EP2238085A1 - Verfahren zum herstellen eines glasverbundkörpers und hausgerätebauteil - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines glasverbundkörpers und hausgerätebauteil

Info

Publication number
EP2238085A1
EP2238085A1 EP09706159A EP09706159A EP2238085A1 EP 2238085 A1 EP2238085 A1 EP 2238085A1 EP 09706159 A EP09706159 A EP 09706159A EP 09706159 A EP09706159 A EP 09706159A EP 2238085 A1 EP2238085 A1 EP 2238085A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
raw material
fibers
material mixture
glass powder
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09706159A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Copitzky
Gerhard Schmidmayer
Frank JÖRDENS
Jürgen Salomon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2238085A1 publication Critical patent/EP2238085A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/02—Pretreated ingredients
    • C03C1/024—Chemical treatment of cullet or glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C12/00—Powdered glass; Bead compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/002—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of fibres, filaments, yarns, felts or woven material

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a glass matrix material and to a household appliance component produced therewith.
  • DE 19 25 009 B2 discloses a fiber-reinforced composite material consisting of glass fibers reinforced with carbon fibers and its use.
  • the composite may be made by mixing together carbon fibers and pulverized glass, pressing the mixture, and then sintering. For pressing cold or hot pressing can be used.
  • the glass used is a type of glass chosen specifically for its properties.
  • DE 44 16 489 C1 discloses a process for the production of decorative natural stone-like, plate-shaped building and decoration materials and subsequently produced materials for cladding facades, walls and floors in interior and exterior areas from mixtures of broken glass, mineral components and finely divided additives disclosed.
  • Old glass can be used as glass.
  • the raw material mixture is first evened out in a mold and then dried out. This is followed by annealing at a heating up of the research Abmi- to a temperature of 720 0 C to 1100 0 C, followed by a cooling step.
  • the mold material must be chosen so that a sintering of the mold with the mix is omitted.
  • the flexural strength of the resulting molded article is typically between 18 and 23 N / mm 2 .
  • EP 0 718 249 A1 discloses a glass composite of an oxide-based glass matrix in which ceramic whisker material or cut inorganic, including ceramic, fibers are embedded and which further comprises flakes of ductile metal.
  • the glass is selected specifically for the intended use.
  • This composite can be produced by sintering under a protective gas atmosphere (eg nitrogen, argon) or in a vacuum.
  • DE 33 18 813 C2 discloses a molding process for fiber-reinforced glass matrix or glass-ceramic matrix composite articles wherein the fibers, including SiC fibers, are configured as whiskers.
  • the raw material of glass powder added with the fibers or whiskers is first pressed to subsequently serve as a material for an injection molding process.
  • the fibers are designed as short-cut fibers, with the smallest fiber length depending on the smallest thickness of the wall of the part to be molded.
  • Preparing at least one raw material mixture comprising glass powder mixed with fibers, the glass powder at least partially comprising an old glass powder;
  • Fibers are generally understood to mean bodies whose extent in one dimension is considerably greater than in the other two directions. Therefore, needles or whiskers are understood as fibers here. The length and the material of the fibers is dependent, for example, on a thickness of the shaped body and its desired mechanical properties.
  • waste glass can be used as the base material, although it has many admixtures in an unknown amount.
  • waste glass there is the advantage that a particularly inexpensive starting material is available, which can be processed with simple tools and at reduced energy costs by lower process times and temperatures, as is specifically explained below.
  • the glass powder of the raw material mixture consists entirely of waste glass powder.
  • Ceramic and / or mineral fibers in particular calcium silicate fibers.
  • a mass fraction of calcium silicate fibers in a glass powder-calcium silicate fiber mixture in the range of 0 to 50%, especially between 5 and 35%, more particularly between 12 and 17%.
  • the fibers comprise short fibers.
  • the short fibers have a length of typically a few 10 microns to just over 1 mm.
  • the molding step comprises pressing, more preferably, but not limited to, pressing at a molding pressure of not more than 1 MPa.
  • a molding pressure of not more than 1 MPa.
  • This is far lower than usual for glass composite bodies, namely in the range between 10 MPa and 100 MPa. This considerably reduces the equipment complexity. However, compression at higher pressures is also possible.
  • the step of heat treatment may include bonding by sintering and / or melting.
  • the raw material mixture is heat-treated at a temperature of 650-1000 0 C, in particular 750-900 0 C, especially 800-850 ° C.
  • a temperature of 650-1000 0 C in particular 750-900 0 C, especially 800-850 ° C.
  • the temperature range of 650-1000 0 C is considered such a process may take place at the lower temperature limit which is as close to sintering.
  • melting has most likely already begun. However, this is a "moderate melting" since, for example, surface structures survive this process largely unscathed.
  • the raw material mixture is not heat treated for much longer than 1 hour, especially not longer than 75 minutes.
  • the exact heat treatment time depends on the size and possibly also on the shape of the component.
  • a typical heat treatment time for a parallelepiped shaped body with the dimensions of about 30 ⁇ 12 ⁇ 1-2 cm 3 is in the range of 30 to 60 minutes, in particular in the range of 40 to 60 minutes.
  • Smaller components, such as a burner cap with a diameter of 75 mm and a thickness of a few mm, for example, can be heat treated at 800 ° C in 15 to 20 minutes. Even smaller pellets with a diameter of approx. 10 mm and one
  • Thickness of a few mm in 5 to 10 minutes For moldings with a thickness of much more than 20 mm, it may be useful to extend the heat treatment time to just over one hour. Compared with conventional glass ceramics, there is a time advantage in all cases.
  • the glass powder of the raw material mixture is fluidized by means of a fluidizing agent, in particular by means of silicone oil. Due to the improved flowability of the powder in particular the production of larger and more complex components is facilitated.
  • the raw material mixture For influencing certain material properties (eg bending stress, modulus of elasticity, impact resistance, hardness, thermal conductivity, magnetic properties, etc.), it may be advantageous if the raw material mixture: - At least one metallic ingredient is added, in particular metal powder, metal granules, metal flakes, metal wire pieces and / or metal fibers, and / or
