DE909978C - Verfahren zur Herstellung von hydrophoben bitumenaehnlichen Stoffen aus Abfaellen der Zellstofferzeugung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von hydrophoben bitumenähnlichen Stoffen aus Abfällen der Zellstofferzeugung Hydrophobe Stoffe finden in der Technik ihren speziellen Eigenschaften entsprechende Anwendung, und zwar in der Hauptsache als Schutzmittel für Oberflächen der verschiedensten Art, z. B. von Papier, Pappe. Metallen, Holz usw. Aber auch als Dichtungsmittel, Vergußmassen, Bindemittel für plastische Massen und andere Produkte sowie zu anderen Zwecken werden sie verwendet. Es werden z. B. für diese Zwecke Paraffine, Wachse, Harze und bituminöse Stoffe, wie Teer, Pech, Asphalt u. a. m., benutzt. Wo nicht eine hellere Farbe erforderlich ist, werden in der Hauptsache die bituminösen Stoffe herangezogen, die als Rückstände oder Abfallprodukte anfallen können, sich jedoch in wirtschaftlicher Weise verarbeiten lassen.
• Die Imprägnierung von Papier, Pappe, Faserplatten und ähnlichen Stoffen hat in der Regel den Zweck, die behandelten Oberflächen gegen bestimmte Einflüsse, meist gegenüber Feuchtigkeit und Witterung beständig zu machen. Zu diesem Zweck wendet man solche hydrophoben Stoffe, wie Fette, Harze, Wachse, Kohlenwasserstoffe sowie Bitumina, an. Die Imprägnierung erfolgt entweder durch direktes Einbringen der feinverteilten hydrophoben Stoffe in den Papierbrei und Niederschlagen auf der Faser oder mit Hilfe eines Streich- oder Tauchverfahrens in geschmolzenem Zustand oder in Lösung. Alle diese Verfahren zeigen einen relativ hohen :Materialverbrauch, während bei der Einbringung der hydrophoben Stoffe in emulgierter Form der Effekt wegen der nachträglich möglichen Quellung des im Film verbliebenen Emulgators nur bei Amvendung besonderer Verfahren möglich ist.
• Die Wirtschaftlichkeit aller bisher bekanntgewordenen Verfahren leidet aber darunter, daß die Imprägnierungsmittel sozusagen industriefremd sind, d. h. von anderen Industrien hergestellt werden müssen. Bisher ist es nicht möglich gewesen, mit Hilfe der Nebenprodukte der Zellstoffindustrie ,entsprechend wirksame hydrophobe Stoffe zu erhalten. Versuche, Tallöl ,als solches zur Imprägnierungi heranzuziehen, hatten bisher nicht den gewünschten Erfolg.
• Es wurde nun .gefunden, daß man hydrophobe Stoffe von bitumenähnlichem Charakter, die zu den verschiedensten. Verwendungszwecken herangezogen werden können, leicht und in wirtschaftlicher Weise in der Zellstoffindustrie selbst herstellen kann, wenn man bestimmte Abfallstoffe des alkalischen Holzaufschlusses mit solchen des saueren Aufschlusses in Kontakt bringt. Diese wasserabweisenden Stoffe werden in der Weise gewonnen, daß man die auf der Oberfläche der bei der Natro@nzellstoffherstellung anfallenden Schwarzlauge sich abscheidende Tallölseife mit dem bei der Gewinnung von S O# zur Herstellung der Sulfitzellulose anfallenden Kiesabbrand bz-,v. den darin. enthaltenen löslichen Metallsalzen zur Reaktion bringt. Die so erhaltenen Reaktionsprodukte stellen bituminöse, braunschwarze Stoffe dar, die je nach Zusammensetzung der Tallölseife und der Metallsalze einen relativ niederen Tropf- und Erweichungspunkt von etwa 6o bis 8o° besitzen. Sie sind nicht einheitliche Stoffe, sondern. stellen Gemische dar, deren einzelne Bestandteile gegebenenfalls gesondert gewonnen werden können. Je nach Art der Gewinnung und der Reinigung können Stoffe von verschiedenem, voneinander abweichendem Charakter gewonnen werden, die auch variable Verwendungsmöglichkeiten bieten. Bei geeigneter Herstellungsweise kann man schon mittels Extraktion die einzelnen Fraktionen gewinnen.. Die auf einfachste Weise gewonnenen hydrophoben Stoffe stellen Gemische von verschiedenen Metallsalzen der Fett- und Harzsäuren des Tallöls, in der Hauptsache Eisensalze mit unverseifbaren Neutralstoff@en dar, in, welch letzteren das Phytosterin enthalten ist. Die Gewinnung der rohen hydrophoben Stoffe kann mit Hilfe einfacher Kessel und Trockenapparate vor sich gehen, während die Gewinnung der Fraktionen z. B. in einer Extraktionsanlage erfolgen kann. Für gewöhnlich ist .es bei Extraktionen meist nötig, die zu extrahierenden Stoffe auf7ulock:ern, um so erst ein wirtschaftliches Arbeiten zu ermöglichen, was in den meisten Fällen unangenehm und zeitraubend ist. Wird :aberTalläls:eife mit@einem Üb@erschuß an Kiesabbrand in der Wärme zur Reaktion gebracht, so erhält man ein grobkörniges Produkt, das leicht getrocknet werden kann und sich ohne andere Bearbeitung zur Einbringung in den Extrakteur eignet. Wird nun mit Benzin, Benzol usw., also mit urpolaren