DE1146242B

DE1146242B - Process for the production of molded bodies by plasticizing comminuted lignocellulose-containing materials

Info

Publication number: DE1146242B
Application number: DEW19256A
Authority: DE
Inventors: Matthias Weiss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-06-12
Filing date: 1956-06-12
Publication date: 1963-03-28

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

111111

W19256Ic/38cW19256Ic / 38c

ANMELDETAG: 12. JUNI 1956REGISTRATION DATE: JUNE 12, 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 28. MÄRZ 1963 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: MARCH 28, 1963

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Platten od. dgl., durch Plastizieren von zerkleinerten h'gnozeUulosehaltigen Stoffen mittels Druckwärmebehandlung. Bekanntlich können Massen, die unwesentlichen aus zerkleinerten Pflanzenstoffen bestehen, welche außer Zellulose Lignine, Harze, Wachse und andere Inkrusten enthalten, durch geeignete Druckwärmebehandlung unter Luftabschluß in ihrem Aufbau derart umgewandelt werden, daß sie in plastischen Zustand übergehen und unmittelbar anschließend zu festen Körpern erhärten. Diese Vorgangsweise zeigt eine gewisse Ähnlichkeit mit der Herstellung von Gegenständen aus Kunstharz, und die erhaltenen Produkte sind in ihrer Beschaffenheit auch Kunstharzen ähnlich. Durch die genannte Plastizierung werden die dem Holz od. dgl. eigenen Bindemittel aktiviert, so daß ein mehr oder weniger fester Zusammenhalt der zerkleinerten Ausgangsstoffe gewährleistet ist. Bei Vorrichtungen, zur Durchführung derartiger Verfahren war ein verhältnismäßig komplizierter apparativer Aufwand erforderlich, da die zur Verwendung kommenden Preßformen gasdicht sein mußten. Um diese Nachteile zu vermeiden und gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit der Endprodukte zu erzielen, wurde auch schon vorgeschlagen, dem lignozellulosehaltigen Ausgangsstoffen Kunststoffbindemittel, vor allem solche auf der Basis hitzehärtender Kunststoffe, wie z. B. Phenol- oder Aldehydharze, zuzusetzen. Die Verwendung dieser kostspieligen zusätzlichen Bindemittel verteuert aber ebenfalls das Endprodukt wesentlich.The invention relates to a method for the production of moldings, such as plates or the like. By Plasticizing of crushed h'gnoze-containing pulps Fabrics by means of pressure heat treatment. It is well known that masses that are insubstantial can be crushed from Plant substances exist, which apart from cellulose Lignins, resins, waxes and other incrustations contain, by means of suitable heat treatment under pressure Air exclusion are converted in their structure in such a way that they pass into a plastic state and harden immediately afterwards to solid bodies. This approach shows a certain similarity with the manufacture of objects from synthetic resin, and the products obtained are in their nature also similar to synthetic resins. The aforementioned plasticization means that the wood od. The like. Own Binder activated, so that a more or less firm cohesion of the comminuted starting materials is guaranteed. In the case of devices for carrying out such procedures, a was proportionate Complicated equipment required, since the molds used are gas-tight had to be. In order to avoid these disadvantages and at the same time ensure sufficient strength of the end products to achieve, it has also been proposed to add plastic binders to the lignocellulosic starting materials, especially those based on thermosetting plastics, such as. B. phenolic or aldehyde resins, to add. However, the use of these expensive additional binders also makes them more expensive the end product is essential.

