DE102015121397A1 - A method for producing a dimensionally stable fiber component and a suspension containing a binder therefor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines formstabilen Faserbauteiles unter Verwendung eines Fasern aufweisenden Rohlings, wobei der Rohling mit einer eine Bindemittelkomponente enthaltenden Suspension versetzt wird und diese ausgehärtet wird, der mit der die Bindemittelkomponente enthaltenden Suspension versetzte Rohling unter Wärmeeinwirkung in einem Formwerkzeug umgeformt wird, wobei der mit der die Bindemittelkomponente enthaltenden Suspension versetzte Rohling unter Wärmeeinwirkung in einem Formwerkzeug umgeformt wird und die Suspension unter Wärmeeinwirkung im Formwerkzeug ausgehärtet wird und als Suspension eine ein Trennmittel aufweisende Suspension verwendet wird, wobei als Trennmittel ein organisches Trennmittel aus der Gruppe der Polysaccharide verwendet wird.The invention relates to a method for producing a dimensionally stable fiber component using a fiber-containing blank, wherein the blank is admixed with a suspension containing a binder component and cured, which is deformed with the suspension containing the binder component suspension under heat in a mold, wherein the mixed with the binder component suspension containing blank is thermoformed in a mold and the suspension is cured under heat in the mold and the suspension is a suspension having a release agent is used, wherein an organic release agent from the group of polysaccharides is used as a release agent ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines formstabilen Faserbauteiles nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine eine Bindemittelkomponente enthaltende Suspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The invention relates to a method for producing a dimensionally stable fiber component according to the preamble of claim 1 and to a suspension containing a binder component according to the preamble of claim 14.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der WO 95/26938 A1 bekannt. Hierhin wird eine Fasermatte mit einem Bindemittel versehen, sodass eine ”nasse” Fasermatte erhalten wird. Die ”nasse” Fasermatte wird mithilfe einer Form in eine gewünschte Kontur gepresst. Die Pressung erfolgt mit geringem Druck und bei Umgebungstemperatur.A generic method is from the WO 95/26938 A1 known. Here, a fiber mat is provided with a binder so that a "wet" fiber mat is obtained. The "wet" fiber mat is pressed by means of a mold into a desired contour. The pressing takes place at low pressure and at ambient temperature.

Eine aushärtbare Formmasse zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens enthält ein hochtemperaturfestes Bindemittel, eine partikelförmige Komponente eines porenhaltigen Materials und eine faser- oder nadelförmige Verstärkungskomponente. Sämtliche Komponenten sind anorganischer Art.A curable molding material for carrying out this known method contains a high-temperature-resistant binder, a particulate component of a porous material and a fibrous or needle-shaped reinforcing component. All components are of inorganic nature.

Aus der DE 19943411 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern bekannt, wobei die Formkörper aus flexiblen textilen Substraten hergestellt sind und mit anderen Formkörpern kraft-, stoff- und formschlüssig verbindbar sind. Eine mechanische Versteifung der flexiblen textilen Substrate erfolgt durch thermisches Spritzen, insbesondere durch Drahtflammspritzen und/oder Lichtbogenspritzen und/oder Hochgeschwindigkeitsspritzen (HVOF) und/oder Plasmasprühen.From the DE 19943411 is a method for the production of moldings known, wherein the moldings are made of flexible textile substrates and with other moldings kraft-, material and form-fitting connectable. A mechanical stiffening of the flexible textile substrates takes place by thermal spraying, in particular by wire flame spraying and / or arc spraying and / or high-speed spraying (HVOF) and / or plasma spraying.

Bei der Herstellung von Formkörpern nach dem Stand der Technik werden anorganische Bindemittel verwendet. Derartige Bindemittel verursachen hohe Verschmutzungen an der Fertigungsanlage.In the production of moldings according to the prior art, inorganic binders are used. Such binders cause high contamination on the production line.

Insbesondere als problematisch wird die Adhäsion des verwendeten Bindemittels am Formwerkzeug während eines thermischen Formprozesses von Faservliesstrukturbauteilen angesehen.In particular, the adhesion of the binder used on the mold during a thermal molding process of nonwoven structure components is considered to be problematic.

Hieraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines formstabilen Faserbauteiles unter Verwendung eines Fasern aufweisenden Rohlings anzugeben, welches eine Verschmutzung der Werkzeuge und der Anlagenteile verringert. Insbesondere soll das benetzte Faservlies unter thermischen Einfluss in ein formstabiles Bauteil überführbar sein. Weiterhin soll eine Suspension angegeben werden, die keine oder nur eine sehr geringe Haftung zum beheizten Formwerkzeug aufbaut, sodass Verschmutzungen vermindert oder vermieden sind.It follows from the object of the invention to provide a method for producing a dimensionally stable fiber component using a fiber-containing blank, which reduces contamination of the tools and the system components. In particular, the wetted nonwoven fabric should be convertible under thermal influence in a dimensionally stable component. Furthermore, a suspension should be specified, which builds no or only a very low adhesion to the heated mold, so that contamination is reduced or avoided.

Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Suspension mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweils von den unabhängigen Ansprüchen abhängigen Ansprüchen angegeben.These objects are achieved by a method having the features of claim 1 and a suspension having the features of claim 14. Advantageous embodiments are specified in the claims dependent on the independent claims.

Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen eines formstabilen Faserbauteiles unter Verwendung eines Fasern aufweisenden Rohlings, bei dem der Rohling mit einer eine Bindemittelkomponente enthaltene Suspension versetzt wird und diese ausgehärtet wird, wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass der mit der die Bindemittelkomponente enthaltenden Suspension versetzte Rohling unter Wärmeinwirkung in einem Formwerkzeug umgeformt wird, wobei die Suspension unter Wärmeeinwirkung im Formwerkzeug ausgehärtet wird und als Suspension eine ein Trennmittel aufweisende Suspension verwendet wird, wobei das organische Trennmittel aus der Gruppe der Polysaccharide ist.A known method for producing a dimensionally stable fiber component using a fiber-containing blank in which the blank is admixed with a suspension containing a binder component and cured, is further developed according to the invention, characterized in that the unfixed with the suspension containing the binder component blank under heat in a molding tool is formed, wherein the suspension is cured under the action of heat in the mold and the suspension is a suspension having a release agent is used, wherein the organic release agent is from the group of polysaccharides.

Überraschenderweise konnte die Verwendung eines organischen Trennmittels die eingangs genannte technische Problematik lösen. Eine Werkzeugverschmutzung tritt nicht mehr auf. Die Erfindung ermöglicht es somit, das mit dem Bindemittel benetzte Faservlies unter Einwirkung von Wärme zu einem Strukturbauteil zu formen und auszuhärten. Hierbei entsteht eine sehr starke Haftwirkung des Bindemittels am beheizten Formwerkzeug. Diese Haftwirkung konnte erfindungsgemäß durch Zugabe eines organischen Trennmittels zur Suspension bewältigt werden, wobei das Vlies keine Haftung mehr zum Werkzeug aufbaut, aber das Bindemittel in das Vlies eindringt, dort aushärtet und eine verschlossene Außenseite auf der Oberfläche des Strukturbauteils ergibt.Surprisingly, the use of an organic release agent could solve the technical problem mentioned above. A tool contamination does not occur anymore. The invention thus makes it possible to form the fiber web wetted with the binder under the action of heat to form a structural component and to cure. This results in a very strong adhesion of the binder on the heated mold. According to the invention, this adhesive effect could be overcome by adding an organic release agent to the suspension, wherein the nonwoven no longer builds up adhesion to the tool, but the binder penetrates into the nonwoven, hardens there and gives a sealed outer surface on the surface of the structural component.

Diese Schicht ist mechanisch stabil und schützt die nicht benetzten Fasern im Kern des Materials vor dem Entweichen. Somit können durch diese Methode die Bauteile rückstandslos auf einem unbeschichteten Stahlwerkzeug gefertigt werden. Aufgrund des thermischen Einflusses benötigt das Bindemittel im Faservlies weniger als eine Minute zum Aushärten. Durch diese kurze Reaktionszeit sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hohe Stückzahlen leicht möglich. Die verwendete Suspension zeigt ebenso hervorragende Mischeigenschaften, die eine leichte Verwendung im Transfermedium mit zum Beispiel Wasser zulässt.This layer is mechanically stable and protects the non-wetted fibers in the core of the material from escaping. Thus, the components can be manufactured without residue on an uncoated steel tool by this method. Due to the thermal influence, the binder in the nonwoven fabric takes less than one minute to cure. Due to this short reaction time, high quantities are easily possible with the method according to the invention. The suspension used also shows excellent mixing properties, which allows easy use in the transfer medium with, for example, water.