  • At least one further ceramic ingredient is added, in particular further ceramic fibers, ceramic powder and / or ceramic granules, and / or
  • At least one further inorganic material in particular powder, granules and / or fibers, is added.
  • a use of a release agent e.g.
  • At least two raw material mixtures are prepared, of which at least one raw material mixture comprises glass powder mixed with fibers, the glass powder at least partially comprising an old glass powder.
  • These raw material mixtures can be filled in particular successively or alternately in the mold, for. B. as different layers, possibly several times alternately. They are then shaped together, z. B. pressed, and heat treated, resulting in a solidified, one-piece glass composite body with zones or areas of different material properties.
  • the finished glass composite body is a domestic appliance component, in particular, if this Component is provided in the normal operation of the household appliance for use under a temperature load.
  • the component is designed as a burner cover, grille radiator, soleplate, top panel or gas recess.
  • Sealing of the surface of the component for example by commercially available sealants, sol-gel coatings or additional thermal treatment of the surface (e.g., flaming), is possible.
  • the material described above or the body produced therewith has the following advantages, among others: the use of used glass powder as the main component results in lower material costs. Furthermore, relatively low production temperatures are possible (conventional ceramics 1250 - 2500 ° C). In addition, a compression of the powder at relatively low or even without pressure is possible (conventional sintered ceramic between 10 and 100 MPa) and it is a relatively low heat treatment time of less than one hour reachable. The exact heat treatment time is usually dependent on the size of the component. Raw materials and manufacturing methods thus offer cost advantages over conventional sintered ceramics.
  • FIG. 1 shows an enlarged detail of a glass composite body according to a first embodiment
  • FIGS. 2A and 2B show a glass composite body according to a second embodiment in front view and in sectional view in side view, respectively; 3 shows a sectional side view of a Glasverbundkorper according to a third embodiment.
  • Glass ceramic matrix 2 in which ceramic short fibers 3 are embedded.
  • the glass-ceramic matrix 2 also has pores 4.
  • the glass composite body 1 is produced by first admixing old glass powder with ceramic short fibers, fluidizing it with silicone oil and impinging it with an inorganic blowing agent for targeted pore formation.
  • D50 of the individual charges is 10-20 ⁇ m in this example .
  • the powder mixture was pressed under a pressing pressure of in the range of not more than 1 MPa in a mold. Following this, the mixture compressed in a plate shape with dimensions of approximately 30 x 12 x 3 cm was maintained 1-2 unloaded in the mold and for one hour at 800 0 C warmebehan- punched.
  • the result is dimensionally stable, one-piece Glasverbundkor- per with a glass matrix, d. h., A matrix of non-crystalline and / or crystalline glass (glass-ceramic).
  • FIGS. 2A and 2B show in a front view and in a sectional view along the line AB from FIG 2A a Glasverbundkorper 5 according to a second embodiment, which has been prepared with two different starting mixtures 6.7 each from glass powder with ceramic short fibers.
  • the different material regions 6, 7 without further structuring or components are shown here. You can by appropriate filling in and pressing in the mold be shaped, if necessary, alternately several times. They are then pressed together and heat treated, resulting in a one-piece body with zones or areas 6,7 different material properties.
  • FIG. 3 shows a glass composite body 8 according to a third embodiment with three layers, in which a layer 9 of old glass powder with ceramic short fibers is sandwiched between two layers 10 of another material composition of old glass powder with ceramic short fibers (sandwich structure).
  • the outer layers 10 have a relatively stronger material property, while the middle layer 9 has a foamed inner structure.
  • vent holes 11 are introduced, which can serve as venting channels, for example.
  • the vent holes 11 have been introduced into the body after compression, but in principle can also be introduced during compression, z. B. by a suitably shaped pressing tool.
  • a surface structuring, and thus also the ventilation holes is retained.
  • the vent holes By means of the vent holes, a lifting or flaking off of layers or layer parts due to a gas pressure build-up in the material during the heat treatment is avoided.
  • glass composite bodies can be produced from a plurality of different starting mixtures (raw material mixtures), not all of which contain glass powder containing short ceramic fibers. Also, the pressed blank may be heat treated outside the mold.
  • a dry powder mixture of glass powder and ceramic see Short fibers are placed in a mold and pressed at a moderate pressure ⁇ 1 MPa. Subsequently, the pressed powder mixture in the mold at 800-900 0 C, preferably 800-850 0 C, heat treated.
  • the duration of the heat treatment depends on the size of the component and is, for example, approximately 30 to 60 minutes (preferably 40 to 60 minutes) for a plate of size approximately 300 ⁇ 120 ⁇ 10 mm 3 .
  • the subsequent cooling should be done slowly. In this manufacturing process, the surface structures of the non-heat-treated powder mixture remain largely intact.
  • general ceramic-like materials can be produced, in particular with the following properties:
  • Hardness / Abrasion Resistance 150 - 1000 mg Abrasion / Taber Abrasion Test
  • the abrasion resistance was measured by means of a Taber Abraser method, z. B. according to ISO 9352, ASTM D 1044 or DIN EN standard 438 - 2.6 determined.
  • wheels provided with abrasive paper are pressed against the rotating surface of the specimens at a defined pressure.
  • the measured value is usually the mass loss of the specimen after a certain number of revolutions.
  • grinding wheels of the type H-18 were used. There were 500 revolutions driven. The two grinding wheels were each weighted with 500 g.
  • Possible applications of the glass composite include u. a. Burner lid, surface grill radiator, soleplate, top panel, gas well.
  • this material may be an alternative to material and / or production of components that were previously manufactured from ceramic and / or metallic materials.
  • waste glass powder and 190 g of calcium silicate fibers are used as starting materials (mass ratio 83.3%: 16.7%).
  • the used glass powder is treated with silicon oil during its production in order to increase the fluidity of the powder.
  • the two components are mixed homogeneously. This mixture is placed in a boron nitride coated mold. Tool (cordierite, base 294 x 134 mm 2 ) filled. By gentle shaking, a first smoothing of the sample takes place. Subsequently, the sample is pressed at low pressure. The sample is heated at 800 ° C. for 60 minutes. The result is a mechanically stable, one-piece plate with a thickness of about 13 mm.
