Pierwszenstwo: 9 pazdziernika 1936 r. (Stany' Zjednoczone Ameryki).Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania arkuszy lub innych przed¬ miotów z lignocelulozy, np. z klocków drewnianych, trocin, slomy kukurydzianej, wytloczonej trzciny cukrowej, slomy i po¬ dobnych materialów.Sposób wedlug wynalazku niniejszego polega na przetwarzaniu lignocelulozy w mase przewaznie plastyczna (a, nie w ma¬ se wlóknista, jaka wytwarza sie dotych¬ czas), calkowitym wysuszaniu tej masy i staczaniu jej na goraco. Mase otrzymana sposobem wedlug wynalazku mozna ewen¬ tualnie zestalac przez raptowne stlaczanie w gesty, mocny, sztywny i odporny na dzialanie wody produkt.Pod wyrazeniem „przewaznie plastycz¬ na masa" nalezy rozumiec taki stan, w którym material przerobiony, aczkolwiek nie jest tak latwo plynny, jak prawdziwe termoplastyczne zywice sztuczne, jednak posiada wlasciwosc plynnosci, podobnej do plynnosci mas dajacych sie ksztaltowac i zawierajacych prawdziwe zywice pla¬ styczne lacznie z nieplastycznymi wypel¬ niaczami, jakie sa zwykle stosowane do wyrobu przedmiotów wytlaczanych.W celu przeprowadzenia lignocelulozy w taki stan, aby mogla ona, byc stloczona, na trwala mase w ciagu bardzo krótkiego czasu za pomoca walców stlaczajacych lub innych narzadów, sluzacych do raptowne¬ go wywierania wystarczajacego nacisku, lignoceluloze przeprowadza, sie najpierw w zasadniczo plastyczny stan przez obróbke cieplna w ciagu okresu czasu, dobranegoodpowiednio do zastosowanej temperatury oraz do pochodzenia, lignocelulozy.Obróbke surowego materialu najlepiej jest uskuteczniac za pomoca pary wodnej.Jezeli jako lignoceiluloze stosuje sie drze¬ wo, pozadane jest zmniejszenie zawartosci w nim wilgoci (przez wysuszenie) do za¬ sadniczo nie zmieniajacej sie juz zawarto¬ sci, np. do mniej wiecej 30%. Usuniecie nadmiaru wody jest korzystne, poniewaz 2sapewnia i umozliwia jednostajna regula¬ cje dlugosci czasu obróbki cieplnej mate¬ rialu. Aby wszystkie czastki materialu przerabianego ulegly obróbce cieplnej w jednakowym .stopniu, najlepiej jest roz¬ drobnic drzewo, az do postaci malych klocków, np. klocków lub kostek przecho¬ dzacych prfeez sito o oczkach wielkosci 25,4 mm.W razie zastosowania pary pod cisnie¬ niem 24,5 kg/cm2 (225°C) do zapewnienia przetworzenia sie przewaznej czesci ligno¬ celulozy w mase plastyczna wystarcza nie¬ co ponad 5 minut. Tak otrzymany produkt po rozdrobnieniu go, jak to opisano powy¬ zej, posiada zasadniczo postac proszku lub kurzu i jest pozbawiony przewaznie cza¬ stek materialu posiadajacych postac wló- kienek, wskutek czego nie jest nalezycie przystosowany do usuwania zen wody i przerabiania na arkusze. W miare jednak zwiekszania cisnienia i temperatury okres czasu obróbki w temperaturze najwyzszej (po uplywie okresu czasu nagrzewania do tej temperatury i wzrostu cisnienia) moze byc zmniejszony, przy czym otrzymuje sie stosunkowo wieksza zawartosc przerobio¬ nej lignocelulozy o wygladzie materialu wlóknistego.Przy cisnieniu np. 42 kg/cm2 (255°C) okres czasu obróbki cieplnej pod najwyz¬ szym cisnieniem drzewa twardego, np. drzewa gumowego, moze wynosic mniej wiecej 45 sekund, drzewa zas miekkiego, np. sosny, — 60 sekund; przy cisnieniu zas 70 kg/cm2 (285°C) — czas obróbki drzewa twardego wynosi 10 sekund, a miekkiego, np. sosny, — 15 sekund. Dlu¬ gosc okresu czasu obróbki oraz temperatu¬ ra obróbki sa nieco mniejsze przy obrób¬ ce roslin drzewiastych, np. slomy kukury¬ dzianej, wytloczonej trzciny cukrowej itd., które