DE1042791B

DE1042791B - Process for the production of molded bodies, e.g. B. mats, sheets, pipes and. Like. Made of mineral fibers, z. B. slag wool coated with synthetic resins or thermoplastics that can be hardened in the heat

Info

Publication number: DE1042791B
Application number: DEM26980A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Peter Dickens; Dr Rer Nat Paul Koenig; Rer Nat Max E Meyer Dr; Dr Rer Nat Ulrich Theile
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1955-05-02
Filing date: 1955-05-02
Publication date: 1958-11-06

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, z. B. Matten, Bahnen, Rohren u. dgl. aus mineralischen Faserstoffen, z. B. Schlackenwolle, die mit in der Wärme aushärtbaren Kunstharzen oder thermoplastischen Kunststoffen überzogen werden Es ist bekannt, Formkörper, z. B. Matten, Bahnen, Rohre u. dgl., aus Mineralfasern herzustellen, die beispielsweise durch Verblasen einer Sehlackenschmelze erzeugt und mit einem Bindemittel aus in der Wärme aushärtbaren Kunstharzen oder thermoplastischen Kunststoffen versetzt werden. In beiden Fällen ist nach der Formgebung eine Wärmebehandlung des Formkörpers notwendig, um das Aushärten der Runststoffe zu bewirken oder um die thermoplastischen Kunststoffe in den flüssigen Zustand und damit in möglichst homogene Berührung mit den Faserstoffen zu bringen oder um das Lösungsmittel bei Verwendung von gelösten Kunststoffen zu verdampfen. Process for the production of moldings, e.g. B. mats, sheets, Pipes and the like made of mineral fibers, e.g. B. Slag wool, which with in coated with thermosetting synthetic resins or thermoplastics It is known that molded articles, e.g. B. mats, sheets, pipes and the like. Made of mineral fibers to produce, for example, produced by blowing a melted optical varnish and with a binder made from thermosetting resins or thermoplastics Plastics are added. In both cases there is a heat treatment after the shaping of the molded body necessary to effect the curing of the plastics or to the thermoplastics in the liquid state and thus in as much as possible Bring homogeneous contact with the fibers or around the solvent Use of dissolved plastics to evaporate.

Für die Wärmebehandlung der mit den Bindemitteln versetzten mineralischen Faserstoffe ist es bekannt, im Zuge der Formgebung heiße Gase oder Dämpfe durch die Formkörper hindurch zu pressen oder zu saugen. For the heat treatment of the mineral mixed with the binding agents Fibers are known to pass through hot gases or vapors in the course of shaping to press or suck the moldings through.

Da aber die Mineralfasern und auch die zugesetzten Kunststoffe sehr schlechte Wärmeleiter sind, ist nach diesem Verfahren, insbesondere bei Formkörpern mit größeren Ouerschnitten, eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der inneren Zonen nicht mit Sicherheit gewährleistet. Aus diesem Grunde ist fernerhin vorgeschlagen worden, die Formkörper vor oder nach der Behandlung mit heißen Gasen zusätzlich der Einwirkung eines elektrischen Hochfrequenzfeldes zu unterwerfen. Durch die letztere Maßnahme wird eine direlite Erwärmung der den Faserstoffen einverleibten Kunststoffe bewirkt, so daß auch die im Innern der Formkörper befindlichen Kunststoffe gleichmäßig erwärmt werden.But since the mineral fibers and also the added plastics are very good are poor heat conductors, is according to this process, especially in the case of moldings with larger cross sections, a quick and even heating of the inner ones Zones not guaranteed with certainty. For this reason it is also proposed been, the molded body before or after treatment with hot gases in addition subject to the action of a high-frequency electric field. By the latter The measure is direct heating of the plastics incorporated into the fibers causes so that the plastics located in the interior of the moldings are uniform be heated.