Insgesamt können als Vorteile der Erfindung angesehen werden:

  • – Die Materialkosten zum Durchführen des Verfahrens sind günstig, die Suspension erfordert keine kostenintensiven Zutaten. I
  • – Insgesamt ist eine einfache Prozesstechnik realisierbar.
Overall, advantages of the invention can be considered:
  • - The material costs for carrying out the method are favorable, the suspension requires no expensive ingredients. I
  • - Overall, a simple process technology is feasible.

Mit einem organischen Trennmittel kann die Prozesstemperatur geringer angesetzt werden als im Stand der Technik. Hierdurch entstehen Energiespareffekte.With an organic release agent, the process temperature can be set lower than in the prior art. This creates energy-saving effects.

Durch das Bilden einer geschlossenen Außenoberfläche wird ein Ausrieseln der Fasern des Vliese, die weiter innen im Faserbauteil angeordnet sind und nicht mit der Suspension benetzt wurden, zuverlässig verhindert. Eine solche nicht vollständige Durchdringung des Vlieses mit Bindemittel ist sogar erwünscht, da der Kern des Faservlieses aus untereinander nicht gebundenen Fasern besteht und somit das Faservlies im Kern akustisch wirksam bleibt.By forming a closed outer surface, a trickling out of the fibers of the nonwovens, which are arranged further inside the fiber component and were not wetted with the suspension, is reliably prevented. Such imperfect penetration of the nonwoven with binder is even desirable since the core of the nonwoven fabric consists of non-bonded fibers and thus the nonwoven fabric remains acoustically effective in the core.

Die Erfindung ermöglicht es zudem, komplexere Bauteilstrukturen zu realisieren. Ein anderer Vorteil ist, dass die Bauteilerzeugung mit umweltfreundlichen Komponenten stattfinden kann und die verwendeten organischen Trennmittel einfache Chemikalien darstellen, die keine Abhängigkeit von einem spezialisierten Lieferanten verursachen.The invention also makes it possible to realize more complex component structures. Another advantage is that component manufacturing can take place with environmentally friendly components and the organic release agents used are simple chemicals that do not cause dependence on a specialized supplier.

Es hat sich gezeigt, dass die entstehenden Strukturbauteile/Faserbauteile sehr gute mechanische Eigenschaften im Vergleich zu unbenetzten Faservliesen haben und eine verbesserte Montage zwischen einem Trägerbauteil und einem Formfaservlies möglich ist. Es ist sogar möglich, Bausätze aus mehreren Formfaserbauteilen, die ineinander greifen können, vorzubereiten. Es sind keine konturnahen Vlieszuschnitte des Rohlings notwendig, da bei einer Fertigung im Werkzeug geschlossene Kanten erzeugt werden und damit ein endkonturgetreues Faserbauteil im Werkzeug fertig erstellt wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise unter Verwendung eines unbeschichteten, beheizten Stahlwerkzeuges mit Pinch-Kanten, das heißt mit verschlossenen, abgerundeten Kanten ermöglicht.It has been found that the resulting structural components / fiber components have very good mechanical properties in comparison to unwetted fiber webs and improved assembly between a carrier component and a shaped fiber fleece is possible. It is even possible to prepare kits of several form-fiber components that can mesh. There are no contour close nonwoven blanks of the blank necessary because in a production in the tool closed edges are generated and thus a final contour true fiber component is created in the tool ready. Such a method is possible, for example, using an uncoated, heated steel tool with pinch edges, that is, with closed, rounded edges.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Trennmittel Stärke, zum Beispiel Reisstärke, Kartoffelstärke oder besteht aus Kohlenhydraten.In a preferred embodiment, the release agent is starch, for example rice starch, potato starch or consists of carbohydrates.

