CH701959B1

CH701959B1 - Cellulosehaltige Masse.

Info

Publication number: CH701959B1
Application number: CH01532/09A
Authority: CH
Inventors: Gogichev Vadim
Original assignee: Kremlin Group Corp
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2012-04-30
Also published as: WO2011039121A1; MX2012003895A; CH701959A1; CA2774506A1; BR112012007295A2; US20120193048A1; JP2013506723A; CN102159637A; EP2483345A1; EA201270501A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer cellulosehaltigen Masse, die ein organisches Material umfasst, wobei das Verfahren die Schritte des a) Herstellens einer Einsatzmenge bzw. Einspeisung, umfassend organisches Material und einen Flüssigkeitsgehalt; und b) Exponierens der Einspeisung an eine aktive Zone eines elektromagnetischen Felds umfasst. Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Cellulose von unterschiedlichen Typen der Einspeisung zugesetzt. Ferner werden ein Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials, das auf der cellulosehaltigen Masse basiert, als auch ein Produkt, das aus dem Kompositmaterial hergestellt ist, offenbart.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer cellulosehaltigen Masse gemäss Anspruch 1, eine cellulosehaltige Masse gemäss Anspruch 16, ein Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials gemäss Anspruch 17, ein Kompositmaterial gemäss Anspruch 21 und ein Produkt gemäss Anspruch 22.

[0002] Das Verfahren kann für eine Vielfalt von praktischen Anwendungen, wie zum Beispiel die Produktion neuer Baumaterialien, diverser Waren, Besatzteile, Innenausstattung, verschiedener Deckbeschichtungen von hoher Beständigkeit und Festigkeit etc., aus Landwirtschaftsabfall von Getreide (zum Beispiel Mais, Roggen, Weizen, Hafer, Gerste, Sorghum, Raps, Reis etc., und Kombinationen davon), Stapelfasern (Baumwolle, Flachs, Hanf etc.) angewandt werden, was eine solche Produktion wegen dem geringen Preis der Einspeisungen bzw. Einsatzstoffe mit wirtschaftlichen Aspekten verträglich sein lässt.

Hintergrund der Erfindung

[0003] Derzeit sind mehrere Kompositmaterialien von organischem Ursprung bekannt, welche zum Beispiel für Verpackungs- und Konstruktionsanwendungen geeignet sind. Während Holzfasern durchaus weit verbreitet sind, werden andere natürliche Fasern aus Nutzpflanzen oder Getreide gelegentlich als faserartige Füllstoffe verwendet.

[0004] US 2006 043 629 A schlägt vor, einen verstärkten Bio-Verbundstoff durch Verarbeitung von Naturfasern (wie Gras, Reisstroh, Weizenstroh, Industrie-Hanf, Ananas-Blattfasern) mit einer Matrix von sojabasiertem Biokunststoff, unter Verwendung eines Kopplungsmittels, d.h. eines mit funktionellem Monomer modifizierten Polymers, herzustellen. Ferner wird die Verwendung von modifiziertem Sojamehl mit funktionellen Monomeren im Kontext von industriellen Anwendungen, wie reaktiver Extrusion und Spritzguss, erläutert.

[0005] US 2008 181 969 A betrifft die Entfärbung und den strukturellen, d. h. chemischen oder mechanischen, Abbau von Kompositmaterialien, welche celluloseartige Komponenten umfassen, wie Holzfasern, Stroh, Gräser und anderes organisches Material, das durch Kopplungsmittel an Polymerkomponenten vernetzt ist. Die Kopplungsmittel, wie gepfropfte Maleinsäureanhydrid-Polymere oder -Copolymere, enthalten Funktionalität(en) bzw. funktionelle Gruppen, die zur Bildung kovalenter Bindungen innerhalb von oder zwischen dem Polymer und celluloseartigen Komponenten befähigt sind.

Zu lösendes Problem

[0006] Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von cellulosehaltigen Massen vorzusehen, die cellulosehaltigen Massen und Verfahren zur Herstellung hochfester Kompositmaterialien bereitzustellen, wobei die Verbundmaterialien ursprüngliche Strukturen von organischen Materialien umfassen, die vorzugsweise aus höheren Pflanzen stammen, welche ihre natürlichen Formen (z.B. Halme) durch intrazelluläre und interzelluläre strukturelle Bindung zwischen verschiedenen Polymeren und/oder deren Komponenten von verschiedenen Substanzen, funktionellen Gruppen, Seitenketten und/oder Resten hervorbringen.

Zusammenfassung der Erfindung

[0007] Die Erfindung betrifft die Herstellung von hochfesten Kompositmaterialien und verschiedenen Gegenständen, hergestellt aus kostengünstigen organischen Rohmaterialien, vorzugsweise aus Halmteilen von höheren Pflanzen, Zellhüllen oder -membran, welche eine ausreichende Menge an Cellulose, d.h. ein hoch-molekulares Polysaccharid oder Glucan, aufgebaut aus β-1,4-verknüpfter D-Glucose, oder Chitin, einem Glycan, aufgebaut aus beta-1,4-verknüpftem N-Acetyl-D-glucosamin, enthalten. In der vorliegenden Anmeldung soll der Begriff cellulosehaltige Masse, Einspeisung und/oder Verbundstoff auch chitinhaltige Massen, Einspeisungen und/oder Verbundstoffe oder Mischungen von cellulose- und chitinhaltigen Massen, Einspeisungen und/oder Verbundstoffen umfassen. Cellulose – die häufigste organische Verbindung auf der Erde – ist ein hochmolekulares Polysaccharid (Glycan) mit der Formel [C6H7O2(OH)3]n, das in Polymerketten aus β-Glucose-Einheiten strukturiert ist, wobei n von Hunderten bis zu einigen Tausend reicht. Die Erfindung erlaubt die Herstellung von Kompositmaterialien, ohne dass die Verwendung exogener polymerer Komponenten erforderlich ist, um die organischen Materialien, zum Beispiel die pflanzlichen Partikel, miteinander zu verbinden. Im Kontext der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Begriff exogen, dass die polymere Komponente nicht aus dem organischen Rohmaterial stammt, das verarbeitet wird. Es ist ein wesentliches Merkmal des neuen Verfahrens zur Herstellung einer cellulosehaltigen Masse, dass das organische Material an eine aktive Zone eines künstlichen elektromagnetischen Felds exponiert wird.

