DE2011623A1

DE2011623A1 - Verfahren zur Herstellung von Massen aus Holz, insbesondere für Preßerzeugnisse

Info

Publication number: DE2011623A1
Application number: DE19702011623
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P C08j 1-02 ist
Original assignee: Helasti, Olavi Erland, Helsinki
Priority date: 1969-03-12
Filing date: 1970-03-11
Publication date: 1970-09-24
Also published as: CA924455A; FI46089B; FR2034856B1; FR2034856A1; JPS4948561B1

Description

PATENTANWÄLTE	MÜNCHEN 2 TAL 33 TEL. 0811/226304 295051 CABLES: THOPATENT TELEX: .EOLGT
Dipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipwng. H. Tiedtke Dipi.chem. G.Bühling	FRANKFURT(MAIN)So FUCHSHOHL 71 TEL. 0611/514666
Dipi.-ing., W. Wemkauff · 2011623

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8000 München 2 11. März 1970 case 3692/TP - T 3541

Olavi Erland Helasti Helsinki / Finnland

Verfahren zur Herstellung von Massen aus Holz, insbesondere

für Preßerzeugnisse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Massen aus Holz, die besonders zur Verwendung bei der Herstellung von Preßerzeugnissen geeignet sind, bei dem Hackspäne, grobgemahlenes Holz, Sägespäne o.dgl. der Hydrolyse oder einem sonstigen chemischen Prozeß unterzogen werden. Es ist bekannt, daß die Hauptkomponenten des Holzes Zellulose, Lignin und HemiZellulose sind, die in verschiedenen Holzarten in verschiedenen Verhältnissen

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vorhanden sind. Beispielsweise enthält finnisches geflößtes Birkenholz 40% Zellulose, 20% Lignin und 40% Hemizellulose. Fertige Sulfatbirkenzellulose kann 65% Zellulose, 3,5% Lignin und 30% Hemizellulose sowie 0,5% Extraktivstoffe enthalten. Das Lignin ist also zum größten Teil entfernt worden und ebenfalls ein Teil der Hemizellulose.

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Der Grund hierfür ist, daß Zellulose in der Hauptsache zur Papierherstellung Anwendung findet. Lignin ist nämlich für die Papierbereitung in der Regel ein unvorteilhafter Stoff. Ligninhaltige Faser ist steif, sie hat schwaches Bindevermögen, schlechtes Quellvermögen und auch schlechte Mahlbarkeit. Hemizellulose dagegen ist für die Papierherstellung ein günstiger Stoff. Sie fördert die Mahlbarkeit, absorbiert mit Leichtigkeit Wasser und quillt, wobei sie auf den Flächen der Faser-, Papier- oder Massenplatte eine leimartige Substanz bildet, und die äußere Oberfläche, die Biegsamkeit und das Bindevermögen vergrößert. Aus diesem Grunde war man bestrebt, aus dem Holz das Lignin zu entfernen und eine geeignete Menge Hemizellulose in der Masse zu belassen. Aus diesen Gründen fand der Hydrolyserückstand keine andere Anwendung als zur Verbrennung bzw. zum weiteren Kochen mit ligninentfernenden Chemikalien.

Es gibt indessen Papier- und Kartonsorten, von denen keine papiertechnischen Eigenschaften verlangt werden. Hierzu gehören die mit verschiedenen Chemikalien imprägnierten Papier- und Kartonsorten sowie Preßerzeugnisse. Zur gleichen Gattung gehören ebenfalls poröse und saugfähige Erzeugnisse für einmaligen Gebrauch. Außer der oben erwähnten Porosität und dem Saugvermögen verlangt man von Preßerzeugnissen thermoplastische Eigenschaften und Maßhaltigkeit.

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Auch bei der Herstellung solcher Produkte hat man gewöhnliche Zellulose benutzt, obgleich ihre Verwendung zur Herstellung von Erzeugnissen der oben genannten Art nicht zweckmäßig ist, da der Zellulosemasse normalerweise die Eigenschaften fehlen, die ein zur Herstellung der genannten Erzeugnisse benutzter Rohstoff haben sollte.

Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren durch das man aus Holz Massen gewinnt, die sich besser als übliche Zellulose zur Herstellung der oben genannten Erzeugnisse eignen. Das heißt, es soll eine Masse erzeugt werden, die gute Saugfähigkeit besitzt, Maßhaltigkeit hat und thermoplastische Eigenschaften aufweist.

