DE2205119A1 - Asbestfaserplatten und bindemittel dafuer - Google Patents

Description

• Asbestfaserplatten und Bindemittel dafür Die Erfindung bezieht sich auf ein Bindemittel zum Herstellen von Asbestfaserplatten sowie auf unter Verwendung des Bindemittels hergestellte Asbestfaserplatten.
• Derartige Asbestfaserplatten finden Verwendung zum Herstellen von Trag- und Ziehwalzen für Kühlöfen in der Glasindustrie. Dazu werden aus der Faserplatte Scheiben geschnitten, welche dann auf einen Kern aufgeschoben und unter Druck zusammengehalten werden. Solche Walzen dienen dazu, Glas aus einer Schmelze bis zur Verfestigung zum noch heißen Flachglas zu tragen und zu transportieren, und sind insbesondere zum Transportieren des Glases beim Austragen aus einem Kühlofen geeignet. Die Herstellung, der Aufbau und die Zusammensetzung von in der Glasindustrie verwendeten Trag- und Ziehwalzen ist in der US-PS 3 317 303 beschrieben, auf deren Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
• Bei der fierstellung von Trag- oder Ziehwalzen aus Asbestfaserplatten kommt es darauf an, daß die Walzen, insbesondere die Asbestfaserplatten, aus denen sie zusammengesetzt sind, hohe Temperaturen über einen langen Zeitraum auszuhalten vermögen. Insbesondere muß eine solche Walze eine hitzebeständige Oberfläche haben, welche das heiße Flachglas über längere Zeiträume hinweg sicher zu ergreifen und zu transportieren vermag.
• Die bisher in der Glasindustrie verwendeten Walzen konnten größtenteils nicht voll befriedigen. Es hat den Anschein, daß ein wichtiger Bestandteil von zum Herstellen von Walzen verwendeten Asbestfaserplatten das Bindemittel ist.
• Es wurden bereits verschiedene Arten von Bindemitteln vorgeschlagen und verwendet, welche sich jedoch zum größten Teil als nicht voll befriedigend erwiesen. So sind einige Bindemittel sehr schmiergelartig, andere wieder nicht genügend widerstandsfähig gegenüber den erhöhten Betriebstemperaturen, denen die Austragswalzen von Kühlöfen in der Glasindustrie über längere Zeitspannen ausgesetzt sind. Andere Walzen neigen aufgrund von Versagen des zum Herstellen der verwendeten Asbestplatten benützten Bindemittels zum Zerfallen.
• Bei einem Bindemittel der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß es im wesentlichen aus kolloidaler Kieselerde, gelöschtem Kalk und Bentonitton im Gewichtsverhältnis von 1,5 bis 7:3 bis 9:N 1,5 bis 5 besteht.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die verwendeten Asbestfasern im wesentlichen Amphibol-Asbest fasern sind. Der Anteil der Amphibol-Asbestfasern an der gesamten Asbestmenge beträgt vorzugsweise wenigstens etwa 65 Gew.-%.
• Zur Verwendung für die erfindungsgemäßen Asbestfaserplatten eignen sich Ghrysotil-Asbestfasern in Verbindung mit Anthophyllit-Asbestfasern und gegebenenfalls Amosit-Asbestfasern.
• Auch andere Asbestfasern, insbesondere solche zu den Amphibol Asbestfasern gehörige, sind für die Herstellung der erfindungsgemäßen Asbestfaserplatten geeignet.
• Das gemäß der Erfindung einen wesentlichen Bestandteil der Asbestfaserplatten darstellende Bindemittel besteht im wesentlichen aus einem Gemisch von kolloidaler Kieselerde, gelöschtem Kalk und Bentonit. Die das Bindemittel bildenden Stoffe sind in inniger Durchmischung mit dem Material der Faserplatte mit 1,5 bis 7 Gew.-%, 3 bis 9 Gew.-% >1,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Faserplatte, vorhanden.
• Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Faserplatte bewegt sich in den folgenden Bereichen: Ghrysotil-Asbestfasern 15 bis 45 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern 40 bis 55 Gew.-% Amosit-Asbestfasern 0 bis 25 Gew.-% kolloidale Kieselerde 1,5 bis 7 Gew.-% Kalk 3 bis 9 Gew.-% Bentonit-Ton 71,5 bis 5 Gew.-% Eine Familie der erfindungsgemäßen Asbestfaserplatten für die Herstellung von Heißglas-Transportwalzen hat Zusammensetzungen in den folgenden Bereichen: Ghrysotil-Asbestfasern 15 bis 25 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern 40 bis 50 Gew.-C,ó Amosit-Asbestfasern 10 bis 25 Gew.-% kolloidale Kieselerde 3 bis 7 Gew.-% Kalk 5 bis 9 Gew.-% Bentonit-Ton 3 bis 5 Gew.-, Die Zusammensetzungen einer weiteren Familie der erfindungsgemäßen Asbestfaserplatten für die Herstellung von Heißglas-Tragwalzen bewegen sich in folgenden Bereichen: Chrysotil-Asbestfasern 75 bis 45 Gew.-°/O Anthophyllit-Asbestfasern 45 bis 55 Gew.-% kolloidale Kieselerde 4 bis 6 Gew.-% Kalk 3 bis 5 Gew.-% Bentonit-Ton #1,5 bis 5 Gew.-% In einer vorteilhaften Ausführung hat eine erfindungsgemäße Asbestfaserplatte die folgende Zusammensetzung: Ghrysotil-Asbestfasern 21 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern 47 Gew.-% Amosit-Asbestfasern 15 Gew.-% kolloidale Kieselerde 5 Gew.-% Kalk 7 Gew.-% und Bentonit-Ton 5 Gew.-% Zur Erzielung von Stabilität der Asbestfaserplatten bei erhöhten Temperaturen empfiehlt sich die Verwendung von drei Arten Asbestfasern in innigem Gemisch untereinander und in vorbestimmtem Mischungsverhältnis. Dabei besteht der größte Anteil der Asbestfasern aus Anthophyllit-Asbestfasern, ein weiterer Anteil aus Ohrysotil-Asbestfasern und gegebenenfalls ein dritter Anteil aus Amosit-Asbestfasern.
