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Verfahren zur Herstellung geformter Körper aus pflanzlichem Faserstoffmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geformter Körper,
insbesondere Platten aus pflanzlichem Faserstoffmaterial, welches zur Verfilzung
geeignet ist, wie z. B. Holz, Stroh, Zuckerrohr, Bambus. Das Material kann sogar
in Form von Abfall verwendet werden, selbst wenn die Faserlänge beträchtlich kurz
ist, wie z. B. bei Sägespänen oder Hobelabfällen.
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Gemäß der Erfindung wird der Rohstoff, z. B. in lufttrockenem Zustand,
zunächst auf eine gewisse Faserstofflänge (Korngröße) gebracht, wenn er sich nicht
schon in diesem Zustand befindet und einer vorsichtigen, mechanischen Behandlung
unterworfen in Gegenwart einer wäßrigen Lösung von 0,05 1>is 0.7% Alkaligehalt,
zweckmäßig o,i bis o,ao/o, bezogen auf Natriumhydroxyd. Die mechanische Behandlung
mußdabei so vorsichtig durchgeführt werden, daß die Faserstoffe weder in eine Art
Gelatine übergeführt werden noch die Masse schleimig wird. Bei einer Temperatur
von mindestens 5o° sind besonders günstige Ergebnisse zu erzielen. Zweckmäßig wird
diese Temperatur jedoch ioo° nicht überschreiten. Aus dem so behandelten Material
werden in bekannter Weise die geformten Körper hergestellt.
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Das beschriebene Verfahren ,ist im besonderen anwendbar für frisches
und feuchtes Rohmaterial; aber auch wenn das Material lufttrocken ist, wie z. B.
Hobelspäne, ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung geeignet. Man wird in diesem
Falle nach der Herbeifü:hrung der gewünschten Faserstofflänge (Korngröße) und vor
der mechanischen Behandlung
eine Behandlung in einer wäß-rigen
Lösung von 0,05 bis 0,7% Alkali, vornehmlich 0,05 bis o, i 0/0 Alkali, bezogen auf
Natriumhy droxvd, durchführen.
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Die erwähnte mechanische Behandlung kann ausgeführt werden in Jordan-Maschinen,
Holländern oder anderen geeigneten Mühlen, welche in der Papier- und Holzfaserverarbeitungsindustrie
gebraucht werden. Die mechanische Behandlung muß so vorsichtig ausgeführt werden,
daß die Faserstoffe nicht im bemerkenswerten Grade verkürzt werden, da der Zweck
der Behandlung des Faserstoffmaterials immerhin der ist, das Material verfilzl>ar
zu machen. Die Behandlung muß aber auch in solcher Weise durchgeführt werden, daß
die Fasern nicht gelatinieren und daß keine schleimige 'Masse erhalten wird. Dies
ist notwendig, da bei der technischen Durchführung große Wassermengen entfernt werden
:müssen und bei dieser Wasserentfernung die Masse nicht in seitlicher Richtung abfließen
darf, wenn sie Druck ausgesetzt wird, was sie tun würde, wenn sie schleimig wäre.
Der Faserstoff muß noch in einem Grad erhalten sein, der die Entwässerung leicht
ermöglicht.
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Es wurde festgestellt, daß das Material auf diese Weise ein aktives
wird, daß die Faserstoffe und Faserstoffbestandteile sich beim Formen und Trocknen
des Materials gegenseitig binden. Wenn gemäß den angegebenen Vorschriften gearbeitet
wird, resultiert eine Faserstoffmasse, welche bei der Herstellung von geformten
Körpern, insbesondere Tafeln, noch sehr wohl entwässert werden kann. Mit Hilfe der
erhaltenen Faserstoffmasse lassen sich poröse Faserstoffplatten herstellen, welche
eine festere Struktur haben als die bekannten üblichen Faserstofftafeln oder Platten.
Die Biegefestigkeit ist ungefähr doppelt so hoch.
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Die Faserstoffmasse läßt sich zur Herstellung von harten und halbharten
Tafeln verwenden. Diese Tafeln oder Platten besitzen eine dichte Struktur und zeigen
keinerlei Neigung zur Aufspaltung in einzelne Lagen, wenn sie in Richtung ihrer
Seitenkanten oder Seitenflächen durch Stöße, Drücke o. dgl. beansprucht werden.
Wenn die Tafeln gesägt werden, so neigen ihre Schnittkanten nicht zur Auflockerung.
Die Biegefestigkeit und die Wasserabsorptionswerte sind sehr gut. Eingehende Untersuchungen
haben ergeben, daß die angewendete -Alkalfkonzentration, und zwar vor als auch bei
der mechanischen Behandlung, innerhalb gewisser Werte zu halten ist, um auf diese
Weise den erwähnten Erfolg herbeizuführen. Die unten aufgeführten Tafeln präsentieren
die technischen Daten, welche nach dem obenerwähnten Verfahren hergestellte Platten
aufweisen. Oben angegebene Grenzwerte sind in den nachfolgenden Übersichten mit
eingeschlossen.
