DE2410746A1 - METHOD AND MEANS FOR BINDING LIGNOCULLULOSE MATERIAL - Google Patents
METHOD AND MEANS FOR BINDING LIGNOCULLULOSE MATERIALInfo
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Description
CANADIAN PATENTS AND DEVELOPMENT LIMITED ■ Ottawa, Ontario, KanadaCANADIAN PATENTS AND DEVELOPMENT LIMITED ■ Ottawa, Ontario, Canada
Verfahren und Mittel zum Binden von LignocellulosematerialMethod and means for binding lignocellulosic material
Priorität: USA vom 6. März 1973 Nr. 338 562Priority: USA dated March 6, 1973 No. 338 562
A 0.9 837/0869A 0.9 837/0869
Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung und ein Verfahren zum Binden von Lignocellulosematerialien, insbesondere eine Zusammensetzung, die ein Konzentrat von Ligninsulfonat oder Sulfitablauge und eine Mineralsäure 'enthält,, als Bindemittel für Spanplatten.The invention relates to a composition and a method for binding lignocellulosic materials, in particular a composition comprising a concentrate of lignosulfonate or sulphite waste liquor and a mineral acid contains, as a binder for chipboard.
Die am häufigsten benutzten Klebebinder für Spanplatten sind Harnstoff-Formaldehyd- und Phenol-Formaldehydkondensate. Herkömmliche Binder machen einen großen Teil der gesamten Materialkosten von Spanplatten aus. Es ist daher leicht einzusehen, daß die "Verwendung eines verhältnismäßig billigen Materials, wie von Ligninsulfonat oder Sulfitablauge als Bindemittel wünschenswert wäre.The most commonly used adhesive binders for chipboard are urea-formaldehyde and phenol-formaldehyde condensates. Conventional Trusses make up a large part of the total material cost of particle board. It is therefore easy to see that the "use of a relatively cheap material such as lignosulfonate or sulfite waste liquor as Binder would be desirable.
Es gibt zahlreiche Vorschläge für die Verwendung von Sulfitablauge als Klebebinder für Spanplatten, jedoch war keiner dieser Vorschläge vollständig zufriedenstellend, insbesondere im Hinblick auf die Verminderung der Gesamtproduktionskosten der Spanplatten. Eine Anzahl früherer Vorschläge umfassen die chemische Modifizierung der Sulfitablauge vor ihrer Verwendung als Bindemittel, und die meisten modifizierten Harze enthalten weniger als 50 % Sulfitablaugenfeststoffe. Die tatsächlichen Kosten zur Herstellung der modifizierten Ablauge sind nicht merklich geringer als diejenigen der kommerziellen Phenol— und Harns to ff-Formaldehydb Inder.There are numerous proposals for the use of sulphite liquor as an adhesive binder for particle board, but none of these proposals has been entirely satisfactory, particularly with a view to reducing the overall production costs of particle board. A number of previous proposals have included the chemical modification of the spent sulfite liquor prior to its use as a binder, and most modified resins contain less than 50 % spent sulfite liquor solids. The actual cost of producing the modified waste liquor is not appreciably less than that of the commercial phenolic and urine-formaldehyde-based substances.
Im kanadischen Patent 74-3 861 ist ein Verfahren zur Verwendung von Sulfitablauge für Spanplatten beschrieben, wobei die Ablauge (eine Lösung mit 50 % Feststoff gehalt) mit Essigsäure auf einen pH-Wert von etwa 3 eingestellt wird. Um jedoch eine zufriedenstellende Bindung zu erzielen, wird angegeben, daß zwei Stufen der Härtung des Binders notwendig sind. In den Beispielen dieser Patentschrift umfaßt die erste Stufe das Pressen einer 12 mm (1/2 Zoll) Platte bei 185 °CCanadian patent 74-3 861 describes a method for using sulphite waste liquor for chipboard, the waste liquor (a solution with 50 % solids content) being adjusted to a pH of about 3 with acetic acid. However, in order to achieve a satisfactory bond, it is stated that two stages of curing of the binder are necessary. In the examples of this patent, the first stage involves pressing a 12 mm (1/2 inch) plate at 185 ° C
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(365 0F) für 30 Minuten. In der zx^eiten Stufe wird die Platte in einen Autoklaven eingebracht und 80 Minuten lang unter Druck auf 195 0C (383 0F) erhitzt. Bei diesem Verfahren wird der Torteil der Verwendung der viel billigeren Ablauge als Bindemittel großenteils aufgewogen durch die Kosten der langen Preßzeit, d. h. 30 Minuten statt etwa 8 Minuten bei Platten, die mit Phenol-Formaldehyd-Binder hergestellt sind, und beträchtlich langer für dfe Autoklavierungsstufe. ·(365 0 F) for 30 minutes. In the zx ^ nits stage, the plate is introduced into an autoclave and heated under pressure to 195 0 C (383 0 F) for 80 minutes. In this process, the gate part of using the much cheaper waste liquor as a binder is largely offset by the cost of the long press time, ie 30 minutes instead of about 8 minutes for panels made with phenol-formaldehyde binder, and considerably longer for the autoclave step. ·
Ziel der Erfindung ist daher eine Zusammensetzung zum Binden von Lignocellulosematerialien, die Ligninsulfonat umfaßt, das zur Verminderung des pH-Wertes behandelt ist, sowie ein Binder für Lignocellulosematerialien, der Ligninsulfonat und eine Mineralsäure kombiniert enthält, um ein Bindemittel in trockener Pulverform zu erzielen.The aim of the invention is therefore a composition for binding of lignocellulosic materials comprising lignosulfonate treated to reduce pH, and a binder for lignocellulosic materials which contains lignosulfonate and a mineral acid in combination to form a To achieve binder in dry powder form.
Weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Klebebinders für Lignocellulosematerialien, der Ligninsulfonat enthält, sowie insbesondere ein Verfahren zum Binden von Lignocellulosematerialien unter Verwendung von Ligninsulfonat.Another object of the invention is a method for producing an adhesive binder for lignocellulosic materials, the Contains lignosulfonate, and in particular a method for binding lignocellulosic materials using Lignin sulfonate.
Demnach führt die Erfindung auch zu einem Verfahren zur Herstellung von Spanplatten unter Verwendung von Ligninsulfonat, wobei die Preßzeit vergleichbar ist mit herkömmlich gepreßten Spanplatten unter Verwendung herkömmlicher Binder, sowie die Erzeugung von Spanplatten unter Verwendung von Ligninsulfonat, deren Qualität für die Verwendung im Freien geeignet ist, sowie die Erzielung von Spanplatten, die Ligninsulfonat enthalten, und die leicht unter Anwendung der vorhandenen Technologie der Herstellung von Spanplatten erzeugt werden können.Accordingly, the invention also leads to a method of manufacture of chipboard using lignosulphonate, the pressing time being comparable to conventional pressed particle board using conventional binders, as well as the production of particle board using Lignosulfonate, the quality of which is suitable for outdoor use, as well as the achievement of particle board, the ligninsulfonate and which are easily produced using the existing technology of chipboard manufacture can be.
Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung von Sulfitablauge als Quelle von Ligninsulfonat für einen Zlebebinder.Finally, the invention relates to the use of sulphite waste liquor as a source of lignosulphonate for a Zlebinder.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Zusammensetzung zum Binden von Lignocellulosematerialien geliefert, indem konzentriertes Ligninsulfonat behandelt wird, um seinen pH-Wert auf weniger als 2 zu vermindern, vorzugsweise auf etwa 0,2 bis etwa 1,5» gemessen als 50 %ige Lösung des Ligninsulfonat s.According to one aspect of the invention there is a composition for binding lignocellulosic materials supplied by concentrated lignosulfonate is treated to its To reduce the pH to less than 2, preferably to about 0.2 to about 1.5 »measured as a 50% solution of the lignin sulfonate s.
Die wirtschaftlichste Methode der Erniedrigung des pH-Wertes scheint durch Zugabe einer Hineralsäure erzielbar zu sein. Der pH-Wert kann jedoch auch durch Jede andere Methode erniedrigt werden, wobei die Kationen durch Wasserstoffionen ersetzt werden, beispielsweise durch Elektrodialyse.The most economical method of lowering the pH seems to be achievable by adding a steric acid. However, the pH value can also be lowered by any other method, whereby the cations are replaced by hydrogen ions be replaced, for example by electrodialysis.
Vorzugsv/eise werden die unlöslichen Salze, die bei der Zugabe von Säure ausfallen, entfernt.The insoluble salts are preferred when they are added precipitate from acid, removed.
Die zweckmäßigste IPorm für die Bindemittelzusammensetzung dürfte die trockene gepulverte Form sein, die durch Sprühtrocknen eines Gemisches von Sulfitablaugenflüssigkeit und Mineralsäure erhältlich ist.The most convenient I-form for the binder composition is believed to be the dry powdered form obtained by spray drying a mixture of sulphite waste liquor and Mineral acid is available.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird der KLebebinder einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Wärmebehandlung kann auf das Ligninsulfonat vor oder nach der Zugabe einer Mineralsäure angewandt werden.In a special embodiment of the invention, the adhesive binder is subjected to a heat treatment. The heat treatment can be applied to the lignosulfonate before or after the addition of a mineral acid.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Spanplatten aus Lignocelluloseteilchen, einem Konzentrat von Ligninsulfonat und einer Mineralsäure hergestellt.According to a further aspect of the invention, particle boards are made from lignocellulose particles, a concentrate of lignosulphonate and a mineral acid.
Bei einer Methode wird eine Mineralsäure zuerst mit Holzteilchen gemischt, und die mit Säure überzogenen Teilchen werden dann mit trockenem, gepulvertem Ligninsulfonat oder sprühgetrockneter Sulfitablauge gemischt. Es wird eine Bahn mit dem Gemisch gebildet, die dann bei einer Temperatur vonIn one method, a mineral acid is first mixed with wood particles, and the acid coated particles are then mixed with dry, powdered lignosulfonate or spray-dried sulfite waste liquor. It will be a train formed with the mixture, which is then at a temperature of
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ca. 150 0G (300 0P) oder mehr heiß gepreßt wird.about 150 0 G (300 0 P) or more is hot-pressed.
Gemäß einer anderen Arbeitsweise wird ein Klebebinder, der Ligninsulfonat und eine Mineralsäure enthält, vor dem Mischen mit den Teilchen hergestellt. In einer Form enthält der Binder konzentriertes Ligninsulfonat und Mineralsäure in flüssiger Form. In einer weiteren Form wird die Kombination aus konzentriertem Ligninsulfonat und Mineralsäure sprühgetrocknet, was einen getrockneten gepulverten Binder ergibt. Wenn der Klebebinder mit den Teilchen in flüssiger Form gemischt wird, kann es notwendig sein, das Gemisch zu "trocknen, um einen Feuchtigkeitsgehalt von vorzugsweise zwischen 6 und 12 % zu erzielen. Die Bahn von Teilchen und Bindemittel kann heiß gepreßt werden, um die Platte in einem Arbeitsgang zu verfestigen und .auszuhärten, oder sie kann heiß gepreßt werden, um die.Spanplatte zu verfestigen und teilweise auszuhärten, und anschließend bei erhöhter Temperatur nachgehärtet werden.According to another procedure, an adhesive binder containing lignosulfonate and a mineral acid is prepared prior to mixing with the particles. In one form, the binder contains concentrated lignosulfonate and mineral acid in liquid form. In another form, the combination of concentrated lignosulfonate and mineral acid is spray dried, resulting in a dried powdered binder. If the adhesive binder is mixed with the particles in liquid form, it may be necessary to "dry the mixture" to achieve a moisture content of preferably between 6 and 12 % . The web of particles and binder can be hot-pressed around the panel to solidify and harden in one operation, or it can be hot-pressed to solidify and partially harden the chipboard, and then post-hardened at an elevated temperature.