In der Erkenntnis, daß für die Abbindefähigkeit unter anderem der Ligningehalt der zu verpressenden Stoffe maßgebend ist, hat man bereits versucht, z. B. bed nicht zufriedenstellender Wasserfestigkeit der Preßkörper deren Eigenschaften durch Zusatz von reinem Lignin zu verbessern. Dabei ergab sich jedoch unerwarteterweise, von den nicht unerheblichen Kosten des reinen Lignins abgesehen, eine Versprödung des Endproduktes. Es kam in diesem Zusammenhang daher auch schon modifiziertes Lignin, z. B. sogenanntes Lignoglutin, zur Anwendung, das durch Versetzen von Sulfitzelluloseablauge mit Proteinen, z. B. tierischen Eiweißstoffen oder Casein, und anschließende Fällung, z. B. mit Säuren oder bei Verwendung von Casein z. B. mit Calciumoxyd, erhalten werden kann. Dies bedeutet aber zweifellos wieder eine Komplizierung des Herstellungsverfahrens.Knowing that for the setting ability, among other things, the lignin content of the Substances is decisive, one has already tried, z. B. bed unsatisfactory water resistance of the Press bodies to improve their properties by adding pure lignin. However, it turned out unexpectedly, apart from the not inconsiderable costs of the pure lignin, an embrittlement of the end product. In this context, modified lignin, e.g. B. so-called lignoglutin, for use, which is obtained by adding proteins to sulphite cellulose liquor, z. B. animal proteins or casein, and subsequent precipitation, z. B. with acids or when using of casein z. B. with calcium oxide can be obtained. But this undoubtedly means again a complication of the manufacturing process.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren wurde ebenfalls Zelluloseablauge bei der Herstellung von Formkörpern durch Plastizieren von zerkleinerten lignozellulosehaltigen Stoffen mittels Druckwärme-Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch Plastizieren von zerkleinertenAccording to another known process, cellulose waste liquor was also used in the production of Molded bodies by plasticizing comminuted lignocellulosic substances using pressure heat processes for the production of moldings by plasticizing comminuted

lignozellulosehaltigen Stoffenlignocellulosic substances

Anmelder:
Matthias Weiß, WienApplicant:
Matthias Weiß, Vienna

Vertreter: Dr. O. Stürner, Patentanwalt,
Calw-Wimberg, Ostlandstr. 36Representative: Dr. O. Stürner, patent attorney,
Calw-Wimberg, Ostlandstr. 36

Matthias Weiß, Wien,
ist als Erfinder genannt wordenMatthias Weiß, Vienna,
has been named as the inventor

behandlung mitverwendet, wobei das zerkleinerte Holzmaterial mit Schwarzlauge unter Druck gekocht, das plastifizierte Gemisch sodann gewaschen, getrocknet, gemahlen und schließlich verpreßt wurde. Auf diese Weise wurde zwar die Abbindefähigkeit verbessert, aber solche Verfahren erfordern infolge der Mehrstufigkeit einen großen Aufwand und sind ziemlich kompliziert.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß edn Gemisch aus h'gnozellulosehaltigen Stoffen und Zelluloseablauge unmittelbar ohne weitere Vorbehandlung in einem einzigen Arbeitsgang in einer Preßform durch Heißpressung plastifiziert und zum Enderzeugnis geformt wird.Treatment is also used, whereby the crushed wood material is boiled with black liquor under pressure, the plasticized mixture is then washed, dried, ground and finally pressed. Although the setting ability has been improved in this way, such processes require a great deal of effort and are rather complicated because of the multistage nature.
According to the invention, these disadvantages are avoided in that a mixture of h'gnocellulose-containing substances and cellulose waste liquor is plasticized in a single operation in a mold by hot pressing and formed into the end product without further pretreatment.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur einfacher und billiger durchzuführen als die bekannten Aufschließungsprozesse mit nachfolgender Pressung, sondern es ergibt auch bessere Endprodukte im Hinblick auf Wasserbeständigkeit und Festigkeit.The method according to the invention is not only easier and cheaper to carry out than the known ones Digestion processes with subsequent pressing, but it also gives better end products in terms of it on water resistance and strength.

Als Ausgangsstoffe kommen vor allem Holzabfälle, wie Sägespäne und Sägemehl, dann aber auch andere entsprechend zerkleinerte pflanzliche Stoffe, wie Torf, Schilf, Stroh, Kokossohalen od. dgl., in Betracht.Wood waste such as sawdust and sawdust are the main raw materials, but then others too appropriately comminuted vegetable matter such as peat, reeds, straw, coconut oales or the like., into consideration.

Die Formkörper können der Preßform ohne besondere Abkühlung entnommen werden, was wärmewirtschaftlich von Vorteil ist. Die erzeugten Produkte haben befriedigende Festigkeit, Härte, Wärmedämmung und Wetterfestigkeit und können z. B. als großflächige Tafeln für das Bauwesen, zum Verkleiden von Fußböden, Wänden und Dächern dienen. Dem Preßgut können Farbstoffe oder sonstige Zusätze einverleibt werden. Auch können verstärkende Einlagen,The moldings can be removed from the mold without any particular cooling, which is heat-economical is beneficial. The products produced have satisfactory strength, hardness, thermal insulation and weather resistance and can e.g. B. as large panels for the construction industry, for cladding of floors, walls and roofs. Dyes or other additives can be incorporated into the material to be pressed will. Reinforcing insoles,

