DE2453882A1

DE2453882A1 - Verfahren zur herstellung von schaumglas

Info

Publication number: DE2453882A1
Application number: DE19742453882
Authority: DE
Inventors: Masaya Nakamura; Yachiho Seki
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1973-11-20
Filing date: 1974-11-13
Publication date: 1975-05-22
Also published as: US3951632A; JPS5239609B2; JPS5082114A; DE2453882B2; DE2453882C3

Description

MÜLLER-BORE . GRQENING · DEUFEL · SCHÖN · HERTEL

PATENTANWÄLTE
MÜNCHEN ■ BRAUNSCHWEIG ■ KÖLN " 24θ38θ2

Dr. W. Müller-Bore · Braunschwelg H. Groening, Dipl.-Ing. · München Dr. P. Deufel, Dipl.-Chem. · München Dr. A. Schön, Dipl.-Chem. · München Werner Hertel, Dipl.-Phys. · Köln

D/S/Sm - A 2396

München

1 3. Nov, 1974

Agency of Industrial Science & Technology 3-1 Kasumigaseki 1 chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Verfahren zur Herstellung von Schaumglas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schaumglas mit hoher mechanischer Festigkeit und einer Schüttdichte von weniger als 1 sowie das nach diesem Verfahren erzeugte Schaumglas.

Im allgemeinen besitzt ein Schaumglas mit einem geringen spezifischen Gewicht eine gute Isolationswirkung und kann für •Dekorationszwecke verwendet werden. Daher wird es beispielsweise für die Innen- und Außendekoration von Gebäuden verwendet.

Von den bisher bekannten Methoden zur Herstellung von Schaumglas seien nachfolgend einige typische beschrieben. Es ist bekannt, Schaumglas durch Zusatz eines Schäumungsmittels, wie beispielsweise Ruß oder Kaliumcarbonat, zu Glas herzustellen. Dieses Verfahren

509821/0746

ermöglicht insbesondere eine Verminderung der Schüttdichte. Es ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß das Produkt eine sehr geringe Biegefestigkeit aufweist, die in der Größenordnung von 5 kg/cm² liegt, und nur sehr begrenzt verwendbar ist. Infolge seiner schwarzen Farbe eignet sich dieses Schaumglas nicht besonders für Innendekorationszwecke. Ferner ist es bei der Durchführung dieser Methode schwierig, Schaumglas mit geringer Dicke herzustellen. Es war daher üblich, dünne Platten aus Schaumglas in der Weise herzustellen, daß zuerst eine dicke Schaumglasplatte nach der beschriebenen Methode erzeugt wurde, die anschließend in einige Platten mit der gewünschten geringen Dicke zerschnitten wurde. Dies bedingt natürlich erhöhte Produktionskosten.

Eine Methode, bei deren Durchführung ein schaumiges steifes Produkt aus einem Kalziumsilikat/Wasserglas-System hergestellt wird, ist ebenfalls bekannt. Dieses Produkt ist infolge seiner schlechten Wasserbeständigkeit nicht geeignet.

Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dessen Durchführung ein Gas bei der Zersetzung von Glaubersalz erzeugt wird, dessen Blasen in dem Glas eingeschlossen werden. Dieses Verfahren kann jedoch Umweltverschmutzungen bedingen.

Im Hinblick auf die geschilderten Schwierigkeiten wurde ein Verfahren zur Herstellung eines neuen Schaumglases entwickelt, bei dessen Durchführung ein Glas-Shirasu-Wasserglassystem verwendet wurde. Diesem System haftet jedoch der Nachteil an, daß der Zusammensetzungsbereich, innerhalb dessen das erzeugte Schaumglas einen geringen Blasendurchmesser und eine geringe Schüttdichte besitzt, sehr begrenzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Schaumglases mit geringer Schüttdichte und ausgezeichneter mechanischer Festigkeit. Es soll ein Verfahren zur

