DE19900849A1 - Thermal production of hardenable inorganic granulates, used for making e.g. tiles, relief tiles and floor tiles, for numerous purposes and in handicrafts, involves coating granulate with silicate flux or glass frit and heating - Google Patents
Thermal production of hardenable inorganic granulates, used for making e.g. tiles, relief tiles and floor tiles, for numerous purposes and in handicrafts, involves coating granulate with silicate flux or glass frit and heatingInfo
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Abstract
Thermal production of hardenable inorganic granulates with particle sizes of 0.2-0.8 mm comprises coating the surface of the preferably recycled granulate with 3-16, preferably 6-8% silicate flux compound, e.g. borosilicate, phosphate-silicate flux mixture, lead or lead silicate, barium silicate or glass frit, followed by heat treatment at 600-1200 deg C to fuse the flux onto the surface. Thermal production of hardenable inorganic granulates with particle sizes of 0.2-0.8 mm comprises coating the surface of the granulate with 3-16, preferably 6-8% silicate flux compound, e.g. borosilicate, phosphate-silicate flux mixture, lead or lead silicate, barium silicate or glass frit, followed by heat treatment at 600-1200 deg C to fuse the flux onto the surface. The granulate preferably consists of recycled material, e.g. ceramic fragment granulate from porcelain, stoneware, tile fragments or silicate glass granulates and minerals with a high quartz fraction, e.g. fragments of lava, obsidian or basalt, pumice granulate, feldspar, quartz compounds, amethyst, carnelian etc. and all expanded granulates, waste glass products or aluminum silicate products used e.g. as Liaver (RTM), Liapor (RTM), Leca (RTM) and Poroton (RTM).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren von Keramikbruchgranulaten, mineralischen Gesteinsgranulaten mit hohem Quarzanteil, verglaste Granulate sowie Blähstoffgranulate. In unserer heutigen Industriegesellschaft fallen sehr große Mengen von Reststoffen und Recyclingprodukten an. Aus Umweltschutzüberlegungen heraus erscheint es wünschenswert wenn diese Produkte einer erneuten Anwendung zugeführt werden, mit Hilfe bestehender Technologien.The present invention relates to a method of ceramic broken granules, mineral Rock granules with a high quartz content, glazed granules and expanded resin granules. In today's industrial society, very large quantities of residues and Recycled products. It seems desirable from environmental considerations if these products are reused, with the help of existing ones Technologies.
Im Rahmen einer erneuten Verwendung dieser Produkte oder Abfälle, stehen vor allen Dingen Keramikbruch aus Fliesen, Porzellan, Steinzeug, Ceran und Abfallglasprodukte sowie Blähstoffgranulate in größten Mengen billigst zur Verfügung.In the context of re-using these products or wastes, everyone stands out Things ceramic broken from tiles, porcelain, stoneware, ceramic and waste glass products as well Expandable granules are available in the largest quantities in the cheapest possible way.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu schaffen, mit welchem eine Weiterverarbeitung von derartigen Granulatprodukten mit geringem Energieaufwand und geringsten Umweltbelastungen unter Einsatz einfachster Technischer Verfahren möglich zu machen, wobei neuartige, vielseitig anwendbare Produkte entstehen, die im Industriellen wie auch in handwerklichen Bereichen einsetzbar sind.It is the object of the present invention to provide a method with which a Further processing of such granulate products with low energy consumption and lowest environmental pollution possible using the simplest technical processes make, resulting in new, versatile products that are used in industry can also be used in craft areas.
Erfindungsgemäß wird dies durch Einsatz der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. aufgeführten Verfahrensschritte erreicht.According to the invention, this is achieved by using the characterizing part of claim 1. Process steps listed reached.
Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche 2.-6.Advantageous further developments of the invention result from subclaims 2 to 6.
Im Rahmen der Erfindung werden die Oberflächen der angewandten anorganischen Granulatsorten mit einem auf ihnen gut haftenden Silikatfluß beschichtet, worauf der Verarbeitungsgrundstoff fertig gestellt ist. Diese so beschichteten Granulate können nun bei Temperaturen im Bereich der Schmelzpunkte der Silikatflüsse um 600°C-1200°C in geeigneten Brennöfen, Hauben, Kammern oder Durchlauföfen in Formatritzen eingebracht und zusammengeschmolzen werden. Durch diese Maßnahme lassen sich im Grunde drei verschiedene Dingen erreichen.In the context of the invention, the surfaces of the applied inorganic Granulate types coated with a silicate flow adhering well to them, whereupon the Processing raw material is finished. These granules coated in this way can now be used Temperatures in the range of melting points of the silicate flows around 600 ° C-1200 ° C in suitable furnaces, hoods, chambers or continuous furnaces are inserted in format cracks and melted together. This measure basically allows three accomplish different things.
