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Verfahren zur Herstellung eines mineralisie#rten Fasergrundstoffes
Es ist bekannt, organische Faserstoffe, die für Kunststeinmassen verwendet werden
sollen, mit verschiedenen chemischen Substanzen vorzubehandeln, um sie zu mineralisieren.
Zu diesem Zweck werden regelmäßig bindend wirkende Stoffe, wie Wasserglas, Kalkmilch,
Zementschlempe, Bitumen, Salzlösungen, Leim, Gips usw., verwendet. Dadurch ist jedoch
eine Versprödung der Fasern bedingt. Außerdem sind die mit einem Bindemittel mineralisierten
Faserstoffe jeweils nur in Verbindung mit bestimmten Bindemitteln zu verarbeiten,
lassen sich also nur zur Herstellung einer bestimmten Art von Kunststeinniassen
verwenden. Vielfach machen sich auch bei der Verarbeitung derartiger mineralisierter
Füllstoffe Treiberscheinungen und Ausblühungen an den Fertigerzeugnissen bemerkbar.
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Ferner ist es bekannt, Holzmehl, das mit Betonmassen vera rbeitet
werden soll, mit Fettkalkhydrat zu vermischen und zu verreiben, um das Arbeiten
und Quellen des Holzmehles in der feuchten Betonmasse zu verhindern. Hierdurch läßt
sich jedoch die Quell-:7-kraft des Holzmehles nicht in dem gewunschten Maße beseitigen,
so daß es trotz der Vorbehandlung in der Kunststeinmasse zu arbeiten beginnt.
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Bei einem anderen Verfahren wird Lehm und Sand gegebenenfalls unter
Zusatz von Schlacken, Schieferton und auch Sägespänen
vermahlen
und zu einer grießlichen Masse zerrieben, worauf sie mit Zement vermischt wird.
Dabei wird eine möglichst trockene Beschaffenheit des Lehmes empfohlen. Die Quellfähigkeit
wird durch dieses Verfahren nicht beseitigt, sondern der Lehrn, der eine beträchtliche
Bindefähigkeit besitzt, umkleidet die einzelnen Fasern und verhindert schon hierdurch
die Ouellung.
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Nach einem anderen Verfahren wird frisches Sägemehl mit ablöschendem
Kalk getränkt, eingestampft und mit Sand überdeckt. Nachdem die Masse hier einen
länger dauernden Gärungsprozeß durchlaufen hat, wird sie mit Zement, Gips oder hydraulischem
Kalk vermischt und dann geformt.
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Bei all'diesen vorbekannten Verfahren wird der Faserstoff mit einem
Bindemittel verrieben, das eine- allseitige Verwendung des Mischproduktes unmöglich
macht, insbesondere dann, wenn der dem Faserstoff beigemischte Bestandteil alkalisch
reagiert, wie z. B. Kalk. Eine derarti-e Masse könnte keinesfalls mit organischen
Bindemitteln, z. B. Harzen oder Lacken, verrieben werden, weil durch die alkalische
Reaktion eine Verseifung oder sonstige Umsetzung hervorgerufen würde.
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Bei einem bekannten Verfahren werden schließlich organische Faserstoffe
mit hydraulischen Bindemitteln durchgearbeitet, mit einem Konservierungs- und Flammenschutzmittel
durchgefeuchtet und nach erfolgter Quellung und Abbindung verkieselt. Die so erhaltenen
Füllstoffe führen zwar zu einwandfreien Kunststeinmassen, man ist jedoch dabei an
die Verwendung hydraulischer Bindemittel oder doch wenigstens mit Wasser abbindender
Mittel, wie Gips, gebunden.
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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen mineralisierten
organischen Füllstoff zu gewinnen, der mit allen Bindemitteln, ohne Rücksicht auf
deren Herkunft, Beschaffenheit und Wirkung, verarbeitet werden kann und zu besonders
leichten und elastischen sowie gut isolierenden Werkstücken führt. Ein derartiger
Grundstoff läßt sich gemäß der Erfindung dadurch erhalten, daß organische Faserstoffe
unter Einmischung von kieselsäurehaltigen, pulverförmigen Stoffen mechanisch aufgelockert
und unter Zusatz eines Onellmittels, vorzugsweise Wasser, gequollen werden. Das
fertige Mischprodukt kann entweder ohne weitere Behandlung in feuchtem Zustand oder
auch nach erfolgter Trocknung mit Bindemitteln beliebiger Art angemacht werden.
