AT166250B - Verfahren zur Behandlung von Lignozellulose für die Herstellung bindemittelfreier Formkörper hoher Festigkeit und Wasserabweisung, insbesondere Faserplatten - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Behandlung von Lignozellulose für die Herstellung bindemittelfreier Form- körper hoher Festigkeit und Wasserabweisung, insbesondere Faserplatten 
Es sind bereits Verfahren bekannt, Lignozellulose so mit schwachen Alkalien aufzuschliessen, dass ein Teil der Hydrozellulose gelöst und das Lignin so weit aktiviert wird, dass das derart behandelte Produkt nach Waschen und Mahlen als Pressmasse verwendet eine harzartige feste Masse liefert. 



   Diesen bisherigen Verfahren liegt folgender Aufschlussvorgang zugrunde :
Das vor-zerkleinerte Lignozellulose-Produkt 
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 gerechnet-bei Temperaturen bis   200 ù C   so lange gekocht oder gedämpft, bis der   PH-Wert   der Kochflüssigkeit 4-7 beträgt. Nach den bisherigen Erfahrungen ist die Einstellung des End-pH-Wertes für die Qualität des fertigen Produktes ausschlaggebend. Dabei wurde festgestellt, dass bei fallendem PH-Wert die Festigkeit des fertigen Presskörpers absinkt und die Wasserfestigkeit ansteigt. Je nachdem, auf welche Eigenschaft nun besonderer Wert gelegt wird, kann der Aufschlussvorgang innerhalb der angegebenen Grenzen weitgehend variiert werden. 



  Ein höherer End-PH-Wert kann erzielt werden, indem entweder mehr Alkali oder eine tiefere   Aufschlusstemperatur   oder eine kürzere Aufschlusszeit gewählt wird. Wenig Alkali, hohe Temperaturen und eine längere Aufschlusszeit geben einen tieferen End-PH-Wert. Derart vorbehandelte Lignozellulose wird nach dem Aufschluss gewaschen, getrocknet und gemahlen und gibt ein Presspulver, das ohne Zuführung weiterer Bindemittel gut brauchbare Presskörper bildet, wenn es bei entsprechend hohen Temperaturen und Drücken verpresst wird. 



   Anderseits ist es aus der Papierindustrie her bekannt, durch eine Kochung mit reinem Wasser einen Teil der Hydrozellulose zu lösen und zu entfernen. Dieser als Vorhydrolyse bekannte Aufschlussvorgang wird angewendet, um einen Teil der Hydrozellulose getrennt von den Aufschlussprodukten der daran anschliessenden Chemikalienkochung zu erhalten :

  
Die vorliegende Erfindung hat nun ein Verfahren zur Behandlung von Lignozellulose für die   Herste ! hmg bindemittelfreier   Formkörper hoher Festigkeit und Wasserabweisung, insbesondere Faserplatten, mittels alkalischem Druck- aufschluss lignozellulosehaltigen Materials zum Gegenstand, welches darin besteht, dass die Lignozellulose zuerst einer an sich bekannten kurzzeitigen Wasserkochung bis zur Erzielung eines pH-Wertes zwischen 5 und 6 unterworfen wird, worauf nach gründlichem Auswaschen ein an sich bekannter alkalischer Druckaufschluss in der Weise durchgeführt wird, dass das vorbehandelte Gut mit einer alkalischen Lösung so lange zwischen 140-250 C gekocht oder gedämpft wird, bis der pH-Wert die Neutralsationsgrenze erreicht oder auf höchstens    ó'5   abgesunken ist.

   Die vorzerkleinerte Lignozellulose wird in einem Kocher mit   Wuser   bei mässiger Temperatur gekocht, wobei ein Druck von 2   u   im allgemeinen genügt, u. zw. durch eine so lange Zeit, dass der   pub-sert   der Kochflüssigkeit auf höchstens 5 abfällt und maximal   10011 Hemizellulose   in Lösung gegangen sind. 



