FI107335B - Process for producing alkali-soluble cellulose and process for producing fibres, films and other products from soluble cellulose - Google Patents

Process for producing alkali-soluble cellulose and process for producing fibres, films and other products from soluble cellulose Download PDF

Info

Publication number
FI107335B
FI107335B FI980008A FI980008A FI107335B FI 107335 B FI107335 B FI 107335B FI 980008 A FI980008 A FI 980008A FI 980008 A FI980008 A FI 980008A FI 107335 B FI107335 B FI 107335B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cellulose
weight
solution
concentration
activity
Prior art date
Application number
FI980008A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI980008A0 (en
FI980008A (en
Inventor
Henryk Struszczyk
Pertti Nousiainen
Matti Dolk
Wawro Dariusz
Danuta Ciechanska
Krystyna Tosik-Wrzesniewska
Zofia Sojciechowska
Original Assignee
Inst Wlokien Chem
Tampereen Teknillinen Korkeako
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI910990A external-priority patent/FI910990A/en
Priority claimed from FI911408A external-priority patent/FI911408A/en
Application filed by Inst Wlokien Chem, Tampereen Teknillinen Korkeako filed Critical Inst Wlokien Chem
Priority to FI980008A priority Critical patent/FI107335B/en
Publication of FI980008A0 publication Critical patent/FI980008A0/en
Publication of FI980008A publication Critical patent/FI980008A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI107335B publication Critical patent/FI107335B/en

Links

Landscapes

  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

1 1073351 107335

Menetelmä alkaliliukoisen selluloosan valmistamiseksi ja menetelmä kuitujen, kalvojen ja muiden tuotteiden valmistamiseksi liukoisesta selluloosasta 5 Tämä keksintö kohdistuu kuitujen, kalvojen ja muiden tuotteiden valmistamiseen liukoisesta selluloosasta.This invention relates to the production of fibers, films and other products from soluble cellulose.

Julkaisussa Vysokomol. Sojed. Ser., Voi. 17 (8), p. 600, 1975 julkaistusta raportista tunnetaan menetelmä selluloosakalvon valmis-10 tamiseksi selluloosan liuoksesta trifluoroetikkahapossa 25...35°C lämpötilassa. Kuitenkin tämä menetelmä tuottaa selluloosaliuosta, jolla on suuri hajoamisaste ja käytetty liuotin hyvin myrkyllistä ja sitä on vaikea regeneroida.In Vysokomol. Sojed. Ser., Vol. 17 (8), p. 600, 1975 discloses a method for preparing a cellulose film from a solution of cellulose in trifluoroacetic acid at 25-35 ° C. However, this process produces a cellulose solution having a high degree of degradation and the solvent used is very toxic and difficult to regenerate.

15 Julkaisusta Journal of Macromolecular Science - Review of Macromo-lecular Chemistry, Voi. C 18, p. 1, 1980, tunnetaan menetelmiä laboratoriomittakaavassa selluloosakalvon ja -kuitujen valmistamiseksi selluloosan liuoksesta hydratsiinissa, joka on liuotettu 150...200°C lämpötilassa ja 200-345 kPa paineessa. Vesikylpyyn kehrätyille kalvoille ja 20 kuiduille on tunnusomaista suuri kiteisyys. Yllämainittua menetelmää on ollut mahdotonta soveltaa tähän asti käytännön mittakaavassa.15 From the Journal of Macromolecular Science - Review of Macromolecular Chemistry, Vol. C 18, p. 1, 1980, methods are known on a laboratory scale for the preparation of cellulose film and fibers from a solution of cellulose in hydrazine dissolved at 150-200 ° C and 200-345 kPa. Water bath spun membranes and fibers are characterized by high crystallinity. Until now, it has been impossible to apply the above method on a practical scale.

