DE957977C - Process for the production of molded bodies, such as plates, from fibrous materials and synthetic resin binders - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Platten, aus Faserstoffen und Kunstharz-Bindemitteln Gegenstand der Erfindung ist ein neuartiges und besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Platten, aus Faserstoffen und Kunstharz-Bindemitteln durch Zerfasern zellstoffhaltiger Rohstoffe, wie Holz, Stroh, Überführung der zerfaserten Stoffe in wäßrige Aufschlemmungen, Zusatz von Kunstharzen, Ausfällen der Kunstharze, Entwässern und Verformen des Faserstoff-Kunstharz-Breies sowie Heißverpressen der entwässerten Vliese.Process for the production of molded articles, such as panels, from fibrous materials and synthetic resin binders The subject of the invention is a novel and special Advantageous process for the production of molded articles, such as panels, from fibrous materials and synthetic resin binders by shredding cellulose-containing raw materials such as wood, Straw, transfer of the frayed materials into aqueous slurries, addition of Synthetic resins, precipitation of synthetic resins, dewatering and deformation of the fiber-synthetic resin pulp and hot pressing of the dewatered nonwovens.

Im allgemeinen werden die hekannten Verfahren lieser .Nrt in der Weise durchgeführt, daß die zu zerfasernden Rohstoffe, wie Hölzer, zunächst in Hackrotoren zerkleinert werden, und das zerkleinerte Gut dann in geeigneten Einrichtungen, wie Defibratoren bei erhöhter Temperatur von in allgemeinen etwa 160 bis T800 und entsprechendem Druck in kontinuierlichem Arbeitsgang gedämpft und mittels schnell rotierender Scheiben zerfasert wird. Hierauf werden die so aufgeschlossenen und zerfaserten Stoffe in wäßrige Aufschlemmungen ühergefiihrt, indem sie durch eine Ventilsteuerung in den sogenannten Zyklon gestoßen werden, wobei die Dämpfe mittels Kaltwasser niedergeschlagen werden und der jeweils gewünschte Verdiinnungsgra(l eingestellt wird Den auf diese Weise erhaltenen wäßrigen Faserstoffaufschlemmungen werden dann in einer Misch- bütte Kunstharz-Bindemittel und etwaige sonstige Zuschläge, z. B. wasserlösliche Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte im Resol- oder Novalakzustand, zugefügt. Im letzteren Falle sind dabei geeignete Maßnahmen vorzusehen, um den Novalak in die härtbare Form überzuführen. Die Resole werden in den meisten Fällen in wasserlöslicher Reaktionsstufe zur Anwendung gebracht. In general, the known procedures are read .Nrt in the Way carried out that the raw materials to be shredded, such as wood, first in chopping rotors are crushed, and the crushed material then in suitable facilities, such as Defibrators at elevated temperatures of generally about 160 to T800 and the like Pressure attenuated in a continuous operation and by means of rapidly rotating disks is frayed. Then the broken down and frayed substances are in aqueous suspensions are carried out by being fed into the so-called cyclone, whereby the vapors are precipitated by means of cold water and the degree of dilution required in each case is set to this Wise obtained aqueous pulp slurries are then in a mixing bucket Synthetic resin binders and any other supplements, e.g. B. water-soluble phenol-formaldehyde condensation products in the resol or novalak state, added. In the latter case, they are suitable To take measures to convert the Novalak into the hardenable form. The resol are used in most cases in a water-soluble reaction stage.

Die so mit Kunstharz versetzten Faserstoffaufschlemmungen werden hierauf mittels einer organischen oder anorganischen Säure angesäuert, um das sich in Lösung befindliche Kunstharz auf die Faser auszufällen, worauf dann der Faserstoff-Kunstharz-Brei entwässert und verformt wird und die entwässerten Vliese einer Heißverpressuiig unterworfen werden.The pulp slurries so mixed with synthetic resin are then added acidified by means of an organic or inorganic acid to dissolve it Resin located on the fiber to precipitate, whereupon the fiber-synthetic resin pulp is dewatered and deformed and the dewatered nonwovens are hot-pressed be subjected.

