DE672945C

DE672945C - Verfahren zur Herstellung von Holzstoff

Info

Publication number: DE672945C
Application number: DEW101081D
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Wohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-04-28
Filing date: 1937-05-11
Publication date: 1939-03-13
Also published as: FR837128A; GB514384A; DE707725C

Description

Es ist bereits bekannt, daß verdünnte Säuren auf die inkrustierenden Bestandteile des Holzes wesentlich stärker hydrolytisch einwirken als auf die Cellulose. Man findet z.B. die Angabe, daß eine io/oige Salzsäure bis zu 2 stündigem Kochen nur die Hemicellulosen des Holzes angreift. Das bezieht sich aber auf die Behandlung fein zerteilten . Holzes und ,auf die Prüfung, wieweit dabei das Gewicht des Celluloseanteils vermindert worden ist. In der Tat wird durch eine solche Behandlung von der Cellulose selbst nur wenig gelöst; wendet man, aber diese Behandlung auf kleine Holzstücke an, so zeigt das mikroskopische Bild, daß auch bei sehr vorsichtiger mechanischer Zerteilung fast nur kurze Faserstücke und Zelltrümmer erhalten werden, daß also zwar das Cellulosegewicht nicht wesentlich vermindert wird, aber doch ein an der Easerschwächung und -Verkürzung kenntlicher Angriff auf die Cellulose eingetreten ist.

Andererseits ist z. B. bei dem Sulfitvernebelungsverfahren die Zugabe von Salz oder Schwefelsäure empfohlen worden. Der Zusatz erfolgt aber nur zu der eigentlich und in anderer Art wirksamen schwachen schwefeligen Säure in Spuren, die noch nicht ¹Z₁₀ der Mengen betragen, die zur Neutralisation der Aschensalze des Holzes erforderlich sind. Diese Säurespuren werden von den organisehen Säuren des Holzes gebunden und können selbst keine hydrolytische Wirkung ausüben.

Es sind bisher Bedingungen nicht bekanntgeworden, unter denen sich durch starke Mineralsäuren eine genügend hydrolytische Lockerung der Bindung zwischen den inkrustierenden Stoffen und der Cellulose herbeiführen ließe, so daß grobe Holzstücke ohne

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Faserschwächung und Holzverluste durch Lösung ohne besondere Maßnahmen leicht zerfasert werden können.

Das vorliegende Verfahren beruht auf der Erfindung, daß für den angestrebten Zweck nur eine überaus geringe hydrolytische- Einwirkung von Säure erforderlich ist und daß auch gröbere Holzstücke so verarbeitet werden können, wenn diese nur weitgehend und gleichmäßig gequollen sind und wenn die hydrolytisch wirkende Säure nur gleichmäßig darin verteilt ist bzw. sich darin durch Diffusion verteilen kann. Das ist bisher nicht erkannt worden, wohl weil schon bei einer etwas stärkeren Hydrolyse in saurem Medium eine weitgehende Faserschwächung eintritt und weil stärkere Konzentrationen eine Entquellung begünstigen, die dem Fortschreiten des hydrolytischen Vorganges durch die Masse der einzelnen Holzstücke hindurch entgegenarbeitet und bewirkt, daß Äußeres und Inneres der Stücke ungleichmäßig angegriffen werden. Das macht sich um so mehr geltend, je größer die Dicke der zu verarbeitenden Holzstücke in der Faserrichtung ist und je größeren Widerstand die Holzart der Weiterleitung der Flüssigkeit in der Faserrichtung entgegensetzt. Zur Herbeiführung · einer gleichmäßigen Quellung und Flüssigkeitsverteilung wird das Holz entlüftet, in. diesem Zustande getränkt und mit der Tränkungsflüssigkeit in Berührung gelassen, bis die langsam verlaufende weitere Flüssigkeitsaufnahme unter Absinken des Flüssigkeitsspiegels praktisch vollendet ist. Das Gewicht beträgt nach Entlüftung und Quellung etwas mehr als das Doppelte des Trockengewichtes bei Buchenholz, bis etwa das Dreifache bei nicht zu harzreichem Kiefernholz, bis etwa das Vierfache bei Lindenholz; für Fichtenholz liegen die entsprechenden Werte im allgemeinen zwischen denen für Buchen- und Kiefernholz, für Tannenholz zwischen denen für Kiefern- und Lindenholz.

Die Entlüftung kann z. B. schon bei gewohnlicher Temperatur durch Anwendung eines praktisch leicht einzuhaltenden Vakuums von etwa- 100 bis 150 mm Innendruck oder durch Aufsiedenlassen in der Flüssigkeit bei erhöhter Temperatur und schwächerem Vakuum oder durch Kochen unter gewöhnlichem Drude erfolgen. Die Anwendung einiger Atmosphären Überdruck hinterher ohne weitere Temperaturerhöhung ist insbesondere für die gleichmäßige Durchdringung größerer oder härterer Holzstücke wirksam.

