DE2743168C3

DE2743168C3 - Verfahren zum Herstellen von leichten, platten- oder tafelförmigen mineralischen Formteilen aus geblähtem Perlit und nach dem Verfahren hergestellte Formteile

Info

Publication number: DE2743168C3
Application number: DE19772743168
Authority: DE
Inventors: John H. St. Paul Cameron; Norman Ramsey Sherman
Original assignee: Conwed Corp
Current assignee: Conwed Corp
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1977-09-26
Publication date: 1980-12-11
Also published as: NL7710550A; IT1090215B; AU500077B1; NZ185118A; DE2743168B2; JPS5345324A; DE2743168A1; GB1576537A; FR2365534A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von leichten, platten- oder tafelförmigen mineralischen Formteilen aus geblähtem Perlit und einem Kunststoff-

Bindemittel für die geblähten Perlitpartikel mit einer Dichte des fertigen Erzeugnisses von etwa 0,128 bis etwa 1,28 sowie nach dem Verfahren hergestellte Formteile.

Bei bekannten Naßverfahren zum Formen mineralischer tafelförmiger Erzeugnisse werden erhebliche Wassermengen zur Herstellung einer nassen Matte verwendet Die Verwendung von Wasser ist für eine gute MattenbiHung, eine einwandfreie Hydration sowie zum Einbringen eines Stärkebindemittels erforderlich. Die Erzeugung nasser Matten ist bekannt, und zu diesem Zweck werden gewöhnlich Maschinen verwendet, die Langsiebpapiermaschinen ähneln. Die Verfahren, bei denen eine nasse Matte oder eine Aufschlämmung erzeugt wird, erfordern einen erheblichen Energieaufwand für die Entwässerung und Trocknung. Beispielsweise ist ein Verfahren zum Herstellen mineralischer Tafeln mittels einer Langsiebmaschine bekannt, zu dessen Durchführung zunächst eine Aufschlämmung hergestellt wird, bei der die dispergierten festen Stoffe gewöhnlich weniger als 5 Gew-% der Aufschlämmung ausmachen. Zwar läuft ein erheblicher Teil des in der Aufschlämmung enthaltenen Wassers beim Bilden der nassen Matte ab, doch hat die nasse Matte gewöhnlich einen Wassergehalt von mindestens etwa 60 Gew.-% wenn sie in die Trockenpartie eintritt, und es werden erhebliche Energiemengen benötigt, um die das Bindemittel enthaltende nasse Matte zu trocknen, nachdem bereits Energie zum Entwässern der Aufschlämmung aufgewendet worden ist

Ferner enthalten die bekannten mineralischen Tafeln gewöhnlich einen erheblichen Anteil an relativ teuren Fasererzeugnissen, z. B. mineralische Fasern, Glasfasern oder dergl. neben Zeitungspapier, um einen ausreichenden Zusammenhalt der Tafeln zu gewährleisten. Im allgemeinen wird bis jetzt angenommen, daß man bei normalen Verfahren zum Herstellen mineralischer Tafeln nicht mehr als etwa 50 Gew.-% eines Füllstoffs, z. B. Perlit verwenden soll. Zwar sind bereits mineralische Tafein iiergestellt worden, die bis zu 75 Gew.-% Perlit enthalten, doch wenn Perlit zu mehr ab 50 Gew.-% vorhanden ist besteht die Gefahr einer erheblichen Verschlechterung bestimmter Eigenschaften, z. B. der Festigkeit und des Geräuschdämpfungskoeffizienten, und außerdem geben die fertigen Tafeln erhebliche &taubmengen ab.

Aus der DE-AS 17 19 313 ist ein Vollschaumstoff bekannt der aus einem Gemisch aus Kunststoffschaum und Mineralstoffschaum besteht Als Mineralstoffschaum kann zwar Blähpedit verwendet werden, jedoch beträgt der Gewichtsanteil des Blähperlits nur 25 bzw. 23%. Demgegenüber enthalten die erfindungsgemäßen Formteile mindestens etwa 50 Gew.-% Blähperlit und der Kunststoff liegt hierbei in homogener, d.h. nicht poröser Form, als Bindemittel zwischen den Perlitpartikel η vor. Aus der DE-AS 25 54 060 ist ein Spritzgußoder Extrusionsverfahren für eine aufschäumbare, thermoplastische Kunststoffmasse, die als Füllstoff einzene, hohle Partikel enthält, bekannt Diese hohlen Partikel müssen jedoch bei dem Verarbeitungsverfahren formstabil sein und hierzu werden vorzugsweise aus Aluminiumsilikat bestehende Hohlkugeln eingesetzt Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Blähperlit ist dagegen bei Druckeinwirkung nicht stabil. Bei diesem vorbekannten Verfahren wird außerdem eine aufschäumbare Kunststoffmasse hergestellt während bei dem erfindungJ^emäßen Verfahren ein nicht blähbarer Kunststoff eingesetzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, leichte,

platten- oder tafelförmige, mineralische Formteile aus

geblähtem Perlit herzustellen, wobei die erhaltenem

Formteile verbesserte Eigenschaften hinsichtlich Festig-

keit Geräuschdämpfung und Staubfreiheit aufweisen sollen. Weiterhin sollen die Nachteile eines unter

Anwendung eines Naßverfahrens erzeugten Formteils

vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsge-

mäße Verfahren, wie es im Patentanspruch 1 näher gekennzeichnet ist

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Formteil enthält mindestens 75 Gew.-% einer Kombination von Perlit mit einem Harzbindemittel für den Perlit Gegebenenfalls kann man bis zu 25 Gew.-% an anderen Stoffen, z. B. mineralische Fasern, Glasfasern, Zeitungspapier und dergl., verwenden, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Die Beigabe solcher Stoffe kann in manchen Fällen bewirken, daß das fertige Erzeugnis verbesserte Eigenschafte" aufweist Der in dem mineralischen tafelförmigen Erzeugnis enthaltene Perlit wird gebrochen, während das Erzeugnis in seine endgültige Form gebracht wird, jedoch bevor das Bindemittel erhärtet, wodurch sich eine erhebliche Steigerung der Festigkeit des fertigen Erzeugnisses erzielen läßt

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung macht die Kombination aus Perlit und dem Kunststoffbindemittel 95 Gew.-% eier Tafel aus. Bei einer besonders bevorzgten Ausführungsform besteht die Tafel im wesentlichen ausschließlich aus der Kombination von Perlit mit dem Kunststoffbindemittel, d.h. es sind nur kleinste Mengen anderer Stoffe vorhanden.

Im folgenden soll zunächst auf das Perlitmaterial eingegangen werden. Bekanntlich bezeichnen der Ausdruck »Perlit« in Verbindung mit tafelförmigen Erzeugnissen das leichte Material, das man erhält, wenn man rohen Perlit erhitzt bei dem es sich um ein natürlich vorkommendes kieselsäurehaltiges vulkanisches Glas handelt das gebundenes Wasser enthält, welches beim Erhitzen auf eine hohe Temperatur zu einer erheblichen Ausdehnung der Teilchen führt so daß die Teilchen ein Volumen annehmen, das um das 4- bis 20fache größer ist als das ursprüngliche Volumen. Fernei unterscheidet man bei rohem Perlit gewöhnlich zwei verschiedene Arten, von denen die eine gewöhnlich als »lebendig« oder »aktiv« bezeichnet wird, während die andere als »tot« oder »inaktiv« bezeichnet wird. Die beiden Arten werden im Hinblick auf den Erweichungspunkt den Wassergehalt, die Ausdehnungsfähigkeit und dergl. unterschieden, und diese Unterschiede, die zwar nicht genau definiert sind, bilden bei den betreffenden Industriezweigen die Beurteilungsgrundlage.

Der expandierte Perlit, der normalerweise zur Herstellung mineralischer tafelförmiger Erzeugnisse verwendet wird, hat gewöhnlich eine mittlere Raumdichte von weniger als 0,16. Dieser Wert wird im folgenden gelege itlich als der Ausgangswert der mittleren Raumdichte von Perlit bezeichnet. Aktive Perlite haben nach dem Expandieren gewöhnlich eine Raumdichte von etwa 0,032 bis etwc 0,064. Bei expandierten inaktiven Perliten liegt die Raumdichte gewöhnlich zwischen etwa 0,08 und etwa 0,16.

Bekanntlich besteht ihr Unterschied zwischen aktivem und inaktivem Perlit jedoch nicht nur in der unterschiedlichen Dichte. Beispielsweise hat ein auf eine Dichte von 0,08 expandierter inaktiver Perlit ein

erheblich zäheres Wandgefüge als ein auf eine Dichte von 0,064 expandierter aktiver Perlit, und der Unterschied wird erheblich größer als der Unterschied zwischen dem Wandgefüge eines Materials mit einer Dichte von 0,064 im Vergleich zu dem Wandgefüge eines Materials mit einer Dichte von 0,084, wenn in beiden Fällen aktiver Perlit verwendet wird.

