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Verfahren zur Gewinnung von zellstoffhaltigen Massen aus zellulosehaltigen
Ausgangsstoffen Die Erfindung beschäftigt sieh mit der Aufgabe der Gewinnung von
zellstoffhaltigen Massen, aus zelluloschaltigen Ausgangsistoffen, insbesondere Holzabfällen,
wie Sägiespänen, Ästen, Zweigen, usw., oder Schilf und anderen kurzlebigen. Pflanzern.
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Es gibt bereits zahlreiche Verfahren zum Aufschluß von zellulosehaltigen
,#"usgangss#toffeil mit Hilfe von Chemikalien:, die meinst bei höherer Temperatur
oder bei höheren Drücken angewendet werden. Durch diese Chetnikalie-n werden im
allgemeinen die Nichtzulluloseanteile der Ausgangsstoffe beseitigt oder chemisch
so weit verändert, daß nach ihrer Entfernung Zellstoff von, mehr oder weniger hoher
Reinheit zurückbleibt. Diese bekannben chemischen Verfahren besitzen den wirtschaftlichen
Nachteil des hohen Chemikalien- und Wärmeaufwandes. Außerdem gehen im allgemeinen
die Nichtzelluloseanteile für die Weiterverarbeitung des Zellstoffes verloren.
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Die vorliegende Erfindung fußt auf Erfahrungen, dic-, bei der mechanischen
Behandlung von zellu#lo;sehaltigem Material in, FeinstcUspergiertnaschinen gewonnen
wurden.
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Das Hauptziiel, der vorliegenden Erfindung be-
sticht demgemäß
in der Ausbildung eines Verfahrens zur Gewinnung von zellstoffhaltigen: Masisen
aus zellulosehaltigen Ausgangsstoffen, bei dein die Ausgangsstoffe mit. möglichst
geringem oder sogar fehlendem Chemikalienzusatz mechanisch aufgeschlossen werden.
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Eiln weiterris Ziel der Erfindung besteht darin, die mechanische!
Behandlung unter BeÜingungen durchzuführen, durch die die Nichtzelluloseanteile
aus ihrem ursprünglichen, d. h. natürlichen Verband,
mit
den Zelltiloseanteilen des Ausgangsstoffes in einei neue Mischung gebracht werden,
die die- papier-und pappentechnische Verarbeitung des Gemisches ermöglicht.
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Ein weitc-res Ziel der Erfindung besteht darin, durch geeignete Einstellung
der Arbeitsbedlingungen bezüglich Temperatür und Zusammensetzung des, Verarbeitungsmediums,
diei Nichtzelluloseanteile ganz oder teilweise zu entfernen oder in Verbindungen
umzuwandeln, die! die Weiterverarbeltiung, insbesondere für die Papier- und Pappenfabrikation,
fördern.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, dem Verarbehungsgut
während, des Verarbeitungsvorganges, Stoffe zuzuseitzen, die das FertigproJukt für
begtimmte, Verwendungszwecke besonders ge-
eignet machen.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Stoffe infolge ihrer
innigen Vermischung ein b,-7-sonders gleirhmäßiges Fertigprodukt ergeben.
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Demgemäß besteht das Verfahren zur Gewinnung von zellstokfflialtigen
Massen. aus zellulosehaltigen Ausgangssteffen, insbesondere, HolzabfäIlcn, nach
der Erfindung in erster Linie darin, daß die Ausgang'sstoffe in flüssigem Medium
mechanisch in kleinste Bruchstücke, z. B. Teilchen von der Größenordnung von unter
ioo it, aufgeschlossen und mit den dabei, frei werdenden, Nichtzellulo,seanteilen
zu einem insbesondere verfilzungsfähigen Brei innig vermischt werden.
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Bei einem Ansführungsbeispiel der Erfindung wird passend vorzerkleinertes,
zellulosehaltigeis, Ma.terial, beispielsweise in Form von Sägespän#en, mehrere Stunden
lang in Wasser vorgequollen. Der Brei wird dann in einer F.e#injsbdispergieTmaschibe
solcher Bauart mechanisch verarbeitet, die eine möglichst gleichförmige Teilchenzerkleiberung
auf eine Größenordnung von unter ioo it ermöglicht. Maschinen solcher Bauart sind
an sich bekarmt, und in besonders wirkungsvoller Bauart vom Erfinder an anderer
Stelle, die nicht zum Stand der Technik gehört, ausführlich beschrieben.
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Die Feinstzerkleinerung wird vorzugsweise bei höherer Temperatur,
insbesondere bÜ ungefähr 1001, durchgeführt, wobei praktisch die im Betrieb auftretende
Reibungswärme zur Ein stellung der ge# -wünschten Betriebstemperatur ausreicht.
