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Patent Searching and Data


Title:
PRODUCTION OF AN ALKALI CELLULOSE WITH IMPROVED REACTIVITY FOR DERIVATIZATION REACTIONS, AND PRODUCTION OF A DISSOLVING PULP WITH IMPROVED REACTIVITY FOR DERIVATIZATION REACTIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/121482
Kind Code:
A4
Abstract:
The invention relates to a method for producing an alkali cellulose with an improved reactivity for derivatization reactions, having the following steps: activating the cellulose I in an aqueous mash by means of a very brief mechanical treatment using a suitable mill in order to improve the accessibility of the cellulose molecules in the highly ordered crystalline regions to chemical agents; alkalizing the cellulose I with a caustic soda concentration of ≤16 wt.% preferably 12-16 wt.%, more preferably 13 wt.% - 15 wt.%, in order to thereby obtain an alkali cellulose consisting of cellulose II; and separating the alkali cellulose by a filtering or pressing process using alkaline presses. The invention additionally relates to a method for producing a dissolving pulp, consisting of native cellulose I, with an improved reactivity for derivatization reactions. According to the invention, a very brief mechanical treatment is carried out which does not substantially change the morphology of the cellulose fibers but changes the crystal structure of the crystalline regions such that the cellulose molecules in said regions are more accessible to chemical agents, i.e. the alkali cellulose is more reactive. In the process, conventionally used assemblies or production systems, such as for example alkaline presses for separating the alkali cellulose in the mash, conveyor devices for the separated alkali cellulose, or reaction containers for the derivatization reactions, must not be adapted or replaced or must only be slightly adapted.

Inventors:
MÖBIUS HEINZHORST (DE)
FISCHER KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/101068
Publication Date:
August 12, 2021
Filing Date:
December 15, 2020
Export Citation:
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Assignee:
MOEBIUS HEINZHORST (DE)
SAPPI SOUTHERN AFRICA LTD (ZA)
International Classes:
C08B1/08
Attorney, Agent or Firm:
SCHÄFER, Matthias W. (DE)
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Claims:
GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 24 Juni 2021 (24.06.2021)

1. Verfahren zur Herstellung einer Alkalicellulose mit einer verbesserten Reakti vität für Derivatisierungsreaktionen, welches folgende Schnitte aufweist: a) Aktivieren der Cellulose I in einer wässrigen Maische durch eine sehr kurzzeitige mechanische Behandlung durch Mahlung mit einer geeigneten Mühle in weniger als 5 Minuten zur Verbesserung der Zugänglichkeit der Cellulosemoleküle in den hochgeordneten, kristallinen Bereichen für che mische Agenzien; b) Alkalisieren der Cellulose I mit einer Natronlauge Konzentration von 12-16 Gew.%, bevorzugt 13 Gew.% - 15 Gew.%, um auf diese Weise eine Alka licellulose, bestehend aus Cellulose II zu erhalten; c) Abtrennung der Alkalicellulose durch Filtration bzw. Abpressung mit sog. Alkalisierpressen.

2. Verfahren zur Herstellung einer Alkalicellulose mit einer verbesserten Reakti vität für Derivatisierungsreaktionen, welches folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellung einer Maische, die Cellulose I und Natronlauge mit einer Konzentration von 12-16 Gew.%, bevorzugt 13 Gew.% - 15 Gew.%, auf weist; b) Aktivieren der Maische durch eine sehr kurzzeitige mechanische Behand lung durch Mahlung mit einer geeigneten Mühle in weniger als 5 Minuten zur Verbesserung der Zugänglichkeit der Cellulosemoleküle in den hoch geordneten, kristallinen Bereichen für chemische Agenzien; c) Abtrennung der Alkalicellulose durch Filtration bzw. Abpressung mit sog. Alkalisierpressen.