509821/0746

Herstellung eines Schaumglases zur Verfügung gestellt werden, das einfach durchzuführen ist, wobei keine schädlichen Substanzen während der Herstellung von Schaumglas gebildet werden. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung von Schaumglas geschaffen werden, das sich für eine Verwendung als Innen- und Außendekorationsmaterial für Gebäude eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Schaumglases dadurch gelöst, daß ein Silikatglas, ein vulkanisches Glasmaterial, wie Shirasu (ein weißlicher Vulkanaschensand, der in reichem Ausmaße in dem Kyushu District in Japan vorkommt und als Hauptkomponente Vulkanglas aufweist und darüber hinaus noch andere Kristalle enthält, wie Feldspat, wobei eine typische chemische Zusammensetzung wie folgt ist: 70,0 % SiO₂, 13,4 % Al₃O₃, 2,4 % Na₃O; 2,7 % K₃O, 3,0 % CaO und 1,3 % Fe₃O₃, wobei sich die Prozentangaben jeweils auf das Gewicht beziehen und das Material einen Brennverlust von 6,1%, ein spezifisches Gewicht von 2,4 - 1,8 und einen Erweichungspunkt von 1200⁰C zeigt), Wasserglas und ein. Natriumsalz oder Kalziumsalz von Phosphorsäure vermischt werden, die erhaltene Mischung in eine Aufschlämmung durch Zusatz von Wasser überführt wird, die Aufschlämmung zu einer gewünschten .Form verformt wird, die geformte Mischung zur Erzielung eines geschmolzenen' Zustandes gebrannt wird und anschließend die geschmolzene Mischung abgekühlt wird. Zwei Verfahren stehen zur Herstellung von Schaumglas aus der erfindungsgemäßen Aufschlämmung zur Verfügung. Einmal handelt es sich um ein Verfahren, welches darin besteht, die Aufschlämmung zu trocknen und die getrocknete Aufschlämmung zu einem Pulver zu pulverisieren, worauf dieses Pulver verformt wird, die Form zur Erzielung eines geschmolzenen Zustandes erhitzt und gebrannt und anschließend die geschmolzene Form abgekühlt wird. Das andere Verfahren besteht darin, die Aufschlämmung in eine Form zu gießen, die erhaltene Form zu trocknen, die getrocknete Form zur Erzielung eines geschmolzenen Zustands zu erhitzen und zu brennen und anschließend die geschmolzene Form abzukühlen.

509821/0746

Das nach dieser Methode hergestellte Schaumglas weist Blasen auf, deren Durchmesser während der Herstellung nur in sehr geringem Ausmaße zunehmen. Das Produkt enthält Blasen mit einem Durchmesser von nicht mehr als ungefähr 1,5 mm und besitzt daher eine hohe mechanische Festigkeit. Seine chemische Zusammensetzung ist wie folgt: 72,2 bis 74,7 % SiO₂, 2,6 bis 9,8 % Al₃O₃, 9,3 bis 14,9 % Na₃O, 1,5 bis 2,2 % K₃O, wenigstens 0,6 % Fe₂O-, 0,1 bis 6,5 % CaO und 0 bis 1,9 % MgO, jeweils bezogen auf das Gewicht. Dieses Produkt besitzt ein schönes Aussehen.

Andere Eigenschaften sowie andere Vorteile, die erfindungsgemäß erzielt werden, gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in welcher auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. Diese Zeichnung gibt durch die einzige Figur ein ternäres Diagramm wieder, welches das Mischverhältnis von Silikatglas, Shirasu und Wasserglas als zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schaumglases eingesetzte Rohmaterialien wiedergibt.