[0008] Das neue Verfahren zur Herstellung einer cellulosehaltigen Masse, das zur Herstellung eines Kompositmaterials angewandt werden kann, welches für ein hochfestes Produkt geeignet ist, umfasst mindestens die folgenden Schritte a) Herstellen einer Einspeisung, umfassend mindestens ein cellulosehaltiges organisches Material und einen Flüssigkeitsgehalt; und Zusetzen von Cellulose, vorzugsweise Methylcellulose und/oder Carboxymethylcellulose; und in einer Ausführungsform b) Exponieren der Einspeisung an eine aktive Zone eines künstlichen elektromagnetischen Felds.

[0009] Gemäss bevorzugten Ausführungsformen werden während der Herstellung natürliche Formen von Einspeisungen, ebenso wie deren organische Bindungen von intrazellulären und interzellulären Strukturen, zerstört, bis eine flüssige und/oder pastenartige Masse erzeugt wird. Diese Masse wird weiter als Formsand verwendet: sie wird mit einer neuen geometrischen Form umgeformt, und strukturelle Bindungen werden wiederhergestellt, während diese Paste aushärtet. Die ausgehärtete Paste wird der Endanwendungsgegenstand.

[0010] Hierin nachstehend wird der Begriff Einspeisung verwendet, um auf die anfängliche Substanz oder Mischung von Substanzen Bezug zu nehmen, welche an das elektromagnetische Feld exponiert wird, wohingegen der Begriff cellulosehaltige Masse das Produkt bezeichnet, welches durch das oben genannte Verfahren gemäss der Erfindung hergestellt wird. Das Produkt wird als ein Zwischenprodukt betrachtet (ebenfalls bezeichnet als Output bzw. Ausgabeprodukt), da es für die Herstellung einer grossen Vielfalt an Produkten weiterverwendet wird.

[0011] Die Idee des Verfahrens liegt in der Tatsache, dass während der Verarbeitung natürliche Formen von Einspeisungen zerstört werden, ebenso wie deren organische Bindungen von intrazellulären und interzellulären Strukturen, bis eine homogene flüssige und/oder pastenartige Masse erzeugt wird. Eine derartige cellulosehaltige Masse wird als Formsand weiterverwendet: sie wird mit neuer geometrischer Form umgeformt, und die strukturellen Bindungen werden wiederhergestellt, während diese Paste aushärtet. Die ausgehärtete Paste wird der Endanwendungsgegenstand.

[0012] In der vorliegenden Patentanmeldung versteht sich der Begriff organisches Material so, dass er ein beliebiges cellulosehaltiges Material umfasst. Vorzugsweise umfasst das organische Einspeisungsmaterial Fasern, gemischt aus Cellulosemolekülen. In vorteilhafter Weise ist das organische Material aus höheren Pflanzen, vorzugsweise aus der Gruppe von echten Gräsern der Familie Gramineae (Poaceae), wie Getreidenutzpflanzen, oder aus Baumwolle, Hanf, Flachs oder einer Mischung davon abgeleitet. Gute Resultate sind in Tests unter Verwendung von mindestens einem aus Getreidestroh oder Reisstroh oder Mischungen davon als dem organischen Material erzeugt worden.

[0013] Vorzugsweise wird das organische Material in einem Vorverarbeitungs-Schritt, vor der Exposition an das elektromagnetische Feld, zu kleinen Partikeln oder sogar Zellstoff reduziert. Das organische Material der Einspeisung wird vorzugsweise abhängig von Art und Bedingungen des Materials vorverarbeitet/vorbehandelt. Derartige Bedingungen sind Feuchtigkeit, Sauberkeit, Gegenwart irrelevanter natürlicher oder künstlicher Elemente, die Mikroben-Population, der Prozentgehalt an Cellulose im reinen Einspeisungsmaterial, der für die Erzeugung von Bündeln von Mizellen in der Form superfeiner Fibrillen verantwortlich ist. Eine vorbereitende Bestimmung des organischen Basisgehalts zwischen Fibrillen und Cellulose, welche diese Fibrillen zu den solidesten Fasern agglutiniert, erwies sich als vorteilhaft. In der Regel sind organische Materialien, die agglutinierende oder gelbildende Substanzen wie Pectin enthalten, geeignet, aber auch organische Materialien, die Substanzen wie Suberine oder Cutin enthalten, welche von Natur aus hydrophober sind, geeignet. Alternativ können auch organische Materialien verwendet werden, die Lignin enthalten. Grundlegende Merkmale und Eigenschaften von Produkten oder produzierten Gegenständen können durch Verändern der Korrelation dieser und anderer sekundärer Substanzen in der cellulosehaltigen Masse vordefiniert werden.

[0014] Vorbehandlungen des organischen Materials umfassen Mazeration, ergänzt durch elektromechanische, hydrodynamische und Ultraschall-Einwirkung, sowie Kochen, Dämpfen und andere bekannte Verfahren zur Verarbeitung von pflanzlichem Rohmaterial. Cellulosefasern weisen eine ausgesprochene Besonderheit hinsichtlich der hohen Beständigkeit gegenüber Zerreissen, die Stahl kaum nachsteht, und der Beständigkeit gegenüber einer Vielfalt an mechanischen und physikalischen Einwirkungen auf. In dem Fall, dass es sich bei dem organischen Material um Stroh, z.B. Reis- oder Weizen- oder Roggenstroh, handelt, kann eine Flüssigkeit mit einem pH-Wert von etwa 8 oder höher, weiter bevorzugt etwa 8,4 oder höher, für Mazerationszwecke verwendet werden, gefolgt und/oder begleitet von elektromechanischer Einwirkung, hydrodynamischer Einwirkung, Ultraschalleinwirkung, Kochen, Dampfbehandlung oder einer Kombination davon.

