Poröser geförmter Körper für die Zwecke der Diffusion, Filtration nsw., sowie Verfahren zu dessen Herstellung. Den Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildet ein poröser geformter Körper, der zur Trennung fester Stoffe von flüssigen oder zur Diffusion, zum Beispiel zwischen der Anoden- und Kathodenflüssigkeit bei der Elektrolyse (Diaphragmen im engeren Sinn) usw., Verwendung finden soll.
Derlei poröse Fornil@örper sollen gleichmässige Poren haben, die fein genug sind, um den zurückzuhalten den Stoffen den Durchgang zu verwehren, jedoch nicht so fein, dass sie sich leicht ver stopfen; ferner sollen die Formkörper me chanischer Beanspruchung einigermassen wi derstehen und gegen chemischen Angriff haltbar sein lind, für elektrochemisch Zwecke ausserdem dem Strom möglichst wenig Widerstand bieten.
Der für die Zwecke der Filtration, Dif fusion usw. bestimmte poröse, geformte Kör per besteht der Erfindung gemäss aus einem körnigen oder faserigen, in Ansehung des Verwendungszwecke:: indifferenten Material, dessen Teilchen durch ein in der Hitze plastisch werdendes Bindemittel zu einer homogenen festen Masse verkittet sind. Die Herstellung solcher geformter.
Körper kann in der Weise vollzogen werden, dass man körnige oder faserigo Füllstoffe, wie zum Beispiel Quarzsand, Glassand, Glaswolle, Asbestwolle usw., in erhitztem Zustand mit einem in der Hitze plastisch werdenden Bindemittel, wie zum Beispiel Asphalt, Schwefel, Goudron, oder einem Gemisch sol cher Stoffe, innig mischt und die Masse bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelz punktes des verwendeten Bindemittels heiss in Formen presst. In dieser Weise lassen sich poröse geformte Körper, die für die genann ten Zwecke allen Anforderungen entsprechen, einfach und preiswert erzeugen.
Ausserdem bietet dieses Verfahren den weiteren Vorteil, da.ss die Grösse der Poren planmässig bis zu den feinsten Abstufungen durch entspre chende Wahl der Korngrösse des verwendeten Füllmaterials, gegebenenfalls unter Verwen dung eines Füllmaterials verschiedener Korn grösse, ferner durch das Mischungsverhältnis von Füllmaterial und Bindemittel uncL schliesslich durch die Stärke der Pressurig beeinflusst werden kann. Durch geeignete Abstimmung dieser Arbeitsbedingungen ist.
es möglich, Formstücke von jeder beliebigen Hohlraumstruktur zu erzeugen, ohne die me chanische Haltbarkeit der Formkörper un günstig zu beeinflussen. Diese Möglichkeit der leichten Regelung der Porosität inner halb weiter Grenzen macht sich bei der Her stellung von Formkörpern für elektro chemische Zwecke insbesondere auch in An sehung der Spannungsverhältnisse und des Energieverbrauches sehr vorteilhaft geltend.
Für elektrolytische Zwecke kann man j" nach der Art der Elektrolyse als Füllmittel und Bindemittel Stoffe verwenden, die vom Elektrolyten und den Reaktionsprodukten nicht angegriffen werden; so nimmt man bei spielsweise bei einer sauren Elektrolyse als Füllmaterial Quarz, Glas, Glaswolle usw., als Bindemittel Asphalt, Schwefel oder Gou- dron; bei einer alkalischen Elektrolyse kön nen beispielsweise Kalkstein oder Marmor als Füllstoffe, und als Bindemittel beispiels weise Schwefel Verwendung finden.
Bei der Herstellung von Filtern für Hy gienische Zwecke ergibt sich ferner der Vor teil, dass durch Verwendung eines Binde mittels mit hohem Kohlenstoffgehalt, wia beispielsweise Bitumen, die Wirksamkeit sol cher Filter besonders erhöht werden kann.
Beispiel <I>1:</I> 200 -Irr Quarzsand mit einer Korngrösse von 0,1 bis 1 mm werden auf 150 bis 160 C erhitzt und sodann in 50 gr geschmolzenen Asphalt eingetragen. Nach sorgfältiger Mi schung wird die Masse durch Pressen zu Fil terplatten geformt. Die Pressform muss -vor dem Einbringen der Mischung auf zirka 150 C vorgewärmt werden. Die Dauer rler Erhitzung und die Art, bezw. die Stärke der Pressung sind in hohem Masse für die Güte der hergestellten Filterplatten bestimmend.
Nach dem Pressen wird in kaltem Wasser abgekühlt, worauf sich die Filterplatte ohne Schwierigkeit aus der Pressform heraus nehmen lässt. Beispiel <I>2:</I> GO gr Quarzsand mit einer Korngrösse von 0,05 mm und 100 gr Quarzsand mit einer Korngrösse von etwa 0,1 mm werden unter gutem Durchmischen auf 150 C erhitzt. fn dieses Gemisch werden sodann ohne weitere Erwärmung etwa 55 gi, gepulverten Schwe fels eingetragen, wobei fortwährend gerührt werden muss, so dass eine gleichmässige Verteilung gewährleistet;
und eine Klumpen bildung ausgeschlossen ist. Die so erhaltene körnige Masse wird nun rasch in eine auf etwa 120 bis 130 C vorgewärmte Form für Dia.phragmenplatten gebracht und die Pn,s- sung mit einer Schraubenpresse vorgenom men. Nach dem Pressen wird in kaltem Wasser abgekühlt, worauf die Diaphra.gma- platte, wenn die Pressform vor der Verwen dung gereinigt wurde, ohne weiteres abgeho ben werden kann.
