DE3342215A1 - - Google Patents
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Description
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-3- 04.Ü1.1984-3- 04.Ü1.1984
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D IDI ER-WERKE AGD IDI ER-WERKE AG
Lessingstraße 16 - 18Lessingstrasse 16-18
6200 Wiesbaden6200 Wiesbaden
Verfahren zur Herstellung von sandwichartigMethod of making sandwiches
aufgebauten Verbundbauteilen aus unterschiedlichenconstructed composite components from different
FasermaterialienFiber materials
Die Erfindung betrifft den Gegenstand der Patentansprüche.The invention relates to the subject matter of the claims.
In der deutschen Patentanmeldung P 32 24 361.8 ist ein Veröundbauteil sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben. Ein solches Verbundbauteil besteht aus mindestens zwei Teilen aus unterschiedlichen Fasermaterialien, wobei das erste Fasermaterial ein übliches Fasermaterial aus keramischen oder mineralischen, feuerbeständigen oder feuerfesten Fasern in Form von Bahnen, Platten oder Formteilen ist und das zweite Fasermaterial eine höhere mechanische Festigkeit aufweist. Das zweite Fasermaterial ist aus einer Mischung hergestellt, welche 100 Gew.-Teile keramische Fasern oder Fasermischungen, 4 bis 15 Gew.-Teilen Bindeton und 2 bis 8 Gew.-Teile organisches Bindemittel sowie andere Gegebenenfalls-Zusätze enthält, und es liegt in dem Verbundbauteil in Form wenigstens einer aufgestrichenen oder eingefüllten Schicht oder Füllung vor.In the German patent application P 32 24 361.8 is a Veröundbauteil as well a process for its production is described. Such a composite component consists of at least two parts made of different fiber materials, wherein the first fiber material is a conventional fiber material made of ceramic or mineral, fire-resistant or fire-resistant fibers in the form of Is webs, plates or molded parts and the second fiber material has a higher mechanical strength. The second fiber material is made of a mixture made, which 100 parts by weight ceramic fibers or Fiber mixtures, 4 to 15 parts by weight of binding clay and 2 to 8 parts by weight of organic Contains binders and other optional additives, and it is present in the composite component in the form of at least one painted or filled layer or filling.
Als Gegebenenfalls-Bestandteile des zweiten Fasermaterials können 2 bis 8 Gew.-Teile Tabulartonerde und/oder kolloidales Siliziumdioxid sowie 2 bis 15 Gew.-Teile feinst zerteiltes Chromerz und/oder Chromoxid und/oder Titandioxid und/oder Magnesia und/oder Aluminiumhydroxide vorliegen, weiterhin kann das zweite Fasermaterial noch 1 bis 4 Gew.-Teile Carboxymethylcellulose enthalten. Ein in der älteren Patentanmeldung P 32 24 361.8 beschriebenes Verbundbauteil besteht aus Blöcken oder Platten des ersten Fasermaterials, in welchem zylinderförmige Schichten des zweiten Fasermaterials eingebracht sind. Hierdurch kann das Verbundbauteil größeren Druckbelatungen bei höheren Temperaturen ausgesetzt werden.As optional components of the second fiber material, 2 to 8 Parts by weight tabular alumina and / or colloidal silicon dioxide and 2 to 15 parts by weight of finely divided chromium ore and / or chromium oxide and / or titanium dioxide and / or magnesia and / or aluminum hydroxides are also present the second fiber material can also contain 1 to 4 parts by weight of carboxymethyl cellulose contain. One described in the earlier patent application P 32 24 361.8 Composite component consists of blocks or plates of the first fiber material, in which cylindrical layers of the second fiber material are introduced are. As a result, the composite component can withstand greater pressure loads exposed to higher temperatures.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung des in der Patentanmeldung P 32 24 361.8 beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von sandwichartig aufgebauten Verbundbauteilen, die eine höhere Druckbelastung aufweisen und dennoch in einfacher Weise hergestellt werden können.The object of the present invention is to improve that in the patent application P 32 24 361.8 described method for the production of sandwich-like composite components that have a higher pressure load have and can still be produced in a simple manner.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem ein loser Stapel aus Platten des ersten Fasermaterials mit Injektionsrohren bis in die unterste Platte durchstoßen wird und die Injektionsröhren unter Einspritzen des zweiten Fasermaterials zwischen die Platten und unter Auffüllen der durch die Injektionsröhren gebildeten Hohlräume aus dem Plattenstapel herausgezogen werden.The method according to the invention, in which a loose stack of plates of the first fiber material with injection tubes until the lowest plate is pierced and the injection tubes with injection of the second fiber material between the plates and below Filling of the cavities formed by the injection tubes from the stack of plates be pulled out.