Das Verfahren der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß Holzhackspäne,grob gemahlenes Holz oder Sägespäne einer solchen Hydrolyse oder sonstigen chemischen Reaktion ausgesetzt werden, durch die der wesentlichste Teil der Heraizellulose aus dem Holz entfernt wird, bei der jedoch zumindest ein beträchtlicher Teil des Lignins verbleibt, und daß der so erhaltene Holzrückstand anschließend in irgendeiner bekannten Weise in Fasern aufgelöst und von den bei der Reaktion entstandenen Säuren, Abfallstoffen und Extraktivstoffen durch Anwendung von Wasser, Wärme, Weichmachmitteln, organischen Lösungsmitteln oder Bleichung gereinigt wird. Da

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nach dem Verfahren der Erfindung die HerniZellulose aus dem Holz entfernt wird/ erreicht man die Ausschaltung der Quellung der Masse. Das Verbleiben des Lignins in der Masse wiederum bewirkt, daß die Masse gute Saugfähigkeit/ Maßhaltigkeit und thermoplastische Eigenschaft besitzt. Man erhält somit eine Masse/ die sich außerordentlich gut zur Herstellung gewisser Papier- und Kartonsorten, Preßerzeugnisse und eines zur einmaligen Anwendung beabsichtigten saugfähigen Fasererzeugnisses eignet.

Wie erwähnt/ werden die Holzspäne o.dgl. zuerst einer Behandlung unterzogen/ bei der der größte Teil der Hemizellulose entfernt wird. Dies wird mittels Hydrolyse oder sonstiger bekannter chemischer Reaktionen erzielt/ die an sich bei der Zelluloseherstellung bekannt sind. Im vorliegenden Fall wird lediglich der Verlauf der Hydrolyse derart geleitet, daß Lignin nicht in nennenswerter Menge aus den Holzspänen entfernt wird. Nach erfolgter Hydrolyse wird das gemahlene Holzgut in Fasern aufgelöst. Auch hierbei kommen bekannte Verfahren infrage, wie beispielsweise das mechanische Verfahren oder Einblasen der Masse aus dem unter überdruck stehenden Reaktor in einen druckfreien Raum. Diese Verfahren können kombiniert oder einzeln verwendet werden. Aus der so gewonnenen Masse werden dann die bei der Reaktion entstandenen Abfallstoffe, Säuren und die übriggebliebenen Extraktionsmittel mit Hilfe von Alkalien, Wärme, Wasser,Weich-

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machmittelnV organischen Lösungsmitteln oder durch Bleichung entfernt. Je nach der bei der Reaktion angewendeten Temperatur und der Reaktionsdauer kann man die Effektivität des Waschvorgangs/ die Waschmittel und die Verfahren abwandeln und kombinieren. Die Temperatur darf hierbei 10O⁰C nicht übersteigen, damit das Lignin praktisch unverändert erhalten bleibt. Es ist zu beachten/ daß bei der Alkalibehandlung Lignin weniger wasserabsorbierend und damit das Enderzeugnis maßhaltiger wird. Bei Bedarf kann man die Masse mit Hilfe solcher bekannten Verfahren bleichen, die das Lignin schonen* Zum Schluß wird die Masse zwecks Erzielung eines geeigneten pH-Werts gesäuert.

Die Handhabung der in vorstehender Weise hergestellten Masse/ wie Sortierung/ Formung/ Trocknung und eventuelles Trockendefibrieren erfolgt nach an sich bekannten Verfahren.

Die Erfindung wird durch folgendes Beispiel näher

erläutert.

Beispiel

Birkenholzspäne wurden bei einem Dampfdruck von etwa 8/0 atü hydrolysiert. Die erhaltene Masse wurde wärme- und alkalibehandelt. Behandlungsdauer etwa 1 Stunde.

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Die resultierende .Masse wies folgende Eigenschaften

Reißfestig-

Behand- keit bei Bei der Be- NaOH- Saugfä-

lungs- Mahlgrad . handlung ge- Verbrauch higkeit

tempe- ^_n on° löste Hydro- in % der bei

ratur _m lyserückstän- Masse Mahlgrad

o_r de in der Mas- _{5n ςτ}}ο „

C 2OSR pH

20	1200	-	1,5	60	4,0
20	1600	9	2,0	58	7,0
50	3000	10	2,2	55	7,0
75	3800	10,5	55	7,0

Hiernach betrug der Ligningehalt etwa 25%, d.h., das Lignin im Birkenholz war fast in seiner Gesamtheit erhalten. Der Pentosangehalt betrug etwa 5%.