[0015] Aus dem Stand der Technik, zum Beispiel aus WO 08/112191, ist bekannt, dass in lignocellulosischer Biomasse kristalline Cellulosefibrillen in einer weniger gut organisierten Hemicellulosematrix eingebettet sind, welche ihrerseits von einer äusseren Lignin-Versiegelung umgeben ist. Das Inkontaktbringen von natürlich vorkommenden celluloseartigen Materialien mit hydrolysierenden Enzymen führt im Allgemeinen zu Cellulosehydrolyse-Ausbeuten, die niedriger als 20% der theoretisch vorhergesagten Resultate sind. Daher wird invariabel eine gewisse «Vorbehandlung» der Biomasse ausgeführt, bevor die enzymatische Hydrolyse der Polysaccharide (Cellulose und Hemicellulose) in der Biomasse vorgenommen wird. Die Vorbehandlung bezieht sich auf ein Verfahren, welches lignocellulosische Biomasse aus ihrer nativen Form, in der sie gegenüber Cellulose-Enzymsystemen widerstandsfähig ist, in eine Form umwandelt, für welche die Cellulosehydrolyse effektiv ist. Im Vergleich zu unbehandelter Biomasse sind effektiv vorbehandelte Lignocellulosematerialien durch einen erhöhten Oberflächenbereich (Porosität), der Celluloseenzymen zugänglich ist, und die -Solubilisierung oder Umverteilung von Lignin gekennzeichnet. Eine erhöhte Porosität resultiert hauptsächlich aus einer Kombination von Zerstörung der CelIuIose-Kristallinität, Hemicellulose-Zerstörung/Solubilisierung und Lignin-Umverteilung und/oder -Solubilisierung. Die relative Effektivität bei der Erzielung einiger (oder aller) dieser Faktoren unterscheidet sich zwischen den verschiedenen existierenden Vorbehandlungsverfahren in grossem Masse. Diese beinhalten verdünnte Säure, Dampfexplosion, hydrothermische Verfahren, «Organosolv»-Verfahren unter Beteiligung organischer Lösungsmittel in einem wässrigen Medium, Ammoniak-Faser-Explosion (AFEX), Verfahren mit starkem Alkali unter Verwendung einer Base, wie Ammoniak, NaOH oder Kalk, und Behandlung mit hochkonzentrierter Phosphorsäure. Diese, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, wie oben erwähnt, und weitere bekannte Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen Biomaterialien können in vorteilhafter Weise mit den Verfahrensschritten gemäss der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.

[0016] Abhängig von den gewünschten Eigenschaften der cellulosehaltigen Masse (d.h. dem Ausgabeprodukt) und/oder der Vorverarbeitungs-Präparation ist der endogene Flüssigkeitsgehalt, d.h. der Flüssigkeitsgehalt, der von dem organischen Rohmaterial selbst bereitgestellt wird oder aus dem organischen Rohmaterial stammt, ausreichend, so dass keine exogene oder zusätzliche Flüssigkeit zugegeben werden muss. In seiner einfachsten Ausführungsform wird der Flüssigkeitsgehalt durch Wasser gebildet. Allerdings können andere Flüssigkeiten, wie organische Lösungsmittel, oder Gase oder sonstige Fluide als Flüssigkeitsinhalte geeignet sein, was von den Anforderungen an die Herstellbarkeit und an die Charakteristika des Artikels abhängig ist, der später aus dem Kompositmaterial geformt werden soll. Es ist jedoch wichtig, dass eine korrekte Funktion des Flüssigkeitsgehalts mit dem organischen Material erzielbar ist. Im Fall von anderen Flüssigkeiten als Wasser ist es bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung essentiell, dass ein Überschuss des Flüssigkeitsgehalts nötigenfalls in geeigneter Weise extrahierbar ist, nachdem die cellulosehaltige Masse produziert wird.

[0017] Abhängig von der beabsichtigten Anwendung und dem beabsichtigten Verarbeitungsverfahren umfasst der Flüssigkeitsgehalt vorzugsweise ein Lösungsmittel, z.B. zum Erweichen des organischen Materials.

[0018] Prozesse zur Wiederherstellung struktureller Bindungen treten auf, während die homogene Masse in neuen Giessformen aushärtet; derartige Prozesse sind eigentlich eine Integration von Überresten von n-Molekülen von β-Glucose zu einer molekularen Verbindung, die mit Polymeren die Formel [C6H7O2(OH)3]ngemeinsam hat. Das bekannte Vorliegen von Glucosemolekülen mit drei Hydroxylgruppen [(OH)3-Gruppen] in jedem Überrest macht es offensichtlich, dass die Bindung von jedem Glucosemolekül-Überrest-Paar untereinander über laterale Hydroxylgruppen durch Entziehen von Wassermolekülen aus selbigen erfolgt. Deshalb findet eine Wiederherstellung von strukturellen Bindungen in der homogenen Masse in zufälliger Weise statt, wenn diese Masse entwässert wird, und führt zu ihrer Aushärtung.

[0019] Tests haben gezeigt, dass die Eigenschaften der cellulosehaltigen Masse, die hierin nachstehend auch als Ausgabeprodukt bezeichnet wird, verbessert werden, wenn die Einspeisung, welche in der aktiven Zone eines elektromagnetischen Felds exponiert wird, eine Menge an ferromagnetischen Teilchen umfasst.

[0020] Gemäss bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemässe Verfahren die Schritte des Bereitstellens eines Reaktors, aufweisend ein Reaktionsvolumen, des Füllens des Reaktionsvolumens des Reaktors mit einer Vielzahl von Substanzen, welche an einer physikalischen und/oder chemischen Reaktion teilnehmen, des Zusetzens einer vorbestimmten Portion an ferromagnetischen Teilchen in das Reaktionsvolumen, des Anordnens des Reaktors mit seinem Reaktionsvolumen zwischen mindestens zwei Induktoren, so dass die magnetischen Felder der Induktoren miteinander in dem Reaktionsvolumen des Reaktors interferieren, und des Versorgens jedes der Induktoren mit einem Wechselstrom von vorbestimmter Amplitude und Frequenz.

[0021] Gemäss bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besitzen die ferromagnetischen Teilchen eine durchschnittliche Länge in einem Bereich von etwa 0,3 bis etwa 25 mm, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 3 bis 5 mm, und Durchmesser von etwa 0,1 bis etwa 5 mm, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 2,5 mm. Es wurde gezeigt, dass ein Verhältnis von 1:3 bis 1:5 zwischen Durchmesser und Länge der Teilchen besonders vorteilhaft ist. Gemäss bevorzugten Ausführungsformen sind die Teilchen zylindrisch. Basierend auf den Lehren der vorliegenden Erfindung wird der Fachmann wissen, dass die Grösse der ferromagnetischen Teilchen von dem Einspeisungsmaterial abhängt und gemäss diesem optimiert werden kann, wobei die Grössen ausserhalb der oben genannten Bereiche liegen können.

[0022] Die Grösse und Gestalt der ferromagnetischen Teilchen können in Abhängigkeit von den Eigenschaften der cellulosehaltigen Masse, ihrer Verarbeitbarkeit und/oder ihrer Herstellbarkeit ausgewählt werden. Somit können auch andere Grössen der ferromagnetischen Teilchen für die Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet sein.