• Zum Zusammenhalten des Gemisches der Asbestfasern dient das aus kolloidaler Kieselerde, Kalk und Bentonit-Ton zusammengesetzte Bindemittel. Als Kalk findet gewöhnlicher gelöschter Kalk Verwendung, welcher vorzugsweise nur einen geringen Gehalt an Magnesium aufweist. Beispielsweise eignet stich Mörtelkalk für den Kalkbestandteil des Bindemittels. Für den Kieselerdebestandteil des Bindemittels eignen sich ultrafeine Kieselerden mit Teilchengrößen im Submikrometerbereich.
• Geeignete kolloidale Kieselerde erhält man beispielsweise durch Brennen von Siliziumtetrachlorid. Ferner eignet sich das im Handel erhältliche amorphe Kieselerdepulver mit Korngrößen von etwa 50 mm, sowie auch Silika-Aerogel für den Kieselerdeanteil des Bindemittels. Bei der Herstellung von Asbestfaserplatten kann die kolloidale Kieselerde dem aus in Wasser dispergierten Asbestfasern gebildeten Eintrag in Form von fein verteiltem Pulver oder in Form einer wässrigen Dispersion zugesetzt werden.
• Die Herstellung der erfindungsgemäßen Asbestfaserplatten ist nachstehend anhand von Beispielen erläutert: Beispiel 1 Es wurde ein Asbest-Faserplattenmaterial aus 21 Gew.-% Chrysotil-Asbestfasern, 15 Gew.-% Amosit-Asbestfasern, 47 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern, 5 Gew.-% kolloidaler Kieselerde, 7 Gew.-fi/o Kalk und 5 Gew.-0/o Bentonit-Ton hergestellt. Unter Verwendung von den bei der Papierherstellung gebräuchlichen entsprechenden Einrichtungen wurden zunächst die Asbestfasporn und der Kalkanteil in den vorstehend angegebenen Mengenverhältnissen etwa 3 min lang in-Wasser geholländert. Anschließend wurde die kolloidale Kieselerde und der Bentonit-Ton zugesetzt. Zusammen mit dem Ton wurde eine geringe Menge Alaun zugegeben. Die Zugabe des Alauns kann auch erst nach dem Zusetzen des Tons erfolgen. Die sich ergebende wässrige Masse wurde während weiterer 5 min geholländert. Anschließend wurde der fertige Eintrag zum Herstellen der Paserplatte abgeschüttet. Vor dem Abschütten bewegt sich die Zusammensetzung des eintrags im Holländer gewöhnlich im Bereich von 80 bis 150 kg Asbest auf 1 000 kg Wasser.
• Nach dem Schütten oder Gießen des Asbest-Eintrags auf ein Sieb wurde die die Asbestfaserplatte bildende Masse zur Erzielung der erforderlichen Dichte von gewöhnlich 1040 bis 1200 kg/m3 gepreßt. Nach diesem Fertigungsschritt enthält die Faserplatte etwa 40 bis 45 Gew.-% Feuchtigkeit.
• Dieser Feuchtigkeitsgehalt wird vor dem Schneiden der Faserplatte zu den für das Zusammensetzen der Walze benötigten Scheiben durch Wasserentzug und Lufteinwirkung auf etwa 20 bis 30 Gew.-% gesenkt, um der Faserplatte die notwendige Festigkeit zu verleihen.
• Die geschnittenen Scheiben werden kann, beispielsweise in einem atmosphärischen oder offenen Tunnelofen, fertig auf einen Feuchtigkeitsgehalt von gewöhnlich unter etwa 0,5 Gew.-QAo getrocknet und anschließend zu einer Walze zusammengesetzt.
• Das Fertigtrocknen im Tunnelofen geschieht gewöhnlich mittels Heißluft bei Temperaturaiim Bereich von etwa 100 bis 150 0 oder auch darüber, vorzugsweise im Bereich von 115 bis 120 OC über einen Zeitraum von etwa 3 bis 4 Tagen. Es können auch andere Trockenverfahren wie Infrarottracknung oder Kombinationen bekannter Trocknungsverfahren angewendet werden. Die fertig getrockneten Scheiben werden dann auf einen Kern aufgeschoben und zur Bildung der Walze zusammengespannt.
• Da während der Herstellung der Faserplatte und beim Trocknen keine hydrothermischen Bedingungen, also Temperaturen über 93 oder insbesondere 100 0 in Gegenwart von Nasser oder -dampf bei Drücken im Bereich von 0,35 bis 18 at, auftreten reagieren die Bestandteile des Bindemittels nicht miteinander zur Bildung von als Bindemittel ungeeignetem Kalziumsilikat. Die Bildung von Kalziumsilikat bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Asbestfaserplatten ist insofern unerwünscht, als dieses für ein Bindemittel in Asbestfaserplatten zum Herstellen von Heißglas-Tragwalzen zu spröde ist und übermäßige Schmiergeleigenschaften sowie erodierende Wirkung hat.
• Beispiels 2 Für die Herstellung von erfindungsgemäßen Asbestfaserplatten wurden die folgenden Zusammensetzungen gewählt (Trockenbasis) Chrysotil-Asbestfasern 300 kg 150 kg Anthophyllit-Asbestfasern 400 kg 353 kg Amosit-Asbestfasern --- 80kg kolloidale Kieselerde 16 kg 35 kg Kalk 30 kg 50 kg Bentonit 7 kg 32 kg Alaun nach Bedarf, gewöhnlich 1 Die Fasern und übrigen Bestandteile wurden in einer Aufbereitungseinrichtung behandelt. Zur Verwendung kam ein herkömmlicher Holländer. Stattdessen kann man auch andere Arten von Aufbereitungsanlagen sowie gegebenenfalls zusätzliche Reinigungseinrichtungen verwenden.
