DD144400A5

DD144400A5 - Verfahren zur herstellung von schaumglasmaterial

Info

Publication number: DD144400A5
Application number: DD79215056A
Authority: DD
Inventors: John D Kirkpatrick
Original assignee: Pittsburgh Corning Corp
Priority date: 1978-08-16
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1980-10-15
Also published as: JPS5532791A; US4198224A; AU4948979A; CA1115296A; EP0008218A3; EP0008218A2

Description

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Verfahren zur Herstellung, eines glasartigen Schaummaterials Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von glasartigem Schaummaterial, beispielsweise von Schaumglas,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das US-Patent Nr, 2 736 142 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Schaummaterial und zur Eliminierung von Materialfehlern, die in den Schaummaterialblöcken zu finden sind und durch eine ungleichmäßige Erwärmung u» dgl· her- · vorgerufen werden. Bei diesem Verfahren befindet sich das pulverförmige Glasgeraenge in einer Form, und anschließend wird eine Schneidevorrichtung in die Schicht des pulverförtnigan Gemenges eingebracht, um im allgemeinen rechteckige Würfel aus dem pulverförmigen Gemenge zu bilden. Sodann wird die Schneidevorrichtung entfernt und das würfelförmige pulvrige Gemenge in der Form in programmierter Weise erwärmt. Hierbei wird das pulverförmige Gemenge bei einer Sintertemperatur hinreichend lange erwärmt, so daß es zum Erweichen und Koaleszieren gelangt. Die Temperatur wird anschließend langsara auf die Schäumtemperatur erhöht, bei der das pulverförmige Gemenge mit dem Schäummittel reagiert, um das Material aufzuschäumen. Es ist dem US-Patent Nr» 2 736 142 zu entnehmen, daß die würfelförmige Anordnung des pulvrigen Gemenges die Materialfehler eliminiert, d, h. Falten und. ungleichmäßige Dichten in dem Schaummaterisi. Es wird jedoch von einer bekannten programmierten Erwärmung Gebrauch gemacht, wobei das Material in dem Schäumofen längere Zeit über vorbleiben muß.

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Das US-Patent Nr, 2 775 524 befaßt- sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Schaumartikeln durch das Auftragen des kohlenstoffhaltigen S.chäummittels auf eine inerte Substanz mit einer hohen wirksamen Oberfläche und das Erwärmen des mit dem Auftrag versehenen Artikels in Gegenwart von Luft auf etwa 300 ⁰C₁ um zu einer schwarzen künstlichen Kohle zu gelangen* Diese schwarze künstliche Kohle wird mit bekannten Glasscherben gemischt und das Gemisch in einer bekannten Art und Weise geschäumt. '

Das US-Patent Nr. 3 532 480 befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Schaumglas, indem zunächst das aus ein_ zelnen Teilchen bestehende, pulverförmige Gemisch aus pulvrigem Glas und Schäummittel zu Kugeln agglomeriert wird und dann die Kugeln auf eine höhere Temperatur erwärmt werden, so daß die Kugeln teilweise aufschäumen und aneinander kohärieren, um zu einer Schicht aus koaleszierten und teilweise expandierten Kugeln zu gelangen. Die Schicht aus koaleszierten und teilweise expandierten Kugeln wird in einem plastischen Zustand einer Heizkammer zugeleitet, wo die Schicht aus koaleszierten und teilweise expandierten Kugeln weiterhin zum Schäumen gebracht wird, um zu einer Schaumglasschicht zu gelangen.

