Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus abbindenden Werkstoffen. Die Herstellung von Bauteilen, wie Plat ten, Rohren oder dergl. aus abbindenden Werkstoffen, beispielsweise Zement oder dergl., gegebenenfadlo im Gemisch mit pul verigen, körnigen oder faserigen Füllmitteln organischer oder anorganischer Natur, leidet insbesondere daran, dass die so hergestellten Teile eine verhältnismässig geringe Anfangs festigkeit aufweisen und daher lange einge schalt oder gepresst, mindestens aber sehr forgfältig behandelt werden müssen.
Ab gesehen davon, besitzen die so hergestellten Bauteile verschiedene Nachteile, z. B. sind sie für Gase und Flüssigkeiten mehr oder weniger durchlässig, haben muhe Ober flächen, werden chemisch leicht angegriffen usw. Gegebenenfalls sind @dah-er besondere Zerfahren nötig, um sie einigermassen zu dichten oder ihre Oberfläche zu glätten oder sie chemisch widerstandsfähiger zu machen.
Diese Nachteile werden durch. das Ver fahren gemäss Erfindung beseitigt, bei wel chem dem abbindenden Stoff ein in der Wärme plasti@sche@s Bindemittel beigemischt und die so.erhaltene Masse in der Wärme zum Bauteil verdichtet und abgebunden wird. Zum Abbinden benötigtes Wasser kann der Pressmasse zugesetzt werden. Man erhält aber dichtere Bauteile, wenn die Masse ohne Wasserzusatz gepresst und erst hernach abgebunden wird. Es ist besonders vorteil; haft, den Bauteil unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur abzubinden.
Es wird dadurch nicht nur Zeit erspart, sondern auch ein gleichmässigeres Abbinden erzielt.
Weiter ist es vorteilhaft, das wärme plastische Bindemittel in sehr feiner Ver teilung auf die andern Stoffe aufzubringen, was nach irgendeinem der bekannten Ver fahren erfolgen kann.
Das wärmeplastische Bindemittel gibt dem Bauteil gleich nach der Formung eine verhältnismässig grosse Anfangsfestigkeit. Es verleiht ihm auch nach dem Abbinden eine glatte und glänzende Oberfläche. Weiter macht es ihn, da es die Poren wenigstens teilweise ausfüllt, verhältnismässig gas- und flüssigkeitsdicht. Es kann je nach dem zu erwartenden chemischen Angriff gewählt werden und schützt den Bauteil besonders gut, weil es eine dichte Oberflächenschicht erzeugt und gleichmässig durch den ganzen Bauteil hindurch verteilt ist.
Dadurch wird die Angriffsfläche selbst dann stark herab gesetzt, wenn die Oberflächenschicht an irgendeiner Stelle verletzt wird.
Das neue Verfahren vereinfacht daher nicht nur .die bekannten Herstellungsverfah ren dadurch, dass mit Hilfe des Bindemittels sofort ein Bauteil mit verhältnismässig grosser Anfangsfestigkeit entsteht, sondern es ver bessert gleichzeitig auch die Eigenschaften der hergestellten Bauteile in bezug auf Dichtigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und auch chemischen Angriff, insbesondere letz teren durch entsprechende Wahl des Binde mittels.
Der nach dem Pressvorgang anfallende Bauteil, dessen Festigkeit im wesentlichen durch das zugesetzte Bindemittel erzielt wird, kann noch vor dem Abbinden bearbei tet, beispielsweise gebohrt, gedreht, gefräst, geschliffen, z. B. auch mit Gewinden ver sehen werden.
Der prozentmässige Zusatz an Bindemit teln kann etwa 8 Volumenprozente betragen, aber auch darunter und darüber liegen. So kann z. B. eine der vielen möglichen Press- iriassen aus Zement, Asbestfasern und Benzyl- zellulose mit den Volumprozenten 78,5, 13,5 und 8 bezw. den Gewichtsprozenten 85, 12 und 3 bestehen.
Das Bindemittel, in diesem Falle die Benzylzellulose, kann nach irgendeinem der bekannten Verfahren dem Zement und den Asbestfasern beigemischt bezw. diese mit ihm, überzogen werden.
Das Pressen kann beispielsweise in ge heizten Pressformen durch hydraulisches Pressen oder zur Herstellung von Rohren, beispielsweise in geheizten Strangpressen erfolgen.
Es kann aber auch beispielsweise in kalten, sogar gekühlten Formen erfolgen, in welche die heisse, teigfl:üssige Pressmasse ge- presst, beziehungsweise gespritzt wird.
Natürlich ändern :ich die Volumen und Gewichtsprozente des Bindemittels bei den verschiedenartigen Zusammensetzungen der Pressmasse. Sie lassen sich ohne weiteres durch Versuche feststellen und finden ihre untere Grenze im Bindevermögen,cles Binde mittels, das dem Bauteil die Anfangsfestig keit verleihen muss.
