PL191608B1 - Sposób formowania włóknistego szlamu ceramicznego w ukształtowane produkty, wodny szlam ceramiczny oraz suszony produkt ceramiczny - Google Patents
Sposób formowania włóknistego szlamu ceramicznego w ukształtowane produkty, wodny szlam ceramiczny oraz suszony produkt ceramicznyInfo
- Publication number
- PL191608B1 PL191608B1 PL339454A PL33945498A PL191608B1 PL 191608 B1 PL191608 B1 PL 191608B1 PL 339454 A PL339454 A PL 339454A PL 33945498 A PL33945498 A PL 33945498A PL 191608 B1 PL191608 B1 PL 191608B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- sludge
- weight
- total weight
- silica
- starch
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 89
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 149
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 98
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 92
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 91
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 87
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 80
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 24
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 122
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 15
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 10
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 235000019759 Maize starch Nutrition 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims description 4
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 3
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 54
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 11
- AALXZHPCKJILAZ-UHFFFAOYSA-N (4-propan-2-ylphenyl)methyl 2-hydroxybenzoate Chemical compound C1=CC(C(C)C)=CC=C1COC(=O)C1=CC=CC=C1O AALXZHPCKJILAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 9
- 244000144992 flock Species 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 cationic amine Chemical class 0.000 description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 4
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 4
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Chemical compound CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N aluminum;silicic acid;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052850 kyanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010443 kyanite Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/636—Polysaccharides or derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
1. Sposób formowania wlóknistego szlamu ceramicznego w uksztaltowane produkty, zna- mienny tym, ze formuje sie wodny szlam zawierajacy wlókno ceramiczne, skrobie kationowa i zol krzemionkowy, przy czym szlam zawiera substancje stale od 0,5% do 3% wag. w przelicze- niu na calkowita mase szlamu, 0,5% do 2% wag. wlókien ceramicznych w przeliczeniu na calko- wita mase szlamu, 0,01% do 0,7% wag. krzemionki w przeliczeniu na calkowita mase szlamu, 0,005% do 0,2% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na calkowita mase szlamu, pozostalosc stanowi woda, a zol krzemionkowy zawiera, w przeliczeniu na calkowita mase zolu, 50% wag. krzemionki o rozmiarach czastek w zakresie od 7 nm do 200 nm i polu powierzchni wlasciwej 100 m 2 /gm do 10 m 2 /gm, pozostalosc stanowi woda oraz przeprowadza sie szlam pod zmniej- szonym cisnieniem przez porowate sito, osadzajac skladniki stale szlamu na sicie z wytworze- niem uksztaltowanych produktów. PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania włóknistego szlamu ceramicznego w ukształtowane produkty, wodny szlam ceramiczny oraz suszony produkt ceramiczny.
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3224 927 przedstawia zastosowanie skrobi kationowej do wytrącania krzemianowych substancji wiążących na włóknach ogniotrwałych w celu formowania mat i papierów ogniotrwałych. Pomimo tego, że treść tego patentu jest użyteczna do wytwarzania ukształtowanych produktów z włókien ceramicznych, ilość krzemianowej substancji wiążącej, którą można flokować na ceramicznych włóknach, ograniczona jest pojemnością flokowania kationowej skrobi; konkretnie do około 1,5 jednostki krzemianu na jednostkę skrobi.
Ponadto, ilość użytej skrobi nie może przekroczyć około 8%. W innym przypadku czasy formowania są długie i kształt przywiera do formy. Dlatego zawartość substancji wiążącej i preparaty ograniczone są do poziomów, które w rezultacie wytwarzają jedynie średnio wytrzymałe kawałki, tzn. moduł wytrzymałości na zginanie wynosi 0,55 MPa -0,83 MPa. Dlatego istnieje potrzeba opracowania ulepszonych sposobów formowania ukształtowanych produktów z włókien ceramicznych.
Sposób formowania włóknistego szlamu ceramicznego w ukształtowane produkty, według wynalazku charakteryzuje się tym, że formuje się wodny szlam zawierający włókno ceramiczne, skrobię kationową i zol krzemionkowy, przy czym szlam zawiera substancje stałe od 0,5% do 3% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,5% do 2% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,7% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,005% do 0,2% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda, a zol krzemionkowy zawiera, w przeliczeniu na całkowitą masę zolu, 50% wag. krzemionki o rozmiarach cząstek w zakresie od 7 nm do 200 nm i polu powierzchni właściwej 100 m2/gm do 10 m2/gm, pozostałość stanowi woda oraz przeprowadza się szlam pod zmniejszonym ciśnieniem przez porowate sito, osadzając składniki stałe szlamu na sicie z wytworzeniem ukształtowanych produktów.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku stosuje się zol o pH 8 do 10 oraz o miareczkowalnej zawartości Na2O 0,02% do 0,35%.
Stosuje się szlam o stosunku krzemionki do skrobi kationowej w zakresie 1:1 do 5:1.
Korzystnie, jako szlam stosuje się modyfikowany szlam zawierający wypełniacz.
Stosuje się modyfikowany szlam zawierający 0,5% do 3% wag. składników stałych w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, włókno ceramiczne w ilości 0,5% do 2% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, krzemionkę w ilości 0,01% do 0,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, skrobię kationową w ilości 0,005% do 0,2% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, pozostałość stanowi woda.
Jako skrobię kationową stosuje się wstępnie żelatynowaną kukurydzianą skrobię kationową o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,3% N2 i pH 4 do 8.
Stosuje się skrobię kationową o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,22% N2.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku jako włókno ceramiczne stosuje się włókno glinokrzemianowe.
Stosuje się szlam, zawierający substancje stałe w ilości od 0,7% do 1% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,02% do 0,21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda oraz zol krzemionkowy zawierający, w przeliczeniu na całkowitą masę zolu, 50% wag. krzemionki o rozmiarach cząstek w zakresie od 10 nm do 180 nm i polu powierzchni właściwej 60 m2/gm do 27 m2/gm, pozostałość stanowi woda oraz stosuje się podciśnienie 20 cali Hg (508 mmHg) do 29 cali Hg (737 mm Hg).