- 1. Eine sehr preiswerte, schnellst vielseitigste Farbbeschichtung der Granulate.1. A very inexpensive, fastest and most versatile color coating of the granules.
- 2. Eine sehr einfache Verbindung der unterschiedlichsten Granulatsorten zu stabilen Verbünden mit einstellbarer Porösität.2. A very simple combination of the most varied types of granules to form stable ones Align with adjustable porosity.
- 3. Äußerst leichte, weitgehendst Thermoschock unempfindliche Verbundelemente aus Blähstoffgranulaten mit einer hochesthetischen Oberflächenwirkung, für Brandschutz und Isolationszwecken.3. Extremely light, largely insensitive to thermal shock Expandable granules with a highly aesthetic surface effect, for fire protection and insulation purposes.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung.Further details of the invention will become apparent from the following description.
Als Ausgangsmaterialien werden Recyclinggranulate oder Blähstoffgranulate verwendet. Diese Produkte mit Durchmessern von 0,20 bis 2,00 mm in Form von Keramik, Stein und Glasgranulten und 0,20 bis 8,00 mm Korn bei Blähstoffgranulaten. Diese werden in der Folge mit einem klebrigen leicht vergasenden oder verdampfenden Vernetzungsmittel gleichmäßig benetzt, zu dem klebrig beschichteten Granulat wird nun Silikatflußpulver oder Glasurfritte zugemischt, bis sich die Granulate gleichmäßig damit beschichtet haben. Durch die Schichtdichte des Klebfilms kann die Silikatflußstärke geregelt werden. Vorzugsweise kommen 6-8% des Silikatflusses am Granulatgewichtsanteil, oder 10-16% der Volumenmenge der Leichtgranulate zur Anwendung.Recycled granules or expanded granules are used as starting materials. These products with diameters from 0.20 to 2.00 mm in the form of ceramic, stone and Glass granules and 0.20 to 8.00 mm grain for expanded granules. These will follow with a sticky, slightly gasifying or evaporating crosslinking agent evenly Wet, the sticky coated granulate is now silicate flow powder or glaze frit mixed in until the granules have coated evenly with it. Through the Layer density of the adhesive film, the silicate flux strength can be regulated. Preferably come 6-8% of the flow of silicate in the weight of granules, or 10-16% of the Volume of the light granules for use.
Die mit der Silikatflußschicht versehenen Granulatsorten werden nun in eine nicht damit verklebende Form, beispielsweise Keramikfaserplatten oder Bornitrit - beschichtete Quarz oder Schamottplatten, in formgebenden Rahmen eingestreut und oberflächlich geebnet. Diese mit den beschichteten, veredelten Granulat gefüllten Formen werden darauf hin in in Durchlauföfen oder Haubenöfen eingebracht, worauf die Granulate sich mittels ihrer Silikatflußschichten bei deren Schmelzpunkten untereinander an ihren Berührungsflächen verbinden.The granulate types provided with the silicate flow layer are now not in one adhesive form, for example ceramic fiber plates or boron nitride coated quartz or fireclay slabs, sprinkled in a shaping frame and leveled on the surface. This with the coated, refined granules filled in are then in Continuous furnaces or hood furnaces are introduced, whereupon the granules are separated by means of their Silicate flow layers at their melting points with each other on their contact surfaces connect.
Da im Rahmen der Erfindung nur die Außenschicht der Granulate farblos oder farbig beschichtet wird, lassen sich auf diese Weise Farbgranulate in allen Metalloxidfarben billigst herstellen. Das in Anspruch 1. bis 5. beschriebene Verfahren erlaubt eine schnelle höchstvariable Farbgebung der Granulate, mit allen Farbflüssen der verschiedensten Herstellerfirmen.Since in the context of the invention only the outer layer of the granules is colorless or colored is coated, color granules in all metal oxide colors can be cheapest in this way produce. The method described in claims 1 to 5 allows a quick one highly variable coloring of the granules, with all color flows of the most varied Manufacturing companies.