  Es können auch höhere oder tiefere Tempera- turen angewendet werden. Der pH-Wert muss aber unter 6 und höchstens auf 5 fallen, wobei verschieden grosse Mengen Hemizellulose in
Lösung gehen, wodurch die Wasserfestigkeit der gekochten Lignozellulose mehr oder weniger verbessert wird. Das Kochgut wird dann gut gewaschen ; aus den anfallenden Koch-und
Waschwässern können die Hydrozellulosen in bekannter Weise verwertet werden. Das Kochgut wird sodann mit einer alkalischen Losung bei 
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 beträgt.

   An Stelle des Kochens des in der vorangegangenen Stufe erhaltenen Kochgutes mit einer alkalischen Lösung kann die Lignozellulose auch in an sich bekannter Weise vorteilhafter zuerst mit einer Alkalilösung imprägniert und dann mit direktem oder indirektem Dampf behandelt werden, wobei das Gut vor der Dämpfung zweckmässigerweise evakuiert wird und nach dem Ablassen der Imprägnierlauge zur Verminde- 
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 trockensubstanz. Eine günstige Aufschlusstemperatur liegt zwischen 160 und   180  C.   Es können für den Aufschluss auch andere säureneutralisierende Substanzen verwendet werden, wie 

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   Na ; COs,   Ca   (OH) jt, CaCO   Na-Azetat usw. Das Kochgut wird sodann mit der Kochlauge gemeinsam in eine Apparatur gebracht, wo es entweder nass zerfasert oder gemahlen wird.

   Nach beendeter Zerkleinerung werden die in der Kochlauge noch vorhandenen geringen Mengen verwertbarer Bindemittel, wie Lignin, Pektin und Naturharz, durch schwaches Ansäuern auf einen pH-Wert von    4. 5   bis 5-5 ausgefällt, wobei vor der Ausfällung die Zugabe von wasserabstossenden Mitteln, wie Öle, Fette, Wachse und Harze, zweckmässig erfolgen soll. Anschliessend kann nun entwässert und getrocknet werden. 



   Bei Anwendung einer so vorbehandelten Lignozellulose zur Herstellung von Faserplatten ist die leichte und gute Zerfaserung in jeder Zerfaserungsmaschine auffallend. Der Stoff ist weitaus besser und schöner fibrillierbar als jeder andere nach einem der bisherigen Verfahren vorbehandelte Stoff. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren stellt eine Kombination zweier an sich bekannten Kochvorgänge dar, und ergibt ein Produkt von einer solchen Festigkeit und Wasserfestigkeit, wie es durch keinen der beiden Vorgänge allein erzielt werden kann. Eine Behandlung von Lignozellulose mit Wasser allein ergibt überhaupt keinen brauchbaren Stoff zur Erzeugung von Formkörpern oder Faserplatten ohne Bindemittelzusatz, da durch eine solche Operation lediglich ein Teil der Hydrozellulose gelöst, aber sonst keinerlei Veränderung vorgenommen wird. 



   Beispiel :   100 kg   Fichtenhackspäne werden mit 800 1 Wasser durch 10 Minuten bei 4 atü gekocht, das Kochwasser abgelassen und die Späne gewaschen. Der pH-Wert des Kochwassers beträgt 5-2, wobei 10% der Holzsubstanz in Lösung gegangen sind. Nun werden die vorbe-   handelten Späne mit 800 1 0. 5%iger NaOHLösung zwei Stunden lang bei 8 atü gekocht. Der   pH-Wert beträgt nach der Kochung 7.

   Das Kochgut wird nun zerfasert, hydrophobiert,   mit Alaun gefällt, entwässert und zu einer Hartfaserplatte folgender Eigenschaften heiss verpresst :   
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<tb> 
<tb> Dichte................... <SEP> 10
<tb> Biegefestigkeit <SEP> 700 <SEP> /cm
<tb> Wasseraufnahme <SEP> in <SEP> 24 <SEP> Stunden <SEP> 13%
<tb> Quellung <SEP> in <SEP> 24 <SEP> Stunden... <SEP> 8%
<tb> 
   In der folgenden Tabelle werden die Eigenschaften von Hartfaserplatten aus Lignozellulose   angegeben, wie sie gemäss der   Verfahrensführung   nach dem angegebenen Beispiel der Erfindung und nach der Verfahrensführung der an sich   bekancien Kochung   von Lignozellulose mit Alkalien erzielt werden.