Diese Erwärmung mittels des Hochfrequenzfeldes wurde bisher also nur als eine Hilfsmaßnahme zusätzlich zu der üblichen Behandlung der Formkörper mittels heißer Gase oder Dämpfe angewendet. Ohne die Verwendung eines gasförmigen Wärmeträgers hatte rnan es nicht in der Hand, die Energieumsetzung in dem zu erwärmenden Gut überall so zu steuern, daß jeweils der günstigste Verlauf der Wärmebehandlung in bezug auf Temperatur und Dauer gewährleistet wurde. Diese Schwierigkeit hängt damit zusammen, daß je nach der Art der verwendeten Kunststoffe und je nach ihrer Verteilung in dem zu behandelnden Gut die für die Energieumsetzung maßgebenden Werte der Dielektrizitätskoustante und des Verlustwinkels von Fall zu Fall verschieden sein können. Als Folge hiervon würden für den Fall, daß die Werte der Dielektrizitätskonstante und des Verlustwinkels zu niedrig sind. die notwendigen Temperaturen nicht erreicht werden können, oder für den Fall, daß die betreffenden Werte zu hoch sind, eine Überhitzung der Kunststoffe eintreten. This heating by means of the high-frequency field was previously so only as an auxiliary measure in addition to the usual treatment of the moldings applied by means of hot gases or vapors. Without the use of a gaseous one The heat carrier had no control over the conversion of energy in the one to be heated Good to control everywhere so that the most favorable course of the heat treatment in each case was guaranteed in terms of temperature and duration. That difficulty depends together with that, depending on the type of plastics used and depending on their Distribution in the goods to be treated, the values that are decisive for energy conversion the dielectric constant and the loss angle differ from case to case could be. As a result, in the event that the values of the dielectric constant and the loss angle are too low. the necessary temperatures are not reached or if the values in question are too high, a The plastics will overheat.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, Formkörper aus mineralischen Faserstoffen, denen als Bindemittel Kunststoffe zugesetzt worden sind, durch die Einwirkung eines elektrischen Hochfrequenzfeldes über den gesamten, beliebigen Querschnitt gleichmäßig zu erwärmen, ohne daß die oben beschriebenen Nachteile eintreten. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Verlauf der Erwärmung durch mehrere hintereinander angeordnete und unabhängig voneinander arbeitende Hochfrequenzkondensatoren hinsichtlich Temperatur und Zeitdauer durch Beeinflussung der Werte für D ielektrizitätskonstante und/oder Verlustwinkel mittels entsprechender Zusätze, die den Kunststoffen während der Wärmebehandlung zugegeben werden, gesteuert wird, wobei die Zugabe der die dielektrischen Werte beeinflussenden Mittel selbsttätig in Abhängigkeit von der in den erwärmten Formkörpern umgesetzten Hochfrequenzenergie zwischen den einzelnen Erwärmungszonen erfolgt. The invention has now set itself the task of producing molded bodies from mineral Fibers, which as Binder plastics have been added by the Effect of an electrical high-frequency field over the entire, arbitrary cross-section to be heated evenly without the disadvantages described above occurring. According to the invention this is achieved by the fact that the course of the heating through several consecutively arranged and independently working high-frequency capacitors with regard to Temperature and duration by influencing the values for dielectric constant and / or loss angle by means of appropriate additives that the plastics during added to the heat treatment is controlled, the addition of the dielectric Values influencing means automatically depending on the amount in the heated Molded bodies converted high-frequency energy between the individual heating zones he follows.