Das US-Patent Nr, 4 075 025 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Fritte aus Kaliumalumoborosilikat durch das Ansetzen einer wäßrigen Aufschlämmung aus kolloidalem Siliziumdioxid, Kaliumhydroxid, Borsäure und Aluminiumoxid. Die Aufschlämmung wird getrocknet., und die Krümel werden anschließen zerkleinert, kalziniert und rasch abgekühlt» Das kalzinierte Gemisch der obigen Bestandteile wird in ei-

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non Brecher, wie etwa eine Kugelmühle, eingebracht und das kohlenstoffhaltige Schäummittel ebenfalls in den Brecher eingegeben, um ein homogenes Gemisch aus dem kalzinierten Gemisch und dem Schäummittel zu erhalten. Das Gemisch wird dann als feines pulverförmiges Material in einer bekannten Art und Weise geschäumt, um zu dem Schaumborosilikat zu gelangen» In dem obigen Verfahren werden nur die pulvrigen Bestandteile kalziniert und im Anschluß daran das kalzinierte Material mit dem kohlenstoffhaltigen Schäummittel vermischt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, glasartiges Schaummaterial ohne Materialfehler und in einer kürzeren Zeit herstellen zu können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren so auszugestalten, daß die Verfahrensschritte des Sinterns und des Schäumens getrennt durchgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von glasartigem Schaummaterial aus einem pulverförmigen Gemenge, ,welches sich aus einem Gemisch aus einem pLilverförmigen glasartigen Material und aus einem pulverförmigen Schäummittel zusammensetzt. Die Kennzeichnung dieses Verfahrens besteht darin, daß das pulverförmige Gemisch in zwei getrennten Bearbeitungsstufen erwärmt wird. In der ersten Bearbeitungsstufe .wird das pulverförmige.Gemenge bei einer Sintertemperatur hinreichend lange erwärmt, um zu er-

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möglichen, daS das pulvrige glasartige Material erweicht und das Gemisch koalesziert, um zu einem gesinterten Glassatz zu gelangen, aber ohne die Aktivierung des Schäummittels. Das Erwärmen des gesinterten Glassatzes wird dann unterbrochen und anschließend der gesinterte Glassatz erneut hinreichend lange genug erwärmt und auf eine hinreichend hohe Temperatur gebracht, damit das Schäummittel mit dem gesinterten Glassatz zur Reaktion gelangt und diesen aufschäumt und somit ein galsartiges Schaummaterial bildet» Das Schaummaterial weist eine Dichte zwischen etwa 0,14 g/cm und 0,480 g/cm auf.

Das pulverförmige glasartige Material, vom dem im Rahmen uer vorliegenden Erfindung Gebrauch gemacht wird, kann praktisch jede beliebige Form eines sachgemäß zubereiteten Glasgemenges aufweisen, welches gesintert v/erden kann, wenn es in einem pulverförmigen Zustand vorliegt, und mit einem geeigneten Schäummittel geschäumt werden kann, um ein Schaummaterial zu bilden« Bekanntes Natron-Kalk-Kieselsäuregias stellt die häufigste Form dar, von der Gebrauch gemacht wird* Andere Bestandteile können selbstverständlich in zweckmäßigen Mengenanteilen zugegeben werden, um verschiedene bekannte Gläser zu bilden, die als Glasscherben zur Verfügung stehen können. Es ist jedoch einzusehen, daß das Verfahren ebenfalls auf das Schäumen anderer glasartiger Materialien anwendbar ist, wie zum Beispiel auf Schlacken, natürliche mineralische Silikate, vulkanische Aschen und Gemenge gemäß oer Beschreibung in dem US-Patent Nr. 3 793 039 mit der Bezeichnung "Schaumglasmaterial¹" und Gemenge gemäß der Beschreibung in dem US-Patent Nr, 4 075 025» Das Verfahren ist ebenfalls geeignet für das Schäumen von pulverförmigen Gemengen aus glasartigem Material und Schäummitteln, denen kleine Mengenantei-

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le an Metallen, Metalloxiden und Sulfaten sowie andere Materialien zur Unterstützung des Schäumens zugesetzt worden sind.