Lisäksi tunnetaan julkaisuissa Journal of Polymer Science - Polymer 0 Chemical Education, Voi. 18, s. 3469, 1980, Journal of Polymer : 25 Science - Polymer Letter, Voi. 17, s. 479, 1979, Applied Polymer Sym- : posium, Voi. 37, s. 261, 1983, Lenzinger Berichte, Fol. 59, s. 96, 1985, .···. Journal of American Chemical Society, Voi. 64, s. 121, 1942, Tappi,Further, it is known from the Journal of Polymer Science - Polymer 0 Chemical Education, Vol. 18, p. 3469, 1980, Journal of Polymer: 25 Science - Polymer Letter, Vol. 17, p. 479, 1979, Applied Polymer Symposium, Vol. 37, p. 261, 1983, Lenzinger Berichte, Fol. 59, p. 96, 1985, ···. Journal of the American Chemical Society, Vol. 64, p. 121, 1942, Tappi,

Voi. 57, s. 86,1974, Chemtech, Voi. 7, s. 702, 1977, Chemical Industry, ly. Voi. 10, s. 296,1969, Cellulose Chemistry and Technology, Voi. 8,107, 30 s. 481, 1947, Voi. 9, s. 325, 1975, Voi. 11, s. 115, 1977 ilmestyneistä artikkeleista sekä US-patenteista nro 3 236 669, 4 367 191, 4 073 660, v : 4 076 932, 4 096 933, 4 082 617 ja 4 086 419 useita vedettömiä di- ja . · ·« v : trikomponenttijärjestelmiä selluloosan liuottamiseksi, jotka perustuvat mm. ammoniakki-ammoniumrodaaniin, litiumkloridi-dimetyyliasetami-.'··! 35 diin, typpioksidi-dimetyyliformamidiin, typpioksidi-dimetyylisulfoksidiin, //·[ paraformaldehydi-dimetyylisulfoksidiin, rikkidioksidi-dimetyyliformami- : diin. Em. järjestelmät selluloosan liuottamiseksi hajottavat selluloosaa ja taloudelliset, ekologiset, tekniset ja toksiset näkökohdat aiheuttavat 2 107335 samalla vaikeuksia niiden käytännön soveltamisessa. Ainoastaan N-metyylimorfoliinioksidia käyttänyttä menetelmää on sovellettu kehittyneessä mittakaavassa kuitujen tuottamiseksi kauppanimellä ’’Tencel”. N-metyylimorfoliinioksidien selluloosaliuokset, joita on käytetty kehruu-5 seen, sisältävät 15-25% selluloosaa. Selluloosakuitujen kehruu suoritetaan vesikylpyyn 90...120°C lämpötilassa käyttämällä ekstruusiojär-jestelmää. Tencel-selluloosakuiduille on tunnusomaista samat ominaisuudet kuin puuvillakuiduille.Butter. 57, p.86,1974, Chemtech, Vol. 7, p. 702, 1977, Chemical Industry, ly. Butter. 10, p. 296,1969, Cellulose Chemistry and Technology, Vol. 8,107, 30 P. 481, 1947, Vol. 9, p. 325, 1975, Vol. 11, p. 115, 1977, as well as U.S. Patent Nos. 3,236,669, 4,367,191, 4,073,660, 4,076,932, 4,096,933, 4,082,617, and 4,086,419, a number of anhydrous slides. · · «V: tricomponent systems for dissolving cellulose based on e.g. ammonia-ammonium rhodan, lithium chloride-dimethylacetam -. '··! 35, nitric oxide-dimethylformamide, nitric oxide-dimethylsulfoxide, N · [paraformaldehyde-dimethylsulfoxide, sulfur dioxide-dimethylformamide. Em. cellulose leaching systems degrade cellulose and the economic, ecological, technical and toxic aspects 2,107,335 at the same time cause difficulties in their practical application. Only a process using N-methylmorpholine oxide has been applied on an advanced scale to produce fibers under the trade name '' Tencel ''. Cellulose solutions of N-methylmorpholine oxides used for spinning contain 15-25% cellulose. The spinning of the cellulosic fibers is carried out in a water bath at 90-120 ° C using an extrusion system. Tencel cellulose fibers are characterized by the same properties as cotton fibers.

