Verfahren zur Herstellung von weissem Holzschliff Schon lange ist man bestrebt, einen weissen Holzschliff mit besonders hoher Festigkeit herzustel len. Das konnte man bisher nur bei der Herstellung von sogenanntem Braunschliff erreichen. Bei diesem Verfahren wird das Holz vor dem Schleifen bei Tem peraturen von etwa 160 bis 180 C mehrere Stunden lang mit Dampf behandelt. Wie der Name schon be sagt, wird das Holz dabei dunkelbraun. Der aus einem solchen Holz gewonnene Braunschliff kann nur beschränkt verwendet werden.
Man hat auch schon vorgeschlagen, das Holz vor dem Schleifen mit heissen sauren Lösungen zu be handeln, z. B. mit Lösungen von schwefliger Säure, Sulfiten, Bisulfiten oder Hydrosulfiten. Hierbei wird das Holz ähnlich wie bei dem Dämpfprozess mehrere Stunden bei höherer Temperatur unter Druck ge kocht. Der Zweck dieses Arbeitens war es, die Festigkeitseigenschaften zu erhöhen, ohne dass der Schliff eine braune Farbe besitzt.
Man konnte aber nur kleine Verbesserungen erzielen, weil eine gleich- mässige Tränkung des Holzes mit diesen Lösungen nicht möglich ist, insbesondere des Kernholzes; Nadelholz lässt sich nur von der Stirnseite auf 1 bis 3 cm Länge imprägnieren. Bei Laubholz dringt dage gen die Imprägnierflüssigkeit nur von der Längsseite etwa 1 cm tief ein, von der Stirnseite überhaupt nicht. Gemäss dem Stande der Technik wird das Impräg nieren mit sauren Chemikalien dadurch verbessert, dass man das Holz mit Schnitten und Bohrlöchern versieht.
Es wird hierbei auf die schon bekannte Tat sache verwiesen, dass man Holz selbst unter Zuhilfe nahme besonderer Massnahmen mit alkalischen Lösungen nicht tränken kann. Durch die starke Quellung des Holzes wird das Eindringen der Imprägnierflüssigkeit sowohl von der Stirnseite wie von der Längsseite aus verhindert. Daher muss man, wenn man Holz mit Alkalien tränken will, es vorher besonders sorgfältig zerklei nern. Bisher gelang es nicht, ganze Holzrollen von beispielsweise 1 m Länge und einer Dicke von bei spielsweise 5 bis 50 cm<I>,</I> mit Alkalien ganz gleichmäs- sig zu tränken.
Auch die Anwendung höherer Tem peraturen führte nicht zum Erfolg. Es zeigte sich vielmehr, dass mit der Erhöhung der Temperatur die Quellung verstärkt und damit die Durchdringung ver ringert wird.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man ein Eindringen wässriger alkalischer Lösungen in Holz ermöglicht, wenn man Lösungen verwendet, die gleichzeitig Oxydationsmittel enthal ten. Im Einzelnen ist es noch nicht geklärt, wie diese Oxydationsmittel wirken. Vielleicht setzen sie die Quellfähigkeit der Holzfaser herab. Jedenfalls gelingt es auf diese Art, Holz mit wässrigen Lösungen von Alkalien, wie Natronlauge, Kalilauge oder Natrium- carbonat, gleichmässig und sehr tief zu imprägnieren.
Durch die Oxydation im Innern des Holzes entsteht hierbei gleichzeitig eine Temperaturerhöhung von 20 bis 50 C.
Die vorliegende Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Herstellung von weissem. Holzschliff mit besonders hoher Festigkeit und ist dadurch ge kennzeichnet, dass man entrindetes Holz mit einer wässrigen alkalischen Lösung, die ein Oxydations mittel enthält, tränkt und das so vorbehandelte Holz schleift.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass der aus so vorbehan deltem Holz erzeugte Schliff sehr hell ist und gleich zeitig eine besonders hohe Festigkeit besitzt.
Nach dem Verfahren der Erfindung ist es bei spielsweise möglich, Fichtenholz oder Pappelholz mit Lösungen zu tränken, die auf 100 Teile Holz etwa 1 bis 6 Teile Ätznatron enthalten. Das so behandelte Holz hat im Innern keine dunklen Teile und kann daher in üblicher Weise zu Holzschliff verarbeitet werden.
Um die Zeit für eine vollständige Imprägnierung von unzerkleinerten dicken Holzrollen oder Knüp peln zu verkürzen, kann man das Holz mit senkrecht zu seiner Achse verlaufenden dünnen Einschnitten oder Bohrungen versehen. Ein weiteres Mittel zur Verkürzung der Imprägnierungszeit ist das Arbeiten unter Druck.