Bei Verwendung von Bauteilen für elektrotechnische, chemische und elektro chemische Z,#\ ecke werden an sie, wegen des gleichzeitigen Auftretens verschiedenartiger Beanspruchungen wie durch Wärme, mecha nische, elektrische und chemische Kräfte, grosse Anforderungen gestellt, denen die aus einem abbindenden Stoff, beispielsweise Zement, gegebenenfalls im Gemisch mit Füll mitteln, hergestellten Bauteile nur in ge ringem Masse gewachsen sind.
Man hat daher zu besonderen Verfahren gegriffen, um derartige Bauteile, z. B. durch Imprägnieren, durch Überzüge oder dergl. vor chemischen Angriffen zu schützen, also für den Verwendungszweck geeignet zu machen, was jedoch nur in geringem lUasse gelungen ist.
Nach einer beispielsweisen Ausführungs form des erfindungsgemässen Verfahrens werden, um dem Rechnung zu tragen, Bau teile aus abbindenden Stoffen dadurch den genannten Beanspruchungen angepasst, dass ein wärmeplastischer Stoff in einer Menge und derart feinen Verteilung zugegeben wird, dass jedes Stoffteilchen mit einer, wenn auch äussert dünnen Filmschicht überzogen und die Pressmasse unter Anwendung derart hohen Druckes und hoher Temperatur ge- presst wird,
dass alle Poren von dem wärme plastischen oder härtbaren Bindemittel aus gefüllt und die Oberfläche durch eine dichte Bindemittelhaut gebildet wird. Ein derartig hergestellter Bauteil ist dann vollständig dicht und porenfrei und dieser Zustand bleibt erhalten, wenn er nachher unter er höhtem Druck und erhöhter Temperatur ab gebunden wird. Als abbindender Stoff käme z. B. Zement in Betracht. Im übrigen eignen sich wärme plastische Stoffe auf oder Grundlage der Zel lulosen, Kohlenwasserstoffe, Naturasphalte und dergl., z. B.
Benzinzellulose, darüber- hinaus hä.rtbare Stoffe auf der Grundlage der Kunstharze, wie von Phenol. Auch lassen sich Gemische der genannten Stoffe, ebenso wie solche aus abbindenden Stoffen ver wenden.
Es ist wichtig, dass in der Pressmasse,das Bindemittel nicht nur fein verteilt, sondern auch weitgehend lösungsmittelfrei ist, da sonst beim Austritt des Lösungsmittels Poren zurückbleiben würden. Falls also zur Her stellung der feinen Verteilung Lösungsmittel verwendet wird, ist dieses vorher auf be kannte Art zu entfernen. Ebensowenig soll ,der Pressmasse vor idem Pressen das Wasser zum Abbinden zugesetzt werden, falls man besonders dichte Bauteile erhalten will,, da durch. den Wasserzusatz Hohlräume ent stehen können.
Nach der Pressung wird der Bauteil, der infolge des Bindemittelzusatzes. schon eine verhältnismässig grosse Festigkeit besitzt und vollkommen dicht ist, zweckmässig unter er höhtem Druck und erhöhter Temperatur ab gebunden.
Durch geeignete Wahl des Bindemittels, des abbindenden Stoffes und gegebenenfalls der Füllmittel, ist es so fast immer möglich, den Bauteil den Anforderungen gerecht zu machen.
Infolge,der feinen Verteilung des Binde mittels sind die Bauteile erheblich beständig gegen physikalische Zustandsänderungen und chemische Angriffe, denen das Bindemittel oder der abbindende Stoff allein nicht ge wachsen wäre.
Der Bauteil bleibt nach dem. Abbinden infolge des starren Zementgerippes auch bei solchen Temperaturen formbeständig und fest, bei denen z. B. ein wärmeplastisches Bindemittel selbst wieder plastisch und zäh flüssig wird und keine Festigkeit mehr aufweist.
Die feine Verteilung des Bindemittels . kann soweit getrieben werden, dass sogar Lösungsmittel für das Bindemittel dieses selbst bei höheren Temperaturen nur allmäh lich herauslösen können, während Weich- machungsmittel auch bei Anwendung höherer Temperaturen nur wenig in die Poren ein- @dringen können. Derartig hergestellte Bau teile können daher in Weichmachungsmitteln für das Bindemittel jahrelang selbst bei höheren Temperaturen verwendet werden.