Als Bindemittelkomponente können bevorzugt Alkalisilikat-Kleber mit Kaolin auf Wasserglasbasis verwendet werden.As the binder component, it is preferable to use alkali silicate adhesives with kaolin based on water glass.

Zur Vorbereitung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bindemittelkomponente, das Trennmittel und Wasser, welches als Transfermedium dient zu einer Klebermischung verrührt.To prepare the process according to the invention, the binder component, the release agent and water, which serves as transfer medium, are stirred to form an adhesive mixture.

Vor dem Einlegen des Rohlings wird dieser matten – und/oder bahnenartig vorbereitet und beidseitig mit der Suspension benetzt und/oder besprüht.Before inserting the blank, it is prepared in a matt and / or web-like manner and wetted and / or sprayed with the suspension on both sides.

Das Besprühen erfolgt bevorzugt derart, dass die Suspension in einer Menge von 0,03 g/cm2 bis 0,15 g/cm2, bevorzugt 0,04 g/cm2 bis 0,08 g/cm2 auf der Rohlingsoberfläche aufgetragen wird.The spraying is preferably carried out in such a way that the suspension is applied in an amount of 0.03 g / cm 2 to 0.15 g / cm 2 , preferably 0.04 g / cm 2 to 0.08 g / cm 2 on the blank surface ,

Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, dass die aufgetragene Menge der Suspension derart auf den Faserrohling abgestimmt ist, dass zumindest einige im Querschnitt innen liegende Fasern nicht benetzt werden, das heißt dass insbesondere weder im Benetzungsschritt noch im temperierten Werkzeug mit der Suspension in Kontakt kommen. Dies hat den Vorteil, dass am fertigen Faserbauteil ein Kern mit nicht miteinander verbundenen Fasern besteht, zwischen denen Lufteinschlüsse vorhanden sind. Derartige ”Hohlkammern” sorgen für eine akustische Dämmwirkung der Faserbauteile, die besonders gewünscht ist.It is particularly advantageous that the applied amount of the suspension is adapted to the fiber blank, that at least some internal fibers in the cross section are not wetted, that is, in particular, neither in the wetting step still in the tempered tool with the suspension in contact. This has the advantage that on the finished fiber component, a core with non-interconnected fibers, between which air pockets are present. Such "hollow chambers" provide an acoustic insulating effect of the fiber components, which is particularly desirable.

Beim Aushärten der Suspension wird flächig wie stirnseitig bezüglich des Faserrohlings eine geschlossene Oberfläche des Formteiles erzeugt, wobei die geschlossene Oberfläche derart beschaffen ist, dass nicht benetzte Fasern aus dem Kern des Faserbauteiles nicht ausrieseln können.When the suspension is hardened, a closed surface of the molded part is produced flat as well as on the face side relative to the fiber blank, the closed surface being such that non-wetted fibers can not flow out of the core of the fiber component.

Eine geschlossene Oberfläche im Sinne dieser bevorzugten Ausführungsform bedeutet nicht, dass diese porenfrei ist. Es können durchaus Poren vorhanden sein, insbesondere Poren, die Luft zum Kern des Faserbauteiles hindurchlassen. Die Poren sind jedoch so klein, dass jedenfalls Fasern oder abgebrochene Teile von Fasern nicht durch diese hindurch nach außen gelangen können und somit nicht ausrieseln können.A closed surface in the sense of this preferred embodiment does not mean that it is pore-free. There may well be pores, especially pores that allow air to pass through to the core of the fiber component. However, the pores are so small that in any case fibers or broken parts of fibers can not pass through them and thus can not trickle out.

Ein solches Bauteil kann bevorzugt dadurch erreicht werden, dass die Formgebung des Faserrohlings im Wege des Press-Pinchens in einem Werkzeug mit geschlossenem und/oder abgerundetem Kanten erfolgt.Such a component can preferably be achieved in that the shaping of the fiber blank takes place by way of the press pinching in a tool with closed and / or rounded edges.