[0023] Tests haben gezeigt, dass cellulosehaltige Massen mit hoher Qualität erhalten wurden, wenn das Verhältnis der ferromagnetischen Teilchen zur Einspeisung etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsprozent betrug und sich ein Flüssigkeitsgehalt der Einspeisung auf zwischen 0 bis etwa 40 Prozent belief. In weiteren Ausführungsformen des Verfahrens können jedoch andere Verhältnisse gemäss besonderen Anforderungen an die Verarbeitbarkeit und/oder die Herstellbarkeit der cellulosehaltigen Masse gewählt werden. Sie hängen von dem Typ des Verfahrens (periodisch oder konstant) ab und davon, innerhalb welchen Volumens von einem Behälter das Verfahren durchgeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform mit Stroh als Einspeisungsmaterial betrug das Arbeitsvolumen eines 2-Zonen-Behälters 180 Milliliter, und die Menge der ferromagnetischen Teilchen belief sich auf 14 Gramm pro Zone. Die Teilchen wiesen im Durchschnitt einen Durchmesser von 250 Mikrometern und eine durchschnittliche Länge von 1500 Mikrometern auf. Das Verhältnis von Flüssigkeit zu Einspeisung belief sich auf 1 bis 3. Der Behälter war vom kontinuierlichen Typ. Die Expositionszeit belief sich auf bis zu 20 Sekunden.

[0024] Die ferromagnetischen Teilchen unterstützen die Desintegration des organischen Materials auf der supra- und subzellulären Ebene sowie das Zerbrechen von organischen Bindungen von intrazellulären und/oder interzellulären Strukturen. Die gerührte Wirbelschicht von ferromagnetischen Teilchen ist energetisch geladen und weist erhöhte Kapazitäten zum Zerstören der gesamten Palette von organischen Materialien im Vergleich zu im Fachgebiet bekannten Einrichtungen auf. Durch mechanisches Zerkleinern, Zerbrechen und/oder Zermahlen, bis eine homogenere cellulosehaltige Masse erzeugt wird. Die Desintegration des organischen Materials ist ein Schlüsselpunkt der Erfindung.

[0025] Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Erfindung liegt im mechanischen Rühreffekt der ferromagnetischen Teilchen. Die ferromagnetischen Teilchen tragen zu einem Mischeffekt des Flüssigkeitsgehalts, des Lösungsmittels, falls vorhanden, und des organischen Materials bei, so dass die Qualität der cellulosehaltigen Masse weiter verbessert wird.

[0026] Die cellulosehaltige Masse bildet das Basismaterial für eine immense Auswahl an Verbundstoff-Produkten mit einem weiten Bereich an Gestalten, Formen und Designs. Die Verbundstoffe können durch direkte Formgebungsverfahren, wie Giessen, Formen, Pressen oder Extrudieren, oder durch nachfolgende Bearbeitung der zuvor Genannten, hergestellt werden.

[0027] Die aktive Zone des elektromagnetischen Felds ist zwischen mindestens zwei linearen elektromagnetischen Induktoren lokalisiert, welche voneinander durch einen Spalt getrennt sind, der etwa 1 mm bis etwa 5 m, vorzugsweise etwa 50 mm bis etwa 1 m misst.

[0028] Abhängig von den Anforderungen, die von der cellulosehaltigen Masse und/oder dem Verbundartikel erfüllt werden müssen, wird die Menge an ferromagnetischen Teilchen aus nicht-retentiven, d.h. gering-koerzitiven, Materialien dem Einspeisungsmaterial vor und/oder während der Exposition der Einspeisung an das elektromagnetische Feld zugesetzt.

[0029] Gemäss bevorzugten Ausführungsformen, in denen die Produktion auf einen satzweisen Modus eingestellt ist, kann ein nicht-ferromagnetischer Mischbehälter als das Aufnahmegefäss während der Exposition der Einspeisung an das elektromagnetische Feld dienen. Abhängig von den Anforderungen kann sich der Mischbehälter über den gesamten Abstand zwischen den Induktoren erstrecken, so dass eine gerührte Wirbelschicht im gesamten Raum der Zone erzeugt wird. Andere Aufnahmegefässe oder eine Passage für einen kontinuierlichen Produktionsmodus sind ebenfalls zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet.

[0030] Die Gegenwart ferromagnetischer Teilchen von nicht-retentiven, d.h. gering-koerzitiven Materialien in der Einspeisung, die in der aktiven Zone verarbeitet werden soll, ist besonders vorteilhaft in grosstechnischen Betriebsweisen, in denen der Abstand zwischen den Induktoren etwa bis zu 1 oder sogar mehreren Metern beträgt. Im Fall von derartigen grossen Abständen zwischen den Induktoren ist es bevorzugt, die Menge an ferromagnetischen Teilchen entsprechend zu erhöhen.

[0031] Die linearen elektromagnetischen Induktoren erzeugen alternierende elektromagnetische Felder, welche aus entgegengesetzten Richtungen aufeinander zulaufen. An jedem Punkt in der aktiven Zone erregen die Induktoren ein gemeinsames alternierendes elektromagnetisches Feld mit zirkulärem oder elliptischem Hodograph der Intensität der magnetischen Komponente, das sich um eine gemeinsame Achse dreht, welche zwischen den Induktoren befindlich ist. Die Grösse der magnetischen Komponente an jedem Punkt der Achse ist gleich null, aber sie wächst in jeder anderen Richtung und/oder Punkten bis zu einem Amplitudenwert, der im Induktor vorbestimmt ist. Tests bewiesen, dass gute Ergebnisse mit Amplitudenwerten von etwa 0,2 Tesla (Sl-Einheit: T) bis 0,25 T in der Mitte eines 50-mm-Spalts zwischen den Induktoren mit 14 g ferromagnetischen Teilchen, vorhanden in einem 180-ml-Behälter, und einer aktiven Zone zwischen den Induktoren von 50×165×80 mm und einer magnetischen Kraft von etwa 0,03 T erzielbar sind. Die Dauer der Exposition der Einspeisung an das magnetische Feld belief sich auf etwa 20 Sekunden.

[0032] Der destruktive Einfluss der ferromagnetischen Teilchen auf die Partikel des organischen Materials in der aktiven Zone wird nachstehend ausführlicher erläutert. Der Aufprall dieser ferromagnetischen Teilchen auf intrazellulären und interzellulären Strukturen vermittels ihrer magnetischen Komponenten A (A ist das Vektorpotential des magnetischen Felds) und B (B ist die Induktion des magnetischen Felds; A und B stehen durch die Formel B = rotA in Beziehung) wird durch die Reduktion der Reluktanz R innerhalb der aktiven Zone verstärkt, was zu einer Erhöhung des magnetischen Flusses in dieser aktiven Zone führt. Der Begriff rotA bedeutet die Rotation des Vektorpotentials.

[0033] Die ferromagnetischen Teilchen erhöhen die Grösse Biunter Hi=konstant an jedem Punkt i, so dass der aktive Wert von gradA erhöht wird. GradA bezeichnet einen Gradienten A.