10 Lisäksi tunnetaan julkaisussa Textile Research Journal, No. 8, s. 501, 1989 ilmestyneestä artikkelista menetelmä selluloosakuitujen valmistamiseksi nimellä Camilon. Selluloosa liuotetaan dimetyyliformamidiin ja N204:n dikomponenttiseokseen. Selluloosakuidut kehrätään edellä mainitusta liuoksesta kehruunopeudelia 20-80 m/min kehruusuulak-15 keen vedon ollessa maksimissaan 250-350% kehruukylpyyn, joka käsittää dimetyyliformamidia, vettä ja epäorgaanista suolaa. Saaduille kuiduille on tunnusomaista 15-25 cN/tex vetolujuus ja 15-20% venymä. Kyseinen menetelmä käyttää erittäin myrkyllisiä, epätaloudellisia ja vaikeasti regeneroitavia liuottimia, joihin liittyy useita vaikeuksia elinym-20 päristön kannalta. Lisäksi tunnetaan teoksista ”Man-made Fibres”, Heywood Books, London, 1970, "Wlokna Chemizne”, Warzawa, 1977 sekä julkaisussa Textile Dyer Printer, Vol. 18, s. 150,1964 ilmestyneestä artikkelista menetelmä selluloosakuitujen ja -kalvojen tuottamiseksi tämän polymeerin liuoksesta Schweizer-liuottimessa, joka on kupram-25 moniumhydroksidi. Selluloosan konsentraatio on tavallisesti tasossa 8-: 10p-%. Selluloosakuidut kehrätään vesikylpyyn viskoosikuitujen .·*. kanssa samanlaisten ominaisuuksien aikaansaamiseksi.10 Also known in Textile Research Journal, No. 8, p. 501, 1989, a process for preparing cellulose fibers under the name Camilon. Cellulose is dissolved in dimethylformamide and a dicomponent mixture of N 2 O 4. The cellulose fibers are spun from the above solution at a spinning speed of 20-80 m / min, with a maximum spin nozzle loading of 250-350% in a spinning bath comprising dimethylformamide, water and an inorganic salt. The fibers obtained are characterized by a tensile strength of 15-25 cN / tex and an elongation of 15-20%. This method employs highly toxic, uneconomical and difficult to recover solvents, which present many difficulties for the environment. In addition, a method for producing cellulosic fibers and films of this polymer is known from "Man-made Fibers", Heywood Books, London, 1970, "Wlokna Chemizne", Warzawa, 1977 and from Textile Dyer Printer, Vol. 18, p. 150,1964. from a solution in Schweizer solvent, cupram-25 monium hydroxide, The concentration of cellulose is usually 8-: 10% by weight Cellulose fibers are spun into a water bath to obtain properties similar to viscose fibers.

• O• O

• o · • · • · · • » » ly. Lisäksi tunnetaan julkaisussa Textile Research Journal, No. 8, s. 501, 30 1989 julkaistusta raportista menetelmä selluloosakuitujen valmistami seksi kehräämällä sinkkikloridin vesiliuokseen liuotettua selluloosaa.• o · • • • • • • »» ly. Further, is known in Textile Research Journal, No. 8, p. 501, 30 1989, a process for preparing cellulose fibers by spinning cellulose dissolved in an aqueous solution of zinc chloride.

♦ ♦ · : Selluloosaliuosta, joka sisältää 5-8 p-% polymeeriä keskimääräisen »>· : polymerisaatioasteen ollessa 330-400 kehrätään, jotta saataisiin sellu- : loosakuituja, joiden vetolujuus on 16-25 cN/tex, venymä 17-20% ja .···. 35 silmukkavetolujuus 14-15 cN/tex. Kuitenkin selluloosan liuotus sinkki- kloridin vesiliuokseen aiheuttaa polymeerin hajoamista ja johtaa myös : useisiin vaikeuksiin. Kyseessä oleva liuotin on myrkyllistä elinympäris- .' · · tölle ja sitä on vaikea regeneroida.♦ ♦ ·: Cellulose solution containing 5-8% by weight of polymer with an average polymerization degree of 330-400 spun to obtain cellulose fibers having a tensile strength of 16-25 cN / tex, elongation 17-20% and . ···. 35 tensile strength 14-15 cN / tex. However, dissolving cellulose in an aqueous solution of zinc chloride causes degradation of the polymer and also leads to: several difficulties. The solvent in question is toxic to the environment. ' · · To work and difficult to regenerate.