Stosuje się szlam o stosunku krzemionki do skrobi kationowej 2:1 do 3:1.
Stosuje się modyfikowany szlam, zawierający substancje stałe w ilości od 0,07% do 1,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,02% do 0,21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, pozostałość stanowi woda.
Jako kationową skrobię stosuje się wstępnie żelatynowaną kationową skrobię kukurydzianą o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,22% N2.
Wodny szlam ceramiczny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera włókna ceramiczne, skrobię kationową i koloidalną krzemionkę, przy czym zawiera substancje stałe w ilości od
PL 191 608 B1
0,5% do 3% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,5% do 2% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,7% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,005% do 0,2% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda oraz zol krzemionkowy zawierający, w przeliczeniu na całkowitą masę zolu,
50% wag. krzemionki o rozmiarach cząstek w zakresie od 7 nm do 200 nm i polu powierzchni właści22 wej 100 m2/gm do 10 m2/gm, pozostałość stanowi woda. pH zolu wynosi 8,0 do 10,0, a miareczkowalna zawartość Na2O wynosi 0,02 do 0,35%.
Szlam jest szlamem modyfikowanym, zawierającym wypełniacz ceramiczny.
W szlamie stosunek krzemionki do skrobi wynosi 1:1 do 5:1.
Włókna ceramiczne wybiera się z grupy obejmującej tlenek glinu, krzemionkę, szkło, wełnę mineralną i włókna glinokrzemianowe.
Skrobię kationową stanowi wstępnie żelatynowana kationowa skrobia kukurydziana o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,3% N2 i pH 4 do 8.
Korzystnie, szlam według wynalazku zawiera substancje stałe w ilości od 0,7% do 1% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,02% do 0,21% wagowego krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu oraz zol krzemionkowy o rozmiarach cząstek w zakresie od 10 nm do 180 nm i polu powierzchni właściwej 60 m2/gm do 27 m2/gm.
Modyfikowany szlam zawiera substancje stałe w ilości od 0,07% do 1,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,02% do 0,21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda.
Kationową skrobię stanowi wstępnie żelatynowana kationowa skrobia kukurydziana o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,22% N2.
Suszony produkt ceramiczny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera włókno ceramiczne w ilości 62% do 96% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę suszonego produktu ceramicznego, 2% do 30% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, 1% do 8% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, krzemionkę o rozmiarach cząstek od 7 nm do 200 nm i polu powierzchni właściwej 100 m2/gm do 10 m2/gm.
Korzystnie, moduł wytrzymałości produktu na zginanie wynosi 0,689 MPa (100 PSI) do 3,45 MPa (500 PSI), gęstość wynosi 224,23 kg/m3 (14Ib/ft3) do 400,46 kg/m3 (25Ib/ft3), a twardość w skali Shora 60 do 80.
W suszonym produkcie ceramicznym według wynalazku, stosunek wagowy włókno ceramiczne:krzemionka:skrobia wynosi 100:15:5, a moduł wytrzymałości na zginanie 1,72 MPa (250 PSI).
Suszony produkt ceramiczny według wynalazku zawiera włókno ceramiczne w ilości około 72% do 94% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę produktu ceramicznego, 4% do 21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, 2% do 7% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, krzemionkę o rozmiarach cząstek od 10 nm do 180 nm i polu powierzchni właściwej 60 m2/g do 27 m2/gm.
2
W sposobie według wynalazku, zol krzemionkowy ma pole powierzchni właściwej 60 m2/g do 27 m2/gm.
2
W produkcie według wynalazku, zol krzemionkowy ma pole powierzchni właściwej 60 m2/g do 27 m2/gm.
2
Produkt zawiera 21% do 30% krzemionki mającej pole powierzchni właściwej 60 m2/g do 27 2 m2/gm.
Według wynalazku formuje się próżniowo z uzyskaniem ukształtowanych produktów szlam wodny, zawierający włókno ceramiczne, zol krzemionkowy o dużych rozmiarach cząstek i szerokim zakresie rozkładu rozmiarów cząstek i skrobię.
Wodny szlam włókna ceramicznego, skrobi i zolu krzemionkowego ma zawartość składników stałych 0,5% do 3% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, korzystnie 0,7% do 1% wag. składników stałych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,5% do 2% wag. włókna ceramicznego w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, korzystnie 0,7% wag. włókna ceramicznego w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,7% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, korzystnie 0,02% do 0,21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,005% do
PL 191 608 B1
0,2% wag. kationowej skrobi w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, korzystnie 0,01% do 0,07% wag. kationowej skrobi w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda.
Ewentualnie w wodnym szlamie włókna ceramicznego, zolu krzemionkowego i skrobi, zawarte być mogą materiały wypełniające, jak wypełniacze ceramiczne i wypełniacze organiczne, korzystnie wypełniacze ceramiczne, celem modyfikacji szlamu, który również może być formowany próżniowo. Wypełniacz może być w ilości do 1% wag., w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu. Zmodyfikowany szlam włókna ceramicznego, zolu krzemionkowego skrobi i wypełniacza ceramicznego ma zawartość składników stałych 0,5% do 3% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, korzystnie 0,7% do 1,7% wag. składników stałych w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu. Zawartość włókna ceramicznego w zmodyfikowanym szlamie wynosi 0,5% do 2% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, korzystnie 0,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, zawartość krzemionki wynosi 0,01% do 0,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, korzystnie 0,02% do 0,21% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, zawartość kationowej skrobi wynosi 0,005% do 0,2% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, korzystnie 0,01% do 0,07% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, pozostałość stanowi woda.
Korzystnie, wypełniaczem jest wypełniacz ceramiczny, obecny w ilości do 1,0% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu.