Bei dem Verfahren ist es wesentlich, daß mineralische Stoffe mit den Faserstoffen
zusammen verarbeitet werden, die keinerlei Bindefähigkeit besitzen, d. h.
mit dem Ouellmittel nicht zur Erhärtung führen. Infolge des durch eine quetschende
oder n 11 d B handlung hervorgerufenen mechanischen an #'n U fschlusses e
in Gegenwart der festen anorganischen Bestandteile werden letztere zwischen die
einzelnen Fasern hineingearbeitet.
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Es wird also nicht versucht, die Quellkraft des organischen Faserstoffes
durch irgendeine chemische Einwirkung zu zerstören, sondern sie kann sich durch
das vorhandene Ouellmittel völlig auswirken, jedoch zu einem Zeitpunkt, wo die Stoffe
noch nicht mit dem Bindemittel versetzt sind. Durch die Einarbeitung von nicht quellenden
und nicht bindenden Mineralstoffen wird aber jede Einzelfaser von einer Haut des
kiesellialtigen Stoffes umhüllt, die infolge des Aufquellens an der Faser haftet
und ein Zusammenschrumpfen des Volumens auch bei etwaigem Trocknen vor der Vermischung
mit dem Bindemittel verhindert.
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Als organische Füllstoffe kommen vorzugsweise pflanzliche Fasern,
wie Holzabfälle, also Holz- und Sägemehl, Hobelspäne, Papierabfälle, Stroh, Flachs-
und Hanifschäben, in der Müllerei anfallende Spreu, Hülsen von Reis, Kaffee und
Kakao u. digl., in Betracht. Insbesondere kann auch der organische Teil des Haushaltmülls
durch das Verfahren nach der Erfindung einer wertvollen Verwendung zut' Creführt
werden. Als kieselsäurehaltige Materialien kommen in ersterLinie pulverförmige mineralische
Stoffe in Betracht, die mit dem Quellmittel, insbesondere Wasser, eine gewisse Plastizität
erlangen, wie z. B. Puzzolane, Aluminium- und Magnesiumsilicate, Ziegelmehl, Kreide,
Kaolin, Aluminiumoxyd, Tonmehl, Binismehl, Schamotternehl, 'Schiefermehl u. dgl.
Damit diese Stoffe möglichst weitgehend in die Faserstoffe eindringen, ist es zweckmäßig,
sie in sehr feinem Zustand zu verwenden. Im allgemeinen genügt übliche Zernentfeinheit.
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DieDurcharbeitung erfolgt in einer mahlend oder quetschend und zugleich
mischend wirkenden Maschine, beispielsweise in Kollergängen, Gegenstrommischern
mit Kollern, Walzenmühlen od. dgl. Das Quellmittel wird zweckmäßig heiß zugegeben,
um einen durchgreifenden und schnellen Aufschluß der organischen Stoffe und damit
gleichzeitig eine bessere Aufnahmefähigkeit für die mineralischen pulverisierten
Stoffe zu erreichen. Dem Ouellmittel können lösliche Konservierungsider Desinfektionsmittel,
insbesondere auch Flammenschutzmittel und gegebenenfalls Ungezieferabwehrstoffe-
zuggesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, den gemäß der Erfindung gewonnenen
Füllstoff nachträglich mit derartigen Zusätzen zu behandeln.
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Die organischen und anorganischen Bestandteile werden durch den Auflockerungsvorgang
z
u einer gleichförmigen, breiartigen Masse umgewandelt, in der die einzelnen Fasern
von den anorganischen Bestandteilen völlig durchsetzt und umhüllt sind. In
der Regel nimmt der Aufschließungsvorgang nur wenige Minuten in Anspruch.
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Da der gemäß der Erfindung erhaltene Grundstoff keinerlei Bindemittel
enthält, bleibt die Elastizität der Faserstoffe erhalten. Die sonst bei einer Mineralisierung
auftretende Versprödung ist vermieden. Außerdem werden erhebliche Mengen Bindemittel
gespart, die bei den sonst bekannten Verfahren verbraucht werden. Infolge der indifferenten
Natur der benutzten Mineralstoffe kann der gewonnene Grundstoff mit beliebigen Bindemitteln
vcrarbeitet werden. Für Massen mit hydraulischen Bindemitteln, wie Zement oder Kalk
sowie auch mit Gips, kann der feuchte Füllstoff ohne weiteres sofort verwendet werden.
