Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch Plastizieren von zerkleinert,\ lignozellulosehaltigen Stoffen Das Patent betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Platten oder dergleichen, durch Plastizieren von zerkleinerten, lignozellulosehaltigen Stoffen mittels Druckwärmebehandlung sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bekanntlich können Massen, die im wesentlichen aus zerkleinerten Pflanzenstoffen bestehen, welche ausser Zellulose Lignine, Wachse, Harze und anderes enthalten, durch geeignete Druckwärmebehandlung unter Luftabschluss in ihrem Aufbau derart umge wandelt werden, dass sie in plastischen Zustand über gehen und unmittelbar anschliessend zu festen Kör pern erhärten. Diese Vorgangsweise zeigt eine ge wisse Ähnlichkeit mit der Herstellung von Gegen ständen aus Kunstharz und die erhaltenen Produkte sind in ihrer Beschaffenheit auch Kunstharzen ähn lich.
Durch die genannte Plastizierung werden die dem Holz oder dergleichen eigenen Bindemittel der art weitgehend aktiviert, dass der Zusatz von kost spieligen Kunstharzbindemitteln erheblich verringert oder überhaupt entbehrt werden kann.
In der Erkenntnis, dass für die erreichte Abbinde fähigkeit in erster Linie der Ligningehalt massgeb lich ist, hat man bereits vorgeschlagen, bei zu gerin ger Plastizität oder nicht zufriedenstellender Wasser festigkeit zusätzliches Lignin, entweder in trockener Form oder in Form von Zelluloseablauge, mitzuver- arbeiten. Nach bekannten Vorschlägen wurde z. B.
das zerkleinerte lignozellulosehaltige Material mit Schwarzlauge unter Druck gekocht, das plastizierte Gemisch sodann gewaschen, getrocknet, gemahlen und schliesslich verpresst. Auf diese Weise wurde zwar der Ligningehalt erhöht und die Abbindefähig- keit verbessert, aber solche Verfahren erfordern infolge der Mehrstufigkeit einen grossen Aufwand und sind ziemlich kompliziert.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile da durch vermieden, dass ein Gemisch aus lignozellulose- haltigen Stoffen und Zelluloseablauge in einem ein zigen Arbeitsgang in einer Pressform durch Heisspres sung plastiziert und zum Enderzeugnis geformt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur ein facher und billiger durchzuführen als die bekann ten Aufschliessungsprozesse mit nachfolgender Pres sung, sondern es ergibt auch bessere Endprodukte im Hinblick auf Wasserbeständigkeit und Festigkeit.
Als Ausgangsstoffe kommen vor allem Holzab- fälle, wie Sägespäne und Sägemehl, dann aber auch andere, entsprechend zerkleinerte, pflanzliche Stoffe, wie Torf, Schilf, Stroh, Kokosschalen und derglei chen, in Betracht.
Die Formkörper können der Pressform ohne be sondere Abkühlung entnommen werden, was wärme wirtschaftlich von Vorteil ist. Die erzeugten Produkte haben befriedigende Festigkeit, Härte, Isolierfähig- keit und Wetterfestigkeit und können z. B. als gross flächige Tafeln für das Bauwesen, zum Verkleiden von Fussböden, Wänden und Dächern dienen. Dem Pressgut können Farbstoffe oder sonstige Zusätze ein verleibt werden.
Auch können verstärkende Ein lagen, wie Drähte, Netze oder dergleichen Verwen dung finden, wie dies an sich bei der Herstellung von Kunststoffplatten bekannt ist. Es kann ferner zweckmässig sein, das Pressgut bei der Druckwärme behandlung auf Materialschichten anderer Art, z. B. Holzfurniere, aufzupressen, wodurch den erhaltenen Platten oder dergleichen auf der einen Seite ein ge wünschtes Aussehen verliehen wird. Die Verwendung von Deckschichten ist in der Kunstplattenindustrie gleichfalls an sich bekannt.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Herstellung der Formkörper kontinuierlich, indem das Gemisch aus lignozellu- losehaltigen Stoffen und Zelluloseablauge durch einen Kanal hindurchgeführt wird, in dem die Druck wärmebehandlung stattfindet. Eine hiezu geeignete Einrichtung besteht erfindungsgemäss aus einem zwi schen zwei wandernden Pressflächen liegenden, seit lich begrenzten Pressraum, in welchem das Gut kon tinuierlich vorgeschoben und zu laufenden Platten bahnen verdichtet wird.
