DE102006045451A1 - Heat-insulating element for electric radiant heating elements, e.g. hot plates or rings, comprises pressed or sintered material containing pyrogenic silica and treated ash from burnt biological material, e.g. rice husks - Google Patents
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Abstract
Description
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and status of the technique
Die Erfindung betrifft einen Wärmedämmformkörper sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Ein derartiger Wärmedämmformkörper wird durch Verpressen und/oder Sintern von Wärmedämmmaterial hergestellt, wobei das Wärmedämmmaterial pyrogene Kieselsäure enthält bzw. siliziumhaltig ist, insbesondere Siliziumdioxid aufweist.The The invention relates to a thermal insulation molding as well a method for its production. Such a thermal insulation molding is by Pressing and / or sintering of thermal insulation material produced, wherein the thermal insulation material fumed silica contains or silicon-containing, in particular has silicon dioxide.
Derartige
Wärmedämmformkörper sind
beispielsweise aus der
Aufgabe und LösungTask and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Wärmedämmformkörper sowie ein entsprechendes Herstellungsverfah ren zu schaffen, mit denen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere auf relativ günstigem Weg ein Wärmedämmformkörper geschaffen werden kann.Of the Invention is based on the object, a Wärmedämmformkörper mentioned above and to create a corresponding manufacturing process with which Disadvantages of the prior art can be avoided and especially on relatively cheap Way created a thermal insulation molding can be.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Wärmedämmformkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Manche der nachfolgend aufgezählten Merkmale werden nur einmal beschrieben. Sie gelten jedoch unabhängig davon sowohl für den Wärmedämmformkörper als auch für sein Herstellungsverfahren. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.Is solved this task by a thermal insulation molding with the features of claim 1 and a method for its preparation with the features of claim 15. Advantageous and preferred embodiments The invention is the subject of the further claims and will become hereafter explained in more detail. Some the following listed Features are described only once. However, they both apply regardless for the Thermal insulation molding as also for his Production method. The wording of the claims is expressed by express Reference made to the content of the description.
Erfindungsgemäß weist das Wärmedämmmaterial, aus dem der Wärmedämmformkörper hergestellt wird, einen Anteil zwischen 1% und 50% an biogenem bzw. biologischem Material auf, das verbrannt und eventuell vorbehandelt und/oder nachbehandelt worden ist. Der Ersatz von ansonsten verwendeter pyrogener Kieselsäure durch biologisches Material ergibt einen bedeutenden Kostenvorteil, selbst wenn es nur ein teilweiser Ersatz ist.According to the invention the thermal insulation material, made of which the thermal insulation molding is between 1% and 50% biogenic or biological Material that is burned and possibly pretreated and / or has been treated. The replacement of otherwise used pyrogenic silica through biological material gives a significant cost advantage, even if it is only a partial replacement.
In Ausgestaltung der Erfindung umfasst das biologische Material Schalen von Getreide bzw. insbesondere Reis. Dieses biologische Material wird, unter Umständen nach einer Vorbehandlung, verbrannt und die Asche, unter Umständen nach einer Nachbehandlung, dem Wärmedämmmaterial beigemengt bzw. zur Herstellung eines Wärmedämmformkörpers verwendet.In Embodiment of the invention comprises the biological material shells of cereals or rice in particular. This biological material will, under certain circumstances after a pretreatment, burned and the ashes, possibly after a post-treatment, the thermal insulation material admixed or used for producing a thermal insulation molding.
Der Vorteil der Verwendung von biologischem Material ist der, dass es teilweise in sehr großen Mengen vorhanden ist. Insbesondere wenn das biologische Material Getreideschalen bzw. Reisschalen ist, so gibt es diese als Abfallprodukt der Getreideverarbeitung sozusagen kostenlos und in großen Mengen.Of the Advantage of using biological material is that it partly in very large Quantities is available. Especially if the biological material Grain trays or rice husks is, so there is this as a waste product The grain processing, so to speak, for free and in large quantities.
Als
Vorbehandlung kann das biologische Material in eine Lösung mit
Wasser bzw. eine wässrige
Lösung
eingelegt werden, wobei darin ein oxidierendes Lösungsmittel sein kann. Dieses
Lösungsmittel
ist vorzugsweise Peroxid, Nitrat oder Permangat. Besonders vorteilhaft
wird das biologische Material in Wasserstoffperoxid eingelegt. Durch
dieses Vorbehandeln ergibt sich eine besonders gute anschließende Herauslösung der
Siliziumanteile aus dem biologischen Material. Hierzu wird auf die
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass die genannte Lösung beim Vorbehandeln erwärmt wird, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 20°C und 100°C. Besonders vorteilhaft erfolgt ein Erwärmen auf eine Temperatur über 80°C, wobei es möglich ist, den Druck über Normaldruck zu erhöhen und somit die Wirkung zu verstärken.In Another embodiment of the invention, it is possible that said solution in the Preheated warmed up is, in particular to a temperature between 20 ° C and 100 ° C. Especially Advantageously, a heating takes place to a temperature above 80 ° C, where it possible is the pressure over Increase normal pressure and thus to reinforce the effect.