Das im Rahmen der Erfindung angewandte aufschmelzen der Metalloxidfarbflüsse auf die Granulate kann wahlweise in oxidierender oder reduzierender Atmosphäre geschehen, wobei sich entweder transparentfarbige, oder Opake, oder metallische Oberflächen bilden. Letztere sind für gezieltes Wärmedurchlässigkeitsverhalten von Nutzen, wodurch auf aufwendige Metallbedämpfung zu diesem Zweck verzichtet werden kann.The used in the context of melting the metal oxide color flows on the Granules can optionally be done in an oxidizing or reducing atmosphere, whereby either transparent colored, or opaque, or metallic surfaces are formed. Latter are useful for targeted heat permeability behavior, which leads to complex Metal damping can be dispensed with for this purpose.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung hergestellten Granulatverbundelemente besitzen
folgende Vorteile:
The granulate composite elements produced in the context of the present invention have the following advantages:
- 1. Im Vergleich zu anderen Stein oder Leichtdämmstoffen und hydraulisch oder chemisch gebundenen Baustoffen weisen sie hohe Feuerbeständigkeit auf, niedrigste Gewichte bei hoher Stabilität, die durch die Silikatflußummantelung der zum Teil weicheren Granulatpartikel entsteht.1. Compared to other stone or light insulation materials and hydraulically or chemically bound building materials they have high fire resistance, lowest weights high stability due to the silicate flow coating of the partially softer Granulate particles are formed.
- 2. Je nach Wahl der verwendeten Granulatkörnung oder Korngemischen kann die Porösität der Granulatverbundelemente unterschiedlichst eingestellt werden, sodaß auf diese Weise eine steuerbar Atmungsfähigkeit oder Auffüllkapazität der Verbundprodukte zur speziellen Anwendung gegeben ist.2. Depending on the choice of granules or grain mixtures used, the porosity can the granulate composite elements can be set differently, so that this Way a controllable breathability or filling capacity of the composite products special application is given.
- 3. Zur Erzielung der unterschiedlichsten Farbkompositionen und Oberflächenstrukturen können die verschiedenen, verschiedenfarbigst eingefärbten Granulatsorten zum Einsatz gelangen, ohne daß sie auf Grund ihrer unterschiedlichen Ausdehnungswerte Spannungsprobleme aufzeigen. Die Glasflußoberflächenschicht der Granulate und deren Körnungsstrukturen schaffen höchst dekorative esthetische Glitzereffekte, die äußerst dekorative Flächenwirkungen hervorbringen, die sonst nur bei Glas oder Edelsteinen auftreten.3. To achieve a wide variety of color compositions and surface structures can use the different, differently colored granules arrive without them due to their different expansion values Show tension problems. The glass flow surface layer of the granules and their Grain structures create highly decorative, aesthetic glitter effects that are extremely bring out decorative surface effects that are otherwise only found in glass or precious stones occur.
- 4. Im Vergleich zu anderen hydraulisch gebundenen Baustoffprodukten erweisen sich alle erfindungsgemäßen Granulatverbunde als säurebeständig, wasserfest, Thermoschock unempfindlich und enorm Feuerbeständig, je nach welchen Granulatsorten sie zusammengesetzt sind, in verschiedenen Werten. Falls die Poren der Granulatverbundprodukte mit Monoaluminiumphosphaten oder Aluminiumsalzen oder Boralkaliverbindungen getränkt werden, die bei Feuereinwirkung, darauf Stickoxidverbindungen oder Blähschäume entwickeln, ist eine Zerstörung durch Brandeinfluß über Stunden hinweg verhindert.4. In comparison to other hydraulically bound building material products, all prove Granulate composites according to the invention as acid-resistant, waterproof, thermal shock insensitive and enormously fire-resistant, depending on the types of granulate they are are composed in different values. If the pores of the Granulate composite products with monoaluminum phosphates or aluminum salts or Boron alkali compounds are soaked when exposed to fire Developing nitrogen oxide compounds or foams is a destruction by Influence of fire prevented for hours.