Diesen bekannten Verfahren haftet eine ganze Reihe mehr oder minder schwerwiegender Nachteile und Mängel an, die sich aus der oben geschilderten, allgemein üblichen Arbeitsweise ergeben und deren Abstellung bisher nicht gelungen ist. So ist es bisher nicht möglich gewesen, eine wirkliche Tiefenimprägnierung der Faserstoffe mit dem Bindemittel herbeizuführen, indem bei Ausfällung der Kunstharze diese zum größten Teil auf der Faser und nicht, wie es an sich erwünscht wäre, in der Faser sitzen. Außerdem sind diese bekannten Verfahren auf ein diskontinuierliches Arbeiten angewiesen und lassen es deshalb nicht vermeiden, daß die Erzeugnisse starken Beschaffenheitsschwankungen unterworfen sind, zumal das Vermischen der Faserstoffaufschlemmungen mit den Kunstharzen in der Bütte eine rein mechanisch-emprische Maßnahme darstellt und damit ebenfalls zu Schwankungen in der Beschaffenheit der Erzeugnisse führt. Zu einem ungleichmäßigen Anfall der erhaltenen FaserstoR.ormkörper trägt dahei auch noch die Alterung der Kunstharze bei, da diese von den Faserstofformkörpererzeugungsglätten allgemein üblicherweise fertig bezogen werden, durch Lagerung weiterkondensieren sowie teilweise oder gar ganz wasserunlöslich werden und hierdurch für die ihnen zugedachten Zwecke als Bindemittel mehr oder minder beeinträchtigt. wenn nicht gar gänzlich unbrauchbar werden und sie somit zumindestens in schwankender Alterungsstufe zur Anwendung gelangen. Ebenso beeinträchtigen auch die untereinander verschiedenen Herstellungsarten der Kunstharzhersteller den g]eichmäßigen Verlauf der Produktion. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bisherigen Arbeitsweisen besteht schließlich auch noch darin, daß durch die thermomechanische Zerfaserung der zellstoffhaltigen Rohstoffe organische Säuren, z. B. A number of these known processes are more or less liable serious disadvantages and shortcomings, which result from the above, in general usual way of working and their removal has not yet succeeded. So it has not been possible so far, a real deep impregnation of the fibers to bring about with the binding agent, in that when the synthetic resins precipitate for the most part on the fiber and not, as would be desirable per se, in the fiber sit. In addition, these known processes are based on a discontinuous operation instructed and can therefore not avoid that the products strong fluctuations in quality are subject, especially since the mixing of the pulp slurries with the synthetic resins represents a purely mechanical-emphatic measure in the vat, and thus likewise leads to fluctuations in the nature of the products. To an uneven The accumulation of the molded fibrous bodies obtained also contributes to the aging of the Synthetic resins, since they are generally smoothed by the production of fibrous articles usually ready for use, further condensation through storage and partially or even become completely insoluble in water and thereby for the purposes intended for them more or less impaired as a binder. if not completely useless and thus they are used at least in a fluctuating aging stage. Likewise, the different ways of manufacturing the Resin manufacturers the uniform course of production. Another essential one The disadvantage of the previous working methods is finally that through the thermomechanical defibration of the pulp-containing raw materials organic acids, z. B.

Ameisensäure und Essigsäure, frei werden, welche zu starken Korrosionen der Zerfaserungseinrichtungen führen, und für die der Anfressung besonder ausgesetzten Einrichtungsteile die Verwendung kostspieliger Spezialstähle notwendig machen.Formic acid and acetic acid are released, which cause severe corrosion of the fiberisation devices, and for those particularly exposed to stress Furniture parts make the use of expensive special steels necessary.

Gemäß der Erfindung gelingt es nun, alle diese Nachteile zu beheben, und zwar dadurch, daß die Kunstharze in Form ihrer Bildungskomponenten sowie deren sauren oder vorzugsweise alkalischen Katalysatoren während des Zerfaserungsvorganges der zellstoffhaltigen Rohstoffe zugesetzt werden. Geht man in dieser Weise vor, so erhält man gleichmäßig verteilte Kunstharze mit ausgesprochener Tiefenimprägnierung, welche kontinuierlich während des Zerfaserungsvorganges gebildet werden, womit also auch das gesamte Verfahren kontinuierlich gestaltet werden kann; und man auch von der im Einzelfall zufällig vorhandenen Alterungsstufe der Kunstharze unabhängig wird und so auch alle damit verbundenen Beschaffenheitsschwankungen der Enderzeugnisse in NVegfall kommen. So kann man im Sinne der Erfindung z. B. Phenole, Kresole, saure Öle, Carbamide oder sonstige, zur Bindung der Fasser gewählte chemische Bildungskomponenten mit Formaldehyd und sauren oder vorzugsweise alkalischen Katalysatoren dem Dämpfraum der Zerfaserungseinrichtungen zuführen und in demselben aufeinander einwirken lassen. Je nach Wahl der einzelnen Bildungskomponenten lassen sich so die jeweils gewünschten Kunstharzqualitäten ohne Schwierigkeinen und in geiiauer Vorherbestimmung erzeugen. According to the invention it is now possible to eliminate all of these disadvantages, namely by the fact that the synthetic resins in the form of their formation components as well as their acidic or preferably alkaline catalysts during the defibering process the pulp-containing raw materials are added. If one proceeds in this way, so one gets evenly distributed synthetic resins with pronounced deep impregnation, which are continuously formed during the defibering process, so what the entire process can also be designed continuously; and you also from regardless of the random aging level of the synthetic resins in the individual case and so are all associated fluctuations in the quality of the end products come in disapointment. So you can for the purposes of the invention. B. phenols, cresols, acidic Oils, carbamides or other chemical formation components selected to bind the barrels with formaldehyde and acidic or preferably alkaline catalysts in the steaming chamber of the defibering devices and allow them to act on each other in the same. Depending on the choice of the individual educational components, the desired ones can be created Produce synthetic resin qualities without difficulty and with certain predetermination.