3 1073353, 107335

Lisäksi tunnetaan japanilaisesta patentista 58-244337 ja US-patentista 4 634 470 menetelmä selluloosakuitujen valmistamiseksi räjäytetyn selluloosan liuoksesta. Edellä mainittu selluloosa valmistetaan sopivalla (lappamalla tai aikaisella esikäsittelyllä, jotta saataisiin keskimääräiseltä 5 molekyylipainoltaan 200-700 oleva tuote, ja räjäytyskäsittelyllä 100-350°C lämpötila-alueella ja paineessa 10-250 atm. Saatu selluloosa liuotetaan alkaliseen vesiliuokseen, tavallisesti natriumhydroksidiin, ka-liumhydroksidiin tai litiumhydroksidiin 7°C lämpötilassa polymeerikon-sentraation ollessa 6-12%. Haihdutuksen jälkeen liuosta käytetään 10 kehruuseen happokylpyyn, jotta saataisiin selluloosakuituja, joiden su-permolekyläärinen rakenne on järjestäytyneen^ kuin viskoosikuitujen tapauksessa ja joille on tunnusomaista puuvillakuitujen kanssa samankaltaiset mekaaniset ominaisuudet.In addition, a method for making cellulose fibers from a solution of blasted cellulose is known from Japanese Patent Nos. 58-244337 and U.S. Patent 4,634,470. The above-mentioned cellulose is prepared by suitable (lapping or early pretreatment to obtain a product of average molecular weight 200-700 and blast treatment at 100-350 ° C and 10-250 atm. The resulting cellulose is dissolved in an alkaline aqueous solution, usually sodium hydroxide, lithium hydroxide or lithium hydroxide at a polymer concentration of 6 to 12% at 7 [deg.] C. After evaporation, the solution is used in 10 spin acid baths to provide cellulosic fibers with a structured molecular structure similar to those of viscose fibers.

15 Lisäksi tunnetaan japanilaisesta patentista nro 63-77951 ja 63-35602 menetelmä selluloosakuitujen ja -kalvojen tuottamiseksi kehräämällä selluloosaliuosta happamaan kylpyyn. Liuos valmistetaan liuottamalla esikäsiteltyä selluloosaa, jonka keskimääräinen polymerisaatioaste on 100-700, natriumhydroksidin vesiliuokseen, joka sisältää 0,5-5,0 p-% 20 ureaa, tioureaa ja niiden johdannaisia verrattuna selluloosaan, tai ditio-karboksyylihappoihin, kuten ditiosalisyylihappoon tai ditiopropionihap-poon alle 10°C lämpötilassa.Further, Japanese Patent Nos. 63-77951 and 63-35602 disclose a method for producing cellulose fibers and films by spinning a cellulose solution into an acid bath. The solution is prepared by dissolving pre-treated cellulose having an average degree of polymerization of 100-700 in aqueous sodium hydroxide containing 0.5-5.0% by weight of 20 urea, thiourea and their derivatives as compared to cellulose, or dithiocarboxylic acids such as dithiosalicylic acid or dithiopropionic acid below 10 ° C.

V: Tunnetaan myös japanilaisesta patentista nro 16-3008401 sekä teok- .· 25 sessa ’’Cellulose: Sources and Application”, Elsevier Pubi. Co., London, 1990 ilmestyneestä raportista menetelmä selluloosakuitujen valmis-tamsieksi selluloosan alkalisesta liuoksesta. Selluloosa valmistetaan .y. massan entsyymikäsittelyllä, jolloin massa on aikaisemmin saatettu happokäsittelyyn pH:ssa 3-6. Entsyymikäsittelyssä käytetään hemisel-30 lulaasia, amylaasia, pektinaasia tai dekstranaasia 40-60°C lämpötilassa 15 min-useiden tuntien ajan.A: Also known from Japanese Patent No. 16-3008401, and in "Cellulose: Sources and Application", Elsevier Pub. Co., London, 1990, a method for preparing cellulose fibers from alkaline solution of cellulose. Cellulose is made from .y. enzymatic treatment of the pulp, the pulp having previously been subjected to an acid treatment at pH 3-6. The enzyme treatment uses hemisel-30 lulase, amylase, pectinase or dextranase at 40-60 ° C for 15 min to several hours.