Durch dieses Verfahren wird es möglich, als Bindemittel solche Kunststoffe zu verwenden, die bezüglich der gewünschten physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Endprodukte zwar die erforderlichen Voraussetzungen haben, die andererseits aber bezüglich der Erwärmung im Hochfrequenzfeld ungünstige dielektrische Werte aufweisen. Im Falle, daß die Dielektrizitätskonstante oder der Verlustwinkel zu niedrig liegt, so daß also die Erwärmung zu langsam oder überhaupt nicht stattfinden würde, werden nach der Erfindung den mit diesen Kunststoffen behafteten Faserstoffen solche Stoffe zugegeben, die diese Werte erhöhen, und zwar sind dies anorganische Säuren, z. B. This process makes it possible to use such plastics as binders to use those relating to the desired physical or chemical properties the end products have the necessary requirements, the other hand but with regard to the heating in the high-frequency field, dielectric values are unfavorable exhibit. In the event that the Dielectric constant or the loss angle is too low, so that the heating takes place too slowly or not at all would, according to the invention, the fibrous materials contaminated with these plastics those substances are added which increase these values, namely inorganic ones Acids, e.g. B.

Phosphorsäure. Diese Stoffe können den Faserstoffen vor der WN7ärmebehandlung im Zuge ihrer Herstellung unmittelbar nach dem Verblasen der entsprechenden Schmelzen oder nach deren Formgebung zu Form körpern oder auch während der Wärmebehandlung der Formkörper zugegeben werden. Diese Maßnahmen sind auch insbesondere dann von Vorteil, wenn bei Verwendung von gelösten Kunststoffen eine schnelle Verdampfung der Lösungsmittel oder wenn bei Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen eine rasche Überführung in den plastischen Zustand oder wenn kürzere Aushärtzeiten erzielt werden sollen.Phosphoric acid. These substances can be added to the fibers prior to the WN7 heat treatment in the course of their production immediately after the corresponding melts have been blown or bodies after their shaping to form or during the heat treatment the shaped body are added. These measures are also in particular of Advantage if, when using dissolved plastics, rapid evaporation the solvent or if, when using thermoplastics, a rapid transition to the plastic state or if shorter curing times are achieved should be.

Für den anderen Fall, daß die dielektrischen Werte der Kunststoffe zu hoch sind oder wenn eine geringere Erwärmungsgesdiwindiglit erwünscht ist, z. B. zwecks Vermeidung von Blasenbildungen innerhalb der Formkörper infolge zu hoher Dampfdrucke, werden in analoger Weise erfindungsgemäß solche Stoffe den Formkörpern zugegeben, die die Werte der Dielektrizitätskonstanten oder Verlustwinkel erniedrigen. In the other case, that the dielectric values of the plastics are too high or if a lower heating rate is desired, e.g. B. in order to avoid the formation of bubbles within the molded body as a result of too high According to the invention, such substances are used in an analogous manner to the shaped bodies added, which lower the values of the dielectric constants or loss angles.

Auf diese Weise hat man es also jederzeit in der Hand, die Wärmebehandlung der Formkörper im elektrischen Hochfrequenzfeld einem gewünschten Verlauf entsprechend zu steuern. In this way, the heat treatment is always in hand the shaped body in the electrical high-frequency field according to a desired course to control.

Diese Steuerung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich während der Erwärmung der thermqplastischen Kunststoffe oder während des Aushärteprozesses die dielektrischen Werte und damit die Intensität der Erwärmung ändern. Durch eine entsprechende Wahl des Zeitpunktes der Zugabe, der Dauer der Erwärmung und der Menge der zugegebenen Stoffe kann erfindungsgemäß der durch die Polymerisation oder Kondensation der Kunststoffe bedingte Abfall der Werte für Dielelitrizitätskonstante und Verlustwinkel ganz oder teilweise ausgeglichen werden. This control is particularly advantageous when during the heating of the thermoplastic plastics or during the hardening process change the dielectric values and thus the intensity of the heating. By a appropriate choice of the time of addition, the duration of the heating and the amount of the added substances can, according to the invention, be the result of the polymerization or condensation the plastics-related decrease in the values for dielectric constant and loss angle be fully or partially compensated.

