DE2141404A1 - Process for the production of pressed products from finely divided materials containing lignin - Google Patents
Process for the production of pressed products from finely divided materials containing ligninInfo
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Description
Heste Oy
Helsinki, FinnlandHeste Oy
Helsinki, Finland
Verfahren zur Herstellung von Preßerzeucnissen aus ligninhaltigen feinverteilten MaterialienProcess for the production of pressed products from finely divided materials containing lignin
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Preßerzeugnissen aus feinverteilten ligninhaltigen Materialien.The invention relates to a method for the production of pressed products from finely divided lignin-containing Materials.
Die Herstellung von Preßerzeugnissen aus f.einverteilten Rohstoffen oder Nebenprodukten der ilolzverarbeitungsindustrie ist seit langem bekannt. Unter Benutzung von Bindemitteln hat man Platten und sonstige Erzeugnisse u.a. aus Spänen, Sägemehl, Schleifmasses Astmasse und Zellstoff gepreßt. Ausgedehntere Anwendung haben bisher nur die Span- und Faserplatten gefunden. Die Verwendung solcher Materialien wie Sägemehl und Hobelspäne hat sich vorläufig nicht allgemein durchgesetzt s u.a. infolge der sehr kurzen Fasern oder mangels eines The manufacture of pressed products from distributed raw materials or by-products of the wood processing industry has been known for a long time. Using binders have been pressed plates and other products, inter alia, shavings, sawdust, abrasive mass s Astmasse and pulp. So far, only chipboard and fiberboard have been used more widely. The use of such materials such as sawdust and shavings has provisionally not generally accepted s among other things due to the very short fibers or absence of a
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QRK5JNA1.QRK5JNA1.
geeigneten Bindemittels.suitable binder.
Mit der Erfindung wird ein gegenüber bekannten Verfahren einfacheres Verfahren geschaffen } bei dem teilweise das in den obengenannten Materialien enthaltene Lignin genutzt wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann nan auf einfache Weise aus feinverteilten ligninhaltigen Materialien Preßerzeugnisse, insbesondere Platten, herstellen, die entweder größere Oberflächenhärt-c oder größere Festigkeit als Preßerzeugnisse nach bekannten Verfahren besitzen.The invention provides a simpler method compared to known methods is provided} wherein partially the lignin contained in the above materials is used. With the help of this process, nan can easily produce pressed products, in particular plates, from finely divided lignin-containing materials, which have either greater surface hardness or greater strength than pressed products using known processes.
Es ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, (Finnische Patentanmeldung 1713/68) , rait dem man liolz biegen oder zusammenpressen kar^. Hit diesen Verfahren wird das holz mit iiydrazinlösung imprägniert, wonach die gewünschte Formgebung ausgeführt und das überschüssige Hydrazin entfernt wird.A method has already been proposed (Finnish patent application 1713/68) to allow liolz to bend or squeeze kar ^. Hit this procedure will be that wood impregnated with hydrazine solution, after which the desired Shaping is carried out and the excess hydrazine is removed.
Erfindungsgemäß wird äie Wirkung des iiydrazins auf die Herstellung von Preßerseia^nissen aus feinverteilten ligninhaltigen Materialien angewandt. Dabei wird Hydrazin enthaltendes feinverteiltes ligndnhaltiges Material in erwärmtem Zustand zu Preßerzeugnissen gepreßt.According to the invention, the effect of the hydrazine is on the production of pressed materials from finely divided lignin-containing Materials applied. It will contain hydrazine finely divided material containing ligament in heated Condition pressed into pressed products.
Die erfindungsgemäße Verv/endung von Hydrazin als Leimstoff basiert auf seiner ligninerweichenden und -lösenden Wirkung. Wenn ligninhalfcige Zellstoffasern oder sonsti-The inventive use of hydrazine as Glue is based on its lignin softening and dissolving effect. If lignin-like cellulose fibers or other
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
"° ' 2Ί4Η04"° '2Ί4Η04
Ce ligninhaltige feinverteilte Materialien nach erfolgter Imprägnierung mit Hydrazinlösung heiß gepreßt werden, erhält man Erzeucnisse mit einer dünnen, aber außerordentlich harten Oberflächenschicht. Die Oberflächenhärte entsteht offenbar dadurch, daß vom Hydrazin gelöstes und plastiziertes Lignin in den Oberflächenteilen der Platte infolge der von der Ervrärmung bewirkten Yerdunstungserscheinung konzentriert wird.Ce lignin-containing finely divided materials after Impregnation with hot-pressed hydrazine solution is obtained one products with a thin, but extraordinary hard surface layer. The surface hardness evidently arises from the fact that the hydrazine dissolved and plasticized Lignin is concentrated in the surface parts of the plate as a result of the evaporation phenomenon caused by the heating will.
