Proceso para producir celulosa no cristalina.
Un proceso para producir una celulosa descristalizada a partir de una materia prima que comprende una celulosa con una cristalinidad de celulosa de tipo I de más de 33 %,
calculada a partir de la fórmula siguiente (1):
Cristalinidad de celulosa de tipo I (%)≥ [(I22,6 - I18,5)/I22,6]×100 (1)
en la que I22.6 es la intensidad de difracción de un plano reticular (plano 002) medido a un ángulo de difracción 2θ de 22,6° en análisis de difracción de rayos X; e I18,5 es la intensidad de difracción de un resto amorfo medido a un ángulo de difracción 2θ de 18,5° en análisis de difracción de rayos X, comprendiendo dicho proceso la etapa de tratar la materia prima que contiene celulosa usando un molino de tipo de medio para reducir la cristalinidad de celulosa de tipo I de la celulosa a 33 % o menos, en el que el molino de tipo de medio es un molino vibratorio que usa barras, la materia prima que contiene celulosa tiene una densidad aparente de 100 a 500 kg/m3 y el contenido de celulosa en un residuo obtenido retirando agua de la materia prima que contiene celulosa es de 20 % en peso o más.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/052553.
Solicitante: KAO CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 14-10, NIHONBASHI KAYABACHO 1-CHOME CHUO-KU TOKYO 103-8210 JAPON.
Inventor/es: KITSUKI, TOMOHITO, TOMIOKA, KEIICHIRO, NOJIRI,NAOKI, UMEHARA,MASAHIRO, OKUTSU,MUNEHISA.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08B1/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08B POLISACARIDOS; SUS DERIVADOS (polisacáridos que contienen menos de seis radicales sacáridos unidos entre sí por enlaces glucosídicos C07H; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas C12P 19/00; producción de celulosa D21). › Tratamiento preparatorio de celulosa para producir sus derivados.
PDF original: ES-2515165_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Proceso para producir celulosa no cristalina CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un proceso para producir celulosas descristalizadas ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las celulosas obtenidas moliendo materias primas que contienen celulosa, tales como pastas, se han usado como materiales industriales tales como materias primas de éteres de celulosa, cosméticos, comestibles y materiales de biomasa. Entre ellas, las celulosas que tienen una estructura cristalina descristalizada de las mismas son especialmente útiles como estos materiales industriales.
Por ejemplo, se conoce un procedimiento de producción de pastas en polvo mediante el tratamiento mecánico de pastas laminares usando un molino (por ejemplo, se hace referencia a los documentos de patente 1 y 2). Sin embargo, en estos documentos de patente, no hay descripciones referentes a la cristalinidad de las celulosas.
También es conocido el procedimiento de tratamiento mecánico de pastas usando un molino para reducir la cristalinidad de las celulosas en las pastas (por ejemplo, se hace referencia a los documentos de patente 3 a 6).
En los ejemplos 1 y 4 del documento de patente 3, se da a conocer un procedimiento de tratamiento de pastas laminares usando un molino de bolas vibratorio o extrusor de doble husillo.
En los ejemplos 1 a 3 del documento de patente 4, se da a conocer un procedimiento de tratamiento de pastas usando un molino de bolas.
En los ejemplos 1 y 2 del documento de patente 5, se da a conocer un procedimiento de tratamiento de polvos de celulosa obtenidos sometiendo las pastas a tratamientos químicos tales como hidrólisis usando un molino de bolas y adicionalmente un molino de aire.
El documento de patente 6 da a conocer un procedimiento de tratamiento de pastas mantenidas dispersadas en agua usando un molino de tipo de medio tal como un molino de bolas vibratorio.
Sin embargo, estos procedimientos no han conseguido una eficacia satisfactoria.
