DE3105860A1

DE3105860A1 - Platten- bzw. plaettchenfoermiges produkt aus mineralton

Info

Publication number: DE3105860A1
Application number: DE19813105860
Authority: DE
Inventors: Haruo Doi; Yoshiaki Nagoya Aichi Fukushima; Osami Kamigaito
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1981-12-10
Also published as: US4486235A

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft platten- bzw. plättchenförmige Produkte aus Mineraltonen, die sich sehr gut für beispielsweise Einlagematerialien zwischen Gegenständen, wie Dichtungen und Ausfüllungsmaterialien eignen.

Platten- bzw. plättchenförmige Produkte aus Mineralt-onen, die hauptsächlich aus einem flockenartigen Mineralton bestehen, wie beispielsweise Glimmer und Montmorillonit sind bekannt. Um jedoch die notwendige Flexibilität zu erhalten, muß das Plättchen sehr dünn sein. Es sind auch wärmebeständige Platten bekannt, die hauptsächlich aus faserförmigen Substanzen bestehen, wie Asbest, Glasfaser und Sepiolit. Diese haben jedoch entlang ihrer Dicke einen geringen Elastizitätsmodul odar eine schlechte Kriechbeständigkeit. Darüber hinaus sind faserförmige Materialien oft teuer oder schwierig zu erhalten. Es sind weiterhin auch Platten bekannt, die hauptsächlich aus einem Elastomeren aus einer organischen Verbindung (Gummi) bestehen, und es sind darüber hinaus auch Platten in Form von Schuppen bekannt, die hauptsächlich aus Graphit bestehen. Jedoch weisen Platten aus organischen Verbindungen eine schlechte Wärme- und ölbeständigkeit auf und Graphitplatten sind sehr teuer, obgleich sie die für hitzebeständige Dichtungen oder dergleichen notwendigen Eigenschaften aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein platten- bzw. plättchenförmiges Produkt aus Mineralton als neues anorganisches,wärmebeständiges platten- bzw. plättchenförmiges Material mit der erforderlichen Flexibilität zur Verfügung zu stellen, wobei die Herstellung einfach und die Kosten für die Ausgangsmaterialien gering sein sollen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, solche platten- bzw. plättchenförmige Produkte der oben beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die einen hohen Elastizitätsmodul entlang ihrer Dicke und einen hohen elektrischen Widerstand aufweisen.

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Eine dritte Aufgabe besteht darin, Materialien der oben beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die weitere nützliche Eigenschaften aufweisen, wie öl-, Hitze- und Oxidationsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Chemikalien und Gefahrlosigkeit für den Menschen.

Eine andere Aufgabe besteht darin, ein solches Material zur Verfügung zu stellen, das einen metallischen Glanz und für IR-Strahlen eine hohe Reflektion aufweist, in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des eingesetzten Materials-

Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, ein platten- bzw. plättchenförmiges Produkt aus Mineralton zur Verfügung zu stellen, das als Einlagen- oder Zwischenschichtmaterial, wie beispielsweise als Dichtungsmaterial oder Ausfüllungsmaterial oder dergleichen, geeignet ist und eine ähnliche Festigkeit, Flexibilität, Kompressibilität, Erholbarkeit und Dehnungs-Entspannungs-Eigenschaften aufweist wie ein plattenförmiges Graphitmaterial, und darüber hinaus vorteilhafte Eigenschaften aufweist wie höhere Hitzebeständigkeit und außerdem leicht und bei geringen Kosten der Ausgangsraaterialien hergestellt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist schließlich darin zu sehen, ein Einlagenmaterial, wie Dichtungen, Ausfüllungsmaterial und 'dergleichen,'" zur' Verfügung 'zu -stellen", das·'beim "· Erhitzen oder bei der chemischen Behandlung expandierbar ist.

Kurz zusammengefaßt werden diese und andere Aufgaben, wie dies nachfolgend noch näher erläutert werden wird, durch ein platten- bzw. plättchenförmiges Produkt aus Mineralton gelöst, das hauptsächlich aus dünnen Plättchen besteht, die durch Zerstoßen oder durch Vibrationsbehandlung von abgeschältem bzw. aufgeblättertem Vermiculit erhalten wurden, wobei die dünnen Plättchen zu Schichten aufeinandergestapelt und unter Bildung eines Plättchens bzw. einer Platte miteinander verbunden wurden.

