DD292230A5 - Verfahren und vorrichtungen zur herstellung von waermedaemmenden faserformteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur nasztechnischen Herstellung von waermedaemmenden Faserformteilen beliebiger raeumlicher Geometrie auf Basis von Mineralfasern und/oder Keramikfasern. Eine Verarbeitung gleitmittelbehafteter Mineralfasern und/oder Keramikfasern ist moeglich. Die erfindungsgemaesz hergestellten getrockneten Faserformteile besitzen eine erhoehte Steifigkeit, Haerte, Gefuegefestigkeit, Handhabefestigkeit sowie verbesserte mechanische Nachbearbeitungsmoeglichkeit. Das Ziel der Erfindung wird durch die Anwendung eines abgestimmten formaldehydfreien anorganisch-organischen Bindemittelsystemes erreicht, wodurch gleichzeitig oekologisch gering belastete Filtratsabwaesser entstehen. Auf Grund der guten Homogenitaet, Haerte und Gefuegefestigkeit ueber den Formteilquerschnitt ist eine saubere und maszgenaue mechanische Nachbearbeitung mit Holzbearbeitungstechniken zur Herstellung kompliziert gestalteter, direkt nicht formbarer Faserformteile moeglich. Nach der thermischen Erstbehandlung zeigen die im erfindungsgemaeszen Verfahren hergestellten Faserformteile eine homogene anorganische Gefuegebindung und ausreichende Festigkeiten. Die Erfindung kann in der Nichteisen- und Eisenmetallurgie, Silikatindustrie, chemischen Industrie sowie im Industrieofenbau und im thermischen Apparate- und Anlagenbetrieb angewendet werden. Weiterhin sind mittels Figur 1, spezielle Vorrichtungen zur Durchfuehrung des Verfahrens beschrieben. Fig. 1{Verfahren und Vorrichtung; nasztechnische Herstellung; waermedaemmend; Faserformteile; beliebige Geometrie; erhoehte Steifigkeit; Gefuegefestigkeit; Nachbearbeitungsmoeglichkeit; formaldehydfrei; Nichteisen-/Eisenmetallurgie; Industrieofenbau}

Description

dor Susponslonon olio Naßanlagontollo aue korrosionsbeständigem Material nusgofülirt soln müsson, und dlo Slobgowebeepannungon, olnschlloßllch aor welchgolötoten Slounillito, olnom starken Verschleiß untoillogon. Dos woltoron findet Infolge dos anuron Sueponslonecharaktors olno Sol-Golumwondlung dos kolloidalen Oxidhydrosolos mit ontsprochondor Vlskosltäisorhöhung stott, womit oino Einschränkung dor Entwässorungsgoschwindlgkolt, dor formbaron Wandstärke und dor sich dadurch orgobondon orhöhton Rohdir.hto dor souggoformton Fasoffornitollo verbunden Ut. Ebonfalls bostoht dor Nachtoll dos vorgeschlagenen Vorfahrons gomäß DE 2613413 (32 darin, daß dlo gotrocknoton Fasorformtoilo oino ungenügondo mechanische Fostifjkolt bositzon, wodurch olno maschinell Nachboarboitung nicht möglich Ist. Dazu müsson dlo gotrocknoton Formtollo In einom anschließenden, aufwondlgen Vorfahronsschritt mit oinom wärmohärtberon organischen Harzbindemittol zusätzlich.imprägnlort wordon, wobol diese Organoharzo In olnom organischen Lösungsmittel als verdünnte Lösungon in Verbindung mit woitoron Katalysatoren und Härtorn ongewondot wordon, wodurch sich der Horstellungsprozoß zusätzlich kompliziert und ontsprochondo Sichorheltsanfordorungon boachtot wordon müsson. DIo imprägnlorton Formtoilo müsson nachträglich bei orhöhton Tomporaturon von 200 bis 250'C ausgehärtet worden und sind orst danach zur maschinollen Bearbeitung, beispielsweise auf einer Drohbank, geeignet.

Die Anwendung der homogenen Mikrowellentrocknung zur Migrntlonsvormoldung dor kolloidalen Oxidsolteilchen in keramlschon Fasorformloilon ist gemäß der DE 2311816 A und US 3935060 A bokannt, Diosos Verfahren bedingt jedoch den Einsatz kostonoufwondigor Spozial-Mlkrowollonstrahlungsöfen, dio üblicherweise nicht zur Vo. 'ügung stehen. Zur Erreichung einer erhöhten Festigkeit sind dio mikrowollongotrocknoton Form'.oilö in elnom zusätzlichen Verfahrensschritt in wäßrigen Oxidsolen zu tauchen und konventionell zu trocknen, wodurch wiederum Migrationsprobleme entstehen und die Wärmeleitfähigkeit entsprechend ansteigt.

Weiterhin sind auch Verfahren bokannt, wo infolge bowußt nachträglich induziortor Golbildung im Naßformling dio Migration dor kolloidalen Oxidsolteilchon vorhindort werden soll. So wird gomäß der US 3935060 A ein Vorfahron beschrieben, bei dem der infolge Trocknung unter abgeschlossener Dampfbehandlung beziehungsweise Autoklavbedingungen sich als Zerfallsprodukt von SpezialChemikalien bildende Ammoniak eine Golierung des SiO₂-SoIoS infolge pH-Wertänderung ergibt, wodurch die Teilchen unbeweglich werden. Dieses aufwendige Verfahren bedingt des Einbringen der Naßformlinge in abgeschlossenen Plastiksäcken odor Autoklaven und ist damit nicht rationell zu lösen. Ebenfalls ist das weiterhin vorgeschlagene Durchsaugen von gasförmigem Ammoniak durch den gebildeten Naßformling mit zusätzlichen verfahrenstechnischen Aufwendungen verbunden, dio insbesondere zur Lösung der Absaugprobleme nicht rationell lösbar sind. Die gemäß DE 3311953 A1 vorgeschlagene Vorgelierung des anorganischen Oxidsoles vor Suspensionsmischung bedingt infolge der eingebrachten Viskositätserhöhung Formgebungsschwierigkeiton.

Zur Erhöhung der Steifigkeit und Gefügofostigkeit naßgeformter, getrockneter Faserformtoile aus Mineral- und Keramikfasern sind Verfahren bekannt, die auf der Verwendung formaldohydhaltiger Kunstharzbindemittel als Suspensionszusatz, wie Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, Phenol-Formaldehyd-Harzen und Furanharzen in Verbindung mit kolloiden anorganischen Kieselsolen beruhen [DE 1771742 B2, DE 2831505 A1, GB 1263919 A, AT 372367 B, US 3770466 A]. Der Nachteil dieser Verfahren zur Erhöhung der Steifigkeit, Festigkeit und mechanischen Nachbearbeitbarkeit besteht unter anderem darin, daß bei der Verwendung dieser wärmhärtbaren Formaldehydkunstharze Trocknungstemperaturen über 120⁰C zur Polymerisation erforderlich sind, die mit gesundheitsschädigenden Formaldehydemissionen verbunden sind, die zusätzlich geeignete Absauganlagen an den Trocknern bedingen. Des weiteren trägt die Auskondensation Langzeitcharakter, wodurch entsprechende Lagenreiten zur Erzielung einer zulässigen Formaldehydabgabekonzentration bis zur Auslieferung erforderlich sind, die mit entsprechenden Belüftungen der Lagerräume verbunden sind. Ebenfalls entstehen bei der thermischen Erstbeanspruchung der Formteile große Mengen flüchtiger und gasförmiger, gesundheitsschädigender Pyrolyseprodukte. Des weiteren besteht der Nachteil dieser bekannten Verfahren darin, daß die Migration der kolloidalen Oxidteilchen beim Trocknungsprozeß nicht unterbunden wird und nach der Pyrolyse der organischen Kunstharzbindemittel eine unterschiedliche Festigkeitsverteilung über dem Formteilquerschnitt vorliegt. Weiterhin besteht der Nachteil dieser Verfahren darin, daß die anfallenden Filtratsabwässer stark mit organischen und anorganischen Bindemitteln sowie Faser- und Füllstoffen belastet sind, die kostenaufwendige Kläranlagen erforderlich machen.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, die auf der Verwendung von nativen wasserunlöslichen Stärken, quellfähigen bzw. heißlöslichen oder abgebauten Stärken zur naßtechnischen Herstellung von Faserformteilen mit erhöhter Steifigkeit und Gefügefestigkeit basieren [DE 1150614 B, DE 1245828 B, DE 1471528 B, DE 1671269 B, DE 1947904 B2, DE 2831505 A1, AT 372 367 B, US 3770466 A]. Diese Lösungen besitzen jedoch den Nachteil der geringen Zurückhaltung der Stärkeeinsatzmenge, wodurch höhere Einsatzmengen erforderlich sind und beträchtliche ökologische Belastungen der Fabrikationsabwässer hinsichtlich der organischen Last, charakterisiert durch die BSB₅- und CSV-Werte (Biochemischer Sauerstoffbedarf, Chemischer Sauerstoffverbrauch), zu verzeichnen sind. .

Vor Einleitung dieser stark getrübten Abwässer in den Vorfluter sind ausrüstungs-, kosten- und zeitaufwendige biologische Behandlungsverfahren erforderlich, um eine Minimierung der Sauerstoffbilanz des Ökosystemes Vorfluter zu verhindern. Auf Grund der hohen mikrowellen Anfälligkeit des Filtrates ist dessen Wiederverwendung direkt nicht möglich. Ebenfalls führt die Verwendung dieser nichtionogenen bzw. anionogenen Stärkon zu einer Viskositätserhöhung der Faserstoffsuspensionen und damit verbundener verschlechterter Entwässerungscharakteristik. Eine Migrationsverhinderung der kolloidalen Oxidsolteilchen beim Trocknungsprozeß kann gleichfalls nicht erreicht werden. Um eine bessere Zurückhaltung der Stärkeeinsatzmenge zu erreichen, sind technische Lösungen bekannt, bei denen die Suspensionen mit sauer reagierenden Flockungsmitteln, wie Aluminiumsulfat oder organischen Polyelektrolytflockungsmitteln, wie beispielsweise Polyacrylsäureamid und Säurezugabe im pH- Wertgebiet 4-5,5, eingestellt [DE 1471528 B, DE 1947904 B2]. Dieser saure Charakter bedingt jedoch wiederum verschlechtertes Entwässerungsverhalten und verstärkte Korrosionserscheinungen aller Naßanlagenteilo und Formgebungswerkzeuge.

Die Nachteile aller oben angeführten bekannten technischen Lösungen werden im technischen und ökonomischen Sinne durch das vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren verbessert.

Der bekannte Stand der Technik über Verfahren und Vorrichtungen zur Suspendierung von Mineral- und Keramikfasern sowie zur Versatzmischung ist dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht in Behälter mittig eingebaute Schraubenrührwerke hoher Drehzahlboreiche verwendet werden [US 3770466 A, US 3935060 A, FR 1563091 A]. Grundsätzlich sind entsprechend dem bekannten Stand der Technik für naßtechnische Verarbeitungsprozesse mit Vakuumformgebungstechniken ungeölte Fasern zu

vorwondon. Durch Wärmebehandlung der hydrophobon Rohfasorn bol 700 bis 900⁰C In olnom zusätzlichen, onergloaufwondlgon VorfnhronsschrlU im Anschluß an den Rohfaserhorstellungsprozoß mittels Zorblas- oder Schlouderverfahren wird die vorfnhrenstochnisch zur Fasorausbildung bonötlgto Gloltölmongo wieclor ousgobrannt [Gaswärme international Band 30 (1981) Hoft 7/8, Soito 351,355; Sprochsaal Band 117 (198Ί) Hoft 1, Solto 48 bis 51).

Bei diesen Lösungon entstehen zusätzlich nachtolligo anfängliche Vorsprädungsorscholnungon der anorganischen amorphon Fasern mit vorbundonor größoror Bruchanfölligkoit. Aus dem Stand dor Tochnik elnd keino Vorfahren bokannt geworden, bol denen geölte Fasern vorarbeitet wordon können. Dio möglicho naßchomischo Entfottung der Fasormatoriallon In spoziollon Vorwaschprozossen und anschließender Trocknung ist ökonomisch unroiovant.

Ziel der Erfindung

Das Ziel dor Erfindung besteht darin, wörmedämmonde Fasorformteile beliebiger räumlicher Geometrio auf Basis von Mineralfasern und/oder Keramlkfasorn sowie einer abgestimmten anorganisch-organischon Bindemittelkombination und gegebenenfalls anorganischem Füllmittolzusatz über naßtochnischo Aufboroits-, Misch- und Entwässerungstechniken, insbesondoro Vakuum-Saugformgobungsmothoden, herzustellen, die gegenüber bekannten Vorfahren nach dem Trocknungsprozeß eino erhöhte Steifigkeit, Härte, Gofügofestigkolt, Handhabefostigkeit sowie verbesserte mechanische Nachbearbeitungsmöglichkeit besitzen. Dabei wird gegenüber bekannten Verfahren ein formaldohydfreies Bindersystem angewendot. Das Ziel der Erfindung besteht des weiteren darin, die Verarbeitung gleitmittelbehaftetor Mineralfasern und/oder Keramikfasern zu ermöglichen. Damit werden gegenüber bekannten Lösungen bisher erforderliche hohe apparative und energetische Aufwendungen zum nachträglichen thermischen Entfernen der verfahrenstechnisch im Faserbildungsprozeß notwendigen Gleitmittelzugaben, insbesondere auf Basis temperaturbeständiger Gleitöle, in Wegfall gebracht. Dadurch werden enorme Anteile an Elektroenergie und Arbeitszeitaufwondungen als bisher erforderlicher weiterer Rohfaserbehandlungsaufwand für Fasern zum naßtechnischen Vakuum-Saugformgeben eingespart, Ebenfalls werden die im thermischen Behandlungsprozeß des Gleitölausbrennens entstehenden negativen anfänglichen Versprödungserscheinungen im Fasermaterial mit den damit verbundenen Elastizitätsverlusten vermieden, die eine stärkere Bruchanfälligkeit in Naßprozessen bedingen und die physikalischen Endprodukteigenschaften negativ beeinflussen können. Die erfindungsgemäß herstellbaren dreidimensionalen wärmedämmenden Faserformteile sollen eine homogene Festigkeitsverteilung und Härte über den gesamten Formteilquerschnitt besitzen, so daß auf dor Grundlage dieser Gefügetextur eine gut«, saubere mechanische Nachbearbeitung mit Holzbearbeitungstechniken und Maschinen möglich ist. Damit ist die Fertigung individueller, komplizierter Faserformteile, die naßtechnisch nicht direkt herstellbar sind, durch gezielte Nachbearbeitung des mit der Erfindung herstellbaren Vormateriales, wie Schneiden, Sägen, Schleifen, Drehen, Bohren und Fräsen, durchführbar. Die gewünschte Steifigkeit, Härte, Gefügefestigkeit sowie Nachbearbeitbarkeit soll über die eingesetzte organische und anorganische Bindemittelmenge beeinflußbar sein. Die mit der Erfindung hergestellten Faserformteile sollen nach der thormischen Erstbelastung eine von den Anwendern gewünschte homogene Gefügefestigkeit und Querschnittsverteilung des anorganischen Hochtemperaturbindemittels besitzen und sich durch geringe Rohdichte, Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeicherkapazität sowie gute Temperaturwechselbeständigkeit, chemische Beständigkeit-und Direktbeflammungsbeständigkeit auszeichnen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, daß die Zusammensetzung der wäßrigen, leicht alkalischen Faserstoffsuspension mittels spezieller Bindemittel- und Hilfsmittelkombinationen so gewählt wird, daß gegenüber bekannten Verfahren höhere Entwässerungsgeschwindigkeiten und Wandstärken, eine verbesserte Zurückhaltung der eingesetzten Feststoffe und Bindemittel sowie eine geringere ökologische Belastung der im Naßformgebungsprozeß anfallenden Filtratsabwässer erreicht wird, womit die Gesamtherstellungskosten senkbar sind und den Forderungen der Materialökonomie und des Umweltschutzes entsprochen wird.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren anfallenden, ökologisch gering belasteten Fabrikationsabwässer sollen sich durch geringere Anforderungen an die Abwasserbehandlungsprozeße bis zum Einleiten in den Vorfluter sowie gegebenenfalls deren Entfall auszeichnen und damit gleichzeitig die Möglichkeit der direkten teilweisen Prozeßwasserrückführung erbringen. Entstehender Produktionsabfall kann ohne ökologische Schwierigkeiten in den Prozeß rückgeführt werden. Gegenüber bekannten naßtechnischen Formgebungsverfahren wird durch die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens im leicht alkalischen Bereich eine Verminderung von Korrosionserscheinungen an den Antagenteilen und Formwerkzeugen erreicht, wodurch die Instandhaltungs- und Ausrüstungskosten gesenkt werden können. Des v/eiteren besieht das Ziel der Erfindung darin, durch geeignete schonende Suspendier- und Mischvorrichtungen auch die Verarbeitung gleilölbehofteter Mir. oral- und Keramikfasern gleichfalls zu ermöglichen und eine schonende Versatzmischung sowie Bevorratung der Faserstoffsuspensionen durchzuführen. Als Rohfasern können amorphe Gesteins- und Schlackenfasern des Systems CaO-AI₂O₃-SiO₂-MgO-Fe₂O₃, Keramikfasern des Systemes AI₂O₃-SiO₂, wie amorphe Aluminiumsilikatfasern, polykristalline Mullit-oder Aluminiumoxidfasern sowie amorphe chromrnodifizierte Aluminiumsilikatfasern oder amorphe Aluminiumsilikat-Zirkonfasern einzeln oder als entsprechende Mischfaserkombinationen für unterschiedliche Anwendungsgrenztemperaturen eingesetzt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wärmedämmende Faserformteile beliebiger räumlicher Geometrie auf Basis von Mineralfasern und/oder Keramikfasern mit erhöhter Steifigkeit, Härte, Gefüge- und Handhabefestigkeit herzustellen, welche weiterhin eine gute, saubere und maßgenaue mechanische Nachbearbeitungsmöglichkeit zur wirtschaftlichen Herstellung naßtechnisch nicht direkt formbarer, insbesondere kompliziert gestalteter Faserformteile besitzen.

Dos weiteren liegt dor Erfindung die Aufgabe zugrundo, clio Vorarbeitung gleitmittolbohaftotor Mineralfasern und/oder Koramikfasern zu ormöglichen, wodurch hohe apparative und enorgetlscho Aufwendungen zum nachträglichen Ausbrennender Im Faserblldungsprozoß erforderlichen Qloltmlttolzugabon nicht zur Anwondung gebracht werdon müssen, um dlo Fasern damit für die naßtechnischo Verarbeitung gooignet zu machen. Damit wird das Fnsorinaterinl In seinem Elastizitätsverhalten nicht negativ beeinflußt.