• Die Asbestfasern werden mit Wasser in den Holländer eingebracht und anschließend der trockene Kalk beigefügt. Die Masse wird während etwa 3 min geholländert und anschließend wird die Kieselerde und der Bentonit-Ton zugesetzt. Im beschriebenen Verfahren wurde die Kieselerde in flüssiger Form zugesetzt, der Zusatz von trockener kolloidaler Kieselerde ist å jedoch ebenso möglich. Das pulverförmige Bentonit wird vor dem Einbringen in die Masse durch Homogenisieren in Wasser in einem Verhältnis von etwa 1,0 % vorgequollen. Alaun kann zusammen mit dem Bentonit oder im Anschluß daran zugesetzt werden. Der Eintrag wird nun 5 min lang durchmischt und dann in einen Mischtrog bzw.
• eine Bütte gegossen. Beim Umgießen hat der Eintrag eine Zusammensetzung von etwa 80 bis 150 kg Feststoffen auf 1 000 kg Wasser. In der Bütte wird zur weiteren Verdünnung der Masse auf 80 bis 150 kg Feststoffe in 1600 bis 3000 kg Flüssigkeit weiteres Wasser zugesetzt. Zur Erleichterung des anschließenden Wassernetzugs kann das Wasser gegebenenfalls auf etwa 32 bis 380C erwärmt werden.
• Der Eintrag wird nun unter Zusatz von weiterem Wasser bis zu einem Verhältnis von 80 bis 150 kg Feststoff auf 8 000 bis 15 000 kg Wasser, also einer Konzentration von etwa 1,0, zu einer Formmaschine oder Entwässerungsmaschine gepumpt.
• Darin wird das Material durch Siebtrommeln j jeweils in einer Dicke von etwa 0,1 mm aufgenommen auf einen Sammelzylinder übertragen, bis die gewünschte Materialdicke auf diesem erreicht ist. Bei Faserplatten für Heißglas-Tragwi zen beträgt die Dicke gewöhnlich etwa 6,3 mm. Zur Erzielung der für den Verwendungszweck geeigneten Dichte von 1040 bis 1200 kg/m3 wird die Masse auf dem Sammelzylinder entsprechend gepreßt. Dies geschieht mittles in Anlage an dem Sammelzylinder befindlichen Druckwalzen, welche mittels Gewichten oder durch Druckluft belastet sind.
• Bei mIbreichen der gewünschten Dicke wird das Material aufgeschnitten und als Platte mit einer Größe von etwa 254 x 127 cm vom Zylindermantel abgenommen, daraufhin ZU zwei Platten von etwa 127 x 127 cm Größe geschnitten und auf einer ebenen Palette abgelegt. In diesem Zustand enthält das Material noch etwa 40 bis 45 Gew.-% an Feuchtigkeit. Zur Verfestigung vor dem Stanzen von Scheiben und zur Vermeidung von rauhen Kanten wird das Naterial unter Anwendung von trockener Wärme, beispielsweise Heißluft mit 120 °C, auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20 bis 30 Gex-% getrocknet.
• Die Scheiben werden entweder einzeln oder zu mehreren aus der Platte gestanzt und in einem Heißluft-Trockenofen bei etwa 100 bis 150 OC auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,5 Gew.-% fertiggetrocknet. Dieser Vorgang nimmt bis zu 3 bis 4 Tagen in Anspruch, da der Trockenofen vollständig mit den Scheiben angefüllt wird. Auch andere Trocknungsverfahren, beispielsweise Infrarottrocknung, können angewendet werden, nicht jedoch hydrothermische Verfahren, d.h. Temperaturen über etwa 93 °C in Gegenwart von Dampf und/oder Wasser bei Drücken von 0,35 bis etwa 17,5 at.
• Die auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,5 Gew.-% fertiggetrockneten Scheiben sind nun fertig für den Zusammenbau. Sie werd en in einer für eine benötigte Walzenbreite erforderlichen Anzahl auf einen Kern geschoben und unter einem Druck von gewöhnlich etwa 85 kp/cm2 zusammengespannt.
• Bei der Herstellung der Faserplatte dient der Zusatz von Kalk als Binderbestandteil dazu, der noch feuchten oder "grünen" Platte Festigkeit zu verleihen. Bentonit-Ton und kolloidale Kieselerde im Bindemittel bilden die wichtigen Binderbestandteile bei der fertigen Faserplatte. Wie vorstehend bei der Erläuterung der Herstellung der erfindungs gemäßen Faserplatte festgestellt wurde, wird kein versuch unternommen, Kalziumsilikat zu bilden, d.h. die Fascrplatte wird zu keiner Zeit während ihrer Pertigung und Trocknung unter Betriebsbedingungen eines Autokiaven, also bei erhöhten Temperaturen und Drücken in Gegenwart von Wasser und/oder Dampf behandelt.
• Sämtliche aus der Beschreibung und den Ansprüche@ he@@@@ gehenden Me@kmale und Vorteile der Erfindung, einschli@@ lich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch @n beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Bindemittel zum Herstellen von Asbestfaserplatten, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es im wesentlichen aus kolloidaler Kieselerde, Kalk und Bentonit-Ton im Gewichtsverhältnis von 1,5 bis 7 : 3 bis 9 :;>1,5 bis 5 besteht.