Das pulverförmige Gemenge, welches das pulvrige glasartige Material und das Schäummittel enthält, kann in jeder geeigneten Art und Weise gesintert werden, wie etwa das Sintern in einer bekannten Formschale oder als 'voragglomerierte Kugeln auf einem Sinterrost oder in einem Drehofen. Das Sintern muß dabei in ei

sauerstoffarmen Atmosphäre vorgenommen werden, um die^; Oxydation des kohlenstoffhaltigen Schäummittels zu verhindern. Es .wird bevorzugt, daß das gesinterte Gemenge eine geeignete Teilchengröße aufweist, die einen Durchgang durch ein Sieb der US-Siebfolge mit einer Feinheit zwischen 8 und 12 Maschen erlaubt, wobei ein Sie der US-Siebfolge mit einer Feinheit von 10 Maschen für das pulverförmige Glasgemenge bevorzugt wird. Wenn das Gemenge bekannten Sinterverfahren unterworfen wird, wird bevorzugt, daß das Gemenge abgekühlt und zerkleinert wird, um die obige gewünschte Teilchengröße zu erhalten. Dedoch kann das Glasgemenge in ein Granulatkorn mit der gewünschten Teilchengröße überführt werden, und die Kügelchen werden anschließend gesintert, um zu den gesinterten Kugeln mit der obigen bevorzugten Teilchengröße zu gelangen, ohne dabei die Kugeln z'u zerkleinern« Die Vorteile, das Gemisch aus dem pulverförmigen glasartigen Material und dem Schäummittel getrennten Sinter- und Schäumbearbeitungsstufen zu unterwerfen, führen zu einem Eliminieren von Materialfehlern, die häufig in dem Material anzutreffen sind, das in einer bekannten Art und Weise geschäumt wird. Es wird angenommen, daß die Materialfehler, wie etwa Falten, in dem Material während der Sinterphase des Schäumverfahrens initiiert" werden und sich auf

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Grund des ungleichmäßigen Erwärmens des Gemenges während des SInterns ergeben. Nur ein versierter Beobachter kann die Erscheinungen in dem"Sintergut feststellen, die zu Materislfehlern in dem Schaummaterial führen.

Mit dem obigen Verfahren ergibt sich die Möglichkeit, die Zeitspanne wesentlich zu reduzieren, in der das Material in dem Schäumofen verbleiben muß, Wegen des pulverförmigen Zu- · Standes des Glasgemenges besteht eine wesentliche Schwierigkeit darin, Wärme in das pulverförmige Material zu übertra·» gen. Daher nimmt das Sintern des pulverförmigen Materials einen wesentlichen Zeitanteil für sich in Anspruch und stellt ein relativ langsames Verfahren dar. Die Verringerung üer Sinterzeit oder das Sintern in einem anderen Ofen als einea teuren Schäumofen oder das Sintern in einem Drehofen reduziert wesentlich die Kosten für die Herstellung des Schaummaterials. Die Zeit, die in der Hauptsache für das Sintern des pulverförmigen Materials in dem bekannten Schaukelofen erforderlich ist, bestimmt sowohl die Länge des Ofens als auch die Produktivität der Herstellung des Schaummaterxals in dem Ofen. Durch Eliminierung des Sinterns in dem Schäumofen kann die Produktivität der Herstellung vergrößert und die Länge des Ofens herabgesetzt werden»

Wo ein Schaummaterial hoher Dichte bei dem bekannten Schaumverfahren gewünscht wird, besteht eine Begrenzung bezüglich der -Menge des pulverförmigen Gemenges, das in eine bekannte Form eingebracht werden kann. Zusätzlich besteht ein Wärmeübertragungsproblem in dem pulvrigen Gemenge, VVo statt des pulverförmigen Gemenges ein Sintermaterial entsprechender Teilchengröße verwendet wird, kann eine größere Menge in die Form ©ingebracht und das Sintergemenge wegen seiner granulierten Beschaffenheit und seiner höheren Schüttdichte ra-

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scher auf die Schäumtemperaturen erwärmt werden.