Eino weitere der Erfindung zugrundo liogendo Aufgabe bostoht darin, daß die Zurückhaltung dor eingesetzten Feststoffe und Bindemittel sowie die ökologische Qualität dor im Naßformgebungsprozeß ontstohonden Filtratsabwässer stark verbessert wird. Ebenfalls sollen höhere Entwässorungsgoschwindigkoiten und Wandstärken erreicht werden. Gegenüber don bekannten Verfahren soli oinu vorbesserte Homogenität und Härte der Gesemtgefügotoxtur der Faserformteile erreicht worden. Nach der thormischen Erstbohandlung soll eine von den Anwendern gewünschte homogene anorganische Bindung über den Querschnitt der Faserformteile vorliegen. Des weiteren liegt der Erfindung dio Aufgabe zugrundo, gooignoto Verfahren und Vorrichtungen zur Suspendierung der anorganischen Fasorn vorzuschlagen. Ebenfalls bostoht die Aufgabe der Erfindung darin, geeignete Verfahren und Vorrichtungen zur schononden Versatzmischung und Bevorratung der Faserstoffsuspensionen sowio zur verbesserten Vakuum-Saugformgobung vorzuschlagen.

Als Rohfasern können folgende anorganische Fasern einzeln odor In entsprechenden abgestimmten Mischungen eingesetzt werden:

amorphe Mineralfasern, wie Schlacken- und Gestoinsfasörn (Chemismus: 25 bis 50Gew.-% SiO₂,3 bis 20Gew.-% AI₂O₃,10 bis 45Gew.-% CaO, 3 bis 18Gow.-% MgO, 6 bis 13Gew.-% FeO + Fe₂O₃) feuerfeste Keramikfasern, wie amorphe Aluminiumsilikatfasern

(KT 1250"C: 43 bis 52Gow.-% AI₂O₃,47 bis 55Gew.-%SiO₂; KT 140O⁰C: 53 bis 65Gew.-% AI₂O₂,35 bis 45Gew.-% SiO₂)

amorphe chromoxidmodifizierte Aluminiumsilikatfasern

(KT 140O⁰C: 41 bis 48Gew.-% AI₂O₃,40 bis 55Gow.-% SiO₂,2,5-5Gow.-% Cr₂O₃) amorphe Aluminiumsilikat-Zirkonfasern

(KT 1400°C: 33 bis 44Gew.-% AI₂O₃,40 bis 60Gew.-% SIO₂,3,5 bis 20Gew.-% ZrO₂) oder polykristalline Mullitfasern

(KT 1600⁰C: 80Gew.-% AI₂O₃,20Gew.-% SiO₂)

und polykristalline Aluminiumoxidfasern

(KT 1600°C: 85 bis 95Gew.-% AI₂O₃,5 bis 15Gew.-% SiO₂).

Die Anwondungsgrenztemperatur der erfindungsgemäß hergestellten Fasorformtoile richtet sich nach den verwendeten anorganischen Fasertypen und deren Anteilen sowie den eingesetzten anorganischen Bindemitteln und Füllmitteln. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen wärmedämmonde Fasorformtoile Individueller Gestaltungsform für Wärmedämmprobleme herstellbar sein, die Rohdichten zwischen 180 bis 900kg/m³, Wandstärken zwischen 3 bis 150 mm sowie einem Glühverlust von 4 bis 17 Gew.-% besitzen. Die erfindungsgemäß herstellbaren Teile sollen zur Einsatzanpassung nachhärtbar sowie durch einen Vorbrand stabilisiorbar und komplett homogen anorganisch gebunden sein. Das Verfahren und die Vorrichtungen zur Herstellung von wärmedämmenden Faserformteilen wird wie folgt beschrieben: Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem ersten Verfahrensschritt die anorganischen Mineralfasern und/oder feuerfesten Keramikfasern geeignet trockenmechanisch beziehungsweise hydromechanisch aufbereitet und in der Trägerflüssigkeit Wasser mit Temperaturen von 15 bis 35⁰C mittels geeigneter Suspendierv.erfahren und Vorrichtungen im pH-Wertbereich 6,5 bis 8,5 suspendiert werden.

Die trockenmechanische Aufbereitung des amorphen Rohfasermateriales mit Strängecharakter erfolgt mittels Schneidgranulatoren, Hammer-, Prall-, Schlagkreuz- oder Schneidwalzen- und Stachelwalzenmühlen beziehungsweise Wirbelmischern auf Faserlängen von 0,5 bis 30mm, insbesondere 2 bis 20mm. Kurzstapelige Fasern ermöglichen gute Suspendierung sowie höhere Stoffdichteansätze. Die aus dem silikatischen Schmelzfluß durch Zerblasverfahren mittels Wasserdampf beziehungsweise Druckluft erzeugten amorphen Fasern besitzen üblicherweise Schmälzmittelzusätze bis max. 0,8Gew.-%. Dabei handelt es sich um verschiedene Schmälzmittel, wie insbesondere temperaturbeständige wasserunlösliche Mineralschmieröldestillate beziehungsweise -raffinate, wasserlöslich wäßrige Emulsionen von Mineralölraffinaten in Kombination mit nichtionogenen beziehungsweise anionogenen Emulgatoren sowie synthetischen mineralölfreien Schmälzmitteln. Letztgenannte sind im Suspendierprozeß gut auswaschbar wobei nichtionögene höhermolekulare Alkylpoiyglykoläther, Fetsäurepolyglykolester und Polyethylenglykol oder deren Kombinationen vorteilhaft anwendbar sind. Als wasserlösliche Emulsionen sind Paraffin-, Ester- oder Mineralöle mit nichtionogenen beziehungsweise anionogenen Emulgatoren sowie deren Kombinationen anwendbar. Zur direkten Suspendierung von mit temperaturbeständigen Mineralschmieröldestillaten- bzw. -raffina'.sn beschichteten hydrophoben Rohfasern sind Hydrostoff löser des Nutzinhaltes 0,11 bis 4,6 m³ mit senkrecht stehenden Rotorwellen anwendbar, insbesondere vorteilhafterweise Entstippungsturbolöser, welche infolge starker hydraulisch mechanischer Einwirkungsturbulenzen und hoher innerer Stoffreibung zwischen den spezifisch ausgebildeten Zerfaserungsrotor, Prallblechen und Strömungskanten gleichzeitig eine Faserstoffauflösung und Zerkleinerung bewirken. Günstig ist die Rohfasereinführugn über eine Zerreißgarnitur. Die Suspendierung dieses Rohfasermateriales mit Faserlängen bis zirka 250mm und Strängecharakter erfolgt bei einer Stoffdichte von 2,5 bis 8%, insbesondere 3 bis 5%, in vorgelegtes Wasser, wobei vorteilhafterweise 20 bis 50% des nutzbaren Hydrostofflöserbetriebsvolumens verwendet werden. Für eine hohe hydraulische Scherkraftwirkung zur Einsuspendierung und Faserlängenkürzung werden Drehzahlen der Rotorweile des Zerfaserungsrotors von 500 bis 3000U/min, insbesondere 570 bis 1650U/min, angewendet. Je nach Faserstoff, Gleitölbeschichtung und Stoffdichte sowie angestrebten Faserzustand beträgt die Suspendierzeit 3 bis 30min. Nach beendeter Suspendierung erfolgt gegebenenfalls eine zweite Wasserzugabe bei weiterem Rotorlauf die Einstellung der erforderlichen Ableerstoffdichte, wobei die Suspensionsabführung vorteilhafterweise über ein um oder unter den Zerfaserungsrotor angeordnetes, gelochtes Ringsiebblech der Lochdurchmesser 8 bis 15mm erfolgen kann. Gegebenenfalls kann in einem nachgeschalteten Entstipper mittels hydraulischer Prallwirkung und Stoffreibung die vollständige Vereinzelung verbliebener Faserbündel erfolgen, ehe direkt in einem Vorratsbehälter oder in den Mischbehältern mittels Dichtstoffpumpe oder Schwerkraftabfluß gefördert wird. Ist eine weitere Faserlängenkürzung dennoch erforderlich, erfolgt die gerichtete Kürzung in

oinom dom Stofflösor odor insbesondere dom Vorratsbehälter nachguschaltoton Koyol· odor Schoibonrofinor bozlohungswolso Suporfinor dor Drohzahlon 900 bis 1600U/mln Im Stoffdlchtoborolch 2 bis 6%, wonuch in den Vorrots· odor Mischbehälter geleitet wird. Der Mahlumtrlob übor don Vorratsbehälter und don Refiner odor Suporfinor wird zoltmößig entsp -ochond dor angestrebten Faserlänge durchgeführt, wobei für oxtrom homogono Fosorformtollo Faserlängon von 0,05 bis 1,5 mm orfordorllch sind.

Ein vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß gogenüber dor alleinigen Vorwondung von geblasenen Aluminlumsilikatfnsorn zur Erzielung höheror formbarer Wandstärken Mischungon von amorphon goblasonon und goschloudorten Aluminiumsilikntfasorn und/oder Aluminiumsilikat-Zirkonfasorn im Verhältnis 1:1 bis 1:4 angewondot worden. Insbosondoro für dickwandigo Faserformteilo mit geringer Rohdichte) wordon geschlouderto Alumlniumsilikatfasorn und/oder goschleudorte bzw. goblasono AluminiUmsllikat-Zirkonfasorn mit erhöhtem Faserdurchmossor und Faserlänge von 40 bis 150mm eingesetzt, wobei höhore Stoffdichton von 3% bis ma/. 7% untor gleichzeitig vorringorter Entmischungstendonz erreicht werden. Für spezifischo Anwondungsfällo sind Mischungon von trocken odor hydromechanisch zerkleinerten und unzorkloinorton Rohfosern im .'erhältnis 1:1 bis 1:4 möglich, woboi deren Einsatzvorhältnis sich nach der angestrebten Gefügofostigkoit und Rohdichte richtet.

Ein vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß in der ersten Verfahronsstufe der Faserstoffsuspendiorung Suspondiordotergonzion im Verhältnis 0 bis 3,5Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,98Gow.-%, bezogen auf den Fasoroinsatz verwendet wordon, um das Elnsuspondieren der an sich hydrophoben Fasern wesentlich zu erleichtern. Insbesondere sind in dem vorgeschlagenen Verfahren anionogono neutrale bis schwach alkalische Detergenzien mit hydrophilieronden Eigenschaften anwendbar, wie kolloidales SiO; in Form einer wäßrigen hydrophilen Soldispersion, welches gleichzeitig im nachfolgendem als anorganisches Bindemittel dient, oder Detergenzien aus der Gruppe der Salze echter Schwefelester (Alkylsulfate, Alkylpolyglykoläthersulfat), Salze echter Sulfonsäuren (Alkylsulfonate, Alkylmonosulfonat, Alkyllarylsulfonate; Hydroxyalkylsulfonate, Petrolsulfonate, Paraffinsulfonate) sowie Fettalkoholsulfonate und sulfierto Polyglykolether (Alkylpolyglykoläthor), einzeln oder als entsprechende Kombinationen. Ebenfalls sind nichtionogone Detergenzien, wie Polyglykoläther und -derivate (Fettalkohol-Polyglykoläther; Fettsäure-Polyglykoläther, Alkylpolyglykoläthor, Alkylphenol-Polyglykoläther) vorteilhaft anwendbar. Obengenannte Detergenzien können vorteilhafterweise bereits während des Hersteliungsprozesses des Fasermateriales unterhalb ihrer Zersotzungstemperatur als Aufsprühmischung mit teilweiser Antistatikwirkung und vorteilhafterweise in Verbindung mit wasserlöslichen, temperaturbeständigen Fixiorchemikalien aufgebracht werden, woboi eine gleichzeitige Wirkung als Schmälzmittol möglich ist. Ebenfalls kann die Zugabe in Form einer Aufsprühmischung während des trockenen Zerkleinerungsprozesses oder direkt zum Suspendierprozeß des Fasermateriales erfolgen. Für die schonrnde Suspendierung vorzorkleinortenRohfasermateriales kann vorteilhafterweise eine Vorrichtung nach Figur 1 angewendet werden, wobei insbesondere gleitölbehaftete Fasern in ein vorgelegtes Wasservolumen von 20 bis 40% des Nutzvolumens beziehungsweise gleichzeitig mit Wasser bis zu diesem Füllvolumen im Stoffdichtebereich von 3,5 bis 10% während einer Suspendiorzeit von 3 bis 15min vollständig bonetzt und einsuspondiert werden, ehe je nach Bedarf eine weitere Wasserzugabe auf 55 bis 90% des Nutzvolumens mit gleichzeitiger Weitersuspendierung zur Faservereinzelung erfolgt. Die gesamte Suspendierzeit für gleitölbehaftete Fasern liegt dabei zwischen 10 bis 30min, wobei mit auswaschbaren Schmälzmitteln benetzte Fasern zwischen 5 und 15min direkt in 55 bis 90% des Nutzbehältervolumens einsuspendierbar sind. Der Feststoffgehalt der Faserstoffsusponslon liegt zwischon 1,5 bis 7Gow.-%, insbesondere 3 bis 4,5Gew.-%. Für die naßtechnische Formgebung der wärmedämmondon Faserformteile, insbesondere mittels Vakuum-Saugformgebungsmethode, ist das Vorliegen einer geeigneten Fasorstoffsusponsion mit abgestimmten anorganisch/ organischen Bindemittelsystemen sowie gegebenenfalls Füllmittel notwendig. Im vorgeschlagenen Verfahren wird als Vorstufe zu dieser Faserstoffsuspension in einem zweiten separaten Verfahrensschritt parallel zur vorher beschriebenen Fasersuspondierung, die Suspendierung und Dispergierung beziehungsweise Anwendungsverdünnung der erfindungsgemäß eingesetzten Bindemittel und anorganischen Füllmittelzusätzen geeignet durchgeführt, woboi entsprechend der Notwendigkeit 0,1 bis 10Gew.-%ige Suspensionen beziehungsweise Dispersionen hergestellt werden. Die getrennten Ansatzbehälver sind mit geeigneten Umwälzorganen, wie Propellermischer, Turborotorscheiben sowie Pneumatikmischwerken, ausgerüstet. Als anorganisches Hochtemperaturbindemittel wird erfindungsgemäß kolloidales Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumdioxid sowie gegebenenfalls deren entsprechende Kombination angewendet, wobei die Einführung in Form eines wäßrigen, alkalischon, anionogenen Hydrosoles mit Feststoffgehalten von 10 bis 40Gew.-% erfolgt. Diese wäßrigen kolloidalen Dispersionen bestehen aus unvernetzten, kugelförmigen anionogen geladenen, oberflächlich hydroxylierten amorphen Oxidteilchen mit Partikelgrößen von 5 bis 24nm. Die spezifischen Oberflächen dieser Oxidhydrosole liegen zwischen 130 bis 42OmVg, insbesondere 150 bis 23OmVg. Insbesondere werden wäßrige anionogene Kieselsäurehydrosole angewendet, die durch geringe Additivzusätze von Stabilisierungsionen, wie Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺ oder Al³⁺ infolge Zugabe von Alkali-, Natrium-, Ammonium- oder Aluminiumhydroxid stabilisiert sind (Charakteristik: 8 bis 40Gew.-% SiO₂; pH-Wert 8,4 bis 10; Teilchengröße 5 bis 24nm; spezifische Oberfläche 125 bis42OmVg; Viskosität 5 bis 35mPas; Molverhältnis SiO₂/Na₂O 50 bis 300; Dichte 1,2 bis 1,3g/cm³). Für Hochwertfasern der KT 1400 bis 1600°C finden insbesondere ammoniumstabilisierte Hydrosole Anwendung. Vor Zugabe zum Mischprozeß kann eine Anwendungsverdünnung mit Frischwasser auf Feststoffgehalte von 10 bis 20Gew.-% vorteilhaft angewendet werden..

Als feuerbeständige und fouerfeste feinstgemahlene anorganische Füllmittel können im erfindungsgemäßen Verfahren folgende Stoffe vorteilhaft angewendet werden:

Zerkleinerte und feinstgemahlene keramische Sekundärmaterialien, wie Calziumsilikat-, Feuerleichtstein-, Porzellan-, Schleifkörper-, Schamotte-, Chromerz- und Periklassteinbruch, oder Produktionsabfall der Faserformteilproduktion und Shotanteile von Keramikfasern; feuerfeste Oxide und oxidkeramische Verbindungen, wie SiO₂, ZO₂, MgO, Cr₂Qa, kalziniertes-taf liges oder geschmolzenes AI₂O₃, Spinell (MgO AI₂O₃), Forsterit (2 MgO · SiO₂), Chromit (FeO · Cr₂O₃), Hercynit (FeO · AI₂O₃), Cordierit (2MgO · 2AI₂O₃ · 5SiO₂), Silimanit (AI₂O₃ · SiO₂), Mullit (3AI₂O₃ · 2SiO₂), Wollastonit (CaO SiO₂); kalzinierte Tone, Kaoline und Bauxite; kolloidaler Bentonit; Aluminiumoxidverbindungen, wie Aluminiumhydroxid (AI(OH)₃), Aluminiumtitanat (AI₂O₃ · TiO₂) und Aluminiumborat (9AI₂O₃ 2 B₂O₃); Trübungsmittel gegen IR-Strahlung, wie MnO, TiO₂, SiC, Si₃N₄, FeTiO₃; Sulfate, wie BaSO₄ und MgSO₄.

DIo gonannton Füllmittel könnon oinzoln bozlohungswolso als Mischungen von zwolon odor mohroron in olnom Einsatzvorhältnis von O bis max, 30Gow.-%, insbosondorb 5 bis 16Gow.-%, bozogon auf dio olngosotzto anorganische Fasormongo, vorwandot worden. Dabol sind dloso Füllml'.tol In folnstgomahlonor Form im Korngrößonborolch 0,001 bis 0,25 mm, Insbosondoro 0,02 bis 0,1 mm, einzusetzen, womit oin verstärktes Absotzon In dor Fosorstoffsusponsion vormlodon wird, Dio Füllmittel dionon als Verdichtungsmittol, Wärmorofloktionsstrahlungssubstanz sowio zur Erhöhung dor Beständigkeit gogon mechanische Beanspruchung und Flüssigmotallkontakt.

Infolge silikatchomischor Reaktionen im Hochtomporaturborolch mit dom anorganischen kolloidalen Oxidbindomittol kommt es zur Ausbildung einor festlgkoitsorhöhendon Bindomatrix im Fasorworkstoff. Maximal Ist 5Gow.-% fein gomnhlenor Produktionsabfall dor Fasorformtollproduktion, bezogen auf den anorganischen Fasoroinsatz, elnsotzbar. Dio Füllmittel werdon vortollhaTtorweise In ontsprechondon Konzentrationen zwischen 1 bis 15Gow.-%ingoeignoton Behältern disporglort, wobei gogobononfolls auch ein direktor Zusatz im Fasersuspondlorprozoß möglich Ist.