Die Bauteile besitzen als nicht nur die ihren Einzelbestandteilen, nämlich dem ab bindenden Stoff, dem Bindemittel und gege benenfalls Odem Füllmittel, gemeinsamen Eigenschaften, wie z. B. bei gewöhnlichen Temperaturen eine grosse Festigkeit, voll kommene Gas- und Flüssigkeitsdichtigkeit, eine glatte, glänzende Oberfläche, gute Wärme- und Stromisolierung und in chemi scher Hinsicht Widerstandsfähigkeit, son dern weisen infolge der feinen Verteilung der Einzelbestandteile diese Eigenschaften auch noch bei höheren Temperaturen auf, bei denen dem einen der verwendeten Stoffe eine bestimmte Eigenschaft bereits mangelt,
wie z. B. dem Zement die Widerstandsfähigkeit in chemischer Hinsicht oder dem Bindemittel, z. B. der Zellulose, die Formbeständigkeit.
Der prozentmässige Zusatz an Binde mitteln kann innerhalb einer untern und einer obern Grenze verschieden gewählt wer den, je nach dem Zweck, dem das Bindemit tel dienen soll. Soll der Bauteil flüssigkeits- und gasdicht werden, dann kann der Ge wichtsprozentsatz des Bindemittels auf etwa 6 bis 12% und auch darüber gehalten wer den. Soll er dazu noch besonders gut isolie- a ren, so können die Gewichtsprozente auch bis. zu<B>30</B> % und mehr betragen.
Natürlich ändern sich .diese Gewichts prozente bei den verschiedenen Bindemitteln. Sie lassen sich ohne weiteres durch Versuche feststellen und finden ihre untere Grenze bei dem Prozentsatz, der ausreicht, um alle Poren zu füllen und ihre obere Grenze an dem Abbindevermögen des abbindenden Stoffes, z, B. der Zementteile.
Als Beispiele seien in Gewichtsprozenten folgende Pressmassen angeführt: 92% Zement und 8% Benzylzellulose oder 80.'r, Zement, 11ö Asbestfasern und 9 % Zellulose für gas- und flüssigkeit:sdielite, isolierende, laugenfeste Bauteile.
Als Beispiel für einen besonders gut isolierenden und chemisch beständigen Bau teil sei benannt eine Masse mit r0% Zement, <B>15%</B> Asbest und<B>15%</B> Benzylzellulose.
Beispielsweise werden die einzelnen Be- siandteite nach irgendeinem der bekannten Verfahren mit -dem Bindemittel, z. B. der Benzylzellulose, überzogen und die so erhal tene Pressmasse beispielsweise in beheizten Pressformen durch hydraulische Pressen oder zur Herstellung von Rohren beispielsweise in beheizten Stranbpres,#en bepresst. Das Pressen kann aber auch beispielsweise in kalten, sogar gekühlten Formen erfolgen, in welche die heisse,
teigflüssige Pressmasse ge- presst bezw. gespritzt wird, in denen ,sie sich dann ohne weiteres ablöst.
Um bei Verwen dung geheizter Pressformen ein etwaiges An kleben des Pressteils an den heissen Wänden zu verhindern, werden diese zweckmässig vor Einbringen der Masse mit einer geeigneten abstossenden Flüssigkeit eingerieben. Bei Verwendung von Benzy lzellulose als. Binde mittel eignet sich für diesen Zweck z. B. Paraffinöl.
An Stelle dessen kann aber auch dünnes Papier in die Pressform eingelegt werden, das sieh leicht nach der Pressung vom Presslinb ablösen lässt. Nach der Pressung i wird der Pressteil ausgeworfen und schon ein wenig Abkühlung genügt, um ihm eine ver hältnismässig grosse Festigkeit zu geben. Die Pressung kann aber auch beispielsweise in einer kalten oder gekühlten Form vorgenom men werden,
in welche die teigflüssige heisse Pressmasse unter hohem Druck einbepresst bezw. bespritzt wird.
Diese Bauteile eignen sich insbesondere als Bauteile für elektrische und elektroly tische Apparate oder dergl.
Bei der Herstellung dichter Bauteile, die aus einem abbindenden Stoff, wie z. B. Zement oder derbl., gegebenenfalls im Ge- misch von körnigen, pulverigen oder faserigen Füllmitteln organischer oder anorganischer Natur und einem wärmeplastischen Stoff auf der CTrundlabe der Zellulosen, Iiohlenwasser- ,toffe, Naturasphalte oder der,-I., beispiels- w-eisc Benzvlzellulose usw.
oder härtbaren Bindemitteln auf der Grundlage der Kunst- harze, beispielsweise von Phenol oder dergl. bestehen und unter hohem Druck und erhöh- ier Temperatur ,dicht bepresst werden, be reitet es grosse Schwierigkeiten, diese Bau teile nachträglich abzubinden.
Ist schon der Pressmasse vor der Pressung Wasser beigegeben worden, so wird der Bau teil weniger dicht; ausserdem bereitet es auch hier Sehwieribkeiten, weiteres Wasser dem abbindenden Stoff zuzuführen.