Das Press-Pinchen kann beim erfindungsgemäßen Verfahren bei relativ niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen von 200–250°C mit einer Pressenkraft von mindestens 10 kN erfolgen.In the process according to the invention, press-pinching can be carried out at relatively low temperatures, for example at temperatures of 200-250 ° C., with a pressing force of at least 10 kN.

Als geeignete Vliese haben sich Vliese herausgestellt, welche Fasern aus E-Glas, Basalt und/oder Silikat oder Mischungen hieraus aufweisen.Nonwovens which have fibers of E glass, basalt and / or silicate or mixtures thereof have proven to be suitable nonwovens.

Eine Materialstärke des ausgehärteten Faserbauteiles liegt zweckmäßigerweise zwischen 3 mm und 15 mm.A material thickness of the cured fiber component is suitably between 3 mm and 15 mm.

Des Weitern wird erfindungsgemäß eine Suspension angegeben, die eine Bindemittelkomponente aufweist und besonders zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist, wobei die Suspension eine Trennmittelkomponente aufweist, die ein organisches Trennmittel aus der Gruppe der Polysaccharide besitzt oder aus einer solchen gebildet ist.Furthermore, the invention provides a suspension which has a binder component and is particularly suitable for carrying out the method according to the invention, the suspension having a release agent component which has or is formed from an organic release agent from the group of polysaccharides.

Das Trennmittel kann dabei bevorzugt Stärke, zum Beispiel Reisstärke, Kartoffelstärke sein und/oder aus Kohlenhydraten bestehen. The release agent may preferably be starch, for example rice starch, potato starch and / or consist of carbohydrates.

Für die Suspension eignet sich insbesondere eine Bindemittelkomponente aus einem Alkalisilikat-Kleber mit Kaolin auf Wasserglasbasis.For the suspension is particularly suitable a binder component of an alkali silicate adhesive with kaolin on a water glass base.

Die Suspension besitzt außerdem bevorzugt als Transferkomponente Wasser.The suspension also preferably has water as the transfer component.

Die Trennmittelkomponente ist dabei bevorzugt derart ausgewählt, dass ab einer Temperatur von wenigstens 40°C, bevorzugt ab 50°C die Trennmittelkomponente verkleistert.The release agent component is preferably selected such that from a temperature of at least 40 ° C, preferably from 50 ° C, the release agent component gelatinized.

In allen bevorzugten Ausführungsformen ist die Trennmittelkomponente derart gewählt, dass bei Erreichen einer Anwendungstemperatur des Faserbauteiles, welche größer ist als eine Formtemperatur des Formwerkzeuges, welches zur Herstellung des Faserbauteiles verwendet wird, die Trennmittelkomponente oxidiert und aus dem Faserbauteil ausdifundiert, wobei Kohlenstoff und Bestandteile des Trennmittels im Faserbauteil verbleiben.In all preferred embodiments, the release agent component is selected so that upon reaching an application temperature of the fiber component that is greater than a mold temperature of the mold used to make the fiber component, the release agent component oxidizes and expands from the fiber component, with carbon and constituents of the release agent remain in the fiber component.

Es hat sich gezeigt, dass bei der Verwendung von organischen Trennmitteln gemäß der Erfindung ausdiffundierende Bestandteile bei der Erstbenutzung des Faserbauteiles unschädlichen Charakter haben und sowohl für die Umwelt als auch für die Gesundheit unbedenklich sind.It has been found that in the use of organic release agents according to the invention diffusing constituents have innocuous character in the first use of the fiber component and are safe for both the environment and health.

Im Folgenden wird anhand der einzigen (1) das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert:
Ein Gesamtprozessablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der erfindungsgemäßen Suspension ist in 1 dargestellt. Zunächst wird ein Fasern aufweisender Rohling (Vlies), der beispielsweise als Rollenware vorliegt zugeschnitten (Schritt 1: Zuschnitt des Rohlings. Aus einem Kleber, das heißt einem Bindemittel, aus Stärke, das heißt einem Trennmittel und aus Wasser, das heißt einem Transfermedium wird im Schritt 2 eine Suspension gemäß der Erfindung angesetztThe following is based on the single (1) the process of the invention exemplified:
An overall process sequence of the process according to the invention using the suspension according to the invention is disclosed in US Pat 1 shown. First, a fiber-containing blank (fleece), which is present for example as a rolled product tailored (step 1 : Cutting the blank. From an adhesive, that is a binder, from starch, that is a release agent and from water, that is a transfer medium is in the step 2 a suspension according to the invention recognized

Im Schritt 3 wird die Suspension ein- oder beidseitig auf den Zuschnitt des Rohlings aus Schritt 1 aufgetragen.In step 3 The suspension is one or both sides on the blank of the blank from step 1 applied.