Beispiel <I>3:</I> Es werden, wie nach Beispiel ?, 60 gr Quarzsand mit einer Korngrösse von<B>0,05</B> mm und 100 gr Quarzsand mit einer Korngrösse von etwa 0,1 mm unter gutem Durchmischen auf 150 bis 160 C erhitzt.
Gleichzeitig wer den etwa, 60 -r Asphalt:, allenfalls unter Zu gabe von geringen Mengen Schwefel, ge schmolzen. \In diese Schmelze wird das Sand- gemisch unter guter Verteilung eingetragen. Die körnig aussehende Masse wird alsdann, zwecks FIerstellun@@ von Diaphragmenplatten, in Pressformen gebracht, die auf etwa<B>190</B> bis 130 C vorgewärmt sind, und gepresst.
Nach dem Pressen wird in kaltem Wasser abgekühlt, um die Diaphragmaplatte aus der Form entfernen zu können.
Porous shaped body for the purposes of diffusion, filtration etc., as well as processes for its manufacture. The subject of the present inven tion forms a porous shaped body which is intended to be used for separating solid substances from liquid or for diffusion, for example between the anode and cathode liquids in electrolysis (diaphragms in the narrower sense), etc.
Such porous moldings should have uniform pores that are fine enough to prevent the substances being retained from passing through, but not so fine that they easily clog; Furthermore, the moldings should withstand mechanical stress to a certain extent and be durable against chemical attack, and for electrochemical purposes should also offer as little resistance as possible to the current.
The porous, shaped body intended for the purposes of filtration, diffusion, etc., according to the invention, consists of a granular or fibrous material which is indifferent to the intended use: the particles of which are transformed into a homogeneous solid by a binder that becomes plastic in the heat Mass are cemented. The manufacture of such molded.
Body can be completed in such a way that granular or faserigo fillers, such as quartz sand, glass sand, glass wool, asbestos wool, etc., in a heated state with a binding agent that becomes plastic in the heat, such as asphalt, sulfur, goudron, or a mixture of such substances, mixed intimately and the mass pressed hot in molds at a temperature close to the melting point of the binder used. In this way, porous shaped bodies which meet all requirements for the purposes mentioned can be produced simply and inexpensively.
In addition, this method offers the further advantage that the size of the pores is planned down to the finest gradations by appropriate choice of the grain size of the filler material used, if necessary using a filler material of different grain size, and also through the mixing ratio of filler material and binder uncL can ultimately be influenced by the strength of the pressure. Appropriate coordination of these working conditions is.
it is possible to produce moldings of any cavity structure without affecting the mechanical durability of the moldings. This possibility of easy regulation of the porosity within wide limits makes itself very advantageous in the manufacture of moldings for electrochemical purposes, in particular with regard to the voltage ratios and energy consumption.
For electrolytic purposes, depending on the type of electrolysis, substances can be used as fillers and binders that are not attacked by the electrolyte and the reaction products; for example, in acid electrolysis, quartz, glass, glass wool etc. are used as the filler Asphalt, sulfur or gudron; in alkaline electrolysis, limestone or marble, for example, can be used as fillers, and sulfur, for example, can be used as a binding agent.
In the production of filters for hygienic purposes there is also the advantage that the effectiveness of such filters can be particularly increased by using a binding agent with a high carbon content, such as bitumen, for example.
Example <I> 1: </I> 200 -Irr quartz sand with a grain size of 0.1 to 1 mm is heated to 150 to 160 ° C. and then poured into 50 g of molten asphalt. After careful mixing, the mass is formed into filter plates by pressing. The mold must be preheated to around 150 C before the mixture is introduced. The duration rler heating and the type, respectively. the strength of the pressure is to a large extent decisive for the quality of the filter plates produced.
After pressing, it is cooled in cold water, after which the filter plate can be removed from the mold without difficulty. Example <I> 2: </I> GO gr quartz sand with a grain size of 0.05 mm and 100 gr quartz sand with a grain size of about 0.1 mm are heated to 150 ° C. with thorough mixing. About 55 gi of powdered sulfur are then added to this mixture without further heating, with constant stirring so that an even distribution is ensured;
and lump formation is excluded. The granular mass obtained in this way is then quickly brought into a mold preheated to about 120 to 130 ° C. for slide-in phragmatic plates and the solution is made with a screw press. After pressing, it is cooled in cold water, whereupon the diaphragm plate can be easily removed if the mold has been cleaned before use.
Example <I> 3: </I> As in Example?, 60 g of quartz sand with a grain size of <B> 0.05 </B> mm and 100 g of quartz sand with a grain size of about 0.1 mm are used heated to 150 to 160 ° C. for thorough mixing.
At the same time, around .60 r asphalt is melted, possibly with the addition of small amounts of sulfur. The sand mixture is introduced into this melt with good distribution. The granular-looking mass is then, for the purpose of producing diaphragm plates, placed in compression molds that are preheated to about 190 to 130 C and pressed.
After pressing, it is cooled in cold water in order to be able to remove the diaphragm plate from the mold.