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Verfahren zur Herstellung von Kunstmassen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Herstellen von Kunstmassen aus den durch alkalischen Aufschluß von
Holz verbleibenden Rückständen und dem aus der gleichzeitig gewonnenen Lauge mit
Säure ausgefällten Lignin.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art benutzt man das bei der Säurefällung
aus der Schwarzlauge der Sulfatzellstoffherstellung anfallende Harz als Füllstoff
einer aus Cellulosefasern bestehenden Kunstmasse. Hierzu wird Holz von der Gattung
der Koniferen nach dem Natron- oder Sulfatzellstoffverfahren aufgeschlossen; durch
nachfolgenden Zusatz von Säure zu dieser Schwarzlauge wird das aus dem Holz ausgelaugte
Lignin ausgefällt und dieser Niederschlag mit dem Holzstoff vermischt. Die auf diese
Weise hergestellte Masse läßt sich durch Druck und Hitze zu beliebigen Körpern verformen.
Es ist auch bekannt, anstatt wie bei dem vorher beschriebenen bekannten Verfahren
den Holzstoff zu verwenden, von dessen Herstellung die Schwarzlauge stammt, anderweitig
gewonnenen Holzstoff oder auch anderweitig gewonnene Schwarzlauge zu benutzen.
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Es hat sich nun gezeigt, daß aus dieser nach den bekannten Verfahren
gewonnenen Kunstmasse gepreßte Körper nur geringe Wasserbeständigkeit aufweisen.
So zeigte z. B. ein Körper, der aus einer Kunstpreßmasse, die Holzstoff mit dem
aus seiner Schwarzlauge ausgefällten Lignin enthielt, gepreßt war, nach 48 Stunden
eine Wasseraufnahme von 4,1 %, was sich in der blasig aufgequollenen Oberfläche
des Körpers äußerte.
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Die Erfindung bezweckt, diese Mängel der bekannten Verfahren zu beseitigen.
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Dies geschieht durch ein Verfahren zum Herstellen von Kunstmassen
aus den durch alkalischen Aufschluß von Holz verbleibenden Rückständen und dem aus
der.:
gleichzeitig gewonnenen. Lauge mit Säuren ausgefällten Lignin, dessen erfinderische
Kennzeichen darin bestehen, daß man ausgebrauchte Gerberlohe dem alkalischen Druckaufschluß
unterwirft, hierauf das Lignin in Gegenwart der holzartigen -Rückstände mit verdünnten
Säuren ausfällt und das so erhaltene Gemisch in bekannter Weise verformt und verprefft.
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Die Erfindung macht sich die Erfahrung zunutze,* daß die bei der Gerbstoffextraktion
aus Baumrinden und Gerbhölzern in beträchtlichen Mengen anfallenden holzartigen
Rückstände einen hohen Ligningehalt bis zu etwa 45 % aufweisen. Bislang hat man
aber dieses in den extrahierten Rinden und Hölzern enthaltene Lignin nicht verwertet,
sondern die Rückstände mit nur geringem Wirkungsgrad verfeuert.
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Der einfachen Nutzbarmachung dieses Lignins durch Verpressen dieser
Rückstände in der Wärme und bei hohem Druck steht der Nachteil entgegen, daß man
zwar Preßkörper erhält, die jedoch flieht wasserbeständig sind und schon nach kurzer
Zeit zerfallen.
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Es wurde nun gefunden, daß man die bei der Gerbstoffextraktion aus
Baumrinden und Gerbhölzern anfallenden holzartigen Rückstände als Ausgangsstoff
zum Herstellen einer Lignin als Bindemittel enthaltenden Preßmasse verwenden kann,
wenn diese Rückstände in. an sich bekannter.Weise-unter Druck mit Alkali behandelt
werden. Hierdurch wird das in ihnen enthaltene Lignin in Lösung gebracht. Darauf
säuert man dieses Reaktionsgemisch, d. h. das gelöste Lignin samt den holzartigen
Rückständen, mit verdünnter Säure auf einen p#I-Wert von etwa 4,5 bis 5,o an, wodurch
.das in Lösung gegangene Lignin wieder ausgefällt wird und sich. dabei mit der ungelöst
bleibenden Holzmasse gleichmßig vermischt. -Das Reaktionsgemisch wird sodann filtriert
und ausgewaschen, wodurch die abgebauten Cellulosesubstanzen, wie Hemi= cellulose,
Pentosame, Xylane, entfernt werden. Die abgeschleuderte Masse wird nun bei mäßiger
Wärme, etwa 5o bis 6o0, getrocknet und gemahlen.
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Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Masse läßt sich
dann bei Temperaturen von etwa 150' und bei Drücken von etwa 5oo at zu Kunstmassen
verpressen, die hohe Wasserbeständigkeit aufweisen, die wesentlich größer ist als
die von Phenol-, Kresol- und Harnstoffpreßmassen.
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Die anzuwendende Menge an -Alkali richtet sich nach dem jeweiligen
Gehalt an Lignin der holzartigen Rückstände, sie beträgt zweckmäßig etwa zwei Drittel
des gefundenen Lignins. Sowohl durch eine Verringerung als auch durch eine Erhöhung
des Alkaligehaltes wird die Wasserbeständigkeit herabgesetzt, im letzteren Falle
ergibt sich aber der Vorteil einer verbesserten Fließfähigkeit der Preßmassen, so
daß sie sich auch im Spritzguß verarbeiten lassen. Beispiel Zoo g extrahierte Fichtenrinde
mit einem Gehalt von 45 0/0 Lignin werden mit iooo ccm Wasser, welches 6o g Na OH
= 30 0/0 der Rinde enthält, 5 Stunden lang auf 16o0 unter Druck erhitzt. Nach Entleeren
des Aütoklavs wird die Reaktionsmenge mit so viel Wasser versetzt, daß ein gut rührbarer
Brei entsteht. Danach wird bei gewöhnlicher. Temperatur mit einer etwa q.0/0 Salzsäure
auf einen pH-Wert von 4,5 bis 5,o eingestellt, wozu etwa iooo ccm erforderlich sind.
Das schwach saure Gemisch wird abfiltriert, nachgewaschen und geschleudert. Das
feuchte Produkt wird bei 5o bis 6o0 getrocknet und dann vermahlen.
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Die Abhängigkeit der Wasseraufnahme von der Menge des aufgewendeten
Alkalis in bezug auf die des gefundenen Lignins ergibt sich aus nachstehender Tabelle
| Behandlung der Rinde Wasseraufnahme |
| mit nach 48 Stunden |
| zo 0/0 NaOH 7,7 % |
| 15 0/0 - 1,65 % |
| 201)/, - 0,727, |
| 250/0 - 0,60 0/0 |
| 30 0/0 - 0=04 0/0 |
| 35 0l0 - 1,55% |
| 40 % - 2,396/0 |
| .45 % - 2,63 0",) |
| 50070 _ .- 2,901/0 |
Bei etwa 30 0/0 Na O H zeigt sich also bezüglich der Wasseraufnahme der für -das
Endergebnis günstigste Wert. .
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. Die außerordentlich wertvollen Eigenschaften des nach dem Verfahren
der Erfindung dargestellten Lignins als Preßpulver sind wahrscheinlich auf die durch
die Extraktion der Gerbstoffe aus den Rinden und Gerbhölzern herbeigeführte relative
Anreicherung der Rückstände an Lignin und die bloße Anwesenheit der übrigen in der
Rinde enthaltenen celluloseartigen Beimengungen zurückzuführen, ohne daß es weiterer
Zusätze bedarf. Um jedoch die Eigenschaften der nach dem Verfahren der Erfindung
hergestellten Preßmasse nach der einen oder anderen Richtung zu beeinflussen, können
der Masse auch andere Kunstharze zugesetzt werden.
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Die Erfindung weist weiterhin einen Weg zur Verwertung der bislang
als wertlos erachteten, bei der Gerbstoffextraktion aus Baumrinden und Gerbhölzern
anfallenden Rückstände, zum anderen bietet sie die Möglichkeit, Phenol, Kresol,
Harnstoff und Aldehyde einzusparen und so die Kunststofferzeugung weiter zu heben.