Lösungsmitteln extrahiert, so geht das Reaktionsprodukt in seiner Gesamtheit in Lösung und verbleibt nach der Entfernung der Lösungsmittel im Kessel. Wendet man zuerst polare Lösungsmittel, also z. B. Alkohole, zur Extraktion an, so erhält 'man eine Fraktion von rohvaselinartigem Charakter, welche aus Neutralstoffen besteht und aus der sich die Phytosterine in Kristallform abscheiden und auf an sich bekannte Weise gewonnen und gereinigt werden können. Die vom Phytosterin befreiten Stolte ähneln in ihren Eigenschaften dem Wollfett oder Lanolin, sind jedoch von dunkler Farbe und können zu verschiedenen Zwecken angewendet werden, z. B. in der Kosmetik, als Weichmacher, Schmierstoffe usw. Das vom Lösungsmittel befreite Extraktionsgut wird nun neuerlich mit Benzin, Benzol oder anderen unpolaren Lösungsmitteln extrahiert. Man erhält so Stoffe, die erheblich härter und spröder sind, z. B. einen Tropfpunkt von 170' haben, infolge der vorherigen Entfernung der weichmachenden Stoffe. Im übrigen kann ein. Reaktionsgemisch aus Tallölseife und Kiesahbrand nach dem Trocknen und Vermahlen, gegebenenfalls nach der Entfernung der Weichmacher durch Extraktion, mit oder ohne Zusatz von Füllmitteln Lind Farben direkt zur Herstellung von Preßmassen verwendet werden. Die Verpressung in der Wärme ergibt Preßlinge von guten mechanischen Eigenschaften, die durch Zusatz oder Entzug der Weichmacher weitgehend variiert werden können.
• Die rohen Reaktionsprodukte, die für viele technische Zwecke vollkommen genügen, stellt man in einfacher Weise dadurch her, daß man Kies,abbrand, der gegebenenfalls mit Säuren vorbehandelt wurde und dadurch mehr Salze abgibt, mit Wasser wäscht und in die heißen Extrakte Lösungen von Tallölseife einrührt, worauf man das ,gefällte Produkt ent, wässert und schmilzt, worauf es für technische Zwecke verwendbar ist.
• Das Reaktionsprodukt, dessen Eigenschaften man einstellen kann, läßt sich dann mit größter Wirtschaftlichkeit als Imp.rägnierungsmittel für die verschiedensten Arten bituminöser Papiere und Pappen verwenden. Will man imprägniertes Papier in der Masse herstellen, so wird das bituminöse Reaktionsprodukt vorteilhaft mit möglichst kleinen Mengen Tallöl oder Montanwachs verschmolzen und mit einer geringen Menge Alkali emulgiert und im Holländer dem Faserbrei zugesetzt, worauf man in üblicher Weise leimt und auf der Faser niederschlägt. Das Imprägnierungsmittel schmilzt beim Trocknen auf dem heißen Zylinder und umhüllt die Fasern. Auch die Herstellung von Teerpapier oder teerkaschiertem Papier kann mit Hilfe des bitumenähnlichen Reaktionsproduktes erfolgen; diese Oberflächenbehandlung wird vorteilhaft auf geheizten Streichmaschinen vorgenommen unter Anwendung des geschmolzenen Reaktiönsproduktes. Übrigens ist auch eine Teerkaschierung auf kaltem Wege möglich, wenn man das Reaktionsprodukt mit Hilfe eines Lösungsmittels, z. B. Sttlfatterpentinöl, auf streichfähige Konsistenz bringt. Durch direkte Verarbeitung der Reaktionsprodukte oder entsprechende Auswahl der Zusätze können Erzeugnisse von verschiedenen Eigenschaften, z. B. weiche elastische oder härtere und festere technische Papiere, erzeugt werden. Bei der Herstellung von Faserplatten und Spezialpappen wird durch Anwendung des von den Weichmachern befreiten Reaktionsproduktes ein Produkt von großer Härte und Widerstandsfähigkeit erhalten. Auch bei der Herstellung von Faserplatten und Pappe ist die Imprägnierung in der Masse wie auch auf der Oberfläche möglich. Letzten Endes kann man die Imprägnierung auch im Tauchverfahren mit Hilfe von Emulsionen durchführen; dabei hat das Produkt den Vorteil, daß es in der Trockenpartie, besonders über dem heißen Zylinder fließt, die Faser umhüllt und so das imprägnierte Papier weitgehend frei macht von den eventuell nachträglich auftretenden Quellungserscheinungen der mitverwendeten Emulgatoren. Mit Vorteil ,kann man Lösungen von Tallölseife mit Lösungen der löslichen Anteile von Kiesabbrand umsetzen, wobei an wässerige, gegebenenfalls Säure enthaltende Lösungen gedacht ist. Beispiele i. Kiesabbrand wird auf geeignete Weise, möglichst in der Wärme, mit wässerigen Lösungen extrahiert und die gewonnenen Extrakte erforderlichenfalls konzentriert. Der die Metallsalze enthaltende Extrakt wird dann so lange mit einer Lösung von Tallölseife versetzt, bis nur noch geringe Mengen gelöster Metallsalze vorhanden sind, worauf man abtrennt, wäscht und vom Wasser befreit. Man erhält so eine schwarzbraune Masse von bituminösem Charakter und mittlerem Tropf- und Erweichungspunkt, welche an Stelle von Teer, Asphalt und anderen Bitumen verwendet werden kann.