• · « • · · * M* v : Edellä mainitun selluloosan alkalinen liuos kehrätään happokylpyyn, ·*·.: joka sisältää tavallisesti rikkihappoa. Saaduille selluloosakuiduille on * · .···. 35 tunnusomaista fibrillaarinen rakenne. Tunnetuissa selluloosakuitujen ja -kalvojen tuotantomenetelmissä on käytettävä monimutkaisia moni-' ·] komponenttiliuottimia, jotka ovat hyvin kalliita, ja monet näistä i 4 10733E! menetelmistä eivät ole olleet käyttökelpoisia myrkyllisyyden, räjähdys-herkkyyden ja liuottimien talteenottovaikeuksian vuoksi. On äärimmäisen vaikeaa liuottaa selluloosaa yhteen ainoaan liuottimeen, joka on halpaa. Muut tunnetut menetelmät, joissa käytetään selluloosan räjäyt-5 tämistä, tarvitsevat monimutkaisia laitteistoja ja äärimmäisen vaikeita olosuhteita sellaisen selluloosan valmistamiseksi, joka sopii liuotettavaksi alkaliseen vesiliuokseen. Samalla tunnettu selluloosan entsymaattinen valmistaminen vaatii sopivaa esikäsittelyä polymeerin hajottamiseksi ja sen tehokkuus ei kuitenkaan ole korkea, koska käy-10 tetyt entsyymit eivät ole aktiivisia selluloosan tilastollisessa hajoamisessa ja aktivoinnissa pienentämällä makromolekyylien välisten vetysidos-ten energiaa. Näillä tunnetuilla menetelmillä saadut kuidut vaativat erityisolosuhteita kehruussa, ja kuitujen ominaisuudet eivät kuitenkaan ole sopivia tekstiilisovellutuksiin.M * v: The alkaline solution of the above cellulose is spun into an acid bath, usually containing sulfuric acid. The resulting cellulosic fibers have * ·. ···. 35 characterized by fibrillar structure. Known methods for producing cellulosic fibers and membranes require the use of complex multi-component solvents, which are very expensive, many of which i 4 10733E! methods have not been useful due to toxicity, explosion sensitivity and solvent recovery difficulties. It is extremely difficult to dissolve cellulose in a single solvent which is inexpensive. Other known methods employing cellulose detonation require complex equipment and extremely difficult conditions for the preparation of cellulose suitable for dissolution in an alkaline aqueous solution. At the same time, the known enzymatic preparation of cellulose requires suitable pretreatment to disintegrate the polymer, but its efficiency is not high because the enzymes used are not active in the statistical degradation and activation of cellulose by reducing the energy of hydrogen bonds between macromolecules. The fibers obtained by these known methods require special spinning conditions, but the properties of the fibers are not suitable for textile applications.

15 Tämän keksinnön tarkoituksena on valmistaa kuituja, kalvoja ja muita tuotteita selluloosasta, joka on saatu selluloosan suoralla käsittelyllä sellaisilla entsyymeillä kuin Aspergillus niger IBT-tyypistä peräisin oleva sellulaasi. Liuokoinen selluloosa sekoitetaan alkalimetallihydroksidin 20 vesiliuoksiin, jotta saataisiin! selluloosan homogeeninen liuos, minkä jälkeen selluloosaliuoksesta poistetaan ilma ja se mahdollisesti suodatetaan, minkä jälkeen selluloosakuidut, -kalvo tai muut tuotteet kuten mikrokiteinen selluloosa valmistetaan kehräämällä selluloosan alkalinen liuos happamaan koagulointi- ja neutralointikylpyyn, jotta saataisiin sel-: 25 luloosakuituja tai -kalvoa, tai alkalinen selluloosaliuos seostetaan hap- : pokylvyssä sekoittamalla mikrokiteisen selluloosan muodostamiseksi.It is an object of the present invention to prepare fibers, films and other products from cellulose obtained by direct treatment of cellulose with enzymes such as cellulase of the Aspergillus niger IBT type. Soluble cellulose is mixed with aqueous solutions of alkali metal hydroxide 20 to obtain! a homogeneous solution of cellulose followed by degassing of the cellulose solution and optionally filtration followed by preparation of the cellulose fibers, film or other products such as microcrystalline cellulose by spinning an alkaline solution of cellulose in an acidic coagulation and neutralization bath to obtain clear cellulose fibers or membranes; the cellulose solution is blended in an acid: bath to form microcrystalline cellulose.

:' Ύ— Tämän jälkeen selluloosatuotteet pestään neutraalin pH:n saavuttami- seksi ja mahdollisesti kuivataan.: 'Ύ— The cellulose products are then washed to neutral pH and possibly dried.