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Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verwendende Vermiculit ist ein flockenförmiges Mineral, das im wesentlichen durch Schichten von Aluminiumsilikat gebildet wird und Aluminium, Eisen oder dergleichen, welche in den tetraetischen Stellungen wahllos anstelle der Siliciumatome substituiert wurden und dabei austauschbare Kationen bleiben, und Wasser zwischen den Schichten enthält. Er hat die folgende chemische Summenformel:

,, 181,Al]₄O₁₀ (ΟΗ)₂·ηΗ₂Ο

in welcher E ein austauschbares Kation bedeutet. Glimmer, der ebenfalls ein flockenförmiges Mineral ist, entspricht der folgenden Formel:

{κ} · (Mg₃) [Si₃AIl₄ O₁₀ (OH)₂ und Montmorillonit entspricht der nachfolgenden Formel:

/a¹ ' ^Isi4^] o₁₀(OH)₂.nH₂o

Vermiculit unterscheidet sich von Glimmer und Montmorillonit durch seine chemische Zusammensetzung, insbesondere sein Al₂O₃/ SiO₂~Verhältnis, und durch die Zusammensetzung der Ionen zwischen den Schichten. Er unterscheidet sich vom Glimmer und Montmorillonit auch hinsichtlich der Signallage und -breite bei der Röntgenbeugung, der Art der Substitution durch andere Ionen in den tetraetischen Stellungen, des Wasserzustan-ies zwischen den Schichten, der Kationenauötauschkapazität,'des Quellungsgrades bzw. -ausmaßes mit organischem Material, etc.

Es ist bekannt, daß Vermiculit beim Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 1000⁰C in Form eines Akkordeons aufblättert, und bekanntlich wird abgeschälter bzw. aufgeblätterter Vermiculit als Bodenveredelungsmittel in der Gärtnerei oder als Aggregat für Porenbeton oder dergleichen verwendet. Vermiculit blättert auch auf, wenn er mit einer wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung oder dergleichen in Berührung kommt.

Die dünnen Vermiculit-Plättchen, aus denen das erfindungsgemäße platten- bzw. plättchenförmige Produkt im wesentlichen besteht,

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können auf einfache Weise durch Zerstoßen von aufgeblättertem Vermiculit erhalten werden. Man kann den Vermiculit aufblättern durch Wärmebehandlung bei etwa 300 bis 1000⁰C während einiger Minuten, oder durch chemische Behandlung in Gegenwart von wäßrigem Wasserstoffperoxid während einiger Stunden.

Die dünnen Vermiculit-P lättchen sind schichtförmige Stücke, die hauptsächlich aus Aluminiumsilikat bestehen und.durch die Trennung von Äluminiumsilicatschichten, die das Vermiculit^ ubstrat bilden, erhalten, worden sind, welche durch die Dispersion des zwischen den Schichten des Vermiculit^ befindlichen Wassers verursacht wird oder auf zwischen den Schichten befindliches Sauerstoffgas zurückzuführen ist.

Die dünnen Plättchen bestehen aus einer bis zu mehreren tausend Schichten Aluminiumsilicat. Die Dicke übersteigt 100 μ nicht, und das Verhältnis von Quadratwurzel aus der Oberfläche zu der Dicke (Schlankheitsverhältnis) beträgt wenigstens 5. Die einzelnen dünnen Plättchen haben wegen ihrer geringen Dicke per se einen gewissen Grad an Flexibilität. Das relativ hohe Schlankheitsverhältnis verleiht der C-Achse einer Aluminiumsilikatschicht eine bestimmte Richtung, wenn sie durch natürliche Sedimentation, Filtration, Druckformung oder durch ein Verfahren, das der Papierherstellung ähnlich ist, gebildet wird. Die dünnen Plättchen zeichnen sich ganz besonders dadurch aus, daß sie, ' ·'-· relativ zu-ihrer "Dicke, eine-große'Oberfläche, 'das heißt-ein hohes Schlankheitsverhältnis aufweisen, und die erfindungsgemäßen Platten oder Plättchen basieren in erster Linie auf dem hohen Schlankheitsverhältnis der dünnen Plättchen. Die Gestalt und das Schlankheitsverhältnis der dünnen Plättchen unterscheiden sich in Abhängigkeit von dem Zerstoßuhgs- bzw. Zerkleinerungsverfahren und der Verfahrensdauer. Die dünnen Plättchen, die durch Zerkleinerung in einem Mischer erhalten werden, haben ein höheres Schlankheitsverhältnis als solche, die durch Mörser und Pistill oder durch eine Kugelmühle zerkleinert worden sind, wobei die durch Mörser und Pistill zerkleinerten dünnen Plättchen ein höheres Schlankheitsverhältnis aufweisen als solche,