Erfindungsgemäß soll ein Schaumglas nach einem Verfahren hergestellt werden, welches darin besteht, die drei Komponenten Silikatglas, ein vulkanisches Glasmaterial wie Shirasu und Wasserglas mit einem Natriumsalz oder einem Kalziumsalz von Phosphorsäure zu vermischen, die erhaltene Mischung durch Zugabe von Wasser in eine Aufschlämmung zu überführen, diese Aufschlämmung in eine gewünschte Form zu verformen, die geformte Mischung zur Erzielung eines geschmolzenen Zustandes zu brennen und die geschmolzene Mischung abzukühlen. Das Verfahren zur Herstellung des Schaumglases aus der erfindungsgemäßen Aufschlämmung sieht zwei Alternativmethoden vor, und zwar ein Verfahren, welches darin besteht, die Aufschlämmung zu trocknen und zu einem Pulver zu pulverisieren, dieses Pulver zu verformen, das verformte Pulver zur Erzeugung eines geschmolzenen Zustands zu erhitzen und zu brennen und anschließend die geschmolzene Form abzukühlen, sowie ein Verfahren, welches darin besteht, die Aufschlämmung in eine Form zu gießen, dann die erhaltene Form zu trocknen, die Form zur Erzeugung eines geschmolzenen Zustandes zu erhitzen und zu brennen und anschließend die geschmolzene Form abzukühlen.

509821/0746

Der Typ des vorstehend als eine Komponente des Rohmaterials beschriebenen Sili-katglases ist nicht in spezifischer Weise begrenzt. Gewöhnliches Glaspulver, Glasbruch sowie sogar Glasscherben können als Silikatglas verwendet werden. Shirasu, das ein typisches vulkanisches Glasmaterial ist, besitzt folgende durchschnittliche Zusammensetzung: 70,0 % SiO₃, 13,4 % Al₃O₃, 2,4 % Na₃O, 2,7 % K₃O, 3,0 % CaO und 1,3 % Fe₃O₃. Der Brennverlust beträgt 6,1 %. Dieses Material liegt beispielsweise in reichem Ausmaße in dem Kyushu District in Japan vor. Was seine chemischen und physikalischen Eigenschaften betrifft, so ist Shirasu ein weißlicher Vulkanaschesand, der überwiegend aus vulkanischem Glas besteht und auch noch andere Kristalle, enthält, beispielsweise von Feldspat. Die Teilchengröße beträgt 2 bis 0,05 mm, das spezifische Gewicht 2,4 bis 1,8 und der Schmelzpunkt 1200⁰C. Das Wasserglas kann in Form einer wäßrigen Lösung oder eines Anhydrids vorliegen.

Erfindungsgemäß ist es wesentlich, ein Natriumsalz oder Kalziumsalz von Phosphorsäure den vorstehend erwähnten drei Komponenten zuzusetzen.

Dabei ist es besonders zweckmäßig, zweibasisches Natriumphosphat als Natriumsalz der Phosphorsäure sowie zweibasisches Kalziumphosphat als Kalziumsalz der Phosphorsäure einzusetzen.

Bezüglich des Mischungsverhältnisses der Komponenten in dem Rohmaterial ist folgendes zu bemerken. Das Mischverhältnis der Komponenten beeinflußt in gewissem Maß die nachfolgend noch näher beschriebene Brenntemperatur. Erfolgt das Brennen bei Temperaturen von 850 bis 950⁰C, dann sollte das Mischungsverhältnis von Silikatglas, Shirasu und Wasserglas in zweckmäßiger Weise in den Bereich gemäß dem beiliegenden ternären Diagramm fallen, das durch die geraden Linien gebildet wird und die Punkte P (1 Gew.-% Silikatglas, 30 Gew.-% Wasserglas, 69 Gew.-% Shirasu), T (65 Gew.-% Silikatglas, 5 Gew.-% Wasserglas und 30 Gew.-% Shirasu), S (93 Gew.-% Silikatglas, 5 Gew.-% Wasserglas und 2 Gew.-% Shirasu), R (50 Gew.-% Silikatglas, 30 Gew.-% Wasserglas und 20 Gew.-% Shirasu) und Q (1 Gew.-% Silikatglas, 49 Gew.-% Wasserglas und 50 Gew.-% Shirasu) in der genannten Reihenfolge

60982 170748

verbindet, übersteigt der Wasserglasgehalt die Linien S-R-Q in dem ternären Diagramm, dann nimmt der Durchmesser der Blasen zu, wobei die Schüttdichte ebenfalls ansteigt, übersteigt der Wasserglasgehalt nicht die Linien S-T-P, dann verringert sich der Durchmesser der Blasen und die Schüttdichte nimmt zu. Deshalb ist ein Wasserglasgehalt außerhalb des definierten Bereiches aus praktischen Gründen nicht zweckmäßig.