Bezüglich des gemäß der Erfindung zu verwendenden Bindemittels sei bemerkt, daß es sich hierbei um jedes beliebige Kunststoffbindemittel handeln kann, das geeignet ist, Kräfte von einem Perlitteilchen auf ein anderes Perlitteilchen zu übertragen, so daß Belastungskräfte gleichmäßig verteilt werden können, jedoch ohne die Gefahr, daß sich Risse leicht ausbreiten, wie es bei einem homogenen und spröden Feststoff der Fall sein würde; in diesem Zusammenhang sei auf die Definition einer Kunststoffmatrix verwiesen, die auf Seite 40 des Werks »Fibre Reinforces Materials Technology«, Van Nostrand Reinhold, New York, 1972, gegeben ist. als Beispiele für verwendbare Kunststoffbindemittel seien thermoplastische Harze genannt, z. B. verschiedene Latexarten, Polyvinylacetat und Acrylharze sowie Duroplaste, z. B. Harnstoff-Formaldehyde, Epoxyharze, Melamine, Phenolharze und Polyester. Gemäß der Erfindung wird die Verwendung von Harnstoff-Formaldehyd bei weitem bevorzugt. Der Grund hierfür besteht darin, daß es sich gezeigt hat, daß man bei der Verwendung von Harnstoff-Formaldehydbindemitteln ein hervorragendes Erzeugnis selbst dann erhält, wenn der Perlitgehalt sehr hoch ist. Die unter Verwendung von Harnstoff-Formaldehyd hergestellten tafelförmigen Erzeugnisse weisen hervorragende Festigkeitswerte auf, ferner gute Geräuschabsorptionseigenschaften, eine gute Wasserfestigkeit, eine hervorragende Brandsicherheit und eine annehmbare Abgabe von Staub. Die Verwendung von Harnstoff-Formaldehydharzen erweist sich deshalb als besonders zweckmäßig, weil sie sich relativ leicht dispergieren lassen, weil sie ziemlich billig sind, weil sie toxiologisch gefahrlos sind, weil sie unter normalen Gebrauchsbedingungen durch Feuchtigkeit nicht wesentlich geschädigt werden und weil sie eine hervorragende DranUbiuiienieu uicicn. V»'iiu a'i3 Bindemittelsystem ein Harnstoff-Formaldehydharz verwendet, ist es möglich, auch zusätzlich andere Stoffe zu verwenden, die als Bindemittel wirken, z. B. Stärker, Phenolharze, Epoxyharze oder dergl. solange die Mindestmenge an Perlit und Kunststoffbindemittel beibehalten wird.

Wird ein Harnstoff-Formaldehydharz als Bindemittel verwendet, wird dem Materialgemisch für die Tafeln schätzungsweise ein Katalysator zugesetzt. Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, Ammoniumdihydrogenphosphat in einer Menge von 0,01 bis 1% zu verwenden, und daß man zusammen damit bis zu etwa 1 % Phosphorsäure verwenden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Katalysatorsystem 0,01 bis 0,6% Ammoniumdihydrogenphosphat und bis zu 0,1% Phosphorsäure verwendet Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn etwa 0,4 Gew.-% Ammoniumdihydrogenphosphat zusammen mit etwa 0,04 Gew.-% Phosphorsäure verwendet wird.

Bei einem erfindungsgemäßen tafelförmigen mineralischen Erzeugnis aus Perlit und Harnstoff-Formaldehyd ist es ferner vorteilhaft, zusätzlich zu dem Katalysatorsystem ein Silankopplungsmittel zu verwenden. Es wurde festgestellt daß die Verwendung von etwa 0,01 bis etwa 0,1% und vorzugsweise von etwa 0,02 bis etwa 0,04 Gew.-% eines Silankopplungsmittels zu erheblich besseren physikalischen Eigenschaften des Erzeugnisses, insbesondere hinsichtlich der Festigkeit und der Wasserbeständigkeit führt Die Verwendung eines > Silankopplungsmittels ermöglicht sogar die Verwendung erfindungsgemäßer Tafeln außerhalb von Gebäuden, während mineralische Tafeln bekannter Art, wie sie gewöhnlich bei Decken verwendet werden, im allgemeinen nur für Innenräume geeignet sind, und dies auch nur

ίο in Bereichen, in denen sie einer relativ geringen Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Als Silankopplungsmittel kann z. B. ein Aminosilan verwendet werden.

Wie erwähnt kann die Menge des Kunststoffbindemittel etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% des Gehalts an Perlit

r> und Harzbindemittel ausmachen. Insbesondere dann, wenn der expandierte Perlit aus einem aktiven Perlit gewonnen worden ist kann die Menge des Bindemittels etwa 5 bis etwa 50% betragen, während sie bei einem aus einem inaktiven Perlit hergestellten expandierten Perlit etwa 5 bis etwa 40% betragen kann. In jedem Fall beträgt die bevorzugte Mindestmenge etwa 10% des Bindemittels, und der bevorzugte Höchstwert beträgt selbst bei einem aus einem aktiven Perlit gewonnenen expandierten Perlit etwa 40%; optimale Ergebnisse lassen sich mit einem Bindemittelgehalt von etwa 15 bis etwa 35% erzielen.

Wird als Kunststoffbindemittel Harnstoff-Formaldehyd verwendet, und sollen Tafeln zum Verkleiden von Decken hergestellt werden, liegt der Anteil des

in Bindemittels ohne Rücksicht auf die Art des verwendeten expandierten Perlits vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis etwa 20%. Hierbei wird ein Ausgleich zwischen den Kosten und den physikalischen Eigenschaften erzielt Zwar ergeben sich gewöhnlich bessere

!5 physikalische Eigenschaften, insbesondere ein höherer Bruchmodul, wenn man den Gehalt an Harnstoffformaldehyd erhöht wobei sich gemäß F i g. 1 offenbar ein optimaler Wert von 35% ergibt, doch sind die höheren Kosten eines solchen Erzeugnisses mit

-to höherem Bruchmodul gewöhnlich bei Deckenverkleidungstafeln nicht gerechtfertigt Vergleicht man die

Deckentafeln zweckmäßig, vorzugsweise einen Harnstoff-Formaldehyd-Bindemittelgehalt von etwa 15 bis 20% vorzusehen.

Bis jetzt wird es im allgemeinen für unzweckmäßig gehalten, außer einem schonenden Mischen des expandierten Perlits mit dem Bindemittel während einer kurzen Zeitspanne irgendwelche sonstigen Arbeitsschritte durchzuführen, da der expandierte Perlit ziemlich empfindlich ist und zum Brechen neigt wenn er zu lange gemischt wird. Gewöhnlich wird Perlit höchstens etwa 3 min lang und auf ziemlich schonende Weise gemischt

Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt daß sich eine Tafel der genannten Art mit besseren Eigenschaften, insbesondere mit einer höheren Festigkeit herstellen IaBt wenn man die Zerkleinerung des Perlits während der Herstellung in einem bestimmten Zeitpunkt durchführt. Insbesondere wurde festgestellt daß es unbedingt erforderlich ist den Perlit zu zerkleinern, während das Erzeugnis in seine endgültige Form gebracht wird und bevor das Bindemittel erhärtet ist wenn bessere Eigenschaften erzielt werden sollen.

Genauer gesagt, ist hiermit gemeint daß dem fertigen Erzeugnis seine endgültige Form durch das Brechen des Perlits gegeben wird. Sou ein tafelförmiges Erzeugnis hergestellt werden, wird das Gemisch aus Perlit und

dem Bindemittel in Form einer Bahn auf ein zum Formen dienendes Band gegossen. Hierbei hat das Material bereits die Form eines tafelförmigen Erzeugnisses, wie es hergestellt werden soll, doch wird seine Dicke notwendigerweise verringert, wenn dieses Erzeugnis einem Druck ausgesetzt wird, um den Perlit zu brechen, und nach der Beendigung des Brechvorgangs hat ata Erzeugnis seine endgültige Form. Wenn als endgültige Form die Form einer einem Tablett ähnelnden Schale erwünscht ist, wird dem Erzeugnis seine endgültige Gestall in der Form verliehen, nachdem seine Dicke durch den Brechvorgang in der Form zur Zerkleinerung des Perlits verringert worden ist.

Diese Unterscheidung wird gemacht, weil es unbedingt erforderlich ist, daß der Brechvorgang so durchgeführt wird, daß das Erzeugnis hierdurch in seine endgültige Form gebracht wird. Bis jetzt wird das Brechen des Feriits vor dem mischen im trockenen Zustand oder als Bestandteil der Aufschlämmung für unzweckmäßig gehalten, denn hierbei geht der Vorteil, den der expandierte Perlit als Füllstoff bietet, weitgehend verloren. Außerdem bietet dieses Vorgehen häufig keinerlei Vorteil; in manchen Fällen erweist sich ein vorheriges Brechen des Perlits als bei weitem nicht so vorteilhaft wie ein Brechvorgang, durch den das Erzeugnis in die endgültige Form gebracht wird. Jedoch selbst dann, wenn der Perlit während eines vorbereitenden Arbeitsschritts gebrochen worden ist, z. B. beim Mischen im trockenen Zustand, führt das erfindungsgemäße Verfahren immer noch zu einem Erzeugnis, das eine erheblich höhere Festigkeit besitzt.

Weiterhin ist es erforderlich, den Perlit zu brechen, bevor das Bindemittel erhärtet ist. Da gemäß der bevorzugten Ausführungsmittel der Erfindung als Kunststoffbindemittel ein Duroplast, insbesondere ein Harnstoff-Formaldehydharz, verwendet wird, muß der Perlit gebrochen werden, bevor das Bindemittel endgültig ausgehärtet ist. Entsprechendes gilt auch für andere Bindemittel. Wird dagegen ein thermoplastisches Bindemittel verwendet, z. B. ein Polyvinylacetat,

Hac cirh mittplc Wärmp rpalftiviprpn läfU ict pe mncrlirh

das Bindemittel erhärten zu lassen, ohne daß der Perlit gebrochen wird, woraufhin das Erzeugnis erhitzt wird, um das Bindemittel zu reaktivieren; hierauf wird der Perlit gebrochen, und danach kann das Bindemittel erneut erhärten. Ein solches Verfahren könnte sich als vorteilhaft erweisen, wenn es erwünscht ist, zunächst eine große Anzahl von vorgeformten Erzeugnissen mit der endgültigen Form in einem Arbeitsgang herzusteilen und danach das Bindemittel zu reaktivieren und den Perlit zu brechen.