  • the outer layers A and C consist of an old glass powder / calcium silicate fiber mixture, the middle layer B of an old glass powder / calcium silicate / calcium carbonate powder Mixture.
  • the used glass powder was treated with silicone oil during its production in order to increase the fluidity of the powder.
  • the material composition of the individual layers is as follows: Layer A: 320 g waste glass powder, 64 g calcium silicate fibers; Layer B: 320 g glass powder, 64 g calcium silicate fibers, 16 g calcium carbonate powder; Layer C: 320 g glass powder, 64 g calcium silicate fibers.
  • the components of the individual layers are each mixed homogeneously.
  • the powder mixture for layer A is filled into a boron nitride-coated molding tool (cordierite, base area 294 ⁇ 134 mm). Slight shaking smoothes the sample. To ensure a better adhesion of the individual layers with each other, the sample surface is roughened.
  • the powder mixture for layer B is filled onto the roughened surface of layer A. Slight shaking smoothes the sample. To ensure a better adhesion of the individual layers with each other, the sample surface is roughened.
  • the powder mixture for layer C is filled on the roughened surface of layer B. By gentle shaking, the sample is smoothed. Subsequently, the sample is pressed with a low pressure.
  • Material composition 22.5 g waste glass powder, 4.5 g calcium silicate fibers, 1.0 g stainless steel wire pieces, 4.5 g iron powder, 5.0 g copper powder.
  • the used glass powder is treated with silicon oil during its production in order to increase the fluidity of the powder.
  • the stainless steel wire pieces have lengths of approx. 8 - 20 mm
  • the particle sizes of the iron and copper powders are in the range of waste glass powder particle sizes.
  • the components are mixed homogeneously with each other. This mixture is filled in a boron nitride-coated mold (consisting of a metallic material). By gentle shaking, a first smoothing of the sample takes place. Subsequently, a stamp with the negative shape of the burner cap base is placed on the filled mold and the mixture is pressed with a light pressure. Thereafter, the burner cover blank is heated in the mold with attached punch for 16 minutes at 800 0 C. The result is a mechanically stable, one-piece burner cap with a diameter of 75 mm.
  • the calcium silicate fibers are generally used inter alia to reduce the shrinkage.
  • the stainless steel wire pieces serve to increase the mechanical stability, in particular breaking strength.
  • the metal powder serves to increase the thermal conductivity, magnetic properties, coloring of the molding, increasing the mass.
  • Silicone oil (eg AK1000 from Wacker, preferably about 0.2 to 0.8 g of silicone oil per 1 kg of waste glass, especially 0.3 g to 0.7 g, more preferably about 0.5 g) is used inter alia to increase the fluidity.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments.
  • one of ordinary skill in the art will be able to determine if or when silicounol is added.
  • an (organic or inorganic) propellant if no propellant is used, however, occasionally pores may remain in the matrix.
  • the invention is of course not limited to the abovementioned powder composition and / or production parameters.
  • a heat treatment can be carried out by any suitable method, e.g. B. by standing or continuous furnace. The heat treatment may take place under normal atmosphere, under a special atmosphere (eg nitrogen, inert gas, etc.) or even in a vacuum. Further, the raw material mixture may also be heat treated for more than 75 minutes.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Das Verfahren zum Herstellen eines Glasverbundkörpers weist die folgenden Schritte auf : Präparieren mindestens einer Rohmaterialmischung, welche mit Fasern versetztes Glaspulver aufweist, wobei das Glaspulver zumindest teilweise ein AItglaspulver umfasst; Formen der mindestens einen Rohmaterialmischung in einem Formwerkzeug; Wärmebehandeln der geformten mindestens einen Rohmaterialmischung zu ihrem Verbinden zu einem einstückigen Körper.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Herstellen eines Glasverbundkörpers und Hausgerätebauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glasmatrixwerkstoffs und ein damit hergestelltes Hausgerätebauteil .
Herkömmliche Bauteile aus Keramik benötigen zu ihrer Fertigung Werkzeuge, die das Ausgangsmaterial ausreichend vorverdichten. Der anschließende Prozess der Materialverfestigung erfordert lange Prozesszeiten und hohe Temperaturen.
Aus DE 19 25 009 B2 sind ein faserverstärkter Verbundwerkstoff, der aus mit Kohlenstofffasern verstärktem Glas besteht, und seine Verwendung bekannt. Der Verbundwerkstoff kann durch Zusammenmischen von Kohlenstofffasern und pulverisiertem Glas, Pressen des Gemischs und anschließendes Sintern hergestellt werden. Zum Pressen kann Kalt- oder Warmpressen verwendet werden. Als Glas wird eine gezielt aufgrund ihrer Eigenschaften ausgesuchte Glasart verwendet.
Aus DE 44 16 489 Cl ist ein Verfahren zur Herstellung von de- korativen natursteinähnlichen, plattenförmigen Bau- und Dekorationsmaterialien und danach hergestellten Materialien zur Verkleidung von Fassaden, Wänden und Böden in Innen- und Außenbereich aus Abmischungen von gebrochenem Glas, mineralischen Komponenten und feinteiligen Zusätzen offenbart. Als Glas kann Altglas verwendet werden. Die Rohstoffmischung wird zunächst in einer Form vergleichmäßigt und danach ausgetrocknet. Es schließt sich zum Tempern eine Aufheizung der Abmi- schung auf eine Temperatur von 720 0C bis 1100 0C an, gefolgt von einem Abkühlungsschritt. Dabei muss das Formenmaterial so gewählt werden, dass ein Sintern der Form mit der Abmischung unterbleibt. Die Biegezugfestigkeit des sich ergebenden Formkörpers liegt typischerweise zwischen 18 und 23 N/mm2. EP 0 718 249 Al offenbart einen Glasverbundwerkstoff aus einer oxidbasierten Glasmatrix, in das keramisches Whiskermate- rial oder geschnittene anorganische, einschließlich kerami- sehe, Fasern eingebettet sind und das ferner Flocken aus duktilem Metall aufweist. Das Glas wird gezielt für den Verwendungszweck ausgesucht. Dieser Verbund kann durch Sintern unter Schutzgasatmosphäre (z.B. Stickstoff, Argon) oder im Vakuum hergestellt werden.
Aus DE 33 18 813 C2 ist ein Formgebungsverfahren für faserverstärkte Glasmatrix- oder Glaskeramikmatrix-Verbundgegenstände offenbart, wobei die Fasern, einschließlich SiC- Fasern, als Whisker ausgestaltet sind. Das Rohmaterial aus mit den Fasern oder Whiskern versetztem Glaspulver wird zunächst verpresst, um nachher als Material für ein Spritzgussverfahren zu dienen. Die Fasern sind als kurzgeschnittene Fasern ausgestaltet, wobei die geringste Faserlänge von der geringsten Dicke der Wand des zu formenden Teils abhängt.
Aus DE 37 31 649 ist ein Verfahren zur Herstellung von offenporigen, überwiegend aus Glaskeramik bestehenden Sinterkörpern bekannt, bei dem ein sinterfähiges, feingemahlenes und kristallisierbares Glaspulver, das mit anorganischem Salz als Porenbildner versetzt ist, zusammen mit teilchen-, whisker- oder faserförmigen Komponenten bei 840 - 890 0C für zwei bis drei Stunden gesintert wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglich- keit zur Fertigung eines Körpers aus einem anorganischen