Vorteilhafte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.Advantageous embodiments of this method are given in claims 2 and 3 described.
Die Erfindung umfaßt ferner das nach diesem Verfahren hergestellte sandwichartige Plattenverbundbauteil.The invention also encompasses the sandwich-like produced by this method Composite panel component.
Bei der in der Patentanmeldung P 32 24 361.8 beschriebenen Verfahrensweise zur Herstellung eines Verbundbauteiles, das zylinderförmige Schichten des zweiten Fasermaterials enthalt, werden in dickere Platten aus erstem Fasermaterial Löcher von z.B. 4 cm Durchmesser eingebohrt und diese Löcher dann mit pastenform!gern, zweitem Faesrmaterial ausgefüllt.In the procedure described in patent application P 32 24 361.8 for the production of a composite component, the cylindrical layers of the The second fiber material contains thicker sheets of the first fiber material Holes of e.g. 4 cm diameter are drilled and these holes are then filled with paste form, second fiber material.
Diese Verfahrensweise weist jedoch den Nachteil auf, daß die Druckbelastung eines so hergestellten Verbundbauteils nur in der Richtung parallel zu den zylinderförmigen Schichten des zweiten Fasermaterials erhöht wird.However, this procedure has the disadvantage that the pressure load of a composite component produced in this way only in the direction parallel to the cylindrical layers of the second fiber material is increased.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Verbundbauteil in Form eines sandwichartigen Plattenstapels erhalten, bei welchem das zweite Fasermaterial, welches die höhere Druckfestigkeit bedingt, in allen drei Raumrichtungen den Plattenstapel durchsetzt. Dies wird dadurch erreicht,According to the method according to the invention, a composite component in the form of a sandwich-like plate stack obtained, in which the second fiber material, which causes the higher compressive strength, in all three Spatial directions penetrated the stack of plates. This is achieved by
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daß beim Herausspritzen des plastischen bzw. fließfähigen Fasermaterials aus den Injektionsröhren unter gleichzeitigem Herausziehen dieser Injektionsröhren aus dem Plattenstapel das zweite, fließfähige Fasermaterial nicht nur die durch die Injektionsröhren gebildeten, üblicherweise zylinderförmigen Hohlräume auffüllt, sondern auch zwischen jeweils zwei Platten des Plattenstapels eindringt und sich hierin verteilt.that when the plastic or flowable fiber material is sprayed out from the injection tubes while pulling out these injection tubes the second, flowable fiber material from the stack of plates is not only the usually cylindrical fiber material formed by the injection tubes Fills cavities, but also between each two plates of the disk stack penetrates and is distributed therein.
Um eine bessere Verteilung zwischen den einzelnen Platten des Plattenstapels zu erreichen, können zwischen den einzelnen Platten Abstandshalter vorgesehen sein, z.B. Abstandshalter, die einen Abstand von 1 bis 4 mm sicherstellen.In order to achieve a better distribution between the individual plates of the plate stack To achieve this, spacers can be provided between the individual panels, e.g. spacers that are at a distance of Ensure 1 to 4 mm.
Das in dem erfindungsgemäßen Verbundbauteil vorliegende Teil aus einem ersten, üblichen Fasermaterial aus keramischen oder mineralischen, feuerbeständigen oder feuerfesten Fasern in Form von Platten kann ein übliches Material, beispielsweise ein übliches genadeltes Blanket oder auch eine durch Vakuumverformung hergestellte Platte sein.The present in the composite component according to the invention from one part first, usual fiber material made of ceramic or mineral, fire-resistant or refractory fibers in the form of plates can be a conventional material, for example a conventional needled blanket or a be plate made by vacuum deformation.
