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Verfahren zur Zerfaserung von Holz und Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens
Es ist bekannt, Holz zu zerfasern und die Holzfasern für verschiedene Zwecke zu verwenden, bei- spielsweise in Form von Holzmasse für die Herstellung von Papier, FormstUcken oder Holzfaserplatten in
Verbindung mit verschiedenen Imprägniermitteln.
Die üblichen Verfahren zurHolzfasergewinnung lassen sich in zwei Arten einteilen. Die eine Art um- fasst die chemischen oder teilweise chemischen Verfahren, die darin bestehen, das Holz zu zerschneiden, um Späne zu bilden, die danach entweder mit Dampf oder mit geeigneten Laugen unter Anwendung von
Hitze und Druck und gegebenenfalls durch mechanische Verfahren behandelt werden. Die zweite Art von
Verfahren, die besser als mechanische Verfahren bezeichnet werden können, umfassen diejenigen, bei denen die Holzfasern Zerreissvorgängen unterworfen werden, beispielsweise durch Zerreibung zwischen
Schleifsteinen oder Schleifscheiben, wobei die Fasern im allgemeinen von einem Wasserstrahl mitgerissen werden.
Wegen der Notwendigkeit der Mitwirkung von Dampf, Laugen oder Wasser, gegebenenfalls unter Druck und bei erhöhten Temperaturen sind die erwähnten Verfahren kaum anders ausführbar als in einer ortsfesten Anlage, die einen hohen Aufwand und verschiedene Maschinen erfordert, Der hohe Aufwand und die Bedienung der Anlagen durch Spezialkräfte haben verhältnismässig hohe Herstellungskosten der Erzeugnisse, nämlich der Holzmasse bzw. der Holzfasern, zur Folge.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zerfaserung von Holz, das gegebenenfalls vorher ganz oder teilweise entrindet wurde, durch Zerquetschung desselben mittels Druckwalzenpaaren mit immer kleiner werdendem Spalt, durch welche das Holz mit zur Achsrichtung der Walzen paralleler Faserrichtung hindurchgeführt wird, das jedoch ohne Wasser- oder Dampfzusatz und ohne Erhitzung bzw. mit einer so einfachen Maschine durchführbar ist, dass diese ortsbeweglich gebaut werden kann, um das Holz gleich am Lagerplatz behandeln zu können, und wobei das behandelte Holz in Form von Fasern oder Faserbündeln anfällt, die leicht mit Laugen, chemischen Substanzen oder Mitteln zur Erzielung hoher Geschmeidigkeit zu imprägnieren und auch leicht auf mechanischem Wege weiter zu zerfasern sind.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass unbearbeitete trockene Rundhölzer in kaltem Zustande zuerst durch mindestens ein Walzenpaar mit scharfen Kanten geführt, zerquetscht, zerspalten und damit auch die Ablösung der Rinde, soweit diese noch vorhanden ist, erreicht wird und dass das aus dem letzten Walzenpaar austretende trockene Faservlies einer Kardierung unterworfen wird, wodurch die Fasern im wesentlichen voneinander gelöst aber nicht zerschnitten oder zerkrnmelt werden.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen : Fig. l den wesentlichen Teil einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Fig. 2 stellt eine perspekti- vische Darstellung eines Faservlieses dar, das durch trockenes und kaltes Zermalmen nach dem Verfahren gemäss der Erfindung erzeugt ist.
In Fig. 1 sind 1,2 zwei Walzen, die beispielsweise auf ihrem Umfang mit Nuten versehen sein können und die mit umgekehrtem Drehsinn umlaufen ; auf dieses Paar von Quetschwalzen können noch ein oder mehrere weitere Walzenpaare folgen. Mit 3,4 sind schematisch die letzten Quetsch- oder Druckwalzen,
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die vorzugsweise glatte Oberflächen haben, und mit 10, 11 Kardierwalzen bezeichnet. Der Achsabstand zwischen den beiden Quetsch- oder Druckwalzen aufeinanderfolgender Paare kann abnehmend gewählt sein, um eine progressive Zermalmung zu gewährleisten. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen auf- einanderfolgender Paare nehmen von der Eintrittsstelle des Holzes zur Austrittsstelle hin vorzugsweise zu.
