AT374U1

AT374U1 - FIBER UNITS WITH Roughened Surface Obtained By Milling Wooden Pieces

Info

Publication number: AT374U1
Application number: AT46194U
Authority: AT
Original assignee: Peter Mueller Ges M B H & Co K
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1995-09-25

Description

AT 000 374 UlAT 000 374 Ul

Die Erfindung betrifft durch Aufmahlen von Holzstücken erhaltene Faseraggregate mit aufgerauhter Oberfläche, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung sowie daraus hergestellte Formkörper.The invention relates to fiber aggregates obtained by grinding wood pieces with a roughened surface, a process for their production, their use and molded articles produced therefrom.

Aus der DE-OS 20 53 419 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mahlen von Papierstoff bekannt, bei dem Holzstücke, z.B. Fichtenschnitzel, Fichtenspäne oder Fichtensägemehl, unter erhöhtem Druck und ohne anhaftende Flüssigkeit unter Anwendung eines praktisch gasförmigen Konditionierungsfluids (Dampf) vermahlen werden, wobei im Endbereich der Mahlstufe ein Trennvorgang zwischen korrespondierenden Mahlflächen, von denen sich eine mit Bezug auf die andere dreht, durchgeführt wird, bei dem lange Fasern und Faserbündel, bei denen Oberflächenbereiche aufgerauht sind und ihre Wandstruktur gebrochen ist, hergestellt werden. Als Mahlvorrichtung ist ein Druck-Doppelscheibenrefiner geoffenbart.From DE-OS 20 53 419 a method and a device for grinding paper stock is known in which pieces of wood, e.g. Spruce chips, spruce chips or spruce sawdust are ground under increased pressure and without adhering liquid using a practically gaseous conditioning fluid (steam), a separation process being carried out in the end region of the grinding stage between corresponding grinding surfaces, one of which rotates with respect to the other, in which long fibers and fiber bundles with surface areas roughened and their wall structure broken are produced. A pressure double disc refiner is disclosed as the grinding device.

Das so erhaltene Produkt ist ein Zwischenprodukt, das anschließend weitervermahlen wird.The product obtained in this way is an intermediate product which is then ground further.

Demgegenüber sind erfindungsgemäß Faseraggregate mit aufgerauhter Oberfläche als Endprodukt vorgesehen, bei denen teilweise abgelöste Bestandteile von der Oberfläche der Faseraggregate abstehen, von denen zumindest ein Anteil gekräuselte Form aufweist.In contrast, according to the invention, fiber aggregates with a roughened surface are provided as the end product, in which partially detached components protrude from the surface of the fiber aggregates, at least some of which have a ruffled shape.

Die erfindungsgemäßen Faseraggregate weisen vorzugsweise in einer Richtung eine maximale Länge von bis zu 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm, auf.The fiber aggregates according to the invention preferably have a maximum length of up to 5 mm, preferably between 1 and 2 mm, in one direction.

Wie gemäß dem Stand der Technik wird zur Herstellung der Faseraggregate Weichholz bevorzugt. 2 AT 000 374 UlAs in the prior art, softwood is preferred for the production of the fiber aggregates. 2 AT 000 374 ul

Erfindungsgemäß werden weiterhin die Holzstücke so aufgemahlen, daß sie ohne weitere Vorbehandlung befeuchtet und zwischen korrespondierenden Mahlflächen aufgemahlen werden, von denen eine eine abrasive Oberfläche aufweist. Die abrasive Mahlfläche ergibt die Freilegung eines wesentlich höheren Anteils an klebenden Schleimstoffen als dies durch nicht-abrasive Mahlflächen möglich ist.According to the invention, the pieces of wood are further ground so that they are moistened without further pretreatment and ground between corresponding grinding surfaces, one of which has an abrasive surface. The abrasive grinding surface reveals a much higher proportion of adhesive mucilage than is possible with non-abrasive grinding surfaces.

Vorzugsweise ist dabei die Mahlfläche mit abrasiver Oberfläche eine unbewegte Mahlfläche.Preferably, the grinding surface with an abrasive surface is an unmoving grinding surface.

Vorteilhaft werden die Holzstücke auf eine Freiheit von nicht mehr als 15, vorzugsweise nicht mehr als 12° SR aufgemahlen. Dadurch wird eine kurze Entwässerungszeit bei der Formgebung erzielt.The pieces of wood are advantageously ground to a freedom of no more than 15, preferably no more than 12 ° SR. This results in a short drainage time during the shaping.

Eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Mahlflächen von nicht unter 56 m sec'1 wird bevorzugt.A relative speed between the grinding surfaces of not less than 56 m sec'1 is preferred.

Die erfindungsgemäßen Faseraggregate weisen die Eigenschaft auf, infolge ihrer von der Oberfläche abstehenden gekräuselten Bestandteile, z.B. Einzelfasern oder Fibrillen, einerseits eine geringe Schüttdichte aufzuweisen und anderseits im nassen Zustand untereinander verhaken zu können.The fiber aggregates according to the invention have the property, owing to their crimped components projecting from the surface, e.g. Individual fibers or fibrils, on the one hand, have a low bulk density and, on the other hand, being able to interlock with one another when wet.

Dies macht sie insbesondere geeignet zur Herstellung von Formkörpern, die zur Verfestigung keinerlei Bindemittel benötigen, also selbstbindend sind, wohl aber auch fremdgebunden werden können, oder als Füllstoffe für alle Ansätze, bei denen volumenbringende Holzpartikel zulässig oder gewünscht sind, z.B. zur Herstellung von Verpackungsmaterialien, Leichtestrichen, Dämmschichten, Innenwänden etc. Eine besondere Anwendungsform ist als Mittelschicht von Kartonagen, wofür eine Aggregatgröße von unter 0,3 mm bevorzugt wird. 3 AT 000 374 UlThis makes them particularly suitable for the production of moldings that do not require any binding agents for solidification, i.e. are self-binding, but can also be bound externally, or as fillers for all approaches where volume-producing wood particles are permissible or desired, e.g. for the production of packaging materials, light screeds, insulation layers, inner walls etc. A special application is as a middle layer of cardboard, for which an aggregate size of less than 0.3 mm is preferred. 3 AT 000 374 ul

Die Herstellung von Faserplatten unter Verwendung von Holzfaserbündeln, die aus nur wenigen Fasern bestehen, und die eigengebunden sein können, d.h. bei deren Verfestigung man sich inhärenter Bindekräfte bedient, ist bereits Stand der Technik. Dabei muß jedoch in jedem Fall bei der Verfestigung verpreßt oder heißverpreßt werden, wobei bei niederem Druck Dämmplatten (Dichte <350 kg rrf3) und bei hohem Druck Hartplatten erhalten werden. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Faseraggregate zu Formkörpern muß nicht verdichtet werden - im Gegenteil würde bei hoher Verdichtung die vorteilhafte Eigenschaft der Voluminosität der Faseraggregate verlorengehen.The production of fiberboard using wood fiber bundles which consist of only a few fibers and which can be self-bound, i.e. the use of inherent binding forces to strengthen them is already state of the art. In any case, however, compression or hot pressing must be carried out during consolidation, insulation boards being obtained at low pressure (density <350 kg rrf3) and hard boards being obtained at high pressure. When using the fiber aggregates according to the invention to form bodies, there is no need to compress - on the contrary, with high compression the advantageous property of the bulk of the fiber aggregates would be lost.

Die Verfilzung von Zellulosefasern ist das Prinzip der Papierherstellung und wurde auch bereits bei der Herstellung von Leichtbaustoffen aus Holzabfällen vorgeschlagen, wobei gemäß der DE-PS 898 964 einer Aufschlämmung von, z.B. im Defibrator erhaltenen, langen Holzfasern Faserschleimstoffe zugesetzt werden und das daraus erhaltene Vlies ohne Druckanwendung einfach getrocknet wird. Die Faserschleimstoffe müssen dabei die Eigenschaften von klebfähigen Bindemitteln oder Kittsubstanzen besitzen; die erhaltenen Produkte sind somit fremdgebunden.The matting of cellulose fibers is the principle of paper production and has already been proposed in the production of lightweight building materials from wood waste. According to DE-PS 898 964, a slurry of, e.g. Long wood fibers obtained in the defibrator are added to fiber mucilage and the fleece obtained is simply dried without applying pressure. The fiber mucilage must have the properties of adhesive binders or putty substances; the products received are therefore linked to third parties.