[0034] Abhängig von der Einspeisung und den gewünschten Charakteristika der cellulosehaltigen Masse besitzt das elektromagnetische Feld, das von den mindestens zwei elektromagnetischen Induktoren erzeugt wird, eine Stärke von etwa 0,01 bis etwa 20 T, vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 10 T, am stärksten bevorzugt etwa 0,03 bis etwa 1,2 T.

[0035] Die Expositionszeit der Einspeisung an das elektromagnetische Feld hängt von der angelegten magnetischen Kraft und dem behandelten Material ab. Gute Ergebnisse, das heisst, cellulosehaltige Massen mit höherwertigen Eigenschaften, sind mit einer Expositionsdauer erzielt worden, welche etwa 1 Sekunde bis etwa 3 Stunden, vorzugsweise etwa 5 Sekunden bis 5 Minuten, am stärksten bevorzugt etwa 20 Sekunden beträgt. Der Grad der Homogenität der cellulosehaltigen Masse ist durch die elektrischen Parameter der Induktoren einstellbar.

[0036] In einer Reihe von Experimenten ist es gezeigt worden, dass es vorteilhaft ist, mikrokristalline Cellulose (MCC), eine hoch-kristalline, teilchenförmige Cellulose, die hauptsächlich aus Kristallitaggregaten besteht, erhalten durch Entfernen amorpher (faserartiger Cellulose-)Regionen von einem gereinigten Cellulosequellenmaterial durch hydrolytischen Abbau, zu der cellulosehaltigen Masse zuzusetzen. 5 bis 10 Gramm, vorzugsweise 7 g MCC wurden jedem Ansatz in jedem Experiment zugesetzt.

[0037] Die Zugabe von mikrokristalliner Cellulose, insbesondere bei Zugabe zu Einspeisungen, welche hauptsächlich Getreidestroh enthalten, führte zu cellulosehaltigen Masse(n), welche für die Herstellung von Kompositmaterialien bevorzugt verwendet wurden. Die aus mikrokristalline Cellulose enthaltenden Massen hergestellten Kompositmaterialien besitzen erhöhte Härte und Zugfestigkeit im Vergleich zu ähnlichen Verbundstoffen, die ohne Zugabe von mikrokristalliner Cellulose hergestellt wurden.

[0038] Nach Beendigung der elektromagnetischen Behandlung der Einspeisung ist die cellulosehaltige Masse bereit, für die Herstellung eines Kompositmaterials und für die Herstellung eines gewünschten Produkts aus der cellulosehaltigen Masse eingesetzt zu werden. Deshalb schliessen die Technologie und Technik zur Herstellung von Produkten gemäss der Erfindung wenigstens die folgenden grundlegenden Schritte ein: <tb>1.<sep>Vorbereitende Präparation von Einspeisungen und Additiven/Verbesserungsmitteln, falls notwendig einschliesslich weiterer Bearbeitungstechniken; <tb>2.<sep>Elektromagnetische Exposition; <tb>3.<sep>Nachverarbeitung durch mindestens eines von Aushärtung und Formung der cellulosehaltigen Masse bis ein Produkt (Endanwendungsgegenstand) hergestellt ist.

[0039] Der Begriff Produkte umfasst Endprodukte, wie zum Beispiel Panele, sowie Halbprodukte bzw. Halbzeuge, z.B. ein Kernmaterial einer laminierten Konstruktion, wie zum Beispiel einer Sandwich-Konstruktion. Im Fall der letztgenannten können bestimmte Eigenschaften des Produkts zum Beispiel dadurch verbessert werden, dass mindestens eine Mantelschicht adhäsiv an das Halbprodukt gebunden wird. Ein Vorteil derartiger Sandwich-Konstruktionen ist, dass einem Produkt verschiedene Eigenschaften, wie strukturelle Festigkeit, Konstruktion von leichtem Gewicht, Feuerbeständigkeit oder eine Kombination davon, verliehen werden können. Abhängig von der Ausführungsform des Produkts können eine oder mehrere Schichten oder Mantelschichten aus Metall, Glas oder Kohlefasern oder Maschengewebe hergestellt werden.

[0040] Derartige nicht-organische Fasern können sogar der Einspeisung zugesetzt werden oder später den cellulosehaltigen Massen gemäss der Erfindung zugegeben werden.

[0041] Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann das ausgehärtete Kompositmaterial einer geeigneten Oberflächenbehandlung unterzogen werden, welche nachstehend in dieser Beschreibung erläutert wird.

[0042] Das Verfahren der Trocknung und/oder Aushärtung bzw. Wärmebehandlung bezeichnet eine Extraktion von überschüssiger Flüssigkeit aus der cellulosehaltigen Masse. Prozesse der Wiederherstellung von strukturellen Bindungen finden statt, während die cellulosehaltige Masse geformt wird, zum Beispiel durch Aushärten in Giessformen oder Formen. Derartige Prozesse sind eigentlich eine Integration von Überresten von n-Molekülen von β-Glucose zu einer molekularen Verbindung, die mit Polymeren die Formel [C6H7O2(OH)3]ngemeinsam hat. Das Vorliegen von Glucosemolekülen mit drei Hydroxylgruppen [(OH)-Gruppen] in jedem Rest gestattet, dass die Bindung zwischen den Resten über laterale Hydroxylgruppen durch Entziehung von Wassermolekülen aus selbigen erleichtert wird. Deshalb findet eine Wiederherstellung von strukturellen Bindungen des organischen Materials in der cellulosehaltigen Masse statt, sobald überschüssige Flüssigkeit der cellulosehaltigen Masse extrahiert ist, zum Beispiel durch Austrocknen oder Trocknung im Falle von Wasser, was zu einem Aushärtungsprozess führt.

[0043] Falls Wasser als der Flüssigkeitsgehalt verwendet wird, wird das Entwässerungsverfahren unter einer vorbestimmten Temperatur durch eine beliebige aus einer Auswahl von bekannten geeigneten Techniken durchgeführt. Derartige Techniken umfassen und/oder kombinieren Kompression, Extrusion und Filtration sowie Absorption, Vakuumtrocknung, Blastrocknung, Erwärmung, Bestrahlung, Abtupfen, Verdampfen unter einem Gebläse und andere Verfahren zur Austrocknung, einschliesslich zum Beispiel natürlicher Lufttrocknung. Die Auswahl eines spezifischen Verfahrens zur Entwässerung hängt von den spezifischen Anforderungen an das Verfahren und/oder den zu formenden Artikel ab.

