CH701959B1

CH701959B1 - Cellulosic mass.

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: CN102159637A; CH701959A1; WO2011039121A1; CA2774506A1; JP2013506723A; US20120193048A1; EP2483345A1; MX2012003895A; BR112012007295A2; 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.The invention relates to a process for producing a cellulosic mass comprising an organic material, the process comprising the steps of a) producing a feedstock comprising organic material and a liquid content; and b) exposing the feed to an active zone of an electromagnetic field. According to another embodiment of the present invention, cellulose of different types of feed is added. Further, a method for producing a composite material based on the cellulose-containing composition as well as a product made of the composite material are disclosed.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

[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. The present invention relates to a method for producing a cellulose-containing composition according to claim 1, a cellulose-containing composition according to claim 16, a method for producing a composite material according to claim 17, a composite material according to claim 21 and a product according to claim 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. The process can be applied to a variety of practical applications, such as the production of new building materials, miscellaneous merchandise, trim parts, interior trim, various top coats of high durability and strength, etc., from agricultural waste of cereals (for example corn, rye, wheat , Oats, barley, sorghum, rape, rice, etc., and combinations thereof), staple fibers (cotton, flax, hemp, etc.), which makes such production compatible with economics because of the low price of the feeds ,

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

[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. Currently, several composite materials of organic origin are known, which are suitable for packaging and construction applications, for example. While wood fibers are quite common, other natural fibers from crops or crops are sometimes used as fibrous fillers.

[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. US 2006 043 629 A proposes a reinforced biocomposite by processing natural fibers (such as grass, rice straw, wheat straw, industrial hemp, pineapple leaf fibers) with a matrix of soya-based bioplastic using a coupling agent, i. a functional monomer modified polymer. It also discusses the use of modified soy flour with functional monomers in the context of industrial applications such as reactive extrusion and injection molding.

[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. US 2008 181 969 A relates to decolorization and structural, d. H. chemical or mechanical decomposition of composite materials comprising cellulosic components such as wood fibers, straw, grasses and other organic material crosslinked by coupling agents to polymer components. The coupling agents, such as grafted maleic anhydride polymers or copolymers, contain functionality (s) or functional groups capable of forming covalent bonds within or between the polymer and cellulosic components.

Zu lösendes ProblemProblem to be solved

[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. It is an object of the present invention to provide an improved process for producing cellulosic compositions which provide cellulosic compositions and methods for producing high strength composite materials, which composites comprise original structures of organic materials, preferably derived from higher plants their natural forms (eg stems) by intracellular and intercellular structural binding between different polymers and / or their components of different substances, functional groups, side chains and / or residues.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

[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. The invention relates to the production of high strength composite materials and various articles made from inexpensive organic raw materials, preferably from halm parts of higher plants, cell envelopes or membranes containing a sufficient amount of cellulose, i. a high-molecular polysaccharide or glucan composed of β-1,4-linked D-glucose, or chitin, a glycan composed of β-1,4-linked N-acetyl-D-glucosamine. In the present application, the term cellulose-containing composition, feed and / or composite is also intended to include chitin-containing compositions, feeds and / or composites or mixtures of cellulosic and chitin-containing compositions, feeds and / or composites. Cellulose - the most abundant organic compound on Earth - is a high molecular weight polysaccharide (glycan) with the formula [C6H7O2 (OH) 3] n, which is structured in polymer chains of β-glucose units, with n ranging from hundreds to several thousands , The invention permits the preparation of composite materials without the need for the use of exogenous polymeric components to combine the organic materials, for example the vegetable particles. In the context of the present application, the term exogen means that the polymeric component is not derived from the organic raw material being processed. It is an essential feature of the new method for producing a cellulosic mass that the organic material is exposed to an active zone of an artificial electromagnetic field.

[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. The novel process for producing a cellulosic mass that can be used to make a composite suitable for a high strength product comprises at least the following steps a) producing a feed comprising at least one cellulose-containing organic material and a liquid content; and adding cellulose, preferably methyl cellulose and / or carboxymethyl cellulose; and in one embodiment b) exposing the feed to an active zone of an artificial electromagnetic field.