• · · * • · • ·· • · · • · · * 30 Tämän keksinnön mukaisesti kuitujen, kalvon tai muiden tuotteiden ... valmistaminen liukoisesta selluloosasta käsittää sen, että liukoista • · · ';*/ selluloosaa sekoitetaan alkalimetallihydroksidin vesiliuosten kanssa, v : erityisesti natriumhydroksidin vesiliuosten kanssa, erityisesti nat- riumhydroksidin tai kaliumhydroksidin liuosten kanssa 5-15 p-% kon- • # .·*·. 35 sensaatiossa, erityisesti 7-12 p-% konsentraatiossa, -10...+10°C läm-According to the present invention, the preparation of fibers, film, or other products from soluble cellulose comprises mixing soluble cellulose with aqueous solutions of alkali metal hydroxide, v: in particular with aqueous solutions of sodium hydroxide, particularly with solutions of sodium hydroxide or potassium hydroxide 5 to 15% by weight of conc. 35 sensitization, especially at a concentration of 7-12 wt%, at -10 ... + 10 ° C.

Potilassa, erityisesti -5...0°C lämpötilassa, 15 min-48 tunnin ajan, erityi-/·*’ sesti 30 min-2 tunnin ajan, jotta saataisiin selluloosan homogeeninen V·: liuos, jonka väkevyys on vähintään 0,1 p-%, erityisesti 3-8 p-%, minkä 5 107335 jälkeen selluloosan alkalisesta liuoksesta poistetaan ilma ja se mahdollisesti suodatetaan selluloosan kehruuliuoksen aikaansaamiseksi, joka kehrätään happokylpyyn selluloosakuitujen, -kalvon tai muiden tuotteiden muodostamiseksi.In a patient, especially at -5 ° C to 0 ° C, for 15 min to 48 hours, particularly for 30 min to 2 hours, to obtain a homogeneous V · solution of cellulose at a concentration of at least 0.1 wt%, in particular 3-8 wt%, after which the alkaline solution of cellulose is degassed and optionally filtered to provide a cellulose spinning solution which is spun into an acid bath to form cellulose fibers, film or other products.

55

Keksinnön menetelmän sopivan suoritusmuodon mukaisesti alkaliliuok-sessa olevalle selluloosalle on tunnusomaista keskimääräinen polyme-roitumisaste, joka on ainakin 100 ja sopivimmin 300-600, erityisesti välillä 50-100 % oleva vedenpidätysarvo sekä vetysidosenergia, joka on 10 erityisesti enintään 16 kJ/mol, sopivimmin 10-15 kJ/mol.According to a suitable embodiment of the process of the invention, the cellulose in the alkali solution is characterized by an average degree of polymerization of at least 100 and preferably 300-600%, in particular 50-100% water retention value and hydrogen bonding energy of 10 especially up to 16 kJ / mol. -15 kJ / mol.

Keksinnön menetelmän sopivan suoritusmuodon mukaisesti emäksinen selluloosaliuos kehrätään happamaan koagulointi- ja neutralointikyl-pyyn, joka sisältää epäorgaanisten tai orgaanisten happojen, erityisesti 15 rikki- tai etikkahapon vesiliuosta, jonka konsentraatio on vähintään 10 g/l ja sopivimmin 100-200 g/l, ja johon on mahdollisesti lisätty epäorgaanisia tai orgaanisia suoloja, erityisesti natriumalumiinisulfaattia, jonka konsentraatio on vähintään 1 g/l ja sopivimmin 10-100 g/l, ja saadut selluloosakuidut tai -kalvo viimeistellään pesemällä neutraalin 20 pH-arvon saamiseksi ja kuivataan.According to a suitable embodiment of the process of the invention, the alkaline cellulose solution is spun into an acidic coagulation and neutralization bath containing an aqueous solution of inorganic or organic acids, in particular sulfuric or acetic acid, at a concentration of at least 10 g / l and preferably 100-200 g / l. optionally, inorganic or organic salts are added, in particular sodium aluminum sulfate at a concentration of at least 1 g / l and preferably 10-100 g / l, and the resulting cellulosic fibers or film are finalized by washing to obtain a neutral pH and dried.