Das Sinterprodukt kann an einer Stelle hergestellt und zu einer zweiten Stelle transportiert werden, wo die Schäumung vorgenommen werden kann. Dasselbe ist praktisch mit einem pulverförmigen Gemenge nicht durchführbar, da die Bestandtei le hygroskopisch sind und ebenfalls dazu neigen, sich unter Rütteleinwirkung zu entmischen.

Wie weiter oben erwähnt wurde, kann ein Gemenge in Form von voragglomerierten Kügelchen in einem Drehofen oder auf eirfem Sinterrost gesintert werden, wodurch niedrige Kosten für das Heizen entstehen. Während des Sinterns in einem Drehofen wird das Material keiner Temperatur ausgesetzt, die hoch genug ist, damit das Material an den Wänden des Drehofens anhaftet. Daher besteht keine Notwendigkeit für ein Trennmittel, um das Anhaften an den Wänden des Drehofens zu unterbinden«

Das Verfahren gernäß der vorliegenden Erfindung ist im beson- · deren anwendbar auf die Herstellung eines glasartigen Schaummaterials unter Verwendung eines Glasgeraengos einer yorausgewählten Zusammensetzung als Ausgangsmaterial, wie etwa von Glasscherben aus bekanntem Natron-Kalk-Kieselsäureglas. Dieses Ausgangsmaterial wird dann vermählen, indem die Glasscherben in eine Kugelmühle eingebracht werden. Im Anschluß daran wird ein Schäummittel, zum Beispiel Ruß, in die Kugelmühle eingegeben und mit den Glasscherben gemischt und zusammen mit diesen vermählen, um zu einem pulvrigen Gemisch aus Glas und Schäummittel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße zwischen 3 und 10 ,um zu gelangen. Die Schüttdichte des pulver-

förmigen Gemenges liegt zwischen etwa 0,80 und 0,96 g/cm .

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Das zerkleinerte Gemengegemisch wird anschließend in jeder beliebigen geeigneten Art und Weise gesintert, beispielsweise in einer Formschale oder als voragglomerierte Kügelchen in' einem Drehofen unter sauerstoffarmen Bedingungen, Beim Sintern wird das pulverförmige Gemenge einer Sintertemperatur zwischen etwa 650 ⁰C und 760 ⁰C ausgesetzt und auf jener Temperatur hinreichend lange gehalten, damit das glasartige Material in dem Glasgemenge erweichen und koaleszieren kann, Während des Sinterns gelangt das Material jedoch nicht zum Schäumen, und das kohlenstoffhaltige Schäummittel reagiert nicht mit den anderen Materialien in dem Glasgemenge zum Zwecke des Schäumens des Materials, Das Sintergut selbst weist eine wahre Dichte von etwa 2,24 g/cm auf. Das Sintermaterial wird sodann abgekühlt und zerkleinert. Das zerkleinerte Material wird in der Weise gesiebt, daß es eine Teilchengröße aufweist, mit der es durch ein Sieb der US-Siebfoige, und-dabei eine Schüttdichte von etwa 1,28 bis 1,6 g/ cm hat. Wenn die Kügelchen des Gemenges gesintert werden, sind die Zerkleiner-ung und das Sieben des gesinterten Materials nicht erforderlich, da die Kügelchen in einer vorausgezahlten Grö^e derart gebildet werden können, daß nach dem Sintern die Kugeln ein verringertes Volumen aufweisen und über eine Größe verfugen, um durch ein Sieb mit einer Feinheit unterhalb 10 Maschen hindurchtreten zu können» Wegen der Zunahme der Schüttdichte nimmt das Volumen des Materials in einer Formschale wesentlich ab»

Das gesinterte Material mit der entsprechenden Teilchengröße, welches das unverbrauchte Schäummittel enthält, wird in eine Formschale gebracht und diese dann in einen Schäumofen eingebracht, wo das Sintermaterial auf Schäumtempereturen von 871 C bis 899 C erwärmt.und auf diesen Schäuratemperaturen