Werkstoff mit kostengünstigen Rohstoffen und im Vergleich zum herkömmlichen Fertigungsprozess einfachen Werkzeugen sowie verringerten Energiekosten durch niedrigere Prozesszeiten und -temperaturen bereitzustellen, insbesondere für Haushaltsge- rate. Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Das Verfahren zum Herstellen eines Glasverbundkörpers zeichnet sich dadurch aus, dass es die folgenden Schritte aufweist :
- Präparieren mindestens einer Rohmaterialmischung, welche mit Fasern versetztes Glaspulver aufweist, wobei das Glaspulver zumindest teilweise ein Altglaspulver umfasst;
- Formen der mindestens einen Rohmaterialmischung in einem Formwerkzeug;
- Wärmebehandeln der geformten mindestens einen Rohmaterial- mischung zu ihrem Verbinden zu einem einstückigen Körper.
Unter "Fasern" werden allgemein Körper verstanden, deren Ausdehnung in einer Dimension erheblich größer ist als in den beiden anderen Richtungen. Daher werden hier auch Nadeln oder Whisker als Fasern verstanden. Die Länge und das Material der Fasern ist beispielsweise von einer Dicke des Formkörpers und seinen gewünschten mechanischen Eigenschaften abhängig.
Das obige Verfahren beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass auch für Anwendungen bei höherer Temperatur und bei erhöhter Anforderung an die mechanische Festigkeit, insbesondere im Haushaltsgerätebereich, Altglas als Grundmaterial verwendet werden kann, obwohl es viele Beimengungen in unbekannter Menge aufweist. Durch Verwendung von Altglas ergibt sich der Vorteil, dass ein besonders preisgünstiges Ausgangsmaterial verfügbar ist, welches mit einfachen Werkzeugen sowie bei verringerten Energiekosten durch niedrigere Prozesszeiten und -temperaturen verarbeitbar ist, wie es speziell im Folgenden ausgeführt wird. Zur besonders preiswerten Herstellung ist es vorteilhaft, wenn das Glaspulver der Rohmaterialmischung vollständig aus Altglaspulver besteht.
Bevorzugt werden keramische und / oder mineralische Fasern, insbesondere Calciumsilkatfasern . Speziell bevorzugt wird ein Massenanteil von Calciumsilkatfasern in einer Glaspulver- Calciumsilikatfaser-Mischung im Bereich von 0 bis 50 %, speziell zwischen 5 und 35%, noch spezieller zwischen 12 und 17%.
Es wird besonders bevorzugt, wenn die Fasern Kurzfasern umfassen. Die Kurzfasern weisen eine Länge von typischerweise einigen 10 μm bis zu etwas über 1 mm auf.
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Formens ein Verpressen, besonders bevorzugt, aber nicht eingeschränkt auf, ein Verpressen bei einem Pressdruck von nicht mehr als 1 MPa. Dies ist weit geringer als für Glasverbundkörper bisher üblich, nämlich im Bereich zwischen 10 MPa und 100 MPa. Dies verringert den gerätetechnischen Aufwand erheblich. Jedoch ist ein Verpressen bei höheren Drücken auch möglich.
Der Schritt des Formens kann zusätzlich oder alternativ aber auch ein Rütteln oder Klopfen des Formwerkzeugs (Pressdruck = 0) umfassen, wodurch sich bereits eine ausreichende Kompak- tierung und Festigkeit für eine anschließende Wärmebehandlung ergeben kann.
Der Schritt des Wärmebehandeins kann ein Verbinden mittels Sinterns und / oder Schmelzens umfassen.
Es wird bevorzugt, wenn die Rohmaterialmischung bei einer Temperatur zwischen 650 und 10000C, insbesondere zwischen 750 und 9000C, speziell zwischen 800 und 850°C, wärmebehandelt wird. Wenn der Temperaturbereich von 650-10000C betrachtet wird, so mag an der unteren Temperaturgrenze ein Prozess ablaufen, der dem Sintern nahe kommt. Bei höheren Temperaturen (z. B. um 800 0C herum) hat mit hoher Wahrscheinlichkeit schon ein Schmelzen eingesetzt. Es handelt sich jedoch um ein "modera- tes Schmelzen", da beispielsweise Oberflächenstrukturen diesen Prozess weitestgehend unbeschadet überstehen.
Vorzugsweise wird die Rohmaterialmischung nicht wesentlich länger als 1 Stunde, speziell nicht länger als 75 Minuten wärmebehandelt. Die genaue Wärmebehandlungsdauer ist dabei abhängig von der Größe und eventuell auch von der Form des Bauteils. So liegt eine typische Wärmebehandlungsdauer für einen quaderförmigen Formkörper mit den Abmessungen von ca. 30 x 12 x 1-2 cm3 im Bereich von 30 bis 60 Minuten, insbesondere im Bereich von 40 bis 60 Minuten. Kleinere Bauteile, wie beispielsweise ein Brennerdeckel mit einem Durchmesser von 75 mm und einer Dicke von wenigen mm, können beispielsweise bei 800°C in 15 bis 20 Minuten wärmebehandelt werden. Noch klei- nere Pellets mit einem Durchmesser von ca. 10 mm und einer
Dicke von wenigen mm in 5 bis 10 Minuten. Für Formkörper mit einer Dicke von weit mehr als 20 mm mag es sinnvoll sein, die Wärmebehandlungsdauer auf etwas über eine Stunde auszudehnen. Gegenüber konventionellen Glaskeramiken ist in allen Fällen ein Zeitvorteil vorhanden.
Zur einfacheren Verarbeitung ist es vorteilhaft, wenn das Glaspulver der Rohmaterialmischung mittels eines Fluidisie- rungsmittels, insbesondere mittels Silikonöls, fluidisiert wird. Durch die verbesserte Fließfähigkeit des Pulvers wird insbesondere die Fertigung größerer und auch komplexerer Bauteile erleichtert.
Zur Beeinflussung bestimmter Materialeigenschaften (z. B. Biegespannung, E-Modul, Schlagfestigkeit, Härte, Wärmeleitfähigkeit, magnetische Eigenschaften usw.) kann es vorteilhaft sein, wenn der Rohmaterialmischung: - mindestens ein metallischer Bestandteil beigemengt wird, insbesondere Metallpulver, Metallgranulate, Metall-Flakes, Metalldrahtstücke und/oder Metallfasern, und/oder
- mindestens ein weiterer keramischer Bestandteil beigemengt wird, insbesondere weitere Keramikfasern, Keramikpulver und/oder Keramikgranulate, und/oder
- Pigmente beigemengt werden, und/oder
- mindestens ein weiteres anorganisches Material, insbesondere Pulver, Granulate und/oder Fasern, beigemengt wird.
Es kann zur Einstellung einer Porosität vorteilhaft sein, wenn der Rohmaterialmischung organische Materialien (z.B.
Pulver und/oder Granulate und/oder Fasern) oder Treibmittel
(z.B. Calciumcarbonat) zugegeben werden.
Es ist zur einfachen Herstellung besonders vorteilhaft, wenn die Rohmaterialmischung im Formwerkzeug wärmebeahndelt wird.
Bevorzugt wird dabei eine Verwendung eines Trennmittels, z.B.
Bornitrid, um das Bauteil ohne Beschädigung aus dem Formwerk- zeug entnehmen zu können.
Es kann zur Einstellung und Anpassung der Materialeigenschaften des wärmebehandelten und dadurch verfestigten Formkörpers vorteilhaft sein, wenn mindestens zwei Rohmaterialmischungen präpariert werden, von denen mindestens eine Rohmaterialmischung mit Fasern versetztes Glaspulver aufweist, wobei das Glaspulver zumindest teilweise ein Altglaspulver umfasst. Diese Rohmaterialmischungen können insbesondere nacheinander oder abwechselnd in das Formwerkzeug eingefüllt werden, z. B. als unterschiedliche Lagen, ggf. mehrmals abwechselnd. Sie werden dann gemeinsam geformt, z. B. verpresst, und wärmebehandelt, wodurch sich ein verfestigter, einstückiger Glasverbundkörper mit Zonen bzw. Bereichen unterschiedlicher Materialeigenschaften ergibt.