Die Zusammensetzung für das Binden von Lignocellulosematerialie umfaßt vorzugsweise Ligninsulfonat in Mengenanteilen, die xtfenig stens 2 Gewichtsprozent Feststoffen, bezogen auf das Gewicht des Lignocellulosematerials äquivalent sind, und eine Mineralsäure in Mengenanteilen, die zwei bis 20 Gewichtsprozent, gemessen als konzentrierte Schwefelsäure, bezogen auf das Gewicht an Ligninsulfonat, äquivalent sind. 2 bis 20 % konzentrierte Schwefelsäure sind etvia. äquivalent einem pH-Wert von 2 bis 0,1, gemessen als 50 %ige Lösung von Ligninsulfonat. Es sei darauf hingewiesen, daß der bevorzugte pH-Uert geringer ist als er in der eingangs erwähnten kanadischen Patentschrift 743 861 vorgeschlagen wird, wo ein pH-Wert von 3 erwähnt ist.The composition for binding lignocellulosic material preferably comprises lignosulfonate in proportions which are equivalent to at least 2 percent by weight solids, based on the weight of the lignocellulosic material, and a mineral acid in proportions that are two to 20 percent by weight, measured as concentrated sulfuric acid, by weight on lignosulfonate, are equivalent. 2 to 20 % concentrated sulfuric acid are etvia. equivalent to a pH of 2 to 0.1, measured as a 50% solution of lignosulfonate. It should be noted that the preferred pH value is lower than that suggested in Canadian patent 743,861 mentioned at the outset, where a pH value of 3 is mentioned.
Der pH-Wert von Ligninsulfonat kann auch durch andere Mittel erniedrigt werden, als durch Säurezugabe, beispielsweise durch Elektrodialyse oder durch Ionenaustausch. Die Erniedrigung des pH-Wertes von Ligninsulfonat gemäß der Erfindung erhöht die Aushärtungsgeschwindigkeit und vermindert dadurch dieThe pH of lignosulfonate can also be lowered by other means than by adding acid, for example by Electrodialysis or by ion exchange. The lowering of the pH of lignosulfonate according to the invention increases the curing speed and thereby reduces the
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Preßzeiten. Die Erfindung macht die Autoklav!erungsstufe der eingangs erwähnten kanadischen Patentschrift 743 861 unnötig. ' ·Pressing times. The invention makes the autoclave! Canadian patent 743 861 mentioned at the outset unnecessary. '·
Der pH-Wert eines Produktes gemäß der Erfindung kann nach dem Pressen durch eine Neutra3isierungsbehandlung erhöht werden.The pH of a product according to the invention can be increased after pressing by a neutralization treatment will.
Die Preßzeit kann durch ITachhärtung eines teilweise ausgehärteten Produktes "bei erhöhten Temperaturen verringert v/erden. Es ist kein erhöhter Druck für die Nachhärtung erforderlich, wie dies bei der Autoklavierungsstufe der erwähnten kanadischen Patentschrift 743 861 erforderlich ist.The pressing time can be increased by post-curing a partially cured Product "is reduced at elevated temperatures. No increased pressure is required for post-curing, as required in the autoclaving step of the aforementioned Canadian patent 743,861.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsförmen beschrieben:Preferred embodiments are described below:
Sulfitablauge ist z. Z, meist entweder als Lösung mit f?O c/o Feststoffgehalt oder als Pulver erhältlich. Daher sind dies die bevorzugten Formen für die Rezeptierung des Binders, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Formen allein beschränkt. Zur Herstellung von Spanplatten kann eine Flüssigkeit mit 10 % Feststoffen mit den Holzteilchen vereinigt werden, jedoch sollte das Gemisch getrocknet werden, um den Feuchtigkeitsgehalt auf 6 bis 12 %, bezogen auf das Bahngewicht vor dem Heißpressen zu vermindern. Torzugsweise wird daher ein Konzentrat der Ablauge verwendet.Sulphite waste liquor is z. Z, mostly available either as a solution with f? O c / o solids content or as a powder. Therefore, these are the preferred forms for formulating the binder, but the invention is not limited to these forms alone. To make particle board, a 10% solids liquid can be combined with the wood particles, but the mixture should be dried to reduce the moisture content to 6 to 12% of the sheet weight prior to hot pressing. A concentrate of the waste liquor is therefore preferably used.
Für die Herstellung der Spanplatten schwankt die Menge an zu verwendender Mineralsäure für den Binder und/oder die Preßzeit in Abhängigkeit von vielen Faktoren und deren Beziehungen. Diese Faktoren werden nachfolgend diskutiert.For the production of the chipboard, the amount of mineral acid to be used for the binder and / or the Press time depending on many factors and their relationships. These factors are discussed below.
a) Die Acidität der verwendeten Sulfitablaugea) The acidity of the sulphite liquor used
Kalzium-, Magnesium- und Ammoniumlignosulfonate sind normalerweise sauerer als Uatriumlignosulfonate Um eine zufrieden-Calcium, magnesium, and ammonium lignosulfonates are usually more acidic than Uatrium Lignosulfonate.
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stellende Bindung zu erhalten wird mehr Säure benötigt, wenn Natriumlignosulfonat verwendet wird.More acid is needed, though, to get restorative bonding Sodium lignosulfonate is used.
b) Gewünschte Qualität der Bindungb) Desired quality of the bond
Im allgemeinen gibt es zwei Arten von Spanplatten je nach der Art des verwendeten HarzMnders. Die "wasserfeste" Platte wird mit Phenolharzen hergestellt, und die "wasserbeständige" Platte mit Harnstoffharz. Die erstere kann einer vollen Bewitterung für die Anwendung im freien widerstehen und zerfällt nicht, wenn sie dem Siedetest unterworfen wird. Die letztere kann keiner lange dauernden vollen Bewitterung widerstehen und ist auf die Anwendung im Inneren "beschränkt. Sie zerfällt vollständig, wenn sie dem Siedetest unterworfen wird. Um eine Platte von einer Qualität für die Verwendung im Freien zu erhalten, ist mehr Säure oder ein geringerer pH-Wert erforderlich. Generally there are two types of particle board depending on the type of resin mandrel used. The "waterproof" plate is made with phenolic resins, and the "water-resistant" panel with urea resin. The former can be subject to full weathering for outdoor use, resist and will not disintegrate when subjected to the boiling test. the the latter cannot withstand prolonged full weathering and is restricted to indoor use completely disintegrates when subjected to the boiling test. To have a plate of a quality for outdoor use requires more acid or a lower pH.
c) Der gewünschte Grad des pH-Wertes in der fertigen Platte.c) The desired level of pH in the finished plate.
Der pH-Wert in der fertigen Platte wird vor allem von der Menge an Säure in der Ablauge und in zweiter Linie von der Quantität der modifizierten Ablauge in der Platte bestimmt. Hohe Preßtemperaturen und längere Preßzeiten erhöhen den pH-Wert der fertigen Platte. Wenn ein geringerer pH-Wert im !Fertigprodukt annehmbar ist, kann eine Zusammensetzung verwendet werden, die einen hohen Säuregehalt aufweist. Es sei bemerkt, daß die Platte nach dem Pressen neutralisiert werden kann, wie noch beschrieben wird.The pH value in the finished plate is mainly determined by the amount of acid in the waste liquor and, secondarily, by the quantity of the modified waste liquor in the plate. High press temperatures and longer pressing times increase the pH of the finished board. If there is a lower pH in the! Finished product is acceptable, a composition can be used which has a high acid content. It should be noted that the plate can be neutralized after pressing, as described below will.
d) Preßbedingungend) pressing conditions
Die Preßtemperatur und -zeit sind wichtige Faktoren bei der Spanplattenherstellung. Hohe Temperatur erfordert normaler-The pressing temperature and time are important factors in the Chipboard manufacture. High temperature requires normal
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weise eine kurze Preßzeit und umgekehrt. Ablauge, die x^eniger Säure enthält, erfordert höhere Preßtemperaturen, um ein Produkt mit Außenqualität (zur Verwendung im freien) und ausreichende Aushärtung zu erzielen. Alternativ kann die gleiche Qualität durch Anwendung einer langen Preßzeit bei tieferen Preßtemperaturen erzeugt werden.wise a short pressing time and vice versa. Waste liquor, the x ^ less Contains acid, requires higher pressing temperatures to produce a product with exterior quality (for outdoor use) and sufficient To achieve curing. Alternatively, the same quality can be achieved by using a long pressing time at lower pressures Press temperatures are generated.
e) Nachhärtungsbehandlunge) Post-curing treatment
Der Zweck einer ITaehhärtungsbehandlung ist die Erhöhung der Bindequalität und der DimensionsStabilität der Platte. Die Nachhärtung ist eine wichtige Stufe bei der Herstellung von Platten mit Ablauge, insbesondere wenn keine hohen Preßtemperaturen möglich sind. Im allgemeinen kann eine richtige ITachhärtungsbehandlung einer Platte eine "Wasserfeste Bindung erteilen, selbst wenn sie entweder wegen geringem Säuregehalt oder ungenügender Preßtemperatur und -zeit mangelhaft ausgehärtet war.The purpose of an IT hardening treatment is to increase the Binding quality and the dimensional stability of the plate. the Post-curing is an important stage in the manufacture of panels with waste caustic, especially when the press temperatures are not high possible are. In general, proper post-curing treatment of a panel can be a "waterproof bond." even if they are insufficiently cured either because of a low acid content or insufficient pressing temperature and time was.
f) Holzsorten und Form der Teilchenf) Types of wood and shape of the particles
Holz von hoher Acidität dürfte modifizierte Ablauge mit weniger Säure erfordern. Große Teilchen oder dicke Späne oder Scheiben von dichtem Holz tolerieren Sulfitablauge, die mehr Säure enthält, besser.High acidity wood may require modified, less acidic waste liquor. Large particles or thick chips or slices of dense wood tolerate sulphite waste liquor, which contains more acid, better.
g) IPeuerverzögernde Platteng) Fire retardant plates
Phosphorsäure ist ein sehr v/irksamer Feuerverzögerer, jedoch teurer als Schwefelsäure. Wenn die Sulfitablauge mit Phosphorsäure als Binder für Spanplatten modifiziert wird, ergibt dies eine feuerverzögernde Platte. Die Menge an Phosphorsäure, die zur Ablauge zuzusetzen ist, wird im allgemeinen vom Grad der gewünschten Feuerverzögerung in der endgültigen Platte bestimmt. Normalerweise ist ein viel höherer GehaltPhosphoric acid is a very effective fire retardant, however more expensive than sulfuric acid. If the sulphite waste liquor is modified with phosphoric acid as a binder for chipboard, it results this is a fire retardant plate. The amount of phosphoric acid to be added to the waste liquor is generally determined by the degree of fire retardancy desired in the final panel. Usually a much higher salary
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an Phosphorsäure als an Schwefelsäure in der Ablauge erforderlich, um sowohl zufriedenstellende Bindung als auch IPeuerverzögerung der Platte zu erreichen.of phosphoric acid than sulfuric acid is required in the waste liquor, for both satisfactory binding and firing delay to reach the plate.
h) Heißpreßbehandlung für Klebebinderh) Hot press treatment for perfect binders
Die Wirksamkeit der Erfindung -kann verbessert werden, indem das Ligninsulfonat, vorzugsweise unter Druck, vor oder nach der Zugabe der Säure erhitzt wird. Es scheint, daß diese Hitzebehandlung das Ligninsulfonat teilweise polymerisiert und als Ergebnis die Preßzeit und/oder die zur Erzielung einer zufriedenstellenden Bindung erforderliche Säure vermindert.The effectiveness of the invention can be improved by the lignosulfonate is heated, preferably under pressure, before or after the addition of the acid. It seems that this Heat treatment partially polymerizes the lignosulfonate and, as a result, the pressing time and / or the time needed to achieve a acid required for satisfactory binding.