Gemäß der Erfindung wird die Raumdichte bzw. das Schüttvolumen des Perlits während des Brechvorgangs um einen Faktor verringert, der sich nach der Art des Perlits und der Menge des in dem Erzeugnis enthaltenen Harzes richtet Das Brechen des Perlits hat den Zweck, die physikalischen Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses zu verbessern und insbesondere den Bruchmodul zu erhöhen. Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn der Prozentsatz des Bindemittels niedriger ist, eine stärkere Zerkleinerung des Perlits erforderlich ist, wenn eine ausreichende Zunahme des Bruchmoduls erreicht werden soIL Gemäß der Erfindung kann man den Mindestbrechfaktor mit Hilfe der nachstehenden Gleichungen annähernd bestimmen:

y = 3,1 - 0.035.x
ν = 2.3 - 0.03 .x

y = 6,5 -0,26 χ

(D ί Hierin bezeichnet χ den gewichtsprozentualen Anteil des Bindemittels bei dem Perlit-Bindemittel-Gemisch und yden Brechfaktor.

In allen drei Fällen werden die Werte für y auf das nächste Zehntel abgerundet, wenn der Mindestwert des ίο Brechfaktors annähernd ermittelt werden soll.

Die Gleichung (1) wird angewendet, wenn der expandierte Perlit aus einem aktiven Perlit gewonnen worden ist und das Gemisch etwa 5 bis 15% des Bindemittels enthält.

ι^r, Die Gleichung (2) wird benutzt, wenn der expandierte Perlit aus einem aktiven Perlit hergestellt worden ist und das Gemisch etwa 15 bis 50% des Bindemittels enthält.

Die Gleichung (3) wiiu beiiüis.i, weiiii uci' cXpäfidicric

Perlit aus einem inaktiven Perlit hergestellt worden ist und das Gemisch etwa 5 bis 40% des Bindemittels enthält.

In jedem Fall wird der Ausgangswpn Her mittleren Raumdichte des Perlits auf die näuuu. ganze Zahl 'τ abgerundet, wenn die anzuwendende Gleichung bestimmt werden soll.

Die Anwendung der vorstehenden Gleichungen läßt sich auch wie folgt ausdrücken:

Wenn der expandierte Perlit aus einem aktiven Perlit ίο gewonnen worden ist, gilt folgendes:

1) y=6,5—0,26 Ar, wobei χ zwischen etwa 5 und 15 liegt;

2) y=3,l—0,035 Ar, wobei Ar zwischen etwa 15 und 50

liegt,
π

Wenn der expandierte Perlit aus einem inaktiven Perlit hergestellt worden ist, gilt folgendes:

3) /=2,3—0,03 x, wobei χ zwischen etwa 5 und 40 liegt.

In jeder drei Gleichungen bezeichnet y den Brechfaktor und jt den gewichtsprozentualen Gehalt des Perlit-Bindemittelgemisches an dem Bindemittel.

Beträgt der Bindemittelgehalt 20 Gew.-%, und ist der expandierte Perlit aus einem inaktiven Perlit hergestellt worden, ist somit ein Mindestbrechfaktor von etwa 1,7 erforderlich; hat das Gemisch einen Bindemittelgehalt von 10 Gew.-%, und ist der expandierte Perlit aus einem aktiven Perlit hergestellt worden, ist ein Brechfaktor von mindestens etwa 4 erforderlich. Bei den genannten Brechfaktoren handelt es sich um Mindestwerte; jedoch lassen sich erhebliche Vorteile erzielen, wenn sogar noch höhere Brechwerte angewendet werden, wie es aus den weiter unten behandelten Beispielen ersichtlich ist Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Brechfaktor mindestens den Wert 3, wenn der expandierte Perlit aus einem aktiven Perlit gewonnen worden ist und zwar ohne Rücksicht auf den prozentualen Anteil des Bindemittels, und wenn der expandierte Perlit aus einem inaktven Perlit hergestellt worden ist, hat der Brechfaktor mindestens den Wert 2,5. Es ist sogar vorzuziehen, ohne Rücksicht auf die Art des Perlits und des Bindemittelgehalts mit einem Mindestwert des Brechfaktors von 4 zu arbeiten. Bei Brechfaktoren zwischen 5 und 10 lassen sich hervorragende Ergebnisse erzielen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher

erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Einflusses des prozentualen Bindemittelgehalts auf die Festigkeit;

F i g. 2 in einer graphischen Darstellung die theoretisehen Werte der Raumdichte von verdichteten Gemischen aus ungebrochenem Perlit und Harnstoff-Formaldehyd;

F i g. 3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

F i g. 4 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Einflusses des Wassergehalts auf die Festigkeit.

Um den Brechfaktor des Perlits zu ermitteln, wird die gemessene Dichte des fertigen Erzeugnisses mit der r> theoretischen Dichte verglichen. Hieraus ergibt sich eine Angabe über die Verringerung des Schüttvolumens des Perlits, woraus der Brechfaktor ersichtlich ist. In F i g. 2 ist ein Verfahren zum Ermittein des Brechiaktors graphisch dargestellt. 2«ι

In Fig. 2 ist die theoretische Dichte des Gemisches aus Perlit und Bindemittel über dem gewichtsprozentualen Bindemittelgehalt aufgetragen. Die theoretische Dichte wurde auf der Basis des Gesetzes über Gemische berechnet. Gemäß diesem Gesetz werden sämtliche >ϊ Bestandteile im größtmöglichen Ausmaß verdichtet, um Zwischenräume zwischen benachbarten Bestandteilen zu beseitigen, ohne daß jedoch irgendwelche Bestandteile komprimiert oder gebrochen werden. Im vorliegenden Fall wurde ein Harnstoff-Formaldehyd-Binde- jo mittel verwendet. Jedem Fachmann dürfte es möglich sein, weitere Kurven hinzuzufügen, die für andere Werte der Dichte von Perlit gelten, sowie weitere Kurven für andere Bindemittel aufzustellen.

Betrachtet man ein zusammengesetztes Material, das r> 40% Harnstoff-Formaldehyd und 60% Perlit enthält, wobei der Anfangsmittelwert der Raumdichte etwa 0,096 beträgt, würde die theoretische Dichte den Wert 0,16 haben, wenn man in Fig. 2 den Wert am Anfang der Kurve für 0,096 abliest, wo der Bindemittelgehalt -to den Wert Null hat. Nunmehr sei angenommen, daß ein E"eu"r.i: z-z ¹IO¹Vb Ha-"""if F"-^r"ⁱ'!d"h"d 'J^nrl <?no/,> Perlit mit einer Raumdichte von 0,096 hergestellt und in der erfindungsgemäßen Weise gebrochen wird. Ferner sei angenommen, daß die Raumdichte des fertigen 4"> Erzeugnisses nach dem Brechen und dem Erhärten des Bindemittels etwa 0,64 beträgt. Da sich das Harnstoff-Formaldehydharz nicht in einem bemerkbaren Ausmaß verdichten läßt, ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß die scheinbare Dichte des Perlits etwa 0,384 beträgt, wenn ίο man diesen Wert wiederum bei dem Bindemittelgehalt Null an der Kurve abliest, für weiche die Koordinaten 40% Harnstoff-Formaldehyd und eine Raumdichte von etwa 0,64 gelten. Somit ist ein Perlit mit einer Raumdichte von 0,096, dessen scheinbare Dichte 0,384 beträgt, entsprechend dem Brechungsfaktor 4 gebrochen worden.

Das Ausmaß der Schwierigkeit, mit der sich ein bestimmter expandierter Perlit brechen läßt, richtet sich nach der Art des Ausgangsmaterials sowie dem bo Anfangswert der mittleren Raumdichte. Im allgemeinen lassen sich die aus aktiven Perliten hergestellten expandierten Perlite erheblich leichter brechen als die aus inaktiven Perliten hergestellten. Zwar ist bei einem aus einem inaktiven Perlit hergestellten expandierten bf Perlit eine Verringerung des Schüttvolumens *nöglich, doch wird vorzugsweise ein expandierter Perlit aus aktivem Perlit verwendet bei dem der Anfangswert der Schüttdichte vor dem Brechen zwischen etwa 0,032 und etwa 0,064 und vorzugsweise bei etwa 0,048 liegt, denn ein solcher Perlit läßt sich erheblich leichter brechen, und er liefert ein tafelförmiges Erzeugnis, das in jeder Beziehung ebenso gut ist wie ein Erzeugnis, bei dem der Perlit anfänglich eine höhere mittlere Schüttdichte aufwies, oder sogar noch besser. Bei einem Perlitmaterial mit einer Dichte von etwa 0,048 ist es möglich, das Schüttvolumen bei einem Gemisch aus Perlit mit Harnstoff-Formaldehyd auf ein Fünftel zu verringern, wenn man nur einen Druck von etwa 3,92 bar (4 kg/cm³) aufbringt.

Zum Formen einer erfindungsgcmäßen Tafel unter Benutzung der Vorrichtung nach Fig. 3 werden die trockenen Stoffe zunächst gemischt. Bei diesen trockenen Stoffen handelt es sich um Perlit sowie andere Stoffe, z. B. mineralische Fasern, Glasfasern. Zeitungspapier, Gips, Kieselerde und dergleichen. Danach wird gcniäu F i g. 3 uäi Bindemittel ϊΓι dem trockenen Gemisch mit Hilfe eines Mischers 10 dispergiert. Es ist gewöhnlich zweckmäßig, ein Trägermaterial, z. B. Wasser, zu verwenden, um das Bindemittel in dem trockenen Gemisch zu dispergieren. Hierzu sei bemerkt, daß die verwendete Wassermenge im Vergleich zu der bei den bekannten Naßverfahren benötigten Wassermenge relativ klein sein kann. Genauer gesagt, kann man die verwendete Wassermenge auf bis zu 20 Gew.-% des gesamten Gemisches oder sogar einen noch niedrigeren Wert verringern. Wird eine so kleine Wassermenge verwendet, benötigt man für die Trocknung erheblich weniger Energie als bei den Verfahren zum Herstellen nasser Matten, bei denen zwar ein erheblicher Teil des Wasser durch natürliches Ablaufen, Absaugen und Pressen beseitigt wird, die jedoch beim Eintreten in den Trockenofen gewöhnlich immer noch 60 Gew.-% Wasser oder mehr enthalten.