Das allgemein übliche Abbindeverfahren führt bei einem derartig dicht herbestellten Bauteil überhaupt zu keinem Erfolg. Selbst bei einem monatelan\.ren Lie",en in Wasser von<B>100'</B> C bindet nur die Oberflächen sehielit in Stärke von Bruchteilen eines Millimeters ab.
Je dichter der Baustoff ist, eine um so höhere Temperatur uud ein um so höherer Druck müssen angewendet werden, um ihn abzubinden. Schon bei 8 Gewichtsprozenten Zellulose müssen Temperaturen von 100 und 150 und darüber und Drücke bis zu 5 at und mehr angewendet werden.
Unter diesen Umständen werden die Bauteile dann in etwa einer Woche bis zu -einer Tiefe von etwa 10 3l:illinieterii abbinden. Temperatur, Druck und Zeitdauer hängen dabei nicht nur von der Höhe des Bindemittelanteils, sondern in besonders starkem Masse von seiner Vertei- h:n- ab. Je feiner das Bindemittel verteilt ist, um so dichter wird der Bauteil und um so länger dauert das vollständige Abbinden.
Die Abbindezeitdaucr wird durch Erhöhung der Temperatur verkürzt, während es ander- .seits auch eine untere Temperatur gibt, unter der ein Abbinden überhaupt nicht mehr ein tritt, wenn der Bauteil dicht ist. Diese liebt bei etwa über 100 C.
Nach dem Abbinden zeigt er an seiner Oberfläche niederbesetzte Schlammteile, die z. 73. tdurch Abbürsten leicht entfernt wer den können, wonach eine glatte und glän zende Oberfläche zutage kommt. Der Druck kann durch Zugang eines Gases, z. B. Ein führen komprimierter Luft in den Abbinde kessel, erhöht werden, er kann auch ernied rigt werden, wenn an Stelle von Wasser mit einer Lösung von z. B. Chlornatrium in Wasser oder einer alkalischen Lösung ab gebunden wird.
Jedenfalls hat man es durch diese verschiedenen Mittel in der Hand, auf einfache Weise den Abbindeprozess zu regeln.
Während des Abbindens ist es zweck mässig, zur Vermeitdung von Rissbildungen die Temperatur konstant zu halten.
Die so hergestellten Bauteile eignen sich besonders zur Verwendung als Bauteile für elektrische und elektrolytische Apparate, wie Batterien oder,dergl.
Zur Herstellung von Bauteilen können die nach dem vorliegenden Verfahren her gestellten Einzelteile in der Wärme aneinan- dergepresst werden.
Dabei ist es. vorteilhaft, bei der gleichen Temperatur den Pressdruck, mit dem die Ein- zelteile aneinandergepresst werden, kleiner zu halten als den Druck, mit dem die Einzel teile hergestellt wurden..
Die Bauteile wachsen dann an den Trenn flächen zusammen und man kann beispiels weise durch Aneinanderpressen vieler Ringe beim Abbinden ein Rohr erzeugen, das auch an den Trennflächen der Einzelringe voll kommen dicht ist.
Die .einzelnen Bauteile können gegebenen falls auch unter Einfügung von Bauteilen aus Metall oder andern Werkstoffen zusam- mengepresst werden, so dass sie gut aneinan der anliegen. Beim Abbinden verwachsen die Trennflächen miteinander und werden voll kommen dicht. Ein Zusammenwachsen der Bauteile mit Metallteilen findet zwar nicht statt, aber auch diese Trennflächen halten vollkommen dicht.
Die Verwachsung der Bauteile unter einander ist vermutlich darauf zurückzufüh ren, dass diese sich beim Abbinden, insbeson- dere bei erhöhter Temperatur ausdehnen und an Stellen, wo ihnen kein Widerstand ent gegentritt, also bei den kleinen Unebenhei ten, in diese hineinwachsen. Das wärme plastische Bindemittel wird. dabei beiseite gedrängt, so dass sich die Zementkörner der einzelnen Bauteile an den Trennflächen be rühren und abbinden können. Die Verlänge rung, die ein derartig zusammengesetzter Körper beim Abbinden erfährt, beträgt etwa l % seiner Länge.
Zur Erleichterung des Verfahrens kön nen die Trennflächen der einzelnen Bauteile vor dem Zusammenbau mit einem Lösungs mittel für das Bindemittel behandelt, bei spielsweise gestrichen oder gespritzt werden.
Durch Einschalten nachgiebiger Glieder, z. B. von Federn in der Spannvorrichtung, kann dafür gesorgt werden, dass die Aus dehnung unter dem eingestellten Gegendruck erfolgen kann, andernfalls würde der Körper gestaucht werden.
Derartig verwickelt aufgebaute Körper, die aus vielen Hunderten von Einzelheiten bestehen können, z. B. Filterpressen, Tröge für Batterien, elektrische und elektrolytische Zellen, haben sich nach dem Abbinden ale vollkommen gas- und flüssigkeitsdicht er wiesen und diese Eigenschaft auf die Dauer beibehalten.