In einem nächsten Schritt 4 wird der benetzte Rohling in ein beheiztes Werkzeug bei circa 220°C eingelegt.In a next step 4 the wetted blank is placed in a heated mold at about 220 ° C.

Im nächsten Schritt 5 erfolgt ein Press-Pinchen mit mindestens 10 kN Pressenkraft.In the next step 5 a press pin with at least 10 kN pressing force is made.

Nach dem Press-Pinchen erfolgt in einem 6. Schritt ein Halten und Aushärten des Formteiles im Werkzeug.After pressing pinching takes place in a 6 , Step holding and curing of the molded part in the tool.

Im Schritt 7 kann das fertige Faserbauteil aus dem Werkzeug entnommen werden.In step 7 the finished fiber component can be removed from the tool.

Die fertigen Faserbauteile sind endkonturnahe Formteile.The finished fiber components are near-net shape moldings.

Nachfolgend werden noch Reaktionsgleichungen angegeben, die das erfindungsgemäße Verfahren weiter verdeutlichen sollen. Dabei sind beispielhaft folgende Edukte vorhanden:

  • – Alkalisilikat-Kleber mit Kaolin (Schichtsilikat auf Wasserglasbasis)
  • – Reisstärke: C6H10O5
  • – Wasser: H2O
  • – Silikatfaser-Vlies: SiO2
In the following, reaction equations are given which are intended to further clarify the process according to the invention. The following starting materials are exemplified:
  • - Alkali silicate adhesive with kaolin (layered silicate based on water glass)
  • - Rice starch: C 6 H 10 O 5
  • - Water: H 2 O
  • - Silicate fiber fleece: SiO 2

Beim Mischen finden folgende Reaktionen statt:
Das Wasser wird mit der Stärke und dem Kleber gemischt. Es kommt zu keiner Reaktion, da sich die Komponenten nach einer gewissen Zeit wieder entmischen wenn die Mischung ruht. Es handelt also um einen rein physikalischen Mischvorgang ohne chemische Reaktionen.During mixing, the following reactions take place:
The water is mixed with the starch and the glue. There is no reaction, because the components segregate after a certain time when the mixture is at rest. It is therefore a purely physical mixing process without chemical reactions.

Beim Auftragen auf das Silikatfaser-Vlies geschieht Folgendes:
Es kommt ebenfalls zu keiner chemischen Reaktion, die Mischung dringt nur in das Vlies ein und haftet an der Oberfläche der Fasern.When applied to the silicate fiber nonwoven, the following occurs:
It also comes to no chemical reaction, the mixture only penetrates into the fleece and adheres to the surface of the fibers.

Beim Erwärmen/Erhitzen im Werkzeug treten folgende chemische Reaktionen auf. Beispielhaft ist hier eine Werkzeugtemperatur von 220°C angegeben. Es erfolgt eine Trocknung des Alkalisilikat-Klebers:
Die chemische Trocknung von Wasserglas erfolgt durch Aufnahme von CO2. yMe2OxxSiO2 + CO2 → xMe2CO3 + ySiO2aq Upon heating / heating in the tool, the following chemical reactions occur. By way of example, a tool temperature of 220 ° C. is specified here. There is a drying of the alkali silicate adhesive:
Chemical drying of water glass takes place by absorption of CO 2 . yMe 2 OxxSiO 2 + CO 2 → xMe 2 CO 3 + ySiO 2 aq

Das Wasser aus der Mischung verdampft durch vorhandene Entspannungslöcher im Werkzeug.The water from the mixture evaporates through existing flash holes in the tool.

Die Reisstärke wird beim Erhitzen nicht ersetzt.The rice starch is not replaced when heated.