Aus der oben genannten Untersuchung geht hervor, daß bei Anstieg der Temperatur, bei zunehmendem Chemikalienverbrauch und bei entsprechender Abnahme der Verunreinigungen die papiertechnischen Eigenschaften der Masse, insbesondere die Festigkeit, äußerst stark ansteigen.

Indem auf diese Weise das Fasermaterial weicher wird, sackt der Massenbogen natürlich zu größerer Dichte zusammen. Dies zeigt sich in einer kleinen Abnahme des Saugvermögens. Jedoch bleibt noch ein ausreichend gutes Saugvermögen erhalten.

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Wenn anstelle von NaOH z.B. eine Aeeton-Methanolmlschung verwendet wird, lösen sich die Verunreinigungen etwas wirksamer als bei dem vorstehenden Beispiel..

In den beiden nachstehenden Tabellen I und II sind aus der Masse nach der Erfindung hergestellte Erzeugnisse Erzeugnissen aus bekannten Massen vergleichend gegenübergestellt.

Tabelle I
Eigenschaften zu Laminlerzwecken hergestellter Papiere:

. Aus 100%iger Aus 50% der Entsprechen-, " Masse nach der Masse +50% de handels-Erfindung her- Sulfatzellu- übliche Pagestelltes lose herge- piersorte Papier steiltes Pgjier

Dichte g/cm³ 0,620 0,606 0,660

Porosität Sekunden . 6*0 7,4 64,0 (Gurley-HiU)

Wassersaugvermögen rom
(Klemm)

Maschinenrichtung, 4 Min.	0 09 83 9	29	27	17
*.".■.--" 10 Min.**	44	43	27
Querrichtung, 4 Min.	25	23	14
" 10 Min.	37	35	21
Leimsubstanz-Aufnahme-
Geschwindigkeit Sek._
(Williams, TEA 200c*)
Siebseite	8,1 .	19,6	52,2
Oberseite	5,6	12,4	18,2
Feuchtigkeitsexpansion %
(33% bis 75% rel.F.)	- - -. - - -
Maschinenrichtung	0,12	0,12	0,21
Querrichtung	0,38	0,39	0,53
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Tabelle II

Maßhaltigkeit von Laminatplatten, die aus mit Phenolharz imprägnierten Papieren gepreßt wurden:

Aus 100%iger Aus 50% der Entsprechen-Masse nach Masse + 50% de handelsder Erfindung Sulfatzellu- übliche Pahergestell- lose herge- piersorte tes Papier stelltes

Papier

2-Stunden Kochversuch	6,1	7,4	9,5	9,2
Gewichtszunahme %	4,8	8,1	9,7	6,3
Zunahme der Dicke %			*
24-Stunden (20°)
-Wasserabsorption	3,5	6,0
Gewichtszunahme %	2,6	4,7
Zunahme der Dicke %

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Massen, die beson-

• - Γ

ders zur Verwendung"beim Herstellen von Preßerzeugnissen geeignet sind, aus Holz, bei dem Holzspäne,grob gemahlenes Holz oder Sägespäne der Hydrolyse oder einem sonstigen chemischen Prozeß ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzspäne, das grob gemahlene Holzgut oder die Sägespäne einer solchen Hydrolyse oder einem sonstigen chemischen Prozeß ausgesetzt werden, durch den der wesentliche Teil der Hemizellulose aus dem Holz entfernt wird, bei dem jedoch ein beträchtlicher Teil des Lignins verbleibt und daß der so erhaltene Holzrückstand anschließend auf irgendeine an sich bekannte Weise in Fasern aufgelöst und von den bei der Reaktion entstandenen Säuren, Abfallstoffen, und Extraktionsstoffen durch Anwendung von Wasser, Wärme* Alkalien, Weichmachmitteln, organischen Lösungsmitteln oder durch Bleichung gereinigt wird, so. daß das Lignin praktisch unverändert bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschen des Hydrolyserückstands bei einer Temperatur unter 1OO°C erfolgt.