Das Verfahren erspart also nicht nur die Dichtungen, die in jedem andern Fall zwi schen die einzelnen Bauteile gelegt werden müssen, sondern erzeugt eine Dichtigkeit, die auf die Dauer mit besonderen Dichtun gen nicht erzielt werden kann.
Die Körper bleiben sogar bei stark wech selnden Temperaturen und den damit ver bundenen Ausdehnungen und Verkürzungen dicht, was durch Einschalten federnder Ver spannungen auch dann auf die Dauer gesi chert werden kann, wenn im Körper enthal tene, z. B. metallisch federnde Einlagen, Gas- oder Flüssigkeitsdrücke oder dergl. ihn auseinanderzudrücken suchen.
Bei der Herstellung von Bauteilen aus abbindenden Stoffen, beispielsweise Zement, gegebenenfalls im Gemisch mit Füllmitteln, wie Körnern, Fasern, Pulvern organischer oder anorganischer Natur, beispielsweise Asbestfasern und einem wärmeplastischen Stoff auf der Grundlage der Zellulosen, Foh- lenwasserstoffe, Naturasphalte oder dergl- beispielsweise Benzy lzellulose oder härtba.ren Bindemitteln auf der Grundlage der Kunst harze, beispielsweise von Phenol oder der-,I., ist es wichtig,
dass jedes einzelne Stoff teilchen von einer Bindemittelhaut überzogen ist, bevor die Pressmasse in die geheizte Form gebracht wird. Weiter ist. es vorteilhaft, wenn die Pressmasseteilchen eine möglichst kugelige Form erhalten, damit die Press- masse sich leicht über die Form verteilt und beim Pressen übermässige Drücke an einzel nen Stellen vermieden werden.
Dies lässt sich dadurch erreichen, dass das Bindemittel mit Hilfe eines Lösungsmittels gleichmässig über den abbindenden Stoff, z. B. Zement, gegebenenfalls im Gemisch mit Füllmitteln verteilt wird. Die Verteilung kann gegebenenfalls durch Rühren und Wärme beschleunigt werden. Hierauf wird unter allmählichem Entzug des Lösungs mittels, beispielsweise durch Vakuum, ge gebenenfalls unter erhöhter Temperatur, und durch eine geeignete mechanische Behand lung ,dafür gesorgt, dass die Pressmasse sich allmählich zu mehr oder weniger kugeligen Teilchen zusammenballt.
Abgesehen von dem gleichmässigen tfiber- zug und der kugeligen Gestalt hat diese Ar beitsweise den Vorteil, dass durch Einstellen eines, bestimmten Vakuums und einer be stimmten Temperatur die Gleichmässigkeit der Pressmasse festgelegt werden kann. Auch können bestimmte kleine Lösung smittelreste, wenn es für,den Pressvorgang vorteilhaft ist, in der Pressmasse zurückgehalten oder auch praktisch ganz entzogen werden.
An einem der vielen möglichen Ausfüh- rungsbeispiele soll nun das Verfahren be schrieben werden.
In eine gugelmühl:e werden beispiels weise 92 Gewichtsteile Zement und ss Ge wichtsteile Benzylzellulose eingebracht und unter Zuhilfenahme eines Lösungsmittels für das Bindemittel, z. B. 10 Gewichtsteilen Benzol, vermahlen. Die Mahlung kann unter erhöhter Temperatur, z.
B. bei<B>100'</B> C er folgen, um eine besonders feine Verteilung der Zellulose in möglichst kurzer Zeit zu er halten. Nach kurzer Zeit ist eine gleich , i--e Verteilun- erreicht und das Benzol m ä13 n n wird allmlhlich durch eine Wasser3tra.hl- pumpe abgesaugt und zur Wiederverwen dung kondensiert. Dann wird die Mühle ab gestellt und die Masse entnommen.
Die Zementteile sind nun mit einer ganz feinen Zelluloseschicht überzogen und in grosser Anzahl zu ku#"elförinioen Teilchen vereinigt. Diese Masse wird in die Pressform ein gebracht.
Der Pressvorgang kann z. B. in geheizten Pressformendurch hydraulische Pressen oder in geheizten Strangpressen, beispielsweise zur Herstellung von Rohren, vorgenommen werden. In letzterem Falle kann die Masse laufend zugegeben und der herausgedrückte Rolirstrano in bestimmten Längen ab geschnitten werden.