Es wird besonders bevorzugt, falls der fertige Glasverbundkörper ein Hausgerätebauteil ist, insbesondere, falls dieses Bauteil im normalen Betrieb des Haushaltsgeräts zur Verwendung unter einer Temperaturbelastung vorgesehen ist.
Besonders bevorzugt wird es, falls das Bauteil als Brennerde- ekel, Flächengrillheizkörper, Bügeleisensohle, Topblende oder Gasmulde ausgestaltet ist.
Eine Abdichtung der Oberfläche des Bauteils, beispielsweise durch handelsübliche Versiegler, Sol-Gel-Beschichtungen oder zusätzliche thermische Behandlung der Oberfläche (z.B. Beflammen) , ist möglich.
Gegenüber klassischen Glas- und Sinterkeramiken bietet der oben beschriebene Werkstoff bzw. der damit hergestellte Kör- per unter anderem folgende Vorteile: durch die Verwendung von Altglaspulver als Hauptbestandteil ergeben sich niedrigere Materialkosten. Ferner werden verhältnismäßig niedrige Herstelltemperaturen ermöglicht (herkömmliche Keramiken 1250 - 2500°C) . Zudem ist ein Verpressen des Pulvers bei relativ niedrigem oder sogar ohne Druck möglich (herkömmliche Sinterkeramik zwischen 10 und 100 MPa) und es ist eine relativ geringe Wärmebehandlungsdauer von unter einer Stunde erreichbar. Die genaue Wärmebehandlungsdauer ist in der Regel abhängig von der Bauteilgröße. Rohstoffe und Herstellverfahren bieten somit Kostenvorteile gegenüber herkömmlicher Sinterkeramik .
In den folgenden Ausführungsbeispielen werden das Verfahren zum Herstellen eines Glasverbundkörpers und das Hausgeräte- bauteil schematisch genauer beschrieben.
FIG 1 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Glassverbundkörpers gemäß einer ersten Ausführungsform;
FIGn 2A und 2B zeigen einen Glasverbundkörper gemäß einer zweiten Ausführungsform in Ansicht von vorne bzw. als Schnittdarstellung in Seitenansicht; FIG 3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Glasverbundkorper gemäß einer dritten Ausfuhrungsform.
FIG 1 zeigt einen Glasverbundkorper 1 aus einer Glas- bzw.
Glaskeramikmatrix 2, in der keramische Kurzfasern 3 eingebettet sind. Die Glaskeramikmatrix 2 weist ferner Poren 4 auf.
Der Glasverbundkorper 1 wird dadurch hergestellt, dass zu- nächst ein aus Altglas feingemahlenes Altglaspulver mit keramischen Kurzfasern versetzt, mit Silikonol fluidisiert und mit einem anorganischen Treibmittel zur gezielten Porenbildung beaufschlagt wurde Bezuglich des Teilchengroßenspektrums liegt D50 der einzelnen Chargen in diesem Beispiel bei 10 - 20 μm.
Danach wurde die Pulvermischung unter einem Pressdruck von im Bereich von nicht mehr als 1 MPa in einem Formwerkzeug ver- presst. Folgend wurde die verpresste Mischung in Plattenform mit den Maßen von ca. 30 x 12 x 1-2 cm3 unbelastet im Formwerkzeug belassen und für eine Stunde bei 800 0C warmebehan- delt.
Es ergibt sich formbeständiger, einstuckiger Glasverbundkor- per mit einer Glasmatrix, d. h., einer Matrix aus nichtkristallinem und / oder einem kristallinem Glas (Glaskeramik) .
FIG 2A und FIG 2B zeigen in einer Vorderansicht bzw. in einer Schnittansicht entlang der Linie A-B aus FIG 2A einen Glasverbundkorper 5 gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform, der mit zwei unterschiedlichen Ausgangsmischungen 6,7 aus jeweils Altglaspulver mit keramischen Kurzfasern hergestellt worden ist. Lediglich zur besseren Übersichtlichkeit sind hier die unterschiedlichen Materialbereiche 6,7 ohne weitere Strukturierung oder Bestandteile eingezeichnet. Sie können durch entsprechendes Einfüllen in das und Verpressen im Formwerk- zeug geformt werden, ggf. mehrmals abwechselnd. Sie werden dann gemeinsam verpresst und wärmebehandelt, wodurch sich ein einstückiger Körper mit Zonen bzw. Bereichen 6,7 unterschiedlicher Materialeigenschaften ergibt.
FIG 3 zeigt einen Glasverbundkörper 8 gemäß einer dritten Ausführungsform mit drei Lagen, bei denen eine Lage 9 aus Altglaspulver mit keramischen Kurzfasern zwischen zwei Lagen 10 einer anderen Materialzusammensetzung aus Altglaspulver mit keramischen Kurzfasern eingeschoben ist (Sandwichstruktur) . Die Außenlagen 10 weisen eine relativ festere Materialeigenschaft auf, während die mittlere Lage 9 eine aufgeschäumte innere Struktur aufweist. In eine der äußeren Lagen 10 und daran anschließend in einen Teil der mittleren Lage 9 sind Entlüftungslöcher 11 eingebracht, welche beispielsweise als Entlüftungskanäle dienen können. Die Entlüftungslöcher 11 sind nach der Verpressung in den Körper eingebracht worden, können grundsätzlich aber auch während des Verpressens eingebracht werden, z. B. durch ein geeignet geformtes Presswerk- zeug. Während des Wärmebehandlungsschritts bleibt eine Ober- flächenstrukturierung, und damit auch die Entlüftungslöcher, erhalten. Mittels der Entlüftungslöcher wird ein Abheben oder Abplatzen von Schichten oder Schichtteilen aufgrund eines Gasdruckaufbaus im Material während der Wärmebehandlung ver- mieden.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
So können Glasverbundkörper aus mehreren unterschiedlichen Ausgangsmischungen (Rohmaterialmischungen) erzeugt werden, von denen nicht alle Altglaspulver mit keramischen Kurzfasern enthalten. Auch kann der verpresste Rohling außerhalb des Formwerkzeugs wärmebehandelt werden.
Allgemein wird folgender Herstellungsablauf besonders bevorzugt: eine trockene Pulvermischung aus Glaspulver und kerami- sehen Kurzfasern wird in ein Formwerkzeug gegeben und bei mo- deratem Druck < 1 MPa verpresst. Anschließend wird die ver- presste Pulvermischung im Formwerkzeug bei 800-9000C, bevorzugt 800-8500C, wärmebehandelt. Die Wärmebehandlungsdauer ist abhängig von der Bauteilgröße und beträgt beispielhaft für eine Platte der Größe ca. 300 x 120 x 10 mm3 ungefähr 30 bis 60 Minuten (bevorzugt 40 bis 60 Minuten) . Das anschließende Abkühlen sollte langsam erfolgen. Bei diesem Herstellprozess bleiben die Oberflächenstrukturen der nicht wärmebehandelten Pulvermischung weitestgehend erhalten.
Abhängig von der Pulverzusammensetzung und den Herstellparametern lassen sich allgemeine keramikartige Werkstoffe insbesondere mit folgenden Eigenschaften erzeugen:
Biegezugfestigkeit: 30 - 75 N/mm2 E-Modul: 20 - 45 kN/mm2
Schlagfestigkeit: 15 - 120 kJ/m2
Härte/Abriebfestigkeit: 150 - 1000 mg Abrieb / Taber- Abraser-Test
Porosität: 5 - 30%
Schrumpf: 0 - 25%
Wärmeleitfähigkeit: 0,8 - 2,0 W/mK
Die Abriebfestigkeit wurde mittels eines Taber-Abraser-Ver- fahrens, z. B. nach ISO 9352, ASTM D 1044 oder DIN EN-Norm 438 - 2.6, ermittelt. Bei diesem Verfahren werden mit Schleifpapier versehene Räder mit einem definierten Druck gegen die rotierende Oberfläche der Probekörper gepresst. Mess- große ist meist der Masseverlust des Probekörpers nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen. Im vorliegenden Fall kamen Schleifräder des Typs H-18 zum Einsatz. Es wurden 500 Umdrehungen gefahren. Die beiden Schleifräder wurden jeweils mit 500 g beschwert.
Ein Test der thermischen Beständigkeit durch mehrtägige Lagerung von flächigen Formkörpern bei 6000C unter mechanischer Belastung hat zu keiner wesentlichen Verformung der Probe geführt.
Mögliche Anwendungen des Glasverbundkörpers umfassen u. a. Brennerdeckel, Flächengrillheizkörper, Bügeleisensohle, Topblende, Gasmulde.