Bei gleichmäßiger Quellung und Tränkung kann man Kiefernholz z. B. durch 3- bis 4 stündiges Erwärmen auf etwa 95 bis ioo° bereits mit einer Salzsäure von annähernd ¹Z₁O⁰Io Gehalt (¹Z₄₀ normal) so gleichmäßig hydrolysieren, daß der innere Kern der Stücke wie das Äußere verhältnismäßig leicht zerdrückbar sind und durch den Druck nicht in strähnige Teile wie unbehandeltes oder unvollkommen behandeltes Holz, sondern in eine dichte, gleichmäßig zerfaserbare Masse zerfallen. Als Maß für das Fortschreiten des hydrolytischen Vorganges kann die Säurezunahme dienen, die z. B. bei im wesentlichen harzfreiem KiefernhofefSplint), als Essigsäfuim berechnet, etwa V2 bis ro/o auf das Holzgewicht beträgt, bei harzreichem (Kern) dagegen weniger, da abgespaltene Harzsäure sich nicht löst. Statt Kiefernholz ist z. B. auch Fichtenholz verarbeitbar. Bei Tannenholz, dessen Aschenalkalität im allgemeinen mehr als das doppelte so hoch ist wie bei den vorgenannten Holzarten, ist die Säurestärke etwas zu erhöhen, z.B. auf etwa 0,150/0, da sich bei den hier verwendeten geringen Säuremengen bereits geltend macht, daß ein Teil der Säure durch 'die organischen Salze des Holzes gebunden und für die Hydrolyse unwirksam gemacht wird.

Statt Salzsäure kann z. B. auch Schwefelsäure oder eine andere starke Mineralsäure in einer der oben angegebenen Salzsäurestärke' hydrolytisch gleichwirkenden Konzentration dienen.

Will man unter 95⁰ arbeiten, so ist eine entsprechend höhere Säurekonzentration erforderlich. Auch den übrigen Betriebsverhältnissen> wie Einwirkungsdauer, Zerfaserungsgrad, kann man die Konzentration der Säure anpassen.

Es ist bereits bekannt, mild wirkende saure Lösungen ziur Einwirkung auf Holz zu bringen. In der deutschen Patentschrift 507869 beispielsweise wird als saure Flüssigkeit, die erweichend wirkt, CalciumhydrosurfLt angegeben, too Dieses Mittel wirkt aber nicht nur hydrolytisch, sondern übt auch eine das Lignin bindende Wirkung aus. In der schweizerischen Patentschrift 123468 werden Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Essigsäure, statt alkalischer Lösungen empfohlen. Dabei muß aber das Holz entsprechend dem Verfahren der schweizerischen Patentschrift 120266 der mechanischen Behandlung bei Gegenwart eines Teils der Säure unterzogen werden, damit die angestrebte Wirkung erzielt werden kann.

Beispiel

Kiefernholz, in Stücken bis zu etwa 1 cm Durchmesser in der Faserrichtung, wird mit überstehender etwa }/_loojoiger Salzsäure, die unter Rückfluß zu lebhaftem Sieden erhitzt wird, bis zur praktisch vollständigen Austreibung des Luftgehalts der Holzstücke behandelt. Bei harzhaltigem Kernholz scheidet sich dabei ein Teil des Harzes in der sieden.-

den. Flüssigkeit ab. Man läßt die Temperatur | etwas absinken, wobei auch, der Flüssigkeitslspiegel ziemlich rasch absinkt, hält dann etwa 3 bis 4 Stunden, ohne daß die Flüssigkeit siedet, bei annähernd ioo° und läßt die Temperatur wieder etwas absinken. Die nicht aufgenommene Säure wird abgelassen und kann wieder verwendet werden. Das Holz wird zerdrückt und zerfasert. Die nicht aufgenommene ίο Säure kann auch bereits nach der Tränkung abgelassen werden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Holzstoff durch hydrolytische Behandlung von zerkleinertem Holz mit einer starken Mineralsäure in verdünntem, nicht oxydierend wirkendem Zustande, dadurch gekennzeichnet, daß man das 'entlüftete Holz mit einer größeren als der zur Neutralisation, der Aschensalze des Holzes erforderlichen Menge Mineralsäure in einer Konzentration, die der hydrolytischen. Wirksamkeit einer Salzsäure von etwa 0,1 oder 0,150/0 bei ioo° entspricht, möglichst gleichmäßig tränkt, mit oder ohne Abziehen der nicht aufgenommenen Säure erwärmt oder längere Zeit lagert und anschließend nach Ablassen der Säure zerdrückt und zerfasert.