Dadurch wird ein pausenloses Arbeiten ermöglicht und eine wesentliche Raumersparnis
erzielt, die folgerichtig zur Verbilligung der Fertigware führt. Falls es für die
Lagerung und den Transport zweckmäßig erscheint, kann das Quellmittel auch wieder
entfernt werden. Soll das Produkt mit ölhaltigen Farben, Lacken oder auch mit Harzlösungen
vermischt werden, so ist daJ zum Quellen benutzte Wasser vorher durch Trochnung
zu entfernen.
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Der Grundstoff gemäß der Erfindung kann mit jedem Bindemittel zu besonders
leichten, isolierend wirkenden, feuerhernmenden und nagelbaren Werkstoffen der verschiedensten
Art verarbeitet werden, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten, wie Zusammenklumpen
der mineralisierten Stoffe, auftreten können. Das Mengenverhältnis von Grundstoff
zu Bindemittel richtet sich nach derNatur des letzteren sowie nach den gewünschten
Eigenschaften der Werkstücke. Bei Verwendung hydraulischer Bindemittel wird man
je nach dem Verwendungszweck 2 bis 8 Raumteile Grundstoff mit i Raumteil
Tonerdezement, Portlandzement oder Eisenportlandzement in fach, üblicher Weise verarbeiten.
Diese Massen können z. B. als Baueleniente, als Putz, ferner als fugenlose Wandbekleidungen,
Fu-ßboden7 beläge, Balken, Platten, Bausteine, Hohlkörper, Schilder usw. verwendet
werden. Bei Benutzung von Magnesit empfiehlt sich ein Mischungsverhältnis von
3 Teilen Füllstoff auf i Teil Magnesit, während bei Gips zweckmäßig ein Verhältnis
von i : i gewählt wird. An organischen Bindemitteln kommen natürliche und
künstliche Harze, Gummi, Latex, Ölfarben, Firnisse und sonstige Farbbindemittel,
Bitumen, Wachse, Cellulosederivate und Leime der verschiedensten Art in Betracht.
Es ist auch möglich, hydraulische Bindemittel mit organischen Bindemitteln in Gemeinschaft
mit den mineralisierten Füllstoffen zu verarbeiten oder auch nicht hydraulische
Bindemittel mit Harzen, Leimen od. dgl. zu kreuzen. Die vielseitige Verwendungsmöglichkeit
des mineralisierten Grundstoffes ergibt sich aus der indifferenten Natur des mineralischen
Bestandteils und der neutralen Reaktion des Erzeugnisses.
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Die mit dem Grundstoff gewonnenenErzeugnisse lassen sich im allgemeinen
wie Holz be-
arbeiten, also drehen, drechseln, schnitzen usw., so daß die
Enderzeugnisse nicht nur nach Art von Kunststeinmassen, sondern auch nach Art von
Holz vera-rbeitet und verwendet werden können. Es besteht auch die Möglichkeit,
das Material oberflächlich oder durchgehend beliebig zu färben, zu marmorieren oder
mit figürlichen Effekten auszustatten, Man bedient sich zu diesem Zweck der fachüblichen
Maschinen, Apparaturen, Werkzeuge und Spritzpistolen. Aus f üh rungs
b e i s p i e 1 e i. i oo 1 Hanfschäben, 15
1 Asbestmehl und 51 Ziegelmehl werden einige Zeit im Kollergang durchgearbeitet,
bis eine gleichmäßige Mischung erreicht ist. Dann wird so- viel Wasser zugegeben,
daß eine plastische Masse erhalten wird. Die Durcharbeitung mit den Kollern wird
fortgesetzt, bis der faserige Füllstoff völlig aufgeschlossen ist. Die feuchte Masse
kann dann entweder als solche oder nach erfolgter Trocknung weiterverarbeitet werden.
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2. iookg organische Müllabfälle und 20 bis 4o kg Puzzolane,
Ziegelmehl oder Asbestmehl werden in einer Walzenmühle unter Berieselung mit einer
wäßrigen Lösung von Konservierungsmitteln bei etwa 6o bis 70'
aufgeschlossen
und innig durchgemischt, bis das gesamte Gut eine filzig-faserige Beschaffenheit
erhalten hat. Gewünschtenfalls können Farbstoffe, Feuerschutzmittel, wasserabweisende
Stoffe, Härtemittel usw. zugegeben werden. ' Die Masse kann in feuchtem oder
trockenem Zustand zur Verarbeitung kommen.