、本発明
者等の研究によれば、このような方法によって中和した
場合、粘結剤の粘稠性が失われ、乾燥膜強度および耐熱
強度が低下し、従ってかかる粘結剤を使用した潤滑離型
剤の耐久性も低く、一回の塗布により可能なショツト数
も著るしく減少することが判明した。

しかしながら脂肪族アミンにより中和した場合は、粘稠
性が失われることなく、従って高い乾燥膜強度、耐熱強
度が維持でき、かかる粘結剤を使用した潤滑離型剤の耐
久性は著るしく高いことが判明し、本発明ｔこ到達した
。

上記のように粘稠性が失われないことの理由は必ずしも
明らかでないが、酸性燐酸塩と脂肪族アミンがキレート
を作り易い現象と関連あるものと推測される。

かかる脂肪族アミンさしては、ブチルアミン、ジプロピ
ルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノ
エタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、プロパツールアミン等が例示される。

脂肪族アミンの添加量は酸性金属燐酸塩のｐＨを約６〜
８に高める程度であることが望ましい。

上記ｐＨが約６より低いと、常温で塗布された潤滑離型
剤の塗膜と金型表面間での反応により水素ガスを発生し
て、該塗膜が金型面から剥離し易くなり、一方ｐＨが約
８以上になるように過剰の脂肪族アミンを添加すること
は、上記剥離防止の見地から無意味であり、逆に焼付（
通常約２５０〜３００℃で行なわれる）後も多量に残留
して、塗膜の強度の低下を招くおそれがある。

粉末黒鉛は通常のもの（不純物含有量的０．５〜３重量
％）を使用してもよいが、不純物含有量が０．００２重
量％以下の特に精製された高純度粉末黒鉛を使用すると
、潤滑離型剤の耐熱性が一段と向上することを見出した
。

すなわち通常の粉末黒鉛を配合した本発明による潤滑離
型剤を塗布した金型を使用した場合、金型内面温度が５
００℃以下のときの潤滑離型膜の摩耗は極めて僅かであ
り、１回塗布による可能ショット回数は非常Ｏこ大きい
。

しかし上記内面温度を５００°Ｃより高くする（成形体
表面の肌を平滑にするのに効果がある）と、急激に上記
消耗が激しくなって、上記可能ショット回数も急減する
。

しかし上記高純度粉末黒鉛を使用した場合、全型内面温
度が６００℃になっても５００℃の場合Ｏこ近い可能シ
ョット回数を示すことが判明した。

その理由は必ずしも明らかでないが、粉末黒鉛中に含ま
れる不純物（灰分）が黒鉛の酸化消耗を促進する触媒と
して作用することによるものと推測される。

潤滑離型剤中における粉末黒鉛と酸性金属燐酸塩の配合
重量比は１／６〜６であることが望ましい。

粉末黒鉛の量が上記下限である１／６より少ないと、潤
滑離型性が失なわれて、成形体表面に皺等が発生したり
、離型のさい成形体が金型面に耐着して離型困難となる
等のトラブルを生じ易くなるからである。

一方上記上限である６より多くなると、粉末黒鉛同士の
結合が失なわれて、塗膜強度が低下して、耐久性が損わ
れるからである。

希釈剤は水単独、エチルアルコールのような溶剤単独、
あるいは水と溶剤の混合物の状態などで添加される。

溶剤は配合される脂肪族アミンの種類に応じて当該脂肪
族アミンに対して溶解性を有するものが選ばれる。

希釈剤の配合量は、潤滑離型剤の金型への塗布方法【こ
応じて定められ、例えばスプレー塗布の場合は比較的多
量に、刷毛塗りの場合は比較的少量配合される。

本発明（こ使用される潤滑離型剤は、上記の成分の他に
若干量の他の成分、例えば安定化剤としての硼酸あるい
はすべり性向上に寄与する砂糖や澱粉等の添加を妨げる
ものでない。

以上の潤滑離型剤を使用してガラス成形体は次のよう【
こして製造される。

先づ室温のガラス金型（組型、バッフル、ｕ型、底型、
仕上型、プレス型等）の少なくとも成形のさい溶融ガラ
スと接触すべき面に、上記の潤滑離型剤をスプレー法、
刷毛塗り法、あるいは浸漬法等の適宜の方法で、できる
たけ均一に塗布する。

塗布量は焼付乾燥後の固形膜厚さが、５〜６０μｍの範
囲内になるように選ぶことが好ましく、さらに２０〜５
０μｍの範囲内になるように選ぶことがより望ましい。

５μｍより薄いと塗膜の摩耗が速いため、１回塗布当り
の可能ショット回数が著るしく小さくなり、頻繁な金型
交換を必要とし、一方６０μｍより厚くなると塗膜が剥
れ易くなり、さらに伝熱が悪くなって塗膜内面の温度が
上昇し過ぎて、成形終了後の成形体の冷却が遅くなって
離型までの時間が長くなる、つまり生産性の低下を招く
などの問題を生ずるからである。