Mit 5 ist eine nach dem Zwischenraum zwischen den Walzen 1, 2 geneigte Bahn bezeichnet, mit 6 eine
Führungsplatte nach den Walzen 3, 4 hin und mit 7 der Behälter zur Aufnahme des Vlieses aus voneinan- der gelösten Fasern. Mit 8 ist schematisch ein Stück Rundholz bezeichnet, das durch Zerschneiden einer
Stange in der Vorrichtung selbst hergestellt sein kann. Das Rundholz wird zwischen die beiden Quetsch- walzen 1,2 des ersten Walzenpaares geführt, u. zw. in einer zu den Achsen dieser Walzen parallelen Rich- tung, d. h. so, dass die Holzfasern zu den Mantelerzeugenden der zylindrischen Druckflächen parallel verlaufen.
Die Walzen der folgenden Walzenpaare lösen die Fasern voneinander, um Vliesteile, wie in Fig. 2 dargestellt ist, zu bilden. Diese Teile haben allgemein etwa die Form eines Spans, d. h. sie stellen eine
Fläche von erheblicher Grösse, aber sehr kleiner Dicke dar, jedoch unterscheiden sie sich wesentlich von einem durch einen Schneidvorgang hergestellten Span, insofern, als die Arbeit des Aufblätterns und Zer- quetschens der Walzen die parallelen Fasern teilweise voneinander gelöst hat ; diese haben mehr oder we- niger ihre Rinde verloren, so dass es danach leicht ist, sie durch einen zusätzlichen mechanischen Vorgang mit Hilfe der Kardierwalzen 10, 11 oder einer ähnlichen Vorrichtung vollständig zu trennen.
Praktisch kann vor die Vorrichtung gemäss Fig. l eine Maschine zum Zerteilen oder Zersägen von Stangen in Stücke von einer gewünschten Länge und gegebenenfalls noch eine Maschine zum Spalten dik- ker Rundhölzer, beispielsweise durch Einschlagen eines Winkels oder Keiles an einem Ende, geschaltet werden, um die Rundhölzer auf eine kleinere Dicke zu bringen, die ein Angreifen der ersten Walzen 1, 2 möglich macht. Man kann auch vor der erfindungsgemässen Vorrichtung eine Maschine zum Entrinden vorsehen, wenn die vorherige Beseitigung der Rinde erforderlich erscheint. An Stelle der Vorrichtung ge- mäss Fig. 1 kann auch Zerkleinern und Kardieren in gesonderten Maschinen erfolgen und gegebenenfalls eine Maschine zum Abschneiden von Vliesstücken bzw. zum Abschneiden der aus der Vorrichtung heraus- kommenden Fasern anschliessen.
Schliesslich können die gesammelten Fasern noch in einer Ballenpresse verarbeitet werden.
Um zu erreichen, dass die ersten Quetschwalzen eine gute Spalt- oder Splitterwirkung auf das Holz ausüben können, besitzen diese Walzen scharfkantig Rillen mit vorzugsweise quadratischem oder dreieckigem Profil. Da diese Spaltwirkung bei manchen Holzarten gleichzeitig auch die völlige Ablösung der Rinde bewirkt, kann in diesem Falle eine vorherige Entrindung entfallen und die abgetrennte Rinde vom zerfaserten Holz durch Absaugen oder durch Siebung getrennt werden.
Die zusammenarbeitenden Walzen eines Paares können beide motorisch angetriebensein oder es kann die eine davon durch die andere über die Profilrinnen oder durch Reibung mitgenommen werden. Sie können gegebenenfalls unter sich verschiedene Umfangsgeschwindigkeiten haben, um die Ausbreitung des zermalmten Holzes, d. h. seine Streckung im Sinne der Umfangsbewegung, zu erleichtern.