Korzystnymi zolami krzemionkowymi według wynalazku, stosowanymi w wodnych szlamach, które formuje się próżniowo w suche produkty ceramiczne, są wodne zawiesiny koloidalne rozproszonych cząstek amorficznego dwutlenku krzemu w lekko alkalicznej wodzie, które zawierają 50% wag.
krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę zolu, pozostałość stanowi woda. Zole te są dostępne ™ pod nazwą Megasol™ z Wesbond Corporation, Wilmington, DE. Stosować można zole przy pH 8,0 do 10,0, korzystnie przy pH 9,0 do 9,5. Stosować można zole w zakresie rozmiarów cząstek od 7 nm do 200 nm, korzystnie w zakresie rozmiarów cząstek 8 nm do 190 nm, najkorzystniej w zakresie rozmiarów cząstek 10 nm do 180 nm. Stosować można zole o powierzchni właściwej zmieniającej się w za2 2 2 2 2 2 kresie 100 m2/g do 10 m2/g, korzystnie 80 m2/g do 20 m2/g, najkorzystniej 60 m2/g do 27 m2/g. Stosować można zole o miareczkowanej zawartości Na2O 0,02% do 0,35%, korzystnie 0,1% do 0,25%, najkorzystniej 0,20% do 0,22%.
™
Zole krzemionkowe, takie jak Megasol™, które stosować można według wynalazku, mają większy zakres rozmiarów cząstek i mniejszą powierzchnię właściwą niż koloidalne zole krzemionkowe stosowane dotychczas. Charakterystyki te korzystnie umożliwiają stosowanie znacznie mniejszych ilości kationowej skrobi do flokowania krzemionki na włókna ceramiczne i flokowanie znacznie większych ilości krzemionki na włókna ceramiczne. Umożliwia to wytwarzanie suchych produktów ceramicznych, takich jak ceramiczne płyty włókniste, które mają znacznie mniejszą zawartość substancji organicznych i większą wytrzymałość oraz wytwarzanie produktów, które spiekają się wolniej, przez co mniej kurczą się w podwyższonych temperaturach stosowania.
Kationowymi skrobiami, które stosować można według wynalazku w wodnych szlamach formowanych próżniowo są korzystnie wstępnie żelatynowane kationowe skrobie kukurydziane, które poddano traktowaniu kationową aminą, gotowano i przetworzono na płatki. Tego typu skrobie kationowe dostępne są pod nazwą handlową WESTAR+ z Wesbond Corporation, Wilmington, DE. Skrobie te mają ładunek kationowy 0,18% N2 do 0,22% N2 i pH 4 do 8. Skrobie o większym ładunku kationowym (0,30% N), takie jak skrobia kukurydziana WESTAR+3 z Wesbond Corp., mogą również być stosowane. Inne skrobie, które stosować można w kompozycjach i procesie tutaj ujawnionym obejmują, lecz nie są ograniczone do skrobi ziemniaczanej SOLVATOSE, skrobi ziemniaczanej EMPRESOL oraz skrobi ziemniaczanej STA-LOK. Skrobia ziemniaczana SOLVATOSE, dostępna z American Key Products, Inc. Kearney, NJ, jest wstępnie żelatynowaną kationową skrobią ziemniaczaną, którą traktowano kationową aminą, gotowano i przetworzono na płatki. Skrobia ta ma ładunek kationowy około 0,30% N2, zmierzony na podstawie zawartości azotu.
Skrobia ziemniaczana EMPRESOL, dostępna z American Key Products, Inc. Kearney, NJ, jest wstępnie żelatynowaną kationową skrobią ziemniaczaną, którą traktowano kationową aminą, gotowano i przetworzono na płatki. Skrobia ta ma ładunek kationowy około 0,30% N2, zmierzony na podstawie zawartości azotu. Skrobia ziemniaczana STA-LOK, dostępna ze Stanley Industrial Products, Decatur, IL jest wstępnie żelatynowaną kationową skrobią ziemniaczaną, którą traktowano kationową aminą, gotowano i przetworzono na płatki. Skrobia ta ma ładunek kationowy około 0,30% N2, zmierzony na podstawie zawartości azotu.
PL 191 608 B1
Włókna ceramiczne, które stosować można w szlamach formowanych próżniowo według wynalazku obejmują, ale nie są do nich ograniczone, włókna glinokrżernianowe, takie jak włókna „Fiberfrax” Regular, włókna „Fiberfrax” 6000 z Unifrax Corporation, Niagara Falls, NY, włókna „Fiberfrax” Spun z Unifrax Corporation oraz „Kaowool” Ceramic Fibers z Thermal Ceramics, Augusta, GA.
Korzystnie, włóknami ceramicznymi są dowolne z włókien „Fiberfrax” 6000, „Fiberfrax” Spun Fibers oraz włókna „Fiberfrax” Regular. Stosować można włókna ceramiczne o średnicy około 2-3 mikronów i długości około 10,16 cm.
Włókna „Fiberfrax” Regular zawierają około 47-53% aluminy, 48-53% krzemionki, około 0,1% Fe2O3, około 0,1% TiO2, około 0,1-1,3% Na2O i około 0,5% śladowych zanieczyszczeń.
Włókna „Fiberfrax” 6000 i włókna „Fiberfrax” Spun zawierają zwyczajowo 45-51% aluminy, 46-52% krzemionki, około 0,8-1,1% Fe2O3, około 1,0-1,8% TiO2, około 0,1-0,2% Na2O i około 1,0% zanieczyszczeń śladowych.
Inne włókna ceramiczne, które mogą być stosowane, obejmują, ale nie są do nich ograniczone, włókno glinianowe, włókna krzemianowe, jak te sprzedawane pod nazwą handlową „Maxsil” firmy McAllister Mills, Inependence, VA, włókna szklane, jak „Insufrax” z Unifrax Corporation, Niagara Falls, NY, wełny mineralne i inne włókna przeznaczone do stosowania w wysokich temperaturach; tj. powyżej 760°C, również mogą być stosowane jako włókna ceramiczne według wynalazku. Opcjonalnie wraz z włóknami ceramicznymi stosować można włókna organiczne. Przykładami włókien organicznych, które mogą być stosowane, są m.in., ale nie są do nich ograniczone, włókna celulozowe, włókna aryloamidowe i włókna polietylenowe.