[0044] Abhängig von den Charakteristika der cellulosehaltigen Masse und/oder den Anforderungen an das Kompositmaterial oder das daraus herzustellende Produkt wird die Nachbearbeitung der cellulosehaltigen Masse durch mindestens eines von Formung, Formpressen, Spritzgiessen durchgeführt. Allerdings können andere Formgebungstechniken für die Herstellung des Produkts geeignet sein.

[0045] Im Falle einer Nachbearbeitung durch Formpressen ist es denkbar, dass der Mischbehälter oder ein Teil davon gleichzeitig eine Hälfte der Form bildet. Da dem Fachmann auf dem Gebiet allgemeine Formungstechniken bekannt sind, wird hier auf eine eingehende Beschreibung derselben verzichtet.

[0046] Abhängig von den Anforderungen und der Herstellbarkeit werden der Formungs- und Aushärtungsvorgang gemeinsam oder aufeinanderfolgend durchgeführt.

[0047] Eine weitere Nachbearbeitung kann durchgeführt werden, z.B. zur Verbesserung der Beständigkeit des aus dem Kompositmaterial hergestellten Artikels gegen Feuchtigkeit oder Wasser, oder um seine Haltbarkeit gegenüber chemisch aggressiven Umgebungen zu steigern, die mikrobiologische Beständigkeit zu verstärken, um dem Kompositmaterial und/oder dem Produkt erforderliche Charakteristika in Hinsicht auf einen speziellen Typ von Beständigkeit, eine spezielle Farbe, einen besonderen Geruch oder eine Kombination davon zu verleihen. Für diesen Zweck können, vor der Extraktion von jedwedem überschüssigem Flüssigkeitsgehalt, spezifische Modifizierer und/oder Additive in die Einspeisung und/oder die cellulosehaltige Masse zugesetzt werden.

[0048] Abhängig von den Erfordernissen können die spezifischen Modifizierer und/oder Additive zum Erzielen einer jeweiligen Homogenität der cellulosehaltigen Masse und/oder des Kompositmaterials verwendet werden.

[0049] Spezielle Aufmerksamkeit sollte der Tatsache gewidmet werden, dass mehrere Typen von Pflanzenzellen von Verbindungen, wie anorganischen Mineralien, zum Beispiel Silikaten, oder organischen Mineralien, wie Oxalaten, überkrustet sind oder diese enthalten. Die gezielte Auswahl von organischen Materialien, welche bestimmte Mengen der Verbindungen, wie zum Beispiel Mineralien, enthalten, kann angewandt werden, um cellulosehaltige Massen und Kompositmaterialien gemäss der Erfindung vorzusehen, die bestimmte, von Endanwendern geforderte Eigenschaften bereitstellen. Zum Beispiel erfolgt das Auswählen von Rohmaterialien unter Heranziehung der Fähigkeit, welche die erwähnten Materialien erwerben oder signifikant verbessern können, wie etwa Charakteristika und Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Wärmedurchlässigkeit (d.h. die Wärmeleitfähigkeit), Schalldichtigkeit, Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeitsverformung, chemische und mikrobiologische Einwirkung, und so fort. Darüber hinaus können exogene Modifizierer zugegeben werden, wenn die cellulosehaltige Masse den Anforderungen an das Kompositmaterial nicht genügt.

[0050] Die Herstellung von Materialien mit vorbestimmten Eigenschaften (Beständigkeit, Hydropathie, Haltbarkeit gegenüber chemisch aggressivem Milieu, mikrobiologische Beständigkeit, zusätzlicher und/oder spezieller Typ von Beständigkeit, Farbe, Geruch etc.) einschliesslich denjenigen, die von den Prioritäten des Benutzers gefordert werden, wird durch Zusetzen spezifischer Modifizierer in die homogene Masse vor der Entwässerung und/oder durch Anwenden spezieller ergänzender Techniken während der Herstellung der homogenen Masse für das Aushärten erzielt.

[0051] Es sollen jetzt einige Möglichkeiten für die Oberflächenbehandlung kurz erläutert werden. Abhängig von den Anforderungen an das aus dem Kompositmaterial hergestellte Produkt sind bestimmte Charakteristika erzielbar, z.B. durch Aufbringen einer oder mehrerer Beschichtungen mit einer Imprägnierung, z.B. mittels Untertauchen. Darüber hinaus ist ebenfalls eine Überzugsschicht mit einer spezifischen Farbe anwendbar.

[0052] Alle Erklärungen in der oben stehenden Beschreibung treffen gleichermassen für die cellulosehaltige Masse, das Verfahren zur Herstellung des Kompositmaterials, das Kompositmaterial selbst sowie für die Produkte davon zu.

Beispiel 1

[0053] Als ein organisches Rohmaterial wird der Halmteil einer Getreidenutzpflanze gewählt. Vorzugsweise fehlt die Ähre der Nutzpflanze. Vorzugsweise wird das Stroh nach der Ernte herangezogen. In diesem Beispiel wird Stroh von Weizen verwendet.

[0054] Das Stroh ist durch Zerhacken der Halme von Stroh, bis die Strohstücke eine durchschnittliche Grösse von etwa 5 bis 7 Millimeter aufwiesen, Mischen derselben mit Wasser und Mazerieren derselben, bis die organischen Partikel in der Einspeisung eine durchschnittliche Grösse von etwa 0,8 bis 1 mm aufwiesen, vorbehandelt worden. In diesem Beispiel wurde der pH-Wert der wässrigen Mischung auf einen Wert von mehr als 8,4 gebracht, und sie wurde 1,5 bis 2 Stunden lang mazeriert. In weiteren Beispielen wurde die Dauer der Mazeration auf 1,5 bis 2 Minuten reduziert. Ein Teil Wasser wurde zu drei Teilen Stroh zugesetzt (Gewicht/Gewicht).

[0055] Nach der Mazeration wurde die Einspeisung, welche die Strohmasse umfasst, in einen Behälter aus nicht-rostendem Stahl gegeben, der als ein Mischbehälter diente, welcher in die aktive Zone zwischen zwei Induktoren gebracht werden sollte.

[0056] Eine Menge von 14 g ferromagnetischen Teilchen mit zylindrischen Formen, die einen durchschnittlichen Durchmesser von 250 µm und eine durchschnittliche Länge von 1500 µm aufweisen, wurde dem Stroh-und-Wasser-Gemisch in dem Behälter vor dem Exponieren der cellulosehaltigen Masse an das elektromagnetische Feld zugesetzt, um die Grösse Bi unter Hi= konstant an jedem Punkt i zu erhöhen, so dass der aktive Wert von gradA erhöht wird.