Bei bestimmten in Wasser dispergierbaren Bindemitteln wie Harnstoff-Formaldehyd hat es sich jedoch gezeigt, daß bis zu einem bestimmten Punkt größere Wassermengen zu höheren Festigkeitswerten führen können. Dies wird durch die graphische Da· ".teilung in Fi σ 4 vpransrhaiilirht wo der Rriichmndul über dem gewichtsprozentualen Wassergehalt aufgetragen ist, und zwar für Gemisch aus Perlit mit einer Dichte von etwa 0,048 und Harnstoff-Formaldehyd bei einer konstanten endgültigen Dichte des fertigen Erzeugnisses von etwa 0,256. Gemäß Fig. 4 hai eine Masse aus 10 Gew.-% Harnstoff-Formaldehyd und 90 Gew.-% Perlit bei 35% Wasser einen erheblich höheren Bruchmodul als bei einem Wassergehalt von 25%. Jedoch führt eine Erhöhung des Wassergehalts über 35% hinaus nicht zu einer weiteren Steigerung der Festigkeit. In der Praxis könnte sich eine solche Steigerung sogar als schädlich erweisen, denn sie könnte infolge eines zu hohen Dampfdrucks während der Trocknung und Aushärtung zum Abblättern der geformten Tafeln führen. Ferner zeigt Fig.4 daß das Erzeugnis mit 20% Harnstoff-Formaldehyd eine höhere Festigkeit erreicht, bis der Wassergehalt etwa 50% beträgt, und daß sich danach nur noch ein geringer zusätzlicher Vorteil erzielen läßt Bei einem noch höheren Gehalt des Harnstoff-Formaldehyds von 35% bzw. 50% nimmt die Festigkeit des Erzeugnisses auch oberhalb eines Wassergehalts von 50% weiter zu.

Zwar lassen sich bei einem höheren Wassergehalt höhere Festigkeitswerte erzielen, doch muß man einen Abgleich zwischen dem Energieverbrauch und der Festigkeit anstreben, und ferner ist die Gefahr eines

Abblätterns während der Trocknung und Aushärtung zu berücksichtigen. Im Hinblick hierauf wird es gemäß der Erfindung bevorzugt, ohne Rücksicht auf den Gehalt an Harnstoff-Formaldehyd mit einem Wassergehalt von etwa 20% bis 40% zu arbeiten, wobei der Wasstrgehalt insbesondere zwischen etwa 25% und 35% liegt.

Nach der Herstellung des Gemisches aus Perlit und Kunststoffbindemittel wird das Gemisch in die endgültige Form gebracht, woraufhin das Bindemittel erhärten kann. Sollen flache Tafeln hergestellt werden, ist es zweckmäßig, gemäß Fig. 3 das Gemisch 11 mittels einer Abgabekammer 12, die durch einen Vorratsbehälter 14 gespeist wird, auf ein endloses Band 15 zu gießen und es dann mit Hilfe eines endlosen Bandes 16 einer Vorverdichtung zu unterziehen; das endlose Band 16 ist zweckmäßig al·· Sieb ausgebildet, und es läuft über Rollen 18. Danach wird die Materialbahn mit Hilfe einer Schreideinrichtung 20 so zugeschnitten, daß die

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soiche Schaukante dünner ist als die übrigen Teile der Tafel, ist zur Erzeugung der dünneren Ränder höhere Verdichtung erforderlich, und daher wird der Perlit im Bereich der Ränder in einem höheren Ausmaß

ι gebrochen, so daß sich die Festigkeit entsprechend erhöht. Hierin besteht ein wichtiger Vorteil, denn gerade an den Rändern der Tafeln muß die höchste Festigkeit vorhanden sein.

Geformte Erzeugnisse können natürlich jede gewünschte Dicke oder Wandstärke erhalten.

Beim Formen des Erzeugnisses ist es ferner möglich, während des Brechvorgangs Oberflächenmuster einzuprägen; dies gilt sowohl für tafelförmige Erzeugnisse als luch für Formteile. Der obere Teil der Form oder die

r, cbere Platte 28 der Presse 22 nach Fig. 3 wird mit einem Negativ des einzuprägenden Musters versehen, das während des Preßvorgangs auf dem Erzeugnis abgebildet wird. Es hat sich gezeigt, daß ein solches

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zugeschnittend Tafel wird dann in der Presse derart gebrochen, dLß man ein Erzeugnis erhält, dessen Dicke zwischen etwa 3 und etwa 50 mm und vorzugsweise zwischen etwa 4,8 und etwa 19 mm liegt. Das fertige Erzeugnis wird gewöhnlich eine Dichte von etwa 0,128 bis etwa 1,28 haben, vorzugsweise jedoch eine Dichte von etwa 0,16 bis etwa 0,8 und insbesondere eine Dichte von etwa 0,24 bis etwa 0,72. Gegebenenfalls kann die Tafel gemäß Fig.3 mit Hilfe einer entsprechenden Einrichtung 24 beschnitten werden. In jedem Fall wird d^;e Tafel dann ausgehärtet, und zwar zweckmäßig in einer Trockeneinrichtung 26 mit einem einzigen durchlaufenden Förderband.

Je nach dem verwendeten Bindemittel ist es gegebenenfalls möglich, ohne eine besondere Trocknung auszukommen.

Für die Herstellung erfindungsgemäßer Formteile stehen mehrere verschiedene Verfahren zur Verfügung. Beispielsweise ist es möglich, die Masse in die untere Hälfte einer Form einzubringen, dann die obere Formhälfte aufzusetzen, das Material zu komprimieren, um den Perlit zu brechen und seine Raumdichte zu verringern, und dann das Bindemittel auszuhärten, während sich das geformte Erzeugnis noch in der Form befindet. Alternativ kann man das gebrochene geformte Erzeugnis aus der Form entnehmen, und zwar erforderlichenfalls nach einer teilweisen Aushärtung in der Form, es auf einer Unterstützung anordnen und dann das Bindemittel erhärten lassen. Bei einem anderen Verfahren ist es möglich, das gebrochene geformte Erzeugnis der Form zu entnehmen, das Erzeugnis ohne Verwendung einer Unterstützung auf einem Sieb anzuordnen und dann das Bindemittel aushärten zu lassen. Natürlich richtet sich die Wahl des anzuwendenden Verfahrens weitgehend nach der Konsistenz der zu formenden Masse, der Gestalt des Erzeugnisses, der Verweilzeit in der Form und ähnlicher Faktoren.

Formen können natürlich auch benutzt werden, wenn ein tafelförmiges Erzeugnis hergestellt werden solL Soll z. B. eine Tafel hergestellt werden, deren Ränder nach dem Einbau der Tafel sichtbar sind, und wird eine soiche Tafel mit Hilfe einer Presse hergestellt, kann der obere Teil der Presse mit einer Form versehen sein, die einem Negativ der fertigen Tafel entspricht und dazu dient, die Tafel während des Brechens des Perlits mit den gewünschten Schaukanten zu versehen. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, z. B. die Einrichtung 24 nach F i e. 3 zum Zurichten der Kanten zu benutzen. Da eine >o geben wird, wenn das Erzeugnis dem Druck nur während einer sehr kurzen Zeit ausgesetzt wird. Insbesondere wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Erzeugnisse nur eine sehr geringe elastische Nachwirkung zeigen, so daß es nicht erforderlich ist, das

2> Erzeugnis während des gesamten Aushärtungsvorgangs einem Druck auszusetzen. Vielmehr hat es sich gezeigt, daß bei tafelförmigen Erzeugnissen eine Preßzeit von weniger als 1 see ausreicht, um eine gute Wiedergabe des Oberflächenmusters zu gewährleisten.

3d Ohne Rücksicht darauf, ob es sich um eine Tafel oder ein plattenförmiges Formteil handelt, ist es natürlich erforderlich, das Bindemittel auszuhärten, nachdem der Perlit gebrochen worden ist. Das Aushärtungsverfahren richtet sich nach dem verwendeten Bindemittel.

J-) Während bei manchen Bindemitteln Wärme erforderlich ist, können andere Bindemittel bei Raumtemperatur ausgehärtet werden. Wird als Bindemittel ein Harnstoffformaldehydharz verwendet, erfolgt die Aushärtung vorzugsweise durch eine Erhitzung auf eine Temperatur zwischen etwa 170 und etwa 205⁰C, und zwar auf die Dauer von etwa 30 bis 40 min. Es sei bemerkt, daß es sich bei diesen Temperatur- und Zeitangaben durchaus nicht um kritische Werte handelt und daß es nur erforderlich ist, eine solche Temperatur und eine solche Einwirkungszeit zu wählen, daß eine Trocknung des Erzeugnisses und eine Aushärtung des Bindemittels in einem solchen Ausmaß erfolgt, daß sich ein ausreichender Zusammenhalt des Erzeugnisses ergibt und man ein selbsttragendes Erzeugnis erhält. Natürlich wirken sich der Grad der Trockenheit und das Ausmaß der Aushärtung auf unterschiedliche Weise auf den Zusammenhalt des Erzeugnisses aus. Wird als Bindemittel Harnstoff-Formaldehyd verwendet, genügt eine Verringerung des Wassergehalts auf unter 10% und eine Aushärtung auf mindestens zwei Drittel des theoretischen Endwertes, um das Erzeugnis selbsttragend zu machen. Bei dem bevorzugten Verfahren nach der Erfindung wird der Feuchtigkeitsgehalt bis unter 5% gesenkt, und das Harnstoff-Formaldehyd-Bindemittel wird bei den genannten Temperaturen im wesentlichen vollständig ausgehärtet

Die erfindungsgemäß unter Verwendung von Harnstoff-Formaldehyd hergestellten mineralischen Tafeln lassen sich leicht und sauber sägen oder fräsen. Zu den weiteren vorteilhaften Eigenschaften der Erzeugnisse gehören eine ausreichende Brandsicherheit, eine gute Wasserbeständigkeit, gute Geräuschdämpfungseigenschaften, eine hervorragende Maßstabilität auch bei

hoher Feuchtigkeit, eine natürliche bakterizide Wirkung, eine hohe Stoßfestigkeit und eine hohe Kohäsionsfestigkeit

Bei den unter Verwendung von Harnstoff-Formaldehyd hergestellten erfindungsgemäßen Erzeugnissen beträgt der geschätzte Geräuschdämpfungskoeffizient mindestens 20, und er liegt in vielen Fällen über 30. Es wurden Werte bis zu 50 erzielt, und es wird angenommen, daß sogar noch höhere Werte erreichbar sind. Auf dem Gebiet der Herstellung von Tafeln aus mineralischem Material ist es bekannt, daß der geschätzte Geräuschdämpfungskoeffizient weitgehend von mehreren Faktoren abhängt, z. B. von den Herstellungsbedingungen, von der Oberflächenbehandlung, vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein akustischer öffnungen und dergh, und es wurde festgestellt, daß sich die gleichen Faktoren auch auf den geschätzten Geräuschdämpfungskoeffizienten der erfindungsgemäßen Erzeugnisse auswirken.