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die in einer Kugelmühle zerkleinert worden sind. Die Zerkleinerung kann entweder in einem Trockensystem oder in einem Naßsystem erfolgen. Beispielsweise werden dünne Plättchen mit einer Dicke von nicht mehr als 0,1 bis 10 μ und einer Oberfläche von etwa 2500 bis 1.000.000 μ² erhalten, wenn erhitzter Vermiculit 5 bis 30 Minuten durch einen Mischer bzw. einen Rührer in Wasser zerkleinert wird. Wenn erhitzter Vermiculit 10 Stunden in feuchtem oder nassem Zustand in einer Kugelmühle zerkleinert wird, dann erhält man dünne Plättchen mit einer Dicke von nicht mehr als 0,5 μ und einer Oberfläche von etwa 1 bis 100 μ². Dünne Plättchen, die durch Zerkleinerung von durch chemische Behandlung aufgeblättertem Vermiculit erhältlich sind, haben ein höheres Schlankheitsverhältnis im Vergleich zu solchen, die durch Zerkleinerung von durch Erwärmung aufgeblättertem Vermiculit erhalten werden. Darüber hinaus haben Mineraltonplatten bzw. -plättchen, die aus durch chemische Behandlung erhaltenen dünnen Plättchen bestehen, die Eigenschaft, daß sie bei Erhitzung oder chemischer Behandlung expandierbar sind.

Die erfindungsgemäßen Platten oder Plättchen umfassen im wesentlichen die oben beschriebenen dünnen Plättchen. Die erfindungsgemäßen Platten oder Plättchen können nur aus solchen dünnen Plättchen bestehen, oder sie können auch Zusatzstoffe enthalten. Als Zusatzstoffe ist es möglich, Haare, mineralische Fasern oder anderes faserförmiges Material zur Erhöhung der Festigkeit der Platten oder Plättchen, Zinnoxid oder ein anderes Material zur Erhöhung des Oberflächenreflektionsvermögens, organische oder anorganische Binder oder andere zahlreiche Materialien zur Verbesserung oder Hinzufügung von Eigenschaften der Platten oder Plättchen, verwendet werden. Diese Zusatzstoffe bleiben an der Oberfläche der dünnen Plättchen oder auch zwischen den dünnen Plättchen. Es ist insbesondere möglich, flexiblere Platten zu erhalten, wenn man eine faserförmige Substanz wie anorganische Fasern auf Kaolinbasis (Kaowool), Asbest, Glasfaser oder^Sepiolit zu mischen, und man kann Platten erhalten, die durch Einwirkung von öl oder anderem organischen Material oder durch Wasser'quellen, indem man ein

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Mineralton, wie Montmorillonit, zumischt, der in der Lage ist, durch organisches Material zu quellen, oder man kann Platten erhalten, die sich bei hohen Temperaturen wieder ausdehnen, indem man ein feines Pulver von nicht-erhitztem Vermiculit hinzufügt. Die Platten können als integraler Körper mit einer Metallplatte oder einem Metallplättchen gebildet werden. Wenn eine Vermiculit-Platte mit einem Silan behandelt wird, ist es auch möglich, eine wasserabstoßende Platte mit stärkeren Bindungen zwischen ihren Teilchen zu erhalten, da das zwischen den Schichten des Vermiculits vorhandene "oder von den Schichten absorbierte Wasser die Hydrolyse der Silanverbindung verursacht und dabei die Silanolbildung begünstigt wird.