Erfiridungsgomäß wird im vorliegenden Vorfahron oino abgestimmte dualo anorganisch/organische Bindomittoikomblnation auf Basis eines anlonogonon wößrigon kolloldalon Oxldhydrosolos dos SiOj, AIjO₃ odur ZrOj boziohungswoise deren Kombinationen, sowie eines quaternäron Ammoniumstärkoäthers mit Stickstof fgolmlton von 0,18 bis 0,78%, insbesondere 0,22 bis 0,40%, und oinos Substitutionsgrados von 0,02 bis 0,10mol/mol, insbosondoro 0,025 bis 0,048mol/mol, angewendet. Insbesondere kommen qu. tornäre Ammonlumolkyläther der Kartoffel-, Mals- oder Roggenstärko zur Anwendung. Die erfindungsgomäß als Naßverfahronshilfo und zur Erhöhung dorStolfigkoit, Hörto, Gofügofostigkoit und mechanischen Nachboarbeitbarkoit angowendeton quatornärun Ammoniumstärkoäther besitzen wlrkspozlfischo quaternäre Ammoniumgruppon im Stärkomolukül, dio durch Reaktionen mit spezifischen Wirkstoffroagenzien eingeführt wurden. Beispielsweise sind durch Roaktion von Epichlorhydrln (C₃H₆C 10) mit tortiäron Aminen, wio Triäthylamin ((C₂H₆I₃N) oder Trimethylamin ((CH₃I₃N) beziehungsweise Trimothylammoniumchlorid oder Triäthylammoniumchlorid, Reagenzien herstellbar, die in Roaktion mit don Hydroxylgruppen der Stärke, quatomäre Ammoniumgruppen In das Stärkemolekül einführen, wobei die Verbindung über die Chlorhydringruppe orfolgt. Ebenso sind direkte Reaktionen mit festen oder flüssigen Wirkstoffreagenzien auf Basis von quaternären Halogonhydroxypropyl- oder Epoxypropylammoniumsalzverbindungen, die eine 2,3-Epoxypropyl- oder nine 3-Chlor-2-Hydroxypropylgruppf enthalten, möglich. Dabol sind solcho spezifischen Wirkstoffreagenzien anwendbar, wie:

3-Chlor-2-Hydroxypropyltfimethylammoniumchlorid (CiH₁₆CIjNO] oder

3-Chlor-2-Hydroxypropyltriäthylammonlumchlorid(C₈HjiCljNO] beziehungsweise

2,3-Epoxypropyltriäthylammoniumchlorid[C_sHjoClNO) oder

2,3-Epoxypropyl-(=Glycldyl=)trimethylammonlumchlorid [CH₁₄CINO]

Durch Umsetzungsreaktionen von Kartoffel-, Roggen-, Mals- oder Woizenstärke mit diesen spezifischen Wirkstoffreagonzien unter spezifischen Prozeßbedingungen In Gegenwart eines alkalischen Katalysators entstehen die erfindungsgemäß, insbesondere anwendbaren quaternären Ammoni Jtnalkylstärkeäther des 2-Hydroxypropyl-3-Triäthylammoniumchlorids oder 2-Hydroxypropyl-3-Trimethylammoniumchlorids:

StUrICe-O-CH₂-CH-CH₂-N-R / Cl OH

wobei R als Substituent am quaternären N-Atom jeweils ein Alkylradikal C_nH_2n + ) wie Methyl: CH₃ oder Äthyl: C₂H₆ ist. Die eigentliche Strukturformel des quaternären Ammoniumalkylstärkeäthers, bezogen auf die Anhydroglucoseeinheit als Grundbaustein der Stärke, ist etwa wie folgt angebbar:

-Tl

Die erfindungsgemäß angewendeten quaternären Ammoniumalkylstärkeäther werden als verdünnte Lösungen im vorgeschlagenen .'erfahren angewendet, wobei Insbesondere 0,5 bis 3,0%ige Lösungen Anwendung finden. Grundsätzlich können kaltwasserlöbi'ihe Quellstärkeäther beziehungsweise heißwasserlösliche Kochstärkeäther angewendet werden, welche unterschiedlicher Aufbereitungsschritte bedürfen. Für den diskontinuierlichen Faserformteilherstellungsprozeß findet die chargenweise Stärkeäthoraufboreitung Anwendung.

Bei vorverkleisterten, kaltwasserlöslichen quaternären Ammonlumstärkeäthern in Grieß- oder Flockenform wird vorteilhafterweise eine Vorrichtung entsprechend Figur 3 als zweistufiges System von Löse- und Vorratsbehälter aus nichtrostendem Stahl angewendet. Die Lösevorrichtung besteht aus einem offenen Lösebehälter 29 in rechteckiger Ausführung gleicher Länge und Breite sowie einem vorteilhafterweise nichtmittig, schräg eingebauten Schraubenrührer 33 mit drei oder vier verwunden angestellten Flügeln mit einem Rührerdurchmesser von 150 bis 200mm, wobei die Einbauverhältnisse des Schraubenrührers 20 bis 28% der Gesamtnutzhöhe sowie 30 bis 42% der Behälterbreite betragen und das Nutzvolumen zwischen 1 bis 2,2m³ liegen kann. Die Rührwelle 32 wird durch einen leistungsstarken Rührmotor angetrieben, wobei die Rührgeschwindigkeit von 600 bis 1300U/min vorteilhafterweise bei Verwendung eines Getriebemotors der Viskosität der Stammlösung angepaßt werden kann.

Diese Lösebehälterausführung ermöglicht eine hohe Turbulenzströmung mit einer Vermeidung toter Ecken infolge untiefer Wirbelungen und gestattet damit die Lösung ständig in guter Bewegung zu halten. In einer ersten Lösungsstufe wird eine konzentrierte Stammlösung der Lösungskonzentration von 3,0 bis 10Gew.-% durch schnelles und kontinuierliches Dispergieren der trockenen Partikelteilchen in vorgelegten kalten, keimfreien Frischwasser unter intensiven Rühren hergestellt, wobei auf vollständiges, gleichmäßiges Einziehen zu achten ist. Die Lösungszeit für vollständiges Auflösen in 20 bis 25⁰C warmen Wasser beträgt ca. 20 bis 30min, wobei eine Lösungszeitbeschleunigung sowie die Auflösung eventuell gebildeter Klumpen durch kurzzeitige Temperaturerhöhung der Lösung auf max. 50°C möglich ist. Für den Zusatz zur Faserstoffsuspension ist für eine verfahrenserforderliche Viskositätserniedrigung in einer zweiten Stufe eine weitere Verdünnung der Stammlösung auf eine Anwendungskonzentration von 0,5 bis 3Gew.-%, vorteilhafterweise 0,5 bis 1,5Gew.-%ige Lösung, durchzuführen. Die Anwendungsverdünnung erfolgt unter Rühren in einem Vorratsbehälter 30,31 ,wobei kaltes keimfreies Frischwasser, aber auch bei entsprechender biochemischer Zusammensetzung Rückwasser geeignet ist. Produktionstechnisch vorteilhaft ist die Anwendung zweier Vorratsbehälter entsprechend der Tagesproduktion. Für eine gleichmäßige Stärkeätherdispersion ist eine ausreichende Mischzeit mit dem Verdünnungswasser erforderlich. Nach Auflöse- und Vorratsbehälter wird vorteilhafterweise ein Sieb 35 der Maschenweite 0,4 bis 0,6mm eingesetzt. Das Nutzvolumen des Vorratsbehälters liegt zwischen 2 bis 5m³. Heißwasserlösliche Stärkeätherkochprodukte werden ebenfalls vorteilhaft in zwei Stufen aufgelöst. In der ersten Lösungsstufe erfolt die Herstellung einer konzentrierten Stammlösung von 3,0 bis max. 15%igen Konzentration durch Dispergieren der trockenen Stärke in vorgelegtes kaltes Frischwasser oder in bis zu 5O⁰C warmes Wasser unter intensiven Rühren mittels schnellaufenden Schraubenrührers. Anschließend wird unter Rühren, vorteilhafterweise durch direktes Einleiten von ölfreiem Dampf mittels Dampf schlauch 34 auf 90 bis 95°C erhitzt und mindestens 15 bis 20 min bei dieser Temperatur gehalten, wodurch die Verkleisterung stattfindet. Eine indirekte Beheizung über ein Doppelmantelgefäßsystem ist ebenfalls möglich, wobei jedoch lange Haltezeiten und niedrigere Konzentrationen erforderlich sind.

Die Anwendungsverdünnung auf eine 0,5 bis 3%ige Lösung findet kurz nach dem Kochprozeß ebenfalls wieder in einer zweiten Stufe mit kaltem oder warmen Wasser unter Rühren in einem Vorratsbehälter statt.

Die Aufbereitung der quaternären Stärkeätherlösung muß unter sorgfältiger Herstellungskontrolle ständig wieder frisch erfolgen, da die einwandfreie Aufbereitung Voraussetzung für den nachfolgenden Mischprozeß und die Formgebung ist. Es muß eine gleicbrr>^änis- Verteilung in der Stärkedispersion vorliegen. Die Dosierung der Stärkeätherlösung erfolgt im dritten Verfahrensschritt volumetrisch über Dosierpumpen 36, wobei eine gewisse Flächenzudosierung über den Mischbehälter anzustreben ist. Die Einmischung muß ausreichend gut sein, wobei hohe hydrodynamische Scherkräfte mit unzulässigen Turbulenzen zu vermeiden sind.

Für eine gute Korrosionsbeständigkeit werden die Löse- und Vorratsbehälter aus nichtrostendem Stahl ausgeführt. Zur Vermeidung von Aktivitätsverlusten, pH-Wertänderungen sowie bakteriellen Befall der nachfolgenden Rohrleitungen und Anlagen können bakterizid wirkende Konservierungsmittel vorteilhafterweise angewendet werden, was ebenfalls eine erhöhte Lagenstabilität ergibt sowie die Kreislaufführung des Filtrates begünstigt.

Geeignete Konservierungsmittel gegen cnlkroblellen Befall und Abbau bezogen auf das Stärkoäthereins'btzgewicht.sindca. 0,05 bis 0,5Gew.-% Parachlormetakresol, Natriumpentachlorphenolat, O-Phenylphonolat, Natrlumbenzoat, Calziumhypochlorit, Kallumsorbat, Hydroxybonzosäureester, p-Hydroxybenzolsäureäthylester oder Parabenzen- bzw. Paratoluensulfonatriumchlorldamld. Gegebenenfalls sind auch 0,4 bis 0,5% Formaldehyd anwendbar. Die Lagertemperaturen der Stärkeätherlösungen sollen 20 bis 25⁰C nicht überschreiten. Die Behälter, Rohrleitungen und Armaturen der Stärkeätheraufbereitungsvorrichtung sowie auch der Misch- und Formgebungseinrichtungen sind zur Desinfizierung und Beseitigung von Bakterion- und Pilzkulturen regelmäßig mit verdünnten Lösungen (0,1 bis 1%ig) von Konservierungsmitteln oder Oxydationsmitteln, wie boispiulsweiso Natriumhypochlorit, durchzuspülen. Vorteilhaft ist ebenfalls eine Durchspülung mit warmen Wasser von 35 bis 65⁰C zum Lösen mikrobleller Herde.

Gegebenenfalls kann es hei verschiedenen Versatzmischungen und für eine angestrebte erhöhte Festigkeit, Steifigkeit und Härte des Faserformteiles zu einer Überdosierung des quaternären Ammoniumstärkeäthers kommen. Zur Vermeidung dieser Überdosierung und Beseitigung von Stärkeätheranteilen im Abwasser mit damit verbundenen erhöhten CSV- und BSB₆-Werten wird erfindungsgemäß im vorliegenden Verfahren nachträglich eine anionogeno Elektrolytkomponente, insbesondere auf Basis von Polyacrylamid (CH₂ = CH-CO-NH₂), nachträglich zur Ausfällung überdosiorter Stärkeätheranteile auf Fasern und Füllstoffe zugegeben, wodurch optimale Einsatzrückhaltung und Formteilfestigkeit erreicht wird. Der Einsatz an anionogenen Polyacrylamid liegt bei 0 bis max. 2,5Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,8Gew.-%, bezogen auf den quaternären Ammoniumstärkeäthereinsatz sowie 0 bis 0,7 Gew.-% bezogen auf den Faser- und -Füllmitteleinsatz. Das anionogene Polycrylamid wird als 0,01 bis 1%ige Lösung, insbesondere 0,05 bis 0,1 %ig, eingeführt. Die Zugabe erfolgt als Abschluß des Mischprozesses beziehungsweise insbesondere bei Gießsaugprozessen kurz vor der Formgebung unter schonenden Einrühren, wobei mindestens Mischzeiten von 20 bis 80sec. erforderlich sind.

Geeignete Produkte zur Einführung des PAA sind anionogene wäßrige Lösungen hochmolekularer Polymere auf Basis Polyacrylamid. Das erfindungsgemäß anwendbare duale System von quaternären Stärkeäther und anionogenen Polyacrylamid ergibt eine sehr gute Zurückhaltung der eingesetzten Roh- und Hilfsstoffe sowie eine erhöhte Festigkeit, Steifigkeit und Härte der Faserformteile.

Ein Abbau der Überdosierung des quaternären Ammoniumstärkeäthers ist gegebenenfalls auch durch Elektrolyizugabe von anionogenen Natriumaluminat (NaAIO₂) im Gewichtsverhältnis 0 bis 1,0Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,5Gew.-%, bezogen auf den Stärkeäthereinsatz möglich, wobei das NaAIO₂ in 0,5 bis 5%iger Lösungskonzentration als letzter Mischungsbestandteil eindosiert wird.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß für eine noch bessere Zurückhaltung der Einsatzstoffe, Deformationsstabilität des Naßformlinges, ökologische Abwasserqualität sowie Gefügefestigkeit der Faserformteile, Anteile von anionogener technischer Carboxymethylcellulose, Kunststoffdispersionen von anionogenen Polyvinylacetat oder Polyacrylat sowie nichtionogenen hydrophilen Polyvinylalkohol, einzeln oder in Kombinationen im Gewichtsverhältnis 0 bis 3,0Gew.-% Feststoff, insbesondere 0,3 bis 1,5Gew.-%, bezogen auf den Einsatz von Fasern und Füllstoffen, verwendet werden. Beim Einsatz von technischer CMC (Na-Salze der CMC) werden 0,05 bis 3%ige Lösungen angewendet, die durch direktes Lösen in kaltem Frischwasser oder vorteilhafterweise 70 bis 8O⁰C warmes Wasser unter intensiven Rühren im Zeitraum 10 bis 20min hergestellt werden. Polyvinylacetat, insbesondere Vinylacetat-Homopolymerisate, werden als wäßrige kolloidale copolymere Vinylacetat-Dispersionen mit 37 bis 60% Feststoffgehait eingeführt, die auf 0,05 bis 4%ige Lösungen anwendungsverdünnt werden. Polyacrylate sind Copolymerisate von Acrylverbindungen wie Acrylat-Terpolymer, Acrylsäureester-Terpolymerisat, die inform wäßriger anionogener kolloider Dispersionen mit 40 bis 50% Feststoffgehalten vorliegen und auf 0,05 bis 4%ige Lösungen anwendungsverdünnt werden. Polyvinylalkohol, als Verseifungsprodukt des Polyvinylacetat mit einem Polymerisationsgrad von 45 bis 55, wird als 0,05 bis 4%ige wäßrige kolloidale Lösung eingeführt, die durch Einrühren des gegebenenfalls alkoholbefeuchteten PVA in kaltes Wasser, anquellen und vorteilhaftes Erhitzen auf 70 bis 90⁰C unter ständigen Rühren hergestellt wird.

Alle oben genannten stark verdünnten wäßrigen Lösungen werden als letzter Bestandteil in die Faserstoffsuspensionen mittels langsam laufenden Rührwerks schonend eingemischt. Über arteigene polare Gruppen dieser Hilfsmittel wird eine positive Vernetzung an den Haftpunkten im Gefüge des Faserwerkstoffes erreicht, wodurch erhöhte Festigkeit, Homogenität und mechanische Nachbearbeitbarkeit zur Herstellung komplizierter Geometrien gegeben ist.

Gegebenenfalls kann zur Vermeidung einer störenden Schaumbildung in den angeführten Fasersuspendier-, Dispergier- und Mischprozessen infolge der Wirkung oberflächenaktiver Substanzen der Einsatz von 0 bis 0,8Gew.-%, insbesondere 0,005 bis 0,2Gew.-%, eines Schaumverhütungs- beziehungsweise Schaumbekämpfungsmittels bezogen auf den Füllmittel- und Faserstoffeinsatz notwendig sein. Geeignete nichtionogene beziehungsweise anionogene Substanzen sind Triphosphorsäure-nbutylester, Fettalkohole, Fettsäureester, ein- und mehrwertige Alkohole, Fettsäureamide, Polyäther, Polyglykoläther, Polyglykolester, Polyglykol-Fettsäure, Fettsäuren, Fettsäuresalze, Tributylophosphat, Alkylsulfoamide, Petroleum, Terpentin sowie Paraffinemulsion und Silikone wie Polyorganosiloxane. Bei auftretenden Schäumen werden verdünnte Aufsprühlösungen bis 0,1 %ig angewendet. Die Einführung von Schaumverhütungsmitteln ist aber bereits vorbeugend im Fasersuspendierprozeß möglich.

Insbesondere kann für ein verbessertes naßtechnisches Vakuum-Saugformgeben defizil gestalteter dreidimensionaler Faserformteile die Anwendung von 0 bis 5,5Gew.-% organischen Fasermateriaies bezogen auf den anorganischen Fasereinsatz vorteilhaft sein. Als Umformverfahrenshilfe in der Faserstoffsuspension können Cellulose-, Polyacryl-, Viskose-, Celluloseacetat-, Polyamid-, Altpapier- oder Baumwollintersfasern angewendet werden, wobei deren Faserlänge 0,2 bis 30 mm beträgt. Ebenso sind spezielle keramische Fasermischungen von trocken zerkleinerten gleitmittelbehafteten Rohfasern und unzerkleinerten gleitmittelfreien Rohfasern zur Steigerung der formbaren Wandstärke möglich. Positiv auf die formbare Wandstärke wirken sich auch Mischungen von zerkleinerten gleitmittelbehafteten geblasenen und geschleuderten amorphen Aluminiumsilikatfasern im Einsatzverhältnis 1:0,2 bis 2 aus, was durch den größeren Faserdurchmesser der geschleuderten Keramikfasern begründet ist. Insbesondere sind für stark dickwandige Faserformteile nur geschleuderte lange gleitmittelfreie Aluminiumsilikatfasern sowie geschleuderte oder geblasene lange gleitmittelfreie beziehungsweise mit wasserlöslichen Gleitmitteln behaftete Aluminiumsilikat-Zirkonfasern der Faserdurchmesser 4 bis 18μηι und der Faserlängen 30 bis 150mm geeignet, die schonend in der Vorrichtung nach Figur 1 zu suspendieren sind.

In olnem dritten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die homogene Mischungsherstellung der speziellen Faseretoffsuspension mit abgestimmten Blndemittelsystem, wobei geeignete Vorrichtungen angewendet werden. Der Mischprozeß, insbesondere in der erfindungsgomößen Vorrichtung nach Figur 1, ist durch folgende Verfahrensweise der Reihenfolge des Eintrages gekennzeichnet:

a) Eingabe der im ersten Verfahrensschritt aufbereiteten Faserstoffsuspension, sofern die Mischvorrichtung nicht gleichzeitig als Suspendiervorrichtung für vorzerkleinertes Rohfasormaterial dient.

b) Zudosierung der Füllmittelzusätze, insbesondere in dispergierter Form, unter intensiven Mischen im Zeitraum 1 bis 10min, insbesondere 5min.

c) Zudosierung der abgemessenen wäßrigen, kolloidalen anionogenen Oxidhydrosolmenge mit 10 bis 30Gew.-%igen Feststoffkonzentrationen unter intensiven Mischen im Zeitraum 2 bis 10min, insbesondere 5min.

d) Zudosierung der abgemessenen wäßrigen, kolloidalen quaternären Ammoniumstärkeätherlösung mit 0,5 bis 3Gew.-%iger Feststoffkonzentration unter intensiven Mischen im Zeitraum 2 bis 10min, insbesondere 5min.

e) Gegebenenfalls Zudosierung der abgemessenen wäßrigen anionogenen 0,01 bis 1%igen Polyacrylamidlösung, 0,05 bis 4%igen Natriumaluminat-, Carboxymethylcellulose-, Polyvinylacetat oder Polyacrylatlösung beziehungsweise nichtionogenen Polyvinylalkohollösung, einzeln oder in entsprechenden Kombinationen unter schonendem Mischen im Zeitraum 0,3 bis 3min, insbesondere 1 bis 1,5min.

f) Gegebenenfalls Einstellung der Ableerstoffdichte für die Naßformgebung, insbesondere unter Filtratrückwasserverwendung und schonendem Mischen.