równiez moga byc w rajzie zyczenia poddawane powyzszej obróbce.Poddana obróbce cieplnej lignoceluloze rozdrabnia sie nastepnie stosunkowo mial¬ ko, co umozliwia ponowne ksztaltowanie tego materialu z nadawaniem mu pozada¬ nych ksztaltów lub postaci, np. postaci ar¬ kuszy. Rozdrabnianie moze byc uskutecz¬ niane rozmaitymi sposobami, najlepiej jest jednak uskuteczniac obróbke cieplna w za¬ mknietym zbiorniku lub w rurze wysoko¬ preznej, np. opisanej w patencie amery¬ kanskim nr 1 824 221, przy czym po prze¬ prowadzeniu obróbki cieplnej w ciagu z gó¬ ry okreslonego okresu czasu otwiera sie ma- Jy otworek, wskutek czego poddany obróbce cieplnej material zostaje wyrzucony z wy¬ buchem w postaci stosunkowo znacznie rozdrobnionej. Obróbka cieplna moze byc przeprowadzana rozmaitymi sposobami, np. w autoklawie, i po uplywie odpowied¬ niego okresu czasu przerywa sie ja przez zalanie np. materialu woda, a material mo¬ ze byc rozdrabniany w mlynie lub podob¬ nym urzadzeniu po wyjeciu go z autokla¬ wu. Nalezy zaznaczyc, ze przy przetwarza¬ niu lignocelulozy w stan plastyczny okres przebywania materialu w rurze wysoko¬ preznej pod calkowitym (najwiekszym) cisnieniem jest znacznie dluzszy od okresu, niezbednego dotychczas do wytwarzania stosunkowo grubego wlókna w celu wy¬ twarzania plyt z materialu wlóknistego.W celu zapewnienia calkowitego prze¬ biegu pozadanego przetworzenia materia¬ lu material surowy powinien zawierac do¬ stateczna ilosc skladników inkrustujacych wlókno i zawierajacych lignine. Wlókno ce¬ lulozowe, otrzymane za pomoca obróbki chemicznej, np. roztworem sodowym, z 2 —którego skladniki nie celulozowe zostaly usuniete, nie nadaje sie do obróbki sposo¬ bem wedlug wynalazku niniejszego. Najle¬ piej jest stosowac jako material wyjsciowy drzewo surowe, posiadajace swe natural¬ ne skladniki inkrustujace.Sposobem wedlug wynalazku najlepiej jest obrabiac stosunkowo grube arkusze miazgi drzewnej, np. arkusze o grubosci 10 mm. Mozna go stosowac równiez do ob¬ róbki arkusza lub wiekszej liczby ulozo¬ nych jeden na drugim arkuszy stosunko¬ wo cienkiej tektury papierowej, otrzyma¬ nej zwyklym sposobem wytwarzania tek¬ tury papierowej z materialu uprzednio ob¬ robionego sposobem wedlug wynalazku ni¬ niejszego.W razie zastosowania wyzej podanych okresów czasu cieplnej obróbki lignocelu- lozy, zwlaszcza w zakresie temperatur od 225° do 285°C, celuloza drzewna, ogrzewa¬ na w rurze wysokopreznej, zachowuje w przewaznej mierze swa budowe wlóknista, przy czym za,wiera mniej materialu w po¬ staci zblizonej do pylu lub kurzu. Obie te glówne czesci skladowe produktu znajdu¬ ja sie jednak w przewazajacym stopniu w stanie plastycznym i wykazuja te ceche, gdy material jest poddawany rozmaitym zabiegom sposobu wedlug wynalazku ni¬ niejszego. Obecnosc czastek materialu o wygladzie materialu wlóknistego jest ko¬ rzystna pod tym wzgledem, ze umozliwia odwadnianie materialu i stlaczanie (spils- nia,nie) go w arkusze w celu wyrobu arku¬ szy z mokrej miazgi drzewnej. Wszelkie wlókna grube moga byc odsiane i material moze byc poddany nieznacznemu ubijaniu w wodzie, bez znaczniejszego rozdrabnia¬ nia go, az do nadania mu zasadniczo jed¬ norodnej konsystencji, za pomoca przyrza¬ du Jordana lub podobnego urzadzenia.Material taki zawiera zwykle okolo 20% substancji rozpuszczalnych w wodzie, które mozna usunac calkowicie lub których zawartosc mozna zmniejszyc do mniej wie¬ cej 5% przez przeplukiwanie anaterialu woda. Podczas obróbki cieplnej i rozdrab¬ niania zachodza