Die erfindungsgemäßen Mineraltonplatten oder -plättchen worden dadurch gebildet oder hergestellt, indem man die oben erwähnten dünnen Plättchen in Schichten übereinander stapelt und sie dann miteinander verbindet. Die dünnen Plättchen können in Schichten übereinandergestapelt oder laminiert werden, indem man sie in einer Flüssigkeit, wie Wasser, dispergiert und sie sich am Boden absetzen läßt, indem man sie zur Absetzung auf einem Filter μnter Druck filtriert, indem man sie einem Verfahren unterwirft, das der Papierherstellung ähnlich ist, indem man aus den dünnen Plättchen und irgendeiner geeigneten Flüssigkeit eine Aufschlämmung bildet und diese auf eine e&ene Fläche aufträgt," oder indem man s'ie auf irgendeine andere Weise behandelt. Um die dünnen Plättchen miteinander zu verbinden, ist es auch möglich, eine Flüssigkeit zu verdampfen und die durch eine solche Verdampfung entwickelten Bindungskräfte auszunutzen, wenn die aufeinandergestapelten dünnen Plättchen oder das Laminat aus den dünnen Plättchen solch eine Flüssigkeit enthalten, oder es ist möglich, die beiden Seiten des Laminates bzw. Verbundkörpers einem starken Druck auszusetzen. Um die Kraft, mit der die dünnen Plättchen aneinander gebunden sind, zu erhöhen, ist es auch möglich, einen anorganischen oder organischen Binder zu verwenden. Als ein solcher Binder kann ein thermoplastisches oder, wärmehärtbares synthetisches Harz, Natriumalginat oder andere Klebrigmacher oder ein anderer Binder, wie Wasserglas, verwendet werden.

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Das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Platten oder Plättchen durch Filtern der in Wasser dispergierten dünnen Plättchen und Zusammenpressen des erhaltenen Laminats ist besonders wirksam, wenn dünne Plättchen verwendet werden, die ein hohes Schlankheitsverhältnis aufweisen oder die Fähigkeit, durch Wasser zu quellen, beibehalten, und es ist durch dieses Verfahren möglich, sehr feste Platten oder Plättchen zu erhalten Zu diesem Zweck wird Vermiculit . vorzugsweise auf die niedrigstmögliche Temperatur (300-500⁰C) erhitzt., um den Vermiculit aufzublättern, und dann wird in einem Naß-Mischer zerkleinert.

Das Herstellungsverfahren der Platten oder Plättchen durch Auftragung einer Aufschlämmung und Trocknung derselben ist wirksam, um dünne Plättchen einer feinen Teilchengröße zu erhalten, und anhand dieses Verfahrens ist es möglich, dünne und feste Platten oder Plättchen zu erhalten. Zur Trocknung der Platten oder Plättchen ist jedoch viel Zeit erförderlich.

Die Anwendung des Papierherstellungsverfahrens ist geeignet, wenn dünne Plättchen mit einem hohen Schlankheitsverhältnis gewünscht werden. Manchmal wird jedoch hierbei ein Binder benötigt, da es sonst schwierig sein würde, feste Platten zu erhalten.

' Bei einem chemischen Behandlungsverfahren zur Aufblätterung des Vermiculits wird der Vermiculit einige Stunden bei Zimmertemperatur in eine wäßrige Lösung von einigen Prozent bis einigen zehn Prozent an Wasserstoffperoxid getaucht.

Nachdem die Erfindung allgemein beschrieben wurde, soll sie nun anhand von speziellen Beispielen weiter erläutert werden, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.

Beispiel 1

In Japan hergestellter, goldener, aufgeblätterter Vermiculit mit einer Teilchengröße von (5) (d.h. 0,3 bis 5 mm) gemäß. JIS A5009-1972 (Japanese Industrial Standard) wurde als