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gehalten wird, bis das gewünschte Schaummaterial hergestellt ist» Das Schaummaterial in Form von Blöcken wird anschließend abgekühlt und rasch abgeschreckt, um den Vorgang des Schäumens zu unterbinden« Die erhaltenen Blöcke werden dann der Form entnommen* Im Anschluß hieran werden die Schaumblöcke »•veiter gekühlt, um sie langsam durch den Wärmebereich zwischen dem oberen und dem unteren Kühlpunkt des glasartigen Materials abzukühlen. Abschließend findet das Abkühlen auf Umgebungstemperatur statt. Das S_chaummaterial wird in der vorstehenden Weise bearbeitet, um zu im allgemeinen rechteckigen Blöcken aus Schaummaterial zu gelangen, die für Dämmstoffe eingesetzt werden können«

Das Programm für das Erwärmen des Sintermaterials ist vielseitiger als dasjenige für das Erwärmen nach dem bekannten Schäumverfahren, wobei die pulverförraigen Gemengematerialien kontinuierlich erwärmt werden, während das Material erfindungsgemäß zunächst sintert und dann zürn Schäumen gebracht wird. Bei dem bekannten Schäumverfahren wird das pulverförmige Geinenge langsam auf die Sintertemperatur erwärmt, und zwar wegen der vorliegenden pulverförrnigen Beschaffenheit und der damit verbundenen Schwierigkeit der Wärmeübertragung in ein feines Pulver hinein. Nachdem das pulverförmige Material erweicht ist und koaleszierte, wird die Temperatur langsam von der Sintertomperatur zu der Schäumtemperatur erhöht und dann auf dieser Schäumtemperatur hinreichend lange genug gehalten, damit das Material aufgeschäumt werden kann.

Bei dem beschriebenen Verfahren kann das pulverförmige Gemenge in getrennten Einrichtungen gesintert und nach erfolgtem Sieben auf die geeignete Teilchengröße und Unterbringen in einer Formschale diese dann in einen Schäumofen einge-

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bracht werden, der sich auf der Schäumtemperatur befindet, ohne dabei von dem Programm des verlängerten langsam zunehmenden Erwärmens Gebrauch zu machen. Bei dieser Vielseitigkeit besteht nunmehr die Möglichkeit, die Zeit wesentlich · zu reduzieren, die erforderlich ist, um das. Material in dem Ofen zu behalten. Es ist ebenfalls möglich, die maximale Schäumtemperatur zu variieren, um auf diese Weise die Dichte des sich ergebenden Schaummaterials zu regulieren.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Gemenge aus Glasscherben mit der folgenden Zusammensetzung in Masse-Ja vorbereitet:

SiO₂	72	,7	κ₂ο	0,7
Na₂O	12	,0	Al₂O₃	4,5
CaO	5	,2	^Fe2°3	0,2
MgO	3	,8	^S03	0,3

Die Glasscherben werden mit 0,2 % Ruß vermischt und in einer Kugelmühle auf eine durchschnittliche Teilchengröße zwischen 4 und 5 ,um zerkleinert, um zu einem pulverförmigen Glasgeraenge zu gelangen. Das Glasgemenge wird in eine Sinterschale eingegeben und in einen Sinterofen gebracht. Der Ofen befindet sich auf einer Temperatur von 760 ⁰C und weist eine sauerstoffarme Atmosphäre auf, um die Oxydation des kohlenstoffhaltigen Schäummittels zu verhindern. Das Gemenge ver-