In unserem Falle wird eine Pressform ver wendet. Infolge der kugelförmigen Gestalt verteilt sich die Masse ziemlich leicht, auch in verwickelteren Formen. Die Pressform ist auf etwa l:30 bis<B>1,50'</B> geheizt, wodurch das Bindemittel unter Einwirkung eines starken Druckes, der viele, hundert at pro am' be tragen und hydraulisch erzeugt werden kann, plastisch wird. Unter der Einwirkung der Temperatur und des Druckes backt die hasse in etwa einer Minute zum fertigen Pressling zusammen.
Process for the production of components from setting materials. The production of components such as plates, pipes or the like from setting materials, for example cement or the like, optionally mixed with powdery, granular or fibrous fillers of an organic or inorganic nature, suffers in particular from the fact that the parts produced in this way have a relatively have a low initial strength and therefore have to be switched on or pressed for a long time, or at least very carefully.
Apart from that, the components produced in this way have various disadvantages, e.g. B. are they more or less permeable to gases and liquids, have poor surfaces, are easily attacked chemically, etc. If necessary, special processing is necessary to seal them somewhat or to smooth their surface or to make them more chemically resistant .
These disadvantages are caused by. The method according to the invention is eliminated, in which the setting substance is mixed with a binder that is plastic in the heat and the mass obtained in this way is compacted and set in the heat to form the component. The water required for setting can be added to the molding compound. However, denser components are obtained if the mass is pressed without the addition of water and only then set. It is particularly beneficial; adhesive to set the component under increased pressure and temperature.
This not only saves time, but also achieves more even setting.
It is also advantageous to apply the heat plastic binder in very fine distribution Ver on the other substances, which can be done by any of the known Ver drive.
The thermo-plastic binder gives the component a relatively high initial strength immediately after it has been formed. It gives it a smooth and shiny surface even after it has set. Furthermore, since it at least partially fills the pores, it makes it relatively gas- and liquid-tight. It can be selected depending on the chemical attack to be expected and protects the component particularly well because it creates a dense surface layer and is evenly distributed throughout the entire component.
This greatly reduces the area of attack even if the surface layer is damaged at any point.
The new process therefore not only simplifies the known manufacturing processes in that a component with a relatively high initial strength is created immediately with the aid of the binder, but it also improves the properties of the components produced in terms of tightness, surface quality and chemical attack at the same time. in particular the latter means by appropriate choice of the binding.
The resulting after the pressing component, the strength of which is achieved essentially by the added binder, can edit before setting, for example, drilled, turned, milled, sanded, z. B. can also be seen with threads ver.
The percentage addition of binders can be about 8 percent by volume, but also below and above. So z. B. one of the many possible press irias made of cement, asbestos fibers and benzyl cellulose with the volume percentages 78.5, 13.5 and 8 respectively. the weight percent 85, 12 and 3 consist.
The binder, in this case the benzyl cellulose, can be admixed with the cement and the asbestos fibers by any of the known methods. these with him, are coated.
The pressing can take place, for example, in heated press molds by hydraulic pressing or for the production of pipes, for example in heated extrusion presses.
However, it can also take place, for example, in cold, even cooled molds into which the hot, dough-like, liquid molding compound is pressed or injected.
Of course, I change the volume and weight percentages of the binder for the various compositions of the molding compound. They can easily be determined through tests and find their lower limit in the binding capacity, the binding agent that must give the component its initial strength.
When using components for electrotechnical, chemical and electrochemical Z, # \ corners, great demands are made on them because of the simultaneous occurrence of different types of stress such as heat, mechanical, electrical and chemical forces, which are made of a setting substance, for example Cement, if necessary in a mixture with fillers, manufactured components have only grown to a small extent.
It has therefore resorted to special methods to make such components, such. B. by impregnation, by coatings or the like. To protect against chemical attack, so to make it suitable for the intended use, which has only succeeded to a limited extent.
According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, in order to take this into account, components made of setting substances are adapted to the stresses mentioned by adding a thermo-plastic substance in an amount and in such a fine distribution that each substance particle has, albeit one, a thin film layer and the molding compound is pressed using such high pressure and temperature,
that all pores are filled with the thermally plastic or curable binder and the surface is formed by a dense binder skin. A component produced in this way is then completely tight and pore-free and this state is retained if it is subsequently bound under increased pressure and temperature. As a setting substance such. B. Cement into consideration. In addition, heat plastic materials are suitable on or based on the Zel lulosen, hydrocarbons, natural asphalt and the like. B.
Gasoline cellulose, as well as hardenable substances based on synthetic resins such as phenol. Mixtures of the substances mentioned, as well as those made from setting substances, can also be used.
It is important that the binder is not only finely distributed in the molding compound, but is also largely solvent-free, as otherwise pores would remain when the solvent escapes. So if solvent is used to produce the fine distribution, it must be removed beforehand in a known manner. Neither should the water for setting be added to the molding compound before it is pressed, if one wants to obtain particularly dense components. the addition of water can create cavities.