以上のようＯこ潤滑離型剤を塗布された金型を、好まし
くは約２５０〜３５０°Ｃで約１〜２時間例えばオーブ
ン中で加熱して、塗膜を焼付固化する。

このさい脂肪族アミンの大部分は、希釈剤と共Ｏこ蒸散
するものと推測される。

以上のようＯこして準備された金型に通常の方法により
例えば１１００〜１２００℃の溶融ガラス塊、所謂ゴブ
を投入してガラス成形体を成形する。

ガラス成形体がびんである場合等のようＯこ、ブロー・
ブロ一方式あるいはプレス−ブロ一方式で成形される場
合はブロー仕上型には、組型で形成されたパリソン（内
部は溶融状態で、表面に固形薄膜が形成されている）が
投入される。

本発明によれば、ガラス成形体成形用の金型面に耐熱強
度に優れ、耐久性の大きい酸性金属燐酸塩を粘結剤とす
る潤滑離型剤の塗膜が形成されているので、１回塗布当
りのショット可能回数が従来の油性潤滑離型剤を用いた
場合にくらべて格段に大きいという効果を有する。

さらに高純度粉末黒鉛を配合することにより、金型内面
温度が約５００〜６００℃の場合でも上記の高い耐久性
を保持することができる。

また上記潤滑離型剤には脂肪族アミンが配合されるが、
上記配合によって粘着性は失われず、従って塗布性は損
なわれない。

そして潤滑離型剤を室温の金型に塗布しても、焼付工程
等Ｏこおいて水素ガスが発生しない程度にまで、そのｐ
Ｈを脂肪族アミンの配合量によって調節することにより
、塗膜の剥離防止が可能であり、従って金型の予熱とい
う工程を省略でき、さらにその取扱いが容易になるとい
う利点を有する。

以下実施例により本発明を説明する。

実施例 １ 平均粒径２５μｍの粉末黒鉛（不純物含有量１．２重量
％）３５ｇ、第１燐酸アルミニウム２５ｇ１正燐酸３０
ｇ、モノエタノールアミン３２ｇおよび水５０ｇ１エチ
ルアルコール２５０ｇを混合攪拌して潤滑離型剤を調製
した。

そのｐＨは７．０であった。

この潤滑離型剤を、プレス−ブロー成形用の室温の鋳鉄
製組型の胴側型、底型、口型およびバッフルの内面Ｏこ
固形膜厚さがほぼ３０μｍ（こなるようにスプレー塗布
した後、オーブン中で３００℃×８０分加熱して、塗膜
を焼付固化したがその剥離は皆無であった。

この組型に約１１４０℃のゴブを投入してパリソンをプ
レス成形した。

なおこのさいの組型内面温度は、約４５０℃、５００℃
、５５０°Ｃおよび６００℃の４段階に調節した。

そして皺等の欠陥を生ずることなく製造された正常なパ
リソンの数、すなわちショット回数を計数した。

なお、内面温度は放射温度計によって測定した。

結果を第１表に示す。

５００℃以下の温度で優れた耐久性を示すことが分る。

実施例 ２ 不純物含有量が０．００１重量％の高純度粉末黒鉛鉛を
配合した以外は、実施例１と同様にしてパリソンを製造
し、正常なパリソンの得られるショット回数を計数した
。

結果を第１表に示す。５００℃より高い温度でも優れた
耐久性を示すことが分る。

比較例 １ モノエタノールアミンを添付しない点を除いては、実施
例１と同一の配合で潤滑離型剤を調整した。

そのｐＨは２．０であった。これを実施例と同一条件で
金型０こ塗布焼付したが、焼付後、塗膜が剥離していて
使用不可能であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金型を用いて溶融ガラスの塊を成形してガラス成形
   体を製造する方法において、上記成形のさいに上記溶融
   ガラスが、接触すべき上記金型の面には、粉末黒鉛、酸
   性金属燐酸塩、脂肪族アミンおよび水および／または溶
   剤よりなる希釈剤を主たる配合成分とする潤滑離型剤の
   塗布、焼付被膜が形成されていることを特徴とするガラ
   ス成形体の製造方法。 ２ 粉末黒鉛中の不純物の含有量が０．００２重量％以
   下である特許請求の範囲第１項藺載のガラス成形体の製
   造方法。 ３ 酸性金属燐酸塩が、第１燐酸アルミニウム、第１燐
   酸クロム、第１燐酸マグネシウム、第１燐酸ニツケルま
   たは第１燐酸ジルコニウムの倒れか、ならびに燐酸より
   なる特許請求の範囲第１項記載のガラス成形体の製造方
   法。 ４ 潤滑離型剤中に該脂肪族アミンが、該酸性金属燐酸
   塩をほぼ中和して該潤滑離型剤のｐＨを約６〜８にする
   に十分な量配合されている特許請求の範囲第１項記載の
   ガラス成形体の製造方法。 ５ 潤滑離型剤中における該粉末黒鉛と該酸性金属燐酸
   塩の配合重量比が１／６〜６の範囲内にある特許請求の
   範囲第１項記載のガラス成形体の製造方法。 ６ 潤滑離型剤の塗布、焼付被膜の厚さが５〜６０μｍ
   である特許請求の範囲第１項記載のガラス成形体の製造
   方法。 ７ 潤滑離型剤の焼付温度が、２５０〜３５０℃である
   特許請求の範囲第１項記載のガラス成形体の製造方法。