Wünscht ir.an bei dem Erzeugnis außer harter Oberfläche auch höhere Festigkeit, so kann man das mit Hydrazin imprägnierte, feinverteilte ligninhaltige Material vor dem Pressen trocknen. Eine vor der. Pressen vorgenommene Trocknung bewirkt möglicherweise, 'daß das Lignin in den oberflächlichen Teilen der Fasern konzentriert wird und sich als amorphe Substanz in den Raum zwischen den Fasern ausbreitet und die Fasern fest bindet. Es ist auch möglich, daß das Hydrazin, das mit Lignin reagiert hat, die Struktur der Ligninmoleküle zu einer einem thermoplastischen Kunststoff ähnlichen Substanz umwandeln kann. Vermutlich wirkt das Hydrazin auf irgendeine V/eise auch auf die Zellulose ein.I do not want the product to have a hard surface also higher strength, so you can impregnate with hydrazine, finely divided lignin-containing material before the Dry presses. One before the. Drying carried out by pressing may cause the lignin in the superficial Dividing the fibers becomes concentrated and spreads as an amorphous substance into the space between the fibers and the fibers tightly binds. It is also possible that the hydrazine that has reacted with lignin has altered the structure of the lignin molecules a substance similar to a thermoplastic material. The hydrazine probably works on someone I also consider cellulose.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Preßerzeugnissen aus allen feinverteilten Zellstoff produkten und sonstigen Stoffen, die Lignin enthalten oder denen Lignin zugesetzt worden ist. Diese Stoffe müssen nicht notwendigerweise zellulosehaltig sein. Unter feinver-The method according to the invention is suitable for the production of pressed products from all finely divided cellulose products and other substances that contain lignin or to which lignin has been added. These substances must not necessarily be cellulosic. Under finely
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teiltem Material werden hier entweder fasrige Stoffe oder solche Substanzen verstanden, deren Korngröße nicht die Korngröße der beispielsweise zum Zellulosekochen oder zur Herstellung von Spanplatten verwendeten Ilolzspäne überschreitet. Geeignete Stoffe für das erfindungsgemäße Verfahren sind somit Holzschliffzeitungspapxer,chemiemechanische Zellulose, halbchemischer Sulfit- und Sulfatzellstoff, Sägemehl, Holzspäne, Astmasse, Torf, Gras, Lederfasern u.dgl. Stoffe. Es eignen sich auch solche Zellstoffmassen, die normalerweise nur wenig Lignin enntalten, denen aber nachträglich Lignin oder ligninhaltige Pasern zugesetzt worden sind.Divided material is understood here to mean either fibrous substances or substances whose grain size does not correspond to the Exceeds the grain size of the wood chips used, for example, for cellulose cooking or for the production of chipboard. Suitable substances for the process according to the invention are therefore wood pulp newspaper papers, chemical-mechanical Cellulose, semi-chemical sulphite and sulphate pulp, sawdust, Wood shavings, knots, peat, grass, leather fibers and similar materials. There are also pulp pulps that are normally suitable only a small amount of lignin developed, but to which lignin or lignin-containing fibers have been added afterwards.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Preßerzeugnissen jeglicher Form aus feinverteilten ligninhaltigen Materialien. Am besten eignet es sich zur Herstellung plattenartiger Erzeugnisse in hydraulischen Pressen, die jedoch nach Auswechseln der Preßformen auch zur Herstellung von Körpern anderer Gestalt Verwendung finden können.The method according to the invention is suitable for the production of pressed products of any shape from finely divided lignocellular materials. It works best for the production of plate-like products in hydraulic presses, which, however, also for Production of bodies of other shapes can be used.