El documento de patente 7 se refiere a un procedimiento para la producción de micropolvos a partir de éteres de celulosa o celulosa que comprende (a) someter un éter de celulosa o celulosa que tiene una estructura de fibra fina, algodonosa o lanosa a una consolidación o fragilización suficiente con lo que, en un paso de molido a través de un molino a chorro en condiciones estándares, se recupera un 98 % en peso del material consolidado o fraglllzado cargado en forma de polvo de menos de 1 pm, y (b) someter el material consolidado o fragilizado a una etapa de trituración que produce una reducción de tamaño suficiente para alcanzar una distribución de tamaño de grano con al menos un 9 % en peso de menos de 125 pm.
El documento de patente 8 se refiere a un proceso de fabricación de viscosa que comprende las etapas de usar diversas formas de materiales celulósicos mediante molido con bolas de estas diversas formas de materiales celulósicos y posterior adición del material molido con bolas a la celulosa alcalina que se prepara como intermedio durante el proceso de fabricación de viscosa.
El documento de patente 9 se refiere a un proceso para la obtención de una celulosa que exhibe buena solubilidad en una solución acuosa de hidróxido alcalino sin disminuir excesivamente su grado de polimerización, que comprende hervir celulosa amortizada para que tenga una cristalinidad mayor de un valor especificado con vapor a alta presión y someterla a pulverización explosiva.
Documento de patente 1: JP 5-168969A Documento de patente 2: JP 21-35471A Documento de patente 3: JP 62-23681A Documento de patente 4: JP 23-64184A Documento de patente 5: JP 24-331918A Documento de patente 6: JP 25-6814A Documento de patente 7: US 4415124 A Documento de patente 8: US 3817983 Documento de patente 9: JP 6223681 A
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un proceso para producir una celulosa descristalizada a partir de una materia prima que contiene una celulosa que tiene una cristalinidad de celulosa de tipo I de más de un 33 %, calculada a partir de la siguiente fórmula (1):
Cristalinidad de celulosa de tipo I (%)= [(I 22,6 -I i8,s)/l 22,6]x1 (1)
en la que l22,6 es la intensidad de difracción de un plano reticular (plano 2) medida a un ángulo de difracción 2 de 22,6° en análisis de difracción de rayos X; e hs.s es la intensidad de difracción de un resto amorfo medida a un ángulo de difracción 2 de 18,5° en análisis de difracción de rayos X, incluyendo el proceso la etapa de tratar la materia prima que contiene celulosa usando un molino de tipo de medio para reducir la cristalinidad de celulosa de tipo I de la celulosa a 33 % o menos, en el que el molino de tipo de medio es un molino vibratorio que usa barras, la materia prima que contiene celulosa tiene una densidad aparente de 1 a 5 kg/m3 y el contenido de celulosa en un residuo obtenido retirando el agua de la materia prima que contiene celulosa es de 2 % en peso o más.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un proceso para producir una celulosa descristalizada que tiene una cristalinidad de celulosa de tipo I reducida a partir de una materia prima que contiene celulosa de manera eficaz y con una excelente productividad.
Los presentes inventores han encontrado que se produce una celulosa descristalizada con una cristalinidad de celulosa de tipo I reducida de manera eficaz con una excelente productividad mediante el procedimiento de tratamiento de una materia prima que contiene celulosa con una densidad aparente de 1 a 5 kg/m3 usando un molino de tipo de medio.
Por tanto, la presente invención se refiere a un proceso para producir una celulosa descristalizada a partir de una materia prima que contiene celulosa que tiene una cristalinidad de celulosa de tipo I de más de un 33% , calculada a partir de la siguiente fórmula (1):
Cristalinidad de celulosa de tipo I (%)= [(I 22,6 -I is,s)/l 22,6]x1
en la que l22,6 es la intensidad de difracción de un plano reticular (plano 2) medida a un ángulo de difracción 2 de 22,6° en análisis de difracción de rayos X; e hs.s es la intensidad de difracción de un resto amorfo medida a un ángulo de difracción 2 de 18,5° en análisis de difracción de rayos X, incluyendo el proceso la etapa de tratar la materia prima que contiene celulosa usando un molino de tipo de medio para reducir la cristalinidad de celulosa de tipo I de la celulosa a 33 % o menos, en el que el molino de tipo de medio es un molino vibratorio que usa barras, la materia prima que contiene celulosa tiene una densidad aparente de 1 a 5 kg/m3 y el contenido de celulosa en un residuo obtenido retirando el agua de la materia prima que contiene celulosa es de 2 % en peso o más.
En el proceso para producir una celulosa descristalizada según la presente invención, la celulosa descristalizada con una cristalinidad de celulosa de tipo I reducida puede producirse eficazmente a partir de materia prima que contiene celulosa con una excelente productividad.
La presente invención se describe con detalle a continuación. En la presente invención, se hace referencia ocasionalmente a la cristalinidad de celulosa de tipo I simplemente como "cristalinidad".
[Materia prima que contiene celulosa]
El contenido de celulosa en un residuo obtenido retirando el agua de la materia prima que contiene celulosa usada en la presente invención es de 2 % en peso o más, preferiblemente de 4 % en peso o más y más preferiblemente de 6 % en peso o más.
El contenido de celulosa usado en la presente invención significa el contenido total de celulosa y hemicelulosa.
La materia prima que contiene celulosa usada en la presente invención no está particularmente limitada. Los ejemplos de materia prima que contiene celulosa incluyen diversas virutas de madera; pastas tales como pastas de madera producidas a partir de materiales de madera y pastas de hebras de algodón obtenidas a partir de las fibras que rodean las semillas de algodón; papeles tales como periódicos, cartones ondulados, revistas y papeles exentos de madera; tallos u hojas de plantas tales como paja de arroz y tallos de maíz y cáscaras de plantas tales como granzas, cáscaras de palma y cáscaras de coco.
En las pastas comercialmente disponibles, el contenido de celulosa en un residuo obtenido retirando el agua del mismo es generalmente de 75 a 99 % en peso, y las pastas pueden contener también lignina, etc., como otros componentes. Adicionalmente, las pastas comercialmente disponibles tienen habitualmente una cristalinidad de celulosa de tipo I de 6 % o más.
El contenido de agua de la materia prima que contiene celulosa es preferiblemente de 2 % en peso o menos, más preferiblemente... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un proceso para producir una celulosa descristalizada a partir de una materia prima que comprende una celulosa con una cristalinidad de celulosa de tipo I de más de 33 %, calculada a partir de la fórmula siguiente (1):
Cristalinidad de celulosa de tipo I (%)= [(122,6 - Iis,s)/l22,6]x1 (1)
en la que l22 6 es la intensidad de difracción de un plano reticular (plano 2) medido a un ángulo de difracción 2 de 22,6° en análisis de difracción de rayos X; e hs.s es la intensidad de difracción de un resto amorfo medido a un ángulo de difracción 2 de 18,5° en análisis de difracción de rayos X, comprendiendo dicho proceso la etapa de tratar la materia prima que contiene celulosa usando un molino de tipo de medio para reducir la cristalinidad de celulosa de tipo I de la celulosa a 33 % o menos, en el que el molino de tipo de medio es un molino vibratorio que usa barras, la materia prima que contiene celulosa tiene una densidad aparente de 1 a 5 kg/m3 y el contenido de celulosa en un residuo obtenido retirando agua de la materia prima que contiene celulosa es de 2 % en peso o más.
2. El proceso según la reivindicación 1, en el que la materia prima que contiene celulosa tiene un tamaño medio de partícula de ,1 a 1 mm.
3. El proceso según la reivindicación 1 o 2, en el que la materia prima que contiene celulosa es un material tratado con un extrusor.
4. El proceso según la reivindicación 3, en el que el extrusor es un extrusor de doble husillo.
5. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la materia prima que contiene celulosa es una pasta.
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