równiez i inne straty, wy¬ noszace w przyblizeniu 20%; pewne stra¬ ty zachodza równiez podczas przegrzewa¬ nia produktu po wysuszeniu go, jak to opi¬ sano ponizej, tak ze przy otrzymywaniu produktu ostatecznego straty ogólne mo¬ ga wyniesc az do 40% w przeliczeniu na wage klocków drewnianych w stanie su¬ chym. Stosowane materialy wyjsciowe sa jednak tak tanie, ze straty te sa stosun¬ kowo nieistotne ze wzgledu na cennosc wy¬ twarzanego produktu i male koszty wyko¬ nywanych zabiegów. Do materialu obra¬ bianego moga byc wprowadzane materiar ly klejace w celu powiekszenia naturalnej odpornosci materialu na dzialanie wody.Mozna np. dodawac 2% parafiny.Przy wytwarzaniu arkuszy material, poddany obróbce cieplnej, mialko rozdro¬ bniony z dodatkiem materialu klejacego, przeksztalca sie najlepiej z miazgi w wo¬ dzie w arkusze, przy czym nadmiar wody usuwa sie, np. przez przeprowadzanie ma¬ terialu pomiedzy walcami wyciskajacymi wode, po czym arkusz suszy sie az do sta¬ nu suchosci calkowitej. Suszenie (oraz przegrzewanie w stanie suchym, opisane ponizej) najlepiej jest uskuteczniac za po¬ moca goracych gazów, najlepiej powietrza, w którym tlen zastal zastapiony w prze¬ waznej mierze produktami reakcji spala¬ nia, to jest gazami spalinowymi, w celu zmniejszenia mozliwosci spalania sie ma¬ terialu w wysokich temperaturach stoso¬ wanych podczas obróbki. Jezeli postepo¬ wanie zostacie przerwane w tym stadium i wytworzone arkusze zostaja zmagazyno¬ wane chwilowo przed poddaniem ich-dal¬ szej przeróbce, opisanej ponizej, to arku¬ sze te wchlona w siebie wilgoc, która trze¬ ba bedzie usunac przed rozpoczeciem dal¬ szej obróbki. Nalezy jednak zauwazyc, ze wysuszone arkusze materialu, posiadajace zwykle ciezar wlasciwy 0,7^ moga byc uzy- — 3 —te do oklejania, scian lub do podobnych celów bez poddawania ich dalszej obrób¬ ce.Po wysuszeniu otrzymanego materialu nagrzewa sie go dalej do temperatury naj¬ lepiej powyzej 180°C, przez co usuwa sie skladniki, które w tej temperaturze zmie¬ niaja sie na gazy i które moglyby spowo¬ dowac powstawanie w wyrobach pecherzy podczas pózniejszego stlaczania. Arkusz materialu, po wysuszeniu go w podany wy¬ zej sposób oraz przegrzaniu, moze byc stlo¬ czony przez niezwloczne wywarcie wystar¬ czajacego do tego cisnienia; tak uskutecz¬ nione stloczenie pozostaje na stale; nawet w razie bardzo szybkiego wywarcia naci¬ sku i zasadniczo niezwlocznego usuniecia go.Zabieg stlaczatfiia moze byc wykonywa¬ ny rozmaitym sposobami, najdogodniejszy jednak sposób polega na przeprowadzaniu arkusza materialu obrabianego pomiedzy walcami, dociskanymi do siebie ze znaczna sila, np. za pomoca tloczni hydraulicznej.Walce te nie doprowadzaja ciepla do wal¬ cowanego arkusza materialu, poniewaz ar¬ kusz ten posiada wysoka temperature juz w chwili wprowadzania go miedzy walce.Najlepiej jest jednak nagrzewac walce te do temperatury przekraczajacej w niektó¬ rych przypadkach temperature arkuszy materialu, poddawanych walcowaniu, w celu zapobiezenia ochladzaniu sie tych ar¬ kuszy podczas walcowania ich oraz dopro¬ wadzania pewnej dodatkowej ilosci ciepla do powierzchni arkuszy, przez co nadaje sie tej powierzchni lepsze wlasciwosci.Przy wytwarzaniu arkuszy ze stosun¬ kowo grubych warstw materialu najle¬ piej jest stosowac walce gladkie, dzieki czemu wytwarza sie arkusze gladkie na obydwóch stronach. Jeden lub oba walce moga posiadac na powierzchni wzory, któ¬ re odbijaja sie na arkuszach podczas wal¬ cowania ich. Szybkosc obwodowa walców moze wahac