Według wynalazku tworzy się wodną mieszaninę włókno ceramiczne - woda przez dodanie do wody włókien ceramicznych, ewentualnie z włóknami organicznymi jak te, wymienione powyżej. Dodać również można ewentualnie wypełniacze, jak wypełniacze ceramiczne i organiczne. Przykłady wypełniaczy ceramicznych obejmują, ale nie są do nich ograniczone, tlenki, jak tlenek glinu, glinokrzemiany jak Mullite i glinki, jak Kyanite. Przykłady wypełniaczy organicznych obejmują, ale nie są do nich ograniczone, celulozę i polietylen. Stosować można wypełniacze w postaci włókien, pulpy lub proszku.
Mieszanina włókno-woda, ewentualnie zawierająca wypełniacz jest następnie poddana niezbyt intensywnemu mieszaniu mieszadłem śmigłowym w celu rozproszenia włókien i zapewnienia tworzenia się jednorodnych kłaczków zawiesiny. Następnie dodaje się kationową skrobię przy dalszym niezbyt intensywnym mieszaniu przez około 5-10 minut, w celu uwodnienia skrobi.
Otrzymana kompozycja włókno-skrobia-woda ma pH 4-8 i całkowitą zawartość substancji stałych 0,5% do 3% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji włókno-skrobia-woda, korzystnie 0,7 do 0,8% całkowitej zawartości substancji stałych w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji włókno-skrobia-woda, 0,5% do 2,7% wag. włókna ceramicznego w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji włókno-skrobia-woda, korzystnie 0,7% wag. włókna ceramicznego w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji włókno-skrobia-woda, 0,005% do 0,3% wag. skrobi w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji włókno-skrobia-woda, korzystnie 0,01% do 0,07% wag. skrobi w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji włókno-skrobia-woda, pozostałość stanowi woda.
Po wytworzeniu opisanej powyżej kompozycji włókno-skrobia-woda, dodaje się wystarczającą ilość silikazolu Megasol do uzyskania około 4-30% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę włókna w kompozycji włókno-skrobia-woda. Megasol dodaje się do kompozycji włókno-skrobia-woda podczas niezbyt intensywnego mieszania w celu sflokowania włókien w trójwymiarowe kłaczki. Ilość ™ dodawanego silikazolu Megasol™ kontroluje się celem uzyskania stosunku krzemionki do skrobi od około 1:1 do około 5:1, korzystnie około 2:1 do około 4:1, najkorzystniej około 2:1 do około 3:1.
Otrzymany wodny szlam włókno ceramiczne-skrobia-krzemionka zawiera trójwymiarowe kłaczki i może być formowany próżniowo na formie z sitem, z uzyskaniem ukształtowanej formy wstępnej. W procesie formowania próżniowego stosuje się typowo podciśnienia 508 mm Hg (20 cali Hg) do 737 mm Hg (29 cali Hg). Formowanie próżniowe szlamów stosować można do wytworzenia produktów o dowolnej pożądanej grubości i kształcie. Typowo szlamy wodne są formowane próżniowo celem uzyskania form wstępnych o grubości około 2,54 cm (1 cal) do około 10,16 cm (4 cali).
Po wytworzeniu formowanych próżniowo kształtów, formy wstępne wyjmuje się z formy i suszy. Zwyczajowo prowadzi się suszenie w temperaturze 121°C (250°F) przez 3-4 godzin z wytworzeniem produktu suchego. Stosować można inne warunki suszenia, w zależności od kompozycji i grubości formy wstępnej. Następnie wysuszony produkt może być ewentualnie wypalany w podwyższonej tem6
PL 191 608 B1 peraturze, jak około 982,2°C (1800°F) przez około jedną godzinę. Stosować można inne temperatury i warunki wypalania w zależności od kompozycji i grubości wysuszonego produktu.
Wysuszone produkty wytworzone sposobem tu opisanym zawierają typowo włókno ceramiczne w ilości 62% do 96% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę suchego produktu, korzystnie 72% do 94% wag. włókna ceramicznego w przeliczeniu na całkowitą masę suchego produktu, 2% do 30% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, korzystnie 4% do 21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę produktu i 1% do 8% wag. kationowej skrobi w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, korzystnie 2% do 7% wag. kationowej skrobi w przeliczeniu na całkowitą masę produktu.
Suche produkty wytworzone w procesie tu opisanym odznaczają się typowo wytrzymałością na zrywanie („MOR” moduł wytrzymałości na zginanie) 6,9 x 105 Pa (100 PSI) do 34,5 x 105Pa (500 PSI), mają gęstość 224,23 kg/m3 (14Jb/ft3) do około 400,46 kg/m3 (25Jb/ft3) i twardość w skali Shora 60 do 80.
Zastosowanie w wynalazku kompozycji zoli krzemionkowych tu ujawnionych, które odznaczają się szerokim zakresem rozmiarów cząstek krzemionki i niewielkim polem powierzchni korzystnie umożliwia zwiększenie zawartości krzemionkowego środka wiążącego 200% do 300% w porównaniu z zolami uprzednio stosowanymi, przez co uzyskuje się produkty, które tak po wysuszeniu, jak i wypalaniu ponad dwukrotnie bardziej wytrzymałe niż można to było uzyskać stosując poprzednie zole o mniejszych cząstkach i węższym zakresie rozmiarów cząstek. Suszone produkty wytworzone wprocesie tu opisanym mają zwiększoną wytrzymałość, co powoduje zwiększenie trwałości produktów.
Produkty suszone mogą ewentualnie być wypalane w wyższych temperaturach, jak 982°C (1800°F) przez około jedną godzinę. Wypalanie suszonych produktów daje produkty ceramiczne ozawartości włókna ceramicznego w ilości 67% do 98% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę wypalonego produktu, korzystnie 77% do 98% wag. włókna ceramicznego w przeliczeniu na całkowitą masę wypalonego produktu i 2% do 33% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę wypalonego produktu, korzystnie 4% do 23% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę wypalonego produktu. Wypalone produkty z reguły mają wysoki moduł wytrzymałości na zginanie („MOR”) od około 4x 105 Pa (60 PSI) do około 13,4 x 105 Pa (200 PSI) i liniową kurczliwość wypalania 1% do 1,2%. Wypalane produkty wytworzone w procesie według wynalazku odznaczają się większą wytrzymałością, co przekłada się na zwiększoną trwałość produktów końcowych.