Da bei konstanter Frequenz und Feldstärke des hochfrequenten Wechsel feldes bei einer sich ändernden Diel ektrizitätskonstanten und einem sich ändernden Veflustwinkel auch eine Änderung der Energieaufnahme stattfindet, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung diese Änderung zur Steuerung von geeigneten Vorrichtungen dienen, die während der Wärmel)ehandlung selbsttätig die Zugabe der die dielektrischen Werte beeinflussenden Stoffe zu den Formkörpern regeln. Because at constant frequency and field strength of the high-frequency alternation field with a changing dielectric constant and a changing Veflustwinkel also a change in energy consumption takes place, after a Another feature of the invention is this change to control suitable devices serve, which automatically add the the during the heat treatment dielectric Regulate the substances influencing values for the moldings.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird für die Wärmebehandlung der Formkörper vorgeschlagen, daß diese durch mehrere hintereinander angeordnete, von einer gemeinsamen oder von getrennten Stromquellen gespeisten und unabhängig voneinander arbeitenden Hochfrequenzkondensatoren erwärmt werden. In diesem Falle kann in vorteilhafter Weise der Zusatz der die dielektrischen Werte beeinflussenden Stoffe zu den Formkörpern zwischen den einzelnen Erwärmungszonen erfolgen. According to a further feature of the invention is for heat treatment the molded body proposed that this be arranged by several one behind the other, fed from a common or from separate power sources and independent mutually working high-frequency capacitors are heated. In this case can advantageously include the addition of those influencing the dielectric values Substances are made to the moldings between the individual heating zones.

Da bei der Wärmebehandlung der Formkörper im Hochfrequenzfeld an deren Oberfläche Wärmeverluste durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung und Konvektion auftreten, empfiehlt es sich, daß diese Wärmeverluste durch zusätzliche Heizquellen, z. B. Infrarotstrahler, ausgeglichen werden. Since during the heat treatment of the molded body in the high-frequency field whose surface heat losses through thermal radiation, heat conduction and convection occur, it is recommended that these heat losses through additional heat sources, z. B. infrared heater, are compensated.

PATENTANSPRSCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, z. B. Matten, Bahnen, Rohren u. dgl., aus mineralischen Faserstoffen, z. B. Schlackenwolle, die mit in der Wärme aushärtbaren Kunstharzen oder thermoplastischen Kunststoffen überzogen und einer Wärmebehandlung unter Verwendung eines Hochfrequenzfeldes unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Erwärmung durch mehrere hintereinander angeordnete und unabhängig voneinander arbeitende Hochfrequenzkondensatoren hinsichtlich Temperatur und Zeitdauer durch Beeinflussung der Werte für Dielektrizitätskonstante und/oder Verlustwinkel mittels entsprechender Zusätze, die den Kunststoffen während der Wärmebehandlung zugegeben werden, gesteuert wird, wobei die Zugabe der die dielektrischen Werte beeinflussenden Mittel selbsttätig in Abhängigkeit von der in den erwähnten Formkörpern umgesetzten Hochfrequenzenergie zwischen den einzelnen Erwärmungszonen erfolgt. PATENT CLAIMS 1. A process for the production of moldings, e.g. B. mats, sheets, pipes and the like., Made of mineral fibers, z. B. slag wool, those with thermosetting resins or thermoplastics coated and subjected to a heat treatment using a high frequency field are, characterized in that the course of heating by several in a row arranged and independently working high-frequency capacitors with regard to Temperature and duration by influencing the values for dielectric constant and / or loss angle by means of appropriate additives that the plastics during added to the heat treatment is controlled, the addition of the dielectric Means influencing values automatically depending on the means mentioned in the Molded bodies converted high-frequency energy between the individual heating zones he follows.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that the shaped bodies inorganic acids, e.g. B. phosphoric acid, are added.

Considered publications: German Patent Specifications No. 858 744, 524 619; U.S. Patent Nos. 2,364,790, 2233,176; British patent specification No. 567 380.