Abhängig vom jeweiligen Anforderungsprofil kann dieses Material werkstofftechnisch und/oder wirtschaftlich eine Alterna- tive zur Herstellung von Bauteilen sein, die bisher aus keramischen und/oder metallischen Werkstoffen gefertigt wurden.
Im Folgenden werden beispielhaft und nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen vier weitere Herstellungsabläufe beschrieben.
Beispiel 1
Als Ausgangsmaterialien werden 61,6 g Altglaspulver und 8,4 g Calciumsilikatfasern entsprechend einem Massenverhältnis von 88% : 12% verwendet. Die beiden Komponenten werden homogen miteinander vermischt und dann in einen Tiegel geschüttet. Eine erste Verdichtung findet durch Rütteln und Klopfen statt, also ohne herkömmliches Verpressen, d.h., dass der Pressdruck 0 Pa beträgt. Die Probe wird 30 Minuten bei 8000C beheizt, z. B. in einem Standofen oder einem Durchlaufofen . Als Ergebnis entsteht ein mechanisch stabiler, also einstückiger, Formkörper.
Beispiel 2
Als Ausgangsmaterialien werden 950 g Altglaspulver und 190 g Calciumsilikatfasern verwendet (Massenverhältnis 83,3% : 16,7%). Das Altglaspulver wird bei seiner Herstellung mit Si- likonöl behandelt, um die Fluidität des Pulvers zu erhöhen. Die beiden Komponenten werden homogen miteinander vermischt. Diese Mischung wird in ein mit Bornitrid beschichtetes Form- Werkzeug (Cordierit, Grundfläche 294 x 134 mm2) gefüllt. Durch leichtes Rütteln erfolgt eine erste Glättung der Probe. Anschließend wird die Probe mit niedrigem Druck verpresst. Die Probe wird 60 Minuten bei 8000C beheizt. Als Ergebnis entsteht eine mechanisch stabile, einstückige Platte mit einer Dicke von ca. 13 mm.
Beispiel 3
Herstellung eines Sandwichformkörpers, z. B. nach FIG 3, bestehend aus zwei dichteren Deckschichten A und C und einer porösen inneren Schicht B. Die äußeren Schichten A und C bestehen aus einer Altglaspulver/Calciumsilikatfaser-Mischung, die mittlere Schicht B aus einer Altglaspulver/Calcium- silikatfaser/Calciumcarbonatpulver-Mischung. Das Altglaspulver wurde bei seiner Herstellung mit Silikonöl behandelt, um die Fluidität des Pulvers zu erhöhen. Die Materialzusammensetzung der einzelnen Schichten ist wie folgt: Schicht A: 320 g Altglaspulver, 64 g Calciumsilikatfasern; Schicht B: 320 g Altglaspulver, 64 g Calciumsilikatfasern, 16 g Calciumcarbo- natpulver; Schicht C: 320 g Altglaspulver, 64 g Calciumsili- katfasern. Die Komponenten der einzelnen Schichten werden jeweils homogen miteinander vermischt. Die Pulvermischung für Schicht A wird in ein mit Bornitrid beschichtetes Formwerk- zeug (Cordierit, Grundfläche 294 x 134 mm) gefüllt. Durch leichtes Rütteln erfolgt eine Glättung der Probe. Um eine bessere Anhaftung der einzelnen Schichten miteinander zu gewährleisten, wird die Probenoberfläche aufgeraut. Die Pulvermischung für Schicht B wird auf die aufgeraute Oberfläche von Schicht A gefüllt. Durch leichtes Rütteln erfolgt eine Glättung der Probe. Um eine bessere Anhaftung der einzelnen Schichten miteinander zu gewährleisten, wird die Probenoberfläche aufgeraut. Die Pulvermischung für Schicht C wird auf die aufgeraute Oberfläche von Schicht B gefüllt. Durch leich- tes Rütteln erfolgt eine Glättung der Probe. Anschließend wird die Probe mit einem niedrigen Druck verpresst. Danach werden Entlüftungslöcher (Durchmesser ca. 1 bis2 mm) durch Schicht C in Schicht B eingebracht (Lochdichte ca. 6000 Löcher/m2) . Die Probe wird 60 Minuten bei 8000C beheizt. Im Ergebnis entsteht eine mechanisch stabile, einstückige Dreischicht-Sandwichplatte mit einer Gesamtdicke von ca. 19 mm, z. B. analog zu FIG 3.
Beispiel 4
Herstellung eines Formkörpers, der insbesondere als Brenner- deckel einer Gasmulde zum Einsatz kommen kann. Materialzusammensetzung: 22,5 g Altglaspulver, 4,5 g Calciumsilikatfasern, 1,0 g Edelstahldrahtstücke, 4,5 g Eisenpulver, 5,0 g Kupferpulver. Das Altglaspulver wird bei seiner Herstellung mit Si- likonöl behandelt, um die Fluidität des Pulvers zu erhöhen. Die Edelstahldrahtstücke besitzen Längen von ca. 8 - 20 mm
(zumeist 10 - 15 mm) . Die Partikelgrößen der Eisen- und Kupferpulver liegen im Bereich der Altglaspulverpartikelgrößen . Die Komponenten werden homogen miteinander vermischt. Diese Mischung wird in ein mit Bornitrid beschichtetes Formwerkzeug (bestehend aus einem metallischen Werkstoff) gefüllt. Durch leichtes Rütteln erfolgt eine erste Glättung der Probe. Anschließend wird ein Stempel mit der Negativform der Brennerdeckelunterseite auf das gefüllte Formwerkzeug gesetzt und die Mischung mit einem leichten Druck verpresst. Danach wird der Brennerdeckelrohling im Formwerkzeug mit aufgesetztem Stempel für 16 Minuten bei 8000C beheizt. Im Ergebnis entsteht ein mechanisch stabiler, einstückiger Brennerdeckel mit einem Durchmesser von 75 mm.
Die Calciumsilikatfasern dienen allgemein unter anderem zur Reduzierung des Schrumpfs. Die Edelstahldrahtstücke dienen unter anderem zur Erhöhung der mechanischen Stabilität, insbesondere Bruchfestigkeit. Das Metallpulver dient unter anderem zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit, magnetische Eigen- Schäften, Färbung des Formkörpers, Erhöhung der Masse. Das
Silikonöl (z. B. AK1000 der Fa. Wacker; bevorzugt ca. 0,2 bis 0,8 g Silikonöl auf 1 kg Altglas, speziell 0,3 g bis 0,7 g, besonders bevorzugt ca. 0,5 g) dient unter anderem zur Erhöhung der Fluiditat.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Ausfuh- rungsbeispiele beschrankt. So kann auch ein feinkornigeres Ausgangs-Altglaspulver (z. B. mit D50 = 5 μm) oder ein grob- kornigeres Pulver (z. B. mit D50 = 22 μm oder mehr) verwendet werden. Auch wird der Fachmann nach Kenntnisnahme dieser Beschreibung in der Lage sein, zu entscheiden, ob oder wann Si- likonol zugesetzt wird. Auch kann auf ein (organisches oder anorganisches) Treibmittel verzichtet werden; wenn kein Treibmittel eingesetzt wird, können dennoch vereinzelt Poren in der Matrix zurückbleiben. Auch ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die oben aufgeführte Pulverzusammen- setzung und / oder Herstellparameter beschrankt. Zudem können statt keramischen Kurzfasern zusatzlich oder alternativ mineralische Kurzfaser, oder allgemein längere Fasern, verwendet werden. Statt Entluftungslochern sind auch andere Formen von Entluftungskanalen möglich, z. B. Ritzen. Allgemein kann eine Wärmebehandlung mittels aller geeigneten Methoden durchgeführt werden, z. B. mittels Stand- oder Durchlaufofen . Das Warmebehandeln kann unter normaler Atmosphäre, unter besonderer Atmosphäre (z. B. Stickstoff, Edelgas, etc.) oder auch im Vakuum stattfinden. Ferner mag die Rohmaterialmischung auch mehr als 75 Minuten warmebehandelt werden. Auch sollte es dem Fachmann nach Lesen dieser Beschreibung klar sein, dass es durch eine Parametervariation des Herstellprozesses (z. B. bezuglich einer Temperatur; Dauer der Wärmebehandlung; Änderung der Materialzusammensetzung [Faseranteil, Metallpulver- anteil, Anteil der Edelstahldrahtstucke usw.]) möglich ist, die Materialeigenschaften des fertigen Korpers in einem weiten Bereich zu variieren. Bezugszeichenliste
1 Glasverbundkörper
2 Glas- bzw. Glaskeramikmatrix 3 keramische Kurzfaser
4 Pore
5 Glasverbundkörper
6 Ausgangsmischung
7 Ausgangsmischung 8 Glasverbundkörper
9 Werkstoffläge
10 Werkstoffläge
11 Entlüftungsloch

