再生纤维素制造技术

本发明专利技术公开了用于再生含纤维素材料的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述含纤维素材料连同pH至少为9且温度至少为20℃的碱性水溶液一起暴露于氧气，b)将所述含纤维素材料分散于所述碱性水溶液中，其中所述碱性水溶液的温度低于15℃，且其中所述碱性水溶液的pH大于9，c)向所述分散系中加入有机溶剂以沉淀纤维素，以及d)通过选自过滤和离心分离的至少一种方法分离沉淀的纤维素。所述方法在处理过程中可以保持高碱性pH值，由于不需要通过加入各种添加剂来降低pH值，此种方法节约了成本。所述方法可以除去布料的非纤维素部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了用于再生含纤维素材料的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述含纤维素材料连同pH至少为9且温度至少为20℃的碱性水溶液一起暴露于氧气，b)将所述含纤维素材料分散于所述碱性水溶液中，其中所述碱性水溶液的温度低于15℃，且其中所述碱性水溶液的pH大于9，c)向所述分散系中加入有机溶剂以沉淀纤维素，以及d)通过选自过滤和离心分离的至少一种方法分离沉淀的纤维素。所述方法在处理过程中可以保持高碱性pH值，由于不需要通过加入各种添加剂来降低pH值，此种方法节约了成本。所述方法可以除去布料的非纤维素部分。【专利说明】再生纤维素
本专利技术涉及一种当回收纤维素时有用的方法。
技术介绍
纤维素是植物中的重要组成部分，且其包含无水葡萄糖单元。纤维素用于例如通过纺纱或纺线来制造合成纤维。回收的纤维素可被再生，并用于纺纱、线、纤维等。 已知有几种方法来溶解纤维素，以用于包括制造再生纤维素纤维的各种应用。在这些方法中经常使用昂贵的化学品(Ohno H and Fukaya Y(2009) Task specific 1nicliquids for cellulose technology Chemistry Letters V38)。 Zhao et al.在 B1technology and B1engineering(生物技术和生物工程，pp.1320-1328, Vol.99，N0.6，2008)中公开了用NaOH和NaOH/尿素处理木材纤维束。其中公开了用冷NaOH进行处理。将处理的浆液进行中和。任何溶解于NaOH溶液中的纤维素明显没有被进一步使用。所公开的用冷NaOH进行的处理是有利的。通过预处理使收率得到提闻。 WO 20101124944公开了用于纤维素水解的方法，包括以下顺序的步骤:a)将具有低于900ml/g粘度的纤维素与水溶液混合以获得液体，其中在所述液体中包含纤维素的颗粒具有最大200nm的直径，其中所述水溶液的温度低于35°C，且其中所述水溶液的pH大于12，b)使所述液体经历下列至少一个步骤:i)使液体的pH降低至少IpH单位，ii)使温度升高至少20°C，以及c)水解纤维素。 A.1sogai et al.在 Cellulose (纤维素，vol 5, pp 309-319, 1998)中公开了在NaOH中溶解纤维素然后冷冻液体的方法。 现有技术中的问题在于，当通过例如纺织工艺由纤维素制造合成纤维素纤维时，其可能导致机械性弱纤维(mechanical weak fiber)。当使用回收纤维素时此问题尤其明显。纤维素纤维的机械强度通常都不令人满意。 另一个问题在于，在一些处理中，pH值例如由高到低进行变化，这会增加处理的成本。 在回收棉衣时另一个问题在于，必须除去不包含纤维素的一些部分。其实例包括但不限于缝合线、纽扣、不以纤维素为基础的纤维等。 需要用于再生纤维素的改进方法，特别是当使用回收纤维素作为原料用于新纤维素纤维时。 专利技术概述 本专利技术的一个目的在于消除现有技术中存在的至少一些缺陷，并提供用于再生含纤维素材料的改进方法。 在第一个方面，提供了用于再生含纤维素材料的方法，所述方法包括以下顺序步骤: a)将所述含纤维素材料连同pH至少为9且温度至少为20°C的碱性水溶液一起暴露于氧气或含氧的气体混合物， b)将所述含纤维素材料分散于所述碱性水溶液中以获得分散系，其中所述碱性水溶液的温度降低至15°C以下，且其中所述碱性水溶液的pH大于9， c)向所述分散系中加入至少一种有机溶剂以沉淀纤维素，以及 d)通过选自过滤和离心分离的至少一种方法从剩余的液体中分离沉淀的纤维素。 