Un método de producir una celulosa alcalina que incluye pasos de proporcionar una pasta que comprende fibras de celulosa que contienen espacios interfibrilares y someter la pasta a un tratamiento alcalino para producir la celulosa alcalina;

caracterizado en que el tratamiento alcalino tiene lugar en presencia de un espaciador capaz de penetrar en los agujeros en los espacios interfibrilares de las fibras de celulosa

Intensificación de la reactividad de la pasta de celulosa.

Antecedentes de la invención

El proceso de viscosa es aún la tecnología más importante para producir una familia de productos, también llamados miembros elongados de celulosa, como filamentos (rayón), fibras cortadas, películas (celofán), tripas para embutidos, etc. El paso clave del proceso es la formación xantato de celulosa sódica, un derivado de celulosa usado como producto intermedio para disolver la celulosa en un solvente.

La materia prima principal para las reacciones de derivación es la denominada pasta para disolver, tradicionalmente producida con el proceso de sulfito o sulfato, usando diferentes tipos de madera; por ejemplo madera dura tal como de eucalipto y madera blanda tal como de picea o pino. La pasta para disolver se puede caracterizar por una multitud de parámetros. Algunos importantes son:

- grado de cristalinidad, que describe el porcentaje de regiones cristalinas y amorfas en las fibras de celulosa, normalmente en el intervalo del 60-70%;

- contenido en celulosa de mayor peso molecular, denominada alfa-celulosa, normalmente por encima del 90%, y el contenido de celulosa de menor peso molecular, denominada hemi-celulosa, normalmente entre el 2,5 y el 6,5%, determinado como S18 o la solubilidad en soda cáustica al 18%, disuelta en agua (hidróxido de sodio acuoso).

En condiciones de procesamiento especiales se puede usar como materia prima una pasta para disolver de bajo grado o denominada pasta de grado papel. Estas pastas se pueden caracterizar mediante los siguientes parámetros:

- contenido de la denominada alfa celulosa por debajo del 90%, preferiblemente <89%

- contenido de la denominada hemi-celulosa (% de S18) mayor del 6,5%, preferiblemente >10%.

El proceso de viscosa comprende los siguientes pasos convencionales, brevemente resumidos como sigue:

- Impregnación de pasta secada al aire, que tiene, normalmente, un DP (grado medio de polimerización) de 500-700 y contenido de humedad del 7-8% en un hidróxido de sodio acuoso, que tiene una concentración de NaOH del 17-19% y una consistencia de lodo de celulosa del 3,5-5,5% a 40-55ºC y un tiempo de retención tradicional de >30 minutos.

- La celulosa sódica I formada se elimina mediante presión para dar celulosa alcalina (AC), que tiene un contenido en celulosa (CiA) del 32-35% y un contenido en hidróxido de sodio (SiA) del 14-16,5%.

- Envejecimiento o pre-maduración de la AC a 40-50ºC para reducir el DP desde 500-700 hasta alrededor de 250-350 mediante oxidación e hidrólisis.

- xantación de la AC con disulfuro de carbono (CS₂) para formar xantato de celulosa sódica con alrededor del 27-35% de CS₂ de celulosa.

- disolución del xantato en hidróxido de sodio acuoso diluido para formar una masa de viscosa con un contenido de celulosa (SiV) de alrededor del 8,0-10,0% y un contenido de hidróxido de sodio descrito como relación alcalina (AR) de alrededor de 0,55-0,65 en comparación con el porcentaje en peso de celulosa.

- extrusión de la masa de viscosa después de filtración y desaeración a través de un chorro en un baño ácido donde la viscosa se coagula y regenera para formar un miembro elongado de celulosa. Durante el proceso de regeneración se puede llevar a cabo un cierto procedimiento de estiramiento para mejorar la orientación de las moléculas de celulosa. El proceso de extrusión se denomina hilado en la fabricación de fibra y moldeado en producción de películas.

- Los miembros elongados de celulosa regenerados se limpian de impurezas y se secan.

La cuestión clave respecto a la calidad para alcanzar una buena masa de viscosa para hilado y moldeado es la uniformidad del grado de sustitución (DS) del xantato de celulosa a través de los diferentes pesos moleculares de la celulosa en la AC, usada para xantación. Hay tres métodos conocidos de mejorar la uniformidad del DS:

1. Un método de producir una celulosa alcalina que incluye pasos de proporcionar una pasta que comprende fibras de celulosa que contienen espacios interfibrilares y someter la pasta a un tratamiento alcalino para producir la celulosa alcalina; caracterizado en que el tratamiento alcalino tiene lugar en presencia de un espaciador capaz de penetrar en los agujeros en los espacios interfibrilares de las fibras de celulosa.

2. El método como se reivindica en la reivindicación 1, en donde los espacios interfibrilares están producidos:

por activación de la pasta antes de someter una pasta activada al tratamiento alcalino y/o

durante el tratamiento de la pasta con NaOH al 11 pm 3%.

3. El método como se reivindica en la reivindicación 2, en donde la activación de la pasta es mediante e-irradiación, tratamiento con amoniaco líquido o explosión con vapor.

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el espaciador es un polímero hidrofílico que es soluble o dispersable en una solución acuosa.

5. El método según la reivindicación 4, en donde el polímero soluble en agua tiene un peso molecular de 1000 a 2500.

6. El método según la reivindicación 5, en donde el polímero soluble en agua tiene un peso molecular de 1250 a 1750.

7. El método según la reivindicación 6, en donde el polímero soluble en agua tiene un peso molecular de 1400 a 1600.

8. El método según la reivindicación 7, en donde el polímero soluble en agua tiene un peso molecular de alrededor de 1500.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el espaciador es capaz de formar puentes de hidrógeno o enlaces éter con las moléculas de celulosa.

10. El método según la reivindicación 9, en donde el espaciador contiene un grupo hidrofílico.

11. El método según la reivindicación 10, en donde el grupo hidrofílico es un grupo carboxilo, carbonilo o hidróxido.

12. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el espaciador es un polietilenglicol, alcohol polivinílico o poliacrilato.

13. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la cantidad de espaciador usada es desde el 0,5% hasta el 2% (m/m) basado en la celulosa.