Erfolgt das Erhitzen zwischen 850 und 950⁰C, dann ist es zweckmäßig, ein Rohmaterial zu verwenden, in welchem die Komponenten in einem Verhältnis vermischt sind, das in den definierten Bereich fällt. Erfolgt das Erhitzen bei einer höheren Temperatur, dann sollte das Mischverhältnis, das zur Erzeugung eines Schaumglases mit ausgezeichneten Eigenschaften erforderlich ist, sich der Shirasufraktion nähern, d. h. es sollte sich nach rechts in dem ternären Diagramm verschieben.

Was das Phosphorsäuresalz betrifft, so ist es dann,.wenn ein Natriumsalz ausgewählt wird, zweckmäßig, das Salz in einer Menge von 0,5 bis 25 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von 1,4 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der drei vorstehend erwähnten Komponenten, zu verwenden.

Ein Rohmaterial, in welchem die Komponenten in einem Verhältnis vermischt sind, das den vorstehend beschriebenen Anforderungen genügt, wird vermischt und dann durch Zugabe von Wasser in eine Aufschlämmung überführt. Die Herstellung des Schaumglases aus dieser Aufschlämmung kann nach einer der.zwei nachstehend beschriebenen Methoden erfolgen: Bei der Durchführung der einen Methode, und zwar der Druckformungsmethode, wird die Aufschlämmung in bekannter Weise getrocknet, worauf die getrocknete Aufschlämmung zur Gewinnung einer pulverisierten Mischung pulverisiert wird. Dann wird die pulverisierte Mischung durch Druck verformt. Dieses Verformen unter Druck dient dazu, die Bildung von gleichmäßigen feinen Blasen während der anschließenden Stufe

509821/0746

_ 7 —

des Brennens zu beschleunigen. Unter Berücksichtigung der Handhabung des geformten Gegenstandes wird in zweckmäßiger Weise der zur Durchführung dieser Druckverformung angelegte Druck oberhalb 10 kg/cm² gewählt. Dann wird die geformte Mischung gebrannt. Das andere Verfahren besteht darin, die Aufschlämmung in eine Form zu gießen, die erhaltene Form zu trocknen und dann die geformte Mischung zu brennen. Dieses Brennen bewirkt eine Umwandlung der geformten Mischung in einen geschmolzenen Zustand, wobei gleichzeitig zahlreiche Blasen in der geschmolzenen Mischung gebildet werden. Wird Shirasu, ein typisches vulkanisches Glasmaterial, als solches erhitzt, dann hat ein bei 1000⁰C durchgeführtes Brennen eine Umwandlung in ein braunes Pulver zur Folge. Ist jedoch Shirasu in der Mischung in Verbindung mit einem Silikatglas und Wasserglas enthalten, dann haben das Erhitzen und Brennen eine Umwandlung der ganzen Mischung in einen geschmolzenen Zustand zur Folge. Das Brennen wird in zweckmäßiger Weise bei 850 bis 950⁰C durchgeführt. Ein Schaumglas mit ausreichend vorteilhaften Eigenschaften wird bei einer höheren Temperatur erhalten. Ein Produkt, das. bei einer Temperatur erhalten wird, die tiefer liegt als 850°C, besitzt eine zu geringe Wasserfestigkeit, so daß es wenig geeignet ist. Wird eine Mischung gebrannt, die aus den drei Komponenten besteht, in der jedoch das Salz der Phosphorsäure fehlt, dann erfolgt die Bildung von Blasen nur in einem begrenzten Ausmaß. Das Produkt wird in einem gesinteren Zustand erhalten und erweckt den Eindruck, als ob das Brennen unzureichend gewesen ist. Die Zugabe des Salzes ist daher für die ausreichende Einschließung von Blasen in dem Produkt unerläßlich. Liegt die Salzmenge unter der unteren Grenze des vorstehend erwähnten Bereiches, dann liegt die zeitliche Stabilität des Durchmessers der Blasen außerhalb des Standards. Liegt sie oberhalb der oberen Grenze des Bereiches, dann ist der Nachteil in Kauf zu nehmen, daß die Schüttdichte zunimmt. Die Verglasung wird in vorzeitigem Zustand beendet, während der Prozentsatz an geschlossenen Blasen abnimmt und derjenige der offenen Blasen zunimmt, wodurch folglich die Wasserfestigkeit vermindert wird. Die Temperaturstabilität des Durchmessers der Blasen ist ebenfalls niedriger als erforderlich. Nimmt man beispielsweise eine Mischung aus 34 Gew.-% Silikatglas, 34 Gew.-% Shirasu und 32 Gew.-% Wasserglas, dann