- 5. Die erfindungsgemäßen veredelten Granulatverbundprodukte sind fernerhin bedingt statisch belastbar, wobei ihr Aufbau Konglomeratgestein oder dichten Sandsteinsorten gleichen. Die Belastbarkeit kann durch Granulatkornabstimmung verschieden eingestellt werden. Wenn die Granulatverbunde noch durch zusätzliche Beschichtungen oder Versiegelungen der Oberflächen mit Acryl oder Polyiitan, Polystyrol oder Venylprodukten thermisch aufgebracht behandelt werden, steigern sich die Isolationswerte und die Schlagfestigkeiten, sowie die Bruchfestigkeiten. Vor der Einbringung in den Verschmelzungsprozeß kann durch Zwischeneinlagen aus Silikatfasergeweben, Drahtnetzen oder Gittern in die Granulatverbunde, zusätzliche Bruchfestigkeiten erzeugt werden. Wodurch hochstabile, leichte, esthetische Zwischenelemente oder Wandelemente mit höchsten Dämmwerten und großer esthetischer Wirkung erzeugt werden.5. The refined granulate composite products according to the invention are also conditional statically resilient, whereby their structure conglomerate rock or dense types of sandstone same. The resilience can vary due to the granulate grain adjustment can be set. If the granulate composites still have additional coatings or sealing the surfaces with acrylic or polyiitan, polystyrene or Venyl products treated thermally applied, increase Insulation values and impact resistance, as well as breaking strength. Before the Contribution to the amalgamation process can consist of intermediate deposits Silicate fiber fabrics, wire nets or grids in the granulate composites, additional Breaking strengths are generated. Which makes it highly stable, light, aesthetic Intermediate elements or wall elements with the highest insulation values and large aesthetic effect.
- 6. Die erfindungsgemäßen Granulatverbunde benötigen zu ihrer Erzeugung gegenüber Keramik oder Glasprodukten niedrigen Energieaufwand, da Vortrocknung oder Abkühlzeiten wegfallen und sie im Schockbrandverfahren in Umluftöfen sofort auf ihre Schmelzpunkte gebracht werden können.6. The granulate composites according to the invention need for their production Ceramics or glass products have a low energy consumption due to predrying or Cooling times no longer apply and they are immediately fired into theirs in the flash firing process in convection ovens Melting points can be brought.
- 7. Die Produkte sind aus billigsten Abfallgranulaten und Recyclingsprodukten mit geringen Zuschlagsstoffmengen von teuren Silikatfluß oder Glasurfritten erstellbar, sodaß ein m3 Material als Platten oder Fliesen durchschnittlich DM 660,- kostet.7. The products can be made from the cheapest waste granules and recycling products with small amounts of aggregate, expensive silicate flow or glaze frits, so that an m 3 material as plates or tiles costs an average of DM 660.
- 8. Die noch unverschmolzenen silikatflußbeschichteten Granulatsorten lassen sich von vielen Anwenderbranchen als billiger hochdekorativer Verarbeitungsgrundstoff zu den verschiedensten Produkten mit unterschiedlichen Eigenschaften mit Hilfe ihrer bestehenden Technologien in Industrie und Handwerk anwenden. Dadurch ist eine sinnvolle Rückführung der Abfallrecyclingsprodukte in den Wirtschaftskreislauf geschaffen. Alle Granulatverbundprodukte sind wiederum durch Zerkleinerung auf Granulate reyclingfähig ohne Neuzusätze von Silikatflüssen.8. The still unmelted silicate flow coated granulate types can be from many user industries as a cheap, highly decorative processing raw material various products with different properties with the help of their apply existing technologies in industry and craft. This is one sensible return of waste recycling products to the economic cycle created. All granulate composite products are in turn broken up by Granules can be recycled without the addition of new silicate flows.
Claims (7)
Die zur Herstellung des jeweiligen Granulatverbundproduktes angewandten Granulate werden innerhalb einer geeigneten Mischvorrichtung mit einem Haftmittel, beispielsweise Kristalleiskleber 33 der Firma Hereaus oder einer klebrigen hydrophilen rückstandslos verdampfenden Flüssigkeit, oder einem rückstandslos vergasenden Siebdrucköles benetzt. Durch die Benetzungsmaterialkonsistenz und Schichtdicke wird die nachträgliche Silikafflußbeschichtungsdicke eingestellt. Dabei kommen Schichtstärken von 0,08-0,2Smm auf den verschiedenen Granulaten zum Einsatz.
Der Silikatflußprozentsatz zum Granulatgewicht liegt zwischen 3 u. 16% bei Vollgranulaten und bei Blähstoffprvduktgranulaten 8 bis 16% des Raumvolumens der Granulate. Die klebrig eingestellten Granulate, werden durch zumischen der Silikatflußpulver oder der Glasurfrittenpulver, in geeigneten Mischmaschinen gemischt bis eine gleichmäßige Beschichtung erfolgt ist und ein rieselfähiges Produkt entsteht. Die auf diese Weise hergestellten Granulate werden dann in sich mit ihnen nicht verbindende Formen eingebracht und innerhalb eines entsprechenden Brennofens, vzgw. Tunnelöfen mit regelbaren Heizzonen bei Temperaturen von 600-1200°C vzgw. 640-980°C den Silikatflußschmelzpunkten oder den Granulattransformationspunkten angepasst und zusammengebacken. Dabei schmilzt der Silikatfluß, sodaß zwischen den einzelnen Granulatpartikeln Silikatflußbrücken entstehen, welche je nach Granulatgröße und Silikatflußschichtdicke den dabei entstehenden Granulatverbund die gewünschte mechanische Festigkeit verleihen. Die dabei gebildeten Silikatflußbrücken besitzen die Elastizität unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten auszupuffern.