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bleibt in dem Ofen etwa 30 Minuten lang, während welcher Zeit sich aus dem Gemenge ein Sinterprodukt bildet* Das Sinterprodukt wird aus dem Ofen entfernt und abgekühlt. Das Sintererzeugnis wird sodann zerkleinert und auf einem Stan-" dardsieb der US-Siebfolge mit einer Feinheit von 10 Maschen durchgesiebt. Das durch das Sieb hindurchgehende Sintermaterial weist eine Teilchengröße kleiner als 10 Maschen auf und wird in eine Formschale aus rostfreiem Stahl eingegeben und in einen Schäumofen mit einer Anfangstemperatur von 810 C gebracht. Die Temperatur wird langsam derart erhöht, daß eine Temperatur von 870 ⁰C in 15 Minuten erreicht wird« Die Temperatur wird auf 816 C 30 Minuten lang gehalten, während welcher Zeit das pulverförmige Sinterprodukt aufgeschäumt wird und ein Schaummaterial bildet. Das Schaummaterial wird rasch abgeschreckt und gekühlt und weist Eigen·? schäften auf, die mit einem Schaummaterial zu vergleichen' sind, das im Rahmen eines bekannten Schäumverfahrens geschäumt wird. Die Dichte des Schaummaterials liegt bei 0,17 g/cm³.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Glasscherben gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 vorbereitet und gesintert. Die Schäumternperatur beträgt 899 °C, und das Schaumraaterial verfügt über eine Dichte von 0,15 g/cm . Durch die Erhöhung der Maximaltemperatur wird die Dichte des Schaummaterials reduziert.

In einem dritten Ausführungsbeispiel wird nach dem Verfahren der Beschreibung in Beispiel 1 dasselbe Glasgemenge gesintert und das Sintcrrüaterial in einer Form aus rostfreiem Stahl in einen Schäumcfen mit einer Temporatur von 893 ⁰C

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eingebracht und die Ofentemperatur· 35 Hinuten lang auf dieser Temperatur gehalten. Das Schaummaterial weist eine Dichte von 0,16 g/cm*"* auf» .· .

Somit besteht nach dem hier beschriebenen Verfahren die Möglichkeit, das Sintermaterial in einen Ofen bei oder über der Schäurntemperatur einzubringen und ein Schaummaterial zu erhalten, welches über die erwünschten physikalischen Eigenschaften verfügt und dabei keine Falten und andere Arten von Materialfehlern aufweist. So weist das Schaummaterial gemäß den Beispielen 1, 2 und 3 keine Materialfehler auf und wird nach einem Programm der Wärmeeinwirkung aufgeschäumt, welches im Rahmen des bekannten Schäumverfahrens nicht verwen- . det werden könnte. Wenn von dem Programm des raschen Erwärmens gemäß der Diskussion in den Beispielen 1, 2 und 3 bei einem Rohgemenge Gebrauch gemacht werden würde, würde das Produkt eine Menge Falten und andere Inhomogenitäten aufweisen.

In einem vierten Ausführungsbeispiel wird eine in dem US-Patent Nr. 3 793 039 beschriebene Zusammensetzung, die als Bestandteile kalzinierte vulkanische Asche, Natriumborat, Natriumbikarbonat, Kalziumfluorid, Natriumazetat, Antimonoxid und Ruß enthält, in einer Kugelmühle gemahlen, bis die durchschnittliche Teilchengröße von 2 bis 4 ,um erreicht wird. Die Schüttdichte dieses Gemenges liegt bei 0,51 g/cm . Das Gemenge aus dem pulverförmigen Material wird in eine Form aus nichtrostendem Stahl eingegeben und diese in einen Ofen gebracht. Die Eintrittstemperatur des Ofens liegt bei 760 ⁰C, und der Ofon kühlt sich auf 677 ⁰C infolge der kalten Beschickung ab und erreicht dann in 20 Minuten eine Tem-"

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peratur von 788 C. Das pulverförmige Material in der Form wird 5.n dem Ofen auf 760 °C etwa 40 Minuten lang gehalten. Die Form wird aus dem Ofen entfernt und abgekühlt. Das abgekühlte Sinterprodukt wird anschließend zerkleinert und durch ein Sieb der US-Siebfolge mit einer Feinheit von 12 Maschen hindurchgesiebt. Das durch das Sieb hindurchtretende Material weist eine Schüttdichte von etwa 0,99 g/cm und eine wahre Dichte von etwa 1,60 g/cm auf.

