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Verfahren zur Herstellung chemikalien- und hitzebeständiger Platten
und Rahmen für Filterpressen und andere Filtervorrichtungen.
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Die Industrie fordert bekanntlich von den Filtert tn und Rahmen ganz
besondere Widers mdsfähigkeit, sowohl gegen chemische wie auch mechanische Wärmeeinwirkungen.
Die bisher bekannten Platten erfüllen diese vereinten Anforderungen nicht.
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Die eisernen Platten sind zwar gegen Stoß usw. widerstandsfähig, werden
jedoch durch saure Lösungen sehr schnell angegriffen und geben dem Filtrat gelöstes
Eisen ah; hölzerne Platten verunreinigen zwar die sauren Flüs-Sigkeiten nicht, werden
jedoch sehr zeitig ahgenutzt, da ihre Haltbarkeit gegen die gleichzeitige Einwirkung
von Wärme und Chemikalien nur sehr gering ist. Außerdem zeigen sie die bekannte
Erscheinung des Werfens und Verziehens, wodurch sie sehr bald undicht werden. Man
hat aus diesem s1runde versucht, verschiedene andere Nietalle bzw. Metallegierungen,
wie Bronze, Zinn, Blei, und auch sehr viele Kunststoffe, wie Hartgummi usw., für
diesen Zweck nutzbar zu machen; einer allgemeinen Verwendung dieser Materialien
stand jedoch stets entweder der hohe Preis oder die schwierige Verarbeitung oder
die mangelhafte Widerstandsfähigkeit entgegen.
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In neuerer Zeit sind nun verschiedene Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte
bekannt geworden, welche im Anfangsstadium der Reaktion flüssig sind und durch Erhitzen
fest, unlöslich und unschmelzbar werden.
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Diese Kondensationsprodukte zeigen z. T. eine außerordentliche chemische
Beständig keit; wenn man dieselben als Imprägnierungs-und Bindemittel mit Faserstoffen,
wie z. B.
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Asbest, kombiniert, so erhält man Gegenstände, die auch gegen mechanische
Einwirkungen ausgezeichnet standhalten und zum Bau von filterplatten o. dgl. sehr
wohl in Frage kommen.
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Alle diese Kondensationsprodukte haben jedoch den Dachteil, daß sie
beim Härten, d. h. heim Übergang von dem flüssigen Anfangszustand in den festen,
unlöslichen und unschmelzbaren Endzustand, sehr stark schwinden, auch wenn sie mit
faserförmigen Materialien vermengt wurden. Bei kleineren Formstücken, welche stets
bei Lufttemperatur benutzt werden, z. B. bei elektrotechnischen Älassenartikeln
usw., spielt dies keine große Rolle; um so störender ist diese Erscheinung bei der
Herstellung von großen Gegenständen, wie Filterplatten und Rahmen, deren Oberfläche
vielfach I qm und noch mehr beträgt, und die am Dichtungsrahmen 5 bis 6 cm stark
sind, welche ferner abwechselnd der Einwirkung von kalten und heißen Flüssigkeinen
bis zu I20° C und mehr ausgesetzt werden.
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Diese Erscheinung ist bei so großen Formstücken, wie Filterpressenplatten
u. dgl., aus dem Grunde besonders nachteilig, weil das Kondensationsprodukt infolge
der schlechten Wärmeleitfähigkeit nur sehr schwer gleichmäßig durchgehärtet werden
kann. Schon in
dem Patent 237790, S. 2, Zeile 38 bis 50, wurde auf
diese Schwierigkeit hingewiesen.
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Hierzu kommt noch, daß beim Härten die äußeren Schichten naturgemäß
mehr flüchtige Bestandteile bzw. Reaktionsprodukte abstoßen können als die innere
Masse des Formstückes. Auf diese Weise entstehen schädliche Spannungen, welche bei
den wechselnden Temperaturen während des Gebrauchs ein Verziehen der Platten verursachen,
wodurch die Dichtungsflächen nicht mehr aufeinanderpassen und die Platten krumm
und rissig werden.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, wonach aus Faserstoffen
und Phenol - formaldehyd - Kondensationsprodukten Platten und Rahmen für Filterpressen
und andere Apparaturen hergestellt werden können. welche auch bei wechselnden Temperaturen
keine schädlichen Spannungen auf weisen.
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Das Verfahren beruht auf der Beolachtung, daß die schädlichen Spannungen
ausgeglichen werden, wenn die bereits gehärteten Platten mindestens noch einmal,
zweckmäßig aber mehrere Male, auf die möglichst hoch gewählte Härtetemperatur erhitzt
werden und dabei derart durch provisorische mechnaische Versteigungen gestiitzt
werden, daß das Entweichen der sich bei der Erhitzung bildenden flüchtigen Reaktionsprodukte
nicht behindert wird und ein Verziehen der Platten nicht eintreten kann. Das Abkühlen
der Platten iiiu b ebenfalls unter dieser provisorischen Versteifung erfolgen. Man
wählt die Er-.itzungstemperatur vorteilhaft mindestens 40 bis 50°C höher, als die
höchste Temperaturbeanspruchung der in Benutzung stehen-<len l'latten betragen
wird, d.h. bei Filterpressenplatten erhitzt man in der Regel auf 150 bis 180° C.
die jeweilige Erhitzungsblauer beträgt nach der Dicke der Platten mindestens 2 bis
3 Stunden, kann aber vorteilhafterweise auf erheblich höhere Zeitdauer ausgedehnt
werden. Wenn die Platten nicht aus Asbest, sondern aus empfindilcheren Faserstoffen,
z. B. Zellstoffasern, bestehen, so darf die Erhitzungstemperatur allerdings 150°C
nicht erheblich übersteigen; statt dessen wird man in diesem Falle die Platten zweckmäßig
drei- bis viermal auf diese Temperatur erhitzen, und zwar auf etwas längere Zeit
als bei den Asbestplatten.