Das Reisstärkemolekül ”verkleistert” bei niedrigen Temperaturen (zum Beispiel ab 50°C) und schafft damit einen Antihaftfilm auf dem Faservlies. Aus diesem Grund klebt trotz Alkalisilikat-Kleber das Vlies nicht am beheizten Stahlwerkzeug an.The rice starch molecule "gelatinizes" at low temperatures (for example, from 50 ° C) and thus creates a non-stick film on the nonwoven fabric. For this reason, despite the alkali silicate adhesive, the fleece does not stick to the heated steel tool.

Nach dem erstmaligen Erreichen einer Anwendungstemperatur, die beispielsweise größer als 300°C liegt tritt ein ”Verbrennen” der Reisstärke auf, wobei dass benetzte Silikatfaser-Vlies mit dem Alkalisilikat-Kleber und dem Kaolin übrig bleibt. Das Reisstärkemolekül löst sich in seine Kohlenstoffbestandteile auf.After first reaching an application temperature, for example, greater than 300 ° C is a "burning" of the rice starch, wherein the wetted silicate fiber fleece with the alkali silicate adhesive and the kaolin remains. The rice starch molecule dissolves in its carbon components.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zuschnitt des RohlingsCutting the blank
22
Vorbereiten einer SuspensionPrepare a suspension
33
Auftragen der Suspension auf RohlingApply the suspension to the blank
44
Einlegen in WerkzeugInsert in tool
55
Press-PinchenPress-pinching
66
Halten-AushärtenHold-curing
77
Fertiges Bauteil entnehmenRemove finished component

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 95/26938 A1 [0002] WO 95/26938 A1 [0002]
  • DE 19943411 [0004] DE 19943411 [0004]

Claims (19)

