DE579948C - Verfahren zur Herstellung geformter Kunstmassen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung geformter Kunstmassen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geformter Kunstmassen aus cellulosehaltigen Abfällen. Sie gestattet, wertlose Stoffe, wie Sägemehl, Stroh, Bagasse, auf billige und einfache Weise in wertvolle Werkstoffe umzuwandeln und zu Kunststoffen zu gelangen, welche ihrer Eigenschaften wegen besonders für elektrische Isolationszwecke oder für andere Zwecke überall da Anwendung finden können, wo ein hartes und urschmelzbares Material verlangt wird.
• Es ist bekannt, daß alle Holzarten harzige und gummiartige Stoffe enthalten, welche sich mit wäßrigen Alkalilösungen extrahieren lassen, und es ist bereits hiervon Gebrauch gemacht worden, indem man Holzmehl oder Sägespäne mit alkalischen Lösungen kochte und dann die Flüssigkeit von der Cellulosemasse abpreßte. Man konnte dann aus den abgepreßten Lösungen durch Behandlung mit verdünnten Säuren harzige und gummiartige Stoffe gewinnen. Diese wurden in organischen Lösungsmitteln warm gelöst oder suspendiert und die warmen Lösungen bzw. Suspensionen wieder mit dem abgepreßten Holzmehl oder den Sägespänen vermischt und dabei rasch abgekühlt. Dabei scheiden sich die harzartigen Stoffe an den Holzfasern wiederum ab, und man kann die Lösungsmittel und das Wasser von der Fasermasse trennen, die dann als Preßmasse geeignet ist.
• Dieses Verfahren hat insofern verschiedene Nachteile, als es organische Lösungsmittel, die kostspielig und- meist brennbar sind, als Hilfsmittel voraussetzt, außerdem ein Erwärmen und deshalb Verluste an diesen Lösungsmitteln erforderlich macht und schließlich zu einer Verdünnung oder zu einer Mischung von Lösungsmitteln und Wasser führt.
• Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, ceIluloseartige Stoffe alkalisch zu behandeln und die alkalischen Verbindungen durch einen Waschprozeß zu entfernen. Das so vorbereitete Material soll dann mit Kalk zusammen zu einer gießbaren oder knetbaren Masse vermengt, geformt und schließlich getrocknet werden. Bei diesem Verfahren gehen die als Bindemittel besonders wertvollen Bestandteile durch den Waschprozeß verloren.
• Das neue Verfahren besteht darin, daß aas der durch alkalische Behandlung des zerkleinerten Cellulosernaterials entstehenden Reaktionsmasse harzartige Stoffe dadurch ausgefällt und auf der Cellulosesubstanz niedergeschlagen werden, daß die Masse neutralisiert und dann weiter angesäuert wird. Schließlich werden die löslichen Begleitstoffe, nicht aber die als Bindemittel besonders wichtigen harzartigen Körper entfernt, und-das Produkt wird dann gemeinsam mit basischen Verbindungen zu einem harte:, unlöslichen Produkt verpreßt. Dieser Zusatz soll der Gasentwicklung während des Formprozesses vorbeugen, so daß ein dichtes homogenes und widerstandsfähiges Material entsteht.
• Durch die Behandlung mit Alkalien, wie Natronlauge, werden die harzartigen Bindestoffe gelöst und die Cellulosefasern freigelegt. Wenn dieser Prozeß auch in fast der gleichen Weise verläuft wie bei der Zellstofffabrikation, so unterscheidet er sich davon insofern, als dort eine möglichst große Ausbeute an Zellstoff erstrebt wird, hier dagegen die Arbeitsweise darauf gerichtet ist, möglichst viel von den Substanzen zu erhalten, die in formbare Stoffe umzuwandeln sind. Größere Alkalimengen und höhere Temperaturen als die in der Zellstoffabrikation üblichen werden deshalb bevorzugt. Außer in der weitergehenden Umwandlung - der Begleitstoffe äußern sich die abweichenden Bedingungen auch in einer teilweisen Umwandlung der Cellulose, wodurch eine größere Plastizität des fertigen Produktes erzielt wird.
• Säuert man dann die alkalische Masse an, so werden auf dem Cellulosematerial, um dieses herum und in inniger Mischung damit die harzartigen und die anderen Verbindungen niedergeschlagen, die als Bindemittel im fertigen Produkt dienen. Die wasserlöslichen Bestandteile, darunter auch die gebildeten Alkalisalze, werden ausgewaschen -und die gereinigte Masse bei mäßiger Temperatur an der Luft getrocknet. Diese Masse besteht dann aus Cellulosefasern und hochmolekularen organischen Verbindungen, die hauptsächlich sauren Charakter besitzen.
• Würde man das Material in diesem Zustande hoher Temperatur und hohem Druck aussetzen, so würde es sich unter Gasentwicklung teilweise zersetzen und nicht in einwandfreier Weise und in kurzer Zeit zu brauchbaren Produkten führen.