Die Kardierung kann durch eine Walze mit spitzen Kränzen erfolgen, die zwischen den festen Zähnen des Kammes einer Karde hindurchlaufen.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass man dieses Verfahren bei Benutzung einer transportablen Vorrichtung anwenden kann, die in der Lage ist, das Holz am gleichen Ort, wo es gewachsen ist, zu verarbeiten und es in die Form von Holzfaserballen zu überführen. Die transportable Vorrichtung kann Holz jeden Durchmessers verarbeiten, d. h. insbesondere das Kleinholz, die Zweige usw.
Es ist zu bemerken, das man Kleinholz bis zu feinen Teilchen ausnutzen kann. Man ist so in der Lage, eine beachtliche Menge an Holz mehr auszunutzen, die'sonst verlorengehen oder an Ort und Stelle verbrannt werden würde.
Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier im einzelnen beschriebenen und dargestellten Beispiele. Die Erfindung umfasst vor allem das Verfahren zur Gewinnung von Holzfasern und das neuartige, auf trockenem Wege gewonnene Erzeugnis.
Die erhaltenen Matten oder Fasern, die zu Ballen gepresst werden können, lassen sich leicht speichern oder transportieren, so dass sie für verschiedene industrielle Zwecke verfügbar sind.
Um die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung noch zu vermehren, kann es in gewissen Fällen von Nutzen sein, dass das so erhaltene Material gegen mögliche Veränderungen geschützt wird, die beispielsweise unter Einwirkung des Verschimmelns und der Pilzbildung eintreten können, oder aber dass es auch eine für den Endzweck günstige Behandlung oder Verwandlung erfährt, insbesondere für die Verwendung in der Papierindustrie zur Herstellung von Papiermasse.
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Es kann noch eine zusätzliche Behandlung vorgenommen werden, die mit der Formung zu Ballen verbunden ist und deren Zweck es ist, eine schädliche Veränderung des Materials zu vermeiden oder eine erwünschte Umwandlung zu gewährleisten oder beide Effekte gleichzeitig zu erzielen. Es hat sich heraus- gestellt, dass diese Erfolge durch eine Imprägnierung des Materials mit einer geeigneten chemischen Sub- stanz oder Lauge erreichbar sind und dass diese Imprägnierung selbsttätig beim Pressen der Ballen vor sich gehen kann, wodurch eine innige Verteilung der Substanz oder der Lauge in der ganzen Masse erreicht wird, in welche das chemische Produkt vorher eingemischt wurde.
So benutzt man die bereits vorgesehene Pressung zu Ballen, um ohne zusätzliche Behandlung eine gleichmässige Imprägnierung des behandelten Materials zu erreichen, wobei es genügt, vorher die gewünsche Menge der Substanz oder Lauge zuzusetzen.
Die chemische Lauge kann beispielsweise Natronlauge sein und eine gewisse günstige Reifung des Produktes während seines Verbleibens in Ballenform vor der Verwendung, beispielsweise für die Papierherstellung gewährleisten, wobei die Reifung die spätere Herstellung der Papiermasse begünstigt und es erlaubt, eine Verbesserung der Umwandlung des Holzes in Masse zu erreichen.
Die imprägnierungssubstanzen können nach Wunsch und die verwendete Dosierung je nach dem im Einzelfall zu erreichenden Zweck gewählt werden.
Ausser einer Reifung oder einem Schutz gegen Schimmel- und Pilzbildung kann man durch das gleiche Mittel auch eine Schutzimprägnierung gegen Insekten oder eine Feuerschutzimprägnierung erreichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Zerfaserung von Holz, das gegebenenfalls vorher ganz oder teilweise entrindet wurde, durch Zerquetschung desselben mittels Druckwalzenpaaren mit immer kleiner werdendem Spalt, durch welche das Holz mit zur Achsrichtung der Walzen paralleler Faserrichtung hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass unbearbeitete trockene Rundhölzer (8) in kaltem Zustande zuerst durch mindestens ein Walzenpaar (1, 2) mit scharfen Kanten geführt, zerquetscht, zerspalten und damit auch die Ablösung der Rinde, soweit diese noch vorhanden ist, erreicht wird und dass das aus dem letzten der Walzenpaare (3,4) austretende trockene Faservlies einer Kardierung unterworfen wird, wodurch die Fasern im wesent- lichen voneinander gelöst aber nicht zerschnitten oder zerkrümelt werden.