[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. According to preferred embodiments, natural forms of feeds, as well as their organic bonds of intracellular and intercellular structures, are destroyed during production until a liquid and / or paste-like mass is produced. This mass is further used as foundry sand: it is reshaped with a new geometric shape, and structural bonds are restored as this paste hardens. The cured paste becomes the end-use article.

[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. Hereinafter, the term feed is used to refer to the initial substance or mixture of substances which is exposed to the electromagnetic field, whereas the term cellulosic mass refers to the product obtained by the above-mentioned method according to the invention will be produced. The product is considered to be an intermediate product (also referred to as the output product) as it continues to be used to make a wide variety of products.

[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. The idea of the method resides in the fact that during processing natural forms of feed are destroyed as well as their organic bonds of intracellular and intercellular structures until a homogeneous liquid and / or pasty mass is produced. Such a cellulose-containing mass is used as molding sand: it is reshaped with a new geometric shape, and the structural bonds are restored as this paste hardens. The cured paste becomes the end-use article.

[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. In the present patent application, the term organic material is understood to include any cellulosic material. Preferably, the organic feedstock comprises fibers blended from cellulose molecules. Advantageously, the organic material is derived from higher plants, preferably from the group of true grasses of the family Gramineae (Poaceae), such as cereal crops, or from cotton, hemp, flax or a mixture thereof. Good results have been produced in tests using at least one of cereal straw or rice straw or mixtures thereof as the organic material.

[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. Preferably, the organic material is reduced to small particles or even pulp in a pre-processing step, prior to exposure to the electromagnetic field. The organic material of the feed is preferably pre-processed / pretreated depending on the nature and conditions of the material. Such conditions are moisture, cleanliness, presence of irrelevant natural or artificial elements, the microbial population, the percentage of cellulose in the pure feed that is responsible for producing bundles of micelles in the form of superfine fibrils. A preliminary determination of the organic base content between fibrils and cellulose, which agglutinates these fibrils to the strongest fibers, proved to be advantageous. In general, organic materials containing agglutinating or gelling substances such as pectin are suitable, but also organic materials containing substances such as Suberine or cutin, which are inherently more hydrophobic. Alternatively, organic materials containing lignin may also be used. Basic features and properties of products or articles of manufacture can be predefined by changing the correlation of these and other secondary substances in the cellulosic mass.

[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. Pre-treatments of the organic material include maceration supplemented by electromechanical, hydrodynamic and ultrasonic action, as well as cooking, steaming and other known processes for processing raw vegetable material. Cellulosic fibers have a pronounced peculiarity in terms of high resistance to tearing, which barely resists steel, and resistance to a variety of mechanical and physical agents. In the case that the organic material is straw, e.g. Rice or wheat or rye straw, a liquid having a pH of about 8 or higher, more preferably about 8.4 or higher, may be used for maceration, followed and / or accompanied by electromechanical action, hydrodynamic action, Ultrasonic action, cooking, steaming or a combination thereof.

[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. From the prior art, for example from WO 08/112191, it is known that crystalline cellulose fibrils are embedded in lignocellulosic biomass in a less well-organized hemicellulose matrix, which in turn is surrounded by an outer lignin sealant. Contacting naturally occurring cellulosic materials with hydrolyzing enzymes generally results in cellulose hydrolysis yields that are lower than 20% of the theoretically predicted results. Therefore, invariably a certain "pre-treatment" of the biomass is carried out before the enzymatic hydrolysis of the polysaccharides (cellulose and hemicellulose) is carried out in the biomass. The pretreatment refers to a process which converts lignocellulosic biomass from its native form, in which it is resistant to cellulose enzyme systems, to a form for which cellulose hydrolysis is effective. Compared to untreated biomass, effectively pretreated lignocellulosic materials are characterized by increased surface area (porosity) accessible to cellulose enzymes and solubilization or redistribution of lignin. Increased porosity results primarily from a combination of Cellusel crystallinity destruction, hemicellulose destruction / solubilization, and lignin redistribution and / or solubilization. The relative effectiveness in achieving some (or all) of these factors varies widely between the various existing pretreatment methods. These include dilute acid, steam explosion, hydrothermal processes, organosolv processes involving organic solvents in an aqueous medium, ammonia fiber explosion (AFEX), strong alkali processes using a base such as ammonia, NaOH or lime, and Treatment with highly concentrated phosphoric acid. These art-known processes, as mentioned above, and other known processes for the treatment of cellulosic biomaterials can advantageously be combined with the process steps according to the present invention.