Das zum Imprägnieren verwendete Hydrazin kann Hydrazin allein in flüssiger oder in Dampfform sein; vorteilhafterweise verwendet man jedoch eine Wasserlösung von Hydrazin. Der Gehalt des Ilydrazins in der Wasserlösung kann zwischen 1 und 9o Gew.5, am besten zwischen 2 und 2o Gew.% liegen. Die Imprägnierverhältnisse kann man derart variieren, daß der Hydrazingehalt in dem zu behandelnden Material vor dem Pressen im Bereich vonThe hydrazine used for impregnation can be hydrazine alone in liquid or vapor form; however, a water solution of hydrazine is advantageously used. The content of the Ilydrazins in the water solution may be between 1 and 9o Gew.5, are best between 2 and 2o wt.%. The impregnation ratios can be varied in such a way that the hydrazine content in the material to be treated before pressing is in the range of
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1...1OO % des Trockengewichts des zu behandelnden Materials liegt.1 ... 100 % of the dry weight of the material to be treated.
Das Imprägnieren erfolgt durch Eintauchen, 'Untertauchen, Bespritzen oder Dämpfen. Das zu imprägnierende Material liegt entweder in feinverteilter Form oder, in der Form eines aus feinverteiltem Material hergestellten Vorprodukts vor. Beispielsweise beim Herstellen von Platten ist es günstig, aus einer Wassersuspension Platten oder Bögen geeigneter Dicke herzustellen, die - gegebenenfalls nach teilweisem oder vollständigem Trocknen - mit Hydrazin imprägniert werden.Impregnation is done by immersion, 'immersion, Splashing or steaming. The material to be impregnated is either in finely divided form or in the form of a pre-product manufactured from finely divided material. For example, when making panels, it is beneficial to to produce plates or sheets of suitable thickness from a water suspension, which - if necessary after partial or complete drying - to be impregnated with hydrazine.
Nach erfolgtem Imprägnieren wird das Material zwischen erwärmbare Preßelemente eingebracht. Das Pressen führt man am besten in einer hydraulischen Presse durch, die z.B. mitAfter the impregnation has taken place, the material is introduced between heatable pressing elements. The pressing is done on best in a hydraulic press, e.g. with
ρ
2...2OO kp/cm Druck arbeiten kann. Die Preßtemperatur liegt am besten zwischen IJo und 2oo°C, vorteilhafterweise bei etwa
17o C. Die Preßdauer und. der Preßdruck ändern sich entsprechend den verwendeten Materialien und den gewünschten Härte-
und Festigkeitseigenschaften.ρ
2 ... 2OO kp / cm pressure can work. The pressing temperature is best between IJo and 2oo ° C, advantageously around 17o C. The pressing time and. the pressing pressure changes according to the materials used and the desired hardness and strength properties.
In der oben beschriebenen Weise hergestellte Preßerzeugnisse sind durch eine außerordentlich harte Oberfläche gekennzeichnet. Solche Platten eignen sich daher auch zur Herstellung von Laminaten^ in denen eine äußerst harte Oberflächenschicht verlangt wird« Das Laminieren von weicheren Platerialien mit harten Preßerzeugn.issen^ k-ann -gleichzeitig mit derPressed products produced in the manner described above are characterized by an extremely hard surface marked. Such panels are therefore also suitable for production of laminates ^ in which an extremely hard surface layer is required «The lamination of softer materials with hard pressed products, at the same time as the
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erfindungsgemäßen Wärmepressung stattfinden.heat pressing according to the invention take place.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man die Festigkeit der Platten, insbesondere ihre Biegebruchfestigkeit,erheblich dadurch erhöhen, daß man vor dem Pressen das hydrazinhaltige feinverteilte Material trocknet. Die Trocknungstemperatur liegt am besten zwischen 80 und loo C3 und die Trokkenzeit wird vorteilhafterweine so geregelt, daß das imprägnierte Material einen Trockensubstanzgehalt von 5o bis loo des Gew.% des Trockengewichts des zu behandelnden Materials vorzugsweise 9o...95 Gew." erhält. Hierbei hat der Feuchtigkeitsgehalt des ligninhaltigen Ausgangsmaterials wenig Bedeutung.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the strength of the plates, in particular their flexural strength, can be increased considerably by drying the finely divided material containing hydrazine before pressing. The drying temperature is best between 80 and 100 C 3 and the drying time is advantageously regulated so that the impregnated material has a dry substance content of 50 to 100 % by weight of the dry weight of the material to be treated, preferably 9 ... 95% by weight. The moisture content of the lignin-containing starting material is of little importance here.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert. Die Brinell-Härten der nach den Beispielen hergestellten Erzeugnisse wurden nach dem DIU 5o351-Verfahren und die Biegebruchfestigkeit nach dem Verfahren DIIJ 521O6 gemessen. Die angegebenen Prozentzahlen sind Gewichtsprozente vom Trockengewicht des zu behandelnden Materials.The invention is explained in more detail below with the aid of the following examples. The Brinell hardnesses of the Products manufactured according to the examples were determined according to the DIU 50351 process and the flexural strength according to measured using the DIIJ 521O6 method. The specified percentages are percentages by weight of the dry weight of the material to be treated.