After pressing, the component, as a result of the addition of binder. already has a relatively high strength and is perfectly tight, suitably bound under he increased pressure and temperature.
With a suitable choice of the binding agent, the setting substance and, if necessary, the filler, it is almost always possible to make the component meet the requirements.
As a result of the fine distribution of the binding agent, the components are considerably resistant to physical changes in state and chemical attacks that the binding agent or the setting substance alone would not be able to grow.
The component remains after. Setting due to the rigid cement framework is dimensionally stable and firm even at temperatures where z. B. a thermo-plastic binder itself becomes plastic and viscous again and no longer has any strength.
The fine distribution of the binder. can be carried to such an extent that even solvents for the binder can only gradually dissolve it even at higher temperatures, while plasticizers can only slightly penetrate into the pores even at higher temperatures. Construction parts produced in this way can therefore be used in plasticizers for the binder for years, even at higher temperatures.
The components not only have their individual components, namely the binding substance, the binder and, if necessary, Odem filler, common properties, such as. B. at normal temperatures great strength, complete gas and liquid tightness, a smooth, shiny surface, good heat and power insulation and chemical resistance, son countries have these properties even at higher temperatures due to the fine distribution of the individual components in which one of the substances used already lacks a certain property,
such as B. the cement the resistance in chemical terms or the binder, z. B. cellulose, the dimensional stability.
The percentage addition of binding agents can be chosen differently within a lower and an upper limit, depending on the purpose for which the binding agent is to serve. If the component is to become liquid- and gas-tight, the percentage by weight of the binding agent can be kept at around 6 to 12% and above. If it is also to insulate particularly well, the weight percentages can also be up to. to <B> 30 </B>% and more.
Of course, these weight percentages change for the various binders. They can easily be determined by experiments and find their lower limit in the percentage that is sufficient to fill all pores and their upper limit in the setting capacity of the setting substance, e.g. the cement parts.
The following molding compounds are listed in percentages by weight as examples: 92% cement and 8% benzyl cellulose or 80.'r, cement, 11ö asbestos fibers and 9% cellulose for gas and liquid: sdielite, insulating, alkali-resistant components.
An example of a particularly good insulating and chemically resistant component is a compound with r0% cement, <B> 15% </B> asbestos and <B> 15% </B> benzyl cellulose.
For example, the individual sides of the screen are combined with the binding agent, e.g. B. the benzyl cellulose, coated and the so obtained molding compound, for example, in heated molds by hydraulic presses or for the production of pipes, for example in heated Stranbpres, # en pressed. The pressing can also take place, for example, in cold, even cooled molds, in which the hot,
dough-like molding compound pressed or is injected, in which it then comes off easily.
In order to prevent any sticking of the pressed part to the hot walls when using heated molds, these are expediently rubbed with a suitable repellent liquid before the mass is introduced. When using benzyl cellulose as. Binding medium is suitable for this purpose, for. B. paraffin oil.
Instead of this, however, thin paper can also be inserted into the press mold, which can easily be removed from the press sheet after pressing. After the pressing i, the pressed part is ejected and a little cooling is enough to give it a relatively high strength. The pressing can also be carried out, for example, in a cold or cooled form,
into which the doughy hot molding compound is pressed or pressed under high pressure. is splashed.
These components are particularly suitable as components for electrical and electrolyte tables or the like.
In the production of dense components made of a setting material such as B. cement or derbl., Optionally in a mixture of granular, powdery or fibrous fillers of an organic or inorganic nature and a thermo-plastic material on the base of the celluloses, Iiohlenwasser-, toffe, natural asphalt or the, -I., For example w- ice petrol cellulose, etc.
or hardenable binders based on synthetic resins, for example phenol or the like, and are tightly pressed under high pressure and elevated temperature, it is very difficult to subsequently bind these components.
If water has already been added to the molding compound before it is pressed, the construction will be less tight; In addition, it is difficult to see if more water is added to the setting substance.
The commonly used setting process does not lead to any success whatsoever with such a tightly manufactured component. Even after months of lying in water of <B> 100 '</B> C, only the surfaces with a thickness of fractions of a millimeter will bind.
The denser the building material, the higher the temperature and the higher the pressure must be used to set it. Even with 8 percent by weight of cellulose, temperatures of 100 and 150 and above and pressures of up to 5 atm and more must be used.
Under these circumstances, the components will then set in about a week to a depth of about 10 3l: illinieterii. The temperature, pressure and duration depend not only on the level of the binder content, but to a particularly large extent on its distribution. The finer the binder is distributed, the denser the component and the longer it takes to fully set.
The setting time is shortened by increasing the temperature, while on the other hand there is also a lower temperature below which setting no longer occurs at all if the component is tight. This loves at about 100 C.