Bei den hier behandelten Erzeugnissen wird die Festigkeit gewöhnlich anhand des Bruchmoduis beurteilt Die erfindungsgemäßen Tafeln weisen ei.ren ziemlich guten Bruchmodul auf. Wird als Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehydharz verwendet, bleibt ein guter Wert des Bruchmoduis selbst bei hoher Feuchtigkeit und sogar nach einem vollständigen Eintauchen in Wasser erhalten. Um die Festigkeit zu erhöhen, kann man eine oder beide Flachseiten des fertigen Erzeugnisses durch Aufkleben eines Flachmaterials verstärken. Hierzu sind Materialien geeignet, zu denen Papier, Textilmaterial, Metallfolien, gewebte Glasfasermatten, Hoch- und Niederdrucklaminate und dergl.gehören.

Es wurden mehrere Versuche durchgeführt, um die verschiedenen Merkmale der Erfindung erkennbar zu machen. Soweit keine anderen Angaben gemacht werden, wurden die Versuche jeweils unter den gleichen nachstehend genannten Bedingungen durchgeführt Die trockenen Materialien, d. h. der Perlit sowie Zeitungspapier, Glasfasern, Glimmer usw, wurden im trockenen Zustand gemischt, woraufhin eine wäßrige Lösung eines Harnstoff-Formaldehydharzes zusammen mit einem Katalysator dem trockenen Gemisch beigefügt und damit gemischt wurde. Der Perlit hatte eine mittlere Anfangsraumdichte von etwa 0,048 und wurde aus einem aktiven Perlit hergestellt. In Fällen, in denen eine mittlere Anfangsdichte des Perlits von etwa 0,08 bis 0,11 angegeben ist, wurde der expandierte Perlit aus einem inaktiven Perlit gewonnen. Die verwendete Wassermenge betrug etwa 35 ml auf 100 g des festen Materials, und als Katalysatoren wurden 0,04% Phosphorsäure und 0,4% Ammoniumdihydrogenphosphat verwendet. Bei dem verwendeten Harnstoff-Formaldehydharz betrug das Verhältnis zwischen Formaldehyd und Harnstoff !,2. Hierauf wurde das Gemisch in die Form einer Tafel gebracht, gepreßt, um die Raumdichte des Perlits mindestens auf ein Drittel zu verringern, und dann etwa 35 min lang bei einer Temperatur von etwa 182 bis 193° C getrocknet und ausgehärtet. Die fertigen Tafeln, deren Dicke etwa 12,5 mm betrug, wurden bezüglich verschiedener Eigenschaften geprüft. Der Bruchmodul der Tafeln ist in bar (kg/cm²) angegeben. Hierbei handelt es sich um Prüfungen bekannter Art. In bestimmten Fällen wurde die Härte mit Hilfe eines speziellen Verfahrens gemessen, bei dem die unterschiedliche Eindringtiefe einer Stahlkugel mit einem Durchmesser von etwa 51mm gegenüber der prüfenden Tafel ermittelt wird; hierbei wird zuerst 10 see lang ein Druck von etwa 0,981 bar (I kg/cm²) und danch 15 see lang ein Druck von etwa 3,92 bar (4 kg/cm²) zur Wirkung gebracht

Vergleichsversuch A

Eine handelsübliche mineralische Faserplatte bekannter Art wurde bezüglich verschiedener Eigenschaften untersucht Die Platte oder Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,272, einen Bruchmodul von etwa 14,13 bar (14,4 kg/cm²) und eine Härte entsprechend einer

ίο Eindringtiefe von etwa 2ß mm bei der vorstehend beschriebenen Härteprüfung. Die Tafel war mit Hilfe eines Naßverfahrens auf einer Langsiebmaschine aus einer wäßrigen Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von weniger als 5% hergestellt worden. Das feste

is Material in der Aufschlämmung enthielt etwa 55% mineralische Fasern, 15% eines Stärkebindemittels, 15% sekundäre Fasern und 15% eines Perlits mit einer mittleren anfänglichen Raumdichte von etwa 0,128.

B e ι s ρ i e 1 1

Gemäß der Erfindung wurde eine Tafel hergestellt, bei der die festen Stoffe zu 70 Gew.-% aus Perlit, zu 15 Gew.-% aus Cellulosefasern (Zeitungspapier) und zu 15 Gew.-% aus Harnstoff-Formaldehydharz bestanden. Die fertige ausgehärtete Tafel wurde geprüft und zeigte eine Dichte von etwa 0,275, einen Bruchmodul von etwa 13,73 bar (14 kg/cm²) und einen Härtewert von etwa 0,75 mm.

Beispiel 2

In diesem Fall setzte sich das Materialgemisch zu 75% aus Perlit, zu 10% aus Cellulosefasern und zu 15% aus dem Harnstoff-Formaldehydharz zusammen. Nach dem Aushärten besaß die Tafel eine Dichte von etwa 0,278, einen Bruchmodul von etwa 17,56 bar (173 kg/ cm²) und einen Härtewert von etwa 0,76 mm.

Beispiel 3

Der Gehalt an Cellulosefasern wurde erneut herabgesetzt so daß das Materialgemisch in diesem Fall 80% Perlit 5% Cellulosefasern und 15% Harnstoff-Formaldehydharz enthielt Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,278, einen Bruchmodul von etwa 18,25 bar (18,6 kg/cm²) und einen Härtewert von etwa 0,76 mm.

Beispiel 4

In diesem Fall wurden keine Cellulosefasern verwendet, und das Materialgemisch enthielt 85% Perlit und 15% Harnstoff-Formaldehydharz. Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,269, einen Bruchmodul von etwa 18,64 bar (19 kg/cm²) und einen Härtewert von etwa 0,5 mm. Diese Tafel wurde außerdem nach den Vorschriften des Underwriters Laboratory geprüft und dem Flammentest UL-94 bei senkrechter Anordnung unterzogen, wobei sie den Anforderungen mit der Bezeichnung Se-O entsprach.

Aus den vorstehend beschriebenen Beispielen ist ersichtlich, daß die Beigabe von Cellulosefasern, z. B. von Zeitungspapier, nicht zu einer vorteilhaften Wirkung bezüglich der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Erzeugnisses führt, und daß diejenigen Erzeugnisse den höchsten Bruchmodul haben, bei denen ein geringerer Gehalt an Zeitungspapier vorhanden ist.

Beispiel 5

In diesem Fall enthielt das Materialgemisch 65% Perlit, 15% Harnstoff-Formaldehydharz und 20% Glasfasern mit einer mittleren Länge von etwa 6,5 mm.

Solche Glasfasern werden gewöhnlich bei Kunststoffen zur Verstärkung verwendet. Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,272 und einen Bruchmodul von etwa 14,72 bar (15 kg/cm²).

Beispiel 6

Es wurde erneut gemäß dem Beispiel 6 vorgegangen, jedoch wurden die Glasfasern durch Glimmer ersetzt, und ein Silankopplungsmittel (Z-6020) wurde in einer Menge von 0,04% beigefügt Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,27 und einen Bruchmodul von etwa 12,75 bar(13 kg/cm²).

Vergleicht man die Ergebnisse der Beispiele 5 und 6 mit denen des Beispiels 4, ist ersichtlich, daß bei den erfindungsgemäßen Erzeugnissen die gebräuchlichen, zur Verstärkung dienenden Füllstoffe selbst dann nicht zu einer Steigerung des Bruchmoduis führen, wenn sie in relativ großen Mengen verwendet werden.

Beispiel 7

Die hergestellte Tafel enthielt 85% Perlit, 10% Cellulosefasern und 5% Harnstoff-Formaldehydharz. Die fertige Tafel haue eine Dichte von etwa 0,277 und einen Bruchmodul von etwa 4,81 bar (43 kg/cm²).

Beispiel 8

In diesem Fall enthielt das Material der Tafel 70% Perlit, 10% Cellulosefasern und 20% Harnstoff-Formaldehydharz. Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,28 und einen Bruchmodul von etwa 20,60 bar (21 kg/cm*).

Beispiel 9

Das Materialgemisch für die Tafel enthielt 91% Perlit und 9% Harnstoff-Formaldehydharz. Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,25 und einen Bruchmodul von etwa 9,42 bar (9,6 kg/cm²).

Beispiel 10

Das Beispiel 9 wurde wiederholt, jedoch wurde die Menge des Harnstoff-Formaldehydharzes verdoppelt, so daß das Materialgemisch 18% Harnstoff-Formaldehydharz und 82% Perlit enthielt Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,256 und einen Bruchmodul von etwa 18,64 bar(19 kg/cm²).