Bei alledem ist naturgemäß Art und SIenge der Katalysatoren derart zu wählen und abzustimmen, daß die Bildung von wasserunlöslichen Kunstharzen innerhalb des Dämpfraumes vermieden wird. With all of this, the type and size of the catalytic converters is of course such to choose and vote that the formation of water-insoluble synthetic resins within of the damping chamber is avoided.

Auch der Durchsatz des Fasergutes durch den Dampfraum ist regelbar, doch wird man auch bei einem Arbeiten gemäß der Erfindung die bisherige Durchsatzgeschlvindigkeit im allgemeinen nicht zu verändern brauchen, da die notwendige Reaktionsgeschwindigkeit der Kunstharzbildungskomponenten durch die im Dampfraum herrschenden Temperaturen von etwa 160 bis 1800 im allgemeinen sichergestellt ist und erforderlichenfalls durch entsprechende Wahl des Katalysators und/oder Regelung der Temperatur leicht auf die jeweils gewünschte Zeit eingestellt werden kann.The throughput of the fiber material through the steam chamber can also be regulated, however, even when working according to the invention, the previous throughput rate will be achieved in general do not need to change, as the necessary reaction speed of the synthetic resin formation components due to the temperatures in the steam space from about 160 to 1800 is generally ensured and if necessary easily by appropriate choice of the catalyst and / or regulation of the temperature can be set to the desired time.

Im allgemeinen kann aber die Temperatur in Ahahängigkeit von den jeweils gewünschten Enderzeugnissen und deren Verwendungszwecken sogar noch wesentlich herabgesetzt werden, ohne den Wert des erfindungsgemäßen Verfahrens und der mit ihm verbundenen Vorteile herahzusetzen.In general, however, the temperature can depend on the desired end products and their uses are even significantly reduced without the value of the method according to the invention and the associated with it To exploit advantages.

Wenn bei ausgesprochen niedrigen Temperaturen gearheitet wird, so verlängert sich die notwendige Reaktionszeit entsprechend. Dies kann aber durch Zugabe üblicher Beschleunigungskatalysatoren entsprechend ausgeglichen werden.If you work at extremely low temperatures, then so the necessary response time is extended accordingly. But this can go through Addition of customary acceleration catalysts are compensated accordingly.

Um diese Vorteile möglichst weitgehend auszunutzen, ist es zweckmäßig, bei Temperaturen zu arbeiten, welche damit rechnen lassen, daß auch die Aufschlußprodukte der verarbeiteten zellstoffhaltigen Rohstoffe, welche bei der bisher üblichen Arbeitsweise in die Abwässer und damit verlorengehen, mit den zugesezten Kunstharzbildungskomponenten reagieren. Auf diese Weise lassen sich so wesentliche Ersparnisse im Bindemittelverhrauch erzielen, die Verluste an Rohstoff heralisetzen und Abwasserschwierigkeiten vermeiden, denen auch sonst dadurch gesteuert wird, daß sich im Rahmen des vorliegenden Verfahrens die Bil- duiig saurer Abwässer vermeiden läßt und denselben die für eine biologische Reinigung notwendigen Nährstoffe in Form von Ammoniakverbindungen zugeführt werden können. In order to take advantage of these advantages as much as possible, it is advisable to to work at temperatures which can be expected that the digestion products of the processed pulp-containing raw materials, which in the previously usual way of working get lost in the wastewater with the added synthetic resin formation components react. In this way, significant savings can be made in the incense of binding agents achieve the loss of raw material and avoid wastewater problems, which is otherwise controlled by the fact that within the scope of the present proceedings the picture Duiig acidic wastewater can be avoided and the same Nutrients necessary for biological cleaning in the form of ammonia compounds can be fed.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in der NVeise durchgeführt werden, daß während des Zerfaserungsvorganges der zellstoffhaltigen Rohstoffe lediglich alkalisch reagierende Stoffe zugesetzt werden, die in einer späteren Stufe des Verfahrens als Härtungsbeschleuniger wirken können. The method according to the invention can also be carried out in the same manner that during the defibering process of the pulp-containing raw materials only alkaline substances are added in a later stage of the process can act as a hardening accelerator.