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Ausgangsmaterial verwendet. Eine Mischung aus 30 g Ausgangsmaterial und 1000 ml Wasser wurde 10 Minuten mit Hilfe eines Rührers zerkleinert, der vier Rührblätter aus Stahl mit einem Durchmesser von jeweils 55 mm aufwies und bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 10.000 üpm arbeitete. Das dabei erhaltene pulverförmige Produkt bestand aus dünnen Plättchen mit einer Dicke von nicht mehr als 0,1 bis 10 μ und einer Oberfläche auf einer Seite von einigen 10 bis einigen 100Ό Mikron, u. damit einem Schlankheitsverhältnis von 10 bis 10.000. Eine wäßrige Suspension von diesen dünnen Plättchen wurde unter Verwendung eines Büchner-Trichters mit einem Durchmesser von etwa 16 cm, einer Saugflasche mit einem Innenvolumen von etwa 8 Litern und einer Filterpapierscheibe Nr. 5A mit einem Durchmesser von 15 cm unter Druck filtriert, wobei die Saugflasche zur Druckfiltration der Suspension mit einer Wasserstrahlpumpe evakuiert wurde. Dann wurde 10 Stunden bei 55°C getrocknet und man erhielt eine Vermiculit-Platte. Die Suspension wurde zur Filtration der gesamten oben angegebenen Menge (30 g Vermiculit und 1000 ml Wasser) in vier oder fünf Teile aufgeteilt, wodurch man vier oder 5 Vermiculit-Platten mit einem Durchmesser von etwa 13 cm und einer Dicke von etwa 0,1 bis 0,5 mm erhielt. Aus diesen Vermiculit-Platten wurden pfannkuchenförmige (doughnut-shaped = Krapfen mit Mittelloch) mit einem Innendurchmesser von 60 mm und einem Außendurchmesser von 7 0 mm ausgestanzt. Etwa 10 pfannkuchenförmige Platten wurden übereinander .gestape'lt und -in eine Formpresse zur Her stellung'vonrohrförmigen Produkten mit einem Innendurchmesser von 60 mm und einem Außendurehmesser von 70 mm gegeben und mittels einer hydraulischen Presse mit einem Druck von 1000 kg/cm² zusammengepraßt, wobei ein formgepreßtes Vermiculit-produkt erhalten wurde, das das Aussehen eines Pfannkuchens und einen Innendurchmesser von 60 mm, einen Außendurchmesser von 70 mm und eine Dicke von 2 bis 5 mm hatte. Die Eigenschaften des formgepreßten Produktes sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Das formgepreßte Produkt wurde als Dichtung für einen Autoklaven verwendet. Es wurde 24 Stunden einer Autoklaventemperatür von 23 0⁰C und einem Dampfdruck von 28 atm. ausgesetzt und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt. Dieser Erhitzungs- (unter Druck)

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und Abkühlungszyklus wurde zehnmal wiederholt, wobei die Vermiculit- Dichtung jedoch keine Veränderung zeigte und ihre hohe Gasdichtigkeit beibehielt.

Tabelle 1

Dichte

Widerstandstemperatur in atmosphärischer Luft

Elastizitätsmodul (entlang der Dicke)

Druckfestigkeit Thermische Leitfähigkeit bei 37⁰C

Wärmeausdehnungskoeffizient (entlang des Durchmessers)

Wärmeausdehnungskoeffizient (entlang der Dicke)

2,2 g/cm³
< 800⁰C

0,27 χ 10⁴kg/cm²

500 bis 1000 kg/cm² 0,32 kcal/m·Stunde-°C 6,15 χ 10~⁶ (cm/cm)/⁰C

12,6 χ 10"⁶ (cm/c:m)/°C

Beispiel 2

Eine nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 erhaltene Vermiculit-Platte mit einem Durchmesser von etwa 150 mm und einer Dicke von 0,1 bis 0,5 mm wurde mit einer Schneidemaschine zu Platten geschnitten mit den Abmessungen 105 mm χ 55 πκ Etwa 10 solcher Platten wurden übereinander gestapelt und eine Stahlplatte (Fe - 13Cr - 1Mo - 0,4C) mit den Abmessungen 104 mm χ 54 mm χ 40 μ dazwischengelegt. Das ganze wurde dann in eine Formpresse mit den Abmessungen 105 mm χ 55 mm gegeben und mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 1000 kg/cm² zusammengepreßt. Auf diese Weise wurde ein Dichtungsmaterial mit den Abmessungen 105 mm χ 55 ram χ 2mm erhalten. Die Eigenschaften des Dichtungsmaterials sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Die auf diese Weise hergestellte Dichtung besitzt die Eigenschaften, die für eine Dichtung in Automotoren oder dergleichen erforderlich sind.