Die hergestellte erfindungsgemäße Fasorstof fsuspension besitzt eine Feststoffdichte von 0,1 bis 7 Gew,-%, insbesondere 0,5 bis 4 Gew.-%, Temperatur von 15 bis 35°C, einen leicht alkalischen pH-Wert von 6,5 bis 10, insbesondere 7,5 bis 9,0, wobei die Mischung bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt aus folgenden Bestandteilen besteht: 48 bis 92 Gew.-% anorganische Fasern wie Mineralfasern und/oder Keramikfasern, einzeln oder als entsprechende

Kombinationen, mit Faserlängen von 0,5 bis 30 mm Obis 3,5Gew.-% Suspendierdetergenz bezogen auf den Fasereinsatz

0 bis 21 Gew.-% feuerbeständige oder feuerfeste anorganische Füllmittel des Korngrößenbereiches 0,005 bis 0,25mm, wobei das Einsatzverhältnis 0 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, des Fasereinsatzes beträgt 4,0 bis 15,5 Gew.-% festes kolloidales SiO₂, AI₂O₃ oder ZrOj beziehungsweise deren Kombinationen, wobei das Einsatzverhältnis bezogen auf den Faser- und Füllmitteleinsatz 4,35 bis 22,5 Gew.-%, insbesondere 5 bis 10Gew.-%, beträgt

4,0bis15,5Gew.-% fester trockener quaternärer Ammoniumstärkeäther, wobei das Einsatzverhältnis bezogen auf den Faserund Füllmitteleinsatz 4,35 bis 22,5 Gew.-%, insbesondere 7 bis 12 Gew.-%, beträgt. Das Feststoffverhältnis Stärkeätherzu kolloidalen anorganischen Bindemittel beträgt 1 bis 1,8:1, insbesondere 1 bis 1,1:1. 0 bis 2,5 Gew.-% festes anionogenes Polyacrylamid beziehungsweise Natriumaluminat bezogen auf den festen

Stärkeäthereinsatz 0 bis 3,0 Gew.-% feste Carboxymethylcellulose, Polyvinylacetat, Polyacrylat oder Polyvinylalkohol beziehungsweise deren

Kombination bezogen auf den Faser- und Füllmitteleinsatz Obis 5,0Gew.-% oiganischesFasermaterial 0 bis 0,8 Gew.-% Schaumverhütungs- und -bekämpfungsmittel bezogen auf den Faserstoffeinsatz.

Die erfindungsgemäß hergestellte Faserstoffsuspension soll keinen großen Turbulenzen infolge starken Rührens oder Pumpens mehr ausgesetzt werden, wobei der Transport unter Schwerkrafteinfluß in die Formgebungseinrichtung vorteilhaft ist. GegeniVjer dem bekannten Stand der Technik werden für die chargenweise Fasersuspendierung und Mischung der zum naßtechnischen Formgeben erforderlichen Faserstoffsuspension und deren Homogenitätserhalt geeignete Vorrichtungen eingesetzt, die eine weitestgehend schonende Behandlung der vorzerkleinerten anorganischen synthetischen Fasern sowie eine gute Untermischung und Fixierung der eingesetzten anorganischen kolloidalen Oxidsolbindeteilchen und organischen Stärkeätherbinder sowie weiterer organischer Hilfsstoffe und anorganischer Füllstoffe ermöglichen. Die versatzbezogenen Mischungen sollen weitestgehend erhalten bleiben und nicht durch hohe hydrodynamische Scherkräfte wieder zerteilt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer speziellen einfachen und raumsparenden Mischvorrichtung nach Figur 1 die schonende Suspendierung des vorzerkleinerten Fasermaterials erfolgt und anschließend die entsprechende Versatzmischung und Bevorratung stattfindet. Gleichzeitig ist diese Vorrichtung als Bevorratungsarbeitsbehälter für Vakuum-Tauchsaugformgebungseinrichtungen geeignet. Anhand der schematischen Darstellung der Figur 1 werden die verschiedenen Einzelteile erläutert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem quaderförmig ausgeführten Mischbehälter 1, dessen Boden 6 rechteckig flach und im wesentlichen horizontal ausgebildet ist. Mittig in diesem Misch-und Vorratsbehälter ist eine Abflußöffnung 7 mit Absperrventil 8 angeordnet, über die die Suspension infolge Schwerkrafteinwirkung abfließt. Die eingesetzten erfindungsgemäßen Teile der Vorrichtung sind zwei eckig in den Behälterbreitseiten gegenüberliegend versetzt über dem Behälterbodenbereich angeordnete horizontale Umwälz- und Mischrührwerke 2 und 3. Das eigentliche Urnwälzorgan ist jeweils ein auf einer horizontalen Rührwerkswelle 2 befestigter Schraubenrührer 3 mit drei bis vier verwunden angestellten Flügeln. Die Drehgeschwindigkeit wird über einen Getriebemotor 4 stufenlos gesteuert, wobei die Antriebsregelung über ein Übertragungssystem 5 wie ein Riemenscheibensatz oder Zahnradgetriebe beziehungsweise eine mittels Kettenrädern in Eingriff stehende Kette erfolgt. Infolge der variablen Einstellmöglichkeit des gekapselten Getriebemotors 4 (Drehmomentenwandler) ist eine Anpassung der Rührgeschwindigkeit der Schraubenrührer je nach Versatz sowie Stoff dichte der Faserstoffsuspension und Faserformteilsortiment möglich. Die mögliche Drehzahl der Rührwerkswelle 2 liegt zwischen 200 bis 1000U/min, insbesondere 400 bis 750U/min. Über eine geeignete Wellendichtung (Stoffbuchspackungen) der Rührwerkswelle 2 wird eine Abdichtung des Rührbehälters erreicht. Zusätzlich ist bei Bedarf ein pneumatisches Umwälzsystem 10 bestehend aus Einblasleitung 12 in flächenförmiger Ausführung mit verteilten Einblasdüsen 11 flexibel an

den Behälterboden von innen aus einbringbar beziehungsweise mit Einblasdüsen 11 durch den Behältorboden von unten aus anbringbar, welches gegebenenfalls in getrennten Sektionen beaufschlagbar ist. Die stationäre Behälterausführung mit festem Umwälzsystom 10 im Behälterboden 6 nach Figur 1 ist gleichfalls möglich

Beide Mischsysteme sind voneinander unabhängig.

Das Funktionsprinzip dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht In der Ausbildung einer schonenden, gleichmäßigen, räumlich intensiven Gofäßströmung. Die entstehende Zirkulntionswirbelströmung besitzt ausreichend hohe Turbulenz für das hydromechanischo Einsuspendieren dor anorganischen Fasern, bei gleitmittelbehafteten Fasern in vorzerkleinerter Form, und ermöglicht eine Auflösung der Faserbündel sowie eine gute anschließende Versatzmischung und Bevorratung. Der strömungstechnisch günstige Einbau dor Schraubenrührwerke in den rechteckigen Rührbohältor bewirkt eine Stoffströmung von den Rand- und Eckzonen in die Behältermitte und von dort nach unten und direkt wieder von den Wandungen nach oben. Das starke Geschwindigkeitsgefälle an der Wand erbringt eine räumliche Gesamtströmung ohne tote Winkel mit damit verbundener allseitiger Homogenisierung.

Gegebenenfalls zusätzlich vorgenommene Drucklufteinblasung über das Düsensystem des pneumatischen Umwälzsystemes 10 kann die Faserstoffsuspendierung und -vereinzelung sowie Versatzmischung verstärken, ohne das große Scherkräfte wirksam werden.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gegenüber anderen bekannten Verfahren die Suspendierung gleitmittelbehafteter Mineral- und Keramikfasern möglich, wobei bei einer Gleitmittelbeschichtung durch Mineralöle ein Betrag bis max. 0,8Gew.-% (tischmälze bezogen auf das trockene Fasergewicht möglich ist. Verfahrenstechnisch ist bei der Suspendierung derartiger Fasern eine Vorlagemenge des Suspendierungswassers in der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 20 bis 40%, insbesondere 25 bis 35%, des Nutzvolumens nicht zu überschreiten, um ein ausreichendes Benetzen und Einsuspendieren zu erreichen. Nach entsprechenden Unterrühren kann die weitero Verdünnung und Suspendierung vorgenommen werden.

Die beschriebene erfindi'ngsgemäße Vorrichtung ist als Ansatz-und Vorratsbehälter sowie als Arbeitsbehälter einer Tauchsaug-Vakuumformgebungsmaschine nutzbar. Bei Verwendung als Arbeitsbehälter wird der Rührvorgang jeweils beim Beginn der Ansaugformgebung nach dem Einfahren der Tauchsaugform unterbrochen beziehungsweise stark verringert und nach Beendigung wieder fortgesetzt.

Die physikalische Stabilität der Suspension ist dabei ausreichend gegeben. Ebenfalls wird in der erweiterten Behälterausführung mit Pneumatikeinblassystem die gegebenenfalls zugeschaltete pneumatische Durchwirbelung beim Formgebungsvorgang unterbrochen.

Die Suspensionsbehälter sind vorzugsweise aus Nirostastahl auszuführen. Die Schraubenrührer können Durchmesserzwischen 100 bis 220mm, insbesondere 150 bis 200mm, besitzen, wobei die Rührwerkgeschwindigkeit zwischen 200 bis 1000U/min, insbesondere 400 bis 750U/min, liegen kann. Im Rhythmus des Ansaugprozesses wird dem Arbeitsbehälter die jeweils entnommene Faserstoffsuspension manuell oder automatisch wieder zugeführt. Die Neudosierung kann beispielsweise über eine Sonde (Druckmeßwägesonde) mittels elektronischen Wandler und Steuerung eines Elektroventiles oder eine Füllstandsregelung erfolgen, wobei die Nennweiten der Dosierrohrleitung des darüber angeordneten Behälters zwischen 130 bis 200 mm liegen. In einem vierten Verfahrensschritt erfolgt die eigentliche naßtechnische Formgebung der Faserformteile mittels bekannterTechniken. Insbesondere erfolgt das Entfernen derTrägerflüssigkeit mittels Vakuum-Saugzug. Die im'Vakuum-Saugformgebungsverfahren herausgebildete gute Gefügetextur ergibt eine hohe mechanische Stabilität der Teile. Dabei kann die Naßformlingsscherbenbildung durch Tauchsaugen oder Gießstellensaugen erfolgen. Ebenfalls können zur Naßformgebung andere auf hydrostatischen oder pneumatischen Mitteln beruhende Formgebungsverfahren angewendet worden. Als Erweiterung der bekannten Vakuumformgebungstechnik wird eine erweiterte Vakuumanlage entsprechend Figur 2 vorgeschlagen, deren Anlagenaufbau eine ausreichende Kapazität und Variabilität für den Vakuumsaugformgebungsprozeß sowie Trockensaugprozeß erbringt.

Es wird ein zweibehältriges Vakuumpuffersystem vorgeschlagen, welches durch großformatigen Rohrleitungsverbund 23 untereinander und zur eigentlichen Formgebungsvorrichtung hin verbunden ist. Die zwei eigentlichen vertikalen Vakuumpufferkessel 13 und 14 mit 2 bis 8m³ Nennvolumen ermöglichen eine getrennte Separation der anfallenden Filtratabwässer im Vakuum-Filtratabscheidebehälter 13 und Vakuumregelung insbesondere im eigentlichen Saugzugregelbehälter 14 über Regelmanometer 21 und gegebenenfalls stufenweise Inbetriebnahme der zwei oder drei möglichen Vakuumpumpen 15,16 und 17. Ebenfalls ist es alternativ möglich, bei gewünschten konstanten Vakuumverhältnissen über ein Schnüffelventil 18 oder 19 im Vakuum-Filtratabscheidebehälter 13 beziehungsweise Saugzugregelbehälter 14 zu arbeiten, wobei je nach gewünschten Saugvolumenstrom die Vakuumpumpen 15 bis 17 betrieben werden. Die Einstellung des Schnüffelventil 18,19 erfolgt an Hand eines Vakuummeters. Als Vakuumpumpen können dabei trockenlaufende, luftgekühlte Rotationsvakuumpumpan oder Flüssigkeitsring-Vakuumverdichter angewendet werden, wobei vorteilhafterweise davor jeweils ein Rückschlagventil eingebunden ist. Die Entleerung des Filtratabscheidebehälters 13 erfolgt insbesondere über Niveauregelung gegen anliegendes Vakuum über eine Spezialpumpe 27 in den Abfluß 28 beziehungsweise in die Abwasserreinigungsanlage oder den Recyclingbehälter 26 bei Kreislaufwasserbetrieb. Mittels dieser vorgeschlagenen Vorrichtung ist die vorteilhafte Regelung der Vakuumsauganlage und damit der wirksamen Druckdifferenz als Triebkraft des Prozesses in der Vakuum-Tauchsaugeinrichtung 25 beziehungsweise dem Vakuum-Gießsaugkasten 24 möglich. Je nach Faserformteilsortiment ist eine artikelspezifische Saugleistung mit entsprechendem Vakuum einstellbar. Die Entwässerung kann mit gleichbleibendem oder zunehmendem Vakuum beziehungsweise Saugleistung durchgeführt werden, womit entstehendem Dichteabfall im sich aufbauenden Säugling infolge der Zunahme des hydraulischen Filterwiderstandes entgegengewirkt werden kann. Durch diese Betriebsweise sind, insbesondere bei dickwandigen Faserformteilen starke Rohdichteschwankungen über den Formteilquerschnitt vorteilhaft minimier- und vermeidbar. Die gewünschten Gefügeeigenschaften der Formteile sind vorteilhaft durch Variation des Vakuums und Saugvermögens mit vorgeschlagener Vorrichtung einer Vakuumanlage beeinflußbar. Das Betriebsvakuum der Anlage kann zwischen 20 bis 85kPa, insbesondere 47 bis 8OkPa, liegen, wobei der Saugvolumenstrom 100 bis 3000m³ Luft/h, insbesondere 350 bis 120OmVh, beträgt. Zur Vermeidung von Strömungsverlusten im Vakuumleitungssystem werden im Rohrleitungsverbund 23 großformatige Rohrleitungen mit NW100 bis 250mm angewendet

Die eigentlichen Saugformen zur Formteilbildung besitzen Formenanschlüsse für Vakuum der NW25 bis 140mm, insbesondere

30 bis 51 mm, sowie Formenanschlüsse für Druckluft zur Entformung der NW5 bis 35mm.

Bei der Herstellung kleinerer Sortlmento^vdurch Tauchsaugformgobung sind vorteilhafterweise eine größere Anzahl von Formen auf einem einheitlichen Formenträger über Zwischenstücke angekoppelt.

Kleinere Tauchsaugformen für Faserformteile der Innenabmessungen bis maximal 200mm χ 200mm χ 300mm werden vortellhafterwaise aus reinen Lochkörpern mit gegebenenfalls erforderlichen innen umlaufenden Stützstabgittersystem aus 1 bis 3mm Rundstahl ausgeführt.

Dabei werden Lochbleche der Stärke 0,5 bis 1,2 mm und einer parallel oder versetzten Rundlochung von 0,65 bis 1,25mm sowie Teilung von 1,2 bis 2,5mm aus Kupfer beziehungsweise Messing verwendet, wobei geeignete Werkstoffe Cu99,7 F20, CuZn 37, F30 und CuZn30, F28 sind. Die Messingbloche sind mit Silberhartlot beziehungsweise phosphorhaltigem Kupferhartlot hartverlötet und zum Naßformling hin vorteilhafterweise silikonisiert.

Formen für die Formgebung größerer Sortimente sind für eine genügende Steifigkeit im Saugzugprozeß auf Grund der hohen Flächenprossung aus korrosionsbeständigen Lochblechen der Stärke 1 bis 5mm als Stützform aufgebaut, die eine parallel oder versetzte Rundlochung von 4 bis 11 mm sOwio eine Teilung von 5,C bis 15 mm besitzen und mit wsichgelötoton Phosphorbronze- beziehungsweise Tombacksiebgeweben in Einfachbindung der Maschenweite 0,25 bis 0,45mm überzogen sind. Ebenfalls können statt weichgelöteten Siebgewebeüberzügen 0,5 bis 1 mm starke Lochbleche aus Messing oder Kupfer auf dem Stützformlochblechkörper verwendet werden, wobei deren Lochung 0,65 bis 1,25mm und Teilung 1,2 bis 2,5mm ist.

Die Stützlochbleche besitzen eine freie Durchgangsfläche von 35 bis'63%. Für eine.genügende Steifigkeit sind diese Formen innen mit Versteifungsrippensystemen aus Rundstahl oder Flachstahl der Stärke 2 bis 12 mm ausgeführt.

Ebenfalls sind Lochbleche mit Rechtecklochung sowie Kleeblattlochiing verwendbar, die eine Lochung von 10mm und Teilung von 14 bis 16mm besitzen, welche versetzt oder parallel ist.

Für eine bessere Entwässerung der ansauggeformten Faserformteile, zu deren Nachverdichtung sowie zur Vermeidung starker Toleranzen und Oberflächenrauhigkeiten werden vorteilhafterweise den Säuglingen entsprechend gestaltete Gummi- oder Plastikformteile teilweise oder vollständig unter beibehaltenem Saugzug angelegt, aufgesetzt beziehungsweise aufgedrückt.

Gleichzeitig sind durch diese Methode gewisse Konturen nachträglich in die feuchten Formteile infolge der Saugwirkung auf das Gummi- oder Plastikformtoil einformbar, wobei diese Gummi- oder Plastikformteile unterschiedlich verformbare Teilgebiete aufweisen können. Ebenfalls sind für eine bessere Entwässerung dünne Plastik- oder Gummihäute beziehungsweise -folien anwendbar.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Verfahrensführung besteht darin, daß vor Beginn jedes Vakuum-Saugformgebungsprozesses ein kurzes, leichtes Druckluftdurchblasen durch die Absaugform erfolgt, welches zur Formenreinigung führt und die Stoffanlagerung verbessert. In Gießsaugkästen ist das Druckluftdurchblasen vor Entwässerung durch Filtermittel und Vorlagewasser als pneumatisches Abschlußmischen vor Entwässerungsbeginn günstig.

Entstehender Naßgutschneid- und -ausschußabfall kann direkt dem Mischprozeß ohm Versatzbeoinflussung rückgeführt werden, wodurch gleichzeitig Energieeinsparungen möglich sind. Des weiteren besteht ein vorteilhaftes Merkmal in der verfahrenstechnischen Antrocknung deformationsempfindlicher Formteile aiii der Ansaugform unter beibehaltenem Saugzug, indem geeignete ausgebildete Heißluft- oder Heißdampfhauben angewendet werden, wobei die Trocknungsmitteltemp'· ratur zwischen 150 bis 250⁰C liegt.