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wie Drähte, Netze od. dgl., Verwendung finden, wie dies an sich bei der Herstellung von Kunststoffplatte! bekannt ist. Es kann ferner zweckmäßig sein, das Preßgut bei der Druckwärmebehandlung auf Material-Schichten anderer Art, z. B. Holzfurniere, aufzupres^- sen, wodurch den erhaltenen Platten od. dgl. auf der einen Seite ein gewünschtes Aussehen verliehen wird. Di© Verwendung von Deckschichten ist in der Kunstplattenindustrie gleichfalls an sich bekannt.such as wires, nets or the like. Find use, as is the case in the production of plastic plate! is known. It can also be expedient to place the pressed material on layers of material during the pressure heat treatment of another kind, e.g. B. Wood veneers, to be pressed on ^ - sen, whereby the obtained plates or the like. On the one hand, a desired appearance is given. The use of top layers is in the art board industry also known per se.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Herstellung der Formkörper kontinuierlich, indem das Gemisch aus lignozellulosehaltigen Stoffen und Zelluloseablauge durch einen Kanal hindurchgefühlt wird, in demdieDruckwärmebehandlung statfindet. Eine hierzu geeignete Einrichtang besteht in an sich bekannter Weise aus einem zwischen zwei wandernden Preßflächen liegenden, seitlich begrenzten Preßraum, in dem das Gut kontinuierlich vorgeschoben und zu laufenden Plattenbahnen verdichtet wird. Zur gleichzeitigen Anwendung von Hitze und Druck ist der Preßraum erfindungsgemäß durch zwischen den Preßbändern angeordneten Dichtungsleisten über seine ganze Ausdehnung in an sich bekannter Weise seitlich abgedichtet.According to a preferred embodiment of the process, the moldings are produced continuously, by the mixture of lignocellulosic substances and cellulose waste liquor through a Channel is felt through, in which the pressure heat treatment takes place. A device suitable for this purpose consists of one in a manner known per se between two wandering pressing surfaces, laterally limited pressing space in which the material is continuous is pushed forward and compacted into running slab sheets. For simultaneous use According to the invention, the press space is protected from heat and pressure by being arranged between the press belts Sealing strips laterally sealed over its entire extent in a manner known per se.

Beispiel: 2 Gewichtsteile auf etwa gleiche Größe abgesiebte lufttrockene Sägespäne werden mit 1 Gewichtsteil Sulfitablauge mit einem Trockengehalt von 20% vermischt, und die Mischung wird in einer aus einer Hohlform samt Stempel bestehenden Presse bei 200° C unter 50 kg/cm^ gepreßt. Nach 10 Minuten ist die Plastizierung und Härtung vollendet, so daß der fertige Körper der Form entnommen werden kann.Example: 2 parts by weight of air-dry sawdust sieved to approximately the same size are mixed with 1 part by weight Sulphite liquor mixed with a dry content of 20%, and the mixture is made in a a hollow mold with a punch existing press at 200 ° C under 50 kg / cm ^ pressed. After 10 minutes it is the plasticization and hardening are completed so that the finished body can be removed from the mold.

Durch eine Reihe von Vergleichsversuchen wurde erwiesen, daß bei sonst gleichen Verhältnissen, jedoch ohne Verwendung von ZeEuloseablauge, die Behändlungsdäuer bzw. der Druck um durchschnittlich etwa 50% erhöht werden mußte, um Produkte von angenähert derselben Festigkeit zu erhalten. Bei gleicher Behandlungsdauer, Temperatur und gleichem Druck sank bei NichtVerwendung der Ablauge die Festigkeit des Produktes auf etwa 50%.A number of comparative experiments have shown that, with otherwise the same conditions, however without the use of ZeEuloseablauge, the treatment time or the pressure had to be increased by an average of about 50% in order to approximate products of to get the same strength. With the same treatment time, temperature and pressure If the waste liquor was not used, the strength of the product decreased to about 50%.