Das Sintej-material wird in eine Form aus nichtrostendem Stahl eingegeben und diese in einen Schäumofen gebracht«· Der Ofen weist eine Anfangstemperatur von 838 ⁰C auf , und diese kann in 30 Minuten auf eine Temperatur von 899 C gesteigert werden. Das Material bleibt weitere 50 Minuten lang bei einer Temperatur von 899 C in dem Ofen, Die Temperatur des Ofens wird sodann auf 732 C reduziert und 15 Minuten lang gehalten, um zu ermöglichen, daß das Innere des Blockes den Gleichgewichtszustand erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Temperatur des Ofens auf 760 ⁰C erhöht, um die Form gegenüber dem Schaummaterial zu expandieren, Die Form wird dann dem Ofen entnommen und der Schaumblock in einen Temperofen gebracht, in welchem 13 Stunden lang ein allmähliches Abkühlen stattfindet. Der Block aus dem Schaummaterial weist eine gleichmäßige Zellengröße von etwa 0",4 bis 0,7 mm und eine durchschnittliche Dichte von 0,29 g/cm auf, wobei die Dichte sich von 0,27 g/cm in der Peripherie bis 0,30 g/cm im Kern erstreckt. Der Schaummaterialblock wird sorgfältig zerschnitten und zeigt keine Risse oder Fehler· Materialfehler, wie etwa Falten, große Löcher, Kaltoder VVarmhaarrisse, sind in dem Schaummaterialblock nichtvorhanden. Macht man von dem belcannten gewöhnlichen Schaumverfahren mit den obigen Gemengematerialien Gebrauch, so

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gelangt man zu einem Block mit niedrigeren Dichten und/oder großen inneren Materialfehlern in dem Block·

In einem fünften Beispiel wird ein Gemenge gemäß der Beschreibung in Beispiel 4 angesetzt und gesintert. Anschließend erfolgt das Schäumen in einem Schäumofen, in dem die Temperatur während des Schäumens auf 904 °C erhöht wird« Die sich ergebende Dichte des Schaummaterials liegt bei 0,27 g/cmf.

Im sechsten Beispiel dient als Grundlage dasselbe Gemenge aus pulverförmigen Bestandteilen» Die Schäumtemperatur wird auf 936 ⁰C erhöht. Das Schaummaterial weist eine Dichte von 0,18 g/cm auf.

Es laßt sich aus den Beispielen 4, 5 und 6 entnehmen, daß os mit dem hier beschriebenen Verfahren möglich ist, die Dichte des Schaummoterials durch Erhöhen oder Erniedrigen der Schäumtemperatur zu variieren und dennoch ein Schaummaterial ohne Materialfehler zu erhalten. Bei dem bekannten normalen Schäumverfahren ist es schwierig, derartige Ergebnisse zu erzielen und ein Schaummaterial zu bekommen, welches keine Materialfehler aufweist, insbesondere Schaummaterial höherer

3 Dichte, d. h. mit einer Dichte größer als 0,26 g/cm ,

Mit dem hier beschriebenen Verfahren besteht nunmehr die Möglichkeit, Schaummaterial mit ausgewählten Dichten und ohne Materialfehler herzustellen und die Ofenzeiton für das Sin-.tern und Schäumen wesontlich zu reduzieren.

In der gesamten Patentbeschreibung und in dem Erfindungsan- ·

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spruch dient der Ausdruck "glasartig" dazu, irgendein glasähnliches Material zu bezeichnen, bestehend entweder aus natürlichen Bestandteilen oder aus sachgemäß angesetzten Be- · standteilen, sowie irgendeine Kombination aus chemischen Bestandteilen, wobei es, wenn auf diese Materialien erhöhte Temperaturen einwirken, zu einem Erweichen und Koaleszieren kommt, um zu einem glasartigen Material zu gelangen.

