DE1173231B - Verfahren und Vorrichtung zur Zerfaserung von Holz - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 271

Deutsche Kl.: 38 i - 4

Nummer: 1173 231

Aktenzeichen: S 629371 c / 38 i

Anmeldetag: 8. Mai 1959

Auslegetag: 2. Juli 1964

Es ist bekannt, Holz zu zerfasern und die Holzfasern für verschiedene Zwecke zu verwenden, beispielsweise, um Holzmassen für die Herstellung von Papier, Formstücken oder Holzfaserplatten in Verbindung mit verschiedenen Imprägniermitteln aufzubereiten.

Die üblichen Verfahren zur Holzfasergewinnung lassen sich in zwei Hauptklassen einteilen. Die eine Klasse umfaßt die chemischen oder teilweise chemischen Verfahren, die darin bestehen, das Holz zu zerschneiden, um Späne zu bilden, die danach entweder mit Dampf oder mit geeigneten Laugen unter Anwendung von Hitze und Druck und gegebenenfalls durch mechanische Verfahren behandelt werden. Die zweite Klasse von Verfahren, die besser als mechanische Verfahren bezeichnet werden können, umfaßt diejenigen, bei denen die Holzfasern Zerreißvorgängen unterworfen werden, beispielsweise durch Reibung von Schleifsteinen oder Schleifscheiben, wobei die Fasern im allgemeinen von einem Wasserstrahl mitgerissen werden.

Es ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Kunstholz aus parallelen, mit Bindemitteln versehenen Pflanzensträngen bekannt, wobei der natürliche Faserzusammenhang der Pflanzenstränge nicht zerstört ist und Druck- und gegebenenfalls Wärmeanwendung erfolgt. Eine genau parallele Lage der Faserstränge wird hierbei dadurch erreicht, daß als Ausgangsmaterial Holzfolien, Holzspäne, Holzstreifen u. dgl. benutzt werden, die mittels Messern, Nadeln od. dgl. in parallel zum natürlichen Faserverlauf gerichtete Faserstränge zerlegt und durch eine mit Richtmitteln versehene Fördervorrichtung der Weiterverarbeitung zugeleitet werden.

Wegen der Notwendigkeit einer Mitwirkung von Dampf, Laugen oder Wasser, gegebenenfalls auch noch der Mitwirkung von Druck und erhöhten Temperaturen, sind die erwähnten Verfahren kaum anders ausführbar als in einer ortsfesten Anlage, die einen hohen Aufwand sowie zahlreiche Bottiche und verschiedene Maschinen erfordert. Der hohe Aufwand und die Bedienung der Anlagen durch Spezialkräfte haben verhältnismäßig hohe Herstellungskosten der Erzeugnisse, nämlich der Masse bzw. der Holzfasern, zur Folge.

Zweck der Erfindung ist es hauptsächlich, diese Nachteile zu vermeiden und ein erstes Stadium der Zerfaserung zu ermöglichen, das bereits weiter fortgeschritten ist als das gewöhnliche Zerschneiden in Späne, und zwar mit relativ einfachen Maschinen, die gegebenenfalls beweglich sind, um das Holz am gleichen Platz, wo es gelagert ist, und ohne Mit-

Verfahren und Vorrichtung zur Zerfaserung
von Holz

Anmelder:

Societe d'Exploitation de Taillis et Feuillus

(S. E. T. A. F.), Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Werdermann, Patentanwalt,

Hamburg 13, Innocentiastr. 30

Als Erfinder benannt:

Pierre Petit, Neuflize, Ardennen (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 13. Mai 1958 (765 460),
vom 8. Juli 1958 (769 669)

wirkung von Flüssigkeiten oder Dampf, ohne Erhitzung und ohne Druckbehälter behandeln zu können. Das so behandelte Holz stellt sich dar in Form von Fasern oder Faserbündeln, die leicht mit Laugen, schemischen Substanzen oder Mitteln zur Erzielung hoher Geschmeidigkeit zu imprägnieren und auch leicht auf mechanischem Wege zu zerfasern sind.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das Holz bereits in stückiger Form, insbesondere als Rundholz in trockenem Zustand, kalt bzw. bei normaler Temperatur und an der freien Luft zwischen aufeinanderfolgenden Walzenpaaren, deren Mantellinien zu den Holzfasern etwa parallel verlaufen, hindurchgeleitet und derart zermalmt wird, daß am Ausgang des Walzenzuges Bruchstücke erhalten werden, deren Fasern bereits teilweise getrennt sind, ohne völlig zerstoßen oder beschädigt zu sein, die in gewissem Maße den Fragmenten eines Wollvlieses vergleichbar sind, dessen Teilchen mehr oder weniger zusammenhängen.
Diese Bruchstücke können gegebenenfalls zerschnitten und ihre bereits gelösten Fasern durch zusätzliche Maschinen getrennt werden, beispielsweise durch eine Kratzvorrichtung oder Karde. Das Er-

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zeugnis besteht aus einem Verband von Holzfasern oder -teilchen von geringer Länge und sehr kleiner Dicke. Dieses Fasermaterial kann in trockenem Zustand zu Ballen gepreßt werden, die mehr oder weniger gepreßten Strohballen ähneln.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den wesentlichen Teil eines Ausführungsbeispiels einer entsprechenden Maschinenanordnung:

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Faservlieses, das durch trockenes und kaltes Zermalmen nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erzeugt ist.

In F i g. 1 sind 1, 2 zwei Walzen, die beispielsweise auf ihrem Umfang mit Nuten versehen sein können und die mit umgekehrtem Drehsinn umlaufen: auf dieses Paar von Malmwalzen können noch ein oder mehrere weitere Walzenpaare folgen. Die letzten Malm- oder Druckwalzen 3,4 haben vorzugsweise glatte Oberflächen. Der Walzspalt zwischen den beiden Walzen aufeinanderfolgender Paare kann abnehmend gewählt sein, um eine progressive Zermalmung zu gewährleisten, und die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen aufeinanderfolgender Paare nehmen von der Eintrittsstelle des Holzes zur Austrittsstelle hin vorzugsweise zu. Eine Bahn 5 ist nach dem Zwischenraum zwischen den Walzen 1, 2 geneigt: eine Führungsplatte 6 führt nach den Walzen 3, 4 hin, und ein Behälter 7 dient zur Aufnahme des Vlieses aus voneinander gelösten Fasern. Ein Stück Rundholz 8 kann durch Zerschneiden eines Stammes auf der Maschinenanordnung selbst hergestellt werden. Es wird zwischen die beiden Malmwalzen 1,2 des ersten Walzenpaares geführt, und zwar in einer zu den Achsen dieser Walzen parallelen Richtung, d. h. so, daß die Holzfasern zu den Mantellinien der zylindrischen Druckflächen parallel verlaufen.

Die Walzen der folgenden Walzenpaare lösen die Fasern voneinander, die zusammenhängend bleiben können, um Vliesteile, wie in F i g. 2 dargestellt, zu bilden. Diese Teile haben allgemein etwa die Form eines Spans, d. h., sie stellen eine Fläche von erheblicher Größe, aber sehr kleiner Dicke dar, jedoch unterscheiden sie sich wesentlich von einem durch einen Schneidvorgang hergestellten Span insofern, als die Arbeit des Aufblätterns und Zermalmens der Walzen die parallelen Fasern teilweise voneinander gelöst hat; diese haben mehr oder weniger ihre Bindung verloren, so daß es danach leicht ist, sie durch einen zusätzlichen mechanischen Vorgang mit Hilfe einer Karde oder ähnlichen Maschine vollständig zu trennen. Praktisch kann vor die Zermalmungsmaschine gemäß F i g. 1 eine Maschine zum Zerteilen oder Zersägen von Stämmen in Stücke von einer gewünschten Länge und gegebenenfalls noch eine Maschine zum Spalten dicker Rundhölzer, beispielsweise durch Einschlagen eines Winkels oder Keils an einem Ende, geschaltet werden, um die Rundhölzer auf eine kleinere Dicke zu bringen, die den Angriff der ersten Walzen 1,2 ermöglicht. Man könnte ferner noch vor der Zermalmungsmaschine eine Maschine zum Entrinden vorsehen, wenn die vorherige Beseitigung der Rinde erwünscht ist. An die Maschine gemäß F i g. 1 kann sich eine Karde und gegebenenfalls eine Maschine zum Abschneiden von Vliesstücken bzw. zum Abschneiden der aus der Maschine herauskommenden Fasern anschließen.