Die bei der Herstellung der Fasermaterialien - sowohl für die erste, konventionelle Platte als auch für das zweite erfindungsgemäß wesentliche Teil des Verbundbauteils - verwendeten keramischen, feuerbeständigen oder feuerfesten Fasern sind bekannte Materialien, insbesondere auf der Basis von Aluminiumsilikaten mit insbesondere hohem Al203-Gehalt im Bereich von 45 bis 95 Gew.-%. Je nach dem Verwendungszweck, d.h. dem gewünschten Grad an Feuerbeständigkeit oder Feuerfestigkeit, können jedoch auch Steinwollefasern eingesetzt werden, weiterhin ist es möglich, Gemische solcher keramischer Fasern zu verwenden. Die keramischen Fasern können vorteilhafterweise auch in gechoppter Form eingesetzt werden, d.h. mit einer Länge von 1 bis 5 mm, jedoch ist es auch möglich, sogenannte gemahlene Fasern einzusetzen, deren Länge im Bereich von 10 bis 50U μπι liegt. Der Durchmesser der keramischen Fasern liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 1 bis 25 pm und insbesondere im Bereich von 2 bis 8 \m. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, keramische Fasern mit anderen Abmessungen zu verwenden.The ceramic, fire-resistant or fire-resistant fibers used in the production of the fiber materials - both for the first, conventional plate and for the second essential part of the composite component according to the invention - are known materials, in particular based on aluminum silicates with a particularly high Al 2 0 3 - Content in the range from 45 to 95% by weight. Depending on the intended use, ie the desired degree of fire resistance or fire resistance, however, rock wool fibers can also be used; it is furthermore possible to use mixtures of such ceramic fibers. The ceramic fibers can advantageously also be used in chopped form, ie with a length of 1 to 5 mm, but it is also possible to use so-called ground fibers, the length of which is in the range from 10 to 50U μm. The diameter of the ceramic fibers is generally in the order of magnitude from 1 to 25 μm and in particular in the range from 2 to 8 μm . Of course, however, it is also possible to use ceramic fibers with other dimensions.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Bindetone sind an sich bekannt, besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Bentonit.The binding clays used according to the invention are known per se, especially the use of bentonite is advantageous.
Die weiterhin bei der Erfindung in den Verbundbauteilen vorliegenden, feinstzerteilten Feuerfestmaterialien, nämlich Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxide wie Bauxit, Chromerz, Chromoxid (Cr2O3), Titandioxid und Magnesia sind auf dem Fachgebiet an sich bekannt. Sie werden vorteilhafterweise mit einer Maximal größe von 0,09 mm verwendet. Unter feinstzerteilten Materialien dieser Art sind auch kolloidale Materialien zu verstehen, insbesondere kolloidales Siliziumdioxid bzw. Kieselsäure, die üblicherweise in Form eines Sols eingesetzt wird. Die angegebenen Mengen beziehen sich jedoch immer auf Feststoffe.The finely divided refractory materials also present in the composite components in the invention, namely aluminum oxide, aluminum hydroxides such as bauxite, chrome ore, chromium oxide (Cr 2 O 3 ), titanium dioxide and magnesia are known per se in the technical field. They are advantageously used with a maximum size of 0.09 mm. Finely divided materials of this type are also to be understood as meaning colloidal materials, in particular colloidal silicon dioxide or silicic acid, which is usually used in the form of a sol. However, the amounts given always relate to solids.
Als organische Bindemittel können die üblicherweise verwendeten organischen Bindemittel eingesetzt werden, z.B. Sulfitablauge in fester oder flüssiger Form sowie Stärke und Melasse. Die Mengenangaben für die organischen Bindemittel beziehen sich immer auf den Feststoffgehalt.Organic binders that can be used are those commonly used Binding agents can be used, e.g. sulphite waste liquor in solid or liquid form as well as starch and molasses. The quantities for the organic binders always refer to the solids content.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des zweiten Fasermaterials noch Carboxymethylcellulose verwendet, die vorteilhafterweise nach dem Einmischen des organischen Bindemittels erst zugemischt wird. Diese Carboxymethylcellulose kann dabei vorteilhafterweise etwa zur Hälfte in fester Form und zur anderen Hälfte in Form einer viskosen Lösung eingemischt werden.In a preferred embodiment, for the production of the second Fiber material still used carboxymethyl cellulose, which is advantageous only mixed in after the organic binder has been mixed in will. This carboxymethyl cellulose can advantageously be used for Half in solid form and the other half in the form of a viscous solution be mixed in.
Zur Herstellung der Verbundbauteile wird das zweite Fasermaterial durch Zusammengeben der Einzel bestandteile in einem üblichen Mischer, z.B. einem Drais-Mischer oder auch einem Zwangsmischer (Eirich-Mischer), zunächst in Form einer plastischen bzw. pastenförmigen Masse hergestellt.The second fiber material is used to produce the composite components Combine the individual components in a standard mixer, e.g. a Drais mixer or a compulsory mixer (Eirich mixer), initially in Form of a plastic or pasty mass produced.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei dieThe method according to the invention is explained in more detail with reference to the drawings, where the
Fig. 2 den Plattenstapel nach Einspritzen des zweiten Fasermaterials kurz vor Abschluß des Herausziehens des Injektionsrohres zeigen.Fig. 2 shows the plate stack after injecting the second fiber material briefly before completing the withdrawal of the injection tube.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen Stapel aus drei Platten 1, welche lose aufeinanderliegen. Das Injektionsrohr ist mit 3 bezeichnet; in den Figuren ist nur sein unterer Abschnitt dargestellt. In der Fig. 2 wurde während des durch den Pfeil gekennzeichneten Herausziehens des Injektionsrohres 3 aus dem Plattenstapel fließfähiges, zweites Fasermaterial 2 eingespritzt, so daß es sowohl den durch das Einstechen des Injektionsrohres 3 hervorgerufenen Hohlraum als auch die Hohlräume zwischen den Platten ausfüllt. Der Stapel aus losen Platten kann während des Herausziehens des Injektionsrohres von der Oberseite gehalten werden - in den Figuren nicht dargestellt - , um ein Haften der Platten am Injektionsrohr während des Herausziehens zu vermeiden.1 and 2 each show a stack of three plates 1, which lie loosely on top of each other. The injection tube is denoted by 3; only its lower section is shown in the figures. In Fig. 2 was second fiber material 2 which is flowable during the withdrawal of the injection tube 3 from the plate stack, indicated by the arrow injected, so that there is both the cavity caused by the piercing of the injection tube 3 and the cavities between the Fills plates. The stack of loose plates can be held - in from the top while pulling out the injection tube not shown in the figures - in order to prevent the plates from sticking to the injection tube during extraction.