Die Kontaktflächengrößen der Granulate liegen bei ca. 0,2-2,0 mm, die Schichtstärke der Silikatflußkontaktbrücken bei 0,08-0,4 mm, dadurch wird die Thermoschockgrenze der Glasflüsse unterschritten, sodaß aufwendige Abkühlprozesse, wie bei Keramik oder Glasprodukten überflüssig werden. Da die einzelnen Granulatpartikel nur im Bereich ihrer gegenseitigen Berührungsflächen miteinander verbunden sind, entsteht auf diese Weise ein Granulatverbundprodukt welches einstellbare Porösität und niedriges spezifisches Gewicht gegenüber massiven Produkten aus Stein, Keramik oder Glas und Beton haben. Bei Verwendung von Blähstoffgranulaten aus Liavergranulaten, Leca oder Porotonprodukten, ergeben sich Granulatverbundprodukte mit einem spezifischen Gewicht von 0,40-0,80. Im Vergleich zu bestehenden anorganischen, hydraulisch gebundenen Baustoffen sind diese Gewichte ausserordentlich niedrig. Durch die zusätzliche Versiegelung hygroskopischer Granulate mit dem Silikatflußüberzug entsteht eine zusätzliche Säure- und Witterungseinflußbeständigkeit, so daß das Eindringen von Luft oder Wasser nur über die regulierbare Porösität der Granulatverbunde möglich ist.6. The method according to any one of claims 1 to 5 used as a compound of large amounts of different types of granules to granule composite products with different properties. All types of granulate coated with silicate flow can be used as the starting material for the granulate compounds.
The granules used to produce the respective granulate composite product are wetted in a suitable mixing device with an adhesive, for example crystal ice adhesive 33 from Hereaus or a sticky hydrophilic liquid which evaporates without residue, or with a screen printing oil which gasifies without residue. The subsequent silica flow coating thickness is set by the wetting material consistency and layer thickness. Layer thicknesses of 0.08-0.2mm are used on the various granules.
The silicate flow percentage to the granulate weight is between 3 u. 16% in the case of solid granules and 8 to 16% in the volume of the granules in the case of expanded product granules. The sticky granules are mixed by mixing the silicate flux powder or the glaze frit powder in suitable mixing machines until a uniform coating is obtained and a free-flowing product is produced. The granules produced in this way are then introduced into molds which do not connect them and are placed in a corresponding kiln, vzgw. Tunnel kilns with adjustable heating zones at temperatures of 600-1200 ° C 640-980 ° C adapted to the silicate flow melting points or the granulate transformation points and baked together. The silicate flow melts, so that silicate flow bridges are formed between the individual granulate particles, which, depending on the granule size and silicate flow layer thickness, give the resulting granulate compound the desired mechanical strength. The silicate flow bridges formed have the elasticity to buffer different expansion coefficients.
The contact area sizes of the granules are approx. 0.2-2.0 mm, the layer thickness of the silicate flow contact bridges is 0.08-0.4 mm, which means that the thermal shock limit of the glass flows is undershot, so that complex cooling processes, such as with ceramics or glass products, become superfluous . Since the individual granulate particles are connected to each other only in the area of their mutual contact surfaces, a granulate composite product is created in this way which has adjustable porosity and low specific weight compared to solid products made of stone, ceramic or glass and concrete. When using expanded material granules from liaver granules, Leca or Poroton products, granulate composite products with a specific weight of 0.40-0.80 result. These weights are extremely low compared to existing inorganic, hydraulically bound building materials. The additional sealing of hygroscopic granules with the silicate flow coating creates an additional acid and weather resistance, so that the penetration of air or water is only possible through the adjustable porosity of the granulate compounds.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10237265A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-03-25 | Hannes Hein | Method for recycling waste from porcelain and ceramic production involves cutting out buttons and jewellery items |
-
1999
- 1999-01-12 DE DE1999100849 patent/DE19900849A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10237265A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-03-25 | Hannes Hein | Method for recycling waste from porcelain and ceramic production involves cutting out buttons and jewellery items |
| DE10237265B4 (en) * | 2002-08-14 | 2004-09-23 | Johannes Hein | Use of rejects or waste from porcelain and ceramic production |
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