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Glasverbundkörpers (1;5;8), dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte auf- weist:
- Präparieren mindestens einer Rohmaterialmischung (6,7), welche mit Fasern (3) versetztes Glaspulver aufweist, wobei das Glaspulver zumindest teilweise ein Altglaspulver um- fasst ; - Formen der mindestens einen Rohmaterialmischung in einem Formwerkzeug;
- Wärmebehandeln der geformten mindestens einen Rohmaterialmischung zu ihrem Verbinden zu einem einstückigen Körper
( 1 ; 5 ; 8 ) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaspulver der Rohmaterialmischung (6,7) vollständig aus Altglaspulver besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (4) keramische und / oder mineralische Fasern umfassen .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Fasern (4) Calciumsilkatfasern umfassen, insbesondere mit einem Massenanteil der Calciumsil- katfasern in einer Glaspulver-Calciumsilikatfaser-Mischung im Bereich von 0 bis 50 %, speziell zwischen 5 und 35%, noch spezieller zwischen 12 und 17%.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Kurzfasern (4) umfassen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Formens ein Verpressen umfasst .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen bei einem Druck von nicht mehr als 1 MPa durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Formens ein Rütteln oder Klopfen des Formwerkzeugs umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Wärmebehandeins ein Verbinden mittels Sinterns und / oder Schmelzens umfasst.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialmischung (6,7) zwi- sehen 650 und 10000C, insbesondere zwischen 750 und 9000C, speziell zwischen 800 und 8500C, wärmebehandelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialmischung (6,7) nicht mehr als 75 Minuten, insbesondere nicht mehr als 60 Minuten, wärmebehandelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialmischung (6,7) im Formwerkzeug wärmebehandelt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohmaterialmischung mindestens ein metallischer Bestandteil beigemengt wird, insbesondere Metallpulver, Metallgranulate, Metall-Flakes, Metalldrahtstücke und/oder Metallfasern.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohmaterialmischung mindestens ein weiterer keramischer Bestandteil beigemengt wird, insbesondere weitere Keramikfasern, Keramikpulver und/oder Keramikgranulate .
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohmaterialmischung Pigmente beigemengt werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohmaterialmischung mindestens ein weiteres anorganisches Material, insbesondere Pulver, Granulate und/oder Fasern, beigemengt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Rohmaterialmischungen (6,7) präpariert werden, von denen mindestens eine mit Fasern versetztes Glaspulver aufweist.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaspulver der Rohmaterialmischung mittels eines Fluidisierungsmittels, insbesondere mittels Silikonöls, fluidisiert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonöl in einer Masse von 0,2 bis 0,8 g, speziell von 0,3 g bis 0,7 g, besonders von ca. 0,5 g, auf je 1 kg Altglas zugesetzt wird.
20. Hausgerätebauteil (1;5;8), dadurch gekennzeichnet, dass es mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt worden ist und im normalen Betrieb mit dem Hausgerät zur Verwendung unter einer Temperaturbelastung vorgesehen ist.
21. Hausgerätebauteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es als Brennerdeckel, Flächengrillheizkörper, Bügeleisensohle, Topblende oder Gasmulde ausgestaltet ist.
EP09706159A 2008-01-28 2009-01-19 Verfahren zum herstellen eines glasverbundkörpers und hausgerätebauteil Withdrawn EP2238085A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008006350A DE102008006350A1 (de) 2008-01-28 2008-01-28 Verfahren zum Herstellen eines Glasverbundkörpers und Hausgerätebauteil
PCT/EP2009/050535 WO2009095327A1 (de) 2008-01-28 2009-01-19 Verfahren zum herstellen eines glasverbundkörpers und hausgerätebauteil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2238085A1 true EP2238085A1 (de) 2010-10-13