Armaturen, Behälter und Leitungen sowie Werkzeuge sind regelmäßig mit verdünnten Lösungen von Oxidations- oder Konservierungsmitteln beziehungsweise warmen keimfreien Was*er mit 35 bis 65°C zu spülen. Vor erneuter Inbetriebnahme ist eine Durchspülung mit warmen Wasser vorteilhaft.

Die Entformung der Naßformlinge erfolgt durch kurzen Druckluftstoß von 350 bis 70OkPa Überdruck und einem Volumenstrom von 30 bis 500mVh der Kompressoranlage.

Nach dem naßtechnischen Formgebungsprozeß, insbesondere mittels Vakuum-Saugformgebung, liegen die Naßformlinge mit Restfeuchtegehalten von 35 bis 70 Gew.-% vor, die auf geeignete Trocknungshilfsmittel umgesetzt werden. Der Trocknungsprozeß als fünfter Verfahrensschritt wird insbesondere als Verdunstungskonvektionsprozeß durch Erwärmung auf 80 bis 12O⁰C, insbesondere 100 bis 11O⁰C, mit Haltezeiten je nach Faserformteilsortiment zwischen 2 bis 24 h durchgeführt, wobei zur Vermeidung des Stärkeätherzerfallsbeginn und dem damit verbundenen Festigkeitsverlust im Faserwerkstoff vorteilhafterweise im Frischluftbetrieb gearbeitet wird. DieTrocknung erfolgt bis zu Restfeuchtegehalten von 0,1 bis3Gew.-%.

Auf Grund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rezepturabstimmung von anorganischen Oxidbindern und organischen Bindemitteln werden nach dem Trocknungsprozeß homogene Produktstrukturen der Faserformteile erhalten, so daß durch universelle mechanische Nachbearbeitung wie Schneiden, Fräsen, Bohren, Schleifen, Drehen mittels Holzbearbeitungswerkzeugen oder -maschinen sowie Stanzen, die gewünschten Spezialformen präzis hergestellt werden können, wobei gegenüber bekannten Verfahren eine geringere Staubentwicklung vorhanden ist.

In einem sechsten zusätzlichen Verfahrensschritt können die erfinde ngsgemäß hergestellten Faserformteile auf die Einsatzbeanspruchungen angepaßt werden. Der Vorbrand der hergestellten Formteile bei 580 bis 1400⁰C, insbesondere 750 bis 900°C und 2 bis 24 h Haltezeit, dient der Herstellung homogen anorganisch gebundener Faserformteile mit stabilisierter Oxidbindung, die beim industriellen Ersteinsatz keinerlei Pyrolysegase entwickeln.

Insbesondere kann bei erhöhten mechanischen Einsatzbeanspruchungen eine Oberflächenhärtung sowie eine Durchtränkung der Faserformteile mittels anorganischer, temperaturbeständiger Verfestiger durchgeführt werden. Erfindungsgemäß wird die Anwendung einer wäßrigen Lösung von Natriumsilikat (Na₂O · nSiOj · xH₂O; mind. 32% Feststoffgehalt, Molverhältnis Na₂OiSiO₂ = 1 -.3 bis 3,5) oder Kieselsäurehydrosol (SiO₂ · nH₂O; 30% Feststoffgehalt) beziehungsweise deren Mischungen, mit feinstgemahlenen anorganischen Füllmittelzusatz im Gewichtsverhältnis von Feststoff Na₂O beziehungsweise SiO₂/Füllmittel wie 3 bis 4/1 vorgeschlagen. Als feuerbeständige beziehungsweise feuerfeste Füllmittel können feinstgemahlene Anteile von.

AI₂O₃, amorphen SiO₂ (Mikrosil), MgO, TiO₂, Cr₂O₃, ZrO₂, BaSO₄, MgSO₄, kolloidaler Bentonit sowie gemahlene Keramikfasern im Körnungsbereich unter 0,15 mm verwendet werden. Die Oberflächenhärtungslösung kann durch Aufstreichen oder -sprühen aufgetragen werden, wobei ein anschließendes Antrocknen vorteilhaft ist.

Die erfindungsgemäß hergestellten, bei Bedarf nachgearbeiteten Faserformteile könnon aber auch In handelsüblichen Lösungen von Natriumsilikat (Molverhältnis Na₂OiSiO₂ = 1 ;3 bis 3,5) beziehungsweise Kiesolsäurohydrosol mit Feststoffgehalten von 29 bis 35Gew.-% beziehungsweise deren Anwendungsverdünnung im Verhältnis Na₂O beziehungsweise SiO₂-Handelslösung:Wasser = 1:2 bis 3 getränkt worden. Nach dom Tränkbad werden die feuchten Faserformteile auf geeignete Trocknungshilfsmittel gegeben und zwischen 10O bis 130⁰C 2 bis 10h vorgetrocknet und anschließend vorteilhafterweiso bei 550 bis 1400⁰C, insbesondere 750 bis 900⁰C, 1 bis 10h zur Stabilisierung der anorganischen Bindung nachgeglüht. Danach ist das Material auch In feuchter Atmosphäre lagerbar. Die Anwendungsgrenztemperatur der mit Natriumsilikat getränkten Faserformteile ist mit 1000°C festgelegt. Ebenfalls könnon als Tränklösungen für die getrockneten und gegebenenfalls mechanisch nachbearbeiteten Faserformteile 10 bis 40Gew.-%ige wäßrige Lösungen von Aluminlumhydrogeriphosphat, Natriumhexamotaphosphat, Natriumtripolyphosphat, Natrlumpyrophosphat beziehungsweise Mononatrium-, Dinatrium- oder Trinatriumphosphat verwendet werden. Die getränkten Faserformteile werden dann 1 bis 5h bei 100 bis 130⁰C vorgetrocknet und weiterhin bei 550 bis 95O⁰C1 bis 12h nachgeglüht. Oben genannte Verfahrensweise ist insbesondere für Faserformteile für die Aluminiumindustrie vorteilhaft anwendbar, die damit eine permanent erhöhte Härte besitzen.

Werden die stärkeäthergebundenen Faserformteile vor dem Feuerkontakt Feuchtkontakt ausgesetzt, wird erfindungsgemäß zur Erzielung einer Naßsteifigkeit und Zerfallsverhinderung, eine Nachtränkung mit formaldehydfreien oder -armen Naßverfestigern durchgeführt, die als 8 bis 40%ige Lösungen vorliegen. Es werden 0,2 bis 2,5Gew.-% fester Kunstharznaßverfestiger bezogen auf das trockene Faserformteil angewendet. Neben einer erhöhten Gefügefestigkeit bei Montageprozessen, wird damit die feuchte Verarbeitung der Artikel insbesondere in Verbindung mit hydraulischen Feuorbetongießgemengen gewährleistet. Als Naßverfestiger können kationogene Polyamidoaminharze, Polyamid-Epichlorhydrinharze, Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrinharze sowie Polyäthylenimin und phosphorsäurestabilisiertes Melamin-Formaldehyd-Kunstharz eingesetzt werden. Die getränkten Faserformteile worden anschließend bei 110 bis 13O⁰C 2 bis 10h getrocknet. Durch diese Naßverfestiger wird das stärkeäthergebundene Gefügenetzwerk vor einer Zerstörungsquellung vorteilhaft geschützt.

Für Spezialverformungen und bei geringen Bedarfszahlen können die mit der orfindungsgemäßen Faserstoffzusammensetzung naßgeformten Faserformteile, insbesondere in Form von Platten, in luftdichten Plastikhüllen verpackt und mit 0,08 bis 0,8 Gew.-% festes Konservierungsmittel bezogen auf den organischen Feststoffanteil infiltriert, direkt zur universellen Ortskonturverformung, ausgeliefert werden. Die Infiltration mit dem biozid wirkenden Konservierungsmittel erfolgt während des Trockensaugprozesses der Vakuum-Saugformgebung, wobei insbesondere Lösungen von p-Chlor-m-Kresol, Natriumpentachlorphenolat sowie p-Hydrooxybenzolsäureäthylester angewendet werden.

Die Anwendung dos erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtungen erlaubt es, gegenüber bekannten Verfahren, auch auf Basis gleitmittelbehafteter anorganischer Fasern, wärmedämmende Faserformteile mit erhöhter Steifigkeit, Härte, Gefügefestigkeit und mechanischer Nachbearbeitungsmöglichkeit horzustellen. Durch die Anwendung des abgestimmten formaldehydfreien anorganisch-organischen Bindemittelsystemes wird die Zurückhaltung der eingesetzten Feststoffe stark verbessert. Die im naßtechnischen Formgebungsprozeß anfallenden Filtratsabwässer sind gegenüber bekannten Verfahren ökologisch gering belastet, wodurch aufwendige Investitionen für die Abwasserbehandlung bis zum Einleiten in den Vorfluter entfallen. Damit kann gleichzeitig eine Prozeßrückwasserführung in verschiedenen Verfahrensstufen durchgeführt wer-den, wobei durchschnittlich eine 1 - bis 12fache Recyclingführung möglich ist, wodurch der spezifische Frischwasserbedarf des Verfahrens stark gesenkt wird. Der gesamte Herstellungsaufwand für die Produktion der hochwertigen wärmedämmenden Faserformteile wird insgesamt verringert. Die getrockneten Faserformteile sind durch Besch'ichtungs-, Tränk- sowie Temperprozesse einsatzanpaßbar.

Die thermische Belastbarkeit der Faserformteile richtet sich nach den eingesetzten anorganischen Fasern sowie Bindemitteln und Füllmitteln, wobei die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faserformteile dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus:

69 bis 92 Gew.-% anorganischen Fasern sowie Füllmitteln

4 bis 15,5Gew.-% kolloidalen anoiganischen Bindemittel, wie SiO;, AI₂O₃ oder ZrO₂ 4 bis 15,5Gew.-% quaternären Ammoniumstärkeäther

Obis 0,4Gew.-% Polyacrylamid,fest

0 bis 2,1 Gew.-% Carboxymethylcellulose, Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol, fest

Obis ü,0Gew.-% organischen Fasermaterial bestehen.

Der Glühverlust der erfindungsgemäß herstellbaren getrockneten Faserformteile liegt zwischen 4 bis maximal 17Gew.-%. Durch den Vorbrand der Faserformteile zwischen 580 bis 1400⁰C werden einsatzstabilisierte vollkommen anorganisch gebundene Faserformteile hergestellt.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

60 kg über eine Zerreißgarnitur vorgezupfte keramische amorphe Aluminiumsilikatzirkonfasern mit 44 Gew.-% AI₂O₃ und 5Gew.-% ZrO₂ sowie 0,3Gew.-% Gleitölbeschichtung des Types Heißdampfzylinderöl ZH1800 werden in 2000kg Wasspr der Temperatur 25⁰C in einem Hydrostofflö' dr mit 4,6m³ Nutzvolumen und der Rotorwellendrehzahl 80U/min suspendiert. Nach lOminütiger Suspendierdauer erfolgt bei laufendem Zerfaserungsrotor Suspensionstransport über das Sortiersieb des Hydrostofflösers mit 10mm Durchmesser und Dickstoffpumpe in eine Mischbütte mit 3m³ Nutzvolumen, die der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht. Unter ständigem Rühren werden 151 eines kolloidalen Kieselsäurehydrosoles mit

30% SiOj-Gohalt zugegeben und 5min gemischt. Das vsrwundete Kieselsol besitzt oi.io mittlere Teilchengröße von 7-1 Onm, eine spezifische Oberfläche vo 16OmVo, einen pH-Wert ve η 9,6 und ein Molverhältnis SI(VNa₂O von 98. Anschließend werden unter ständigem schonondon Rühren 925I einer 0,63%igen Lösung eines kaltwasserlöslichen quaternären Ammoniumalkylkartoffel8tärkoäthers des Substitutionsgrades 0,04mol/mol und Stickstoffgehaltes von 0,34% zugegeben und 3min gemischt. Die erhaltene 3-m³-Faserstoffsuspenslon mit 2,31 % Feststoffgehalt und einem pH-Wert von 8,9 wurde zur diskontinuierlichen Herstellung von 10 Faserplatten des Formates 500mm x 500mm x 80mm mittels Vakuum-Saugentwässerung in einer Gießstellonsaugoinrichtung verwendet. Die Filtratabwässer wurden zur Herstellung der nächsten Faserplatten wieder verwendet. Die erhaltenen Faserplatten besaßen nach dem Trocknon bei 11O⁰C und 12h oine Rohdichte von 345 kg/m³, eine Biegezugfestigkeit von 1,2 MPa, eine Wärmeleitfähigkeit von 0,27 W/mK bei 1000⁰C und einem Glühverlust von 8Gew.-%. Visuell und anhand der chemischen Analyse konnten keine Migrationserscheinungen des kolloidalen SiO₂ über dem Querschnitt nachgewiesen werden.

Die erhaltenen Faserplatten wurden teilweise zur Herstellung von Heizelementhalteformteilen durch Schleifen, Fräsen und Bohren mittels Bandschleifmaschine, Kombinationsfräsmaschine und Säulenbohrmaschine, als ursprüngliche Holzbearbeitungsmaschinen, mechanisch nachbearbeitet. Nach einem Vorbrand der Faserplatten wurde ein homogen anorganisch gebundenes Gefüge erhalten, wobei eine Biegezugfestigkeit von 0,3MPa bestimmt wurde. Die durch Nachbearbeitung erhaltenen Heizelementfaserformteile wurden in 1:3 verdünnte 30%lge Kieselsollösung 3 min getaucht, 2 h bei 130°C vorgetrocknet und 10h bei 1000⁰C vorgebrannt und an den Verbraucher ausgeliefert. Im Vergleich zu obiger erfindungsgemäßer Verfahrensweise wurde analog eine 0,'6%ige Lösung eines durch Oxydation nativer Kartoffelstärke erhaltenes heißwasserlöslichen Stärkederivates verwendet, wobei eine starke Trübung der Filtrate festgestellt wurde. Die Faserplatten besaßen nach dom Trocknungsprozeß eine ungenügende Festigkeit und ungleiche Querschnittsfestigkeitsverhältnisse. Nach dem Ausbrennen des organischen Stärkebindemittels zeigten die Faserplatten eirsn weichen Kern und eine leicht verfestigte Oberflächenschicht. Der chemischen Analyse entsprechend war die Zurückhaltung des eingesetzten kolloidalen SiO₂ im Filtrationsprozeß unbefriedigend

Tabelle 1 belegt die Wirksamkeit der angewendeten Bindemittelkombinationen.

Tabelle 1

Bewertungspunkt	Erfindungsgemäß hergestellte	Hergestellte
	Faserplatte mit Stärkeäthor	Faserplatte mit
		Stärkederivat
Chemische Analyse
Glühverlust	8,0%	2,0%
SiO2-gesamt	51,1%	50 %
SiO2-MiUe	51,1%	48 %
SiO2-Rand	51,1%	52 %
AI2O3	36,1 %	43 %
ZrO2	4,8%	5 %
Trockenbiegezugfestigkeit	1,2MPa	0,15MPa
Ausglühbiegezugfestigkeit	0,3MPa	-
Abwassercharaktei Istik
abfiltrierbare und gelöste Stoffe	80 mg/l	2 400 mg/l
BSB6	50mgO2/l	630mgO2/l
CSV«	90mgO2/l	900mgO2/l
pH-Wert	7,8	8,9

Damit wurden zusätzlich eine Senkung der Feststoffverluste um das 40fache sowie eine Senkung der organischen Last des Filtratsabwassers um das 10fache erreicht, was durch die potentiellen Verschmutzungsparameter CSV- und BSBs-Wert charakterisiert ist.

Beispiel 2

In einem Entstippungs-Hydrostofflöser werden viermalig 15kg gleitölbehaftete Aluminiumsilikatfasern mit einem AI₂O₃-GeMaIt von 50Gew.-% in 500I vorgelegtes Wasser und 0,1 Gew.-% Suspendierdetergenz, bezogen auf den Fasereinsatz, in Form von Polyglykolether 10min s uspondiert und jeweilig in einem Mischbehälter mit 3m³ Nutzvolumen bei laufenden Zerfaserungsrotor abgelassen. In den Mischbehälter werden danach jeweils 5kg feinstgemahlenes AI₂O₃ und BaSO₄ des Korngrößenbereiches 0,01 bis 0,1 mm eindosiert, die jeweils in 1001 Wasser vordispergiert wurden. Unter intensivem Rühren wird 10min gemischt. Danach werden 45I wäßriges kolloidales Kieselsol mit 30 Gew.-% SiO₂, einer Teilchengröße von 12-15 μητι und einer spezifischen Oberfläche von ?00m²/g sowie eines pH-Wertes von 9, unter intensivem Rühren 5min eingemischt. Nachher werden 600I einer 2,5%igen Lösung eines kaltwasserlöslichen quaternären Kartoffelstärkeäthers der Sortenbezeichnung 'Solvitose N' mit 0,26% Stickstoffgehalt und einem Substitutionsgrad von 0,02SmOlZmOl unter schonendem Mischen 5min eingemischt. Abschließend werden 85I einer 0,1%igen Polyacrylamidlösung, eines Produktes der Sortenbezeichnung 'Stipix N 80', zudosiert und 1 min untergemischt. Die aufbereitete Faserstoffsuspension der Stoffdichte 3,3 % wird jeweils nach Bedarf in den Arbeitsbehälter einer Tauchsaugeinrichtung gegeben, wo durch diskontinuierliche Vakuum-Saugformgebung jeweils Gioßrinneneinsätze mit 1000mm Länge und 40mm Wandstärke mit Saugzeiten von 40s gebildet werden. Die ansauggeformten Formteile werden auf geeignete Trocknungshilfsmittel mittels Druckluftstoß abgeblasen und bei 11O⁰C12h unter Frischluftbetrieb getrocknet. Nach dem Trocknungsprozeß wurden die äußeren drei Seitenflächen des vakuumgeformten Gießrinneneinsatzos glattgeschliffen. Die Faserformteile besaßen eine Rohdichte von 450kg/m³ und einen Glühverlust von 15Gew.-%.

Ein Teil der getrockneton Gießrinneneinsätze wurde zur Stabilisierung und Erhöhung der mechanischen Festigkeit in einer 1:3 verdünnten 30Gow.-%igon Kleselsollödung nachgetränkt, wobei die getränkten Einsätze auf Trocknungshllfsmittoln bei 130⁰C 5 h vorgetrocknet und nach dem Entfernen der Hilfsmittel 8 h bei 900^eC vorgebrannt, wodurch vollkommen anorganisch gebundene Faserformteile erhalten wurden. Die getrockneten und gehärteten, gebrannten Gießrinneneinsätze dienten zur Zustellung der Überführungs· und Vertoilerrinnen einer Aluminiumhalbzeuggußanlage.