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Tabelle 2

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Dichte

Widerstandtemperatur in atmosphärischer Luft

Druckfestigkeit Zugfestigkeit Kompressibilität

Erholbarkeit Tauchtest

Kriechrelaxation (Creep relaxation)

2,6 g/cm³
<700°C

500 kg/cm²
150 kg/cm²

20 bis 30 % (maximale Belastung 200 kg/cm²)

90 %(maximale Belastung 200 kg/cm²)

Dickezunahme <" 2 % (Benzin, 25⁰C, 5 Stunde:

4 % (200 kg/cm², 22 Stunden)

Beispiel 3

15 g goldener, aufgeblätterter, in Japan hergestellter Vermiculit mit einer Teilchengröße von (5) (wie in Beispiel 1), 15 g von in China hergestelltem, nicht-aufgeblättertem Vermiculit . und 1000 ml Leitungswasser wurden unter Verwendung des gleichen Mischers wie in Beispiel 1 10 Minuten lang bei 10.000 Upm zerkleinert. "Die so aus einer Mischung von aufgeblättertem und nicht-aufgeblättertem Vermiculit erhaltenen dünnen Plättchen werden zur Druckfiltration unter· Verwendung eines Büchner-Trichters mit einem Durchmesser von etwa 16 cm, einer Saugflasche mit einem Innenvolumen von 8 Litern und einer Filterpapierscheibe Nr. 5Λ mit einem Durchmesser von 150 mm, in mehrere Portionen aufgeteilt, wobei die Saugflasche mittels einer Wasserstrahlpumpe evakuiert wurde. Anschließend wurde 10 Stunden bei 55°C getrocknet, wobei man Vermiculit-Platten mit einem Durchmesser von etwa 13 cm und einer Dicke von 0,2 bis 0,5 mm erhielt. Diese Vermiculit-P latten wurden dann mit einer- Papierschere zu 10 mm κ 50 mm Platten zugeschnitten. Etwa 10 solcher Platten wurden übereinander gestapelt, in eine Form mit den Abmessungen 10 χ 50 mm gelegt und mittels einer hydraulischen Presse unter einem Druck von. 2000 kg/cm^a zusammengepreßt, wobei ein formgepreßtes Produkt

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mit den Abmessungen 10 mm χ 50 mm und einer Dicke von 2-5 mm erhalten wurde. Das formgepreßte Produkt wurde in einen auf 900⁰C gehaltenen elektrischen Ofen gegeben, dort zwei Minuten aufbewahrt, herausgenommen und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt. Diese Behandlung führte dazu, daß das formgepreßte Produkt zu der Gestalt eines Akkordeons expandierte und 1,2 bis 2 mal so dick wie vorher wurde. Die Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen Probe .(Probe 1) und einer Probe, die etwa 2 Minuten in Dichlordimethylsilan eingetaucht worden ist (Probe 2). Das auf diese Weise erhaltene formgepreßte Produkt besitzt die für eine Automobildichtung erforderlichen Eigenschaften.

Tabelle 3 Probe 1 Probe 2

Dichte 1,0 bis 2,0 g/cm³

Widerstandstemperatur . _ftnno_P <- o_nno_r

in atmosphärischer Luft = ^{ÖUU C} = ^{JUU C}

Druckfestigkeit 500 bis 1000 kg/cm² Zugfestigkeit 50 bis 200 kg/cm²

Kompressibilität 20 bis 30 % (2 00 kg/cm²)

Erholbarkeit (200 kg/cm²) 80 % 90 %

Tauchtest (Schmiermittel) keine Veränderung (Heizöl) keine Veränderung

Kriechrelaxation nicht größer als 4 %

(20 0 kg/cm² während
22 Stunden)

Beispiel 4

Fünfzig Gramm von in China hergestelltem Vermiculit wurden in einen Mullitschmelztiegel mit einem Innenvolumen von etwa 150 ecm-gegeben und 30 Minuten auf 500⁰C erhitzt, wobei man aufgeblätterten Vermiculit erhielt. Dieser aufgeblätterte Vermiculit wurde in einem Liter Leitungswasser dispergiert, so daß nur der im Wasser flotierte Vermiculit verwendet werden konnte. Durch diese Behandlung konnten Verunreinigungen

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wie Quarz oder dergleichen, die in dem Vermiculit, enthalten sind, oder solcher Vermiculit entfernt werden, der zur Herstellung von dünnen Plättchen mit einem hohen Schlankheitsverhältnis wegen ungenügender Aufblätterung nicht geeignet ist.