Vom Standpunkt der Produktionswirksamkeit kann zusammenfassend gesagt werden, daß die Sulfitablauge mit einem Maximumsgehalt an Säure modifiziert werden sollte, um die kürzeste Preßzeit zu erzielen und doch die gewünschte Qualität im Endprodukt zu erhalten. Es trifft zu, daß kurze Preßzeiten die Produktivität erhöhen und somit die Kosten erniedrigen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ein hoher Gehalt an Säure in der Sulfitablauge auch gewisse unerwünschte Effekte in der fertigen Platte haben kann. Säure ist nachteilig für die Festigkeit des Holzes als Ergebnis der Hydrolyse desselben. Die Hydrolyse von Holz in Gegenwart von starker Säure, insbesondere beim Heißpressen bei hoher Temperatur, verläuft mit recht großer Geschwindigkeit. Verkohlung, Verbrennungen oder sogar Explosionen können während des Heißpressens bei Platten. er&> Igen, die mit Sulfitablauge behandelt sind, welche hohe Säuregehalte aufweist. Im allgemeinen ist die Platte mit höherem Säuregehalt schlechter in den Festigkeitseigenschaften, jedoch dimensionsstabiler als eine Platte, die weniger Säure enthält. Überdies führt ein hoher Säuregehalt in der modifizierten Sulfitablauge zu niederen pH-Werten im fertigen Plattenprodukt. Hohe Acidität in einer Platte kann langzeitig eine zerstörende Wirkung auf das Holz in der Platte haben. Zusätzlich kannFrom the standpoint of production efficiency, it can be summarized that the sulphite waste liquor should be modified with a maximum content of acid in order to achieve the shortest pressing time and yet to obtain the desired quality in the end product. It is true that short press times increase productivity and thus lower costs. However, it should be pointed out that a high content of acid in the sulphite waste liquor can also have certain undesirable effects in the finished board. Acid is detrimental to the strength of the wood as a result of its hydrolysis. The hydrolysis of wood in the presence of strong acid, especially when hot pressing at high temperature, proceeds at a fairly rapid rate. Charring, burns, or even explosions can occur during hot pressing on panels. He &> Igen that are treated with sulphite waste liquor, which has a high acid content. In general, the board with the higher acid content is inferior in strength properties, but more dimensionally stable than a board containing less acid. In addition, a high acid content in the modified sulphite waste liquor leads to low pH values in the finished panel product. High acidity in a board can have a long-term destructive effect on the wood in the board. Additionally can
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Korrosion "bei Fägeln und anderen Eisenwaren eintreten, die zur Herstellung von Erzeugnissen aus der Platte benutzt werden. Aus diesem Grund verlangen gewisse Verbraucher einen Minimums-pH-Wert von etwa 3 für Spanplatten. -Im lalle der Herstellung von feuerverzpgernden Spanplatten mit phosphorsäuremodifizierter Ablauge hat die erhaltene Platte im allgemeinen eine hohe IFeuerverzögerung, jedoch tiefe pH-Werte.Corrosion "occurs in nails and other hardware items that can be used to manufacture products from the plate. Because of this, certain consumers ask for one Minimum pH of around 3 for chipboard. -Im lalle der Manufacture of fire retardant chipboard with phosphoric acid modified The resulting plate generally has a high fire retardancy, but low pH values.
Es kann notwendig sein, die Acidität der Platten mit niederem pH-Wert durch eine Nachbehandlung zu verringern. Dies kann durch Neutralisieren der Säure mit Ammoniakgas, -flüssigkeit oder -lösung nach bekannten Arbeitsweisen erfolgen. Diese Fachbehandlung mit Ammoniak ist in der Lage, die.Acidität der Platte auf jeden gewünschten Grad ohne Änderung der anderen Eigenschaften zu verringern.It may be necessary to use post-treatment to reduce the acidity of the low pH plates. This can by neutralizing the acid with ammonia gas, liquid or solution according to known procedures. These Tray treatment with ammonia is able to reduce the acidity of the plate to any desired level without changing the reduce other properties.
Obwohl die obigen Ausführungen sich spezifisch auf die Herstellung von Spanplatten beziehen, die als Beispiel angeführt und am eingehendsten untersucht sind, wurde auch festgestellt, daß die Bindemittelzusammensetzung sich auch für andere Lignocelluloseprodukte eignet, xvie Bagasse und Reisschalen bzw. Spelzen. Sie eignet sich auch zum Binden von Purnierholz zur Herstellung von Sperrholz.Although the above is specific to manufacture of chipboard, which is cited as an example and has been studied most in detail, it was also found that the binder composition is also suitable for other lignocellulose products, xvie bagasse and rice husks or husks. It is also suitable for binding Plywood for making plywood.
Eine zufriedenstellende Kleb stoff zusammensetzung kann erzielt werden mit Ligninsulfonat, das einen pH-Wert im Bereich von 2 bis 0,1 hat, gemessen auf der Basis einer 50 %igen Lösung von Ligninsulfonat, was etwa 2 bis 20 % konzentrierter Schwefelsäure, gemessen auf der Basis des Gewichts von Ligninsulfonatfeststoffen, äquivalent ist. Spanplatten mit Außenqualität sind bei vernünftigen Preßzeiten bei einem pH-Wert von etwa 1,5 "bis 0,2 erhältlich, was 3 bis 16 % Säure, bezogen auf Ligninsulfonatfeststoffgewicht, äquivalent ist. Die höheren pH-Werte in diesemA satisfactory adhesive composition can be achieved with lignosulfonate, which has a pH in the range of 2 to 0.1, measured on the basis of a 50% solution of lignosulfonate, which is about 2 to 20 % concentrated sulfuric acid, measured on the Based on weight of lignosulfonate solids, is equivalent. Exterior grade particle board is available at reasonable press times at a pH of about 1.5 "to 0.2, which is equivalent to 3 to 16 % acid based on lignosulfonate solids weight. The higher pHs in this
409837/0889-409837 / 0889-
Bereich sind leichter mit einer durch Heißpressen "behandelten Bindemittelzusammensetzung erzielbar,,Area are lighter with a "treated by hot pressing" Binder composition achievable,
Für feuerverzögernde Spanplatten kann der Phosphor Säuregehalt von .20 his 100 % schwanken, liegt jedoch vorzugsweise im Bereich von etwa 30 "bis 50 %. .ändere Säuren, wie Salzsäure, können ebenfalls verwendet werden, jedoch ist diese teuer und daher unter den-gegenwärtigen Umständen nicht praktisch.For fire retardant particle board, the phosphoric acid content can vary from .20 to 100%, but is preferably in the range of about 30 "to 50 %. Other acids such as hydrochloric acid can also be used, but it is expensive and therefore below current Circumstances not practical.
Wie schon erwähnt, vermindern sowohl die Uachhärtung als auch die Heißpreßbehandlung die Säureanforderungen und/oder die Preßzeiten.As already mentioned, both the uachhardening and the hot press treatment the acid requirements and / or the Pressing times.
Der Bruchmodul (M.O.R.) steigt mit zunehmenden Anteilen an-Sulfitablaugefeststoffen. TTm eine annehmbare Spanplatte zu erhaltens sind wenigstens 2 % Sulfitablaugefeststoffe, "bezogen auf das Gewicht der Holzteilchen, erforderlich.The modulus of rupture (MOR) increases with increasing proportions of sulphite waste liquor solids. TTm acceptable chipboard to obtain s are at least 2% Sulfitablaugefeststoffe, "based on the weight of the wood particles, is required.
TJm annehmbare Preßzeiten für die Produktion zu erhalten, sind Preßtemperaturen von 150 0C (300 0F) oder mehr als notwendig zu "betrachten.TJM to obtain acceptable pressing times for production, pressing temperatures of 150 0 C (300 0 F) or consider more than necessary. "
Die folgenden Beispiele zeigen Einzelheiten der Erfindung. Ss sei darauf hingewiesen, daß einige Beispiele sich auf die Horm CSA - 0188 (68) "beziehen, den kanadischen Standard für Spanplatten, der den genannten Test für die innere Bindefestigkeit (Zugefestigkeit senkrecht zur Ebene der Platte in psi) als Maß der Bindequalität zwischen den Teilchen spezifiziert. Es wurde .jedoch stattdessen auch eine Torsions-Scherarbeitswel.se angewandt«, die sich als zuverlässiger und viel einfacher erwiesen hat, Ss mirde gefunden, daß das Verhältnis Torsion-Scliennig ausgedrückt in Zoll-lb (cm-kg) in den jeweiligen angelsächsischen Maßsystemen der inneren Bindefestigkeit, ausgedrückt in psi3 etwa äquivalent ist.The following examples show details of the invention. It should be noted that some examples refer to Horm CSA-0188 (68) ", the Canadian standard for particle board, which uses the above-mentioned test for internal bond strength (tensile strength perpendicular to the plane of the board in psi) as a measure of the bond quality between The torsion-linear ratio was also used instead, which has proven to be more reliable and much simpler, and found that the torsion-linear ratio expressed in inches-lb (cm-kg) in is approximately equivalent to the respective Anglo-Saxon systems of measurement of the internal bond strength, expressed in psi 3.
Es wurde ein Binder hergestellt, in dem 5 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure (technische Qualität) gründlich in 100 Gewichtsteile Sulfitablauge auf Ammoniumbasis mit 50 % Peststoffen eingemischt wurden.. Die modifizierte Flüssig-A binder was produced in which 5 parts by weight of concentrated sulfuric acid (technical quality) were thoroughly mixed into 100 parts by weight of ammonium-based sulphite waste liquor with 50% pesticides. The modified liquid
311 ί*311 ί *
keit wurde/haimnergemahlene Weißkiefernteilchen (White pine) einer Teilchengröße von 1/8 "bis 1/4 mesh (ca. 3j2 "bis 6,4 mm) in Mengenanteilen von 25 Teilen Peststoffen der modifizierten Flüssigkeit auf 100 Teile trocknes Holz aufgesprüht. Sechs homogene Platten (15 x 15 x 1/2 Zoll = 58,1 χ 38,1 χ 1,27 cm) wurde bei Plattentemperaturen von 204 0C (400 0P) bei verschiedenen Preßzeiten hergestellt. Wegen des hohen Feuchtigkeitsgehaltes (30 °/o) in der Matte bzw. Bahn wurden zwei feine Siebe während des Heißpressens auf die Mattenoberflächen gelegt. Dies erleichterte das Austreten von Feuchtigkeit und vermied auch die ITeigung der Platten, an flachen Zwischenplatten anzukleben. Es wurde festgestellt, daß die Sulfitabiaugenplatten mäßig resistent gegen Entflammbarkeit waren, eine Eigenschaft, die herkömmlichen Platten fehlt, wenn sie mit Harnstoff- und Phenolharz gebunden werden. Alle diese Platten, (mit Ausnahme der Hr. 1) erfüllen die Anforderungen der Horm CSA 0188 (68) für den Typ II (Bauplatten für Innenzwecke) Sorte F und G. Ausführliche Einzelheiten über die Herstellungsbedingungen und Eigenschaften der Platten sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.Wheat pine was sprayed onto 100 parts of dry wood in proportions of 25 parts pesticides of the modified liquid. Six homogeneous plates (15 x 15 x 1/2 inches = 58.1 χ χ 38.1 1.27 cm) disk was prepared at temperatures of 204 0 C (400 0 P) at various compression times. Because of the high moisture content (30 %) in the mat or web, two fine sieves were placed on the mat surfaces during the hot pressing. This made it easier for moisture to escape and also avoided the tendency of the panels to stick to flat intermediate panels. The sulfite eye panels were found to be moderately resistant to flammability, a property that conventional panels lack when bonded with urea and phenolic resins. All of these panels (with the exception of Mr. 1) meet the requirements of the CSA 0188 (68) standard for type II (building panels for indoor purposes) types F and G. Detailed details on the manufacturing conditions and properties of the panels are given in the table below compiled.
409837/08S9409837 / 08S9
No. Temp. Zeit
Oq (min)
(0I)'. '. Press
No. Temp. Time
Oq (min)
( 0 I)
g/cm^
(pcf)density
g / cm ^
(pcf)
Scherung
(in - Ib:
trockenTorsion-
Shear
(in - Ib:
dry
naß) Λ
wet
(M. O.g.)
kg/cm
(psi)Modulus of rupture
(MOg)
kg / cm
(psi)
dehnungDickenaus
strain
absorp
tionwater
absorp
tion
(Plammaus-
breitung)2
(Plammaus-
spread)
_^_ ^
VMVM
II.
(400)1 204 6
(400)
(44,2)0.71
(44.2)
(400)2 204 8
(400)
(45,6)0.73
(45.6)
(1450)102
(1450)
(400)3 204 10
(400)
(46,2)0.74
(46.2)
(1600)112.5
(1600)
(400)4 204 12
(400)
(45,7)0.73
(45.7)
(1410)99
(1410)
(400)5 204 14
(400)
(49,1)■ 0.79
(49.1)
(I5OO)105.5
(I5OO)
(400)6 204 16
(400)
(44,9)0.72
(44.9)
(I5OO)105.5
(I5OO)
(1300)91.4
(1300)
Der Ilammausbreitungsindex ρ
The Ilamm Spread Index
torium von Kanada. Der FSI-Wert von handelsüblichen, in Kanada hergestellten Spanplatten liegt n.oraalerweise über I50 beim 6,3 m Tunneltest.torium of Canada. The FSI value of commercially available, Chipboard made in Canada is n.oreally over I50 in the 6.3 m tunnel test.