Beisplol3

Im folgenden Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der eine Suspendierung und Versatzmischung gleitmittelbehafteter anorganischer Fasern möglich ist, beschrieben. Als Suspendlerungsvorrichtung wird ein Behälter 1 aus V2A-Blechen der Abmessungen 2500mm x 1500mm x 1200mm verwendet, der mit einem maximalem Nutzvolumen von 3,7 m³ betrieben werden kann. Über einen gekapselten Getriebemotor 4 mit einer Anschlußl ?istung von 1,7 kW wird eine Drehzahlreduzierung der horizontalen Rührwerkswelle 2 von 760 bis 400U/min erreicht, Die eingesetzten zwei dreiflügeligen Schraubenrührer 3 besitzen Durchmesser von 150mm und laufen mit einer maximalen Umfangsgeschwindigkeit von 5,9m/s. Das Rührwerksende mit Propellersitz ist jeweils 320mm von der Behälterwand und 160mm von dem Behälterboden 6 entfernt. Mittig im Behälterboden ist eine Abflußöffnung 7 mit NW180 und Drosselklappe als Absperrventil 8 angebracht, über die die vorbereitete Suspension bei Bedarf in den darunter angeordneten Arbeitsbehälter unter Schwerkraftwirkung abfließt. Gleitmittelbehaftete Aluminiumsilikatfasern mit 0,24Gew.-% Mineralölschmälze ZH 1800 werden in 1,13 m³ Vorlagewasser als trocken in einer Schneidmühle (Chopper) vorzerkleinertes Granulat der Faserlängen 5 bis 20mm eindosiert, so daß eine Stoffichte von 8,0 Gew.-% vorliegt. Als Suspendierdetergenz wird 2 Gow.-% kolloidales hydrophiles SiO₂, eingeführt als wäßriges anionogenes alkalisches Oxidsol mit 30% Feststoffgehalt, verwendet. Nach 10min Einsuspendieren erfolgt 10min weitere Verdünnung auf 2,5m³ und 10 min endgültige Versatzmischung auf das Nutzvolumen.

Als Arbeksbehälter 1 für eine Tauchsaug-Vakuumformgebungseinrichtung findet ein Behälter der Abmessungen 1500mm x 1230mm x 1000mm Anwendung, der mit einem maximalen Nutzvolumen von 1,6m³ betrieben wird. Die Drehzahl der horizontalen Rührwerkswelle 2 beträgt 200-700 U/min und der Durchmesser der eingesetzten Schraubenrührer 3130 mm, wobei diese jeweils 170mm von den Behälterwandungen und 130mm vom Behälterboden 6 entfernt angeordnet sind. Nach jedem Tausaugformgebungsprozeß wird die verbrauchte Suspensionsmenge aus dem darüber angeordneten Vorratsbehälter schonend unter Schwerkraftwirkung nachdosiert. Der intensive Umwälzprozeß durch die horizontal versetzt angeordneten Schraubenrührer wird vor jedem Tauchsaugvorgang unterbrochen und nach dem Formenausfahren wieder aufgenommen

Folgende Abmessungsverhältnisse innerhalb der Behälter sind möglich:

Verhältnis	Arbeitsbehälter	Misch- und Vorratsbehälter
Rührerdurchmesser/Behälterbreite	0,098-0,13	0,08-0,133
Rührerlänge/Behälterlänge	0,113-0,131	0,128-0,130
Rührerabstand zum Boden/Behälterhöhe	0,13-0,17	r 108-0,15
Rührerabstand zur Seitenwand/Behälterbreite	0,137-0,17	»13-0,228
Behälterlänge/Behälterbreite	1,17-1,253	0-2,333
Füllhöhe	700-900 mm	-1100mm

Der Tauchsaugarbeitsbehälter kann am Ende des Produktionsprozesses durch Verwendung eines Pneumatikzylinders mit einstellbaren Zwischenpositionen leergearbeitet werden, wozu insbesondere Saugformwerkzeuge für Faserplatten verwendet werden.

Mittels des drehzahlregelbaren Schraubenrührerantriebes ist die Anpassung an die Versatzmischung möglich. Insbesondere kann nach dem Einmischen der quaternären Stärkeätherlösung eine schonende Umwälzung realisiert werden, wobei keine unzulässig hohen Turbulenzen entstehen.

Beispiel 4

100kg zerkleinerte Aluminiumsilikatfsern ohne Gleitmittelbehaftung mit 48Gew.-% AI₂O₃ und Faserlängen vo 2 bis 20mm werden 20 min in einer rechteckigen Mischeinrichtung in 2500I vorgelegtes Wasser unter intensivem Mischen bei Drehzahlen der beiden Schraubenrührer von 700U/min suspendiert und vereinzelt. Nachdem werden 251 anionogenes Kieselsol mit 30Gew.-% festem SiO₂ zugegeben und 3min intensiv gemischt. Im Anschluß daran werden 3751 einer 2,2%igen Lösung eines vorverkleisterten quaternären Ammoniumalkyläthers einer Kartoffelstärke der Sortenbbezeichnung 'Solvitose NX' mit 0,39% Stickstoffgehalt und einem Substitutionsgrad von 0,030mol/mol zugegeben, welche einen pH-Wert von 9,5 besitzt und der 17g Parachlormetakresol zugesetzt sind, und schonend während 2 min eingemischt. Die erhaltene Faserstoffsuspension des pH-Wertes 9 wird diskontinuierlich mittels Schwerkraftwirkung in einem darunter angeordneten 1-m³-Tauchsaugarbeitsbehälter gegeben, in dem die diskontinuierliche vertikale Vakuum-Saugformgebung von Faserzylindern des Innendurchmessers 80mm, der Wandstärken 20mm und Höhe 200mm mittels einer achtteiligen Batteriesaugform bei 7OkPa Unterdruck und einem Saugvolumenstrom von 800m³ Luft/h stattfindet. Die Einzelsaugformen bestehen aus 1 mm starkem rundversetzt gelochten Messingblech der Lochweite 1,1mm und Teilung 1,3 mm, welches innenwändig durch ein allseitig verstrebtes Zylindertragsystem aus 3 mm Rundstahl abgestützt wird. Die getrockneten Faserzylinder besitzen eine Rohdichte von 320 kg/m³ und einen Glühverlust von 6,5Gew.-%. Das entstehende Filtratsabwasser wird zum Suspendieren des neuen Faseransatzes wieder verwendet.

Ein Teil der erhaltenen getrockneten Faserzylinder wird in 30%iger Lösung von Polyäthylenimin der Sorte 'Polymin P' zur Verhinderung einer Zerstörungsquellung bei Feuchtkontakt 5min getränkt und anschließend nochmalig bei 110⁰C 10h getrocknet. Damit ist der Einsatz in Kombination mit einem hydraulischen Feuerbetongießgemenge zur Wärmedämmung eines wassergekühlten Trogrohrsystems eines Industrieofens möglich.

Beispiel 5 *

100kg geblasene, trockon in einem Schneidgranulator vorzerkleinerte Aluminiumsilikatfasern der Faserlängen 2 bis 20mm mit einem Gehalt von 48% AI]O₃ und 0,5Gew.-%Gleltmittelbenetzung In Form Mineralölschmälze ZH 1800 werden in 1,3m³ Vorlagewasser in einem Mischbehälter der Abmessungen 2500mm χ 1500mm x 1100mm unter Zusatz von 100g einer anionogenen Suspendierdetergenz der Bezeichnung 'Ditalan L' auf Basis einer Kombination aus ungesättigtem Alkylsulfat, Alkylpolyglykolethersulfat und Alkylsulfonat, 10min einsuspendiert, und anschließend wird unter Weiterrühron mit 700U/min auf 2,69 m³ mit Rückwasser verdünnt und 20 min weitergerührt. Daran anschließend werden 25 kg eines Kioselsäurehydrosolos mit 30Gew.-% Feststoffgehalt zugegebon und 5min mit 700U/min gemischt. Als Abschluß werden 2771 einer 3%igen Stärkeätherlösung eines kaltwassorlöslichen quaternären Ammoniumstärkeäthers der Sortenbezeichnung 'Pei fectamyl PLV mit einem Stickstoffgehalt von 0,27% und einem Substitutionsgrad von 0,035mol/mol flächenmaßig über ein Spritzrohrsystem zugegeben und 5min schonend bei 500U/min eingemischt. Die erhaltene Faserstoffsuspension wird diskontinuierlich mittels Schwerkraftwirkung über eine Plastikrohrleitung der NW170 mm in dot darunter angeordneten Tauchsaugformgebungsbehälter des Nutzinhaltes 1 m³ abgelassen, in der durch Vakuumformgebung rr ittels eines Saugzuges von 500m³ Luft/h und eines Vakuums von 8OkPa die Formgebung von Faserplatten des Formates Ί 000mm χ 500mm x 50mm stattfindet. Die ansauggeformten Faserplatten mit 60% Restfeuchte werden bei 110⁰C 12h unter Frischluftbetrieb in einem 2-m³-Kammertrockner getrocknet und anschließend in einer Bandschleifeinrichtung glattgeschliffen. Die erhaltenen Faserplatten besitzen folgende Charakteristik:

Rohdichte	310 kg/m3	Mitte	I
Wärmeleitfähigkeit	bei 800°	5,9%	C 0,18W/nvK
	bei 1200"	51 %	C 0,30 W/m· K
Trockenbiegezugfestigkeit	0.9 MPa	43,0%
lineare Nachschwindung		0,13%
bei 1100 0C und 24 h Haltezeit	-2,80%
Chemische Analyse gesamt	Rand
Glühverlust 6 %	6,1 %
SiO2 51 %	51 %
AI2O3 42,9%	42,8%
Na2O 0,13%	0,13%

Ein Teil der ansauggeformten feuchten Faserplatten wurde vor dem Entformen jeweils mit 101 einer 3%igen Konserviarungslösung von Natriumpentachlorphenolat besprüht, die durch das anliegende Vakuum in die Feuchtplatte eingesaugt wurde. Nach dem Entformen mittels Druckluftstoß wurden die Feuchtplatten in 0,3mm dicke Polyäthylen(olie luftdicht verpackt und zur ambulanten Ortsverformung für die Wärmedämmung von Turbinenanlagen ausgeliefert.

Beispiele

In einem Hydrostofflöser mit 0,85 m³ Nutzinhalt werden in 3801 vorgelegtes Wasser der Temperatur 2O⁰C 3kg Aluminiumoxidfasern mit 95% AI₂O₃ sowie 5kg Aluminiumsilikatfasern in Rohfaserform mit 48% AI₂O₃ und 0,3Gew.-% Gleitölbenetzung des Types Heißdampfzylinderöl ZH 1800 sowie 0,5kg felnstzerkleinertes AI₂O₃ der Korngröße 0,04 bis 0,08 mm 5 min suspendiert und zerfasert, wobei die Drehzahl der senkrecht stehenden Rotorwelle 800 U/min beträgt. Anschließend werden bei laufendem Zerfaserungsrotor 2,27 kg eines anionogenen, alkalischen Kieselsäurehydrosol der Bezeichnung Ί030'mit30Gew.-%festem kolloidalem SiO₂sowieeinerTeilchengröße von 5 bis 10nm 3min eingemischt. Darauf folgend werden 35I einer vorher aufbereiteten 2,0%igen Stärkeätherlösung des pH-Wortes 8,5 eines kaltwasserlöslichen quaternären Kartoffelstärkeäthers des Substitutionsgrades von 0,09mol/mol und eines Stickstoffgehaltes von 0,7% mit der Sortenbezeichnung 'Solvitose D9'1 min lang untergemischt. Abschließend werden 2I einer 0,5%igen anionogenen Polyacrylamidlösung zugegeben und 0,5 min untergemischt. Die erhaltene Faserstoffsuspension mit einem pH-Wert von 8,5 wird im freien Ablauf in einen darunter angeordenten Vakuum-Gießsaugkasten der Filtrationsfläche 1030mm χ 780mm abgelassen, der vorneweg mit Vorlagewasser bis 1 cm über die Sieboberfläche gefüllte wurde. Nach dem die Suspension eingelassen wurde, wird kurzzeitig durch den Gießsaugkastenunterteil über die Siebplatte hindurch Druckluft mit 0,4MPa Überdruck zum pneumatischen Abschlußmischen eingeblasen und anschließend durch Anlegen von Vakuum von 5OkPa die Feuchtplatte gebildet. Die erhaltene feuchte Faserplatte der Restfeuchte 60% mit 40mm Dicke wird anschließend bei 11O⁰C in einem Kammertrockner unter Frischlufttrocknung 15h getrocknet. Die Trockenrohdichte beträgt 305 kg/m³. Das im Filtrationsprozeß anfallende klare Filtratwasser wird jeweils dem periodischen Prozeß zurückgeführt und für den Ansatz der neuen Faserplatten verwendet.

Die erhaltenen Faserplatten können durch Sägen, Schleifen, Fräsen, Bohren sowie Drehen universell nachbearbeitet werden. Ein Teil der erhaltenen, getrockneten Faserplatten wird nach dem Randbeschnitt auf das Fixmaß 1000mm x 500mm in einer Tränkeinrichtung in einer 25gew.-%igen Lösung von Aluminiumhydrogenphosphat 4min getränkt und nach dem Abtropfen auf einem Siebblech bei 12O⁰C 2 h vorgetrocknet und anschließend in einem elektrischen Kammertrockner bei 900⁰C 10 h getempert. Die erhaltenen Faserplatten mit einer Biegefestigkeit von 1,5MPa werden zur wärmedämmenden Zustellung eines chemischthermischen Reaktors mit 1200⁰C Betriebstemperatur und Gasgeschwindigkeiten von 70m/s eingesetzt.

Beispiel 7

100 kg vorzerkleinerte Aluminiumsilikatfasern der Faserlängen 10 bis 15 mm mit 48% AI₂O₃-Gehalt und einer Gleitmittelbenetzung von 0,3Gew.-% in Form Mineralölschmälze Heißdampfzylinderöl ZH 1800 werden in 1,4 m³ Vorlagewasser der Temperatur 25⁰C in einem Mischbehälter der Abmessungen 2500mm x 1500mm χ 1100mm mit beidseitig in den

Behölterecksoiten parallel versetzt angeordneten Schraubenrührern mit einer Drehzahl von 900 U/min 8 min lang olnsuspoⁿHiert. Anschließend werden 10kg feinstzerkleinertes AI₁Oa dee Korngrößenbereichos 0,02 bis 0,05mm zugegeben sowie 2mln untergemischt, und es wird anschließend mit 1,09m³ Wasser auf 2,6m³ Behälterfüllung aufgefüllt sowie anschließend 36,7kg Klesolsol mit 30Qew.-% Foststoffgehait zugegeben und 2min bei Drehzahlen dor Schraubonrührer von 700U/mln gemischt. Anschließend werden 400t einer 3%igon Stärkoäthorlösung eines quaternären Ammoniumstärkoäthors der Sortenbozeichnung 'Porfecta nyl PLV mit einem Substitutionsgrad von 0,035 mol/mol zugegeben und 3 min schonend bei 500 U/min eingemischt. Die erhaltene Pasorstoffsuspension wird diskontinuierlich durch Schwerkraftabfluß in oinon Arbeitsbohältor mit 1,5m³ Inhalt einer Tauchsaugformgebungsstation abgelassen.

In diosen Arbeitsbehälter fährt über einen Pneumatikzylinder mit olnom maximalen Hub von 1100 mm eine Tauchsaugform zur Formgebung von NE-Gießtiegeleinsätzen mit 9Gl FlUssigmetallinhalt ein, Diese Tauchsaugform besteht aus entsprechend geformtem 4mm starkem versetzt gelochtem Messingblech der Lochdurchmesser 10mm und der Teilung 14mm, die inwendig zusätzlich durch ein eingestecktes Stützabgittersystem aus 12mm starkem Rundstahl verstärkt ist. Der stabile Formengrundkörper ist mit einer weichgelöteten Bronzesiebbespannung der Maschenweite 0,45mm und der Drahtstärke 0,25mm überzogen.

Die Ansaugformgebung des Tiegeleinsatzes wird mit einem anliegenden Vakuum von 8OkPa und einem Saugvolumenstrom von 85OmVh durchgeführt, wobei für eine angesaugte Wandstärke-yon 50mm 60s Saugzeit erforderlich sind. Nachdem die Tauchsaugform aus dem Bohältor ausgefahren ist, wird während des Trockensaugprozesses eine entsprechend gestaltete Hartgumminegativform gegen den Naßsaugling zur Glättung der Oberflächenrauhigkoit und Formteilnachverdichtung angelegt, die nach 15s Anlegedauer entfernt wird. Danach wird zur Formenantrocknung des an sich deformationsempfindlichen Artikels eine entsprechend gestaltete Heißlufthaube aufgesetzt, die Heißluft mit 23O⁰C abgbibt. Infolge des in der Tauchsaugform weiterhin anliegenden Vakuumsaugzuges wird die Heißluft durch den Naßformling gesaugt und eine 5minütige Formenitntrocknung durchgeführt. Nachdom die Heißlufthaube entfernt wurde, wrid durch kurzzeitigen Druckluftstoß mit 45OkPa der vorgetrocknete Naßformling entfernt und anschließend bei 110°C in einem elektrischen Kammertrockner 12 h bis zum Restfeuchtegehalt von 0,5Gew.-% getrocknet.

Beispiel 8

! ι einem Hydrostofflöser des Nutzinhaltes 0,9m³ werden in 4001 vorgelegtes Wasser bei laufendem Zerfasorungsrotor 4kg gleitmittelbehaftote Mineralfasern und 4kg gleitmittelbehaftete Aluminiumsilikatfasern mit 48% AI₂O₃-Gohalt sowie 1,5 kg kolloidaler Bentonit und 2kg eines anionogenen Kieselsolos mit 30Gew.-% SIO₂ eingegeben und 7min suspendiert.

Anschließend werden 42I einer 2%igen quaternären Ammoniumstärkeätherlösung eines kaltwasserlöslichen Produktes der Bezeichnung „Empresol NE 25" mit 0,26% Stickstoffgehalt zugegeben und 1 min eingemischt. Abschließend werden 6,71 einer 0,1%igen Lösung eines anionogenen Polyacrylamides mit der Sortenbezeichnung „Stipix AD-K" zugegeben und 30s kurzzeitig eingemischt.

Die erhaltene Faserstoffsuspension wird anschließend im Schwerkraftprinzip in einen Saugkasten abgelassen, in dem Mischfaserplatten des Formates 1000mm x 500mm x 40mm gebildet werden. Die anfallenden Filtratwässer werden wiederverwendet.

Sämtliche Naßanlageteile werden nach täglicher Fertigung mit einer 0,5%igen Natriumhypochloritlösung durchgespült und damit vor dem Entstehen bakte.-ieller Horde geschützt.

Beispiel 9

Im folgenden Ausführungsbeispiel wird insbesondere die erfindungsgemäße Vorrichtung der Vakuum-Saugzugregelanlage beschrieben, mit der eine vorteilhafte Steuerung der Naßformlingsscherbenbildung im Vakuum-Gioßsaugkasten 24 sowie der Vakuum-Tauchsaugeinrichtung 25 möglich ist. Als Ausgangsmischung wird eine Faserstoffsuspension, wie sie im Ausführungsbeispiel 7 hernqstellt wurde, verwendet. In einem Vakuum-Gioßsaugkasten 24 sollen Faserplatten der Abmessungen 100mm x 500mm x 150mm hergestellt werden. In der Vakuum-Tauchsaugeinrichtung 25 sollen in einer zweiteiligen Innen-Tauchsaugvorm Deckenformsteine für Industrieöfen der Wandstärke 100mm sowie an einer Außen-Tauchsaugform dickwandige Kohreinsätze für NE-Tiegelschmelzöfen der Innendurchmesser 800 mm, der Höhe 500 mm und der Wandstärke 80mm hergestellt werden.