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Nachdeem das wiederholte Erhitzen und Abkühlen in versteiftem Zustande
erfolgt ist, können die Versteifungen abgenommen bzw. gelöst werden, wonach die
Platten ihrer weiteren Verwendung zugeführt werden.
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Bei dem neuen Verfahre : l handelt es sich nicht darum, den Härteprozeß
unter Druck auszuüben, wie in dem Patent 233803 beschrieben ist; vielmehr ist es
zweckmäßig. sowohl das Härten wie auch das wiederholte Nacherhitzen in offenen Heizvorrichtungen
vorzunehmen, damit die gas- bzw. dampfförmigen Reaktionsprodukte frei entweichen
können. Ein Blasigwerden ist nach Beobachtungen des Erfinders bei sachgemäßer Arbeit
niemals zu befürchten. Aus diesem Grunde werden die provisorischen Versteifungen
der Platten zweckmäßig derart durchgeführt, daß nur die Kanten der Platten durch
gußeiserne oder andere geeignete, leicht abnehmbare Rahmen eingespannt werden: auch
kann die Einspannvorrichtung derart ausgebildet sein, daß die zu erhitzende Platte
nur an gewissen Punkten, Linien bzw.
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Flächenteilen ihrer Gesamtfläche festgehalten wird, wodurch ein Verbiegen
während des Erhitzens verhindert wird, ohne das Entweichen der gebildeten flüchtigen
Reaktionsprodukte zu verhindern. Man kann aber auch schließlich nach dem Verfahren
des Patentes 233803 unter Gas- bzw. Luftdruck in geschlossenen Gefäßen erhitzen
oder auch zwischen den geheizten Platten einer hydraulischen Presse. Wesentlich
für das neue Verfahren ist nur, daß die Platten derart durch provisorische mechanische
Versteifungen während der erforderlichen wiederholten Erhitzung und Abkühlung gestützt
werden, daß das Entweichen der sich bei der Erhitzung bildenden flüchtigen Reaktionsprodukte
nicht behindert wird und ein Verziehen der Platte nicht eintreten kann.
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Wenn die Platten schichtenartig ausgebildet, d. 11. die inneren Schichten
der Platten anders als die äußeren Schichten zusammengesetzt sind, so entstehen
besonders hohe Spannungsunterschiede, da die Zusammenziehung z. B. bei Asbest-Bakelite-Mischungen
erheblich geringer ist. also etwa bei Zellstoffaser-Bakelite-Mischungen. Aber auch
diese Spammungsunterschiede Können durch obiges Verfahren ausgeglichen werden, was
für die Praxis aus dem Grunde nicht ohne Bedeutung bleiben dürfte, da man auf diese
Weise die Möglichkeit hat, die inneren Schichten der Filterplatten aus billigeren,
die Außenschichten dagegen aus teureren und widerstandfähigeren Materialien herzustellen.
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Selbstverständlich ist es zweckmäßig, nicht nur bei den A acherhitzungen,
sondern auch während des eigentlichen Härteprozesses eine geeignete provisorische
Versteifung anzuwenden.
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Die nötige Spannkraft für die provisorische Versteifung ist meistensnur
gering, wenn die Platten von veiden Seiten gleichmößig erhitzt werden; sie wird
größer bei ungleichmäßiger Beheizung - was in der Praxis leicht vorkommen kann -
und insbesondere.
wenn die Platten, wie oben erwähnt, schichtenartig
oder ungleichmäßig ausgebildet sind.
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Es war bereits bekannt, Halbfabrikatplatten, die aus Faserstoffen
und Phenolformaldehyd-Kondensationsprodukte l bergestellt sind, derart durch provisorisclle
mechanische Versteifungen während der erforderlichen wiederholten Erhitzung und
Abkühlung zu stützen, daß der Abzug der sich bei der Erhitzung bildenden flüchtigen
Reaktionsprodukte nicht behindert wird und ein Verziehen der Platten nicht eintreten
kann. Neu dagegen ist die Maßnahme, mit einem solchen Verfahren chcmilialien- und
hitzebeständige Platten und Rahmen für Filterpresssen und andere Filtervorrichtungen
herzustellen. Dieses neue Verfahren gestattet zum erstenmal aus relativ billigen
Rohstoffen Bestandteile für Filterpressen und andere Filtervorrichzungen herzustellen,
die sämtlichen durch die Industrie gestellten chemischen und mechanischen Anforderungen
entsprechen, und bildet somit einen wesentlichen Fortschritt in der Filtertechnik.