• a. Kiesabbrand wird vor der Extraktion mit Mineralsäure angefeuchtet und einige Zeit liegengelassen, bevor man extrahiert, oder man führt die Extraktion mit angesäuertem Wasser so durch, daß der entstehende Extrakt von Mineralsäure frei ist, wodurch sich die Konzentration desselben erübrigt, und verfährt weiter wie bei Beispiel i.
• 3. Gesiebter Kiesabbrand wird in der VVänne mit Hilfe eines geeigneten Mischers mit Tallöls.eife innig vermischt, und zwar werden auf einen Teil Tallölseife drei bis vier Teile Kiesabbrand verwendet, worauf man trocknet und vermahlt. Man erhält auf diese Weise ein Pulvez, aus dem die bitumenähnlichen Stoffe durch Extraktion gewonnen werden können. Das Pulver kann direkt als Preßmasse verwendet werden und gibt beim Verpressen in der Wärme Preßlinge von guten mechanischen Eigenschaften. Will man die Preßmasse härter und spröder gestalten, so kann man sie vor dem Verpressen mit polaren Lösungsmitteln, z. B. Alkohol, extrahieren und hierdurch die ass Weichmacher wirkenden neutralen Fette und die Phytosterine entfernen, die gesondert verwendet werden können. q.. Tallölseife wird wie bei Beispiel 3, jedoch mit einem überschuß an Kiesabbrand behandelt und ohne Vermahlung getrocknet, wobei, man ein grobkörniges Produkt erhält, das ohne weitere Vorbehandlung in den Extrakteur gebracht werden kann. Man extrahiert .mit unpolaren Lösungsmitteln, wie Benzin, Benzol, wobei man ein Produkt wie bei Beispiel i, jedoch von großer Reinheit erhält.
• 5. Man arbeitet wie anfänglich bei Beispiel q. beschrieben, extrahiert aber vorerst mit polaren Lösungsmitteln, z. B. Alkoholen, wodurch man vaselinartige Neutralstoffe erhält, aus denen Phytosterine auskristallisieren, die man auf bekannte Art gewinnen kann. Nach Abtreibung der polaren Lösungsmittel wird anschließend mit unpolaren Lösungsmitteln (Benzin, Benzol) extrahiert, wodurch man ,einen bituminösen Stoff erhält, der sich gegenüber dem nach Beispiel ¢ erhaltenen durch größere Härte und Sprödigkeit (Tropfpunkt 170°) sowie durch höheren Tropfpunkt auszeichnet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von hydrophöbien b@tumenühnlichen Stoffen aus Abfallstoffen der alkalischen Zellstofferzeugung sowie des sauren Holzaufschlusses, dadurch gekennzeichnet, daß man Tallölseife und Kiesabbrand in Kontakt bzw. zur Reaktion bringt und die hierbei entstehenden bitumenähnlichen Stoffe isoliert. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen von Tallöls.eife mit Lösungen der löslichen Anteile von Kiesabbrand, der gegebenenfalls mit Säuren vorbehandelt wurde, durch Mischen in der Kälte oder Wärme zur Fällung bringt und das Fällungsprodukt reinigt und entwässert. 3. Verfahren ,nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ,man die einander entsprechenden Teile Tallölseife und Kiesabbrand, gegebenenfalls Kiesabbrand im überschuß, zur Reaktion bringt, wäscht und entwässert, worauf man die hydrophoben Stoffe ganz oder teilweise durch Extraktion abtrennt, oder das unextrahierte b@zw. teilweise extrahierte Gemisch vermahlt und gegebenenfalls mit üblichen Zusätzen versetzt. q. Vierfahren nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das das Reaktionsprodukt von Tallölseife und Kiesabbrand enthaltende Gemisch nach dem Trocknen mit unpolaren Lösungsmitteln, z. B. Benzin, Benzol, extrahiert und die Lösungsmittel entfernt. 5. Verfahren nach Anspruch i lAs q., dadurch gekennzeichnet, daß man erst mit polaren Lösungsmitteln, z. B. Alkoholen, und sodann mit unpolaren Lösungsmitteln, z. B. Benzin, extrahiert.