[0057] Ein alternierendes elektromagnetisches Feld wurde erzeugt, so dass es die aktive Zone von 80 cm<3> zwischen den Induktoren (50 mm Spaltbreite) in dem Mischbehälter durchdrang. Das magnetische Feld sorgte dafür, dass ein Vektor der magnetischen Komponente einen kreisförmigen oder/und elliptischen Hodograph an jedem Punkt i innerhalb dieses Raums erzeugte, mit Ausnahme von Punkten der zwischen den Induktoren definierten Zentralachse, so dass Bi = µ*Hi, wobei divBi = 0, und, deshalb, rotAi= Bi. Die Intensität der magnetischen Komponente war gleich null an jedem Punkt j auf der Zentralachse, und die Bedingung Hj = 0, Bj = 0 und rotAj = 0 war erfüllt. Somit wurde eine Aktivität des Vektorpotentials A des magnetischen Felds mit einem Amplitudenweit von Aj bis Ai innerhalb des alternierenden elektromagnetischen Feldes hervorgerufen, so dass gradA im Raum zwischen den Induktoren wirksam wurde.

[0058] Eine magnetische Kraft, die etwa 0,3 T betrug, wurde angelegt. Die Einspeisung wurde 20 Sekunden lang an das alternierende magnetische Feld exponiert. Die Stromquelle wies 50 Hz auf.

[0059] Nach Anlegen des magnetischen Felds wühlten die ferromagnetischen Teilchen die Einspeisung in dem Behälter heftig auf. In diesem Verfahren vollführte jedes ferromagnetische Teilchen die Rolle eines Mikro-Mixers und Mikro-Schleifers aufgrund seiner Wechselwirkung mit verschiedenen Hodographen des Intensitätsvektors Hi an verschiedenen Punkten i innerhalb des Behälters.

[0060] Nach Beendigung der Exposition der Einspeisung an das elektromagnetische Feld blieben Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgrösse des organischen Materials, welche sich auf nicht weniger als 1 µm belief, in der cellulosehaltigen Masse. Allerdings gewährleistet die magnetische Behandlung eine ausreichende Desintegration des Einspeisungsmaterials, so dass ausreichende Anzahlen an Zellen und intra- und interzellulären Strukturen zerstört werden.

[0061] Dann wurde das cellulosehaltige Material aus dem Mischbehälter in eine Form, in Gestalt eines Büchner-Trichters, übertragen. Saugfiltration wurde angewandt, um die Geschwindigkeit der Filtration zu erhöhen, und anschliessend wurde die cellulosehaltige Masse trocknen gelassen, so dass das trockene und massive Stück aus Kompositmaterial übrig bleibt. In diesem Beispiel umfasste das Verdampfungsverfahren ein kombiniertes Verfahren aus Filtration und natürlicher Trocknung, bis die Gewichtsmasse des Kompositmaterials bei einer Temperatur von 30 °C beständig wurde. Die Trocknung wurde durch ein gravimetrisches Verfahren kontrolliert, bis das Probenprodukt Struktur- und Festigkeitstests unterzogen wurde.

Beispiele 2 bis 13

[0062] Im vorliegenden Beispiel Nr. 2 und den folgenden Beispielen Nr. 3 bis 13 wurden die folgenden grundlegenden Einstellungen angewandt.

[0063] Weizen-Stroh wurde durch Zerhacken der Halme des Strohs vorbehandelt, bis die Strohstücke eine durchschnittliche Grösse von etwa 5 bis 7 Millimeter aufwiesen. 100 g gehacktes Stroh wurden mit 1000 ml einer Mutter- bzw. Master-Lösung gemischt, um einen Versuchsansatz herzustellen. Vor weiteren Behandlungsschritten wurden alle Versuchsansätze sich 6 Stunden lang absetzen gelassen.

[0064] In jedem der Experimente 2 bis 13 wurde Carboxymethylcellulose (CMC) verwendet. Die in den vorliegenden Experimenten verwendete Carboxymethylcellulose (CMC) wurde von Fischer Chemicals AG, Riesbachstrasse 57, CH-8034 Zürich, Schweiz, mit der CAS Nummer 9004-32-4, erhalten. 7 g CMC wurden jedem Versuchsansatz in jedem Experiment zugesetzt und damit vermischt. In weiteren Experimenten wurde mikrokristalline Cellulose (MCC) verwendet, welche gemäss bevorzugten Ausführungsformen einen mittleren Grössenbereich von etwa 15 bis 40 Mikrometer aufwies.

[0065] In vier von den Experimenten wurde die Einspeisung an eine aktive Zone eines elektromagnetischen Felds exponiert, das zwischen linearen elektromagnetischen Induktoren wie oben beschrieben erzeugt wurde. Die Zeitdauer der Exposition an das elektromagnetische Feld ist in der Spalte «Induktor» in der untenstehenden Tabelle 1 aufgeführt.

[0066] In den Experimenten 3, 6, 9 und 12 wird das Strohmaterial in der Master-Lösung 3 Stunden lang gekocht, wie es in der nachstehenden Spalte Kochen angegeben ist. Die NaOH-basierte Mischung von Beispiel 12 wird nach dem Kochen neutralisiert.

[0067] Alle experimentellen Proben wurden danach auf einen Papierfilter überführt. Überschüssiges Wasser wurde ausgepresst, und der verbleibende Filterkuchen wurde sich 2 Stunden lang setzen gelassen.

[0068] Die Proben der Experimente 2, 5, 8 und 11 wurden 1 Minute lang an die aktive Zone zwischen den Induktoren exponiert, bevor sie auf den Filter überführt wurden.

[0069] Alle Proben wurden danach bei Temperaturen zwischen 80 bis 85 °C während 16 oder 24 Stunden getrocknet, wie es in der Spalte Trocknung angegeben ist.