Der auf diese Weise erhaltene, aufgeblätterte Vermiculit wurde zu einer VermiculxtrP latte mit einem Durchmesser von etwa 150 mm und einer Dicke von 0,1 bis 0,5 mm, wie in Beispiel 1, geformt.

Die eine Fläche dieser Vermiculit-P latte wurde mittels einer Bürste mit einem anionischen Chloropren-Kautschuklatex (Feststoff gehalt 4 9 %) beschichtet und etwa eine Stunde bei etwa 55°C getrocknet, wobei man eine Vermiculit-P latte hoher Flexibilität und Festigkeit erhielt. Diese Vermiculit-P latte kann als Dichtung, die einen hohen Grad an Gasdichtigkeit beibehält, verwendet werden. Beispielsweise kann eine geeignete Anzahl solcher Platten mit einer Klemmvorrichtung um den äußeren Umfang eines Honxgwabenkatalysatorträgers für Automobils herum befestigt werden, oder man kann eine solche Platte auch zwischen einen Metallrahmen und die keramischen Teile einer Zündkerze für einen Motor einfügen.

Die eine Oberfläche dieser Vermiculit-P latte wurde auf ähnliche Weise mit einem anionischen Chloropren-Kautschuklatex (Feststoffanteil 4 9 %) beschichtet und etwa 10 Minuten bei etwa 55°C getrocknet. Etwa zehn solcher Platten wurden übereinander gestapelt und mit einem Druck von etwa.5 kg/cm² zusammengepreßt, wobei ein Dichtungs- oder Polstermaterial erhalten wurde. Die Eigenschaften dieses Dichtungsmaterxals sind in Tabelle 4 zusammengestellt.

Dieses Material kann durch Ausstanzen oder dergleichen in die gewünschte Form gebracht werden. Es kann beispielsweise für Motordichtungen oder als Dichtungs- und Polstermaterial beim Zusammenschrauben von sprödem Material, wie beispielsweise keramischen Gegenständen oder dergleichen, mit einer Stahlplatte, verwendet werden.

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Das auf diese Weise erhaltene Dichtungsmaterial umfaßt organische Bestandteile, die bei Temperaturen oberhalb 300⁰C zersetzt, carbonisiert oder verbrannt werden. Aber selbst nach der Zerstörung des organischen Materials kann es einen hohen Grad an Gasdichtigkeit beibehalten, da die Form und die Eigenschaften der Vermiculit-P latte unverändert bleiben.

Tabelle 4

Dichte 1,5 g/cm³

Widerstandstemperatur < 7 00⁰C (einmalige Verwendung) in atmosphärischer Luft £ 300⁰C (wiederholte Verwendung)

Druckfestigkeit 950 kg/cm*

Zugfestigkeit 100 kg/cm*

Kompressibilität 70 % (maximale Belastung 200 kg/cm")

Erholbarkeit 15 % (maximale Belastung 200 kg/cm²)

Tauchtest Dickezunahme <" 5 %

(Benzin, 25⁰C, 5 Stunden)

Kriechrelaxation £ 5 % (200 kg/cm² während 22 Stunden)

Beispiel 5

25 Gramm von in Japan hergestelltem, goldenem, aufgeblättertem i Vermiculit (wie in Beispiel 1) mit einer Teilchengröße von (5), i 5 g anorganische Faser auf Kaolinbasis (kaowool) und 1000 ml Wasser wurden unter Verwendung des gleichen Mischers wie in Beispiel 1 bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 5000 Upm 5 Minuten lang zerkleinert. Die so erhaltene Mischung aus dünnen Plättchen von Fasern auf Kaolinbasis und Vermiculit (mit einer Dicke von einigen zehn Mikrons und einer Größe von einigen hundert bis einigen tausend Mikrons) wurde zu einer Vermiculit-Plätte mit den Abmessungen 20 χ 30 cm und einer Dicke von 0,5 bis 1 mm geformt, und zwar mittels des Papierherstellungsprozesses unter Verwendung eines Gefäßes mit den Abmessungen 30 χ 20 cm und einem Drahtnetz mit einer Größe von etwa 80 mesh auf dem Boden des Gefäßes. Anschließend wurde getrocknet. Die „Eigenschaften dieser Vermiculit-Platte sind in Tabelle 5 zusammengestellt. Die so erhaltene Platte wurde als Füllmaterial zwischen den Ziegeln eines elektrischen Ofens eingesetzt, wobei etwa 10 % der elektrischen Energie, die zur Aufrechterhal-

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tung einer Temperatur von 1000⁰C im Mittelpunkt des Ofens benötigt wird, eingespart wurde, im Vergleich zu einem solchen Üfen, bei dem kein Vermiculit-Plattenmaterial verwendet wurde.