Als Vakuum-Filtratabscheidebehälter 13 und Vakuum-Saugzugrege!behälter 14 wird jeweils ein stehender Pufferkessel des Inhaltes 8 m³ verwendet. Als Vakuumpumpen 15,16 und 17 wird jeweils ein Flüssigkeitsring-Vakuumverdichter der Bezeichnuno RV714/1 mit einem Saugvjlumenstrom von 360m³ Luft/h verwendet, wobei die Betriebsflüssigkeit über einen Kreislaufbehälter geführt wird. Das Vakuunleitungssystem ist überwiegend aus druckfestem Plastikrohr der Nennweite 120 mm ausgeführt. Die gesamte Vakuum-Sauy jugregelanlage wird über das Regelmanometer 121 sowie das Ventil 20, welches als Magnetventil ausgeführt ist, so gesteueit, daß die Filtrationsentwässerung mit zeitmäßig zunehmendem, auf die Formkörperbildung abgestimmtem Vakuum von 20 auf 83kPa sowie zeitmäßig zunehmendem Saugvolumenstrom von 100m³/h auf 10OOmVh infolge stufenweiser Inbetriebsetzung der Vakuumpumpen 15,16,17 sowie gegebenenfalls automatischer Einstellung des Schnüffelventiles 118 und/oder Il 19, durchgeführt wird. Dank dieser Verfahrensweise werden dickwandige Faserformteile erhalten sowie Rohdirhtescrv/ankungen über die Wandstärke vermieden, beziehungsweise eingeschränkt. Der Einsatz eines automatischen Progranunablaufsteuersystems ist möglich, wobei faserformteilspezifische Ablaufprogramme realisierbar sind. Ebenfalls kann über die Variation der Stoffdichte in der Faserstoffsuspension eine vorteilhafte Steuerung der Wandstärkenausbildung realisiert werden.

Für die Abführung des Filtratwassers aus dem Vakuum-Filtratabscheidebehälter 13 wird eine Spezialpumpe 27 verwendet, welche über eine Füllstandsregelung gesteuert arbeitet und das Filtratwässer entweder in den Recyclingbehälter 26 oder in den Abfluß zum Vorfluter leitet. Die Spezialpumpe 27 besitzt eine Leistung von 10 bis 50m³ Filtratwässer gegen bestehendes Vakuum.

An Schluß der Produktionswoche wird das gesamte Vakuum-Saugzugregelsystem regelmäßig mit 1%iger Natriumhypochloridlösung zur mikrowellen Reinigung durchgespült.

Beispiel 10

Für die Verbesserung der Formbarkeit von tauchsauggeformten Flachschelbonstrahlunqsbronnerstelnen des Tellerdurchmessers 400mm und der Höhe 300 mm werden 3 Gew.-% Baumwollintersfasem der Faserlängen 3 bis 6mm bezogen auf die eingesetzten polykristallinen Mullitfasern mit 85% AI]O₃ eingesetzt,

Beispiel 11

Für die Formgebung von Hohlblockfasorformstolnon für die Auskleidung von mit Hochgeschwindigkeitsbrennern beheizten Wärmebehandlungsöfen wurden dio in einem Hydrostofflöser suspendierton Koramlkfasern über einen Entstlpper in einen Vorratsbehälter gegeben und 20min übor einen Leitungsverbund mit einem Kegelrefiner auf Faserlängen von 0,5 bis 1,0mm gekürzt, ehe eine weitere VersaUmischung stattfindet. Die im Anschluß hergestellten Faserformteile besitzen ein sehr homogenes und dichtes Gefüge.

Beispiel 12

Für die Verbesserung der formbaron * Wandstärke von Faserzylindern aus gleitmittelbehafteten geblasenen Aluminiumsilikatfasern und 48Gew. % AIjO₃ mit durchschnittlichen Faserdurchmessern von 2,5pm werden während der Faserstoffaufbereitung 20Gow.-% g aschlouderto Aluminiumsilikatfasorn mit <18Gow.-% AI]O₃ und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 5μηη bezogr η auf die Einsatzmenge der geblasenen Fasern zugegeben.

Beispiel 13

Für die Formgebung von Verschleißtiegeleinsätzon für den Flüssigmetalltransport mit hohen Wandstärken von 100mm werden ausschließlich gleitmlttolfrole, geschleuderte Aluminiumsillkat-Zirkonoxidfasern mit 10Gew.-% ZrO₂ in Rohfasorform eingesetzt, die in der orfindungsgomäßon Vorrichtung unter pneumatischem Zusatzmischen suspendiert werden und anschließend mit entsprechender Versatzfolge weiter behandelt werden.

Claims (32)

1. Vorfahron zur Horstollung von wtirmodämmondon Fasorformtoilon bolioblgor rtiumlichor Goomotrio nuf Basis von Minoral- und/odor Kornmikfasorn mit orhöhtor Stoifigkoit, Härto, Gofügo· und Handhabofostigkolt sowio mochanlschor Nachboarboltungsmögllchkolt nach dom Trocknungsprozoß, hör yostoHt durch Suspondloron dor amorphon Gostolns- und Schlockonfosorn, Aluminiumsilikatfasorn, chrommodifiziorton Aluminlumsilikatfasorn, Aluminiumsilikat-Zirkonfosorn, polykristallinon Mullit- odor Alumlniumoxidfasorn In Rohfosorform odor vorzorkloinortem Zustand In dor Trägorflüsslgkolt Wassor, woboi dio organischen Fasorn oinzoln odor als Mlschungon olngosotzt wordon und gloitmittolbohaftot soin können, parallol dazu soparato Disponslonon von anorganlschon und organischen Binclomittoln, Füllmittoln und Hilfsmitteln In Wassor horgostollt wordon, das Mischon oinor wäßrigon Fasorstoffsusponsion mit abgostimmtom Bindomlttolsystom In goordnotor Vorsatzfolgo orfolgt, dio N.jßfiltratlonsformgobung, insbesondoro mit Vakuum-Saugformgobunosmothodon in T^uchsaug- oder Gioßeaugoinrichtungon mit onschlioßondom Trockonsouflprozoß auf Rostfouchton von 30 bis 70% durchgeführt wird, und sich die Entformung, Trocknung sowie gegebenenfalls Nachbehandlung, insbosoncloro durch mochanischo Nachboarboitung mit Holzboarboitungstochnikon, Tränkon, Oberflächenhärten sowio Trocknen, Tempern und Brennen anschließt, gekennzeichnet dadurch, daß olno abgestimmte anorganisch-organische Bindomittolkombination auf Basis oinos wäßrigen, anionogenen, alkalischen kolloidalen Oxidsoles und einer Dispension eines quaternären Ammoniumstärkeäthers angewendet wird, die gemischte Fasorstoffsusponsion zur naßtechnischen Formgebung einen Feststoffgehalt von 0,1 bis 7 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 4 Gow.-%, sowie einen leicht alkalischen pH-Wert von 6,5 bis 10, insbesondere 7,5 bis 9,0 besitzt, ein kalt- oder hoißwasserlöslicher quaternäror Ammoniumstärkeäther, insbesondere quatornäror Ammoniumalkyläther der Kartoffel-, I 'aisodfir Roggenstärke angewendet wird, der einen Substitutionsgrad von 0,02 bis O.IOmol/mol, insbesondere 0,025 bis 0,048 mol/mol, und einen Stickstoffgehalt von 0,18 bis 0,78%, insbesondere 0,22 bis 0,40%, besitzt, wobei dessen Einführung in Form einer gleichmäßigen 0,5 bis 3 Gew.-%igen Lösung erfolgt, deren pH-Wert 5,5 bis 10 ist und dia vorteilhaftorweise in einem zweistufigen Löse- und Anwendungsverdünnungsprozeß mit Frischwasser hergestellt wird, die Einführung des anorganischen Hochtemperaturoxidbindemittels in Form einer wäßrigen, anionogenen kolloidalen Soldispersion eines feuerfesten, oberflächlich hydroxylierten kolloidalen amorphen Oxides des SiO₂, AI₂O₃ oder ZrO₂ sowie deren Kombination erfolgt, wobei das Sol einen Feststoffgehalt von 8 bis 40Gew.-%, insbesondere 28 bis 31 Gew.-%, eine spezifische Oberfläche von 130 bis 420 mVg, insbesondere 150 bis 230 m²/g, und Partikelgrößen der kolloidalen amorphen Oxidteilen von 5 bis 24 nm, insbesondere 5 bis 15 nm, besitzt, der pH-Wert des Hydrosoles zwischen 8,4 bis 10 liegt, insbesondere 9,0 bis 10,0, das Stabilisierungsion Na⁺, K⁺, NH4⁺ oder Al³⁺, insbesondere Na⁺, ist und das Einsatzverhältnis des feston kolloidalen Oxides bezogen auf den Faser- und Füllmitteleinsatz 4,35 bis 22,5Gew.-%, insbesondere 5 bis 10Gew.-%, beträgt, sowie das Feststoffverhältnis fester trockener quaternärer Ammoniumstärkeäther zu kolloidalem festen Oxidbindemittel 1 bis 1,8:1, insbesondere 1 bis 1,1:1, beträgt und das Einsatzverhältnis fester trockener quaternärer Ammoniumstärkeäther bezogen auf den Faser- und Füllmitteleinsatz 4,35 bis 22,5Gew.-%, insbesondere 7 bis 12Gew.-% ist, wobei die im Formgebungsprozeß anfallenden Filtratabwässar anteilig von 20 bis 100% prozeßrückführbar sind und deren 1- bis 12malige Prozeßnutzung durchführbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Suspendieren, Zerfasern und Naßzerkleinern der anorganischen Fasern in Rohfaserform oder vorzerkleinerter Form in vorgelegtes Wasser der Temperatur 15 bis 35°C und einem pH-Wert von 6,5 bis 8,5 in Hydrostofflösern, mit vertikal eingebautön Wellen der Zerfaserungsrotoron, bei einer Stoffdichte von 1 bis 8%, Rotorwellendrehzahlen von 500 bis 3000U/min, insbesondere 570 bis 1650U/min, und Suspendierzeiten von 3 bis 30min durchgeführt wird, wobei insbesondere mit Mineralschmieröldestillaten beziehungsweise -raffinaten geschmälzte Fasern in 20 bis 50%, insbesondere 30 bis 45%, des nutzbaren Hydrostofflöserbetriebsvolumens einsuspendiert werden, ehe gegebenenfalls eine weitere Wasserzugabe und Zerfaserung erfolgen und über Dickstoffpumpe oder Schwerkraftwirkung entleert wird, beziehungsweise eine weitere Faservereinzelung in einem dem Hydrostofflöser nachgeschalteten Entstipper oder eine weitere

Fasorlängonkürzung in don Borolch 0,05 bis 1,5mm in einem nochgoscholtoton Kogol- odor Scholbonrofinor in jowolllgon Stoffdichtoboroichon von 1 bis 6% orfolgt und anschließend in olnon Vorrats· odor Mischbehälter transportiort wird, woboi obonfolls zusätzlich oin Mahlumtriob übor olnon Vorratsbehälter und olnon Roflnor ronlislort wordon kann.

3. Vorfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Suspondioron boroits in Schnoldgranulatoron, Wlrbolmischorn, Stocholwolzon-, Schlagkrouz-, Hammor- oder Schneidmühion trocken vorzorkloinortar Rohfasorn dor Fasorlängon 0,5 bis 30mm, Insbosondore 2 bis 20mm, boi oinor Stoffdichto von 2,5 bis 10% in Hydrostofflösorn odor in Mischvorrichtungon mit im Bodonboroich horizontal auf Rührwollon (2) angeordneten Schraubenrührorn (3) der Drehzahlen 400 bis 1000U/min im Zeitraum 10 bis 30min orfolgt, wobol mit Minorolschmioröldostilloton odor -roffinaton gloitmittolbohaftote Fasorn in 20 bis 40% des Mischbohältornutzvolumons in vorgologtos Wassor odor gleichzeitig mit diesem, im Stoffdichtoboroich 3,5 bis 10% und einom Zeitraum von 3 bis 15 min einsdspendiert werden, ehe oine weitere Wasserzugabo und Vereinzelung orfQlgen.

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vorteilhaft boolnflußbar sind, sowie die Stärke der Faserformteile über die Poststoffkonzontrotion und Faserlängenverteilung lh dor Suspension und das wirksame Vakuum und die Saugleistung eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1,2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß anorganische Fasorn mit temperaturbeständigen wasserunlöslichen Minoralschmieröldestillaton beziehungsweise raffinaten geölte, mit wasserlöslichen wößrigon Emulsionon von Mineralölraffinoten in Kombination mit nichtionogonen odor anionogenon Emulgatoren benetzte beziehungsweise mit nichtionogenen synthetischen mineralölfrolen Schmälzmitteln wie Alkylpolyglykoläther, Fettsäureglykolestor oder Polyethylenglykol benetzte Mineralfasern und/oder Keramikfasern verarbeitbar sind, die bis zu maximal 0,8Gew,-% Gleitmittelbeschichtung besitzen, wobei des weiteren gleichfalls die Verarbeitung gleitmittelfreier Fasern möglich ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Suspendierprozeß unter Verwendung von 0 bis 3,5Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,8Gew.-%, einer festen Suspendierdetei genz bezogen auf den Fasereinsatz durchgeführt wird, wobei als Suspendierdetergenzien wäßriges alkalisches anionogenes hydrophiles Kieselsol, Detergonzien aus der Gruppe der Salze echter Schwefelestor und Sulfonsäuren, Fettalkoholsulfonate und sulfierte Polyglykoläther sowie Polyglykolether und Polyglykolätherderivate, einzeln oder als Kombination verwendet werden, wobei diese Detergenzien auch vorteilhafterweise während oder nach dem Faserherstellungsprozeß oder dem trockenen Zerkleinerungsprozeß bereits aufgebracht werden können.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß feinstgemahlene anorganische Füllmittel zur Rohdichteerhöhung, Festigkeitsverbesserung sowie Einsatzanpassung verwendet werden, die gleichzeitig im Fasersuspendierprozeß eindispergiert werden können, oder vorteilhafterweise als 1- bis 15gew.-%ige, insbesondere 3- bis 10gew.-%ige, vorbereitete Füllmitteldispersion im Versatzmischprozeß eingesetzt werden, wobei als anorganische feuerbeständige oder feuerfeste Füllmittel feinstgemahlene keramische Sekundärmaterialien wie Kalziumsilikat-, Feuerleichtstein-, SiC- oder Cordierit-Mullit-Brennhilfsmittel-, Prozellan-, Schleifkörper-, Schamotte-, Chromerz- und Periklassteinbruch oder Produktionsnbfall der Faserformteilproduktion und Shotanteile amorpher Keramikfasern; feuerfeste Oxide und oxidkeramische Verbindungen, wie SiO₂, ZrO₂, ZrSiO₄, BaO, MgO, Cr₂O₃, AI₂O₃, MgAI₂O₄, Mg₂SiO₄, FeCr₂O₄, FeAI₂O₄, Mg₂AI₄Si₅O₁₈, AI₂SiO₅, AI₆Si₂O₁₃, CaSiO₃; kalzinierte Tone, Kaoliiio und Bauxite; kolloidaler Bentonit; AI(OH)₃, AI₂TiO₆, AI₁₈B₄O₃₃, Ba[AI₂Si₂O₈], sowie MnO, TiO₂, SiC, Si₃N₄, FeTiO₃ oder BaSO₄ und MgSO₄, einzeln oder als entsprechende Mischungen von zweien oder mehreren Anwendung finden, und deron Einsatzverhältnis 0 bis 30Gew.-%, insbesonder 5 bis 15Gew.-%, bezogen auf die anorganische Fasermenge, beträgt und der Korngrößenbereich der Füllmittel zwischen 0,001 bis 0,25mm, insbesondere 0,02 bis 0,1 mm, liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1,2,3 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Suspendierung der anorganischen Fasern sowie gegebenenfalls Füllmittel und organische Faserstoffe über einen Zeitraum von 3 bis 30min, insbesondere 15 bis 25min, für die Herstellung einer ausreichend homogenisierten Fasersuspension erstreckt, in die sich in derselben Vorrichtung oder einer Mischvorrichtung das aufeinanderfolgende geordnete Einmischen einer vorteilhafterweise aufbereiteten Füllmitteldispension im Zeitraum 1 bis 10min, insbesondere 5min, darauffolgend das intensive Einmischen der 8- bis 40gew.-%igen wäßrigen kolloidalen Oxidhydrosoldispension im Zeitraum 2 bis 10 min, insbesondere 5 min, sowie danach das schonende gleichmäßige Einmischen der 0,5- bis 3gew.-%igen wäßrigen kolloidalen quaternären Ammoniumstärkeätherlösung im Zeitraum 2 bis 10 min, insbesondere 5 min, anschließt und daran

abschließend gogobononfnlls das schonondo gleichmäßige Einmischon olnor 0,01· bis 1%igon anlonogonon Polyacrylamidlösung oder 0,06· bis 4%lgon anlonogenen Natriumaluminat-, Carboxymethylcellulose-, Polyvinylacetat- oder Polyacrylatlösung beziehungsweise oinor nichtionogonon Polyvinyialkohollösung, olnzoln oder in entsprechondor Kombination sowio die Einstellung dor Abloorstoffdlchte Im Zoitrnum 0,3 bis 3 min, '••jbesondorol bis 1,5 min, abschließt.