Zur gleichzeitigen Anwen dung von Hitze und Druck ist der Pressraum durch zwischen den Pressflächen angeordnete Dichtungen, z. B. Dichtungsleisten, über seine ganze Ausdehnung seitlich abgedichtet.
<I>Beispiel</I> 2 Gewichtsteile auf etwa gleiche Grösse abge- siebte, lufttrockene Sägespäne werden mit 1 Ge wichtsteil Sulfitablauge mit einem Trockengehalt von 2011/a vermischt, und die Mischung wird in einer aus einer Hohlform samt Stempel bestehenden Presse bei 200 C unter 50 kg/cm2 gepresst. Nach 10 Minu ten ist die Plastizierung und Härtung vollendet, so dass der fertige Körper der Form entnommen wer den kann.
Durch eine Reihe von Vergleichsversuchen wurde erwiesen, dass bei sonst gleichen Verhältnissen, je doch ohne Verwendung von Zelluloseablauge, die Behandlungsdauer bzw. der Druck um durchschnitt lich etwa 50111a erhöht werden musste, um Produkte von angenähert derselben Festigkeit zu erhalten. Bei gleicher Behandlungsdauer, Temperatur und glei chem Druck sank bei Nichtverwendung der Ablauge die Festigkeit des Produktes auf etwa 5011/o.
In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Presse schematisch beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht, Fig. 2 ein lotrechter Querschnitt.
Zwei endlose Bänder 1, 2, die aus einem un durchlässigen Material, z. B. genügend biegsamem Blech, bestehen, laufen über Führungsrollen 3, 4, 5 bzw. 6, 7 und stehen unter der Wirkung einer An zahl von Walzen 8, 9, die auf die Bänder 1, 2 einen hohen Druck ausüben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, verringert sich in der Fliessrichtung des eingebrachten Materials 10 der Abstand zwischen beiden Bändern 1, 2, so dass das Material beim Durchgang durch dieselben einer zunehmenden Pressung unterworfen wird.
In Fig. 2 sind seitliche Dichtungsleisten 11 an gedeutet, welche den Raum zwischen den Bändern 1, 2 an den Seiten derart abdichten, dass ein mit Ausnahme seines Ein- und Austrittes völlig geschlos sener Durchgangskanal für das Pressgut gebildet ist.
Die Presse ist in einer nicht dargestellten Heiz- kammer angeordnet. Die Geschwindigkeit der Bän der 1, 2 und die Länge des genannten Kanals sind derart gewählt, dass beim Durchgang durch denselben die beschriebene Reaktion vollständig vor sich geht, so dass zwischen den Rollen 5, 7 eine bereits harte, fertige Platte 12 austritt. Die Aufgabe des Materials erfolgt kontinuierlich, so dass eine kontinuierliche Plattenbahn erhalten wird, die in passende Längen zerschnitten wird. Selbstverständlich sind die Ober walzen 8 samt den Rollen 4, 5 gegenüber den Unter walzen 9 und den Rollen 6, 7 verstellbar, so dass Platten der gewünschten Dicke erhalten werden kön nen.
Es ist möglich, eine beispielsweise auf dem untern Band 2 aufliegende Materialschicht, Folie, ein Holz furnier oder dergleichen, zwischen beide Bänder einlaufen zu lassen. Das Pressgut verbindet sich dann innig mit einer solchen Schicht, so dass eine Platte mit einer besonderen Deckschicht erhalten wird.
Process for the production of moldings by plasticizing comminuted, lignocellulose-containing substances The patent relates to a process for the production of moldings, such as plates or the like, by plasticizing comminuted, lignocellulose-containing substances by means of pressure heat treatment and a device for carrying out this process.
It is well known that masses consisting essentially of crushed plant matter which contain cellulose, lignins, waxes, resins and other things, can be converted in their structure by suitable pressure heat treatment in the absence of air in such a way that they change into a plastic state and then immediately become solid bodies harden pern. This procedure shows a certain similarity with the production of objects made of synthetic resin and the products obtained are similar in nature to synthetic resins.
As a result of the aforementioned plasticization, the binders inherent in wood or the like are largely activated in such a way that the addition of costly synthetic resin binders can be significantly reduced or dispensed with at all.