Während des Einweichens erfolgte Entschichtung.Stripping took place during the soaking.
Ein Bindemittel, das durch gründliches Hisch es von 50 Gewichtsteilen konzentrierter Phosphorsäure mit 100 Teilen Sulfitablauge auf Eatriumbasis (50 % Feststoffe) hergestellt war, wurde auf hamraergemahlene Pappelteilchen gesprüht, um dreischichtige feuerverzögernde Spanplatten herzustellen. Der Gehalt an modifizierter Flüssigkeit für die Teilchen der Oberflächenschichten (-1/64· mesh) betrug 20 Teile j und für die Teilchen der Kernschicht (1/8 bis 1/4· mesh) I5 Gewichtsteile, jeweils an Peststoffen der modifizierten !Flüssigkeit. Das Verhältnis von Oberflächenmaterial/Kernmaterial für 12,7 inm dicke Dreischichtplatten betrug 1 : 3» bezogen auf Gewicht. Vier Platten (I5 2 15 χ 1/2 Zoll = 38,1 χ 38,1 χ 1,27 cm) wurdenbei einer Plattentemperatur von 204 0G (400 0F) und einer Preßzeit von 10 oder 12 Iünuten hergestellt, »iegen der Phosphorsäure in der modifizierten Flüssigkeit waren die erhaltenen Platten hochgradig resistent gegen Entflammbarkeit der Oberfläche. Die Prüfergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. A binder made by thoroughly mixing 50 parts by weight of concentrated phosphoric acid with 100 parts of sodium-based sulfite waste liquor (50 % solids) was sprayed onto milled poplar particles to make three-layer fire retardant particle board. The modified liquid content for the particles of the surface layers (-1 / 64 × mesh) was 20 parts by weight, and for the particles of the core layer (1/8 to 1/4 × mesh) was 15 parts by weight, each of the contaminants of the modified liquid. The ratio of surface material / core material for 12.7 inch thick three-layer panels was 1: 3 »based on weight. Four panels (I5 2 15 1/2 χ = χ 38.1 38.1 χ 1.27 cm) wurdenbei a plate temperature of 204 0 G (400 0 F) and a pressing time of 10 or 12 Iünuten prepared "ying the With phosphoric acid in the modified liquid, the plates obtained were highly resistant to surface flammability. The test results are summarized in the table below.
409837/0869409837/0869
Temp. Zeit
(min)
0C Press
Temp. Time
(min)
0 C
g/cm
(pcf)density
g / cm
(pcf)
(in. - Ib.)
trocken naßTorsion-shear
(in. - Ib.)
dry wet
(400)204
(400)
(39,2) ,0.63
(39.2),
(400)204
(400)
(40,0)0.64
(40.0)
(400)204
(400)
(40,3)0.64
(40.3)
(400)204
(400)
(42,2)0.68
(42.2)
Die Proben wurden 2 Stunden in V/asser gekocht und naß geprüft.The samples were boiled and wet in water for 2 hours checked.
Der IPlammausbreitungsindex S1SI beruhte auf dem 60 cm Tunneltest. Ein ISI von 30-40 bei einem 60 cm Tunnel dürfte einem Bestehen der Prüfung auf Hasse 2 (51SI 75 oder geringer), bezogen auf einen 6,3 m Tunneltest in Staatslabor von Kanada entsprechen.The I-lamb spread index S 1 SI was based on the 60 cm tunnel test. An ISI of 30-40 for a 60 cm tunnel should correspond to a pass of the test on Hasse 2 (5 1 SI 75 or lower), based on a 6.3 m tunnel test in the state laboratory of Canada.
Ein Bindemittel wurde hergestellt, indem 9 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure mit 100 Teilen Sulfitablauge auf Magnesiumbasis (50 % feststoffe) gründlich gemischt wurden. Die modifizierte Flüssigkeit wurde auf Pappelspäne (0,035 x 1,5 x 1/8 - 2 Zoll = 0,9 χ 38 χ 3,2 - 51 mm) in einer Menge von 10 Teilen der modifizierten flüssigkeitsfeststoffe auf 100 Teile trockenes Holz aufgesprüht. Die mit !Flüssigkeit behandelten Späne enthiel-A binder was prepared by thoroughly mixing 9 parts by weight of concentrated sulfuric acid with 100 parts of magnesium-based sulphite liquor (50 % solids). The modified liquid was sprayed onto poplar chips (0.035 x 1.5 x 1/8 - 2 inches = 0.9 38 χ 3.2 - 51 mm) at the rate of 10 parts of the modified liquid solids per 100 parts of dry wood. The chips treated with liquid contained-
409837/0869409837/0869
ten etwa 15 "bis 18 % Feuchtigkeitsgehalt und daher wurden zwei feine Siebe auf die Oberflächen der Matten während des Heißpressens aufgelegt. Tier Spanplatten von 38,1 χ 38,1 χ 1,27 cm wurden bei einer Plattentemperatur von 204- 0C bei Preßzeiten, die von 6 bis 12 Minuten schwankten, hergestellt. Die heißgepreßten Platten wurden unmittelbar in einen auf 177 0C (350 0F) erhitzten Ofen für eine halbstündige Hachhärtungsbehandlung eingebracht. Diese Nachhärtungsbehandlung war notwendig, um die Bindungsqualität zu verbessern, wenn die Heißpreßzeit kurz war. ITachhärtungstemperaturen von 121 0C und 149 °C (250 bzw. 300 0P) waren weniger wirksam als 177 °C (35Ο 0P). Die Prüfergebnisse zeigten, daß eine Fachhärtung von 2 Stunden bei 14-9 0C etwa das gleiche Ergebnis lieferte wie eine Stunde bei 177 0C. Die Verlängerung der Eachhärtungsbehandlung bei 177 0C würde die Dimensionsstabilität der Platten stark verbessern, jedoch ihre Pestigkeitseigenschaften vermindern. Die Prüfergebnisse sind auf folgender Tabelle zusammengefaßt: th about 15 "to 18% moisture content and therefore two fine screens were placed on the surfaces of the mats during hot pressing. Animal chipboard 38.1 38.1 χ χ 1.27 cm were measured at a plate temperature of 204- 0 C with pressing times which ranged from 6 to 12 minutes produced. the hot pressed plates were immediately placed in a 177 0 C (350 0 F) heated oven for half an hour Hachhärtungsbehandlung. This post-curing treatment was necessary to improve the bond quality when the hot-pressing time short was. ITachhärtungstemperaturen of 121 0 C and 149 ° C (250 and 300 0 P) were less effective than 177 ° C (35Ο 0 P). the test results showed that a Fachhärtung of 2 hours at 0 C for about 14-9, the same result provided as an hour at 177 0 C. the prolongation of the Eachhärtungsbehandlung at 177 0 C, the dimensional stability of the plates would greatly improve, but reduce their Pestigkeitseigenschaften. the test results are summarized in the following table:
409837/0869409837/0869
Press- . ' „ . ■Press. '". ■
No. Temp. Zeit Dichte in Torsions- Dickenaus- WasserabsorpNo. Temp. Time Density in Torsions- Dickenaus- Wasserabsorp
(41,5)0.66
(41.5)
(2320) (1580)163 111
(2320) (1580)
(42,6)0.68
(42.6)
(2200) (1440)
168,7 123
(2400) (1750)154.6 101
(2200) (1440)
168.7 123
(2400) (1750)
(40,3)
0,69
(4-3,4)0.64
(40.3)
0.69
(4-3.4)
56,50,
56,
96th
9
22,018.7
22.0
(psi)(psi)
•204 6 0,66 41,8 15,5 - - 27,7 81,2• 204 6 0.66 41.8 15.5 - - 27.7 81.2
(400)(400)
204 8 0,68 108,8 44,5 163 111 23,0 77,6204 8 0.68 108.8 44.5 163 111 23.0 77.6
■o■ o
tT 3 204 10 0,64 91,6 50,6 154,6 101 18,7 ' 83,2tT 3 204 10 0.64 91.6 50.6 154.6 101 18.7 '83.2
S 4 204 12 π. μ 104,2 56,9 ^68,7^12^ 22'° 73»7 ^S 4 204 12 π. μ 104.2 56.9 ^ 68.7 ^ 12 ^ 22 '° 73 » 7 ^
-J (400)-J (400)
^ Anforderungen gemäß Norm^ Requirements according to the standard
<° CSA 0188 (68) für Platten Sorte P 405 - 140.6 70,3<° CSA 0188 (68) for panels type P 40 5 - 140.6 70.3
ITVjU ( \J , ^ — ITVjU (\ J , ^ - — ■»—'- ■ »- '
(2000) (1000) -J(2000) (1000) -J
, cn, cn
'Die Proben wurden 2 Stunden in Wasser gekocht und dann naß geprüft.The samples were boiled in water for 2 hours and then tested wet.
Die Proben wurden 2 Stunden in Wasser gekocht und naß geprüft. Die Naß M.O.E. (Bruchmodul) xvurde auf die Trockendicke der Proben vor dem Kochen berechnet.The samples were boiled in water for 2 hours and tested wet. The Naß M.O.E. (Modulus of rupture) xv was calculated on the dry thickness of the samples before boiling.
^ CSA 0I88 (68) erfordert eine innere Bindefestigkeit von 2,8 kg/cm = 40 psi, was etwa 40 in.-Ib. beim Torsion-Scher-Versuch ist. . ^ CSA 0I88 (68) requires an internal bond strength of 2.8 kg / cm = 40 psi, which is about 40 in.-Ib. in the torsion-shear test. .
Handelsüblich erhältiches Kalziumlignosulfonatpulver, das durch Sprühtrocknen von Ablauge erhalten wird, wurde in diesem Beispiel verwendet.. 100 Teile Pappelspäne wurden zuerst mit 0,7 Teilen konzentrierter Schwefelsäure (verdünnt in drei Teilen Wasser) besprüht und dann mit 4- Teilen Ealziumlignosulfonatpulver gemischt. Drei Platten von 38,1 χ 38,1 χ 1,27 cm (15 χ 15 χ 1/2 Zoll) wurden bei 204- 0C mit 6 bis Minuten Preßzeit gepreßt. Die heißgepreßten Platten wurden unmittelbar in einen auf 177 °C erhitzten Ofen für eine einstündige ITachhärtungsbehandlung eingebracht. Die Prüfergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:Commercially available calcium lignosulfonate powder obtained by spray-drying waste liquor was used in this example. 100 parts of poplar shavings were first sprayed with 0.7 parts of concentrated sulfuric acid (diluted in three parts of water) and then mixed with 4 parts of potassium lignosulfonate powder. Three plates of 38.1 38.1 χ χ 1.27 cm (15 15 χ χ 1/2 inch) were pressed at 204- 0 C and pressing time 6 to minutes. The hot-pressed panels were immediately placed in an oven heated to 177 ° C for a one hour post cure treatment. The test results are summarized in the following table:
409837/0869409837/0869
Press-No. Temperatur Zeit Dichte Torsion-Scherung M.O.E. · Dickenaus- Wasserab-Press-No. Temperature time density torsion-shear M.O.E. Dickenaus water drainage
0C (min) g/cnr trocken naß trocken naß dehnung sorption ISI 0 C (min) g / cnr dry wet dry wet elongation sorption ISI
// kg/cm τ» τ« ■kg / cm τ »τ« ■
1 204 6 0,64 55,4 24,9 154.7 84,4 23,5 (400) (40,0) (2000) (1200)1 204 6 0.64 55.4 24.9 154.7 84.4 23.5 (400) (40.0) (2000) (1200)
2 204 ■ 8 0,71 76,2 39,3 168,7 109 23,6 (400) (44,2) (2400) (1550)2 204 ■ 8 0.71 76.2 39.3 168.7 109 23.6 (400) (44.2) (2400) (1550)
3 204 10 0,64 84,8 41,5 143,4 88 90,63 204 10 0.64 84.8 41.5 143.4 88 90.6
' *- (400) (40,3) (2040) (1250)'* - (400) (40.3) (2040) (1250)
tj CSA 0188 (68) Anforderungen · 'tj CSA 0188 (68) requirements'
"^; für Platten der Sorte P 40 140,6 70,3 - - so"^; for plates of type P 40 140.6 70.3 - - so
S . , (2000) (1000) ιS. , (2000) (1000) ι
Proben wurden zwei Stunden in Wasser gekocht und naß geprüft.Samples were boiled in water for two hours and tested wet.