509821/0746

liegt ein Mischungsverhältnis vor, das in den vorstehend beschriebenen geeigneten Bereich fällt. 2-basisches Natriumphosphat, 2-basisches Kalziumphosphat sowie Kalziumsulfat werden der Mischung in Mengen von 4 Gew.-%, 2,8 Gew.-% bzw. 2,8 Gew.-% zugesetzt. Die erhaltenen Mischungen werden einer Zeitspanne von 5 Minuten bei wechselnden Temperaturen zwischen 800 und 1000⁰C gebrannt. Die Mischung, aus welcher das Salz weggelassen worden ist, wird in ähnlicher Weise behandelt. Werden die gebrannten Produkte im Hinblick auf das Verhältnis der Zunahme des Durchmessers der Blasen in der Temperaturzone von 800 bis 950 ⁰C verglichen, dann stellt man fest, daß das Verhältnis der Zunahme ungefähr 600% im Falle der Mischung beträgt, die kein Salz enthält und Kalziumsulfat aufweist, ungefähr 400 % im Falle der Mischung, die zweibasisches Kalziumphosphat enthält, und ungefähr 200 % im Falle der Mischung, in welcher zweibasisches Natriumphosphat enthalten ist. Dieser Vergleich zeigt deutlich, daß die Temperaturstabilität des Durchmessers der Blasen durch die Zugabe des angegebenen Salzes von Phosphorsäure erhöht wird. Ferner hat die Einmengung des Salzes eine Verbesserung der Zeitstabilität des Durchmessers der Blasen zur Folge, wie nachfolgend gezeigt werden wird. Wird die Mischung mit der gleichen Zusammensetzung, ^w;"-^{e s}^^e vorstehend geschildert worden ist, beispielsweise während einer Zeitspanne von 5 Minuten und 80 Minuten bei 900⁰C gebrannt, dann beträgt das Ausmaß der Zunahme des Durchmessers der Blasen 230 % im Falle der Mischung, der kein Salz zugesetzt worden ist, 440 % im Falle der Mischung, der Kalziumsulfat zugesetzt worden ist, 150 % im Falle der Mischung, welche zweibasisches Kalziumphosphat enthält, bzw. 130 % im Falle der Mischung, die zweibasisches Natriumphosphat enthält. Festes Schaumglas wird durch Abkühlen der geschmolzenen Form erhalten.

Unter dem Begriff "vulkanische Glasmaterialien" sollen "glasartige Gesteine" verstanden werden, für welche Perlit und Obsidian typisch sind, wobei sie sich aus 65 bis 75 % SiO₂, 12 bis 15 % Al₂O₃ und 3 bis 8 % CaO + MgO auszeichnen und einen Brennverlust von 0,1 bis 7 % besitzen und außerdem 15 % Kristallverunreinigungen

509821/0746

enthalten. Ferner sind darunter "vulkanische Aschen" zu verstehen, für die Shirasu typisch ist. Sie setzen sich aus 65 bis 73 % SiO₂, 12 bis 18 % Al₃O₃, 5 bis 7 % Na₃O + K₃O, ungefähr 2,5 % CaO + MgO sowie 1 bis 3 % FeO + Fe~0_ zusammen und besitzen einen Brennverlust von 2,5 bis 2,9 %.