Es hat sich ferner überraschenderweise gezeigt, dass zwar bei Nadelholz ein Eindringen der Impräg nierflüssigkeit vorzugsweise von den Stirnseiten her stattfindet. Bei Laubholz findet die Durchtränkung in überwiegendem Masse von den Längsseiten aus statt. Daher ist es bei solchen Hölzern zweckmässig, die Rolle vor der Imprägnierung zu spalten.
Als Oxydationsmittel im Sinne der Erfindung kommen in erster Linie anorganische Peroxyde, z. B. Wasserstoffperoxyd oder Natriumperoxyd, in Be tracht. U. U. kann man auch Kaliumpermanganat verwenden. Die Imprägnierlösungen können die übli chen Stabilisierungsmittel, wie Magnesiumsulfat, Wasserglas oder Polyphosphat enthalten.
Nach dem Verfahren der Erfindung getränktes Holz benötigt zum Schleifen erheblich weniger Kraft als ungetränktes Holz.
<I>Beispiel I</I> 1000 kg Fichtenrundholz wurde nach der Entrin- dung mit 1,5 mm breiten Einschnitten bis zur Mitte des Holzes im Abstand von 5 cm versehen. Dieses Holz wurde dann in einen Druckkessel gegeben und mit einer 5 o/oigen Ätznatronlösung, die 2,5 /o H.02, bezogen auf das trockene Holzgewicht, enthielt, bei einer Anfangstemperatur von 20 C und einem Druck von 10 atü 3 Stunden imprägniert. Der Druck wurde mittels einer Pumpe während der Reaktions zeit bei 10 atü gehalten.
Nach 1 Stunde betrug die Temperatur in dem Kessel 30 C und am Ende der Reaktionszeit 45 C. Die überschüssige Lösung wurde dann abgelassen und das Holz aus dem Kessel genommen. Nach 24 Stunden wurde dieses Holz in üblicher Weise in einem Stetigschleifer verschliffen. Im Vergleich zu einem Schliff aus dem unbehandel ten gleichen Holz, bei dem die Reisslänge bei einem Mahlgrad von 65 SR 2 200 m betrug, war die Reiss- länge bei dem Schliff aus dem vorbehandelten Holz bei einem Mahlgrad von 36 SR 5 800 m.
Der Kraft- bedarf war um 30 % geringer bei dem vorimprägnier- ten Holz.
<I>Beispiel 2</I> <B>1000</B> kg Fichtenholz, das in derselben Weise ent rindet und vorbehandelt wurde wie bei Beispiel 1, wurde mit einer Sodalösung, die 2,5 % Kaliumper- manganat, bezogen auf das atro Holzgewicht, ent hielt, 3 Stunden bei 10 atü imprägniert. Die Anfangs temperatur der Lösung betrug 22 C, die Endtempe- ratur 40 C.
Auch bei diesem Holz wurde eine voll kommen gleichmässige Durchdringung und nach dem Schleifen auch die gleiche Qualitätsverbesserung wie bei Beispiel 1 erzielt.
<I>Beispiel 3</I> 1000 kg Pappelholz wurde nach der Entrindung in der Längsrichtung gespalten und dann in den Druckbehälter gegeben. Dort wurde das Holz mit einer 3 ohigen Ätznatronlösung, die mit einer 2,5 o/oigen Natriumperoxydlösung vermischt war, 3 Stunden bei einem Druck von 9 atü imprägniert. Das Holz war nach dieser Zeit vollkommen gleichmässig durchtränkt und wurde nach 24 Stunden verschliffen.
Die Reisslänge des nicht vorbehandelten Holzschlif fes betrug bei 68 SR 1500 m, nach der Vorbehand- lung des Holzes bei einem Mahlgrad von nur 34 SR 5 400 m. Die Einsparung an Kraft betrug bei dem mit Alkali imprägnierten Holz 50 0/0.
Process for the production of white wood pulp For a long time, efforts have been made to produce a white wood pulp with particularly high strength. Up to now, this could only be achieved with the production of so-called brown grinding. In this process, the wood is treated with steam for several hours at temperatures of around 160 to 180 C before sanding. As the name suggests, the wood turns dark brown. The brown pulp obtained from such wood can only be used to a limited extent.
It has also been proposed to treat the wood with hot acidic solutions before sanding, e.g. B. with solutions of sulphurous acid, sulphites, bisulphites or hydrosulphites. Similar to the steaming process, the wood is boiled under pressure for several hours at a higher temperature. The purpose of this work was to increase the strength properties without the section being brown in color.