[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. Depending on the desired properties of the cellulosic mass (i.e., the dispensing product) and / or the preprocessing preparation, the endogenous fluid content, i. the liquid content provided by the organic raw material itself or derived from the organic raw material is sufficient so that no exogenous or additional liquid needs to be added. In its simplest embodiment, the liquid content is formed by water. However, other liquids, such as organic solvents, or gases or other fluids may be suitable as liquid contents, depending on the manufacturability and the characteristics of the article to be later formed from the composite material. However, it is important that a proper function of the liquid content with the organic material is achievable. In the case of liquids other than water, it is essential in preferred embodiments of the invention that an excess of the liquid content is, if necessary, suitably extractable after the cellulose-containing mass is produced.

[0017] Abhängig von der beabsichtigten Anwendung und dem beabsichtigten Verarbeitungsverfahren umfasst der Flüssigkeitsgehalt vorzugsweise ein Lösungsmittel, z.B. zum Erweichen des organischen Materials. Depending on the intended application and the intended processing method, the liquid content preferably comprises a solvent, e.g. to soften the organic material.

[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. Processes for restoring structural bonds occur while the homogeneous mass cures in new molds; Such processes are actually an integration of residues of n-molecules of β-glucose into a molecular compound that has the formula [C6H7O2 (OH) 3] in common with polymers. The known presence of glucose molecules having three hydroxyl groups [(OH) 3 groups] in each residue makes it obvious that the binding of each glucose molecule-residue pair to each other is via lateral hydroxyl groups by withdrawing water molecules therefrom. Therefore, restoration of structural bonds in the homogeneous mass takes place in a random manner when this mass is dewatered and leads to its hardening.

[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. Tests have shown that the properties of the cellulosic mass, hereinafter also referred to as the dispensing product, are improved when the feed which is exposed in the active zone of an electromagnetic field comprises an amount of ferromagnetic particles.

[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. According to preferred embodiments of the present invention, the method according to the invention comprises the steps of providing a reactor comprising a reaction volume, filling the reaction volume of the reactor with a plurality of substances which participate in a physical and / or chemical reaction, adding one predetermined portion of ferromagnetic particles in the reaction volume, arranging the reactor with its reaction volume between at least two inductors, so that the magnetic fields of the inductors interfere with each other in the reaction volume of the reactor, and supplying each of the inductors with an alternating current of predetermined amplitude and frequency ,

[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. According to preferred embodiments of the present invention, the ferromagnetic particles have an average length in a range of about 0.3 to about 25 mm, preferably in a range of about 3 to 5 mm, and diameter of about 0.1 to about 5 mm, preferably from about 0.1 to about 2.5 mm. It has been shown that a ratio of 1: 3 to 1: 5 between diameter and length of the particles is particularly advantageous. According to preferred embodiments, the particles are cylindrical. Based on the teachings of the present invention, those skilled in the art will appreciate that the size of the ferromagnetic particles depends on and can be optimized according to the feed material, which sizes may be outside the above ranges.

[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. The size and shape of the ferromagnetic particles can be selected depending on the properties of the cellulose-containing composition, its processability and / or its manufacturability. Thus, other sizes of ferromagnetic particles may be suitable for the practice of the present invention.