Wynalazek ilustrują, jednak nie ograniczają, poniższe przykłady. Wszystkie części i procenty inaczej wyrażone są jako wagowe w przeliczeniu na masę włókna (o ile nie stwierdzono inaczej). Dane modułu wytrzymałości na zginanie uzyskuje się przez złamanie płytek testowych o wymiarach 7,62 cm szerokości na 8,9 cm długości na 0,76-1,27 cm grubości, wyciętych z produktów formowanych próżniowo. Przy rozstawieniu podpór 5,08 cm, płytki testowe obciąża się centralnie aż do złamania. Wartości modułu wytrzymałości na zginanie oblicza się ze wzoru:
R = (3WI) / (2bd2), gdzie:
R - moduł wytrzymałości na zginanie w kPa W - obciążenie w kg, przy którym próbka łamie się I - rozstaw w cm między liniami centrującymi podpór b - szerokość próbki w cm d - grubość próbki w cm Przykład 1
Przygotowuje się rozcieńczony szlam, zawierający 80 gramów włókna glinokrzemianowego „Fiberfrax” w 11,35 l wody. Do tego szlamu dodaje się 4 g suchego Westar + Cationic Corn Flaked Starch (5% wag. włókna) i miesza przez 5 minut do uwodnienia skrobi. Następnie dodaje się 24 gramy Me™ gasol™ (50% substancji stałych) w celu sflokowania wspólnego skrobi i włókien w trójwymiarowe kłaczki, które następnie formuje się próżniowo w formie o wymiarach 16,51 cm x 16,51 cm x 2,54 cm z sitem. Kształtkę wyjmuje się z formy i suszy w 121°C aż do dokładnego wysuszenia (3 do 4 godzin). Poniżej podane są wytrzymałość, gęstość i kurczliwość takiego kompozytowego produktu.
Stosunek wagowy włókno:krzemionka:skrobia - 100:15:5
Krzemionka:skrobia -3:1 3
Gęstość, wysuszony -240 kg/m3
PL 191 608 B1
Moduł wytrzymałości na zginanie (MOR), wysuszony - 1,47x 106 Pa
Moduł wytrzymałości na zginanie (wypalany 1 godzinę) w 982°C - 0,602 x 106 Pa
Kurczliwość po wypalaniu - 1,0%
Pr zy kł a dy 2-6
W przykładach 2-6 powtarza się przykład 1, przy użyciu stosunków krzemionki do skrobi od 1:1 do 4:1, tak dla Megasolu, jak i dla zwykle stosowanego zolu - Ludox HS40 z DuPont Corp. Ludox
HS40 ma następujące właściwości:
Krzemionka jako ciało stałe, wagowo - 40%
Pole powierzchni m2/g - 230
Rozmiar cząstek, nm - 12, średnio
Na2O, % wag. - 0,41 pH - 9,7
| Wysuszony MOR | Wypalony MOR** | |||||
| Prz. | Stos. wagowy* | Krzemionka:Skrobia | Megasol™ | Ludox HS | Megasol™ | Ludox HS |
| 2 | 100:5:5 | 1:1 | 160 | 117 | 57 | 50 |
| 3 | 100:10:5 | 2:1 | 195 | 88 | 79 | 48 |
| 4 | 100:15:5 | 3:1 | 214 | 70 | 90 | 37 |
| 5 | 100:20:5 | 4:1 | 222 | 68 | 98 | 66 |
| 6 | 100:7,5:2,5 | 3:1 | 117 | 57 | 66 | 27 |
* stosunek włókno:krzemionka:skrobia ** 1 godzina w 850°C Pr zy kł a d 7
Przygotowuje się rozcieńczony szlam, zawierający 80 gramów włókna glinokrzemianowego „Fiberfrax 6000” w 11,35 l wody. Do tego szlamu dodaje się 4 g suchego WestaR + Cationic Corn Flaked
Starch (5% wag. włókna) i miesza przez 5 minut do uwodnienia skrobi. Następnie dodaje się 24 gramy ™
Megasol™ (50% substancji stałych) w celu sflokowania razem skrobi i włókien w trójwymiarowe kłaczki, które następnie formuje się próżniowo w formie o wymiarach 16,51 cm x 16,51 cm x 2,54 cm zsitem. Kształtkę wyjmuje się z formy i suszy w 120°C aż do dokładnego wysuszenia (3 do 4 godzin). Poniżej podane są wytrzymałość, gęstość i kurczliwość takiego kompozytowego produktu.
Stosunek wagowy włókno:krzemionka:skrobia - 100:15:5
Krzemionka:skrobia - 3:1 3
Gęstość, wysuszony - 243,5 kg/m3
Moduł wytrzymałości na zginanie (MOR), wysuszony - 1,71 x 106 Pa
Moduł wytrzymałości na zginanie (wypalany 1 godzinę) w 982°C - 0,79x 106 Pa
Kurczliwość po wypalaniu - 1,2%
Pr zy kł a d 8
Przygotowuje się rozcieńczony szlam, zawierający 80 gramów włókna glinokrzemianowego „Fiberfrax” Regular w 11,35 l wody. Do tego szlamu dodaje się 4 g suchego WestaR + Cationic Corn
Flaked Starch (5% wag. włókna) i miesza przez 5 minut do uwodnienia skrobi. Następnie dodaje się ™ gramy Megasol™ (50% substancji stałych) w celu sflokowania razem skrobi i włókien w trójwymiarowe kłaczki, które następnie formuje się próżniowo w formie o wymiarach 16,51 cm x 16,51 cm x 2,54 cm z sitem. Kształtkę wyjmuje się z formy i suszy w 120°C aż do dokładnego wysuszenia (3 do 4 godzin). Poniżej podane są wytrzymałość, gęstość i kurczliwość takiego kompozytowego produktu.