After setting, it shows depressed sludge parts on its surface which z. 73. Can be easily removed by brushing off, after which a smooth and shiny surface is revealed. The pressure can be increased by accessing a gas, e.g. B. A lead compressed air in the setting boiler, increased, it can also be reduced if, instead of water with a solution of z. B. sodium chloride is bound in water or an alkaline solution.
In any case, these various means make it easy to regulate the setting process.
During the setting it is advisable to keep the temperature constant to avoid cracking.
The components produced in this way are particularly suitable for use as components for electrical and electrolytic apparatus, such as batteries or the like.
For the production of components, the individual parts produced by the present method can be pressed together in the heat.
It is there. It is advantageous to keep the pressure with which the individual parts are pressed together at the same temperature, lower than the pressure with which the individual parts were produced ..
The components then grow together at the dividing surfaces and you can, for example, create a pipe by pressing many rings together when setting, which is also completely tight on the dividing surfaces of the individual rings.
The individual components can, if necessary, also be pressed together with the insertion of components made of metal or other materials, so that they rest well against one another. When setting, the dividing surfaces grow together and become completely tight. The components and metal parts do not grow together, but these interfaces are also completely sealed.
The intergrowth of the components is presumably due to the fact that they expand when they set, especially at elevated temperatures, and grow into them in places where there is no resistance, i.e. with the small bumps. The heat plastic binder will. pushed aside so that the cement grains of the individual components can touch and set at the separating surfaces. The extension that such a composite body experiences when it sets is about 1% of its length.
To facilitate the process, the separating surfaces of the individual components can be treated with a solvent for the binding agent, for example painted or sprayed, before assembly.
By turning on resilient members, e.g. B. springs in the clamping device, it can be ensured that the expansion can take place from under the set counter pressure, otherwise the body would be compressed.
Such intricately constructed bodies, which can consist of many hundreds of details, e.g. B. filter presses, troughs for batteries, electrical and electrolytic cells, after setting ale completely gas- and liquid-tight he showed and retained this property in the long run.
The process not only saves the seals that have to be placed between the individual components in any other case, but also creates a tightness that cannot be achieved in the long run with special seals.
The bodies remain tight even at strongly changing temperatures and the associated expansions and shortenings, which can be secured in the long term by turning on resilient Ver tensions, if contained in the body, z. B. metallic resilient inserts, gas or liquid pressures or the like. Looking to push it apart.
In the production of components from setting materials, for example cement, optionally in a mixture with fillers such as grains, fibers, powders of an organic or inorganic nature, for example asbestos fibers and a thermo-plastic material based on cellulose, hydrofluoric substances, natural asphalt or the like Benzyl cellulose or hardenable binders based on synthetic resins, for example phenol or der-, I., it is important to
that every single substance particle is covered by a binding agent skin before the molding compound is brought into the heated mold. Next is. It is advantageous if the molding compound is given a shape that is as spherical as possible so that the molding compound is easily distributed over the mold and excessive pressures are avoided at individual points during the pressing.
This can be achieved by applying the binder evenly over the setting substance, e.g. B. cement, optionally mixed with fillers. The distribution can optionally be accelerated by stirring and heat. Then, with gradual removal of the solvent, for example by vacuum, if necessary at elevated temperature, and by suitable mechanical treatment, it is ensured that the molding compound gradually agglomerates into more or less spherical particles.
Apart from the uniform coating of the fiber and the spherical shape, this method of operation has the advantage that the evenness of the molding compound can be determined by setting a specific vacuum and a specific temperature. If it is advantageous for the pressing process, certain small residues of solvent can also be retained in the molding compound or even practically completely removed.
The method will now be described using one of the many possible exemplary embodiments.
In a gugelmühl: e example, 92 parts by weight of cement and ss Ge parts by weight of benzyl cellulose are introduced and with the aid of a solvent for the binder, e.g. B. 10 parts by weight of benzene, ground. The grinding can take place at elevated temperature, e.g.
B. at <B> 100 '</B> C he follow in order to keep a particularly fine distribution of the cellulose in the shortest possible time. After a short time an equal, i - e distribution is achieved and the benzene is gradually sucked off by a water jet pump and condensed for reuse. Then the mill is turned off and the mass removed.
The cement parts are now covered with a very fine layer of cellulose and large numbers of them are combined to form ku # "elförinioen particles. This mass is placed in the mold.
The pressing process can, for. B. in heated press molds by hydraulic presses or in heated extrusion presses, for example for the production of pipes. In the latter case, the mass can be added continuously and the pressed Rolirstrano cut off in certain lengths.
In our case, a die is used. Due to its spherical shape, the mass spreads out fairly easily, even in more intricate shapes. The mold is heated to about 1.30 to 1.50 ', whereby the binding agent becomes plastic under the action of a strong pressure that can be many, hundreds of atmospheres per am' and can be generated hydraulically. Under the influence of the temperature and pressure, the hasse bakes the finished pellet in about a minute.