[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. Tests have shown that cellulosic compositions of high quality were obtained when the ratio of the ferromagnetic particles to the feed was about 1 to about 20 weight percent and the liquid content of the feed was between 0 to about 40 percent. In other embodiments of the process, however, other ratios can be selected according to particular requirements on the processability and / or the manufacturability of the cellulose-containing composition. They depend on the type of process (periodic or constant) and on what volume of a vessel the process is carried out. In a preferred embodiment with straw as the feed material, the working volume of a 2-zone container was 180 milliliters and the amount of ferromagnetic particles was 14 grams per zone. The particles had an average diameter of 250 microns and an average length of 1500 microns. The ratio of liquid to feed was 1 to 3. The container was of the continuous type. Exposure time was up to 20 seconds.

[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. The ferromagnetic particles promote disintegration of the organic material at the supra-subcellular level as well as disruption of organic bonds of intracellular and / or intercellular structures. The agitated fluidized bed of ferromagnetic particles is energetically charged and has increased capacities for destroying the entire range of organic materials as compared to devices known in the art. By mechanical comminution, crushing and / or grinding until a more homogeneous cellulose-containing mass is produced. The disintegration of the organic material is a key point of the invention.

[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. Another advantage of the method of the invention is the mechanical stirring effect of the ferromagnetic particles. The ferromagnetic particles contribute to a mixing effect of the liquid content, the solvent, if any, and the organic material, so that the quality of the cellulose-containing composition is further improved.

[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. The cellulosic mass forms the base material for a vast array of composite products having a wide variety of shapes, shapes and designs. The composites may be made by direct forming techniques such as casting, molding, pressing or extruding, or by subsequent processing of the foregoing.

[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. The active zone of the electromagnetic field is located between at least two linear electromagnetic inductors which are separated from each other by a gap measuring about 1 mm to about 5 m, preferably about 50 mm to about 1 m.

[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. Depending on the requirements to be met by the cellulosic mass and / or the composite article, the amount of ferromagnetic particles is non-retentive, i. low-coercive materials are added to the feed before and / or during the exposure of the feed to the electromagnetic field.

[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. According to preferred embodiments in which the production is set to a batchwise mode, a non-ferromagnetic mixing vessel may serve as the receiving vessel during the exposure of the feed to the electromagnetic field. Depending on the requirements, the mixing vessel may extend the entire distance between the inductors to produce a stirred fluidized bed throughout the zone space. Other receptacles or passage for continuous production mode are also suitable for practicing the present invention.

[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. The presence of ferromagnetic particles of non-retentive, i. Low-coercive materials in the feed to be processed in the active zone are particularly advantageous in large-scale operations in which the distance between the inductors is up to about 1 or even several meters. In the case of such large distances between the inductors, it is preferable to increase the amount of ferromagnetic particles accordingly.

[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. The linear electromagnetic inductors generate alternating electromagnetic fields which converge towards each other from opposite directions. At each point in the active zone, the inductors excite a common alternating electromagnetic field with a circular or elliptical hodograph of the intensity of the magnetic component rotating about a common axis located between the inductors. The magnitude of the magnetic component at each point of the axis is zero, but it increases in any other direction and / or points up to an amplitude value that is predetermined in the inductor. Tests proved that good results with amplitude values of about 0.2 Tesla (Sl unit: T) to 0.25 T in the middle of a 50 mm gap between the inductors with 14 g ferromagnetic particles, present in a 180-ml Container, and an active zone between the inductors of 50 × 165 × 80 mm and a magnetic force of about 0.03 T can be achieved. The duration of exposure of the feed to the magnetic field was about 20 seconds.

[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. The destructive influence of the ferromagnetic particles on the particles of the organic material in the active zone will be explained in more detail below. The impact of these ferromagnetic particles on intracellular and intercellular structures by means of their magnetic components A (A is the vector potential of the magnetic field) and B (B is the induction of the magnetic field; A and B are related by the formula B = rotA) is determined by increases the reduction of the reluctance R within the active zone, resulting in an increase in the magnetic flux in this active zone. The term rotA means the rotation of the vector potential.