Es ist auch möglich, vor diesem Schritt der Vorbehandlung noch einen weiteren Schritt der Vorbehandlung durchzuführen, nämlich nicht nur das biologische Material zu waschen und von groben Unreinheiten zu befreien, sondern es auch noch mit heißer wässriger Lösung oder heißem Dampf vorzubehandeln. Dabei kann das biologische Material beispielsweise in die heiße wässrige Lösung eingelegt werden.It is possible, too, before this step of pre-treatment yet another step to carry out the pretreatment, namely not just to wash the biological material and of gross impurities but also with hot aqueous solution or hot steam pretreat. In this case, the biological material, for example in the hot aqueous solution be inserted.
Vorteilhaft dauert dieser Schritt der Vorbehandlung eine längere Zeit, insbesondere einige Stunden, beispielsweise mindestens 12 Stunden bis zu 48 Stunden. Die Temperatur der heißen wässrigen Lösung oder des heißen Dampfes kann dabei zwischen 60°C und 100°C liegen.Advantageous this pretreatment step takes a longer time, especially a few hours, for example at least 12 hours up to 48 hours. The temperature the hot ones aqueous solution or of the hot Steam can be between 60 ° C and 100 ° C lie.
Es kann von Vorteil sein, das biologische Material vor dem Einlegen in die wässrigen Lösung bzw. auch vor dem vorgenannten Schritt des Behandelns mit wässriger Lösung oder heißem Dampf nicht nur zu waschen, sondern auch zu mahlen bzw. zu zerkleinern. Es hat sich gezeigt, dass dann die Gewinnung des Siliziumdioxids besonders gut möglich ist.It may be beneficial to the biological material before insertion in the watery solution or before the aforementioned step of treating with aqueous solution or hot Steam not only to wash, but also to grind or crush. It has been shown that then the extraction of silicon dioxide especially possible is.
Das Verbrennen des biologischen Materials bewirkt ein Oxidieren. Vorteilhaft kann das biologische Material unter erhöhter Sauerstoffzufuhr verbrannt werden, so dass eine möglichst verstärkte Oxidation stattfindet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Temperatur des Oxidierens bzw. Verbrennens in einem Bereich zwischen 400°C und 1600°C variiert werden. Vorteilhaft liegt die Temperatur zwischen 500°C und 800°C.The Burning of the biological material causes oxidation. Advantageous The biological material can be burned under increased oxygen supply be, so that as possible enhanced oxidation takes place. In a further embodiment of the invention, the temperature of the oxidizing or burning in a range between 400 ° C and 1600 ° C varies become. Advantageously, the temperature is between 500 ° C and 800 ° C.
Des weiteren ist es möglich, das biologische Material bzw. dessen Asche nach dem Verbrennen zu kalzinieren und dann fein zu mahlen. Das dadurch erhaltene Material kann dann besonders gut verwendet werden zur Herstellung eines Wärmedämmformkörpers.Of further it is possible the biological material or its ash after burning calcine and then finely grind. The material obtained thereby can then be used particularly well for the production of a thermal insulation molding.
Das Material für die Beimengung zu dem Wärmedämmmaterial kann erfindungsgemäß auch dadurch ausgezeichnet sein, dass Verunreinigungen im Bereich unter 300 ppm liegen. Vorteilhaft liegen sie unter 100 ppm. Derartige Verunreinigungen können aus der 1. Hauptgruppe oder der 2. Hauptgruppe des Periodensystems stammen, wie beispielsweise Schwefel oder Phosphor. Diese werden als besonders schädlich angesehen, da sie die genannten Heileiter für Strahlungsheizelemente im Dauerbetrieb schädigen. Die Korngrößen von Verunreinigungen kön nen im Bereich zwischen 2 μm und 100 μm liegen. Insbesondere liegen sie im Bereich zwischen 4 μm und 50 μm.The Material for the addition to the thermal insulation material can also according to the invention be excellent, that impurities in the range below 300 ppm lie. Advantageously, they are below 100 ppm. Such impurities can from the 1st main group or the 2nd main group of the periodic table such as sulfur or phosphorus. These will as especially harmful viewed as they called the radiators for radiant heating in the Damage continuous operation. The particle sizes of Impurities can Kgs in the range between 2 μm and 100 μm lie. In particular, they are in the range between 4 microns and 50 microns.