3. Verfahren zur Herstellung eines Chemiezellstoffs, bestehend aus nativer Cel- luose I, mit einer verbesserten Reaktivität für Derivatisierungsreaktionen, welches folgende Schritte aufweist:

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 25 a) Aktivieren einer wässrig-alkalischen Maische von ungebleichtem bzw. teil gebleichtem Chemiezellstoff, bestehend aus nativer Cellulose I, im Rah men des Extraktionsschrittes (E-Stufe) bzw. Extraktions - und Oxidations schrittes (Eo-Stufe) der Bleichsequenz der Chemiezellstoff - Herstellung mit einer Natronlauge-Konzentration von 1-10 Gew.%, vorzugsweise 1,0 bis 6,5 Gew.%, durch eine kurzzeitige mechanische Behandlung durch Mahlung mit einer geeigneten Mühle in weniger als 5 Minuten zur Verbes serung der Zugänglichkeit der Cellulosemoleküle in den hochgeordneten, kristallinen Bereichen für chemische Agenzien; b) Beendigung der Bleiche, Entwässerung und Trocknung des Chemiezells toffs; c) Alkalisieren des Chemiezellstoffs, bestehend aus aktivierte, nativer Cellu lose I mit einer Natronlauge Konzentration von 12-16 Gew.%, bevorzugt 13 Gew.% - 15 Gew.%; d) Abtrennung der Alkalicellulose durch Filtration bzw. Abpressung mit sog. Alkalisierpressen.

4. Verfahren zur Herstellung eines Chemiezellstoffs, bestehend aus nativer Cel lulose I, mit einer verbesserten Reaktivität für Derivatisierungsreaktionen, welches folgende Schritte aufweist: a) Aktivieren einer wässrigen Maische von gebleichtem Chemiezellstoff, be stehend aus nativer Cellulose I, nach der Bleichsequenz und vor der Ent wässerung der Chemiezellstoff - Herstellung durch eine kurzzeitige me chanische Behandlung durch Mahlung mit einer geeigneten Mühle in we niger als 5 Minuten zur Verbesserung der Zugänglichkeit der Celullosemo- leküle in den hoch geordneten, kristallinen Bereichen für chemische Agenzien; b) Entwässerung der Maische und Trocknung des Chemiezellstoffs; c) Alkalisieren des Chemiezellstoffs, bestehend aus aktivierte, nativer Cellu lose I, mit einer Natronlauge Konzentration von 12-16 Gew.%, bevorzugt 13 Gew.% - 15 Gew.%;

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 26 d) Abtrennung der Alkalicellulose durch Filtration bzw. Abpressung mit sog. Alkalisierpressen.

5. Verfahren zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei die mechanische Behandlung durch Mahlung in 0,5 bis 3 Mi nuten, bevorzugt in 1,5 Minuten erfolgt.

6. Verfahren zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei die Verweilzeit der Cellulose in der Natronlauge < 1,5 Stun den, bevorzugt < 1 Stunde, vorzugsweise^ 30 Minuten beträgt.

7. Verfahren zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei eine Mahlgarnitur zum Zerkleinern der Cellulose Schlag- und Reibkräfte ausführt.

8. Verfahrung zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei eine Mahlgarnitur zum Zerkleinern der Cellulose Druck-, Scher- und Reibungskräfte ausführt.

9. Verfahrung zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei die Mahlgarnitur zum Zerkleinern der Cellulose oszillierende Schwingungen, vorzugsweise Kreisschwingungen, ausführt.

10. Verfahrung zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei die Steuerung des Verhältnisses zwischen Schlag- und Reib kräften bzw. Druck-, Scher- und Reibungskräften die Parameter:

• Auswahl der Mahlkörper;

• Drehzahl bzw. Frequenz; und

• Schwingkreisdurchmesser bzw. Schwingkreisamplitude aufweist.

11. Verfahrung zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei ein Energieeintrag in die Cellulose durch eine Mahlgarnitur zum Zerkleinern der Cellulose mittels Schlag- und Reibkräften bzw. Druck-, Scher-

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 27 und Reibungskräften mit einer Frequenz von 500 Hz bis 2000 Hz und einer Schwin gungsamplitude von 5 mm bis 20 mm erfolgt.

12. Verfahren zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei die Mahlgarnitur eine Schwingmühle, eine Scheibenschwing mühle oder eine Stabmühle ist.

13. Verfahren zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei das Zerkleinern mit einer abriebsfesten Mahlkörper und einer abriebsfesten Auskleidung mit einer Brinell-Härte (HB) von >370 erfolgt.

14. Verfahren zur Herstellung von Alkalicellulose nach einem der vorhergehen den Ansprüche, wobei die Maische einen Zellstoffanteil von 2 bis 11 Gew.%, bevor zugt 4,5 bis 10 Gew.% aufweist.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)