Mit dem obigen Verfahren ergibt sich ebenfalls die Möglichkeit, einen geringeren Teil des pulverförmigen Gemenges mit dem Sintergemenge zu vermischen und das Gemisch Schäumtemperaturen auszusetzen, um zu einem Schaummaterial mit den gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften ohne die Bildung von Materialfehlern darin zu gelangen.

Claims

Erfiη d unganspruch

1,6 g/cm bis 2,24 g/cm" verfügt, und daß das gesinterte Produkt, welches der Schäumbearbeitung unterworfen wurde, eine Teilchengröße kleiner als 10 der US-Siebfolge (2 mm) und eine Schüttdichte von 1,28 g/cm³ bis 1,6 g/cm³ aufweist.

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1. Verfahren zur Herstellung eines glasartigen Schaummaterials, bestehend darin, daß aus einem pulverförmigen glasartigen Material oder aus pulvrigen Bestandteilen für die Glasherstellung, die bei Sinterung ein glasartiges Material bilden, und aus einem Schäummittel ein Gemisch gebildet wird, daß das pulvrige Gemisch zunächst auf eine Sinterpemperatur erwärmt wird, bei der die Teilchen desglasartigen Materials erweichen und koaleszieren, und im Anschluß hieran auf eine höhere Temperatur, um das besagte Schäummittel zu aktivieren, und daß sodann die gesinterte und geschäumte Masse abgekühlt wird, um zu einem glasartigen Schaummaterial zu gelangen, gekennzeichnet dadurch, daß das Erwärmen am Ende des Sinterns und vor irgendeiner wesentlichen Aktivierung des Schäummittels unterbrochen wird und daß das gesinterte, ober ungeschäumte Produkt zum Abkühlen gebracht wird» bevor die erneute Erwärmung auf die Schäumtemperatur erfolgt.

2» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Erwärmung bei einer Temperatur von 650 bis 760 C durchgeführt wird und das zweite Erwärmen bei einer Temperatur von 871 bis 899 ⁰C erfolgt,

3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß während der zweiten Bearbeitungsstufe das gesinterte, aber ungeschäumte Produkt der ersten Bearbeitungsstufe direkt in einen Ofen eingebracht wird, der auf der Schäumtemperatur gehalten wird, ohne vorheriges erneutes. Erwärmen des abgekühlten Produktes.

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4« Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als glasartiges Material ein pulverförmiges Natron-Kalk-Kieselsäureglas verwendet wird.

5» Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnetdadurch, daß als Ausgangsmateriäl dem Schäummittel pulvrige Glasformer beigemischt werden, die auf eine durchschnittliche Teilchengröße von 2 bis 4 ,um gemahlen worden sind,

6, Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß das gesinterte, aber ungeschäumte Produkt der ersten Bearbeitungsstufe zerkleinert wird, bevor das erneute Erwärmen während der zweiten Bearbeitungsstufo erfolgt,

7, Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß bis zu 20 Gew.-% eines weiteren Gemisches aus dem besagten pulverförmigen, glasartigen Material und dem Schäummittel dem Produkt der ersten Bearbeitungsstufe beigemischt werden, bevor das erneute Erwärmen auf die Schäumtemperatur erfolgt,

8, Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß das pulvrige Gemisch, welches dem Sintern unterworfen wurde, eine Rohdichte von 0,80 g/cm⁰ bis 0,96 g/cm aufweist, daß das gesinterte Produkt der ersten Bearbeitungsstufe über eine wahre Dichte von

9· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß vor dem Sintern das Gemisch aus dem glasartigen Material oder aus den Glasformern und dem Schäummittel zu Kugeln geformt wird, wobei die besagten Kugeln nach dem Sintern ohne Zerkleinerung erneut auf die Schäumteraperatur erwärmt werden.

10» Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurcp, daß das Sintern unter einer Atmosphäre mit Sauerstoffmangel ausgeführt wird, um die Oxydation des Schäummittels auf ein Minimum herabzusetzen.