Durch vorgenannte Verfahrensschritte ist es möglich, dass das behandelte biologische Material mehr als 95% Siliziumdioxid aufweist. Besonders vorteilhaft sind es mindestens 99% Siliziumdioxid.By The aforementioned method steps, it is possible that the treated biological material has more than 95% silica. Especially advantageous it is at least 99% silicon dioxide.
Das wie vorbeschrieben erzeugte Siliziumdioxid aus biologischem Material kann maximal 30% des Anteils an pyrogener Kieselsäure in dem Wärmedämmformkörper betragen. Vorteilhaft sind es etwa 10%. Des weiteren kann dem Wärmedämmmaterial eine spezielle Kieselsäure beigemengt werden mit einer überdurchschnittlich großen BET-Oberfläche. Diese kann vorteilhaft mehr als 130 m2/g betragen.The silicon dioxide produced from biological material as described above can amount to a maximum of 30% of the fraction of fumed silica in the thermal insulating molding. It is advantageous about 10%. Furthermore, the thermal insulation material can be mixed with a special silica having an above-average BET surface area. This may advantageously be more than 130 m 2 / g.
Des weiteren können dem Wärmedämmformkörper bzw. dem Material zu seiner Herstellung Trübstoffe beigemengt sein. Diese verringern die Durchlässigkeit von Infrarotstrahlen und tragen somit zu einem besseren Wärmedämmverhalten bei, insbesondere dann, wenn der Wärmedämmformkörper zum Einsatz mit Strahlungsheizelementen dient.Of others can the thermal insulation molding or be added to the material for its preparation turbidity. These reduce the permeability of infrared rays and thus contribute to a better thermal insulation behavior in, in particular, when the thermal insulation molding for use with radiant heating elements serves.
Zur Verbesserung der Festigkeit können dem Wärmedämmformkörper Fasern beigemengt sein. Hierzu bieten sich beispielsweise Keramikfasern an. In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung können Bindemittel beigemengt sein.to Improvement of the strength can be Thermal insulation molding fibers be added. For this purpose, for example, offer ceramic fibers at. In a further embodiment of the invention, binders can be used be added.
Der Wärmedämmformkörper kann einerseits tellerartig bzw. flach ausgebildet sein. Auf oder über einer im Wesentlichen flachen Oberfläche können Strahlungsheizelemente angeordnet werden, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Strahlungsheizelemente in Form von mit Glühtemperatur betriebenen Drähten oder Flachbändern können teilweise in die Oberfläche eingebettet sein.Of the Thermal insulation molding can on the one hand be plate-like or flat. On or above one essentially flat surface can radiant heating elements can be arranged, as is known in the art. The radiant heating elements in the form of annealed wires or flat strips can partly in the surface be embedded.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann der Wärmedämmformkörper Ringform aufweisen. Ein solcher Ring kann zwischen einer die Strahlungsheizelemente tragenden vorgenannten Oberfläche und einer Abdeckung, beispielsweise einer Glaskeramikplatte eines Kochfeldes, angeordnet sein.In an alternative embodiment of the invention, the thermal insulation molding may have ring shape. Such a ring may be between one of the radiant heating elements carrying the aforementioned surface and a cover, for example, a glass ceramic plate of a Hob, be arranged.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features go out the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features each for alone or in the form of subcombinations an embodiment of the Invention and other fields be realized and advantageous also for protectable versions can represent for the protection is claimed here. The subdivision of the application into individual Sections and intermediate headings restrict the not in its generality among these statements.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:embodiments The invention are shown schematically in the drawings and will be closer in the following explained. In the drawings shows:
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description the embodiments
In
den
Im
Mittelbereich weist die Unterlage
Im
Außenbereich
der Unterlage
In
Aus
den Zeichnungen ist zu ersehen, dass die Anforderungen an die Wärmedämmung in
Form der Unterlage
Der
Rand
Sowohl
bei der Unterlage
Claims (24)
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DE200610045451 Withdrawn DE102006045451A1 (en) | 2006-09-19 | 2006-09-19 | Heat-insulating element for electric radiant heating elements, e.g. hot plates or rings, comprises pressed or sintered material containing pyrogenic silica and treated ash from burnt biological material, e.g. rice husks |
Country Status (1)
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