Es ist darauf hinzuweisen, daß das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Rohmaterial sehr billig ist. Das Verfahren läßt sich selbst einfach durchführen. Der Mischungsverhältnisbereich der Komponenten in dem Rohmaterial ist groß. Infolge dieser Vorteile eignet sich das Verfahren hervorragend für eine Massenproduktion.

Übliches Schaumglas expandiert beim Brennen auf das 7- bis 10-fache seines ursprünglichen Volumens. Daher ist es schwierig, dieses Schaumglas direkt in geringer Dicke herzustellen. Demgegenüber dehnt sich das erfindungsgemäße Schaumglas nur um das 1,5- bis 3-fache seines ursprünglichen Volumens aus und kann daher direkt in Form von Platten hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher in hohem Maße als technisches Verfahren zur Herstellung von Schaumglas. Das erfindungsgemäß hergestellte Schaumglas besitzt ein schönes Aussehen und ausgezeichnete mechanische Festigkeit, beispielsweise eine hohe Biegefestigkeit. Seine chemische Zusammensetzung ist beispielsweise wie folgt: 72,2 bis 74,7 % SiO₃> 2,6 bis 9,8 % Al₃O₃, 9,3 bis 14,9 % Na₃O, 1,5 bis 2,2 % K₃O, ungefähr 0,6 % Fe₃O₃, 0,1 bis 6,5 % CaO und 0 bis 1,9 % MgO, jeweils bezogen auf das Gewicht. Die Schüttdichte liegt unterhalb 1. Der Durchmesser der feinen Blasen liegt unterhalb 1,5 mm. Das Schaumglas besitzt Eigenschaften, die besser sind als diejenigen der bekannten Schaumgläser. Es eignet sich für Innen- und Außendekorationsgegenstände für Gebäude. Die ungewöhnliche Schönheit charakterisiert das Schaumglas gemäß vorliegender Erfindung.

Die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen erläutern die Erfindung. Die Erfindung soll jedoch durch diese

509821/0746

Ausführungsformen nicht beschränkt werden. Beispiel 1

Eine Mischung aus 93 g Glasbruch, 9,2 ecm Wasserglas (Nr. 3 des japanischen Standards, entsprechend 5 g Anhydrid), 2 g Shirasu und 4,1 g zweibasisches Natriumphosphat (12-Hydrat) wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von 20 ecm Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird getrocknet, pulverisiert, verformt, in einem elektrischen Ofen bis auf 900⁰C mit einer Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs von 150⁰C pro Stunde erhitzt, auf der oberen Temperatur während einer Zeitspanne von 5 Minuten gehalten und dann innerhalb des Ofens abkühlen gelassen. Man erhält ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,4, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 1,5 mm und eine Biegefestigkeit von 15 kg/cm². Das zur Durchführung dieses Beispiels eingesetzte Wasserglas Nr. 3 besitzt ein spezifisches Gewicht von mehr als 40⁰Be bei 20⁰C und enthält 28 bis 30 Gew.-% SiO₂ und 9 bis 10 % Na₃O.

Beispiel 2

Eine Mischung aus 65 g Glasbruch, 30 g Shirasu, 9,2 ecm Wasserglas Nr. 3 und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in eine Holzform gegossen (wobei ein Polyäthylen gewebe als Formtrennmittel verwendet wird) und bei 80 bis 95⁰C während einer Zeitspanne von 24 bis 48 Stunden getrocknet. Dann erfolgt ein Erhitzen in einem elektrischen Ofen auf 950⁰C mit einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 200⁰C pro Stunde. Die Temperatur wird während einer Zeitspanne von 20 Minuten auf 950⁰C gehalten, worauf man in dem Ofen abkühlen läßt. Man erhält ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,83, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 1,0 mm und einer Biegefestigkeit von 46 kg/cm².