Schließlich können die gesammelten Fasern noch in einer Ballenpresse verarbeitet werden.

Es ist zu bemerken, daß die ersten Malmwalzen eine Spalt- oder Splitterwirkung auf das Holz ausüben können, und man kann an ihnen Furchen oder Rinnen zur Unterstützung dieses Vorganges, beispielsweise in Form von Kanälen mit kantigem, kammartigem, vorzugsweise quadratischem oder dreieckigem Profil, vorsehen. Diese Spaltwirkung gewährleistet oder ergänzt die Abhebung der Rinde, die sich nach verschiedenen Arten vollzieht, je nach Art des behandelten Holzes, und man könnte in der Maschine eine Anordnung zur Beseitigung dieser Rinde vorsehen, beispielsweise durch Saugluft oder auch durch Siebung, sofern die Rinde sich in zerstoßenem oder pulverähnlichem Zustand befindet.

Die zusammenarbeitenden Walzen eines Paares können beide motorisch angetrieben sein, oder es kann die eine davon durch die andere über die Profilrinnen oder durch Reibung mitgenommen werden. Sie können gegebenenfalls verschiedene lineare Umfangsgeschwindigkeiten haben, um die Ausbreitung des zermalmten Holzes, d. h. seine Streckung im Sinne der Umfangsbewegung, zu erleichtern.

Die Kardierung kann durch eine Walze mit spitzen Kränzen erfolgen, die zwischen den festen Zähnen des Kammes einer Karde hindurchlaufen.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß man dieses Verfahren bei Benutzung einer transportablen Maschine anwenden kann, die in der Lage ist, das Holz am gleichen Ort, wo es gewachsen ist, zu verarbeiten und es in die Form von Holzfaserballen überzuführen. Die transportable Maschine kann Holz von allen Durchmessern verarbeiten, d. h. insbesondere das Kleinholz, die Zweige und die Teilchen.

Es ist zu bemerken, daß man Kleinholz bis zu feine Teilchen ausnutzen kann. Man ist so in der Lage, eine beachtliche Menge an Holz mehr auszunutzen, die sonst verlorengehen oder an Ort und Stelle verbrannt werden würde.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier im einzelnen beschriebenen und dargestellten Beispiele. Die Erfindung umfaßt vor allem das Verfahren zur Gewinnung von Holzfasern und das neuartige, auf trockenem Wege gewonnene Erzeugnis.

Die erhaltenen Matten oder Fasern, die zu Ballen gepreßt sind, lassen sich leicht speichern oder transportieren, so daß sie für verschiedene industrielle Zwecke verfügbar sind, und sie sind nur sehr wenig sperrig.

Um die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung noch zu vermehren, kann es in gewissen Fällen von Nutzen sein, daß das so erhaltene Material gegen mögliche Veränderungen geschützt wird, die beispielsweise unter Einwirkung des Verschimmeins und der Pilzbildung eintreten können, oder aber daß es auch eine für den Endzweck günstige Behandlung oder Verwandlung erfährt, insbesondere für die Verwendung in der Papierindustrie zur Herstellung von Papiermasse.