Proben wurden zwei Stunden in Wasser gekocht und naß geprüft. Die Naß M.O.E, wurdeSamples were boiled in water for two hours and tested wet. The wet M.O.E.
auf die Trockendicke der Proben vor dem Kochen berechnet.calculated on the dry thickness of the samples before cooking.
- 20 Beispiel j? - 20 example j?
In diesem Beispiel wurden Pappelspäne, die von einein kanadischen Spanplattenhersteller erhalten wurden, verwendet. Diese Späne waren tangential von Rundholz mittels eines Zerspäners so abgeschnitten, daß sie zugespitzte Enden hatten. Sie wurden auf einen.Feuchtigkeitsgehalt von 4- bis 5 % getrocknet. Die nominaldicke der Späne betrug 0,76 mm (0,030 Zoll) mit einer kontrollierten Länge entlang der Paser von 58,1 mm (1 1/2 Zoll) und mit regeliosenBreiten von 3,2 bis 76 mm (1/8 bis 3 Zoll).In this example, poplar chips obtained from a Canadian particle board manufacturer were used. These chips were cut tangentially from round wood by means of a chipper so that they had pointed ends. They were dried to a moisture content of 4 to 5 %. The nominal thickness of the chips was 0.76 mm (0.030 inches) with a controlled length along the pas of 58.1 mm (1 1/2 inches) and with regular widths of 3.2 to 76 mm (1/8 to 3 inches) .
100 Teile Trockengewicht dieser Späne wurden zuerst mit 0,9 Teilen konzentrierter Schwefelsäure, verdünnt mit 3 Teilen Wasser, besprüht. Die behandelten Späne wurden dann mit 5 Teilen gepulvertem Kalzium-Lignosulfonat (sprühgetrocknete Sulfitablauge) gemischt. 5 Platten von 9,5 mm (3/8 Zoll) Dicke und 38,1 χ 38,1 (15 χ 15 Zoll) Größe wurden bei einer Plattentemperatur von 2100C (4100J1) 4 oder 5 Minuten !angepresst. Während des Heißpressens wurden Teflon-beschichtete Zwischenplatten verwendet um das Ankleben der Platten an die Zwischenplatten zu vermeiden. Nach dem Pressen (es wurde keine ITachhärtungsbehandlung angewandt) wurden die Platten bei 21,10C (700F) und 65 % relativer Feuchtigkeit 2 Wochen konditioniert, bevor sie geprüft wurden. Die Prüfergebnisse sind nachfolgend zusammengefaßt.100 parts dry weight of these chips were first sprayed with 0.9 parts of concentrated sulfuric acid diluted with 3 parts of water. The treated chips were then mixed with 5 parts of powdered calcium lignosulfonate (spray-dried sulfite waste liquor). 5 plates 9.5 mm (3/8 ") thick and 38.1 38.1 (15 15") in size were pressed at a plate temperature of 210 ° C (410 ° J 1 ) for 4 or 5 minutes. During the hot pressing, Teflon-coated intermediate plates were used to prevent the plates from sticking to the intermediate plates. After pressing (there was no ITachhärtungsbehandlung applied), the plates at 21.1 0 C were conditioned (70 0 F) and 65% relative humidity for two weeks before they were tested. The test results are summarized below.
409837/0869409837/0869
•Η
CQ
P)• Η
CQ
P)
PiCvIPiCvI
a • οa • ο
PlPl
M O O M OO
OJOJ
CQ CQ Φ rlCQ CQ Φ rl
ΦΦ
Q) -PKN •-%Q) -PKN • -%
υ ο ου ο ο
-P Pt-P Pt
φ aφ a
L>-O LTNOL> -O LTNO
-OJ -VD-OJ -VD
COvCOv
ENOENO
-Ολ-Ολ
KNV-KNV-
COv-COv-
vO 4 O -v -OvO 4 O -v -O
OJ KN ν KNOJ KN ν KN
CO KN CNLfN V-OJCO KN CNLfN V-OJ
-O-O
0OO0OO
VOJVOJ
"9."9.
OCT> OJOJOCT> OJOJ
-O-O
coolcool
CTvOOCTvOO
v-ojv-oj
-O COO-O COO
ν- ojν- oj
coco
KNKN
OJOJ
0000
-CO -00 —V -CO -CTv-CO -00 -V -CO -CTv
OKN OKN O4 OKN OKNOKN OKN O4 OKN OKN
IXNIXN
LfNLfN
OO OOOO OO
OJOJ
KNKN
LTNLTN
■Β■ Β
rl 1S rl 1 p
•Η• Η
H H O tslH H O tsl
LTNLTN
ψ*ψ *
OJOJ
Pl φ ,Ω O Pl φ , Ω O
rlrl FmFm
409837/0869409837/0869
100 Teile (Trockengewicht) an handelsüblichen Papp.espänen ifurden zuerst mit 0, 6 Teilen konzentrierter Schwefelsäure, verdünnt mit 3 Teilen Wasser, gesprüht. Diese Späne wurden, dann mit 4- Teilen gepulvertem Kalzium-Lignosulfonatgemischt. 5 Platten von 38,1 χ 38,1 cm Größe und Dicken von 9»5 mm (3/8 Zoll), 12,7 mm (1/2 Zoll) und 19 mm (3/4 Zoll) wurden "bei Plattentemperaturen von 2100C (4100I1) verschiedene Zeitspannen gepresst.100 parts (dry weight) of commercially available cardboard chips were first sprayed with 0.6 parts of concentrated sulfuric acid diluted with 3 parts of water. These chips were then mixed with 4 parts powdered calcium lignosulfonate. 5 plates of 38.1 χ 38.1 cm in size and 9 »5 mm (3/8 inch), 12.7 mm (1/2 inch) and 19 mm (3/4 inch) thick were" at plate temperatures of 210 0 C (410 0 I 1 ) different time periods pressed.
Um das Ankleben der Stahlzwischenplatten zu verhindern, wurden sie zuerst mit einer sehr dünnen Schicht einer Ölemulsion besprüht, bevor die Matte auf den Platten gebildet wurde. Die ölemulsion wurde mit 100 Gewichtsteilen Sojabohnenöl (oder Mineralöl) und 15 Teilen Natriumhydroxid hergestellt (die Menge an Natriumhydroxid in der Ölemulsion wurde variiert Je nach der Menge an Schwefelsäure, die auf die Späne gesprüht war). Während des Heißpressens vrarde die Säure auf den Teilchen, die auf den Oberflächen der Matten frei lagen, durch das Natriumhydroxid in der Emulsion neutralisiert, welche auf den Pressplatten aufgesprüht war. Diese Neutralisation verhinderte nicht nur das Ankleben der Platten an den Pressplatten sondern verminderte auch das Dunkelwerden der Plattenoberfläche. Überdies bildete das auf den durch das Heißpressen gehärteten Plattenoberflächen verbliebene öl einen Schutzfilm auf der Plattenoberfläche, der sehr wasserabstoßend war.In order to prevent the steel intermediate plates from sticking, first sprayed them with a very thin layer of an oil emulsion, before the mat was formed on the panels. The oil emulsion was mixed with 100 parts by weight of soybean oil (or Mineral oil) and 15 parts of sodium hydroxide (the amount of sodium hydroxide in the oil emulsion was varied depending on the amount of sulfuric acid that was sprayed on the chips). During the hot pressing, the acid vrarde on the particles, the exposed on the surfaces of the mats, neutralized by the sodium hydroxide in the emulsion, which were on the press plates was sprayed on. This neutralization not only prevented the plates from sticking to the press plates, but also reduced it also the darkening of the plate surface. Moreover, this formed on the plate surfaces hardened by the hot press any remaining oil left a protective film on the surface of the plate, which was very water-repellent.
Nach dem Heißpressen wurden die Platten bei 21, 10C und 65 % relativer Feuchtigkeit 2 Wochen konditioniert, bevor sie geprüft wurden. Die Prüfergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.After hot pressing, the panels at 21, 1 0 C and 65% relative humidity were conditioned for two weeks before they were tested. The test results are summarized in the following table.
409837/0869409837/0869
(Zoll)mm
(Customs)
(pcf)g / cm 3
(pcf)
trockenkg / cm (psi)
dry
(1050)■ 73.8
(1050)
(0F) 0 C
( 0 F)
'(38,3)0.61
'(38.3)
(2230)156.8
(2230)
(1460)102.6
(1460)
(410)210
(410)
(41,5)0.66
(41.5)
■ (3480)244.7
■ (3480)
(1150)80.8
(1150)
(39,1)0.63
(39.1)
(2460)173 N.
(2460)
(1/2)12.7.
(1/2)
(44,5)0.71
(44.5)
(3/4)19th
(3/4)
(410)210
(410)
(41,4)0.66
(41.4)
CDCD
(410)210
(410)
An Proben von 2,54 cm (1 inch) im Quadrat.On samples 2.54 cm (1 inch) square.
Die .Proben wurden 2 Stunden in Wasser gekocht und dann naß geprüft.The samples were boiled in water for 2 hours and then tested wet.
Dieses Beispiel zeigt das Heißpressen von mit Sulfitablaugenflüs.sigleit gebundenen Platten bei einer verhältnismäßig tiefen Pressplattentemperatur von 177 C (350 F).This example shows the hot pressing of sulphite waste liquor bonded plates at a relatively low press plate temperature of 177 C (350 F).
100 Teile Trockengewicht von Weichahornhobelspänen (-8 + 10mesh = <2,4 - >2 mm) wurden mit einer modifizierten Sulfitablaugeflüssigkeit besprüht. Diese Flüssigkeit bestand aus 10 Gewicht steilen gepulvertem Kal^zium-Lignosulf onat, ein Teil konzentrierter Schwefelsäure und 4 1/2 Teilen Wasser. Die Hobelspäne hatten einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 14 % nach dem Binderauftrag. 3 Matten (38,1 χ 38,1 cm) wurden gebildet und unter einem Druck von 28 at (400 psi) 2 Minuten vorgepreßt. Die vorgepreßten Matten waren sehr kompakt aufgrund der hohen Klebrigkeit der modifizierten Sulfitablaugeflüssigkeit und konnten daher ohne Verwendung von Zwischenplatten gehandhabt werden. Alle drei Matten wurden zu Platten von 9,525 mm (3/8 Zoll) Dicke bei einer Plattentemperatur von 177 0C (35O°F) für 15,12 bzw. 10 Minuten gepreßt.100 parts dry weight of soft maple wood chips (-8 + 10mesh = <2.4 -> 2 mm) were sprayed with a modified sulphite waste liquor. This liquid consisted of 10 parts by weight of powdered calcium lignosulfonate, one part of concentrated sulfuric acid and 4 1/2 parts of water. The wood shavings had a moisture content of about 14% after the binder was applied. 3 mats (38.1 38.1 cm) were formed and prepressed under a pressure of 28 at (400 psi) for 2 minutes. The pre-pressed mats were very compact due to the high tackiness of the modified sulphite waste liquor and could therefore be handled without the use of intermediate plates. All three mats were pressed into sheets of 9.525 mm (3/8 inch) thick plate at a temperature of 177 0 C (35O ° F) for 15,12 and 10 minutes.
Die Matte wurde jedoch zwischen zwei feine Siebe (40 mesh = 0,42 mm) aus rostfreiem Stahl während des Heißpressens eingelegt. Dies beseitigte das Ankleben und erleichterte weiter den Eintritt von Dampf aus der Matte. Unmittelbar nach dem Heißpressen erhielten alle Platten eine Fachhärtungsbehandlung (Erhitzen der Platten in einem Ofen bei einer Temperatur von 149°C (300°F) für eine Stunde). Die Prüfergebnisse für diese drei Platten von 9,5 mm sind in der folgenden Tabelle gezeigt.However, the mat was sandwiched between two fine screens (40 mesh = 0.42 mm) made of stainless steel during hot pressing. This eliminated sticking and further facilitated the entry of steam from the mat. Immediately after Hot pressing, all panels received a shelf hardening treatment (heating the panels in an oven at one temperature of 149 ° C (300 ° F) for one hour). The test results for these three 9.5 mm panels are as follows Table shown.