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Die Biegefestigkeitswerte gemäß Tafel l wurden erhalten durch Prüfstücke
von 5o m,m Breite und j o mm Stärke. Die Wasserabsorptionswerte ergaben sich ebenfalls
durch Anwendung dieser Prüfstücke, welche i Stunde lang im Wasser auf 25° gehalten
werden. Die dabei erhaltene Gewichtszunahme, bezogen auf lufttrockene Platten, ergibt
den Wasserabsorptions@vert. Die in Wasser gelegten Prüfstücke wurden mit Löschpapier
getrocknet und unmittelbar daran anschließend der Biegeprüfung unterworfen; einer
Prüfung, durch welche sich die Biegefestigkeit im nassen Stadium ergab.
| Tafel I |
| Volum- Wassrr- Biegefestigkeit |
| Zugabe gewicht aufnahnie pro kg/cm |
| von Alkali luft- |
| g/em3 0% trocken naß |
| 0,0% 0,27 31 16 10 |
| 0,10/0 0,34 1 5 49 3, |
| 0,2010 0,35 20 50 31 |
| 0,40/0 0,35 24 52 29 |
| 0,8111/0 0 ,37 i90 54 12 |
Es ist aus der Tafel i erkennbar, daß jene Beispiele, deren Prüfwerte auf Grund
von angegebenen Grenzwerten der Erfindung erhalten wurden, nicht die von einer Faserstoffplatte
guter Qualität verlangten Eigenschaften aufweisen. Das angewendete Alkali braucht
nicht notwendig Natriumhydroxyd zu sein. Es lassen sich alle anderen Alkalien und
alkalischen Erden verwenden. Die Temperatur soll innerhalb gewisser Grenzen gehalten
werden, um den gewünschten Erfolg zu erzielen. Das ergibt sich besonders deutlich
aus der folgenden Tafel II, gemäß welcher die Temperaturen während des Mahlens verändert
wurden, allerdings bei gleichbleibender Menge von Alkali. Der Mahlungsgrad war in
allen Fällen der gleiche. Die folgende Tafel II zeigt, daß die Biegefestigkeit von
14 bis zu 82 zunimmt, d. h. sie wird sechsmal so groß, wenn die Mahltemperatur von
25° auf 100° gesteigert wird.
| Tafel II |
| Mahltemperatur Volumgewicht Biegefestigkeit |
| in C ° g/cm2 kg/cm2 |
| 25 0,28 14 |
| 50 0,28 21 |
| 75 0,32 39 |
| 1 0o 0,37 82 |
Die obenerwähnten Tabellen zeigen die Anwendbarkeit und die Brauchbarkeit des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Es ergeben sich vor allem die eng gesetzten Grenzen des verwendeten
Alkalis und der Temperatur.
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Beispiel i Sägeabfälle in Form von Sägespänen werden gesiebt durch
ein Sieb mit runden öffnungen von 5 :mm Durchmesser, das abgesiebte Gut wird in
einen Behälter gebracht, in welchen Wasser und Alkali gegeben werden, derart, daß
eine o,i0%ige Alkalikonzentration erreicht wird. Die Temperatur wird auf 8o° erhöht.
Die Masse wird in einer entsprechenden
\laschine gemahlen, wobei
jedoch das 1,' aserstoffmaterial äußerst vorsichtig behandelt wird. Geformte Körper
werden in üblicher Weise aus der Masse hergestellt.
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Beispiele Holzabfälle in Form von Hobelspänen o. dgl. werden in einer
Mühle auf eine Länge verkleinert, (laß sie durch ein Sieb mit runden Öffnungen von
5 mm Durchmesser hindurchtreten können. Das abgesiel)te Gut wird bei Zimmertemperatur
16 Stunden lang in einer .@Ikalilauge behandelt, die etwa eine Konzentration von
0,05% aufweist.
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Das Material wird auf 6o° erhitzt, die Alkalikonzentration wird auf
o,i% gesteigert. Erst daraufhin wird (las Ganze der mechanischen Behandlung in einer
Mahlmaschine unterworfen, bei welcher das Faserstoffmaterialvorsichtig vermahlen
wird. Aus dein Endprodukt werden in üblicher Weise Platten hergestellt.
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Der große technische Vorteil der Erfindung liegt darin, @daß sie es
möglich macht, Faserstoffplatten, geformte Körper u. dgl. von guter Biegefestigkeit
mit Hilfe von kurzem Faserstoffmaterial, wie Sägespänen, Hobelspänen u. dgl., herzustellen,
ohne daß ein Bindemittel erforderlich ist.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Fülle von Arten von Faserstoffmaterial
geeignet, wie Holz, Stroh, Zuckerrohr, Bambus. Unabhängig von der Art des Materials
ergeben sich die erwähnten Vorteile des Endproduktes, nämlich hohe Biegefestigkeit
und gute Widerstandsfähigkeit gegen Wasser, wenn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gearbeitet wird.