Recognizing that the lignin content is primarily decisive for the achieved setting ability, it has already been suggested that additional lignin, either in dry form or in the form of cellulose waste liquor, should be processed if the plasticity is too low or the water resistance is unsatisfactory . According to known proposals, for. B.
the comminuted lignocellulose-containing material is boiled with black liquor under pressure, the plasticized mixture is then washed, dried, ground and finally pressed. In this way, the lignin content was increased and the setting ability improved, but such processes require a great deal of effort and are rather complicated because of the multistage nature.
According to the invention, these disadvantages are avoided by the fact that a mixture of lignocellulosic substances and cellulose waste liquor is plasticized in a single operation in a press mold by hot pressing and shaped into the end product. The method according to the invention is not only easier and cheaper to carry out than the known digestion processes with subsequent pressing, but it also gives better end products in terms of water resistance and strength.
Wood waste, such as sawdust and sawdust, but then also other appropriately comminuted vegetable substances such as peat, reeds, straw, coconut shells and the like, come into consideration as starting materials.
The moldings can be removed from the mold without any special cooling, which is economically advantageous in terms of heat. The products produced have satisfactory strength, hardness, insulation ability and weather resistance and can be used, for. B. serve as large-area panels for construction, to cover floors, walls and roofs. Dyes or other additives can be incorporated into the pressed material.
Reinforcing layers such as wires, nets or the like can also be used, as is known per se in the manufacture of plastic sheets. It may also be useful to treat the pressed material in the pressure heat treatment on layers of material of another type, eg. B. wood veneers to be pressed, whereby the obtained panels or the like on the one hand a ge desired appearance is given. The use of cover layers is also known per se in the art board industry.
According to a preferred embodiment of the process, the moldings are produced continuously by the mixture of lignocellulosic substances and cellulose waste liquor being passed through a channel in which the pressure heat treatment takes place. A device suitable for this purpose consists, according to the invention, of a between two moving pressing surfaces lying, laterally limited pressing space in which the material is continuously advanced and compressed into running panels.
For the simultaneous application of heat and pressure, the press chamber is provided by seals arranged between the press surfaces, e.g. B. sealing strips, laterally sealed over its entire extent.
<I> Example </I> 2 parts by weight of air-dry sawdust, sieved to approximately the same size, are mixed with 1 part by weight of sulphite waste liquor with a dry content of 2011 / a, and the mixture is mixed in a press consisting of a hollow mold with a punch at 200 C pressed below 50 kg / cm2. After 10 minutes, the plasticizing and hardening is complete, so that the finished body can be removed from the mold.
A series of comparative tests has shown that with otherwise the same conditions, but without the use of cellulose waste liquor, the treatment time or the pressure had to be increased by an average of about 50111a in order to obtain products of approximately the same strength. With the same treatment time, temperature and pressure, if the waste liquor was not used, the strength of the product fell to about 5011 / o.
In the drawing, a press particularly suitable for carrying out the method is shown schematically, for example.
Fig. 1 is a side view, Fig. 2 is a vertical cross section.
Two endless belts 1, 2, which are made of an un permeable material, for. B. enough flexible sheet metal exist, run over guide rollers 3, 4, 5 and 6, 7 and are under the action of a number of rollers 8, 9, which exert high pressure on the bands 1, 2. As can be seen from FIG. 1, the distance between the two strips 1, 2 decreases in the direction of flow of the introduced material 10, so that the material is subjected to increasing pressure as it passes through them.
In Fig. 2 lateral sealing strips 11 are indicated, which seal the space between the belts 1, 2 on the sides such that a completely closed with the exception of its inlet and outlet is formed for the pressed material.
The press is arranged in a heating chamber (not shown). The speed of the belts 1, 2 and the length of the mentioned channel are selected such that when they pass through the described reaction takes place completely so that an already hard, finished plate 12 emerges between the rollers 5, 7. The material is fed in continuously so that a continuous sheet of panels is obtained, which is cut into suitable lengths. Of course, the upper rollers 8 together with the rollers 4, 5 relative to the lower rollers 9 and the rollers 6, 7 are adjustable so that panels of the desired thickness can be obtained.
It is possible, for example, on the lower band 2 lying material layer, film, a wood veneer or the like, to run between the two bands. The material to be pressed is then intimately bonded to such a layer so that a plate with a special top layer is obtained.