[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. The ferromagnetic particles increase the magnitude Biunter Hi = constant at each point i, so that the active value of gradA is increased. GradA denotes a gradient 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. Depending on the feed and the desired characteristics of the cellulosic mass, the electromagnetic field generated by the at least two electromagnetic inductors has a thickness of about 0.01 to about 20 T, preferably about 0.01 to about 10 T , most preferably about 0.03 to about 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. The exposure time of the feed to the electromagnetic field depends on the applied magnetic force and the material being treated. Good results, that is, cellulosic compositions with superior properties, have been achieved with an exposure time that is about 1 second to about 3 hours, preferably about 5 seconds to 5 minutes, most preferably about 20 seconds. The degree of homogeneity of the cellulosic mass is adjustable by the electrical parameters of the inductors.

[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. In a series of experiments it has been shown that it is advantageous to obtain microcrystalline cellulose (MCC), a highly crystalline particulate cellulose consisting mainly of crystallite aggregates obtained by removing amorphous (fibrous cellulose) regions from one purified cellulose source material by hydrolytic degradation, added to the cellulosic mass. 5 to 10 grams, preferably 7 grams of MCC were added to each batch in each experiment.

[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. The addition of microcrystalline cellulose, especially when added to feeds containing mainly cereal straw, resulted in cellulose-containing mass (s) which were preferably used for the preparation of composite materials. The composite materials made from microcrystalline cellulose-containing compositions have increased hardness and tensile strength compared to similar composites made without the addition of microcrystalline cellulose.

[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.After completion of the electromagnetic treatment of the feed, the cellulosic mass is ready to be used for the production of a composite material and for the production of a desired product from the cellulose-containing mass. Therefore, the technology and technology for producing products according to the invention include at least the following basic steps: <tb> 1. <sep> Preparatory preparation of feeds and additives / improvers, if necessary, including other processing techniques; <tb> 2. <sep> Electromagnetic exposure; Post-processing by at least one of curing and shaping the cellulose-containing mass until a product (end-use article) is produced.

[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. The term products includes end products, such as panels, as well as semi-finished or semi-finished products, e.g. a core material of a laminated construction, such as a sandwich construction. In the case of the latter, certain properties of the product can be improved, for example, by adhesively bonding at least one cladding layer to the semi-product. An advantage of such sandwich constructions is that a variety of properties, such as structural strength, light weight construction, fire resistance, or a combination thereof, can be imparted to a product. Depending on the embodiment of the product, one or more layers or cladding layers may be made of metal, glass or carbon fibers or mesh.

[0040] Derartige nicht-organische Fasern können sogar der Einspeisung zugesetzt werden oder später den cellulosehaltigen Massen gemäss der Erfindung zugegeben werden. Such non-organic fibers may even be added to the feed or later added to the cellulosic compositions according to the invention.

[0041] Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann das ausgehärtete Kompositmaterial einer geeigneten Oberflächenbehandlung unterzogen werden, welche nachstehend in dieser Beschreibung erläutert wird. Alternatively, and / or additionally, the cured composite material may be subjected to a suitable surface treatment, which will be discussed later in this specification.

[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. The process of drying and / or curing or heat treatment refers to an extraction of excess liquid from the cellulose-containing mass. Processes of restoring structural bonds take place while the cellulose-containing mass is being formed, for example by curing in molds or molds. Such processes are actually an integration of residues of n-molecules of β-glucose into a molecular compound that has the formula [C6H7O2 (OH) 3] in common with polymers. The presence of glucose molecules having three hydroxyl groups [(OH) groups] in each residue allows the attachment of the residues via lateral hydroxyl groups to be facilitated by deprivation of water molecules therefrom. Therefore, restoration of structural bonds of the organic material in the cellulosic mass takes place as excess liquid of the cellulosic mass is extracted, for example, by drying out or drying in the case of water, resulting in a curing process.

[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. If water is used as the liquid content, the dewatering process is carried out at a predetermined temperature by any of a selection of known suitable techniques. Such techniques include and / or combine compression, extrusion and filtration as well as absorption, vacuum drying, blow drying, heating, irradiation, blotting, vaporizing under a blower, and other dehydration techniques, including, for example, natural air drying. The selection of a specific method for dewatering depends on the specific requirements of the process and / or the article to be molded.