Stosunek wagowy włókno:krzemionka:skrobia - 100:15:5
Krzemionka:skrobia - 3:1 3
Gęstość, wysuszony - 269 kg/m3
Moduł wytrzymałości na zginanie (MOR), wysuszony - 1,71x 106 Pa
Moduł wytrzymałości na zginanie (wypalany 1 godzinę) 982°C - 0,89x 106 Pa
Kurczliwość po wypalaniu - 1,2%
PL 191 608 B1
Przykład 9
Przygotowuje się rozcieńczony szlam, zawierający 80 gramów włókna glinokrzemianowego „Fiberfrax” Regular w 25 11,35 l wody. Do tego szlamu dodaje się 8 g suchego Westar +3 Cationic Corn
Flaked Starch (10% wag. włókna) i miesza przez 5 minut do uwodnienia skrobi. Następnie dodaje się ™ g Megasol™ (50% substancji stałych) w celu sflokowania razem skrobi i włókien w trójwymiarowe kłaczki, które następnie formuje się próżniowo w formie o wymiarach 16,51 cm x 6,51 cm x 2,54 cm z sitem. Kształtkę wyjmuje się z formy i suszy w 120°C aż do dokładnego wysuszenia (3 do 4 godzin). Poniżej podane są wytrzymałość, gęstość i kurczliwość takiego kompozytowego produktu.
Stosunek wagowy włókno:krzemionka:skrobia - 100:30:10
Krzemionka:skrobia -3:1 3
Gęstość, wysuszony -389 kg/m3
Moduł wytrzymałości na zginanie (MOR), wysuszony - 3,93 x 106 Pa
Moduł wytrzymałości na zginanie (wypalany 1 godzinę) 982°C - 1,33 x 106 Pa
Kurczliwość po wypalaniu -1,2%
Claims (28)
1. Sposób formowania włóknistego szlamu ceramicznego w ukształtowane produkty, znamienny tym, że formuje się wodny szlam zawierający włókno ceramiczne, skrobię kationową i zol krzemionkowy, przy czym szlam zawiera substancje stałe od 0,5% do 3% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,5% do 2% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,7% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,005% do 0,2% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda, a zol krzemionkowy zawiera, w przeliczeniu na całkowitą masę zolu, 50% wag. krzemionki o rozmiarach cząstek w zakresie od 7 nm do 200 nm i polu powierzchni właściwej 100 m2/gm do 10 m2/gm, pozostałość stanowi woda oraz przeprowadza się szlam pod zmniejszonym ciśnieniem przez porowate sito, osadzając składniki stałe szlamu na sicie z wytworzeniem ukształtowanych produktów.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się zol o pH 8 do 10 oraz o miareczkowalnej zawartości Na2O 0,02% do 0,35%.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się szlam o stosunku krzemionki do skrobi kationowej w zakresie 1:1 do 5:1.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako szlam stosuje się modyfikowany szlam zawierający wypełniacz.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się modyfikowany szlam zawierający 0,5% do 3% wag. składników stałych w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, włókno ceramiczne w ilości 0,5% do 2% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, krzemionkę w ilości 0,01% do 0,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, skrobię kationową w ilości 0,005% do 0,2% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę zmodyfikowanego szlamu, pozostałość stanowi woda.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako skrobię kationową stosuje się wstępnie żelatynowaną kukurydzianą skrobię kationową o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,3% N2 i pH 4 do 8.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się skrobię kationową o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,22% N2.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako włókno ceramiczne stosuje się włókno glinokrzemianowe.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się szlam, zawierający substancje stałe w ilości od 0,7% do 1% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,02% do 0,21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda oraz zol krzemionkowy zawierający, w przeliczeniu na całkowitą masę zolu, 50% wag. krzemionki o rozmiarach cząstek w zakresie od 10 nm do 180 nm i polu powierzchni właściwej 60 m2/gm do 27 m2/gm, pozostałość stanowi woda oraz stosuje się podciśnienie 20 cali Hg (508 mmHg) do 29 cali Hg (737 mm Hg).
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się szlam o stosunku krzemionki do skrobi kationowej 2:1 do 3:1.
PL 191 608 B1
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się modyfikowany szlam, zawierający substancje stałe w ilości od 0,07% do 1,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,02% do 0,21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, pozostałość stanowi woda.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że jako kationową skrobię stosuje się wstępnie żelatynowaną kationową skrobię kukurydzianą o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,22% N2.
13. Wodny szlam ceramiczny, znamienny tym, że zawiera włókna ceramiczne, skrobię kationową i koloidalną krzemionkę, przy czym szlam zawiera substancje stałe w ilości od 0,5% do 3% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,5% do 2% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,7% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,005% do 0,2% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda oraz zol krzemionkowy zawierający, w przeliczeniu na całkowitą masę zolu, 50% wag. krzemionki o rozmiarach cząstek w zakresie od 7 nm do 200 nm i polu powierzchni właściwej 100 m2/gm do 10 m2/gm, pozostałość stanowi woda.
14. Szlam według zastrz. 13, znamienny tym, że pH zolu wynosi 8,0 do 10,0, a miareczkowalna zawartość Na2O wynosi 0,02 do 0,35%.
15. Szlam według zastrz. 13, znamienny tym, że szlam jest szlamem modyfikowanym, zawierającym wypełniacz ceramiczny.
16. Szlam według zastrz. 13, znamienny tym, że w szlamie stosunek krzemionki do skrobi wynosi w zakresie 1:1 do 5:1.
17. Szlam według zastrz. 13, znamienny tym, że włókna ceramiczne wybiera się z grupy obejmującej tlenek glinu, krzemionkę, szkło, wełnę mineralną i włókna glinokrzemianowe.
18. Szlam według zastrz. 16, znamienny tym, że skrobię kationową stanowi wstępnie żelatynowana kationowa skrobia kukurydziana o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,3% N2 i pH 4 do 8.
19. Szlam według zastrz. 13, znamienny tym, że zawiera substancje stałe w ilości od 0,7% do 1% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,02% do 0,21% wagowego krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu oraz zol krzemionkowy o rozmiarach cząstek w zakresie od 10 nm do 180 nm i polu powierzchni właściwej 60 m2/gm do 27 m2/gm.