Eine weitere wesentliche Eigenschaft der erfindungsgemäßen Faseraggregate ist die, daß die massive Holzkomponente bei der Naßverarbeitung kein Innenwasser aufnimmt; das Oberflächenwasser ist einfach zu entfernen, wozu nicht einmal gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhte Trockentemperaturen nötig sind, wenn man von einer Umgebungstemperatur von etwa 20°C oder darüber ausgeht.Another essential property of the fiber aggregates according to the invention is that the solid wood component does not absorb any internal water during wet processing; the surface water is easy to remove, which does not even require higher drying temperatures compared to the ambient temperature if one assumes an ambient temperature of about 20 ° C. or above.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels näher beschrieben: Eine Mischung aus 70 Gew.-% Gattersägemehl und 30 Gew.-% Kreissägemehl wurde in einen wasserbeschickten Schwimm/Sinktank an einer Seite eingebracht, der mindestens eine Oberflächenförderwalz.e mit Förderleisten aufweist, die das Schwimmgut erfassen und unterhalb der Förderwalze und unterhalb des Wasserspiegels hindurchfördern, so daß das Schwimmgut zwangsbenetzt wird. An der anderen Seite des 4 AT 000 374 UlThe invention is described in more detail below with the aid of an example: A mixture of 70% by weight gang sawdust and 30% by weight circular sawdust was introduced into a water-loaded swimming / sinking tank on one side, which has at least one surface conveyor roller with conveyor bars which capture the floating material and convey it below the conveyor roller and below the water level, so that the floating material is forcedly wetted. On the other side of the 4 AT 000 374 Ul

Schwimm/Sinktanks wird das angeförderte Schwimmgut über eine Abschöpfwalze, deren Form etwa der Förderwalze entspricht, kontinuierlich abgeschöpft und in einer Menge von etwa 500 kg/h Trockensubstanz mit einer Stoffdichte von 10 % einem Einscheibenrefiner zugeführt.Floating / sinking tanks, the conveyed floating material is skimmed off continuously via a skim roller, the shape of which roughly corresponds to the conveying roller, and fed to a single-disc refiner in a quantity of approximately 500 kg / h of dry substance with a consistency of 10%.

Die Daten und Betriebsparameter des Scheibenrefiners sind:The data and operating parameters of the disc refiner are:

Rotorscheibe: Durchmesser: 600 mm, Material: 1.4571,Rotor disc: diameter: 600 mm, material: 1.4571,

Bestückung: 1000 Leisten, Mahlbreite: 60 mm,Equipped with: 1000 strips, grinding width: 60 mm,

Statorfläche: Material: 1.4571,Stator area: Material: 1.4571,

Bestückung: Gemäß AT-PS 393 520 metallkarbidteilchenbeschichtet. Mittlere Korngröße 0,5 mm, kubische Form.Equipped with: Metal carbide particles coated in accordance with AT-PS 393 520. Average grain size 0.5 mm, cubic shape.

Rotorscheibendrehzahl: Durchschnittliche Relativgeschwindigkeit: 56 m/sec. Mahlspaltweite: 1 mm.Rotor disc speed: Average relative speed: 56 m / sec. Grinding gap width: 1 mm.

Mahlguttemperatur: a) Einlaß 20°C, b) Auslaß 40°C.Grist temperature: a) inlet 20 ° C, b) outlet 40 ° C.

Das durchgesetzte Material wurde im freien Fall abgezogen und wies einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,3 -1 mm auf.The material passed through was drawn off in free fall and had an average particle diameter of 0.3-1 mm.

Im Scheibenrefiner wird das Mahlgut an der der abrasiven Statoroberfläche zugewandten Seite weitaus stärker erwärmt als an der Rotorseite, so daß dort der Wasseranteil geringer ist, wodurch Oberflächenbestandteile der Mahlgutteilchen teilweise abgelöst und in gekräuselter Form fixiert werden.In the disc refiner, the regrind on the side facing the abrasive stator surface is heated much more than on the rotor side, so that the water content is lower there, whereby surface components of the regrind particles are partially detached and fixed in a crimped form.

Fig. 1 ist ein Mikrophoto von erfindungsgemäßen Faseraggregaten in 100-facher Vergrößerung; Fig. 2 zeigt diese Faseraggregate in lockerem Verbund in 32-facher Vergrößerung. In Fig. 1 sind die einzelnen Faseraggregate mit 1 bezeichnet, wobei der dichtere Holzkern das Bezugszeichen 2 trägt. Die gekräuselte Form von abstehenden Bestandteilen 3 ist deutlich zu erkennen. 5 AT 000 374 Ul1 is a microphotograph of fiber aggregates according to the invention in 100x magnification; Fig. 2 shows these fiber aggregates in a loose composite in 32 times magnification. In Fig. 1, the individual fiber aggregates are denoted by 1, the denser wood core having the reference numeral 2. The curled shape of protruding components 3 can be clearly seen. 5 AT 000 374 ul