[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. Depending on the characteristics of the cellulose-containing composition and / or the requirements of the composite material or the product to be produced therefrom, the post-processing of the cellulose-containing composition is carried out by at least one of shaping, compression molding, injection molding. However, other shaping techniques may be suitable for the manufacture of the product.

[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. In the case of post-processing by compression molding, it is conceivable that the mixing container or a part thereof simultaneously forms one half of the mold. Since general molding techniques are known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

[0046] Abhängig von den Anforderungen und der Herstellbarkeit werden der Formungs- und Aushärtungsvorgang gemeinsam oder aufeinanderfolgend durchgeführt. Depending on the requirements and the manufacturability of the forming and curing process are carried out together or sequentially.

[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. Further post-processing may be performed, e.g. to improve the resistance of the article made of the composite material to moisture or water, or to increase its durability against chemically aggressive environments, to enhance microbiological resistance, to characteristics required of the composite material and / or the product with respect to a particular type of durability to give a special color, a special smell or a combination thereof. For this purpose, prior to extraction of any excess liquid content, specific modifiers and / or additives may be added to the feed and / or cellulosic mass.

[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. Depending on the requirements, the specific modifiers and / or additives may be used to achieve a respective homogeneity of the cellulosic mass and / or the composite material.

[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. Particular attention should be given to the fact that several types of plant cells are encrusted or contain compounds such as inorganic minerals, for example silicates, or organic minerals such as oxalates. The selective selection of organic materials containing certain amounts of the compounds, such as minerals, may be used to provide cellulosic compositions and composite materials according to the invention that provide certain end user demanded properties. For example, selecting raw materials takes advantage of the ability which the mentioned materials can acquire or significantly improve, such as characteristics and properties such as conductivity, heat transmission (ie, heat conductivity), soundproofness, resistance to moisture deformation, chemical and microbiological action, and so on continued. In addition, exogenous modifiers can be added if the cellulose-containing mass does not meet the requirements of the composite material.

[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. The preparation of materials with predetermined properties (durability, hydropathy, durability against chemically aggressive environment, microbiological resistance, additional and / or special type of resistance, color, smell, etc.) including those required by the priorities of the user is achieved by adding specific modifiers to the homogeneous mass prior to dewatering and / or by applying special supplemental techniques during the preparation of the homogeneous mass for curing.

[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. Some options for surface treatment will now be briefly explained. Depending on the requirements of the product made of the composite material, certain characteristics can be achieved, e.g. by applying one or more coatings to an impregnation, e.g. by immersion. In addition, a coating layer having a specific color is also applicable.

[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. All explanations in the above description apply equally to the cellulosic composition, the method of making the composite, the composite itself and the products thereof.

Beispiel 1example 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. As an organic raw material, the culm part of a grain crop is selected. Preferably, the ear of the crop is missing. Preferably, the straw is used after harvesting. This example uses straw from wheat.

[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). The straw is obtained by chopping the stems of straw until the straw pieces have an average size of about 5 to 7 millimeters, mixing them with water and macerating them until the organic particles in the feed have an average size of about 0.8 to 1 mm, had been pretreated. In this example, the pH of the aqueous mixture was brought to a value greater than 8.4 and macerated for 1.5 to 2 hours. In further examples, the duration of maceration was reduced to 1.5 to 2 minutes. One part of water was added to three parts of straw (weight / weight).

[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. After maceration, the feed comprising the straw mass was placed in a stainless steel container which served as a mixing container which should be placed in the active zone between two inductors.

[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. An amount of 14 g ferromagnetic particles having cylindrical shapes having an average diameter of 250 μm and an average length of 1500 μm was added to the straw-and-water mixture in the container before exposing the cellulose-containing mass to the Electromagnetic field is added to increase the size Bi under Hi = constant at each point i, so that the active value of gradA is increased.