Family

ID=40451069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09706159A Withdrawn EP2238085A1 (de) 2008-01-28 2009-01-19 Verfahren zum herstellen eines glasverbundkörpers und hausgerätebauteil

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2238085A1 (de)
DE (1) DE102008006350A1 (de)
WO (1) WO2009095327A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012223461A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Bauteil und Verfahren zur Herstellung desselben
US9321695B2 (en) * 2013-01-08 2016-04-26 King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST) Method for manufacturing glass-ceramic composite

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4416489C1 (de) * 1994-05-10 1995-11-23 Schott Glaswerke Verfahren zur Herstellung von natursteinähnlichen, plattenförmigen Bau- und Dekorationsmaterialien und danach hergestellte Materialien
US6488762B1 (en) * 2000-10-30 2002-12-03 Advanced Materials Technologies, Llc Composition of materials for use in cellular lightweight concrete and methods thereof
US20050045069A1 (en) * 2003-08-25 2005-03-03 Icestone, Llc Method for producing materials from recycled glass and cement compositions

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES367287A1 (es) 1968-05-16 1971-06-16 Atomic Energy Authority Uk Procedimiento para producir un material compuesto.
DE2616287A1 (de) * 1976-04-13 1977-10-27 Baumgartner Buegeleisen mit einem mindestens teilweise aus glaswerkstoff bestehenden sohlenkoerper
US4524100A (en) * 1982-05-10 1985-06-18 Nikkan Industries Co., Ltd. Inorganic composite and the preparation thereof
US4464192A (en) * 1982-05-25 1984-08-07 United Technologies Corporation Molding process for fiber reinforced glass matrix composite articles
EP0289633A1 (de) * 1987-05-06 1988-11-09 ROBERT KRUPS STIFTUNG &amp; CO. KG. Elektrisch betriebenes Bügeleisen, insbesondere Dampfbügeleisen
DE3731649A1 (de) 1987-09-19 1989-03-30 Schott Glaswerke Verfahren zur herstellung von offenporigen sinterkoerpern
US5392542A (en) * 1993-06-25 1995-02-28 Chang; Kwei T. Pressing iron soleplate coated with an infrared heater
EP0718249A1 (de) 1994-11-29 1996-06-26 Ube Industries, Ltd. Glasmatrix-Verbundwerkstoff mit hoher Festigkeit und Zähigkeit, Glasverbundwerkstoffpulver dafür und Verfahren zu deren Herstellung
JP2002003269A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Chuetsu Tec Kk ケイ酸カルシウム板の製造方法
GB2381268B (en) * 2001-12-22 2004-04-14 Univ Exeter Ceramic material and method of manufacture
US20040060479A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Sam Valenzano Method for manufacture of simulated stone products
US7399330B2 (en) * 2005-10-18 2008-07-15 3M Innovative Properties Company Agglomerate abrasive grains and methods of making the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4416489C1 (de) * 1994-05-10 1995-11-23 Schott Glaswerke Verfahren zur Herstellung von natursteinähnlichen, plattenförmigen Bau- und Dekorationsmaterialien und danach hergestellte Materialien
US6488762B1 (en) * 2000-10-30 2002-12-03 Advanced Materials Technologies, Llc Composition of materials for use in cellular lightweight concrete and methods thereof
US20050045069A1 (en) * 2003-08-25 2005-03-03 Icestone, Llc Method for producing materials from recycled glass and cement compositions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2009095327A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009095327A1 (de) 2009-08-06
DE102008006350A1 (de) 2009-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0850206B1 (de) Aerogel- und klebstoffhaltiges verbundmaterial, verfahren zu seiner herstellung sowie seine verwendung
DE19712835C3 (de) Formkörper aus einem Leichtwerkstoff, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung
DE2930211C2 (de)
DE19906720B4 (de) Molybdändisilicid-Heizelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102007004242B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus Quarzglas durch Sintern, Formkörper und Verwendung des Formkörpers
DE60009853T2 (de) Binderzusammensetzungen zum Binden von teilchenförmigem Material
EP0899251A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit einer porösen Matrix aus mindestens einem rekristallisiertem Werkstoff
DE102005027561B4 (de) Einstellung des Faservolumengehaltes in oxidkeramischen Faser-Verbundwerkstoffen
EP3000794B1 (de) Verfahren zur herstellung einer schaumkeramik
EP2238085A1 (de) Verfahren zum herstellen eines glasverbundkörpers und hausgerätebauteil
DE3620178A1 (de) Hilfsvorrichtung zum brennen von keramik
WO2000035826A1 (de) Hydrothermal gehärtete formkörper
DE3105534C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formteiles und seine Verwendung
DE60212727T2 (de) Verfahren zum herstellen von platten und paneelen aus keramischem material und die daraus erhaltenen produkte
DE3733257A1 (de) Verfahren zum herstellen von bauelementen aus perlit-granulat
EP0763506B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Leicht-Formkörpern und damit hergestellter Leicht-Formkörper, insbesondere Leicht-Dämmplatte
EP2091874B1 (de) Verfahren und halbzeug zur herstellung von opakem quarzglas, sowie aus dem halbzeug hergestelltes bauteil
DE3105596C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formteils und seine Verwendung
GB1581934A (en) Method of preparing a sheet-formed product
DE1471032B2 (de) Mischung zur herstellung eines feuerfesten koerpers, moertels u.dgl
DE102011005914A1 (de) Feuerfester keramischer Formkörper, insbesondere Brennhilfsmittel, und Verfahren zu dessen Herstellung
WO1994003410A1 (de) Feuerfeste formkörper aus siliciumcarbid mit mullitbindung, verfahren zu ihrer herstellung, pressmasse als zwischenprodukt, sowie verwendung als brennhilfsmittel
EP4235073B1 (de) Gebrannter keramischer formkörper und verfahren zur herstellung eines gebrannten keramischen formkörpers unter verwendung von elektromagnetischer strahlung mit einer frequenz von maximal 300 ghz
EP3480180B1 (de) Rohstoffmischung zur herstellung einer steinzeugfliese
DE102007004243B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers und Verbundkörper

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100830

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: BSH HAUSGERAETE GMBH

17Q First examination report despatched

Effective date: 20161222

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20190529

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20191009