Infolgedessen ist eine zusätzliche, Wärmezufuhr unnötig. Bef dieser mechanischen
Zerkleinerung wird das Ausgangsmaterial. in so feine Bruchstücke untertei,It, daß
die in den Zellen eingeschlossenen oder an den Zellwänden feist-haften#d-en Nichtzellulose,-anteile
frei werden. je nach der Zusammensetzung des Ausgangsstoffes und: je nach
den Betriebst bedingungen währiend der Zerkleiinerung werdlen dabei die Nichtze#lluloseanteile
zusammen mit den Zellstoffbruchteilen in dem flüssigen Medium in eine beständige
Suspension, bzw. Ernulsibnj umgewandelt, die unerwarteterweise verfilzungsmäßige
Eigenschaften besitzt. Der aus der Feinstdispergiermaschine austretende Brei! kann
daher z. B;. wie normale Pülpe zu Papfer oder Pappe verarbeitet werden. B,-i einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird das vorzugsweise vorgequollene Ausgangsmaterial
mit so viel Flüssigkeit, insbesondiere Wasser, in der Feinstdispergiertnaschine
verarbeitet, daß die Nichtzelluloseanteile teilweise echt und teilweise ko,llo#ifdal
gelöst in die überschüssige Flüssigkeiit übergehen und zum größten Teil aus dem
ablaufenden Brei durch Zentrifugieren, Abnutschen od. dgl. entfernbar sind. Die
Nichtzelluloseanteile behalten dabeii, weitgehend ihre ursprüngliche chemische Zusammensetzung.
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Wenn die Betriebstemperatur innerhalb, der Maschine! so, hoch gehalten
wird, daß di(e Zusalzflüssigkeit, also. das. Wasser oder beispielsweise organische
Lösungsmittel für die, Nichtzelluloseänteile# verdampft, dann können im Sinn einer
Wasserdampf-oder Flüssigkeitsdampfdestillation flüchtige Anteile aus der Maschine
mit dem Flüs-sigkeitsdampf A-geführt werden.
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Im Sinn der Erfindung liegt es weiterliki, die mechanische Aufarbeitung
des Ausgangsstoffes innerhalb der Feinstzerkleinerungsmaschine. in Gegenwart von
Chemikalien durchzuführen, die an sich für den. Aufschluß von zell.ulosehaltigen:
Ausgangsstaffen: bekannt sind. Diese Stoffe, können Laugen, Säuren, Oxydation#smittel,
z. B. Chlorverbindungen, u#sw. seih. Durch dir-, mechanische FE-in#St7erli:10ineTUng
wird die chemische Reaktion außerordentlich gefördert, so daß die gewünschten Aufschlußreaktionen
mit geringeren ChemikaBenmengen, oder unter schonenderen, Reaktionsbedingungen durchführbar
sind, wodurch bessere Erzeugnisse- mit höherer Wirtschaftlichkeit gewinnbar sind.
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Im Sinn der Erfind.lung liegt es fernerhin, dem Ausgangsmatie,rial
vor oder während der Bearbeitung in der Feibstzerkleinerungsmaschiner Stoffe zuzusetzen,
die, unter sich bestimmte Reaktionen eingehen und dadurch dem Enderzeugnis gewünschte
physikalische oder chemische Eigenschaften erteilen. B,5iispi;els-,v-eise kann man
der Masse, verseifbare Harze und Versei..fungsmittel zufügen, um im Enderzeugnis
die Verleimung fördernde Harzseifen zu erzeugen.
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Es ist fernerhin möglich, dem Ausgangsstoff Vor- oder Zwischenprodukte
von Kunstharzen oder anderen Stoffen beizumengen, die während des, Zerkleinerungsvorganges,
durch thermische oder chemische Einflüsse in den gewünschten end.gültigen Zustand,
z. B. eines unlöslichen Kunsbharzes" übergehen. In gleicher Weise können zu Farbstoffen
führende Reaktionen in der Masse während der Zerkleinerung durchgeführt werden,
um beispielsweise substantive An#färbungen der Zelluloseanteile zu erzeugen.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß alle vorstehend
genannten und sonstige im Siinn der Erfindung liegenden chemischen, keaktion,en
durch die mechanische Behandlung wesentlich gefördert oder in gewünschter Weise
gelenkt werden können, weil die aktiven Grenzflächen der Reaktionsteilnehmer ständig
ungeheuer groß sind und überdies durch die mechanische Behandlung
fortlaufend
erneuert werden. Infolgedessen lassen. sich in Gegenwart der zellulosehaltigen,
Bestandteile Reaktionen durchführen, die unter norma,len Verhältnissen die Zelluloseteilchen
sch#ädlich beeinflussen würden.
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Durch Zusatz von Kreide, Zinkweiß oder ähn# lichen Füllstoffen kann
man hochwertige Kunstpapiere erzeugen. Infolge der innigen Verteilung können dabei
mit einer gegebenen Menge von Verleimungsstoff wesentlich größere Mengen, von Füllstoff
im Enderzeugni#s festgehalten werden, als es nach den bisher bekannten Verfahren
möglich ist.
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Es ist fernerhin, möglich, aus, der feinstzerteilten Pertigmasse nach
an, Seich bekannten Verfahren, reine Zellulose zu gewinnen oder die Forti#gmasse
ebenfalls nach an --sich bekannten Verfahren zu verzuckern oder sonstwie chemisch
umzuwandeln.