[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. An alternating electromagnetic field was generated so that it penetrated the active zone of 80 cm 3 between the inductors (50 mm gap width) in the mixing vessel. The magnetic field caused a vector of the magnetic component to produce a circular or / and elliptical hodograph at every point i within that space, except for points of the central axis defined between the inductors, such that Bi = μ * Hi, where divBi = 0, and, therefore, rotAi = Bi. The intensity of the magnetic component was zero at each point j on the central axis, and the condition Hj = 0, Bj = 0 and rotAj = 0 was satisfied. Thus, an activity of the vector potential A of the magnetic field having an amplitude width from Aj to Ai was caused within the alternating electromagnetic field, so that gradA became effective in the space between the inductors.

[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. A magnetic force of about 0.3 T was applied. The feed was exposed to the alternating magnetic field for 20 seconds. The power source was 50 Hz.

[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. Upon application of the magnetic field, the ferromagnetic particles vigorously scavenged the feed in the container. In this method, each ferromagnetic particle performed the role of a micro-mixer and micro-grinder due to its interaction with various hodographers of the intensity vector Hi at various points i within the container.

[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. After completion of the exposure of the feed to the electromagnetic field, particles having an average particle size of the organic material amounting to not less than 1 μm remained in the cellulose-containing mass. However, the magnetic treatment ensures sufficient disintegration of the feed so that sufficient numbers of cells and intra- and intercellular structures are destroyed.

[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. Then, the cellulose-containing material was transferred from the mixing container into a mold, in the form of a Buchner funnel. Suction filtration was used to increase the rate of filtration, and then the cellulosic mass was allowed to dry leaving the dry and solid piece of composite material. In this example, the evaporation process involved a combined process of filtration and natural drying until the weight of the composite became stable at a temperature of 30 ° C. The drying was controlled by a gravimetric method until the sample product was subjected to structural and strength tests.

Beispiele 2 bis 13Examples 2 to 13

[0062] Im vorliegenden Beispiel Nr. 2 und den folgenden Beispielen Nr. 3 bis 13 wurden die folgenden grundlegenden Einstellungen angewandt. In the present Example No. 2 and the following Examples Nos. 3 to 13, the following basic settings were applied.

[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. Wheat straw was pretreated by chopping straws of straw until the straw pieces had an average size of about 5 to 7 millimeters. 100 g of chopped straw was mixed with 1000 ml of a mother or master solution to prepare a test batch. Before further treatment steps, all experimental batches were allowed to settle for 6 hours.

[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. In each of Experiments 2 to 13, carboxymethyl cellulose (CMC) was used. The carboxymethylcellulose (CMC) used in the present experiments was obtained from Fischer Chemicals AG, Riesbachstrasse 57, CH-8034 Zurich, Switzerland, with CAS number 9004-32-4. Seven grams of CMC were added to each assay in each experiment and mixed. In further experiments, microcrystalline cellulose (MCC) was used, which according to preferred embodiments had a mean size range of about 15 to 40 microns.

[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. In four of the experiments, the feed was exposed to an active zone of an electromagnetic field generated between linear electromagnetic inductors as described above. The duration of exposure to the electromagnetic field is shown in the column "Inducer" in Table 1 below.

[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. In Experiments 3, 6, 9 and 12, the straw material in the master solution is boiled for 3 hours, as indicated in the cooking column below. The NaOH-based mixture of Example 12 is neutralized after cooking.

[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. All experimental samples were then transferred to a paper filter. Excess water was squeezed out and the remaining filter cake was allowed to set for 2 hours.

[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. The samples of Experiments 2, 5, 8 and 11 were exposed to the active zone between the inducers for 1 minute before being transferred to the filter.

[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. All samples were then dried at temperatures between 80 to 85 ° C for 16 or 24 hours, as indicated in the column drying.

Tabelle 1: Experimente 2 bis 13Table 1: Experiments 2 to 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[0070] <Tb> experiment <sep> Master solution <sep> Cooking <sep> inductor <sep> pressing / filter <sep> CMC <sep> drying <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. Non-standardized mechanical tests performed on the resulting test blocks of Experiments 2 through 13 revealed that the materials prepared according to Examples 2 and 5 were the hardest and most solid. All of the samples according to Experiments 2 to 8 and 11 to 13 resulted in cellulosic compositions suitable for the preparation of shaped composites. However, the inherent strength and stability of the test blocks made with the cellulosic compositions of Examples 9 and 10 were significantly lower.