409837/0869409837/0869
Press-Press
Platt θ-Νγ.Platt θ-Νγ.
Temperaturtemperature
0C (0F) 0 C ( 0 F)
Zeit (min)Time (min)
Dichte g/cnK (pcf)Density g / cnK (pcf)
Torsion-Scherung (in-lb)Torsion-shear (in-lb)
trockendry
naß'wet'
M. 0. E.M. 0. E.
kg/cm2 (psi)
trocken naßkg / cm 2 (psi)
dry wet
(350) -177.
(350) -
(56,5)0.90
(56.5)
(2920)205.3
(2920)
• (1260)88.6 '
• (1260)
(350)177
(350)
(51,5)0.82.
(51.5)
(2420)170
(2420)
(1420)99.8
(1420)
(350)177
(350)
(50,0)0.80
(50.0)
(2460)173 ''
(2460)
(1100)77.3,
(1100)
O IO OO U)O IO OO U)
° An einer Probe von 2,54 cm im Quadrat oo° On a sample of 2.54 cm square oo
<° Die Proben wurden 2 Stunden in Wasser gekocht und näß geprüft.<° The samples were boiled in water for 2 hours and tested wet.
Dieses Beispiel zeigt die Möglichkeit der Herstellung von Spanplatten mit modifizierter Ablauge, die extrem'hohe oder extrem niedre Säuregehalte aufweist. Vier modifizierte Ablaugen wurden für diesen Zweck hergestellt. Die Rezepturen A," B und C wurden jeweils mit 100 Gewichtsteilen einer Ablauge mit 50 % Feststoffgehalt (Kalzium-Lignosulfonat) und 1 bzw. 2 bzw. 3 Teilen konzentrierter Schwefelsäure hergestellt. Die Rezeptur D wurde mit 100 Gewichtsteilen gepulvertem Katrium-Lignosulfonat und 100 Teilen konzentrierter Schwefelsäure, verdünnt mit 100 Teilen Wasser, hergestellt. Jode dieser modifizierten Ablaugen wurde jeweils auf Weißkieferteilchen (1/4 - 1/8 mesh-Größe) in einer Menge von 10 Teilen Trockengewicht auf 100 Teile Weißkiefernteilchen aufgesprüht. Die behandelten Teilchen wurden zu einer Matte gebildet (38, 1 χ 38 x1 cm) und durch Heißpressen zu einer 7*937 ^ (5/16 Zoll) dicken Platte, die eine Dichte von etwa 0,'64- g/cm (50 Ib) hatte, Es wurden insgesamt 19 Platten bei den 4 verschiedenen Säuregraden im Abiaugenbinder hergestellt. Die Prüfergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Bei Bewertung dieser Ergebnisse ist vom praktischen Standpunkt aus ersichtlich, daß Säuregehalte außerhalb des Bereichs dieses Beispiels keinen geeigneten Binder zur Herstellung von .Spanplatten liefern.This example shows the possibility of producing chipboard with modified waste liquor, the extremely high or has extremely low acid levels. Four modified spent liquors were made for this purpose. The recipes A, "B and C were each with 100 parts by weight of a waste liquor with 50% solids content (calcium lignosulfonate) and 1 or 2 or 3 parts concentrated sulfuric acid produced. Formulation D was made with 100 parts by weight of powdered sodium lignosulfonate and 100 parts of concentrated sulfuric acid diluted with 100 parts of water. Iodine this modified Leaching was carried out on white pine particles (1/4 - 1/8 mesh size) in an amount of 10 parts dry weight sprayed onto 100 parts of white pine particles. The treated particles were formed into a mat (38, 1 χ 38 x1 cm) and by hot pressing into a 7 * 937 ^ (5/16 inch) thick plate that had a density of about 0.64 - g / cm (50 lb), There were a total of 19 plates with the 4 different degrees of acidity made in the Abiaugenbinder. The test results are summarized in the following table. When evaluating this Results, it can be seen from the practical point of view that acid levels outside the range of this example do not have any supply suitable binders for the production of chipboard.
409837/0889409837/0889
Pr e s s"bedingungen~Pr e s s "conditions ~
Platte-Nr. HarztypPlate no. Resin type
O CO 00 Ca>O CO 00 Approx
O 00O 00
σ>σ>
(O(O
1 21 2
3 43 4
5 6 5 6
7 87 8
9 10 9 10
11 1211 12
13 1413 14
17*17 *
18* 19*18 * 19 *
ro -οro -ο
CD CDCD CD
An Prüf proben von 2,54- cm im QuadratOn test specimens 2.54 cm square
ρ
Die Proben wurden 2 Stunden in Wasser gekocht und naßρ
The samples were boiled in water for 2 hours and wet
geprüft.checked.
^Die Matte explodierte während des Heißpressens wegen des durch den hohen Säuregehalt gebildeten Gases.^ The mat exploded during hot pressing because of the gas formed by the high acid content.
Die fertigen Platten Nummer 15 ^is 19 waren stark sauer (pH-Werte lagen um etwa 2).The finished plates number 15 ^ is 19 were strongly acidic (pH values were around 2).
-7Es erfolgte Ent schichtung.- 7 The stripping took place.
Preßzeit in Minuten, die erforderlich ist, um eine kochfeste Bindung in Spanplatten von 9, 5 mm (3/8 Zoll) Dicke zu er-The pressing time in minutes required to produce a boil-proof bond in chipboard 9.5 mm (3/8 inch) thick.
/1/1
halten, die mit 5 % Kalzium-Lignosulfonat mit verschiedenen Schwefelsäuregehalten gebunden sind.keep that with 5% calcium lignosulfonate with various Sulfuric acid contents are bound.
ρ Platten- Schwefelsäuregehalt im Kalziumlignofulfonatρ Plate sulfuric acid content in calcium lignofulfonate
temp. 0C 7,5% 10% 12,5% 15% 17,5% 20% 22,5%' 100%temp. 0 C 7.5% 10% 12.5% 15% 17.5% 20% 22.5% '100%
204 ,
(400) 20^ 10 8 7 6 5 4204
(400) 20 ^ 10 8 7 6 5 4
177
(350) 40 25 16 12 9 7 6 5177
(350) 40 25 16 12 9 7 6 5
149
(300) 80 50 40 30 25 20 15 10149
(300) 80 50 40 30 25 20 15 10
121
(250) _______ 20121
(250) _______ 20
Kalziumlignosulfonat-f eststoffe bezogen auf Trockengewicht
der fertigen Platte „
2 /bezogen aufCalcium lignosulfonate solids based on the dry weight of the finished panel "
2 / based on
Gewichtsprozen t/KalziumlignosulfonatfeststoffeWeight percent t / calcium lignosulfonate solids
^ die Preßzeit ' kann um etwa 20% verkürzt werden, wenn nach dem Heißpressen eine Nachhärtungsbehandlung folgt Matte explodierte während des Fressens^ the pressing time 'can be shortened by about 20% if after the hot pressing is followed by a post-curing treatment Mat exploded while eating
^ Matte zeigte Zeichen von Verkohlung.^ Mat showed signs of charring.
409837/0869409837/0869
pH-Wert der fertigen Platte (kochfeste Bindung), die mit 5% Kalziumlignosulfonat und verschiedenen SchwefelsäuregehaltenpH value of the finished plate (boil-proof bond), which is 5% Calcium lignosulfonate and various sulfuric acid contents
1 gebunden ist1 is bound
Säuregehalte % 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 100Acidity% 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 100
pH-Wert derpH of the
Platte 4,1 3,7 3,5 3,3 3,1 2,9 2,6 1,0Plate 4.1 3.7 3.5 3.3 3.1 2.9 2.6 1.0
. bezogen auf. based on
Gewichtsprozent/Kalziumlignosulfonatfeststoffe.Weight percent / calcium lignosulfonate solids.
Dieses Beispiel zeigt Spanplatten, die mit Sulfitablauge gebunden sind, welche nach der Säurezugabe gereinigt wurde.This example shows chipboard that is bound with sulphite waste liquor, which was cleaned after the addition of acid.
100 Gewichtsteile handelsübliche Ablauge (Kalziumlignosulfonat) mit 50% Feststoffen wurden, zuerst mit 8 Teilen konzentrierter Schwefelsäure gemischt. Die angesäuerte Aoauge wurde dann filtriert, um unlösliches Material zu entfernen, das nach der Säurezugabe ausgefallen war. Der gereinigte Binder wurde in einer Menge von 5 Teilen (Feststoffgewicht) auf 100 Teile handelsübliche Pappelspäne gesprüht, und die besprühten Späne wurden als Kernmasse zur Herstellung von 3 Schichten spanplatten verwendet.100 parts by weight of commercially available waste liquor (calcium lignosulfonate) at 50% solids became more concentrated, first at 8 parts Mixed sulfuric acid. The acidified eye was then filtered to remove insoluble material, which had precipitated after the addition of acid. The purified binder was in an amount of 5 parts (solid weight) commercial poplar chips were sprayed on 100 parts, and the sprayed chips were used as a core mass for the production of 3 layers of chipboard used.
Weitere 100 Teile Ablauge wurden zuerst mit 6 Teilen konzentrierter Schwefelsäure gemischt und dann zur EntfernungAnother 100 parts of waste liquor were first concentrated with 6 parts Sulfuric acid mixed and then used for removal
409837/0869409837/0869
des Niederschlags gereinigt. Der gereinigte Binder wurde in einer Menge von 6 Teilen Trockengewicht (nach Eeinigung) auf 100 Teile Pappelspäne gesprüht. Die besprühten Späne wurden als Deckschichtmaterial zur Herstellung von 3-Schichten-Spanplatten verwendet. Das Verhältnis zwischen Deckschichten und-Kernschicht betrug 4- : 5, bezogen auf Gewicht-der besprühten Späne. Die Prüfergebnisse an vier Spanplatten, die mit dem gereinigten Harzbinder gebunden waren, der aus der Sulfitablauge hergestellt wurde, sind nachfolgend zusammengefaßt.cleaned of the precipitate. The cleaned binder was in sprayed an amount of 6 parts dry weight (after cleaning) on 100 parts poplar shavings. The sprayed chips were as a top layer material for the production of 3-layer chipboard used. The ratio between outer layers and core layer was 4: 5, based on the weight of the sprayed Shavings. The test results on four chipboards that were bound with the cleaned resin binder from the sulphite waste liquor are summarized below.
409837/Q869409837 / Q869
Platte-Nr,Plate no,
Press-Press
TemperatUroC TemperatUro C
(0F)( 0 F)
Zeit minTime min
Dichtedensity
g/cnrg / cnr
(pcf)(pcf)
Torsion-ScherungTorsion-shear
in-Ib trocken naßin-Ib dry wet
M. O. E.M. O. E.
ρ kg/cm (psi)ρ kg / cm (psi)
trockendry
naßwet
(410)210
(410)
(43,8)0.70
(43.8)
(3410)240
(3410)
(1130)79.5 N
(1130)
(410)210
(410)
(41,9)0.67 N
(41.9)
(3440)242
(3440)
(1630)115
(1630)
(410)210
(410)
(3720)261.5
(3720)
(1740)122.3 s
(1740)
(410)210
(410)
(46,0)0.74
(46.0)
• (3640)256 "
• (3640)
(1730)121.6
(1730)
Dieses Beispiel zeigt die Arbeitsweise zur Verminderung derThis example shows how to work to reduce the
die Acidität der fertigen Spanplatten, mit der säuremodifi-the acidity of the finished chipboard, with the acid-modified
zierten Ablauge gebunden sind. Diese Arbeitsweise umfaßt die Behandlung der fertigen Platte in einem geschlossenen Behälter, der mit Ammoniakgas (NH.,) gefüllt ist· Die Einwirkungsdauer hängt vor allem vom ursprünglichen pH-Wert der fertigen Platte, dem gewünschten Neutralisationsgrad und der Plattendicke ab. Diese Nachbehandlung mit Ammoniak kann die Acidität der Platte auf jeden gewünschten Grad vermindern ohne andere Eigenschaften zu verändern. Die folgende Tabelle zeigt .das Ergebnis dieser Behandlung.adorned waste liquor are bound. This procedure includes the treatment of the finished panel in a closed container, which is filled with ammonia gas (NH.,) · The duration of exposure mainly depends on the original pH value of the finished panel, the desired degree of neutralization and the panel thickness. This aftertreatment with ammonia can reduce the acidity of the plate to any desired level with no other properties to change. The following table shows the result of this Treatment.