2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gewichtsverhältnis 5 bis 7 : 5 bis 9 :3 bis 5 beträgt.

3. Asbestfaserplatte, dadurch g e k e r n z e i c h n e t , daß sie im wesentlichen aus Asbestfasern und einem Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2 besteht.

4. Asbestfaserplatte nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Asbestfasern im wesentlichen Amphibol-Asbestfasern sind.

5. Asbestfaserplatte nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Asbestfasern zu 15 bis 45 Gew.-% Ohrysotil-Asbestfasern, 40 bis 55 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern und'0 bis 25 Gew. Amosit-Asbestfasern, bezogen auf das Gewicht der Faserplatte, sind.

6. Asbestfaserplatte nach Anspruch 3 und/oder 5, dadurch g ek e n n z e i c h n e t , daß die Asbestfasern, bezogen auf das Gewicht der Faserplatte, zu 15 bis 25 Gew.-% Chrysotil-Asbestfasern, zu 40 bis 50 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern und zu 10 bis 25 Gew.-% Amosit-Asbestfasern sin.

7. Asbestfaserplatte nach Anspruch 3 und/oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Asbestfasern bezogen auf das Gewicht der Asbestplatte, zu 35 bis 45 Gew.-Vo Chrysotil-Asbestfasern und zu 45 bis 55 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern sind.

8. Asbestfaserplatte wenigstens nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie 21 Gew.-% Chrysolit-Asbestfasern, 15 Gew.-% Amosit-Asbestfasern, 47 Gew.-% Anthophyllit-Asbestfasern, 5 Gew.-96 kolloidale Kieselerde, 7 Gew.-% Kalk und 5 Gew.-% Bentonit-Ton enthält.

9. Asbestfaserplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie die Bestandteile in inniger Vermischung enthält und einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 0,5 Gew.-6Dó aufweist.