20. Szlam według zastrz. 15, znamienny tym, że modyfikowany szlam zawiera substancje stałe w ilości od 0,07% do 1,7% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,7% wag. włókien ceramicznych w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,02% do 0,21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę modyfikowanego szlamu, 0,01% do 0,07% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę szlamu, pozostałość stanowi woda.
21. Szlam według zastrz. 20, znamienny tym, że kationową skrobię stanowi wstępnie żelatynowana kationowa skrobia kukurydziana o ładunku kationowym 0,18% N2 do 0,22% N2.
22. Suszony produkt ceramiczny, znamienny tym, że zawiera włókno ceramiczne w ilości 62% do 96% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę suszonego produktu ceramicznego, 2% do 30% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, 1% do 8% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, krzemionkę o rozmiarach cząstek od 7 nm do 200 nm i polu powierzchni właściwej 100 m2/g do 10 m2/gm.
23. Suszony produkt ceramiczny według zastrz. 22, znamienny tym, że moduł wytrzymałości produktu na zginanie wynosi 0,689 MPa (100 PSI) do 3,45 MPa (500 PSI), gęstość wynosi 224,23 kg/m3 (14Ib/ft3) do 400,46 kg/m3 (25Ib/ft3), a twardość w skali Shora 60 do 80.
24. Suszony produkt ceramiczny według zastrz. 22, znamienny tym, że stosunek wagowy włókno ceramiczne:krzemionka:skrobia wynosi 100:15:5, a moduł wytrzymałości na zginanie 1,72 MPa (250 PSI).
25. Suszony produkt ceramiczny według zastrz. 22, znamienny tym, że zawiera włókno ceramiczne w ilości około 72% do 94% wag. w przeliczeniu na całkowitą masę produktu ceramicznego, 4% do 21% wag. krzemionki w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, 2% do 7% wag. skrobi kationowej w przeliczeniu na całkowitą masę produktu, krzemionkę o rozmiarach cząstek od 10 nm 22 do 180 nm i polu powierzchni właściwej 60 m2/g do 27 m2/gm.
26. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że zol krzemionkowy ma pole powierzchni właściwej 60 m2/g do 27 m2/gm.
PL 191 608 B1
27. Produkt według zastrz. 25 znamienny tym, że zol krzemionkowy ma pole powierzchni właściwej 60 m2/g do27 m2/gm.
28.Produkt według zastrz.22, znamienny tym, że produkt zawiera 21% do 30% krzemionki mającej pole powierzchni właściwej 60 m2/g do 27 m2/gm.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6009797P | 1997-09-26 | 1997-09-26 | |
| US08/971,339 US5945049A (en) | 1997-09-26 | 1997-11-17 | Bonding of ceramic fibers |
| PCT/US1998/020134 WO1999015322A1 (en) | 1997-09-26 | 1998-09-25 | Improved bonding of ceramic fibers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL339454A1 PL339454A1 (en) | 2000-12-18 |
| PL191608B1 true PL191608B1 (pl) | 2006-06-30 |
Family
ID=26739556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL339454A PL191608B1 (pl) | 1997-09-26 | 1998-09-25 | Sposób formowania włóknistego szlamu ceramicznego w ukształtowane produkty, wodny szlam ceramiczny oraz suszony produkt ceramiczny |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5945049A (pl) |
| EP (1) | EP1044088A4 (pl) |
| JP (1) | JP2003521391A (pl) |
| AU (1) | AU745132B2 (pl) |
| CA (1) | CA2302207C (pl) |
| CZ (1) | CZ20001074A3 (pl) |
| HU (1) | HU224058B1 (pl) |
| NZ (1) | NZ503083A (pl) |
| PL (1) | PL191608B1 (pl) |
| WO (1) | WO1999015322A1 (pl) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| HU218828B (hu) * | 1992-01-17 | 2000-12-28 | The Morgan Crucible Co. Plc. | Sóoldható, szervetlen rostanyagok |
| US6451871B1 (en) * | 1998-11-25 | 2002-09-17 | Novartis Ag | Methods of modifying surface characteristics |
| GB2341607B (en) * | 1998-09-15 | 2000-07-19 | Morgan Crucible Co | Bonded fibrous materials |
| MXPA02002380A (es) | 1999-09-10 | 2002-08-20 | Morgan Crucible Company P L C | Fibras solubles en solucion salina, resistentes a alta temperatura. |
| US6868892B2 (en) * | 1999-10-01 | 2005-03-22 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Ceramic fiber core for casting |
| DE60121954T2 (de) * | 2000-06-13 | 2007-07-26 | Roquette Frères | Anwendung in der papierindustrie und anderen industrien einer stärkehaltigen zusammensetzung auf basis einer selektiven kationischen stärke |
| AT408439B (de) * | 2000-08-21 | 2001-11-26 | Tulln Zuckerforschung Gmbh | Flockungs- bzw. bindemittel für den keramischen bereich |
| US6533897B2 (en) * | 2001-04-13 | 2003-03-18 | Fmj Technologies, Llc | Thermally and structurally stable noncombustible paper |
| US6569233B2 (en) * | 2001-09-25 | 2003-05-27 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Pumpably verifiable fluid fiber compositions |
| US6790275B2 (en) | 2001-09-25 | 2004-09-14 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Pumpably verifiable fluid fiber compositions |
| GB2383793B (en) * | 2002-01-04 | 2003-11-19 | Morgan Crucible Co | Saline soluble inorganic fibres |
| US20050075026A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-07 | The Boeing Company | Rigidized ceramic fiber batting board and method of producing same |
| US7875566B2 (en) * | 2004-11-01 | 2011-01-25 | The Morgan Crucible Company Plc | Modification of alkaline earth silicate fibres |