Ein deral-tiger Zusatz erfolgt in solchen Mengen, daß die Faserstoffaufschlemmung praktisch neutral reagiert. So kann man beispielsweise nur Ammoniak zusetzen, um innerhalb der Zerfaserungseinrichtung die Ameisensäure oder Essigsäure im statu nascendi zu neutralisieren und die sonst auftretenden Korrosionen zu vermeiden.Such an addition takes place in such amounts that the pulp slurry reacts practically neutrally. For example, you can only add ammonia to formic acid or acetic acid in the statu within the fiberizing device to neutralize nascendi and to avoid the corrosion that would otherwise occur.

Wach dem Austritt aus dem Zyklon kann dann der Faserfrei auf seinen pH-Wert geprüft und durch entsprechende Regelung der Ammoniak- oder sonstigen Alkali zugabe in jeweils gewünschter Weise eingestellt werden.After the exit from the cyclone, the fiber-free can then be opened Checked the pH value and adjusted the ammonia or other alkali accordingly addition can be set in the desired manner.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner auch in der Weise durchgeführt werdeii, daß die Kunstharzbildungskomponenten in solcher Abstimmung aufeinander zugesetzt werden, daß sich während des Zerfaserungsvorganges Novolake bilden und die zur Bildung härtbarer Kunstharze dauii noch fehlenden Methylengruppen in Form entsprechender Verbindungen, z. B. Ilexametbylentetramin, in einer späteren Stufe drs Verfahrens zugesetzt werden. Aus diese Weise erhält man Formkörper, welche besonderes fest und widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit, Atmosphärilieu, Insektenfraß sind. The method according to the invention can furthermore also be carried out in the manner will be that the resin formation components in such coordination with each other be added that form novolaks during the defibering process and the methylene groups still missing for the formation of curable synthetic resins are in the form corresponding connections, e.g. B. Ilexametbylenetetramine, in a later stage drs procedure can be added. In this way, moldings are obtained which are special are solid and resistant to moisture, atmospheric environment and insect damage.

A u s f ü h r u n g s b e i s p i e l e 1. Etwa 17 kg Holz werden in 1 Minute dem Defibrator zugeführt. Gleichzeitig damit werden in den Dämpfraum so viel Phenole und Formaldehyd eingedrückt, daß beide, auf Phenol berechnet, mindestens im Molverhältnis 1 : 1 zur Reaktion gelangen, sowie Ammoniak als Katalysator in einer Menge zugesetzt, daß einerseits eine Neutralisation der entstehenden organischen Säuren und andererseits die gewünschte Reaktionsbeschleunigung herbeigeführt wird. Die Dosierung der Kunstharzbildungskomponenten hängt dabei davon ab, mit wieviel Prozent Kunstharz, berechnet auf den trockenen festen Formkörper, man je nach dessen Verwendungszweck zu arbeiten wünscht. Der Prozentsatz an schließlichem Festharz in dem fertigen Formkörper kann von etwa 2 bis 25% und mehr schwanken. Die Weiterverarbeitung auf Formkörper erfolgt in der üblichen Weise. D o u t o u t p i o rt 1. Approximately 17 kg of wood will be used delivered to the defibrator in 1 minute. Simultaneously with it are in the steaming room so much phenols and formaldehyde that both, calculated on phenol, are at least react in a molar ratio of 1: 1, as well as ammonia as a catalyst in an amount added that on the one hand a neutralization of the organic Acids and, on the other hand, the desired acceleration of the reaction is brought about. The dosage of the synthetic resin formation components depends on how much Percent synthetic resin, calculated on the dry solid molded body, depending on this Intended use to work. The percentage of final solid resin in the finished molded body can vary from about 2 to 25% and more. The further processing on shaped bodies takes place in the usual way.