• Gibt man hingegen basische Bestandteile vor dem Preßprozeß hinzu, z. B. Calcium-, Strontium-, Barium-, Magnesium- oder Zinkhydroxyd, ferner Ammoniumhydroxyd oder Ammoniakderivate, wie Hexamethylentetramin, so entsteht eine preßbare Masse, die beim Formprozeß unter einer Temperatur von 150 bis 175' keine Gase entwickelt und nach 5 bis io Minuten fest genug ist, um in noch heißem Zustande aus der Form entfernt zu werden, ohne sich zu verziehen.
• Die Menge des basischen Zusatzes hängt von der Art des Zusatzes, des Rohmaterials und von der vorangegangenen Behandlung ah. Gute Resultate sind mit Zusatz von 5 bis 40 % Calciumhydroxyd erzielt, aber auch darüber hinaus können die Mengen gesteigert und Vorteile erreicht werden.
• Die Preßmassen können in verschiedenste Form gebracht und .durch Zugabe von Farbstoffen oder Pigmenten in den gewünschten Farben hergestellt werden. Sie können auch mit Füllstoffen oder Verstärkungen gemeinsam verpreßt werden, und ferner können sie beispielsweise mit Phenolformaldehydharzen oder anderen Hunstharzen gemischt werden, die durch Druck und Hitze hart und unschmelzbar werden.
• Als Beispiel sei die Herstellung solcher Formkörper aus Sägemehl oder Bagasse beschrieben, obwohl in der gleichen Weise Stroh oder ein anderes Cellulosematerial behandelt werden kann. 27o kg Sägemehl (oder Bagasse), 9o kg Natriumhydroxyd und 38o 1 Wasser werden beispielsweise in einem stählernen Autoklaven 3 bis 4 Stunden bei etwa i i Atrn. mit Dampf behandelt, worauf die Masse aus dem Autoklaven entfernt wird. Durch Zusatz von Schwefelsäure (etwa 16o kg Schwefelsäure in i2oo 1 Wasser) werden aus den während. des Kochprozesses gebildeten Harzverbindungen die Harze auf der Zellstoffsubstanz niedergeschlagen. Das Ganze wird dann abfiltriert und so lange ausgewaschen, bis das Filtrat neutral reagiert und frei von Sulfaten ist.
• Das so vorbereitete Produkt wird an der Luft getrocknet und nach Zusatz einer basischen Verbindung in einer geeigneten Apparatur, z. B. einer Kugelmühle, kräftig durcheinander gemischt. Es können z. B. bei Sägemehl eine Menge von etwa 30 °/o gelöschter Kalk (bei der Verarbeitung von Bagasse vorteilhafterweise weniger, z. B. etwa io °/o) angewandt -werden. Die Mischung wird dann in die Form gebracht und unter Druck und Hitze gepreßt. Der Druck beträgt etwa Zoo Atm. und die Temperatur etwa 15o bis 16o°. Unter diesen Bedingungen werden gewisse Bestandteile der Mischung plastisch, das Material beginnt zu fließen und fügt sich der Form genau an. Gleichzeitig findet eine chemische Umwandlung statt, so daß nach kurzer Zeit, gewöhnlich nach ein paar Minuten, die Masse hart und unschmelzbar wird. Der Preßkörper kann ohne Schaden aus der Form genommen werden, solange er noch heiß ist.
• Die so erhaltenen Preßkörper sind hart und fest, besitzen eine große Isolationsfähigkeit und ein glattes Aussehen. Durch die Luftfeuchtigkeit werden sie wenig oder gar nicht angegriffen. Die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit kann aber noch erhöht werden, wenn man die Preßstücke mehrere Stunden auf etwa 1500 erhitzt, oder auch, wenn man vor dem Pressen sehr fein mahlt, schließlich auch dadurch, daß geringe Zusätze an Harzen hinzugefügt werden. Wünscht man das Füllen besonders gearteter Formen durch geringere Korngröße des Pulvers zu erleichtern, so kann man es in Form von Tabletten bringen oder in sonstiger Weise warm oder kalt vorgeformt anwenden.

Claims (4)

1. PATRNTANSPRÜcHR: 1. Verfahren zur Herstellung geformter Kunstmassen aus alkalisch behandeltem Cellulosematerial, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Sägemehl, zerkleinertem Stroh o. dgl. durch alkalische Behandlung entstehende Masse angesäuert; ausgewaschen, getrocknet und mit basischen Verbindungen heiß verpreßtwird .
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Alkali - behandelte, angesäuerte und mit Wasser gewaschene Masse bei etwa 8o0 an der Luft getrocknet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als basische Verbindungen 5 bis 40 °!o Erdalkalihydroxyde zugesetzt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse vor dem Pressen mit Kunstharzen und/oder Füllstoffen vermischt wird.