409837/0889409837/0889
WIEKUNG DEE AMMONIAK-NEÜTEALISATION AUF DIE PLATTENACIDITÄT UND DIE TORSION-SCHEEUNGSFESTIGKEIO?HOW DOES DEE AMMONIA NEWTEALIZATION EFFECT ON PLATE ACIDITY AND TORSION FASTENING STRENGTH?
(Zoll)(Customs)
Dieses Beispiel zeigt die Möglichkeit der Entfernung von Kalziumionen ohne Säurezugabe zur Ablauge· Ablauge auf Kalziumbasis (50 % Feststoffe) wurde zuerst auf 25 % Feststoffe· mit Wasser verdünnt und dann durch eine Säule von Kationenaustauscherharz geschickt { BEXYN 101, ein organischer, stark saurer Kationenaustauscher). Durch das Kationenaustauscherharz wurden die Kalziumionen in der Ablauge entfernt. Die entmineralisierte Ablauge zeigt nach Konzentrieren auf 50 % Feststoffgehalt einen pH-Wert von weniger als 1 und verhielt sich wie eine mit Säure modifizierte Ablauge.*This example shows the possibility of removing calcium ions without adding acid to the waste liquor · Calcium-based waste liquor (50 % solids) was first diluted to 25% solids · with water and then passed through a column of cation exchange resin {BEXYN 101, an organic, strongly acidic cation exchanger ). The calcium ions in the waste liquor were removed by the cation exchange resin. The demineralized waste liquor after concentration to 50 % solids content shows a pH value of less than 1 and behaved like a waste liquor modified with acid. *
Die entmineralisierte Ablauge wurde auf hammergemahlende Weißkieferteilchen (1/8 - 1/4 inch = 3,17 - 6,35 mm) in einer Menge von acht Teilen demineralisierte Laugenfeststoffe auf Teile trockenes Holz gesprüht. Die harzbeschichteten Teilchen wurden bei 770C (1700F) etwa 10 Minuten im Ofen getrocknet,um den Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 5 - 6 % zu verringern, bevor die Matte gebildet wurde. 4 homogene Platten (38,1 χ 38,1 χ 9,5 mro) wurden bei einer Plattentemperatur von 2100C mit einem Druck von 42 kg/cm (600psi) erzeugt. Zwei mit Teflon beschichtete Zwischenplatten wurden auf die Mattenoberflächen während des Heißpressens aufgelegt. Die Prüfergebnisse sind nachfolgend zusammengefaßt.The demineralized waste liquor was sprayed onto hammer milled white pine particles (1/8 - 1/4 inch = 3.17 - 6.35 mm) in the amount of eight parts of demineralized liquor solids on parts of dry wood. The resin-coated particles were at 77 0 C (170 0 F) for about 10 minutes in the oven-dried to reduce the moisture content to about 5 - 6% decrease before the mat has been formed. 4 homogeneous plates (38.1 χ χ 38.1 9.5 MRO) were produced at a sheet temperature of 210 0 C at a pressure of 42 kg / cm (600 psi). Two intermediate plates coated with Teflon were placed on the mat surfaces during hot pressing. The test results are summarized below.
409837/0889409837/0889
Platte-irr,Plate-irr,
. Press-Temperatur Zeit. Press temperature time
0C Min 0 C min
(0F)( 0 F)
Dichte Torsion-ScherungDense torsional shear
g/cm* in-lbg / cm * in-lb
Cpcf) trocken naßCpcf) dry wet
•M. O. E. kg/cm2 (psi) trocken naß• MOE kg / cm 2 (psi) dry wet
210 (410)210 (410)
0,68 (42,7)0.68 (42.7)
130130
1212th
102 (1450)102 (1450)
60,< (860'60, <(860 '
210 (410)210 (410)
210 (410)210 (410)
210 (410)210 (410)
0,72n (45,3)0.72 n (45.3)
O,77N (48,2)0.77 N (48.2)
0,80 (49,7)0.80 (49.7)
142142
158158
173173
2424
3232
43.43.
129 (18^0)129 (18 ^ 0)
157 . (2230)157 (2230)
167 (2370)167 (2370)
77,0 (1100)77.0 (1100)
85 (1210)85 (1210)
90 (1280)90 (1280)
Dieses Beispiel zeigt die Möglichkeit der Herstellung von Spanplatten, die mit angesäuert em Kalziumlignosulfonatpulver gebunden sind. Das angesäuerte Pulver wurde zuerst hergestellt, indem gewisse Menge an Schwefelsäure mit 50 %iger Ablauge gemischt und das Gemisch dann bei Temperaturen von 1490C (30O0F) sprühgetrock net wurde. Es wurden zwei gepulverte Bindemittel mit zwei Säuregehalten zur Herstellung von Spanplatten hergestellt. Das Pulver ■mit den höherem Säuregehalt, das 7 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure auf 100 Gewichtsteile Kalziumablauge mit 50 % Feststoffgehalt vor dem Sprühtrocknen enthielt, wurde als Bindemittel für die Kernschicht von Spanplatten verwendet. Das Pulver mit dem geringeren Säuregehalt, das 6 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure auf 100 Gewichtsteile Kalziumablauge mii 15 % Feststoffen vor dem Sprühtrocknen aufwies, wurde als Binder für die Deckschichten der Platte verwendet. Das angesäuerte Pulver wurde mit Pappelspänen in einer Menge von 4 Gewichtsteilen auf 100 Teile trockene Späne gemischt. Nach dem Mischen haftete das feine Pulver (100 mesh = 0,15 mm) gut an den Spanoberflächen. Das Verhältnis von Deckseite/Kern/Deckseitenmaterial für Spanplatten von 9, 5 mm Dicke war 1:2:1 Gewichtsteile. 6 Pappelspanplatten (38,1 χ 38,1 χ 9j5 mm) wurden bei einer Plattentemperatur von 2100C und einem Druck von 28 at (400psi) hergestellt. Die Prüfergebnisse sind nachstehend gezeigt.This example shows the possibility of manufacturing particle board bound with acidified calcium lignosulfonate powder. The acidified powder was first prepared by mixing certain amount of sulfuric acid with 50% waste liquor, and the mixture was then at a temperature of 149 0 C (30O 0 F) sprühgetrock net. Two powdered binders with two acid contents for the production of particle board were produced. The powder ■ with the higher acid content, which contained 7 parts by weight of concentrated sulfuric acid to 100 parts by weight of calcium waste liquor with 50% solids content before spray drying, was used as a binder for the core layer of particle board. The lower acid powder, which had 6 parts by weight of concentrated sulfuric acid to 100 parts by weight of 15% solids calcium waste before spray drying, was used as a binder for the top layers of the panel. The acidified powder was mixed with poplar chips in an amount of 4 parts by weight per 100 parts of dry chips. After mixing, the fine powder (100 mesh = 0.15 mm) adhered well to the chip surfaces. The ratio of top side / core / top side material for chipboard with a thickness of 9.5 mm was 1: 2: 1 parts by weight. 6 Poplar wood (38.1 38.1 χ χ 9j5 mm) were prepared at a plate temperature of 210 0 C and a pressure of 28 atmospheres (400 psi). The test results are shown below.
409837/0869 ORfQiNAL. inspected409837/0869 ORfQiNAL. inspected
OO(O
OO
*Jede Zahl zeigt den Durchschnittswert von 2 Platten«* Each number shows the average value of 2 plates «
Dieses Beispiel zeigt die Möglichkeit, die modifizierte Ablauge als Bindemittel für Spanplatten zu verwenden, die mit anderen Materialien als Holz gemacht werden. Ein Binder wurde hergestellt, indem 8 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure gründlich mit 100 Teilen einer AhIauge auf Kalziumbasis mit 50% Peststoffen gemischt wurden. Die modifizierte Flüssigkeit wurde jeweils auf Bagassesplinter (1/8 - 1/4 mesh) und Weißkieferrindenteilchen (I/8 - 1/4 mesh) in einer Menge von 8 Teilen modifizierter Abiaugenfeststoffe zu 100 Teilen trockener Bagasse t>zw. Rinde aufgesprüht. Die mit Flüssigkeit beschichteten Splinter und Teilchen wurden in einem Ofen bei einer Temperatur von 77°C (17O°F) getrocknet, um einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5 bis 6% zu erzielen, bevor die Matte gebildet und heißgepreßt.wurde. 6 Platten (38,1 χ 38,1 χ 0,95 cm, und zwar jeweils 3 Platten aus Bagasse und aus Rinde) wurden bei Plattentemperaturen von 2000C (4000F) bei einem Druck von 28 bis 42,2 kg/cm2 (400 bis 600 psi) hergestellt. Die Prüfergebniss.e sind nachfolgend zusammengefaßt.This example shows the possibility of using the modified waste liquor as a binder for chipboard made with materials other than wood. A binder was prepared by thoroughly mixing 8 parts by weight of concentrated sulfuric acid with 100 parts of calcium-based aqueous solution containing 50% pesticides. The modified liquid was applied to each of bagasse splinter (1/8 - 1/4 mesh) and white pine bark particles (1/8 - 1/4 mesh) in an amount of 8 parts of modified waste solids to 100 parts of dry bagasse t> zw. Sprayed on bark. The liquid coated splinters and particles were dried in an oven at a temperature of 77 ° C (170 ° F) to achieve a moisture content of about 5 to 6% before the mat was formed and hot pressed. 6 plates (38.1 χ 38.1 χ 0.95 cm, namely 3 plates each from bagasse and from bark) were at plate temperatures of 200 0 C (400 0 F) at a pressure of 28 to 42.2 kg / cm 2 (400 to 600 psi). The test results are summarized below.
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Dichtedensity
g/cnr Cpcf)
Torsion-Scherung
(in-lb)g / cnr Cpcf) torsional shear
(in-lb)
trockendry
naßwet
kg/cm (psi) trocken naßkg / cm (psi) dry wet
BagasseBagasse
O
(O
OOO
(O
OO
1
21
2
204
(400)204
(400)
204
(400)204
(400)
5
55
5
0,72s (45,2)0.72 s (45.2)
0,81 (50,6)0.81 (50.6)
(400)204
(400)
(55,3)0.89 n
(55.3)
(400)204
(400)
(54,9)0.88
(54.9)
(400)204
(400)
(55,7)0.89
(55.7)
(400)204
(400)
(56,1)o, 90
(56.1)
21
29
3321
29
33
19
24
2619th
24
26th
108 (1540)108 (1540)
164.5 (2340)164.5 (2340)
179n (2530)179 n (2530)
44 (620)44 (620)
(750)(750)
49 (700)49 (700)
28 (400)28 (400)
45 (640)45 (640)
56 (800)56 (800)
8 (110)8 (110)
1212th
(170) ,S0 (170), S 0
16 Ξ (230) ο 16 Ξ (230) ο
CJ)CJ)
Dieses Beispiel zeigt die Möglichkeit der Verwendung der modifizierten Ablauge als Klebstoffbinder für Sperrholz. Die Sulfitablaugeflüssigkeit (Kalziumbase, 50% Feststoffe) wurde zuerst gründlich mit 5 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure zu 100 Gewichtsteilen der Ablauge mit 50% Feststoffen gemischt und dann filtriert, um die Kalziumniederschläge zu entfernen. Douglaskiefer- -und Pappelbrettchen (3»2 mm χ 30,5 x 30,5 cm, 2 - 3% Feuchtigkeitsgehalt) wurden mit der modifizierten Ablauge in einer Menge von 261,5 g Feststoffen pro m (15 g Feststoffe per square foot) bestrichen. Die mit Bindemittel beschichteten Furnierbretter wurden aufeinandergeschichtet, wobei die Zeit, die sie bei geschlossener Presse aufeinanderge schicht et waraa,4-5 Minuten vor dem Heißpressen betrug ' 2 Platten aus dreischichtigem Sperrholz (jeweils Douglaskiefer und Pappel) wurden 5 Minuten bei 177°C bei einem Plattendruck von 10,5 kg/cm2 (150 psi) heißgepreßt. Bei Prüfung der Sperrholzplatten sowohl unter trockenen als auch nassen Bedingungen zeigte die gebrochene Oberfläche einen hohen Prozentsatz an Versagen im Holz.This example shows the possibility of using the modified waste liquor as an adhesive binder for plywood. The sulfite waste liquor (calcium base, 50% solids) was first mixed thoroughly with 5 parts by weight of concentrated sulfuric acid to 100 parts by weight of the 50% solids waste liquor and then filtered to remove the calcium precipitates. Douglas pine and poplar boards (3 »2 mm χ 30.5 x 30.5 cm, 2 - 3% moisture content) were treated with the modified waste liquor in an amount of 261.5 g solids per m (15 g solids per square foot) coated. The veneer boards coated with binder were layered on top of one another, the time it took them 4-5 minutes before hot pressing when the press was closed was 2 sheets of three-layer plywood (each douglas pine and poplar) were 5 minutes at 177 ° C hot pressed at a plate pressure of 10.5 kg / cm 2 (150 psi). When the plywood panels were tested under both dry and wet conditions, the cracked surface showed a high percentage of failure in the wood.