| US8262820B2 (en) * | 2006-04-28 | 2012-09-11 | United States Gypsum Company | Method of water dispersing pregelatinized starch in making gypsum products |
| US8303159B2 (en) * | 2008-09-05 | 2012-11-06 | United States Gypsum Company | Efficient wet starch preparation system for gypsum board production |
| US9777473B2 (en) | 2008-09-09 | 2017-10-03 | Graig Cropper | Fire barrier for wall sheathing materials |
| US8062464B2 (en) | 2008-09-09 | 2011-11-22 | Graig Cropper | Use of ceramic fiber fire barriers in vehicular compartments |
| US9259600B2 (en) * | 2008-09-09 | 2016-02-16 | Graig Cropper | Method and apparatus for protecting buildings from fire |
| JP2011132629A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Isolite Insulating Products Co Ltd | セラミック繊維製防炎ペーパー及びその製造方法 |
| CN102528898B (zh) * | 2011-11-29 | 2014-06-25 | 重庆四维卫浴(集团)有限公司 | 陶瓷坯件高压注浆成型工艺 |
| JP5963704B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-08-03 | イソライト工業株式会社 | 耐火断熱材及びその製造方法 |
| JP2016160553A (ja) * | 2015-03-02 | 2016-09-05 | 鉦則 藤田 | 成形体、該成形体を含む建築資材、車両、船舶、航空機及び電化製品、並びに成形体の製造方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2806270A (en) | 1953-07-17 | 1957-09-17 | Rolls Royce | Method of making moulds for precision casting |
| US2829060A (en) | 1954-10-25 | 1958-04-01 | Rolls Royce | Mould and method of making the same |
| GB1004278A (en) | 1963-06-14 | 1965-09-15 | Monsanto Chemicals | Production of moulds |
| US3224927A (en) * | 1963-10-04 | 1965-12-21 | Du Pont | Forming inorganic fiber material containing cationic starch and colloidal silica |
| US3396775A (en) | 1965-11-24 | 1968-08-13 | Dresser Ind | Method of making a shell mold |
| US3748157A (en) | 1970-06-25 | 1973-07-24 | Du Pont | Refractory laminate based on negative sols or silicates and basic aluminum salts |
| US3751276A (en) | 1970-06-25 | 1973-08-07 | Du Pont | Refractory laminate based on negative sol or silicate and positive sol |
| US4552804A (en) * | 1982-06-21 | 1985-11-12 | Nalco Chemical Company | Prevention of silica migration in thermal insulation with water-soluble salts of inorganic oxygen-containing acids or acidic gases |
| US5030482A (en) * | 1989-05-24 | 1991-07-09 | Swiss Aluminium Ltd. | Filter gasketing |
| FR2669624B1 (fr) * | 1990-11-28 | 1994-01-07 | Rhone Poulenc Chimie | Articles isolants a base de fibres minerales et leur procede de fabrication. |
| US5273821A (en) * | 1991-11-12 | 1993-12-28 | The Carborundum Company | High strength ceramic fiber board |
| US5271888A (en) * | 1992-02-10 | 1993-12-21 | Specialty Management Group, Inc. | Ceramic log moulding process |
| KR0153401B1 (ko) * | 1994-12-02 | 1998-11-16 | 전성원 | 복합재료용 예비성형체의 제조방법 |
-
1997
- 1997-11-17 US US08/971,339 patent/US5945049A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-09-25 HU HU0003489A patent/HU224058B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1998-09-25 CZ CZ20001074A patent/CZ20001074A3/cs unknown
- 1998-09-25 EP EP98948552A patent/EP1044088A4/en not_active Withdrawn
- 1998-09-25 PL PL339454A patent/PL191608B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1998-09-25 AU AU95100/98A patent/AU745132B2/en not_active Ceased
- 1998-09-25 JP JP2000512675A patent/JP2003521391A/ja active Pending
- 1998-09-25 NZ NZ503083A patent/NZ503083A/en unknown
- 1998-09-25 CA CA002302207A patent/CA2302207C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-25 WO PCT/US1998/020134 patent/WO1999015322A1/en active IP Right Grant
-
1999
- 1999-06-01 US US09/323,728 patent/US6214102B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1044088A1 (en) | 2000-10-18 |
| HUP0003489A3 (en) | 2002-03-28 |
| AU745132B2 (en) | 2002-03-14 |
| PL339454A1 (en) | 2000-12-18 |
| US5945049A (en) | 1999-08-31 |
| WO1999015322A1 (en) | 1999-04-01 |
| CA2302207C (en) | 2004-06-22 |
| HUP0003489A2 (hu) | 2001-02-28 |
| JP2003521391A (ja) | 2003-07-15 |
| US6214102B1 (en) | 2001-04-10 |
| AU9510098A (en) | 1999-04-12 |
| CA2302207A1 (en) | 1999-04-01 |
| CZ20001074A3 (cs) | 2001-12-12 |
| NZ503083A (en) | 2002-06-28 |
| EP1044088A4 (en) | 2004-04-28 |
| HU224058B1 (hu) | 2005-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL191608B1 (pl) | Sposób formowania włóknistego szlamu ceramicznego w ukształtowane produkty, wodny szlam ceramiczny oraz suszony produkt ceramiczny | |
| US6987076B1 (en) | Bonded fibrous materials | |
| GB2202842A (en) | Lightweight refractory | |
| US4383890A (en) | Ceramic sheet and method for producing the same | |
| AU2006307667B2 (en) | Improved filter element | |
| JP2018199879A (ja) | 無機繊維質成形体 | |
| Kumar et al. | Study on preformed and in situ spinel containing alumina castable for steel ladle: Effect of fume silica content | |
| CA1040664A (en) | Mineral wool insulation product | |
| MXPA00002953A (en) | Improved bonding of ceramic fibers | |
| US20030164583A1 (en) | Bonded fibrous materials | |
| JPH06316467A (ja) | 不燃性成形体の製造方法 | |
| JPH0459271B2 (pl) | ||
| ZA200300821B (en) | Bonded fibrous materials. | |
| JPH0518780B2 (pl) | ||
| JPS616184A (ja) | 繊維セラミツク構造体の製造方法 | |
| JPH0144675B2 (pl) | ||
| KR19980057348A (ko) | 예비성형체 조성 | |
| JPH0616464A (ja) | 珪酸カルシウム成形体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20070925 |