Beispiel 11

Das Beispiel 9 wurde wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall die Menge des Harnstoff-Formaldehydharzes annähernd vervierfacht, so daß das Materialgemisch zu 35% aus Harnstoff-Formaldehyd und zu 65% aus Perlit bestand. Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,253 und einen Bruchmodul von etwa 21,58 bar (22 kg/cm²).

Beispiel 12

Das Beispiel 9 wurde wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall der Anteil des Harnstoff-Formaldehydharzes auf 50% erhöht, so daß der Perlit nur noch 50% ausmachte. Das fertige Erzeugnis hatte eine Dichte von etwa 0,256 und einen Bruchmodul von etwa 19,62 bar (20 kg/cm*).

Die Beispiele 7 bis 12 zeigen, daß der Bruchmodul des Erzeugnisses in einem erheblichen Ausmaß durch die in dem Stoffsysem enthaltene Menge an Harnstoff-Formaldehydharz beeinflußt wird. Zwar kann man Harzmengen bis herab zu 5% Harnstoff-Formaldehydharz verwenden, doch nehmen die Werte des Bruchmo duls in einem erheblichen Ausmaß zu, wenn man den Prozentsatz an Harnstoff-Formaldehyd steigert Gemäß Fi g. 1 beginnt jedoch der Bruchmodul zurückzugehen, sobald der Anteil des Harnstoff-Formaldehyds 35% überschreitet Sotnit erscheint ein Harnstoff-Formaldehydgehalt von 35% im Hinblick auf die Festigkeit als ein optimaler Wert, und zwar mindestens für eine Tafel, bei der das Ausgangsgemisch 35% Wasser enthält und die fertige Masse eine Dichte von etwas 0,256 hat Auch ist

ίο zu bemerken, daß bei dieser Gruppe von Beispielen der Unterschied bezüglich des Bruchmoduls zwischen den Beispielen 8 und 10 trotz der verwendeten Menge an Harnstoff-Formaldehyd der gleiche ist Dieser Unterschied wird auf die höhere Brechwirkung bei dem Beispiel 8 zurückgeführt, die sich durch die höhere Dichte bemerkbar macht

Beispiel 13 Es wurde eine Tafel aus einem Gemisch hergestellt,

das 70% Perlit, 15% Cellulosefasern und 15%

Harnstoff-Formaldehydharz enthielt In diesem hall

wurde anstelle des genannten Materials ein Erzeugnis verwendet, bei dem es sich um ein kationisches

Harnstoff-Formaldehydharz handelte, u** fertige Er- Zeugnis hatte eine Dichte von etwa 0,266 und einen Bruchmodul von etwa 9,81 bar (10 kg/cm^?) Beispiel 14 Das Beispiel 13 wurde wierderholt, jedoch wurde

anstelle des dort verwendeten Erzeugnisses ein von der

Anmelderin hergestelltes Harnstoff-Formaldehydharz

verwendet das auf bekannte Weise erzeugt worden war und bei dem das Verhältnis zwischen Formaldehyd und

Harnstoff 2,0 betrug. In diesem Fall hatte das fertige J5 Erzeugnis eine Dichte von etwa 0,266 und einen Bruchmodul von etwa 14,03 bar (143 kg/cm²).

Die Beispiele 13 und 14 zeigen, daß man zur Herstellung der erfindungsgemäßen Erzeugnisse verschiedene Harnstoff-Formaldehydharze verwenden kann.

Beispiel 15

Das Beispiel 4 wurde wiederholt, jedoch wurde zusätzlich zu 85% Perlit und 15% Harnstoff-Formalde hydharz ein Silankopplungsmittel in einer Menge von 0,02 Gew.-% verwendet Das fertige tafelförmige Erzeugnis hatte eine Dichte von etwa 0,256 und einen Bruchmodul von etwa 18,64 bar (19 kg/cm²). Diese Tafel und die Tafel nach Vergleichsversuch A ur i Beispiel 4 wurden 24 Stunden lang in Wasser eingetaucht woraufh'n der Bruchmodul erneut ermittelt wurde. Die Tafel nach dem V^rgleichsversuch A hatte einen Bruchmodul von nur etwa 0,62 bar (0,63 kg/cm²), diejenige nach dem Beispiel 4 einen Bruchmodul von etwa 6,97 bar (7,1 kg/cm²) und diejenige nach dem vorliegenden Beispiel einen solchen von etwa 17,66 bar (18 kg/cm²).

Die gemäß dem Beispiel 15 durchgeführte Prüfung zeigte, daß das erfindungsgemäße Erzeugnis eine gute Wasserfestigkeit hat und daß die Beifügung eines Silankopplungsmittels zu einer erheblichen Steigerung der Wasserfestigkeit des erfindungsgemäßen Erzeugnisses beitragen kann.

Beispiel 16

Drei nach dem Beispiel 15 hergestellte Tafeln wurden auch bezüglich der Staubentwicklung untersucht. Zu diesem Zweck wurde eine Prüfung in einem geschlosse-

nen Raum durchgeführt, bei der die normale Handhabung solcher Tafeln nachgeahmt wurde, da eine Staubentwicklung allgemein als unerwünscht gilt Um die Menge des von einer bestimmten Tafel abgegebenen Staubs zu messen, wird das Gewicht der Tafel vor und nach der Prüfung ermittelt, und hierauf wird der Gewichtsverlust bestimmt. Bei der Tafel nach Vergleichsversuch A betrug der Gewichtsverlust 3,5% und bei der Tafel nach dem Beispiel 4 etwa 7,4%, während sich bei der Tafel nach dem Beispiel 15 nur ein Gewichtsverlust von 1,6% ergab.

Die Prüfung nach dem Beispiel 16 zeigte, daß die Verwendung des Silankopplungsmittels vorteilhaft ist, da sie zu einer Verringerung der Staubentwicklung bei den erfindungsgemäßen Erzeugnissen führt

Beispiel 17

Das Beispiel 4 wurde wiederholt In diesem FaJI wurde die Tafe! bei der Formgebung in einem solchen Ausmaß gebrochen, daß sich die Raumdichte des Perlits etwa um den Faktor 9,3 verringerte. Das fertige Erzeugnis hatte eine Dichte von etwa 0,56, einen Bruchmodul von etwa 62,78 bar (64 kg/cm*) und einen Härtewert von etwa 0,1 mm. Der Elastizitätsmodul der Tafel, der mit Hilfe einer bekannten Prüfmaschine der Bauart Riehle ermittelt wurde, betrug 15 867 bar (16 174 kg/cm*).

Beispiel 18

Das Beispiel 17 wurde wiederholt, jedoch enthielt das Material der Tafel zusätzlich das SilankoppIungsmiUel in einer Menge von 0,04%. In dL-iem Fall hatte die fertige Tafel eine Dichte von etwa 0,55, einen Bruchmodul von etwa 67,69 bar { i9 kg/cm²), einen Härtewert von 0,076 mm und einen Elastizitätsmodul von etwa 19 591 bar (19 970 kg/cm²).

Die Beispiele 17 und 18 zeigen, daß die Verwendung eines Silankopplungsmittels eine Steigerung des Bruchmoduls des fertigen Erzeugnisses zusätzlich zu einer Verbesserung der Wasserfestigkeit und einer Verringerung der Staubentwicklung führt, wie sie aus den Beispielen 15 und 16 ersichtlich ist

Beispiel 19

Es wurde eine Tafel aus einer Masse hergestellt, die 90% Perlit, 10% Harnstoff-Formaldehydharz und 0,04% des Silankopplungsmittels enthielt Das Schüttvolumen des Perlits wurde durch Brechen der Tafel zur Erzeugung der endgültigen Form um den Faktor 2,3 verkleinert. Diese Verringerung des Schüttvolumens wurde aus der gemessenen Dichte des fertigen ausgehärteten Erzeugnisses von etwa 0,128 im Vergleich zur theoretischen Dichte von etwa 0,056 ohne ein Brechen des Perlits berechnet. Die fertige Tafel hatte nur einen Bruchmodul von etwa 1,72 bar(l,75 kg/cm²).

Beispiel 20

Das Beispiel 19 wurde wiederholt, jedoch unter Anwendung eines Brechfaktors von 3,7, wie er sich aus der endgültigen Dichte der Tafel von etwa 0,2 ergibt. Mit der Zunahme der Brechwirkung erhöhte sich der Bruchmodul auf etwa 5,20 bar (5,3 kg/cm²).

Beispiel 21

Das Beispiel 19 wurde erneut wiederholt, jedoch wurde der Brechfaktor auf 5,8 erhöht. Die fertige Tafel hatte einen Bruchmodul von etwa 63,37 bar (64,6 kg/ cm²).

Beispiel 22

Das Beispiel 19 wurde noch einmal wiederholt, wobei der Brechfaktor auf 11 erhöht wurde. In diesem Fall hatte die fertige Tafel einen Bruchmodul von etwa 65,73 bar (67 kg/cm²).

Die Beispiele 19 bis 22 zeigen, daß ein stärkeres Brechen des Perlits während der Herstellung der endgültigen Form des Erzeugnisses zu einer erheblichen

ίο Steigerung des Bruchmoduls führt Jedoch gibt es eine Untergrenze, die vom Brechfaktor überschritten werden muß, wenn bei den erfindungsgemäßen Erzeugnissen ein ausreichender Bruchmodul erzielt werden solL Wird der Perlit während der erfindungsgemäßen Herstellung der endgültigen Form des Erzeugnisses nicht gebrochen, liegt der Bruchmodul von tafelförmigen Erzeugnissen aus Perlit und Harnstoff-Formaldehyd erheblich tiefer als bei den erfindungsgemäßen Erzeugnissen. Bei einem Gemisch aus Perlit und Hamstoff-Formaldehyd, das 10% Harnstoff-Formaldehyd und und aus einem aktiven Perlit hergestellten expandierten Perlit enthält, ergibt sich erfindungsgemäß bei der Anwendung der weiter oben angegebenen Gleichung (1) ein Mindestwert des Brechfaktors von 3,9.