8. Vorfahren nach Anspruch 1 und 7, gekonnzeichnet dndurct daß die fortiggomischto Fasorstoffsusponsion bozogoi\ auf don Gosamtfoststoffgol It aus folgenden Bostandteilon bostoht:

48 bis 92 Gew.-% anorganische Minoral- und/oder Keramlkfaf.ern, einzeln oder als

entsprochondo Kombination

0 bis 21 Gow.-% fouorfosto oder feuerbeständige anorganische Füllmittel 4 bis 15,5 Gew.-% festes kolloidales SiOj, AIjQa oder ZrOj, einzeln beziehungsweise deren

Kombination als Hochtemperaturbinder 4 bis 15,5 Gew.-% fester quaternöror Ammoniumstä rkoä'the.r Obis 5 Gew.-% organisches Fasormatorial, wie Cellulose-, Polyamid-, Polyacryl-,

Celluloseacetat-, Altpapier- oder Baumwollintersfasern sowio deren

Mischungen

0 bis 3,5 Gew.-% feste Suspendierdetergenz bezogen auf den Fasoroinsatz 0 bis 2,5 Gew.-% festes Polyacrylamid oder Natriumaluminat bezogen auf den festen

Stärkeäthereinsatz
0 bis 3,0 Gew.-% feste Carboxymethylcellulose, Polyvinylacetat, Polyacrylat oder

Polyvinylalkohol beziehungsweise deren Kombination bezogen auf den

Faser- und Füllstoffeinsatz
0 bis 0,8 Gew.-% Schaumverhütungs- oder-bekämpfungsmittel bezogen auf den

Fasereinsatz,

9. Verfahren nach Anspruch 1,7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß zum erhöhten Einbringen von quaternären Ammoniumstärkeätheranteilen und deren optimalen Zurückhaltung im Formgebungsprozeß eine 0,01- bis 1%ige, insbesondere 0,05 bis 0,1%ige, wäßrige anionogene Polyacrylamidlösung als letzter Versatzmischungsbestandteil angewendet wird, wobei das Einsatzverhältnis des festen Polyacrylamides bezogen auf den festen Ammoniumstärkeäthereinsatz 0 bis 2,5Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,8Gew.-%, beträgt/oder daß alternativ 0 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,5Gew.-% festes Natriumaluminat bezogen auf den festen Stärkeäthereinsatz verwendet werden, wobei dessen Finführung als 0,5- bis 5%ige wäßrige, anionogene Lösung als letzter Versatzmischungsbestandteil erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1,7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verbesserung der Zurückhaltung der Einsatzstoffe der Deformationsstabilität des Naßformlinges sowie der Gefügefestigkeit der Trockenprodukte 0 bis 3,0 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 1,5Gew.-%, feste technische Carboxymethylcellulose, Polyvinylacetat, Polyacrylat oder Polyvinylalkohol eines Polymerisationsgrades von 45 bis 55, bezogen auf den Faser- und Füllmitteleinsatz einzeln oder als deren Kombination verwendet werden, wobei deren Einführung als 0,05- bis 4gew.-%ige wäßrige Lösung als letzter Mischungsbestandteil erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1,7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verhinderung des mikrowellen Befalles und von Aktivitätsverlusten der Ammoniumstärkeätherlösung und deren verbesserte Lagerung sowie der Prozeßfiltratkreislaufführung 0,05- bis 0,5Gew.-% eines festen Konservierungsmittels bezogen auf das feste Stärkeäthereinsatzgewicht während der Stärkeätheraufbereitung eingebracht werden und die Lagertemperatur der Stärkeätherlösung 20 bis 25⁰C nicht überschreitet.

12. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß alle Naßanlagenteile und Formwerkzeuge zur Vermeidung von mikrowellen Herden, Korrosionserscheinungen und Produktionsstörungen regelmäßig mit verdünnten, 0,1- bis 1%igen Lösungen eines Konservierungsmittels oder Oxydationsmittels, durchgespült werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Vakuum-Saugformgebung mittels einer der ί ißformlingsbildung angepaßten artikelspezifischen Saugleistung von 100 bis 3000m³ Luft/h und einem wirksamen Vakuum von 20 bis 85 kPa durchgeführt wird, wobei insbesondere zur Vermeidung beziehungsweise Einschränkung großer Rohdichteabfälle die Filtrationsentwässerung mittels gleichbleibenden oder insbesondere zunehmenden Vakuum beziehungsweise Saugleistung durchgeführt wird, womit gleichzeitig die Gefügeeigenschaften

14. Verfahron noch Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß jowoils vor Beginn dos Vakuum· Tauchsaug- odor Gioßsaugprozossos ein kurzos Druckluftdurchblason durch clio Absaugforrnon in dio Fasorstoffsuspension stattfindet und daß speziollon Naßformlingon nach dom Absaugon und Ausfahren im Trockonsaugprozoß ontsprochoncl gestaltete Gummi- odor Plastikformtoilo beziehungsweise dünne Hüllon odor Folien toilwoiso odor vollständig angelegt, aufgesetzt odor aufgodrückt worden, wodurch eine verbesserte Entwässerung, Nachverdichtung, Einschränkung von starken Oborflächonrauhigkoiton und Toloranzon erreicht wird sowie gogobononfalls dio Einformung von gewissen Konturon möglich ist.

15. Vorfahren nach Anspruch 1 und14, gekennzeichnet dadurch, daß bei doformationsompfindlichen Faserformteilon im Anschluß an don Trockonsaugprozoß eine Formteilantrocknung mittels aufgesetzter Heißluft- odor Hoißdampfhauben erfolgt, wobei Trocknungsmitteltomporaturon von 150 bis 28O⁰C angewendet worden und die damit stärker angetrockneten Formteile mittels Druckluftstoß in Höhe von 0,35 bis 0,7 MPa ontformt worden.

16. Vorfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der anfallende Naßgutabfall dom neuen Mischprozeß ohne Rezepturbeeinflussung zugegeben werden kann und daß möglicher Randbeschnitt vor dem Trocknungsprozeß der Naßformteile durchgeführt wird.

17. Verfahron nach Anspruch 1,7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verbesserung der Ansaugformgebbarkeit defizil gestalteter dreidimensionaler Faserformt eile im Vakuum-Tauchsaugprozeß 0 bis 5,5Gew.-% orgarische Fasern bezogen auf don anorganischen Fasereinsatz wie Cellulose-, Polyacryl-, Viskose-, Celluloseacetat-, Polyamid-, Altpapier- oder Baumwollintersfasern einzeln oder als Kombination angewendet werden, wobei deren Faserlänge 0,2 bis 30mm beträgt.

18. Verfahrennach Anspruch 1 und 13, gekennzeichnet dadurch, daß zur Steigerung der formbaren Wandstärke spezielle keramische Fasermischungen von ungeölton und/oder gleitmittelbehafteten und geschleuderten amorphen Aluminiumsilikatfasorn im Einsatzverhältnis 1:0,2 bis 2 oder ausschließlich nur lange gleitmittelfreie geschleuderte Aluminiumsilikatfasern sowie lange gleitmittelfreie geblasene oder geschleuderte Aluminiumsilikat-Zirkonfasern der Faserdurchmesser 4 bis 18mm und Faserlängen von 30 bis 150mm verwendet werden.

19. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß für die Formgebung von Faserformteilen mit extrem homogenen räumlichen Gefügeeigenschaften Fasern der Faserlängen 0,05 bis 1,5mm verwendet werden, die gute Suspendiereigenschaften besitzen und hohe Stoffdichteansätze ermöglichen.

20. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die Herstellung von Feuchtfaserformteilen, insbesondere Faserplatten, als Abschluß des Trockensaugprozesses 0,08 bis 0,8 Gew.-% eines festen biozidwirkenden Konservierungsmittels bezogen auf den organischen Binde- und Hilfsmittelanteil, als 0,01- bis 5%ige wäßrige Lösungen eingesaugt oder aufgespritzt werden, ehe deren Druckluftentformung und luftdichte Verpackung in Polyäthylenfolien erfolgten.

21. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Trocknungsprozeß als Verdunstungskonvektionsprozeß bei 80 bis 120⁰C, insbesondere 100 bis 11O⁰C, während 2 bis 24h stattfindet, wobei vorteilhafterweise mit Frischluftbetrieb gearbeitet wird und der Restfouchtegehalt zwischen 0,1 bis3Gew.-% liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß entsprechend der Anwendungsgrenztemperaturen der eingesetzten anorganischen Fasern ein Vorbrand der hergestellten Faserformteile bei 580 bis 1400⁰C, insbesondere 750 bis 900⁰C, und einer Haltezeit von 2 bis 24h durchgeführt wird, wodurch homogen anorganisch gebundene Faserformteile mit stabilisierter Oxidbindung und gegebenenfalls stabilisierter Binde- und Füllmittelmatrix entstehen.

23. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die getrockneten und gegebenenfalls mechanisch nachbearbeiteten Faserformteile in Lösungen von Natriumsilikat oder Kieselsäurehydrosol mit Feststoffgehalten von 29 bis 35Gew.-% beziehungsweise deren Anwendungsverdünnungen im Verhältnis 1:2 bis 3 mit Wasser, getränkt, daran anschließend 2 bis 10 h bei 100 bis 13O⁰C vorgetrocknet und weiterhin bei 550 bis 1400⁰C, insbesondere750 bis 900⁰C, 1 bis 24h nachgeglüht werden.

24. Vorfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die gotrocknoton und gogobononfalls mechanisch nachbearboltotonFasorformtello durch Aufstrelchen oder Aufsprühen einer wäßrlgon Lösung von Natriumsilikat oHu, !'tooelsäurohydrosol dos Feststoffgohaltes von 29 bis 35Gew.-%, mit Anteilen felnstgemahlonon anorganischoi; Füllmittelzusatz der Korngrößen 0,005 bis 0,15mm im Gowichtsvorhältnis von Feststoff Na₂O und/odor SiOj zu Füllmittel wio 3 bis 4:1, sowie anschließendes vorteilhaftes Antrocknon oborflächongohärtet worden, wobei als Füllmittel AI₂O₃, SiO₂, MgO, TiO₂, Cr₂O₃, ZrO₂, BaSO₄, MgSO₄, kolloidaler Bontonit sowio gomahlono Koramikfasoi n, einzeln odor als Mischungen angewendet worden.

25. Vorfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß dio getrockneten und gogobonenfalls mechanisch nachboarboitoton Fasorformtoilo in Lösungen von Aluminiumhydrogonphosphat, Natriumhoxametaphosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumpyrophosphat oder Mononatrium-, Dinatrium-oder Trinatriumphosphat mit Foststoffgehalton von 10 bis 40 Gew.-% beziehungsweise deren Kombination getränkt und daran anschließend 1 bis 5 h bei 100 bis 13O⁰C vorgetrocknet und weiterhin bei 550 bis 95O⁰C, 1 bis 12 h nachgeglüht werden.

26. Vorfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die getrockneten und gegebenenfalls mechanisch nachbearbeiten Faserformteile zur Erzielung einer Naßstoifigkeit und Vorhinderung dos Stärkeätherzerfalles unter Feuchtkontakt, in 8 bis 40%igen wäßrigen Lösungen eines Kunstharznaßverfostigers wie phosphorsäurestabilisitrtos Melamin-Formaldehydharz, Polytimidoaminharz, Polyamid-Epichlorhydrinharz, Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrinharz odor Polyäthylenimin getränkt und anschließend bei 110 bis 13O⁰C und 2 bis 10h getrocknet werden, wodurch 0,2 bis 2,5Gew.-% fester Kunstharznaßverfestiger bezogen auf das trockene Fasorformtoil eingebracht worden.

27. Wärmodämmondo Faserformtoilo hergestellt mit dem Verfahren nach Anspruch 1 bis 26.

28. Verwendung dor wärmedämmondon Fasorformtoile mit Füllmittelzusatz und vorteilhafter Einsatzstabilisierung nach Anspruch 1,22,23,24 und 25, insbesondere als Auskleidungsmaterial für Transport, Regel- und Speichorprozesso von flüssigen Nichteisenmetallen.

29. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,7,8,9 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß für dio Suspendierung vorzorkloinerter Fasermaterialion, dio Versatzmischung und Bevorratung sowio Tauchsaugformgebung offene quaderförmigo Behälter (1) mit zwei in den Behälterbreitseiten im Eckbodonberoich parallel versetzt, auf einer horizontalen Rührwerkswollo (2) angeordnete Schraubenrühror (3) mit drei bis vier verwunden angestellten Flügeln des Durchmessers 100 bis 220 mm, insbesondere 150 bis 200 mm, vorwendet werden, die über einen gekapselten Getriebomotor (4) mit Übertragungssystem (5) stufenlos im Bereich 200 bis1000U/min, insbesondere 400 bis 750U/min, drehzahlregelbar sind, wobei in Tauchsaugarboitsbohältern während der Ansaugformgobung der Rührvorgang unterbrochen oder im verminderton Drohzahlbereich von 200 bis500U/min durchgeführt wird, wobei das Verhältnis Oehälterlängo zu Behälterbreite 1,17 bis 2,33 ist, die Einbauverhältnisse der Schraubenrührer (3) bezogen auf die Behälterbreite 0,137 bis 0,228, bezogen auf die Behälterhöhe 0,108 bis 0,17 sowie bezogen auf die Behälterlänge 0,113 bis 0,131 betragen udn die nutzbare Behälterfüllhöho zwischen 0,7 bis 1,1 m liegt.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet dadurch, daß der schonende Transport der gemischten oder aufbereiteten Faserstoffsuspension mittels Schwerkraftoinwirkung durch eine mittig, im flach und im wesentlichen horizontal ausgebildeten Behältorboden (6), angeordnete runde Abflußöffnung (7) der Nennweite 100 bis 200 mm sowie Drosselklappe oder anders geartetes Absperrventil (8) und Rohrleitung (9) erfolgt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet dadurch, daß alternativ ein pneumatisches Umwälzsystem (10) unter dem Behälterbodenberoich (6) angeordnet ist, welches durch Einblasdüsen (11) über die Einblasleitung (12) in den Behälter (1) wirkt und gegebenenfalls sektionsweise beaufschlagbar ist oder welches alternativ aus einem flexibel von innen an den Behälterboden angeordneten starren Stabblassystem besteht.

32. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 13, gekennzeichnet dadurch, daß als Vakuumsauganlage für die Durchführung der Vakuumsaugformgebung ein zweibehältriges vertikales Vakuumpuffersystern aus in Reihe angeordneten Vakuum-Filtratabscheidebehälter (13) und direktem Vakuum-Saugzugregelbehälter (14), der jeweiligen Volumen von 2 bis 8 m³, mit daran angeschlossener Vakuumpumpe (15) sowie gegebenenfalls (16) und (17) sowie großformatigen Rohrleitungsverbund (23) der Vakuumbehälter untereinander und zur Formgebungseinrichtung (24) (25) hin in Nennweite 100 bis 250mm verwendet wird, das

steuerbar über die Vakuumpumpen (15) (16) (17) und gegebenenfalls die Schnüffelventile (18) und/odor (19) sowie gegebenenfalls das Ventil (20), ein Vakuum von 20 bis 85kPa, Insbesondere 47 bis 8OkPa, sowie elnon Saugvolumenstrom von 100 Ms 3000m³ Luft/h, Insbesondere 350 bis 1200m³/h, ermöglicht, wobei dlo Rogolmanomntor (21) odor (22) gegebenenfalls gleichzeitig als Rogolmanometer für den Vakuum-Saugformgeuungsprozeß arbeiten können. 33. Vorrichtung zur Durchführung dos Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Hie erforderlichen Tauchsaugworkzougformen für die Fertigung kleiner Faserformteilo der Innenabmessungon bis maximal 200mm x 200mm χ 300mm vorteilhafterweise aus lochblechkörpern der Blechstörko 0,5 bis 1,2 mm, parallel- oder versetzten Rundlochung von 0,65 bis 1,25mm sowie Teilung von 1,2 bis 2,5mm ausgeführt sind, die gegebenenfalls einen innen anpeordneten stabilen Einsteckelnsatz eines verstrebton Stützstabgitiersystomes aus 1 bis 3 mm starken Rund- oder Flachstahl besitzen, wohin gegen Saugwerkzeuge iür die Fertigung größerer Formteile aus 1 bis 5 mm starken Lochblechen, mit parallel- oder versetzter Rundlochung von 4 bis 11 mm sowie Teilung von 5,6 bis 15mm oder Rechteck- sowie Kleeblattloshung von 10mm und Teilung 14 bis 16mm, gefertigt sind, die fest oder einsteckbar mit einem innen angeordneten stabilen Verstoifungsrippensystem aus Flach- oder Rundstahl der Stärke 2 LMs 12mm versehen sind und eine äußere Siebgewebespannung der Maschenweitu 0,25 bis 0,45 mm in Einfachbindung oder einen äußeren Siebüberzug aus Lochblechen der Stärke 0,5 bis 1 mm, der parallel oder versetzten Rundlochung von 0,65 bis 1,25 mm und Teilung 1,2 bis 2,5mm besitzen, wobei die Vakuumanschlüsse an den Saugformen in den Nennweiten 25 bis 140 mm, insbesondere 30 bis 51 mm sowie die Druckluftanschlüsse in den Nennweiten 5 bis 35mm, insbesondere 10 bis 15mm, ausgeführt sind.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von wärmedämmenden Faserformteilen beliebiger räumlicher Geometrie mit erhöhter Steifigkeit, Härte, Gefüge· und Handhaberestigkoit auf Basis von Mineral- und/oaer Keramikfasern über naßtechnischo Aufbereitungs·, Misch- und Entwässerungstechniken, insbesondere Vakuum· Saugformgebungsmethoden, sowie anschließender Trocknung. Durch gegebenenfalls zusätzliche mechanische Nachbearbeitung mittels Holzbearbeitungstechniken sind individuell gestaltete, direkt nicht formbare komplizierte Faserformteile für unterschiedlichste Wärmedämmproblome herstellbar. Die Erfindung kann in der Nichteisen- und Eisenmetallurgie, Silikatindustrie, chemischen Industrie sowie im Industrieofenbau und im thermischen Apparate- und Anlagenbetrieb angewendet werden. Die Erfindung gestattet ebenfalls die Verarbeitung gleitmittelbehafteter Mineral- und/odor Keramikfasern.

Charakteristik dos bekannten Standes der Technik

Die bekannten technischen Lösungon sind dadurch charakterisiert, daß zur Herstellung von Formteilen aus keramischen Fasern mittels naßtechnischer Vakuumformverfahren verschiedene organische und/oder anorganische Binder, zu ti Beispiel auf Tonbasis oder kolloidalen Silica-Tor „rde-Binder verwendet worden [Gaswärme international Band 30 (1981) Heft 7/8; Seite 355, 377], ohne daß Versatzangabon direkt offengolegt sind. Die Verwendung von wäßrigen, kolloidalen alkalischen Kieselsäurelösungen für die naßtechnische Herstellung von Formteilen aus keramischen Fasern ist aus mehreren Offenlegungen bekannt[DE1947904B2,DE2311816A,DE2613413B2,DE2831B05A1,DE3311953A1,GB1263919A,AT372367B, US 3770466 A, US 3835054 A, US 3935060 A und US 4493089 Al.

Der Nachteil des alleinigen Einsatzes des kolloidalen Siliziumdioxidsoles mit Feststoffgehalten von 5 bis 40Gew.-% SiO₂ besteht jedoch darin, daß die kugelförmigen anorganischen kolloidalen Teilchen auf Grund ihrer geringen Teilchengröße beim Trocknungsprozeß des Naßformlings einer starken Migrationserscheinung zu den Formteiloberflächen unterliegen. Dadurch wird infolge ihrer Oberflächenanreicherung eine harte Außenhaut gebildet, wogegen der Mittelteil der Formteile weich und ungebunden bleibt. Diese mangelhafte, selektive Binder- und Festigkeitsverteilung ist in vielen Anwendungsfällen nicht erwünscht und nachteilig, da die Handhabungsfestigkeit äußerst gering ist und eine Zerstörung der harten Außenschale einen nachfolgenden Zerfall des Formteiles unter Betriebsbedingungen bedingt.

Ebenfalls ist die Zurückhaltung des kolloidalen Siliziumdioxides während der Naßformlingsbildung mittels Vakuum-Saugformgebungstechniken sehr gering, so daß erhöhte Bindemittelanteile und eine Rezlrkulierung der FMtratsströme durchgeführt werden muß. Es sind technisch)) Verfahrenslösungen bekannt, die durch spezielle Behandlungen die Migration der kolloidalen Oxidsolteilchen verhindern. So warden nach dem gemäß DE 2613413 B2 beschriebenen Verfahren anorganische Silizium-, Aluminium- oder Zirkoniumdioxids öle infolge pH-Wertab^enkung von 7 auf etwa 4 infolge Zugabe von saurer Aluminiumsulfatlösung auf den keramischen Fasern ausgefällt, wodurch deren Migration während des anschließenden Trocknungsprozesses vermieden werden soll. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß infolge des sauren Charakters