sie w dosc szerokich grani¬ cach, jak to zaznaczono w podanych poni¬ zej przykladach. Jezeli walce sa nagrze¬ wane do temperatury równej lub znacznie wyzszej od temperatury, która posiadaja arkusze, to nalezy unikac malych szybko¬ sci obwodowych walców, np. szybkosci mniejszej od 0,6 m na, minute, poniewaz cieplo, doprowadzane dodatkowo do po¬ wierzchni arkusza i obracajacych sie po¬ woli walców, dazy do powodowania wy¬ dzielania sie gazów i wytwarzania sie pe¬ cherzy w produkcie ostatecznym.Przyklad. Drzewo gumowe wysuszono na powietrzu obnizajac zawartosc jego wilgoci do 30% i porabano na kostke.Kostke te przesiano i kostke ^przechodzaca przez sito o oczkach 25,4-milimetrowych wzieto do przeróbki. Kostkami tymi zala¬ dowano rure wysokoprezna, która naste¬ pnie zamknieto. Nastepnie doprowadzono pare wodna i cisnienie powiekszono do 42 kg/cm2 (255°C); pod tym cisnieniem przetrzymano kostki w ciagu 45 sekund, po czym otworzono maly otwór wylotowy i zawartosc rury wyrzucono raptownie.Otrzymany stosunkowo mialko rozdrob¬ niony material posiadal w znacznej czesci wyglad materialu wlóknistego z niewielka* zawartoscia materialu w postaci pylu lub kurzu. Waga tego materialu (przeliczona na substancje sucha) byla o okolo 20% mniejsza, od wagi poczatkowej kostek, czesc drzewa -zamienila sie wiec przypu¬ szczalnie w gazy. Otrzymany material przesiano i odrzucono stosunkowo niewiel¬ ka ilosc materialu grubowlóknistego.Material, otrzymany w ten sposób, zmieszano z woda w celu wytworzenia pap¬ ki, zawierajacej okolo 95% wody, i nieco ubito w przyrzadzie Jordana lub przyrza¬ dzie podobnym. Wyrzucona z rury wyso¬ kopreznej lignoceluloza zawierala, okolo 20% substancji rozpuszczalnych w wodzie; zawartosc tych substancji zostala zmniej¬ szona do okolo 5% wskutek ich rozpusz¬ czenia sie w wodzie. Papke nagrzano do — 4 —temperatury wyzszej od temperatury top¬ nienia parafiny, przy czym dodano rozto¬ pionej parafiny w ilosci równej 2% (na wage) wagi suchej lignocelulozy; parafi¬ na ta zostala wchlonieta przez lignocelulo- ze.Otrzymany ostatecznie material, stano¬ wiacy okolo 60% (na, wage) wzietych do przeróbki kostek, spilsniono w arkusze i odcisnieto wode, zmniejszajac jej zawar¬ tosc do okolo 50%. Wytworzone arkusze, które posiadaly grubosc okolo 10 mm, su¬ szono az do chwili, w której waga mate¬ rialu przestala sie zmniejszac, po czym na¬ grzewano je dalej w ciagu kilku minut, przy czym ujawnilo sie wydzielanie sie ga¬ zów. Podczas suszenia i dalszego ogrzewa¬ nia arkusze zmniejszyly swa grubosc z 10 mm do 6 mm i przybraly ciezar wlasci¬ wy 0,7. Arkusze te przerobiono na tektu¬ re o grubosci okolo 3 mm przez przepro¬ wadzenie ich niezwlocznie w stanie su¬ chym i jeszcze goracych pomiedzy goracy¬ mi walcami stlaczajacymi. Grubosc pro¬ duktu ostatecznego mozna zmieniac wedle zyczenia, dobierajac odpowiednio gestosc wyjsciowej mokrej pa;pki drzewnej.Ponizsza tabela podaje dla przykladu warunki obróbki oraz otrzymane wyniki: Szybkosc obwodowa walców w cm/min: 180 cm 380 cm 380 cm 510 cm 760 cm Srednica walców 93,6 cm 581 Nacisk walców w kg na 1 cm 802 677 802 677 Temperatura walców 270° 225° 270° 270° 270° Okres czasu suszenia i przegrzewania arkuszy 25 min 17 min 23 min 23 min 24 min Temperatura przegrzanych arkuszy 200° 225° 200° 200° 200° 1,20 Ciezar wlasciwy produktu 1,22 1,16 1,16 1,14 — 5 —Rozrywanie na sucho w kg/cm2 580 487 455 496 515 Sprezystosc w kg/cm2 71500 77100 63700 67300 64500 Ilosc wody pochlanianej w ciagu 24 godzin 6,3Vo 6,lVo 8,l