Tabelle 1: Experimente 2 bis 13

[0070] <tb>Experiment<sep>Master-Lösung<sep>Kochen<sep>Induktor<sep>Auspressen/Filter<sep>CMC<sep>Trocknung <tb>2<sep>0,1 N HCl<sep>–<sep>1 min<sep>2 h<sep>7 g<sep>24 h <tb>3<sep>0,1 N HCl<sep>3 h<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>24 h <tb>4<sep>0,1 N HCl<sep>–<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>16 h <tb>5<sep>0,1 N H2SO4<sep>–<sep>1 min<sep>2 h<sep>7 g<sep>24 h <tb>6<sep>0,1 N H2SO4<sep>3 h<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>24 h <tb>7<sep>0,1 N H2SO4<sep>–<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>16 h <tb>8<sep>H2O<sep>–<sep>1 min<sep>2 h<sep>7 g<sep>16 h <tb>9<sep>H2O<sep>3 h<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>24 h <tb>10<sep>H2O<sep>–<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>16 h <tb>11<sep>(1N) NaOH<sep>–<sep>1 min<sep>2 h<sep>7 g<sep>16 h <tb>12<sep>(1N) NaOH<sep>3 h<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>24 h <tb>13<sep>(1N) NaOH<sep>–<sep>–<sep>2 h<sep>7 g<sep>24 h

[0071] Nicht-standardisierte mechanische Tests, welche an den resultierenden Testblöcken der Experimente 2 bis 13 durchgeführt wurden, enthüllten, dass die gemäss den Beispielen 2 und 5 hergestellten Materialien am härtesten und festesten waren. Alle Proben gemäss den Experimenten 2 bis 8 und 11 bis 13 führten zu cellulosehaltigen Massen, die für die Herstellung geformter Verbundstoffe geeignet waren. Allerdings waren die Eigenfestigkeit und -stabilität der Testblöcke, die mit den cellulosehaltigen Massen gemäss den Beispielen 9 und 10 hergestellt worden waren, beträchtlich geringer.

[0072] Die oben aufgelisteten Experimente zeigen, dass gemäss der vorliegenden Erfindung die Zugabe von Cellulose-basierten Klebstoffen und Bindemitteln, vorzugsweise in einer wasserlöslichen Form als Methylcellulose und Carboxymethylcellulose, die Eigenschaften der hergestellten Massen und Materialien verbessert. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird mikrokristalline Cellulose und/oder pulverförmige Cellulose zugesetzt, um weitere gewünschte Eigenschaften zu erzielen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer cellulosehaltigen Masse, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Herstellen einer Einspeisung, umfassend mindestens ein cellulosehaltiges organisches Material und einen Flüssigkeitsgehalt; und Zusetzen von Cellulose, vorzugsweise Methylcellulose und/oder Carboxy-methylcellulose, vorzugsweise in der Form eines Natriumsalzes, und/oder mikrokristalliner Cellulose.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, wobei das Verfahren das Exponieren der Einspeisung an eine aktive Zone eines elektromagnetischen Felds umfasst.

3. Verfahren gemäss Anspruch 2, wobei die Einspeisung eine Vielzahl von ferromagnetischen Teilchen umfasst.

4. Verfahren gemäss Anspruch 3, wobei eine durchschnittliche Länge der ferromagnetischen Teilchen in einem Bereich von 0,3 bis 25 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 5 mm liegt, und wobei ein durchschnittlicher Durchmesser der ferromagnetischen Teilchen in einem Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 2,5 mm liegt.

5. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die ferromagnetischen Teilchen ein Verhältnis von Durchmesser zu Länge von 1:3 bis 1:5 und vorzugsweise eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen.

6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Verhältnis der ferromagnetischen Teilchen zur Einspeisung etwa 1 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 10 bis 15 Gewichtsprozent beträgt.

7. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die aktive Zone zwischen linearen elektromagnetischen Induktoren erzeugt wird, welche elektromagnetische Felder erzeugen, die aus entgegengesetzten Richtungen aufeinander zu laufen, wobei die Induktoren vorzugsweise ein gemeinsames, alternierendes elektromagnetisches Feld mit zirkulärem oder elliptischem Hodograph der Intensität der magnetischen Komponente anregen, das sich um eine gemeinsame Achse dreht, welche zwischen den Induktoren befindlich ist.

8. Verfahren gemäss Anspruch 7, wobei die elektromagnetischen Induktoren durch einen Abstand voneinander getrennt sind, der 1 mm bis 5 m, vorzugsweise 50 mm bis etwa 1 m beträgt.

9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei eine magnetische Kraft von elektromagnetischen Induktoren 0,01 bis 20 Tesla, vorzugsweise 0,01 bis 10 Tesla beträgt.

10. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Dauer der Exposition 1 Sekunde bis 3 Stunden, vorzugsweise 5 Sekunden bis 5 Minuten, am stärksten bevorzugt 20 oder 60 Sekunden beträgt.

11. Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei das cellulosehaltige organische Material Fasern umfasst.

12. Verfahren gemäss den Ansprüchen 10 oder 11, wobei das cellulosehaltige organische Material aus höheren Pflanzen, vorzugsweise gewählt aus der Gruppe von echten Gräsern der Familie Gramineae (Poaceae), wobei Getreidenutzpflanzen speziell bevorzugt sind, Baumwolle, Hanf, Flachs oder Mischungen davon abgeleitet ist.

13. Verfahren gemäss Anspruch 12, wobei das cellulosehaltige organische Material aus mindestens einem von Getreidestroh und Reisstroh abgeleitet ist.

14. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Flüssigkeitsgehalt mindestens eines von Wasser und einem Lösungsmittel umfasst.

15. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das cellulosehaltige organische Material durch mindestens eines von Mazeration in einer Flüssigkeit mit einem pH-Wert von etwa 8, weiter bevorzugt mehr als 8, am stärksten bevorzugt mehr als 8,4, elektromechanischer Exposition, hydrodynamischer Exposition, Ultraschall-Exposition, Kochen, Dampfbehandlung vorbehandelt wird.

16. Cellulosehaltige Masse, die durch ein Verfahren gemäss einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 15 hergestellt wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials, das eine cellulosehaltige Masse gemäss Anspruch 16 umfasst, wobei mindestens ein Additiv oder ein Modifizierer zu mindestens einem von der Einspeisung oder der cellulosehaltigen Masse zugesetzt wird.

18. Verfahren gemäss Anspruch 17, wobei die cellulosehaltige Masse homogenisiert wird.

19. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei die cellulosehaltige Masse durch mindestens eines von Formung, Formpressen, Spritzguss nachbearbeitet wird.

20. Verfahren gemäss Anspruch 19, wobei eine überschüssige Portion des Flüssigkeitsgehalts durch mindestens eines von Trocknung und Aushärtung bzw. Wärmebehandlung extrahiert wird.

21. Kompositmaterial, das durch ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 17 bis 20 hergestellt wird.

22. Produkt, das aus einem Kompositmaterial gemäss Anspruch 21 hergestellt ist.

23. Produkt gemäss Anspruch 22, das mit einer Imprägnierung, zum Beispiel durch Untertauchen, beschichtet ist.

24. Produkt gemäss einem der Ansprüche 22 oder 23, umfassend mindestens eine Mantelschicht, die mittels Verklebung an die nachbearbeitete cellulosehaltige Masse gebunden ist.