Aus Birkenholz hergestellte trockene HobelspäneDry wood shavings made from birch wood
wurden mit einer !oxigen Wasserlösunr; von Hydrazin iuipr-'lg-were with an oxy water solution; of hydrazine iuipr-'lg-
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niert, wobei die Menge des aufgenommenen Kydrazins 19,5 % des Trockengewichts der Späne betrug. IJach gründlicher Imprägnierung wurden die Späne bei 800C bis auf etwa 95 % Trockensubstanzgehalt getrocknet. Die imprägnierten und getrockneten .'Späne wurden zwischen Stahlplatten in der hydraulischen Presse zu Platten gepreßt. Die Preßtemperatur betrug 17o°C, der Preßdruck I65 kp/cm und die PreP>dauer 2o Hin. Die Dichte der erhaltenen Platten betrug 1,17 g/cm . Die PlattenThe amount of kydrazine absorbed was 19.5 % of the dry weight of the chips. IJach thorough impregnation of the chips at 80 0 C up to about 95% dry matter content were dried. The impregnated and dried chips were pressed into plates between steel plates in the hydraulic press. The pressing temperature was 170 ° C., the pressing pressure was 165 kp / cm and the prep time was 20 Hin. The density of the plates obtained was 1.17 g / cm. The plates
hatten eine Härte von I030 kp/cm und eine Biegebruchfestigkeit von 137,3 kp/cm2.had a hardness of 1030 kp / cm and a flexural strength of 137.3 kp / cm 2 .
Ein zweiter Teil in gleicher V.'eise imprägnierter und getrockneter Hobelspäne wurde unter 82,5 kp/cm Druck und mit einer Preßzeit von 3o Hin. zu Platten gepreßt. Die DichteA second part of wood chips, impregnated and dried in the same way, was subjected to a pressure of 82.5 kp / cm with a pressing time of 3o Hin. pressed into plates. The concentration
■ζ ρ■ ζ ρ
der Platten betrug 1,13 g/cm , ihre Härte 1355 kp/cm undof the plates was 1.13 g / cm, their hardness 1355 kp / cm and
2
ihre Biegebruchfestigkeit 222 kp/cm .2
their flexural strength 222 kp / cm.
Aus Birkenholz hergestelltes Sägemehl wurde in der V/eise nach Beispiel 1 imprägniert und behandelt und zu einer Platte gepreßt. Die Preßtemperatur betrug 17o°C, die PreßdauerSawdust made from birch wood was impregnated and treated in the same way as in Example 1 and made into a Pressed plate. The pressing temperature was 170 ° C. and the pressing time
3o Min. und der Preßdruck 82,5 kp/cm . Die Platte hatte folgende Eigenschaften:30 minutes and the pressure 82.5 kp / cm. The plate had the following Characteristics:
- Dichte 1,19 g/cm5 - Density 1.19 g / cm 5
- Härte 153o kp/cm- hardness 153o kp / cm
- Biegebruchfestigkeit , 35o kp/cm'".- Flexural strength, 35o kp / cm '".