2. r7kg Holz werden in 1 WIinute dem Defibrator zugeführt und dazu so viel Kresol und Formaldehyd, daß sich Resole bilden. Außerdem werden solche Mengen Bariumhydroxyd, gelöst in NVaãser, zugesetzt, daß ein lösliches Kunstharz erzielt wird, in welchem das Bariumhydroxyd kolloidal feinverteilt ist und durch den Zusatz von viel Wasser scheinbar emulgiert wird. Befindet sich der so vorbereitete Stoffbrei in genügender A[enge in der Maschinenbutte, so wird er mit so viel Schwefelsäure angesäuert bzw. neutralisiert, daß der pH-Wert noch etwa 7 bis 8 oder mehr beträgt. Anschließend wird der Stoff auf übliche Weise entwässern, worauf dann die entwässerten Vliese verpreßt werden. Der Zusatz von Katalysatoren oder anderen Zuschlägen kann dabei von wenigen Bruchteilen eines Prozentes bis zum Vielfachen der angewandten Harzbildungsbasis schwanken. 2. r7kg of wood are fed to the defibrator in 1 minute and added to it so much cresol and formaldehyde that resoles are formed. Also, there will be such amounts Barium hydroxide, dissolved in NVaãser, added that a soluble synthetic resin is achieved in which the barium hydroxide is finely divided colloidally and by the addition is apparently emulsified by a lot of water. There is the prepared pulp in sufficient tightness in the machine butt, it becomes with so much sulfuric acid acidified or neutralized so that the pH is still about 7 to 8 or more. Then the fabric is drained in the usual way, whereupon the drained Fleeces are pressed. The addition of catalysts or other additives can from a few fractions of a percent to a multiple of the applied Resin formation base vary.

Claims (3)

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Platten, aus Faserstoffen und Kunstharz-Bindemitteln durch Zerfasern zellstofthaltiger Rohstoffe, wie Holz, Stroh, Cl)erfiihrung der zerfaserten Stoffe in wäßrige Aufschlemmungen, Zusatz von Kunstharzen, Ausfällen der Kunstharze, Entwässern und Verformen des Faserstoff-Kunstharz-Breies sowie Heißverpressen der entwässerten Vliese, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharze in Form ihrer Bildungskomponenten sowie deren sauren oder alkalischen Katalysatoren während des Faseraufschlusses der zellstoffhaltigen Rohstoffe zugesetzt werden. PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of moldings, such as Sheets, made of fibrous materials and synthetic resin binders by defibrating cellulose-containing materials Raw materials, such as wood, straw, Cl) experience of the defibrated substances in aqueous slurries, Addition of synthetic resins, precipitation of synthetic resins, dewatering and deformation of the fiber-synthetic resin slurry and hot pressing of the drained nonwovens, characterized in that the synthetic resins in the form of their formation components and their acidic or alkaline catalysts are added during the pulping of the pulp-containing raw materials. 2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zerfaserungsvorganges der zellstoffhaltigen Rohstoffe alkalisch reagierende Stoffe zugesetzt werden, die gleichzeitig oder in einer späteren Stufe des Verfahrens als Härtungsbeschleuniger wirken können oder bei der Bindung noch freier Phenole-Kresole chemisch wirksam werden, in solchen Alengen. daß die Faserstoffaufschlen-lmung bzw. die mit Kunstharzbindemittel imprägnierten Stoffe praktisch neutral reagieren. 2. The method according to claim t, characterized in that during of the defibering process of the pulp-containing raw materials, which have an alkaline reaction Substances are added simultaneously or at a later stage in the process can act as a hardening accelerator or when binding phenols-cresols that are still free become chemically effective in such algae. that the pulp slurry resp. the substances impregnated with synthetic resin binders react practically neutrally. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzbildungskomponenten in solcher Abstimmung aufeinander zugesetzt werden, daß sich während des Zerfaserungsvorganges Novolake bilden und die zur Bildung härtbarer Kunstharze dann noch fehlenden Methylengruppen in Form entsprechender Verbindungen, z. B. Hexamerhylentetramin, in einer späteren Stufe des Verfahrens zugesetzt werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that the synthetic resin formation components are added to each other in such coordination that during the defibering process Novolaks form and the methylene groups that are still missing to form curable synthetic resins in the form of appropriate compounds, e.g. B. hexamerhylenetetramine, in a later Step of the process can be added.