However, only small improvements could be achieved because an even impregnation of the wood with these solutions is not possible, especially the heartwood; Softwood can only be impregnated from the front over a length of 1 to 3 cm. In the case of hardwood, on the other hand, the impregnation liquid only penetrates about 1 cm from the long side and not at all from the front side. According to the state of the art, the impregnation with acidic chemicals is improved by providing the wood with cuts and drill holes.
Reference is made to the fact that is already known that wood cannot be soaked with alkaline solutions, even with the aid of special measures. Due to the strong swelling of the wood, the penetration of the impregnation liquid is prevented from both the front and the long side. Therefore, if you want to soak wood with alkalis, you have to grind it up very carefully beforehand. So far it has not been possible to soak whole wooden rolls, for example 1 m in length and a thickness of for example 5 to 50 cm <I>, </I> with alkalis quite evenly.
The use of higher temperatures was also unsuccessful. Rather, it was found that the swelling increases with the increase in temperature, and thus the penetration is reduced.
It has now surprisingly been found that a penetration of aqueous alkaline solutions into wood is made possible if one uses solutions which simultaneously contain oxidizing agents. In detail, it is not yet clear how these oxidizing agents work. Perhaps they reduce the swellability of the wood fiber. In any case, it is possible in this way to evenly and very deeply impregnate wood with aqueous solutions of alkalis, such as caustic soda, potassium hydroxide or sodium carbonate.
The oxidation inside the wood causes a temperature increase of 20 to 50 C.
The present invention accordingly relates to a method for producing white. Wood pulp with particularly high strength and is characterized by the fact that debarked wood is soaked with an aqueous alkaline solution that contains an oxidizing agent and the wood that has been pretreated in this way is sanded.
A particular advantage of the method according to the invention is that the cut produced from wood pretreated in this way is very light and at the same time has a particularly high strength.
According to the method of the invention, it is possible, for example, to soak spruce wood or poplar wood with solutions that contain about 1 to 6 parts of caustic soda per 100 parts of wood. The wood treated in this way has no dark parts inside and can therefore be processed into wood pulp in the usual way.
In order to shorten the time for a complete impregnation of uncomminuted thick wooden rolls or billets, the wood can be provided with thin incisions or holes perpendicular to its axis. Another means of shortening the impregnation time is working under pressure.
It has also been shown, surprisingly, that in coniferous wood penetration of the impregnating liquid preferably takes place from the end faces. With hardwood, the impregnation takes place predominantly from the long sides. It is therefore advisable to split the roll before impregnation with such woods.
As oxidizing agents in the context of the invention are primarily inorganic peroxides such. B. hydrogen peroxide or sodium peroxide, in Be tracht. Potassium permanganate can also be used under certain circumstances. The impregnation solutions can contain the usual stabilizing agents such as magnesium sulfate, water glass or polyphosphate.
Wood soaked according to the method of the invention requires considerably less force for grinding than unimpregnated wood.
<I> Example I </I> 1000 kg of spruce logs were provided with 1.5 mm wide incisions up to the middle of the wood at a distance of 5 cm after debarking. This wood was then placed in a pressure vessel and impregnated with a 5% caustic soda solution containing 2.5% H.02, based on the dry weight of the wood, at an initial temperature of 20 ° C. and a pressure of 10 atmospheres for 3 hours . The pressure was kept at 10 atm during the reaction time by means of a pump.
After 1 hour the temperature in the kettle was 30 ° C. and at the end of the reaction time 45 ° C. The excess solution was then drained off and the wood was removed from the kettle. After 24 hours this wood was sanded in the usual way in a continuous sander. In comparison to a section made from the same untreated wood, in which the tearing length at a freeness of 65 SR 2,200 m, the tearing length in the section made from the pretreated wood at a freeness of 36 SR 5 was 800 m.
The power requirement was 30% lower for the pre-impregnated wood.
<I> Example 2 </I> <B> 1000 </B> kg of spruce wood, which was debarked and pretreated in the same way as in example 1, was treated with a soda solution containing 2.5% potassium permanganate the dry weight of the wood, contained, impregnated for 3 hours at 10 atm. The initial temperature of the solution was 22 C, the final temperature 40 C.
In this wood, too, a completely uniform penetration and, after grinding, the same improvement in quality as in Example 1 was achieved.
<I> Example 3 </I> 1000 kg of poplar wood was split lengthways after debarking and then placed in the pressure vessel. There the wood was impregnated with a 3% caustic soda solution, which was mixed with a 2.5% sodium peroxide solution, for 3 hours at a pressure of 9 atmospheres. After this time, the wood was completely evenly saturated and was sanded after 24 hours.
The tearing length of the untreated wood pulp was at 68 SR 1500 m, after pretreatment of the wood with a freeness of only 34 SR 5 400 m. The saving in strength with the alkali-impregnated wood was 50%.