Dieses Beispiel zeigt die Möglichkeit der Herstellung von holzgefüllten Formkörpern mit dem angesäuerten Pulver von Kalziumlinosulfonat. Das angesäuerte Abiaugenpulver wurde durch Sprühtrocknen eines Gemisches erhalten, das aus 5 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure und 100 Gewichtsteilen Ablauge (50% Feststoffe) bestand. Die Sprühtrocknungstemperatur betrug 149°C (3000F) und das feine Pulver wurde This example shows the possibility of producing wood-filled moldings with the acidified powder of calcium linosulfonate. The acidified waste liquor powder was obtained by spray drying a mixture consisting of 5 parts by weight of concentrated sulfuric acid and 100 parts by weight of waste liquor (50% solids). The spray-drying temperature was 149 ° C (300 0 F) and the fine powder was
so gesiebt, daß es durch ein Sieb von 0,15 mm (100 mesh)sifted through a 0.15 mm (100 mesh) sieve
20 Gewichtsprozent des Pulverharzes wurden gründlich mit20 percent by weight of the powder resin was used thoroughly
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mit 100 Teilen Trockengewicht an Weißkieferteilchen (100 mesh und 5% Feuchtigkeitsgehalt) gemischt. Eine Scheibe von 10,16 cm (4- Zoll) Durchmesser und 12,7 mm Dicke wurde bei einer Presswerkzeugstemperatur von 177°C bei einem Druck von 70,3 kg/cm und einer Presszeit von 20 Minuten hergestellt. Die Scheibe hatte ein spezifisches Gewicht von 1,1 und zeigte gute Festigkeit und Dimensionsstabilität.with 100 parts dry weight of white pine particles (100 mesh and 5% moisture content). A disc 10.16 cm (4 inches) in diameter and 12.7 mm in thickness was made at a die temperature of 177 ° C at a Pressure of 70.3 kg / cm and a pressing time of 20 minutes. The disc had a specific gravity of 1.1 and showed good strength and dimensional stability.
Dieses Beispiel zeigt die Möglichkeit einer Wärmebehandlung für Sulfitablauge bei hoher Temperatur, um die erforderliche Säuremenge für den Klebebinder zu vermindern. Etwa 800 mm Kalziumlignosulfonatflüssigkeit (50% Feststoffe) wurden zuerst in ein zylindrisches Stahlgefäß von etwa 1000 ml Volumen eingebracht und dieses dicht verschlossen. Das verschlossene Gefäß wurde etwa 2 Stunden lang in ein auf eine Temperatur von 1770C erhitztes ölbad eingetaucht. Während dieser Heizperiode stieg der Druck im Gefäß allmählich auf 1913 kg/cm· (275 psi) oder mehr. Die durch Wärme und Druck behandelte Flüssigkeit wurde dunkler und viskoser bei teilweiser Polymerisation derselben.This example shows the possibility of heat treatment for sulphite waste liquor at high temperature in order to reduce the amount of acid required for the perfect binder. About 800 mm of calcium lignosulfonate liquid (50% solids) was first placed in a cylindrical steel vessel of about 1000 ml volume and this was tightly sealed. The sealed vessel was about 2 hours immersed in a heated to a temperature of 177 0 C oil bath. During this heating period, the pressure in the vessel gradually increased to 1913 kg / cm · (275 psi) or more. The heat and pressure treated liquid became darker and more viscous as it partially polymerized.
Ein Bindemittel wurde hergestellt, indem 20 Gewichtsteile einer 20%igen Schwefelsäurelösung mit 100 Gewichtsteilen der behandelten Lignosulfonatflüssigkeit (etwa 50% Feststoffgehalt) gründlich gemischt wurden. Der modifizierte flüssige Binder wurde auf handelsübliche Pappelspäne in einer Menge von 5 -Gewichtsteilen Bindemittelflüssigkeitfeststoffen auf 100 Teile trockene Späne aufgesprüht. Die mit Bindemittel behandelten Späne wurden durch Heißluft von 66°C (1500F) 5 Minuten lang getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt der Späne auf etwa 8 bis 10% zu verringern. Es wurden 3 homogene Platten (38,1 χ 38,1 χ 0,95 cm) bei einer Plattentemperatur von 2040C und einem 7-minütigem Druck von 28,1 kg/cm hergestellt. 2 mit Teflon beschichtete Zwischenplatten wurden auf die Mattenoberflächen währendA binder was prepared by thoroughly mixing 20 parts by weight of a 20% sulfuric acid solution with 100 parts by weight of the treated lignosulfonate liquid (about 50% solids). The modified liquid binder was sprayed onto commercially available poplar chips in an amount of 5 parts by weight of binder liquid solids to 100 parts of dry chips. The binder treated chips were dried for 5 minutes by hot air of 66 ° C (150 0 F) to reduce the moisture content of the chips to be reduced to about 8 to 10%. 3 homogeneous plates (38.1 × 38.1 × 0.95 cm) were produced at a plate temperature of 204 ° C. and a 7-minute pressure of 28.1 kg / cm. 2 intermediate plates coated with Teflon were placed on the mat surfaces during
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des Heißpressen^ aufgelegt. Die Prüfergehnisse sind in der folgenden TabeXe zusammengefaßt.of hot pressing ^ placed on. The test results are in of the following TabeXe.
(41,5)0.66
(41.5)
(42,6)0.68
(42.6)
trocken . naß(in.-Ib)
dry . wet
, (psi)
trockenkg / cm £
, (psi)
dry
(1130) 79.5 N
(1130)
Nr. g/enr
(psf)Plate density,
No. g / enr
(psf)
(44,0)0.70
(44.0)
(2780)"195.5
(2780)
(1240)87
(1240)
(2900)204
(2900)
(1420)100
(1420)
(3040)213.7
(3040)
Der Vergleich der obigen Ergeb—nisse mit denjenigen von Beispiel 14 zeigt die Wirksamkeit der Behandlung die gestattet, geringere Säuremengen für vergleichbare Ergebnisse zu benutzten.The comparison of the above results with those of Example 14 shows the effectiveness of the treatment which allows lower amounts of acid for comparable results to use.
Es wurde weiter gefunden, daß die Heißpießbehandlung auch auf eine Zusammensetzung angewandt werden kann, in welcher das Ligninsulfonat und die Mineralsäure kombiniert wurden. Bei Einbeziehung der Säure wird die Behandlungszeit beträchtlich verringert, wobei die Behandlungszeit von der Temperatur, dem Druck und der Zusammensetzung abhängt.It was further found that the hot skewer treatment also can be applied to a composition in which the lignosulfonate and the mineral acid have been combined. With the inclusion of the acid, the treatment time becomes considerable reduced, the treatment time depending on the temperature, the pressure and the composition.
Auf der Basis der obigen Feststellungen umfaßt die derzeit bevorzugte Arbeitsweise zur Herstellung eines Klebebinders in trockener Pulverform die StufenBased on the above findings, the presently preferred mode of operation for making a perfect binder includes in dry powder form the stages
1. der Vereinigung von konzentrierter Sulfitablauge mit Säure,1. the combination of concentrated sulphite waste liquor with acid,
2. gewünschtenfalls Entfernung des Niederschlages, 3- Anwendung einer Hitze- und Druckbehandlung und 4. Sprühtrocknung.2. removal of the precipitate if desired, 3- application of heat and pressure treatment; and 4. spray drying.
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In einem älteren Vorschlag (P 24 02 440.6) ist ein Verfahren zum Pressen von Spanplatten unter Verwendung von Dampf in einer Presse mit einem Paar Preßplatten beschrieben, wobei jede Platte öffnungen in der Oberfläche hat, die der anderen Platte gegenüberliegt, und wobei die Presse eine Dichteinrichtung aufweist, welche eine Kammer umgrenzt, die den Raum zwischen den Platten umschließt und wobei eine Matte bzw. ein Vlies von Holzteilchen und warmhärtendem Klebstoffbinder gepreßt wird, indem man unter Druck stehenden Dampf,' vorzugsweise Sattdampf, durch die Öffnungen einer Pressplatte in die Matte einleitet und aus den öffnungen der anderen Pressplatte abläßt, wobei man den Dampfaustritt zur Aufrechterhaltung eines erhöhten Druckes und einer erhöhten Temperatur für eine zum Härten des Klebstoffbinders ausreichende Zeit beschränkt und schließlich den Dampf aus der Dichtkammer abläßt und die Pressplatten zur Entnahme der Spanplatte trennt. Zweckmäßig wird zum Aufbau eines Druckes in der Kammer der Dampfauslaß so lange gesperrt oder beschränkt, bis in der Presse ein vorbestimmter Druck erreicht ist. Bevorzugt kann man die Strömungsrichtung des Dampfes umkehren und die Matte kann vor dem Dampf pressen schon vorgepreßt sein.In an older proposal (P 24 02 440.6) is a procedure for pressing particle board using steam in a press with a pair of press plates, each Plate has openings in the surface facing the other plate, and wherein the press has a sealing device which defines a chamber which defines the space between the Plates enclosing and wherein a mat or a fleece of wood particles and thermosetting adhesive binder is pressed by pressurized steam, preferably saturated steam, is introduced into and out of the mat through the openings of a press plate the openings of the other press plate, with the steam outlet to maintain an increased pressure and limited to an elevated temperature for a time sufficient to cure the adhesive binder and eventually the steam the sealing chamber drains and separates the press plates for removing the chipboard. It is useful to build up a pressure in the chamber of the steam outlet blocked or restricted until a predetermined pressure is reached in the press. Preferred the direction of flow of the steam can be reversed and the mat can be pre-pressed before the steam is pressed.
Das vorliegende Verfahren eignet sich besonders gut zur Kombination mit dem oben beschriebenen Dampfpressen, da festgestellt wurde, daß beim Pressen unter Dampfinjektion weniger Mineralsäure erforderlich ist, um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten. Es wird angenommen, daß der Dampf organische Säure aus den Holzteilchen freisetzt und somit mehr Säure verfügbar macht, die für das Verfahren notwendig ist. So zeigen dampfgepresste Spanplatten einen tieferen pH. Zusätzlich zum Vorteil der geringeren benötigten Säuremenge wird auch die Schädigung der Holzteilchen durch Hydrolyse, welche Säure hervorrufen kann, vernachlässigbar. Überschlagweise wird etwa 1/4 der Säure erforderlich, die bei früheren Verfahren zur Herstellung gepresster Spanplatten unter Verwendung von Sulfitablauge erforderlich war, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Beim Dampfpressen können zufriedenstellende Ergebnisse mit einem Säuregehalt von nurThe present method is particularly suitable for combination with the steam pressing described above, since it has been found found that pressing with steam injection requires less mineral acid to obtain comparable results to obtain. It is believed that the vapor releases organic acid from the wood particles, making more acid available makes that is necessary for the procedure. So show steam-pressed Chipboard has a lower pH. In addition to the benefit of the lower amount of acid required, there is also damage of wood particles due to hydrolysis, which can cause acid, is negligible. Roughly about 1/4 of the acid is required, which was required in previous processes for the production of pressed chipboard using sulphite waste liquor, to achieve comparable results. Steam pressing can give satisfactory results with an acidity of only
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_ /1/I __ / 1 / I _
2 %, gemessen als konzentrierte Schweb.".,säure und bezogen auf das Gewicht der Sulfitatiaugefeststoffe, erzielt werden.2%, measured as concentrated suspension "., Acid and related based on the weight of the sulfate solids.
L INSPECTEDL INSPECTED
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