Die Spaitbreite und die Rotorscheibendrehzahl werden auf die Oberflächenbestückung des Refiners und den zu erzielenden Teilchendurchmesser abgestimmt. Dabei soll bei einer Spaltbreite von 0,3 - 1 mm und einer Statorflächenbestückung von 0,5 bis 1 mm Höhe sowie einer Rotorflächenbestückung von 2 bis 4 mm Höhe die mittlere Relativgeschwindigkeit nicht unter 50 m sec'1 liegen, da sonst die Temperatur an der Statoroberfläche zu niedrig ist. Das Mindestverhältnis der summiertenThe chip width and the rotor disk speed are matched to the surface finish of the refiner and the particle diameter to be achieved. With a gap width of 0.3 - 1 mm and a stator area of 0.5 to 1 mm in height and a rotor area of 2 to 4 mm in height, the average relative speed should not be less than 50 m sec'1, otherwise the temperature at the Stator surface is too low. The minimum ratio of the summed

Arbeitskanten längen zwischen Rotor- und Statorscheibe sollte etwa im Bereich von 1:5 liegen.Working edges between the rotor and stator discs should be in the range of 1: 5.

Sebstverständlich können auch Doppelscheibenrefiner eingesetzt werden, bei denen die mittlere, an beiden Seiten bestückte Scheibe rotiert und die beiden Außenscheiben die Statorscheiben bilden.It goes without saying that double-disc refiners can also be used, in which the central disc equipped on both sides rotates and the two outer discs form the stator discs.

Die erfindungsgemäßen Faseraggregate werden naß, d.h. unter Wasserzusatz, zu Formkörpern verarbeitet. Dies kann z.B. durch kontinuierliches Aufgießen eines Aggregatbreis auf Entwässerungs-(und Verdichtungs)bänder oder durch Eingießen in poröse Formen mit gegebenenfalls Nachverdichtung, je nach der gewünschten Enddichte, erfolgen. Dabei ergibt sich auf Grund der bereits erwähnten leichten Entwässerbarkeit eine Entformbarkeit unmittelbar nach der Nachverdichtung. Der Umstand, daß die erfindungsgemäßen Faseraggregate einen massiven Holzkern aufweisen, ergibt hohe Druckfestigkeiten der Endprodukte.The fiber aggregates according to the invention become wet, i.e. with the addition of water, processed into moldings. This can e.g. by continuously pouring aggregate sludge onto drainage (and compaction) belts or by pouring them into porous molds with subsequent densification, if necessary, depending on the desired final density. Due to the easy dewatering already mentioned, demoldability results immediately after the recompression. The fact that the fiber aggregates according to the invention have a solid wooden core results in high compressive strengths of the end products.

In trockener Form können die erfindungsgemäßen Faseraggregate, wie bereits erwähnt, als Füllstoffe, z.B. als Isoliermaterial, eingesetzt werden. 6In dry form, as already mentioned, the fiber aggregates according to the invention can be used as fillers, e.g. as insulation material. 6

Claims

AT 000 374 Ul Claims: 1. Fiber aggregates with a roughened surface obtained by grinding pieces of wood, in particular wood waste, characterized in that partially detached components protrude from the surface of the fiber aggregates, at least some of which have a ruffled shape.

2. Fiber aggregates according to claim 1, characterized in that the fiber aggregates in one direction have a maximum length of up to 5 mm, preferably between 1 and 2 mm.

3. Fiber aggregates according to claim 1 or 2, characterized in that they are made of softwood.

4. A method for producing the fiber aggregates according to one of claims 1 to 3, in which pieces of wood are ground with the addition of water, characterized in that the pieces of wood are moistened without further pretreatment and ground between corresponding grinding surfaces, one of which has an abrasive surface.

5. The method according to claim 4, characterized in that the grinding surface with an abrasive surface is a stationary grinding surface.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the pieces of wood are ground to a freedom of not more than 15, preferably not more than 12 ° SR.

7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the pieces of wood are ground at a relative speed between the grinding surfaces of not less than 56 m sec'1. 7 AT 000 374 ul

8. Use of the fiber aggregates according to one of claims 1 to 3 for the production of moldings, the fiber aggregates being brought into a desired shape with the addition of water, optionally compacted and then dried.

9. Use according to claim 8, wherein the moldings are dried in ambient air.

10. Use of the fiber aggregates according to one of claims 1 to 3 as fillers.

11. Shaped body, produced using the fiber aggregates according to one of claims 1 to 3. 8