Gemäß der weiteren Erfindung wird noch eine zusätzliche Behandlung vorgeschlagen, die mit der Formung zu Ballen verbunden ist und deren Zweck es ist, eine schädliche Veränderung des Materials zu vermeiden oder eine erwünschte Umwandlung zu gewährleisten oder beide Effekte gleichzeitig zu er-

zielen. Es hat sich herausgestellt, daß diese Erfolge durch eine Imprägnierung des Materials mit einer chemischen Substanz oder Lauge erreichbar sind und daß diese Imprägnierung selbsttätig beim Pressen der Ballen vor sich gehen kann, wodurch eine innige Verteilung der Substanz oder der Lauge in der ganzen Masse erreicht wird, in die das chemische Produkt vorher eingemischt wurde.

So benutzt man die bereits vorgesehene Pressung zu Ballen, um ohne zusätzliche Behandlung eine gleichmäßige Imprägnierung des behandelten Materials zu erreichen, wobei es genügt, vorher die gewünschte Menge der Substanz oder Lauge zuzusetzen.

Die chemische Lauge kann beispielsweise Natronlauge sein und eine gewisse günstige Reifung des Produktes während seines Verbleibens in Ballenform vor der Verwendung, beispielsweise für die Papierherstellung, gewährleisten, wobei die Reifung die spätere Herstellung der Papiermasse begünstigt und es erlaubt, eine Verbesserung der Umwandlung des Holzes in Masse zu erreichen.

Die Imprägnierungssubstanzen können nach Wunsch und die verwendete Dosierung je nach den im Einzelfall zu erreichenden Zwecken gewählt werden.

Außer einer Reifung oder einem Schutz gegen Schimmel- und Pilzbildung kann man durch das gleiche Mittel auch eine Schutzimprägnierung gegen Insekten oder eine Feuerschutzimprägnierung erreichen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zerfaserung von Holz in parallel zum natürlichen Faserverlauf gerichtete Faserstränge, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz bereits in stückiger Form, insbesondere als Rundholz, in trockenem und kaltem Zustand bzw. bei normaler Temperatur an der freien Luft zwischen aufeinanderfolgenden Walzenpaaren hindurchgeleitet wird, deren Mantellinien im wesentlichen etwa parallel zu den Fasern des behandelten Holzes verlaufen, derart, daß am Ausgang des Zuges der Druck- oder Malmwalzen ein span- oder vliesartiges Erzeugnis erhalten wird, das aus Faserbündeln besteht, deren Fasern gelöst sind, ohne zertrennt, zerkrümelt oder zerstört zu sein.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Durchgang durch das erste Walzenpaar gelockerte Rinde entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach aufeinanderfolgendem Durchlauf der Druck- oder Malmwalzenpaare erhaltenen Faserbündel abschließend eine Kardierung erfahren und vorzugsweise in die Form von vorwiegend langen, getrennten Fasern gebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Faserbündel oder Fasern zu Ballen, vorzugsweise aus langen, voneinander getrennten Fasern, gepreßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Faserbündel oder Fasern in die Form abgeflachter Bündel gelöster Fasern gebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch den Zusatz einer Imprägnierflüssigkeit zu dem erhaltenen Erzeugnis vor seiner Pressung in die Form von Ballen, derart, daß die Pressung die Imprägnierung der Fasern durch die Flüssigkeit gewährleistet, deren Wirkung so auf die Fasern während der ganzen Zeit der Konservierung des Materials in der Form gepreßter Ballen ausgeübt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägnierflüssigkeit eine Natronlauge verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Folge von Malmwalzenpaaren und Einrichtungen zur Überführung des verarbeiteten Holzes vom Ausgang jeweils eines Walzenpaares zum Eingang des folgenden Walzenpaares.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine anschließend an die Malmwalzen angeordnete Einrichtung zum Kardieren.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 239 423.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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