Das Beispiel 19 zeigt, daß man bei einem Brechfaktor von 2,3 ein Erzeugnif mit einem Bruchmodul von nur etwa 1,72 bar (1,75 kg/cm²) erhält, während eine Steigerung des Brechfaktors auf 3,7 zu einem Erzeugnis mit einem Bruchmodul von etwa 5,22 bar (53 kg/cm²) führt

Beispiel 23

Das Beispiel 19 wurde wiederholt, jedoch wurde die Menge des Perlits auf 85% verringert und die Menge

J5 des Harnstoff-Formaldehyds auf 15% erhöht In diesem Fall wurde auf die Tafel nur ein Druck aufgebracht, der zu einer Verdichtung ausreichte, so daß der Perlit nur in einem vernachlässigbaren Ausmaß gebrochen wurde. Die verdichtete Tafel hatte eine Dichte von etwa 0,08, die gemäß F i g. 2 der theoretischen Dichte einer nicht gebrochenen Tafel gleichwertig ist Der Bruchmodul der ausgehärteten, verdichteten, jedoch nicht gebrochenen Platte betrug nur etwa 1,96 bar (2 kg/cm²).

Beispiel 24

Das Beispiel 23 wurde wiederholt, jedoch wurde der Brechfaktor auf 2,7 erhöht, was daraus ersichtlich wurde, daß die fertige Tafel eine Dichte von etwa 0,165

V) aufwies. Gemäß den weiter oben angegebenen Gleichungen (1) und (2) beträgt der angenäherte Mindestwert des Brechfaktors bei der vorliegendenden Masse 2,6, und somit müßte ein Brechfaktor von 2,7 eine Tafel liefern, deren Bruchmodul erheblich besser ist als

>> derjenige einer ungebrochenen Platte. In diesem Fall erhöhte sich der Bruchmodul auf etwa 6,87 bar (7 kg/cm²).

Beispiel 25

ho Das Beispiel 23 wurde wiederholt, jedoch wurde der Brechfaktor auf etwa 4 gesteigert. Die fertige Tafel hatte einen Bruchmodul von etwa 16,68 bar(17 kg/cm²).

Beispiel 26

Das Beispiel 23 wurde erneut wiederholt, wobei der Brechfaktor auf 8,2 erhöht wurde. In diesem Fall ergab sich ein Bruchmodul von etwa 49,05 bar (50 kg/cm²).

Dichte	Brechfaktor	Bruchmodul	(kg/cm²)
		bar	(1,4)
0,128	2*	1,37	(4,2)
0,16	2,5	4,12	(14,8)
0,256	4	14,52	(95)
0,627	9,8	93,20

Beispiel 29

Das Beispiel 19 wurde erneut wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall die Perlitmenge auf 65% verringert, während die Menge des Harnstoff-Fonnaldehyds auf 35% erhöht wurde. Es wurden wiederum Versuche mit verschiedenen Brechfaktoren durchgeführt, deren Ergebnisse im folgenden zusammengestellt sind.

Dichte	Brechfaktor	Brunhmodul	(kg/cm²)
		bar	(1,4)
0,11	1,5*	1,37	(4,2)
0,16	2,1	4,12	(21)
0,253	3,3	20,60	(122)
0,52	6,8	119,7

Beispiel 30

Das Beispiel 19 wurde erneut wiederholt, jedoch betrug in diesem FnII der Anteil des Perlits und des Harnstoff-Formaldehydharzes jeweils 50%. Die Ergebnisse bei verschiedenen Brechfaktoren sind im folgenden zusammengestellt:

Dichte

Brechfaktor

Bruchmodul bar

(kg/cm²)

0,12
0,16
0,22
0,43
0.61

1,3*

1,7

2,3

4,5

6,4

1,37

4,12

9,61

52,00

100.1

(1,4) (4,2) (9,8) (53) (102)

Beispiel 27

Das Beispiel 23 wurde erneut wiederholt, jedoch unter Anwendung eines Brechfaktors von 11,Z Hierbei hatte die fertige Tafel einen Bruchmodul von etwa 100,1 bar(102kg/cm2).

Die Beispiele 23 bis 27 ähneln den Beispielen 19 bis 22 insofern, als sie erneut zeigen, daß eine Steigerung des Brechfaktors zu einer Zunahme der Festigkeit der Tafel führt, die sich im Bruchmodul widerspiegelt Von besonderem Interesse ist hierbei das Beispiel 23, das zeigt, daß sich ohne ein Brechen des Perlits nur ein sehr niedriger Wert des Bruchmoduls erreichen läßt

Beispiel 28

Das Beispiel 19 wurde wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall die Menge des Perlits auf 80% verringert und die Menge des Harnstoff-Formaldehyds auf 20% erhöht Bei dieser Masse wurde mit mehreren verschiedenen Brechfaktoren gearbeitet, wobei die nachstehenden Ergebnisse erzielt wurden:

Die Beispiele 28 bis 30 zeigen in Verbindung mit den Beispielen ' 9 bis 27, daß gemäß der Erfindung bei jedem Gehalt an Harnstoff-Formaldehyd eine Steigerung der Brechwirkung zu einer Erhöhung des 3ruchmoduls führt Bei den durch einen Stern bezeichneten Brechfaktoren handelt es sich um solche, die gemäß den weiter oben angegebenen Gleichungen unter den erfindungsgemäßen Mindestwerten liegen.

Ferner zeigen diese Beispiele, daß es bei Massen mit einem höheren Gehalt an Harnstoff-Formaldehyd in einem geringeren Ausmaß erforderlich ist, den Perlit zu brechen, um den gewünschten Mindestwert des Bruchmoduls zu erreichen. Bei dem Beispiel 19 ergab sich bei einem Brechfaktor von 2,3 nur ein Bruchmodul von etwa 1,72 bar (1,75 kg/cm²), während bei dem Beispiel 30 der gleiche Brechfaktor zu einem Bruchmodul von 9,61 bar (9,8 kg/cm*) führt Dieser Unterschied ist natürlich auf den unterschiedlichen Gehalt des Materials an Harnstoff-Formaldehyd zurückzuführen.

Beispiel 31

Bei diesem Beispiel wurde Perlit in einer Menge von 85% zusammen mit 15% eines Acrylharzbindemittels verwendet Bei dem Bindemittel handelt es sich um eine wäßrige Acrylharzlösung, die etwa 30% Feststoffe enthielt Wurde die Tafel durch Brechen in ihre endgültige Form gebracht wurde der Perlit entsprehend dem Brechfaktor 4 gebrochen, und das Erzeugnis hatte eine Dichte von etwa 0,25 und einc-n Bruchmodul von etwa 7,85 bar (8 kg/cm²).

Beispiel 32

Das Beispiel 31 wurde wiederholt, jedoch wurde anstelle des Acrylharzes ein Epoxyharz verwendet Die fertige Tafel hatte eine Dichte von etwa 03 und einen Bruchmodul von etwa 18,93 bar (193 kg/cm²).

Die Beispiele 31 und 32 zeigen, daß man gemäß der Erfindung neben Harnstoff-Formaldehyd auch andere Bindemittel verwenden kann. Bei dem Bindemittel von Beispiel 31 handelte es sich um ein thermoplastisches Material, während bei Beispiel 32 ein Duroplast eingesetzt wurde.

Beispiel 33

Es wurde eine Tafel aus einer Masse hergestellt, die 85% Perlit, 15% Harnstoff-Formaldehydharz und 0,04% des Silankopplungsmittels enthielt. In diesem Fall wurde der expandierte Perlit aus einem inaktiven Perlit hergestellt, und der expandierte Perlit hatte eine anfängliche mittlere Schüttdichte von etwa 0,08. Bei dieser Masse wurden verschiedene Brechfaktoren angewendet; die Ergebnisse sind im folgenden zusammengeheilt:

Dichte

Brechfaktor

Bruchmodul

bar (kg/cm²)

0,233
0,32
0,4

2,3
3,2
4.1

16,68	(17)
12,17	(22,6)
42,18	(43)

Beispiel 34

Das Beispiel 33 wurde wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall die Perlitmenge auf 65% herabgesetzt und die Menge des Harnstoff-Formaldehyds auf 35% erhöht. Auch in diesem Fall wurde mit mehreren

Dichte

Brechfaktor

Bruchmodul bar

(kg/cm)

1,8
2,1

4,0

15,99 22,27 107.9

35

(16,3) (22,7) (HO)

Dichte

Brechfaktor

Bruchmodul

bar (kg/cnr

0,137
0,277
0,41
0,566

1,1*

2,2

3,2

4,4

0,49

6,87

21.09

54,94

(0,5)

(7)

(21,5) (56)

Beispiel 36

Das Beispiel 34 wurde wiederholt, wobei anstelle des Perlits mit einer anfänglichen mittleren Schüttdichte von etwa 0,08 ein Perlit mit einer anfänglichen mittleren Schüttdichte von etwa 0,11 verwendet wurde. In diesem Fall wurden die nachstehenden Ergebnisse bei den verschiedenen Brechfaktoren erzielt.

RriK'hr

bar

(kg/cnr)

0,185
0,34
0,47
0,574

1,1*

2,0

2,9

3,5

4,71 22,86 69,16 103,0

(4,8) (23,3) (70,5) (105)

Die Beispiele 33 bis 36 zeigen, daß sich die Erfindung sowohl bei expandierten Perliten aus inaktivem Perlit als auch bei expandierten Perliten aus aktivem Perlit anwenden läßt Die durch einen Stern bezeichneten Brechfaktoren liegen unter den angenäherten erfindungsgemäßen Mindestwerten des Brechfaktors nach der Gleichung (3). Ebenso wie aus aktivem Perlit hergestellter expandierter Perlit zeigt auch ein aus inaktivem Perlit hergestellter expandierter Perlit eine Zunahme des Bruchmoduls bei höheren Werten des Brechfaktors.