   Hiebei ergeben sich entweder Formkörper von guter mechanischer Festigkeit und schlechter Wasserfestigkeit, wenn ein End-   PH-Wert   zwischen 6-5 und 7 eingehalten wird (siehe unter Verfahrensführung a) oder Formkörper von schlechterer mechanischer Festigkeit und besserer Wasserfestigkeit, wenn ein EndpH-Wert von 4-5 bis 5-5 eingestellt wird (siehe   unter Verfahrensführung b). Nur die   Anwendung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen kombinierten Verfahrens unter Einhaltung der beschriebenen Bedingungen liefert Formkörper mit guter mechanischer Festigkeit und guter Wasserfestigkeit, wie sie zusammen nach keinem der bekannten Kochvorgänge (siehe unter Verfahrensführung a und b) erzielt werden können.

   Aus der Gegenüberstellung in der Tabelle geht hervor, dass im Falle der Verfahrensführung nach a die bei der Masse verbleibenden 5% Hydrozellulosen die Wasserfestigkeit der Platte beträchtlich verschlechtern. Im Falle der Verfahrensführung nach b wird durch die alkaliche Kochung bis zu einem PH-Wert von 5 wohl die gleiche Menge Hydrozellulose, wie im angeführten Ausführungsbeispiel angegeben, entfernt und dadurch die Wasserfestigkeit gegenüber der Platte nach Verfahrensführung a verbessert ; gleichzeitig jedoch wird aber durch die längere Behandlung im sauren Bereich die Lignozellulose wieder spröder, was in der deutlich verringerten mechanischen Festigkeit zum Ausdruck kommt.

   Die Platte, die nach den Angaben des angeführten Beispieles gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, weist eine besondere Festigkeit und Wasserfestigkeit auf, wie sie nach keiner der zum Teil an sich bekannten Behandlungen erzielt werden kann. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Behandlung von Lignozellulose für die Herstellung bindemittelfreier Formkörper hoher Festigkeit und Wasserabweisung, insbesondere Faserplatten, durch alkalischen Druckaufschluss lignozellulosehaltigen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass die Lignozellulose zuerst einer an sich bekannten kurzzeitigen Wasserkochung bis zur Erzielung EMI2.2 <tb> <tb> Eigenschaft <SEP> der <SEP> Faserplatte <tb> Gelöste <SEP> Hydro- <SEP> PH <SEP> der <SEP> Kochzellulose <SEP> in <SEP> flussigke@t <SEP> nach <SEP> Biegefestigkeit <SEP> % <SEP> Wasserauf- <SEP> %Quellung <tb> @der <SEP> HTS <SEP> der <SEP> Kochung <SEP> kg/cm2 <SEP> nahme <SEP> in <SEP> 24h <SEP> in <SEP> 24h <tb> Verfahrensführung <SEP> nach <SEP> angegebenem <SEP> Beispiel <SEP> 10 <SEP> 7 <SEP> 700 <SEP> 13 <SEP> 8 <tb> Verfahrensführung <SEP> nach <SEP> a <SEP> 5 <SEP> 7 <SEP> 690

   <SEP> 23 <SEP> 13 <tb> Verfahrensführung <SEP> nach <SEP> b <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 600 <SEP> 15 <SEP> 10 <tb> <Desc/Clms Page number 3> eines pH-Wertes zwischen 5 und 6 unterworfen wird, worauf nach gründlichem Auswaschen ein an sich bekannter alkalischer Druckaufschluss in der Weise durchgeführt wird, dass das vorbehandelte Gut mit einer alkalischen Lösung so lange zwischen 140-250 C gekocht oder gedämpft EMI3.1

   2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkali-Druckaufschluss durch Behandlung mit direktem oder indirektem Dampf einer mit Alkalilösung imprägnierten Ligno- zellulose erfolgt, wobei diese zweckmässig vor dem Imprägnieren evakuiert und gegebenenfalls nach dem Ablassen der Imprägnierlauge zur Verminderung der Flüssigkeitsaufnahme nochmals evakuiert wird.