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Halbchemische Birkensulfitmasse wurde zu einer Wassersuspension verarbeitet, aus der in einer Bogenforrn Bögen von 1...2 cm Stärke bereitet wurden. Die Bögen wurden getrocknet und mit lo^igem Hydrazin imprägniert.Semi-chemical birch sulphite mass was processed into a water suspension, from which in a sheet form Arches 1 ... 2 cm thick were prepared. The sheets were dried and impregnated with hydrazine in solution.
flach gründlichem Imprägnieren wurden die Bögen bei 80 C getrocknet. Die getrockneten Bögen wurden in der hydraulischen Presse zu Platten gepreßt. In der folgenden Tabelle 1 sind die Preßverhältnisse und die Eigenschaften der erzielten Erzeugnisse bei 17o°C Preßtemperatur angegeben. After thorough impregnation, the sheets were dried at 80 ° C. The dried sheets were in the hydraulic press pressed into plates. In the following Table 1 are the compression ratios and the properties of the products obtained at a pressing temperature of 17o ° C.
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Aus Sägemehl gekochter Sulfatzellstoff wurde zu einer Wassersuspension verarbeitet, von dor B^gen von 1...? cm Star-Sulphate pulp cooked from sawdust became one Water suspension processed, from dor B ^ gen from 1 ...? cm star
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ke abgesetzt wurden. Die Bögen wurden getrocknet und mit lo^iger Iiydrazinlösung imprägniert. Nach erfolgter Imprägnierung wurden die Bögen bei 3o C in Luft getrocknet. Die getrockneten Bögen wurden bei 17o°C und bei ^l kp/cm Druck 25 Minuten lang gepreßt. Die erzielten Platten hatten eine Stärke von 1,5 mm, die Dichte o,88 g/cm , Härte 5^o kp/cm und Biegebruchfestigkeit 141 kp/cm .ke were discontinued. The sheets were dried and impregnated with lo ^ iger iydrazine solution. After impregnation the sheets were dried in air at 3oC. The dried sheets were pressure at 170 ° C and at 1 kg / cm Pressed for 25 minutes. The plates obtained had a thickness of 1.5 mm, the density 88 g / cm, hardness 5 ^ o kp / cm and flexural strength 141 kgf / cm.
Zeitungspapier wurde zur Wassersuspension verarbeitet, aus der in der Bogenform Bögen von 1... 2 cm,Stärke hergestellt wurden. Die Bögen wurden vor der Hydrazinimprägnierung getrocknet. Ein'Teil der Bögen wurde mit 2#iger Hydrazinlösung und ein Teil mit lo^iger Ilydrazinlösung imprägniert. Nach erfolgter Imprägnierung wurden die Bögen bei 8o C auf etwa 9o % Trockensubstanzgehalt getrocknet.Newsprint was processed into a water suspension, from which sheets 1 ... 2 cm thick were made in the form of sheets. The sheets were dried prior to hydrazine impregnation. One part of the sheets was impregnated with 2 # hydrazine solution and one part with lo ^ iger Ilydrazine solution. After the impregnation, the sheets were dried at 8o C to about 90% dry matter content.
Die angewandten Preßverhältnisse und die Eigenschaften der Erzeugnisse sind in Tabelle 2 für die Temperatur 17o C angegeben. The compression ratios used and the properties of the products are given in Table 2 for a temperature of 17 ° C.
In der obigen Weise wurde auch gewöhnliche Fichtenschleifmasse behandelt. Die Ergebnisse dieser Behandlung sind gleichfalls in Tabelle 2 dargestellt.Ordinary spruce grind was also made in the above manner treated. The results of this treatment are also shown in Table 2.
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-Io --Io -
ββ
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit auf r'.u3err;t einfache Weise und mit geringen Anlageninvestierungen die Möglichkeit, ligninhaltige Materialien, die häufig nur Abfallv/ert besitzen, zu Preßerzeugnissen zu verarbeiten, die durch äußerst große Oberflächenhärte und / oder hohe Festigkeit ausgezeichnet sind.The method according to the invention thus offers r'.u3err; t in a simple way and with low investment in the plant, the possibility of lignin-containing materials, which are often just waste own to process into pressed products, which are characterized by extremely high surface hardness and / or high strength are.
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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