Beispiel 37

Das Beispiel 33 wurde wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall das Perlitmaterial vorgebrochen, bevor es mit dem Bindemittel vereinigt wurde. Das Periitmaieria! wurde entsprechend einem Brechfaktor von 1,9 vorgebrochen, was dem angenäherten Mindestwert des Brechfaktors für expandierten inaktiven Perlit bei 15

verschiedenen Brechfaktoren gearbeitet; die Ergebnisse sind im folgenden zusammengestellt:

Gew.-% Harnstoff-Formaldehyd und 85 Gew.-% Perlit gleichwertig ist. Der expandierte Perlit wurde in einer Plattenpresse vorgebrochen und dann mit dem Harnstoff-Formaldehyd-Bindemittel gemischt. Die geformte Tafel wurde dann durch einen weiteren Brechvorgang in ihre endgültige Form gebracht. Im letzteren Fall handelt es sich um den beschriebenen erfindungsgemäßen Brechvorgang. Hierbei wurden für die verschiedenen Brechfaktoren die nachstehenden Ergebnisse erzielt:

Beispiel

Das Beispiel 33 wurde wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall der Perlit mit einer anfänglichen mittleren Schüttdichte von etwa 0,08 durch einen Perlit mit einer anfänglichen mittleren Schüttdichte von etwa 0,11 ersetzt. Auch dieses PerüiiTiateris! wurde durch Expandieren aus einem inaktiven Perlit hergestellt. Bei den verschiedenen Brechfaktoren wurden die nachsiehenden Ergebnisse erzielt:

Dichte

Brechfaktor

Bruchmodul

bar (kg/cm²)

0,29
0,41

1,7*
2,3

1,23 7,36

(1,25) (7,5)

Beispiel 38

Das Beispiel 37 wurde wiederholt, jedoch wurde in diesem Fall die Menge des Harnstoff-Formuldehyds auf 35% erhöht und die Perlitmenge auf 65% gesenkt. Bei r> dem Perlit wurde mit dem gleichen Vorbrechfaktor von 1,9 gearbeitet. Bei den verschiedenen Brechfaktoren wurden dir nachstehenden Ergebnisse erzielt:

Dichte

Brechfaktor

Bruchmodul

bar (kg/cm²)

0,31
0,50
0,60

1,4
2,2
2,6

11,18

8,83

15,01

39

(11,4)

(9)

(15,3)

Beispiel

Das Beispiel 37 wurde wiederholt, jedoch wurde anstelle des Perlitmaterials mit einer anfänglichen mittleren Schüttdichte von etwa 0,08 ein Perlitmaterial mit einer anfänglichen mittleren bcnuuaichte von etwa 0,11 verwendet. Die erzielten Ergebnisse sind für die verschiedenen Brechfaktoren im folgenden zusammengestellt:

Dichte

Brechfaktor

Bruchmodul bar

(kg/cm²)

0,34
0,66

1,4*
2,8

5,89 13,34

40

(6) (13,6)

Beispiel

Das Beispiel 38 wurde wiederholt, jedoch wurde das Perlitmaterial mit einer anfänglichen mittleren Schüttdichte von etwa 0,08 durch ein Perlitmaterial mit einer anfänglichen mittleren Schüttdichte von etwa 0,11 ersetzt. Bei den verschiedenen Brechfaktoren wurden die nachstehenden Ergebnisse erzielt:

Dichte

Brechfaktor Bruchmodul

bar (kg/cm²)

0,50
0,54

1,6
1,8

51,01 68,67

(52) (70)

Die Beispiele 37 bis 40 zeigen, daß gerade das erfindungsgemäße Brechen des Perlits, mittels dessen die Tafel in ihre endgültige Form gebracht wird, zu der Steigerung der Festigkeit führt und daß ein einfaches Vorbrechen des Perlits nicht ausreicht. Wie bei den weiter oben behandelten Beispielen handelt es sich bei den mit einem Stern bezeichneten Brechfaktoren um diejenigen, welche unter dem erfindungsgemäßen angenäherten Mindestwert des Brechfaktors nach der Gleichung (3) liegen. Selbst bei einem Vorbrechen

entsprechend einem Brechfaktor von 1,9 und bei der Anwendung eines Brechfaktors von 1,7 bei der endgültigen Formgebung läßt sich gemäß dem Beispiel 37 nur ein sehr niedriger Bruchmodul erzielen.

Ferner lassen diese Beispiele erkennen, daß das Brechen des Perlits während der Erzeugung der endgültigen Form der Tafel selbst dann zu einer Steigerung des Bruchmoduls führt, wenn der Perlit vorgebrochen worden ist.

H ic r/u 4 lihiii Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von leichten, platten- oder tafelförmigen mineralischen Formteilen aus geblähtem Perlit und einem Kunststoff-Bindemittel für die geblähten Perlitpartikel mit einer Dichte des fertigen Erzeugnisses von etwa 0,128 bis etwa 1,28, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Gemisch hergestellt wird, dessen Feststoffgehalt zu mindestens 75 Gew.-% aus Perlit in seiner expandierten Form (Blähperlit) und Kunststoff-Bindemittel besteht, wobei der Blähperlit im nicht verarbeiteten Zustand eine mittlere Schüttdichte von nicht mehr als 0,16 aufweist, und das

a) aus 50 bis 95 Gew.-% Blähperlit und 5 bis 50 Gew.-% Kunststoff-Bindemittel besteht, wenn der Blähperlit aus einem aktiven Perlit gewonnen ist* eier

b) aus 60 bis 95 Gew-% Blähperlit und 5 bis 40 Gew.-% Kunststoff-Bindemittel besteht, wenn der Blähperlit aus einem inaktiven Perlit gewonnen ist,

daß dann der Blähperlit und das Kunststoff-Bindemittel, gegebenenfalls unter Zu£ntz einer Trägerflüssigkeit für das Bindemittel, durchgemischt werden, daß anschließend aus diesem Gemisch ein Zwischenerzeugnis vorgeformt wird, das anschließend zur endgültigen Formgebung einem Preßdruck ausgesetzt wird, uz. das Schüttvolumen des Blähperlits entsprechend einem Brechfak'or y zu verringern, der für den Fall, daß der Blähperlit aus einem aktiven Perlit gewonnen ist,

a) der Gleichung y=6£—0,26*, in der χ etwa zwischen 5 und 15 liegt, oder

b) der Gleichung y=3,l— 035 x, in der * etwa zwischen 15 und 50 liegt, entspricht

und für den Fall, daß der Blähperlit aus einem inaktiven Perlit gewonnen ist,

der Gleichung y= 23—0,03 Ar in der χ etwa zwischen 5 und 40 liegt, entspricht,

wobei der Brechfaktor ydas Verhältnis zwischen der scheinbaren Schüttdichte des durch Pressen gebrochenen Anteils des Blähperlits im Gemisch und der Schüttdichte des unbehandelten Blähperlits darstellt und χ den gewichtsprozentualen Gehalt des Kunststoff-Bindemittels in dem Gemisch aus Blähperlit und dem Kunststoff-Bindemittel bezeichnet, und daß schließlich das Kunststoff-Bindemittel in dem gepreßten Gemisch ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechfaktor y des aus aktivem Perlit gewonnenen Blähperlits mindestens den Wert 3 aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechfaktor y des aus inaktivem Perlit gewonnenen Blähperlits mindestens den Wert 2,5 aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechfaktor y des Blähperlits zwischen 5 und 10 liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blähperlit im unverarbeiteten Zustand eine Dichte von etwa 0,032 bis 0.064 aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Gemisches aus Blähperlit und Kunststoff-Bindemittel im wesentlichen den gesamten Feststoffgehalt des Gemisches ausmacht

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff-Bindemittel ein Duroplast verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch außerdem etwa 0,0t bis 0,1 Gew.-% eines Silankopplungsmittels enthält

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch außerdem einen Katalysator enthält der, bezogen auf das Gesamtgeis wicht zu etwa 0,01 bis 1,0 Gew.-% aus Ammoniumdihydrogenphosphat und zu etwa 1 Gew.-% aus Phosphorsäure besteht

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das Gemisch als Trägermittel für den Kunststoff etwa 20 bis 35 Gsw.-% V/asser, bezogen auf das Gesamtgewicht, enthält

11. Ausgehärtetes leichtes, platten- oder tafelförmiges mineralisches Formteil auf der Basis von Perlit und einem Harzbindemittel für den Perlit mit einer Dichte von etwa 0,128 bis etwa !,28 hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, enthaltend mindestens 75 Gew.-% aus einer Kombination von Perlit mit einem Harzbindemittel, wobei diese Kombination aus etwa 80 bis etwa 90 Gew.-% Perlit und etwa 10 bis etwa 20 Gew.-°/o Harzbindemittel besteht.

12. Formteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß als Harzbindemittel Harnstoff-Formaldehyd dient

13. Formteil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß seine Dichte etwa 0,16 bis etwa 0,8, insbesondere etwa 0,24 bis etwa 0,72 beträgt

14. Formteil nach einsm ow'ir mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß es etwa 0,01 bis etwa 0,1 Gew.-% eines Silankopplungsmittels, bezogen auf das Gewicht der Kombination des Perlits mit dem Harnstoff-Formaldehyd-Bindemittel, enthält.

15. Formteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß das Silankopplungsmittel in einer Menge von etwa 0,02 bis etwa 0,04 Gew.-% vorhanden ist

16. Formteil nach einem oder mehreren der ->o Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Dicke von etwa 4,7 bis etwa 19 mm aufweist.

17. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Mischer (10) für die zu

5-, verarbeitenden Werkstoffe, eine Aufgabevorrichtung (12) für das Auflegen des Gemisches (11) auf eine Transportvorrichtung (15), eine Presse (16, 18) zum Vorverdichten des Gemisches (11), eine hydraulische Presse (22) zur endgültigen Formgebung des vorverdichteten Gemisches (11), und einen Trockner (26) für die fertig geformten mineralischen Formteile.