Als Injektionsrohren werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren normalerweise zylindrische, an ihrem unteren Ende angespitzte und zu Schneiden geschliffene Rohre verwendet, wobei gegebenenfalls auch Rohre mit viereckigem Querschnitt verwendet werden können. Im Fall von runden Rohren haben diese üblicherweise einen lichten Durchmesser von 6 mm.In the method according to the invention, the injection tubes used are normally cylindrical, sharpened at their lower end and to be cut Ground tubes are used, and tubes with a square cross-section can also be used if necessary. In the case of round tubes, have these usually have a clear diameter of 6 mm.
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In einen Mischer wurden 100 Gew.-Teile keramische Fasern mit 47 % Al2O3 und 53 % SiO2 sowie 180 Gew.-Teile Wasser eingegeben, es wurde 5 Minuten gemischt. Unter Fortführen des Mischens wurden 10 Gew.-Teile Bentonit als Bindeton zugesetzt und weitere 6 Minuten eingemischt. Anschließend wurde als organisches Bindemittel 5 Gew.-Teile feste Stärke zugesetzt. Diese pastenförmige Masse wurde in einen Plattenstapel bestehend aus sechs übereinanderliegenden handelsüblichen Faserplatten eingepreßt, wobei die Masse durch zylinderförmige Injektionsröhren mit einem Innendurchmesser von 8 mm eingepreßt wurde und wobei die Injektionsrohren quadratisch mit einem Abstand von 12 cm angeordnet waren. Während des Einpreßvorganges der fließfähigen Fasermasse durch diese Injektionsröhren wurden diese langsam aus dem Plattenstapel herausgezogen. Nach dem Abschluß des Einspritzvorganges wurde der Plattenstapel in einer Plattenpresse kurz zusammengedrückt, um eine noch gleichmäßigere Verteilung der fließfähigen Fasermasse zwischen den Einzelplatten zu erreichen, anschließend wurde das Plattenverbundbauteil bei 140 'C getrocknet.100 parts by weight of ceramic fibers with 47 % Al 2 O 3 and 53 % SiO 2 and 180 parts by weight of water were placed in a mixer, and the mixture was mixed for 5 minutes. While mixing continued, 10 parts by weight of bentonite were added as binding clay and mixed in for a further 6 minutes. Then 5 parts by weight of solid starch were added as an organic binder. This pasty mass was pressed into a stack of panels consisting of six commercially available fiberboards one on top of the other, the mass being pressed through cylindrical injection tubes with an inner diameter of 8 mm and the injection tubes being arranged in a square 12 cm apart. During the process of pressing the flowable fiber mass through these injection tubes, they were slowly pulled out of the stack of plates. After completion of the injection process, the stack of panels was briefly pressed together in a panel press in order to achieve an even more uniform distribution of the flowable fiber mass between the individual panels. The composite panel component was then dried at 140.degree.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorteilhaft sein, durch Zugabe von weiterem Wasser die Fließfähigkeit des zweiten Fasermaterials vor dem Einpressen zu erhöhen.In the method according to the invention, it can be advantageous by adding of more water, the flowability of the second fiber material before Increase press-fit.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4143317A1 (en) * | 1991-02-04 | 1992-08-20 | Michael Hildebrand | Container for final placing of refuse on rubbish deposit - has first fraction of solid parts with additional material formed into transportable and stackable container |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4143317A1 (en) * | 1991-02-04 | 1992-08-20 | Michael Hildebrand | Container for final placing of refuse on rubbish deposit - has first fraction of solid parts with additional material formed into transportable and stackable container |
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