Verfahren zum Herstellen eines formstabilen Faserbauteiles unter Verwendung eines Fasern aufweisenden Rohlings, wobei: a) Der Rohling mit einer eine Bindemittelkomponente enthaltenden Suspension versetzt wird und diese ausgehärtet wird, der mit der die Bindemittelkomponente enthaltenden Suspension versetzte Rohling unter Wärmeeinwirkung in einem Formwerkzeug umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass b) der mit der die Bindemittelkomponente enthaltenden Suspension versetzte Rohling unter Wärmeeinwirkung in einem Formwerkzeug umgeformt wird und die Suspension unter Wärmeeinwirkung im Formwerkzeug ausgehärtet wird und als Suspension eine ein Trennmittel aufweisende Suspension verwendet wird, wobei als Trennmittel ein organisches Trennmittel aus der Gruppe der Polysaccharide verwendet wird.A process for producing a dimensionally stable fiber component using a fiber having the blank, in which: a) is added to the blank with a a binder component containing suspension, and this is cured with said binder component suspension containing staggered blank under heat in a mold reshaped, is characterized in that b) the blank mixed with the suspension containing the binder component is thermoformed in a mold and the suspension is cured under heat in the mold and the suspension used is a suspension having a release agent, wherein the release agent is an organic release agent from the group the polysaccharide is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel Stärke, z. B. Reisstärke (C6H10O5), Kartoffelstärke (C6H10O5), Dextrin oder Kohlenhydrate verwendet werden.A method according to claim 1, characterized in that the release agent strength, z. As rice starch (C 6 H 10 O 5 ), potato starch (C 6 H 10 O 5 ), dextrin or carbohydrates are used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension als Bindemittelkomponente Alkalisilikat-Kleber mit Kaolin auf Wasserglasbasis aufweist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the suspension comprises as a binder component alkali silicate adhesive with kaolin on a water glass base. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelkomponente das Trennmittel und Wasser zu einer Klebermischung verrührt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the binder component, the release agent and water are stirred into an adhesive mixture. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasern aufweisende Rohling matten- und/oder bahnenartig vorliegt und beidseitig mit der Suspension benetzt und/oder besprüht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber-containing blank is mat and / or web-like and wetted on both sides with the suspension and / or sprayed. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension in einer Menge von 0,03 g/cm2 bis 0,15 g/cm2, bevorzugt 0,04 g/cm2 bis 0,08 g/cm2 auf der Rohlingoberfläche aufgetragen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the suspension in an amount of 0.03 g / cm 2 to 0.15 g / cm 2 , preferably 0.04 g / cm 2 to 0.08 g / cm 2 the blank surface is applied. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der benetzte Rohling in einem temperierten Werkzeug verformt und zumindest teilweise ausgehärtet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wetted blank is deformed in a tempered tool and at least partially cured. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgetragene Menge der Suspension derart auf den Faserrohling abgestimmt ist, dass zumindest einige im Querschnitt innen liegende Fasern nicht benetzt werden, insbesondere weder im Benetzungsschritt noch im temperierten Werkzeug mit der Suspension in Kontakt kommen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the applied amount of the suspension is adapted to the fiber blank, that at least some internal fibers in cross-section are not wetted, in particular, come into contact neither in the wetting step nor in the tempered tool with the suspension. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aushärten der Suspension flächig wie stirnseitig bezüglich des Faserrohlings eine geschlossene Oberfläche des Formteils entsteht, sodass nicht benetzte Fasern nicht ausrieseln können.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when curing the suspension surface as the front side relative to the fiber blank, a closed surface of the molded part is formed, so that non-wetted fibers can not trickle. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebung des Faserrohlings im Wege des Presspinchen in einem Werkzeug mit geschlossenen und/oder abgerundeten Kanten erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the shaping of the fiber blank takes place in the way of Presspinchen in a tool with closed and / or rounded edges. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Presspinchen bei einer Temperatur von 200°C–250°C mit einer Pressenkraft von mindestens 10 kN erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed rabbit takes place at a temperature of 200 ° C-250 ° C with a pressing force of at least 10 kN. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fasern aufweisendes Vlies verwendet wird, wobei die Fasern aus E-Glas, Basalt und/oder Silikat oder Mischungen hieraus bestehen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fiber-containing nonwoven fabric is used, wherein the fibers of E glass, basalt and / or silicate or mixtures thereof. Verfahren nach einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Materialstärke des ausgehärteten Faserbauteiles zwischen 3 mm und 15 mm liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a material thickness of the cured fiber component is between 3 mm and 15 mm. Suspension aufweisend eine Bindemittelkomponente, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension eine Trennmittelkomponente aufweist, wobei als Trennmittelkomponente ein organisches Trennmittel aus der Gruppe der Polysaccharide ausgewählt ist.Suspension comprising a binder component, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that the suspension has a release agent component, wherein the release agent component is an organic release agent selected from the group of polysaccharides. Suspension nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel Stärke, z. B. Reisstärke (C6H10o5), Kartoffelstärke (C6H10O5), Dextrin und/oder Kohlenhydrate sind.Suspension according to claim 14, characterized in that the release agent is starch, e.g. Rice starch (C 6 H 10 O 5 ), potato starch (C 6 H 10 O 5 ), dextrin and / or carbohydrates. Suspension nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension als Bindemittelkomponente Alkalisilikat-Kleber mit Kaolin auf Wasserglasbasis aufweist.Suspension according to one of claims 14 or 15, characterized in that the suspension comprises as binder component alkali silicate adhesive with kaolin on a water glass base. Suspension nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension als Transferkomponente Wasser aufweist.Suspension according to one of claims 14 to 16, characterized in that the suspension comprises as a transfer component is water. Suspension nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmittelkomponente ab einer Temperatur von wenigstens 40°C, insbesondere 50°C verkleistert.Suspension according to one of claims 14 to 17, characterized in that the release agent component from a temperature of at least 40 ° C, in particular 50 ° C gelatinized. Suspension nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmittelkomponente bei Erreichen einer Anwendungstemperatur des Faserbauteiles, welche größer ist als eine Formtemperatur der Formwerkzeuges oxidiert und aus dem Faserbauteil ausdiffundiert, wobei Kohlenstoff und Bestandteile des Trennmittels im Faserbauteil verbleiben. Suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the release agent component on reaching an application temperature of the fiber component, which is greater than a mold temperature of the mold oxidized and diffused out of the fiber component, wherein carbon and constituents of the release agent remain in the fiber component.
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