In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Presse schematisch beispielsweise dargestellt.A particularly suitable press for carrying out the method is shown schematically in the drawing for example shown.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht,Fig. 1 is a side view,

Fig. 2 ein lotrechter Querschnitt. Zwei endlose Bänder 1, 2, die aus einem undurchlässigen Material, z. B. genügend biegsamem Blech, bestehen, kufen über Führungsrollen 3, 4, 5 bzw. 6,7 und stehen unter der Wirkung einer Anzahl von Walzen 8, 9, die auf die Wanderbänder 1, 2 einen hohen Druck ausüben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, verringert sich in der Fließrichtung des eingebrachten Materials 10 der Abstand zwischen beiden Bändern 1, 2, so daß das Material beim Durchgang durch dieselben einer zunehmenden Pressung unterworfen wird. In Fig. 2 sind seitliche Dichtungsleisten 11 angedeutet, welche die Bänder 1,2 an beiden Bändern derart dichten, daß ein mit Ausnahme seines Ein- und Austrittes praktisch geschlossener Durehgangskanal für das Preßgut gebildet ist. Die Dichtungsleisten haben nur die Aufgabe, ein Austreten des noch lockeren Preßgutes hintanzuhalten und einen eventuellen Lufteintritt zu verhindern. Ein absolut gasdichter Abschluß des Preßraumes ist jedoch nicht notwendig. Fig. 2 is a vertical cross section. Two endless belts 1, 2 made of an impermeable material, e.g. B. sufficiently flexible sheet metal exist, run over guide rollers 3, 4, 5 or 6.7 and are under the action of a number of rollers 8, 9, which exert a high pressure on the moving belts 1, 2. As can be seen from FIG. 1, the distance between the two strips 1, 2 decreases in the direction of flow of the introduced material 10, so that the material is subjected to increasing pressure as it passes through them. In Fig. 2 lateral sealing strips 11 are indicated, which seal the bands 1, 2 on both bands in such a way that a practically closed passage channel is formed for the pressed material with the exception of its entry and exit. The sealing strips only have the task of preventing the still loose material to be pressed from escaping and of preventing any possible entry of air. However, an absolutely gas-tight seal of the press space is not necessary.

Die Presse ist in einer (nicht dargestellten) Heizkammer angeordnet. Die Geschwindigkeit der Wanderbänder 1, 2 und die Länge des genannten Kanals sind derart gewählt, daß beim Durchgang durch denselben die beschriebene Reaktion vollständig vor sich geht, so daß zwischen den Rollen 5, 7 eine bereits harte fertige Platte 12 austritt. Die Aufgabe des Materials erfolgt kontinuierlich, so daß eine kontinuierliche Plattenbahn erhalten wird, die in passende Längen zerschnitten wird. Selbstverständlich sind¹ die Oberwalzen 8 samt dien Rollen 4, 5 gegenüber den, Unterwalzen 9 und den Rollen 6,7 verstellbar, so daß Platten der gewünschten Dicke erhalten werden können.The press is arranged in a heating chamber (not shown). The speed of the traveling belts 1, 2 and the length of the said channel are selected such that the reaction described takes place completely when they pass through them, so that an already hard, finished plate 12 emerges between the rollers 5, 7. The material is fed in continuously so that a continuous sheet of panels is obtained which is cut into suitable lengths. Are, of course ^1, the upper rollers 8 together with the serving rollers 4, 5 with respect to the, bottom rollers 9 and the rollers 6, 7 adjustable so that the desired thickness can be obtained plates.

Es ist möglich, eine beispielsweise auf dem unteren Band 2 aufliegende Materialschicht, Folie, ein Holzfurnier od. dgl. zwischen beide Bänder einlaufen zu lassen. Das Preßgut verbindet sich dann innig mit einer solchen Schicht, so daß' eine Platte mit einer besonderen Deckschicht erhalten wird.It is possible to use a layer of material, a film, which rests on the lower band 2, for example Wood veneer or the like to run in between the two belts. The material to be pressed is then intimately connected with such a layer, so that 'a plate with a special top layer is obtained.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Process for the production of moldings by plasticizing comminuted lignocellulose-containing Substances with the addition of zeolite waste liquor by means of. Pressure heat treatment, characterized in that the mixture consists of Lignocellulose-containing substances and cellulose waste liquor immediately without further pretreatment in one plasticized in a single work step by hot pressing and into the end product is shaped.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pressed material in the pressure heat treatment in a manner known per se on a material layer of a different type, for example a Wood veneer, is pressed on.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during the pressure heat treatment, reinforcement inserts, for example wires, are incorporated into the material to be pressed in a manner known per se. .:. »■.

4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3 with a laterally limited press space lying between two wandering endless press belts, thereby characterized in that for the simultaneous application of heat and pressure, the press space by between the press belts (1, 2) arranged sealing strips (11) over its entire extent in is laterally sealed in a manner known per se.

Considered publications: German Patent Specifications No. 912 265, 936 718, 550, 944 994;

Swiss patents No. 245 077, 097;
U.S. Patent No. 2,587,930.

1 sheet of drawings