Tabelle 5

Dichte 1,8 g/cm³

Zugfestigkeit ' 100 bis 300 kg/cm²

Infrarot-Reflektionsvermögen mindestens 30 %

(2 bis 50 μ)

Wärmeleitfähigkeit 0,32 kcal/m·Stunde·⁰C

(bei 37°C)

Beispiel 6

100 Gramm von in China hergestelltem Vermiculit (enthaltend 19 Gew.-% Fe₂O₃) wurden in 500 ml einer 10 %igen wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxid bei 20⁰C eine Stunde lang eingetaucht und dann 8 Stunden bei 8O⁰C getrocknet, wobei aufgeblätterter Vermiculit erhalten wurde. 5 g dieses aufgeblätterten Vermiculits, 1000 ml Wasser, 0,3 g Glasfaser (mit einem Durchmesser von 6 μ) und 0,2 g Cellulosefasern wurden in einem Mischer (Innenvolumen 1800 ml) mit Rührblättern aus Stahl und einem Durchmesser von 50 mm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 10.000 Upm 5 Minuten lang gemischt. Diese Mischung wurde unter Anwendung des Papierherstellungsverfahrens mit einer Plattenherstellungsmaschine zu einer Vermiculit"? latte mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Dicke von 0,5 mm geformt.

Beim Erhitzen der so erhaltenen Vermiculit-Platte auf 500 bis 600⁰C nahm die Dicke um etwa 100 % zu, ohne daß die plattenförmige Gestalt verlorenging. Eine Platte mit diesen Eigenschaften eignet sich als Dichtung oder als Einlagematerial, bei welchem die Drehspannung oder die Gasdichtigkeit zunehmen, wenn sie erhitzt wird.

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Die Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen Platte sind in Tabelle 6 zusammengestellt.

Tabelle 6

Dichte

Widerstandstemperatür in atmosphärischer Luft Druckfestigkeit Zugfestigkeit

Wärmeleitfähigkeit (bei'37⁰C)

Dickezunähme

1,5 g/cm³

normalerweise nicht über 70 0⁰C, momentan nicht über 1000⁰C

2000 kg/cm^a

11 0 kg/cm²

0,20 kcal/m·Stunde·⁰C

etwa 100 % (auf 500⁰C erhitzt)

Nachdem die Erfindung näher beschrieben worden ist, ist für den Fachmann offensichtlich, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

il

(1 ο j Platten- bzw. plättchenförmiges Produkt aus Mineralton, bestehend im wesentlichen aus dünnen Plättchen, die aus abgeschältem bzw. aufgeblättertem Vermiculit erhalten wurden, wobei die dünnen Plättchen zu Schichten aufeinander gestapelt und unter Bildung eines Platten- bzw. plättchenförmiqen Produktes miteinander verbunden wurden,
2. Produkt nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Plättchen eine durchschnittliche Dicke von nicht mehr als 0,1 bis 100μ und eine durchschnittlich Oberfläche von wenigstens 2.500 μ" aufweisen.

II

in ι- i
3. Produkt nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

die dünnen Plättchen durch Erhitzen oder durch chemische Behandlung expandierbar sind.

O_n
4. Produkt nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

die dünnen Plättchen eine Dicke von nicht mehr als 100 μ und ein Schlankheitsverhältnis von wenigstens 5 aufweiser
5. Produkt nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schlankheitsverhältnis 10 bis 10.000 beträgt.

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6. Produkt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

es eine Dicke von 0,01 mm bis 10 mm und eine Dichte von i,0 bis 2,6 g/cm³ aufweist.
7. Verwendung des platten- bzw. plättchenförmigen Produkts aus Mineralton gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 als Dichtungs- oder Ausfüllungsmaterial.

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