[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. The experiments listed above show that according to the present invention the addition of cellulose-based adhesives and binders, preferably in a water-soluble form as methyl cellulose and carboxymethyl cellulose, improves the properties of the masses and materials produced. In further preferred embodiments, microcrystalline cellulose and / or powdered cellulose is added to achieve other desired properties.

Claims

A process for producing a cellulosic mass, the process comprising the steps of: Producing a feed comprising at least one cellulosic organic material and a liquid content; and Adding cellulose, preferably methylcellulose and / or carboxymethylcellulose, preferably in the form of a sodium salt, and / or microcrystalline cellulose.

2. A method according to claim 1, wherein the method comprises exposing the feed to an active zone of an electromagnetic field.

3. The method according to claim 2, wherein the feed comprises a plurality of ferromagnetic particles.

4. The method according to claim 3, wherein an average length of the ferromagnetic particles is in a range of 0.3 to 25 mm, preferably in a range of 3 to 5 mm, and wherein an average diameter of the ferromagnetic particles is in a range of 0, 1 to 5 mm, preferably in a range of 0.1 to 2.5 mm.

5. The method according to any one of claims 3 or 4, wherein the ferromagnetic particles have a ratio of diameter to length of 1: 3 to 1: 5 and preferably a substantially cylindrical shape.

6. The method according to any one of claims 3 to 5, wherein the ratio of the ferromagnetic particles for feeding about 1 to 25 weight percent, preferably about 10 to 15 weight percent.

A method according to any one of claims 2 to 6, wherein the active region is generated between linear electromagnetic inductors which generate electromagnetic fields which converge towards each other from opposite directions, the inductors preferably comprising a common alternating electromagnetic field with circular or elliptical hodograph the intensity of the magnetic component rotating about a common axis which is located between the inductors.

8. The method according to claim 7, wherein the electromagnetic inductors are separated by a distance which is 1 mm to 5 m, preferably 50 mm to about 1 m.

9. The method according to any one of claims 7 or 8, wherein a magnetic force of electromagnetic inductors 0.01 to 20 Tesla, preferably 0.01 to 10 Tesla.

A method according to any one of claims 2 to 9, wherein the duration of exposure is 1 second to 3 hours, preferably 5 seconds to 5 minutes, most preferably 20 or 60 seconds.

11. A process according to claim 10, wherein the cellulose-containing organic material comprises fibers.

A method according to claims 10 or 11, wherein the cellulose-containing organic material is derived from higher plants, preferably selected from the group of true grasses of the family Gramineae (Poaceae), with cereal crops being especially preferred, cotton, hemp, flax or mixtures thereof ,

13. The method according to claim 12, wherein the cellulose-containing organic material is derived from at least one of cereal straw and rice straw.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the liquid content comprises at least one of water and a solvent.

15. A method according to any one of claims 1 to 14, wherein the cellulose-containing organic material is characterized by at least one of maceration in a liquid having a pH of about 8, more preferably more than 8, most preferably more than 8.4, electromechanical exposure , hydrodynamic exposure, ultrasonic exposure, cooking, steam treatment is pretreated.

16. A cellulose-containing composition prepared by a process according to any one of claims 1 to 15.

17. A process for preparing a composite material comprising a cellulosic composition according to claim 16, wherein at least one additive or modifier is added to at least one of the feed or cellulosic mass.

18. The method according to claim 17, wherein the cellulose-containing mass is homogenized.

19. The method according to any one of claims 17 or 18, wherein the cellulose-containing composition is post-processed by at least one of molding, compression molding, injection molding.

20. The method according to claim 19, wherein an excess portion of the liquid content is extracted by at least one of drying and curing.

21. A composite material which is produced by a process according to any one of claims 17 to 20.

22. A product made from a composite material according to claim 21.

23. A product according to claim 22, which is impregnated with an impregnation, for example by immersion.

24. A product according to any one of claims 22 or 23, comprising at least one coat layer which is bonded by means of bonding to the post-processed cellulose-containing composition.