509821/0746

Beispiel 3

Eine Mischung aus 52,5 g Glasscherben, 22,5 g Shirasu, 46 ecm Wasserglas Nr. 3 und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,52, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 0,9 mm und einer Biegefestigkeit von 24 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 4

Eine Mischung aus 60 g Glasscherben, 30 g Shirasu, 18,5 ecm Wasserglas und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas erhalten wird, das eine Schüttdichte von 0,53, einen durchschnittlichen Blasendurchmesser von 1,1 mm und eine Biegefestigkeit von 24 kg/cm² besitzt.

Beispiel 5

Eine Mischung aus 35 g Glasscherben, 35 g Shirasu, 56 ecm Wasserglas Nr. 3 und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 behandelt und dann bei 9O⁰C während einer Zeitspanne von 80 Minuten zur Gewinnung eines Schaumglases mit einer Schüttdichte von 0,61, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 1,0 mm und einer Biegefestigkeit von 22 kg/cm² gebrannt.

Beispiel 6

Eine Mischung wird aus 27,6 g Glasscherben, 27,6 g Shirasu, 46 ecm Wasserglas Nr. 3 und 20 g zweibasischem Natriumphosphat hergestellt und in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie

509821/0746

in Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,9, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 0,56 mm und einer Biegefestigkeit von 61 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 7

Eine Mischung aus 42,5 g Glasscherben, 42,5 g Shirasu, 28 ecm Wasserglas Nr. 3 und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 0,8 mm, einer Schüttdichte von 0,72 und einer Biegefestigkeit von 38 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 8

Eine Mischung aus 55 g Glasscherben, 40 g Shirasu," 9,2 ecm Wasserglas Nr. 3 und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Dichte von 1,2, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 0,6 mm und einer Biegefestigkeit von 107 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 9

Eine Mischung aus 75 g Glasscherben, 20 g Shirasu, 9,2 ecm Wasserglas Nr. 3 und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,59, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 0,9 mm und einer Biegefestigkeit von 20 kg/cm² erhalten wird.

509821/0746

Beispiel 1O

Eine Mischung aus 30 g Glasscherben, 40 g Shirasu, 56 ecm Wasserglas Nr. 3 und 2,8 g zweibasischem Kalziumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,9, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 0,8 mm und einer Biegefestigkeit von 50 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 11

Eine Mischung aus 45 g Glasscherben, 30 g Shirasu, 46 ecm Wasserglas Nr. 3 und 2,8 g zweibasischem Kalziumphosphat wird in eine. Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,7, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 1,2 mm und einer Biegefestigkeit von 35 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 12

Eine Mischung aus 60 g Glasscherben, 20 g Shirasu, 37 ecm Wasserglas Nr. 3 und 2,8 g zweibasischem Kalziumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,76, einem durchschnittlichem Blasendurchmesser von 1,5 mm und einer Biegefestigkeit von 48 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 13

Eine Mischung aus 35 g Glasscherben, 35 g Shirasu, 56 ecm Wasserglas Nr. 3 und 2,8 g zweibasischem Kalziumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung

509821/07^6

- Mi- -

wird in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,76, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 1,5 mm und einer Biegefestigkeit von 48 kg/cm² erhalten wird.

Beispiel 14

Eine Mischung aus 33,6 g Glasscherben, 33,6 g Shirasu, 40 ecm Wasserglas Nr. 3 und 4,1 g zweibasischem Natriumphosphat wird in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt. Die Aufschlämmung wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 behandelt, wobei ein Schaumglas mit einer Schüttdichte von 0,57, einem durchschnittlichen Blasendurchmesser von 0,7 mm und einer Biegefestigkeit von 40 kg/cm² erhalten wird.