在随附的权利要求书中限定了其他的方面和实施方案，通过引用将其明确并入本文中。 当使用这种再生方法时，其优点包括提高了来自纤维素的纤维和纱线的机械强度。 所述方法在处理过程中可以保持高碱性pH值，由于不需要通过加入各种添加剂来降低pH值，此种方法节约了成本。 所述方法可以除去布料中不包含纤维素的各种成分。 专利技术详述 在公开和详细描述本专利技术之前，应理解本专利技术不限于本文公开的特定的化合物、配置、方法步骤、基质和材料，因为这些化合物、配置、方法步骤、基质和材料可以有一些变化。还应该理解，本文中使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的而使用，并不打算限制，本专利技术的范围仅受随附的权利要求书及其等同物限制。 必须指出，除非文中清楚地另外指明，在本说明书和随附的权利要求书中使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the) ”包括复数个指示物。 如果没有另外的限定，本文使用的任何词语和科学术语意图具有本专利技术所属
中的普通技术人员通常理解的含义。 本文使用的与纤维素有关的“封装(encapsulat1n) ”表示纤维素在纤维中的封装，例如其可以在棉纱的丝光化过程中发生。 本文使用的“溶液(solut1n) ”表示包含溶于溶剂的至少一种物质的均质混合物。 本文使用的“分散系(dispers1n) ”表示物质，其中一种成分的区域嵌入到第二种成分的基质中。一个实例是纤维素颗粒处于碱性水介质中。处于分散系中的成分可以作为颗粒以及以溶液形式同时存在于第二成分中。因此所述纤维素的一部分可以存在于水溶液中，且所述纤维素的另一部分可以作为颗粒存在于水溶液中。溶液和分散系的混合物仍被称为分散系。因此，分散可以指将一些纤维素溶解于碱性水介质中，同时将剩余的纤维素固体颗粒分散于碱性水介质中。 在第一个方面，提供了用于含纤维素材料再生的方法，所述方法包括以下顺序步骤: a)将所述含纤维素材料连同pH至少为9且温度至少为20°C的碱性水溶液暴露于氧气或含氧的气体混合物， b)将所述含纤维素材料分散于所述碱性水溶液中以获得分散系，其中所述碱性水溶液的温度降低至15°C以下，且其中所述碱性水溶液的pH大于9， c)向所述分散系中加入至少一种有机溶剂以沉淀纤维素，以及 d)通过选自过滤和离心分离中的至少一种方法从剩余的液体中分离沉淀的纤维素。 在步骤b)中，纤维素的一部分会溶解于碱性水溶液中，且其基本上所有的剩余部分会作为细颗粒在步骤b)中分散。 通常将含纤维素材料与碱性溶液混合，并在升高的温度下用氧气处理。 在一个实施方案中，气体混合物中的氧含量至少为20体积％。因此，可以使用空气作为气体混合物。在一个可选的实施方案中，使用基本上纯的氧。还可以使用氧含量在20-100体积％之间的气体混合物。 在一个实施方案中，所述含纤维素材料是布。 在一个可选的实施方案中，在步骤a)和b)中，所述pH高于10。在一个实施方案中，在步骤a)和b)中,所述pH至少为11。在一个可选的实施方案中,在步骤a)和b)中，所述pH至少为12。 在一个实施方案中，步骤a)中的温度至少为30°C。在一个实施方案中，步骤a)中的温度至少为40°C。在一个可选的实施方案中，步骤a)中的温度至少为80°C。在一个可选的实施方案中，步骤a)中的温度至少为90°C。 在一个实施方案中，步骤a)中暴露于氧气或含氧的气体混合物是在大气压下进行。在一个可选的实施方案中，步本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于再生含纤维素材料的方法，所述方法包括以下顺序步骤：a)将所述含纤维素材料连同pH至少为9且温度至少为20℃的碱性水溶液一起暴露于氧气或含氧的气体混合物，b)将所述含纤维素材料分散于所述碱性水溶液中以获得分散系，其中所述碱性水溶液的温度低于15℃，且其中所述碱性水溶液的pH大于9，c)向所述分散系中加入至少一种有机溶剂以沉淀纤维素，d)通过选自过滤和离心分离的至少一种方法从剩余的液体中分离沉淀的纤维素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米卡埃尔·林斯特龙，贡纳·亨里克森，
申请(专利权)人：勒纽赛尔卢克斯责任有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU