DE885160C - Verfahren zur Herstellung von Verbund- und Presskoerpern aus ligninhaltigen Stoffen,insbesondere Holz - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Verbund- und Preßkörpern aus ligninhaltigen Stoffen, insbesondere Holz Es sind bereits verschiedene Verfahren für die Herstellung von Verbundkörpern oder Preßkörpern aus Holz u. dgl., insbesondere in Form von Abfällen bekannt. Diese Verfahren bestehen darin, daß, nachdem das Holz hinreichend zerkleinert und iin geeigneter Weise vorbehandelt worden ist, dessen zerkleinerte Teile .durch geeignete Bindemittel, im allgemeinen harzartige Stoffe, miteinander verbunden «-erden und die Masse dann unter Druck in der gewünschten Weise verformt wird. Es ist auch möglich, das Holz durch trockene oder nasse Verarbeitung zu zerfasern, um es dann nach einem in der Papier- oder Pappenfabrikation üblichen Verfahren zu verfilzen. Ein Ziel der Erfindung besteht darin, das in,den Holzabfällen od. dgl. enthaltene Lignin bei einem Verfahren zur Vereinigung der genannten Holzabfälle zu verwenden.
• Ein anderes Ziel besteht in der gleichzeitigen Verwendung gewisser Reakbionsmittel, die für die Verarbeitung von Holz geeignet sind und während einer Wärmebehandlung von Holzabfällen unter Druck in der Masse aufeinanderfolgend eine erweichende und katalytische Wirkung entfalten.
• Gemäß der Erfindung werden die Holzabfälle zunächst unter vermindertem oder normalem atmosphärischem Druck in der Kälte oder Wärme mit einer schwachen Säure, wie Valerian- oder Borsäure, behandelt, wobei: die Gewichtsmenge der Säure zu den Holzabfällen o,2,5 bis 0,50°/o beträgt. Im Falle von Borsäure ist die Lösung etwa 50/aig und von Valeriansäure etwa 220/aig. Auf diese Weise wird das Lignin in, die gewünschte Form gebracht, in der es bei der Verbindung der Holzabfälle zu seinem Teil wirksam werden. kann.
• Die so. erhaltene Masse wird dann unteratmosphärischem Druck kalt oder warm mit einem heterocyclischen. Alkohol mit hohem Siedepunkt, wie Furfurylalkohol od. dgl., gemischt, und diesem Gemisch wird dann eine starke Säure mit beschleunigender und katalysierender Wirkung zugesetzt. Diese Säure kann hochprozentige Schwefelsäure sein und z. B. im Verhältnis von 0,03 Gewichtsprozent zu den Holzabfällen angewendet werden, oder, eine wäßrige 150/0;ige Lösung oder selbst Schwefel oder eine seiner Verbindungen, die unter Hitze und Druck S 02 erzeugen.
• Die so erhaltene Masse wird dann je nach der in dem Rohprodukt enthaltenen relativen Menge des Lignins einem Druck von etwa 2o kg/cm2 unterworfen und dabei auf et-,va 12o° C erhitzt. Auf diese Weise wird ein feuchtigkeitsfester Preßkörper mit großer Härte erhalten; die Eigenschaften dieses Produkts liegen zwischen denen von Naturholz und denen eines plastischen Materials. Es kann sehr leicht maschinell bearbeitet werden.
• Als Säuren können bei diesem Verfahren alle diejenigen benutzt werden, die nicht mit der Essigsäure reagieren, die während des. Verfahrens indem Holz gebildet wird. Beispielsweise kann die schwache Säure aus Bor- oder Valeriansäuren bestehen, doch können gegebenenfalls auch Chlorgase benutzt werden.
• Beispielsweise kann eine Menge Holzabfälle der folgenden Behandlung unterworfen werden.
• Die Masse wird zunächst unter atmosphärischem Druck oder unter einem Druck von Zoo mm Quecksilbersäule mit einer 2-2%iaerL Valeriansäurelösung behandelt, wobei die Gewichtsmenge der Lösung zu .den Holzabfällen o,25 bis o,5o% beträgt.
• Im Anschlu ß an diese Behandlung wird die Masse in einer Mischvorrichtung mit einer wäßrigen i5%igen Sch@vefel,säu.relösu,ng gemischt, wobei die Menge dieser Lösung etwa o,25 bis 0,50% des Gewichtes der als Rohmaterial benutzten Holzabfälle beträgt. Es werden auch 1 bis 3 % eines heterocyclischen Alkohols mit hohem Siedepunkt zugesetzt. Das Ganze wird dann etwa 1 bis 1o Minuten bei Zimmertemperatur durchgemischt. Die so erhaltene Masse wird dann unter Anwendung von Wärme verpreßt, wie es oben bereits erwähnt ist.
• Wie aus vorstehendem hervorgeht, werden die der Masse zugesetzten verschiedenen Produkte in sehr kleinen Mengen angewendet, die viel geringer als. die ,der bisher als Zusätze benutzten harzartigen Bitndemittel sind. Dies: ergibt sich aus der Tatsache, daß erfindungsgemäß das Bindemittel zu einem großen Teil aus dem Lignin des Holzes selbst besteht, wobei das Lignin durch die genannte Behandlung in den Stand gesetzt wird, als Bindemittel zu wirken. Ein weiterer Grund- für die geringe Menge,der zugesetzten Produkte ist der, daß alle diese Stoffe sehr flüssig sind und viel mehr flüssig als die üblichen harzaxtigen Bindemittel, so daß sie viel leichter alle Teilchen der Masse durchdringen.