509821/0746

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Schaumglas, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikatglas, ein vulkanisches Glasmaterial, Wasserglas und wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus Natriumsalzen und Kalziumsalzen von Phosphorsäure, vermischt werden, die erhaltene Mischung in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser überführt wird, die Aufschlämmung getrocknet und pulverisiert wird, die pulverisierte Mischung verformt wird, die verformte Mischung bei einer Temperatur zwischen 850 und 950⁰C zur Erzielung eines geschmolzenen Zustandes gebrannt wird und dann die geschmolzene Mischung abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete vulkanische Glasmaterial aus Shirasu besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zweibasisches Natriumphosphat und zweibasisches Kalziumphosphat als Natriumsalze und Kalziumsalze von Phosphorsäure verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikatglas, Shirasu und Wasserglas in solchen Mengen vermischt werden, welche ein Mischungsverhältnis darstellen, das in den Bereich fällt, der durch die geraden Linien abgesteckt wird, die zum Verbinden der Punkte P (1 Gew.-% Silikatglas, 30 Gew.-%

• Wasserglas und 69 Gew.-% Shirasu), T (65 Gew.-% Silikatglas, 5 Gew.-% Wasserglas und 30 Gew.-% Shirasu), S (93 Gew.-% Silikatglas, 5 Gew.-% Wasserglas, 2 Gew.-% Shirasu), R (50 Gew.-% Silikatglas, 30 Gew.-% Wasserglas und 20 Gew.-% Shirasu) und Q (1 Gew.-% Silikatglas, 49 Gew.-% Wasserglas und 50 Gew.-% Shirasu) in der angegebenen Reihenfolge in dem ternären Diagramm gezogen werden, welches die ternäre Zusammensetzung von Silikatglas, Shirasu und Wasserglas wiedergibt, wobei das Erhitzen bei einer Temperatur'von 900⁰C erfolgt.

609821/0746

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zweibasisches Natriumphosphat in einer Menge von 0,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Silikatglas, einem vulkanischem Glasmaterial und Wasserglas, zugemischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zweibasisches Kalziumphosphat in einer Menge von 0,3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Silikatglas, einem vulkanischem Glasmaterial und Wasserglas, zugemischt wird.

7. Verfahren zur Herstellung von Schaumglas, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikatglas, ein vulkanisches Glasmaterial, Wasserglas und wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus Natriumsalzen und Kalziumsalzen von Phosphorsäure, vermischt werden, die erhaltene Mischung in eine Aufschlämmung durch Zugabe von Wasser umgewandelt wird, dann die Aufschlämmung in eine Form gegossen wird, die Aufschlämmung zur Gewinnung einer verformten Mischung getrocknet wird, die verformte Mischung bei einer Temperatur zwischen 850 und 950 ⁰C zur Erzielung eines geschmolzenen Zustandes gebrannt wird, und dann die geschmolzene Mischung abgekühlt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte vulkanische Glasmaterial aus Shirasu besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte zweibasische Natriumphosphat und das zweibasische Kalziumphosphat aus Natriumsalzen und Kalziumsalzen von Phosphorsäure bestehen.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikatglas, Shirasu und Wasserglas in Mengen vermischt werden, die einem Mischungsverhältnis entsprechen, das in den Bereich fällt, der durch die geraden Linien abgesteckt wird, welche zum Verbinden der Punkte P (1 Gew.-% Silikatglas, 30 Gew.-% Wasserglas und 69 Gew.-% Shirasu), T (65 Gew.-%

509821/0746

Silikatglas, 5 Gew.-% Wasserglas und 30 Gew.-% Shirasu), S (93 Gew.-% Silikatglas, 5 Gew.-% Wasserglas und,2 Gew.-% Shirasu), R (50 Gew.-% Silikatglas, 30 Gew.-% Wasserglas und 20 Gew.-% Shirasu), Q (1 Gew.-% Silikatglas, 49 Gew.-% Wasserglas und 50 Gew.-% Shirasu) in der angegebenen Reihenfolge in dem ternären Diagramm gezogen werden, welches die ternäre Zusammensetzung von Silikatglas, Shirasu und Wasserglas zeigt und das Erhitzen bei 900⁰C erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zweibasisches Natriumphosphat in einer Menge von 0,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Silikatglas, einem vulkanischen Glasmaterial und Wasserglas, zugemischt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zweibasisches Kalziumphosphat in einer Menge von 0,3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Silikatglas, vulkanischem Glasmaterial und Wasserglas, zugemengt wird.

509 8 21/0746

L e e r s e i t e