• Das, Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß nach ihm Holzabfälle, wie Schnitzel, Hobel- And Sägespäne usw., ohne jede besondere Vorbehandlung, so wie sie sind, verwendet werden können. Das Verfahren ist ferner anwendbar ohne Rücksicht auf. d ie Art und den. Feuchtigkeitsgehalt der Holzabfälle. Je nach der Wassermenge, die in den Abfällen enthalten ist, kann es jedoch erforderlich werden, die beispielsweise angegebenen Teilmengen der Produkte sowie auch ihre Konzentrationen etwas zu ändern. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Abfälle 13% übersteigt, so ist es zweckmäßig, obgleich nicht notwendig, die Holzabfälle teilweise zu trocknen, ehe sie nach dem Verfahren behandelt werden.
• Es! ist! darauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht auf die angegebene Arbeitsweise der Behandlung beschränkt ist und daß die Reihenfolge der Verfahrensmaßnahmen sowie .die Art und die Konzentrationen der Säuren geändert werden können, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So. kann es beispielsweise in einigen Fällen ratsam sein, die Holzabfälle zuerst mit der starken und .dann mit der schwachen. Säure zu behandeln.
• Insbesondere umfaßt,die Erfindung die folgenden Abwandlungen: Der zugesetzte heterocyclische Alkohol kann teilweise oder ganz durch ein vorzugsweise alkalisches Harz im Kondensationszustand., z. B. ein Phen.olf0rmaldehydharz, ersetzt werden.
• Nach dem Mischen und vor dem Verformen unter Druck kann: die Masse einer längeren oder kürzeren Erhitzung auf eine verhältnismäßig niedere Temperatur ausgesetzt werden. In einigen Fällen wird durch diese Behandlung die Vereinigung des Materials während des Verformens unter Druck beschleunigt.
• Normalerweise werden .die benutzten Säuren allmählich durch die- Hydroxylgruppen der Cellulosemuleküle organisch gebunden, und es sind daher keine Hilfsmittel erforderlich, um dem. möglichen Rest an freien Säuren zu binden, der gegebenenfalls zurückbleibt, wenn beispielsweise die Masse nicht gut gemischt ist. Wenn diese Absorption beschleunigt werden soll, so Könnern die Preßkörper, wie Platten, in Kammern gebracht werden-, in denen Ammoniakgas oder irgendein anderes geeignetes alkalisches Gas enthalten ist.
• Es ist offensichtlich, ,daß das beschriebene Verfahren zur Behandlung und Verarbeitung von Holzabfällen ein Trockenverfahren ist und sich somit von den in, der Technik bekannten nassen Verfahren unterscheidet.
• Es ist ferner d arauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht nur auf Holz anwendbar ist, sondern auf alle Stoffe, die Lignin enthalten. Wenn ferner die Ligniinmenge .der Produkte an sich nicht ausreicht, befriedigende Verbundkörper zu liefern, so umfaßt die Erfindung auch die Möglichkeit, daß diesen Rohstoffen Produkte, die eine große Menge Lignin enthalten, oder reines Lignin zugesetzt «erden.
• Es ist ersichtlich, daß das beschriebene Trockenverfahren, nur geringfügige Mengen. (i bis 2 Gewichtsprozent) an Reaktionsmitteln erfordert. Außerdem brauchen im Gegensatz zu den bekannten Verfahren die Temperatur und der Druck nicht über ioo° C bzw. etwa 22 Atmosphärein, hinauszugehen. Durch die Anwendungsmöglichkeit niedriger Temperaturen wird .die Gefahr voni Riß- und, Spalthildungen vermieden. Das Endprodukt besteht aus einer Platte mit homogenem Gefüge, die physikalisch und chemisch inaktiv ist und nicht zerfällt, wenn sie in Wasser eingetaucht wird.
• Es ist selbstverständlich, daß an dem beschriebenen Verfahren Änderungen getroffen werden können, ohne d.aß hierdurch jedoch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von: Verbunduni Preßkörpern: aus, ligniinhaltigen Stoffen, insbesondere Holz, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzabfälle od. dgl. unter vermindertem oder normalem Druck in. der Kälte oder Wärme zunächst mit einer schwachen Säure, wie Valerian- oder Borsäure, behandelt werden, die erhaltene Masse dann unter atmosphärischem Druck kalt oder warm mit einem heterocyclischen Alkohol, wie Furfurylalkohol, gemischt, die Mischung dann mit einer starken katalytisch wirkenden Säure, wie Schwefelsäure, oder mit Schwefel oder einer unter Hitze und Druck schwefelige Säure erzeugenden Verbindung versetzt und schließlich unter Druck und Wärme zu Formkörpern verarbeitet wird.
2. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das, Rohprodukt zunächst der Wirkung einer starken Säure unter verringertem oder atmosphärischem Druck, dann der Wirkung einer schwachen Säure in Gegenwart eines. heterocyclischen Alkohols ausgesetzt und die gemischte Masse dann unter mäßig hohem Druck und mäßig hoher Temperatur verarbeitet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der heterocycl,ische Alkohol ganz oder teilweise .durch ein vorzugsweise alkalisches Harz im Kondensationszustand ersetzt wird. q.. Verfahren. nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemischte Massei vor ihrer Verformung eine gewisse Zeit auf höhere Temperatur, beispielsweise 5o°, erhitzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ligningehalt der zu verarbeitenden Massen durch Zusatz von Abfällen mit hohem Ligningehalt oder von praktisch reinem Lignin erhöht wird. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichteten Massen einer ein alkalisches Gas enithaltenden Atmosphäre ausgesetzt werden.