Keksinnön menetelmän sopivan suoritusmuodon mukaisesti emäksinen ;];* selluloosaliuos, jonka selluloosapitoisuus on sopivimmin 0,1—1,0 p-%, sekoitetaan happamaan koagulointi- ja neutralointikylpyyn käyttämällä 25 sekoitusta, jonka pyörimisnopeus on vähintään 10 rpm ja sopivimmin 100-1000 rpm, jolloin mainittu kylpy sisältää epäorgaanisen tai orgaa-:Y: nisen hapon, sopivimmin rikki- tai suolahapon, vesiliuosta, jonka kon- :T: sentraatio on vähintään 0,5 p-%, sopivimmin välillä 1-10 p-%, ja johon on mahdollisesti lisätty epäorgaanista tai orgaanista suolaa, sopivimmin 30 natriumsulfaattia, jonka konsentraatio on vähintään 0,1 p-% ja sopi- • · vimmin 1-20 p-%, lämpötilan ollessa vähintään 10°C ja sopivimmin *:** 20-100°C, minkä jälkeen suoritetaan stabilointi 1 min-24 tunnin ajan, · sopivimmin 30 min-2 tunnin ajan, lämpötilan ollessa vähintään 10°C ja sopivimmin 20-100°C, vähintään 10 rpm ja sopivimmin 100-1000 rpm 35 sekoitusnopeudella, jolloin hapon konsentraatio on vähintään 0,5 p-%, • # minkä jälkeen mikrokiteinen selluloosa lopuksi puhdistetaan pesemällä : ·' neutralointireaktion aikaansaamiseksi ja mahdollisesti kuivataan.According to a suitable embodiment of the process of the invention, a basic cellulose solution having a cellulose content of preferably 0.1-1.0% by weight is mixed with an acidic coagulation and neutralization bath using a mixture of at least 10 rpm and preferably 100-1000 rpm, wherein said bath contains an aqueous solution of an inorganic or organic: Y acid, preferably sulfuric or hydrochloric acid, at a concentration of at least 0.5 wt.%, preferably between 1 and 10 wt. optionally added inorganic or organic salt, preferably 30% sodium sulphate at a concentration of at least 0.1% by weight and preferably at least 1-20% by weight at a temperature of at least 10 ° C and most preferably *: ** 20-100 ° C, followed by stabilization for 1 min to 24 hours, preferably 30 min to 2 hours at a temperature of at least 10 ° C and preferably 20 to 100 ° C, at least 10 rpm and most preferably 100 to 1000 rpm at 35 with an acid concentration of at least 0.5% by weight, followed by purification of the microcrystalline cellulose by washing: · to effect a neutralization reaction and possibly drying.

6 10733^6 10733 ^

Keksinnön menetelmän mukaisesti selluloosaliuos saadaan alkusellu-loosan entsymaattisen käsittelyn avulla valmistetusta liukoisesta joko alkuperäisestä tai regeneroidusta selluloosasta käyttäen Aspergillus ni-ger IBT:stä saatujen etnsyymien sellulaasityyppiä. Keksinnön mukai-5 sessa menetelmässä käytetylle liukoiselle selluloosalle on tunnusomaista keskimääräinen molekyylipaino, joka on vähintään 100 ja sopivimmin 300-600, joka on välttämätön ominaisuuksiltaan sopivien kuitujen, kalvon tai muiden tuotteiden aikaansaamiseksi, sekä vetysi-dosenergia, joka on enintään 16 kJ/mol, sopivimmin 10-15 kJ/mol.According to the method of the invention, the cellulose solution is obtained from soluble cellulose, either native or regenerated by enzymatic treatment of the cellulose, using the cellulase type of the enzymes obtained from Aspergillus niger IBT. The soluble cellulose used in the process of the invention is characterized by an average molecular weight of at least 100 and most preferably from 300 to 600, necessary to provide fibers, film or other products with suitable properties, and hydrogen bond energy of up to 16 kJ / mol, preferably 10-15 kJ / mol.

1010

Alkuselluloosan vetysidosenergia on yleensä tasolla 20-22 kJ/mol. Tämän arvon laskeminen entsyymikäsittelyn avulla aiheuttaa molekyylien välisten vetysidosten rikkoutumisen. Tämä ilmiö edesauttaa kiinteässä olomuodossa olevia makromolekyylejä liittävien vetysidosten 15 rikkoutumista ja johtaa paisumiseen ja lopulta liukenemiseen yhden yksinkertaisen liuoksen, kuten alkalimetallihydroksidien vesiliuoksen vaikutuksesta. Tämä liuos tunkeutuu aktivoidun selluloosan makromolekyylien väleihin ja rikkoo entsyymikäsittelyssä syntyneet heikot vetysi-dokset. Veden ja alkalimetallihydroksidien liuottamat hydroksyyliryhmiäl 20 sisältävät makromolekyylit siirtyvät nestemuotoon.The hydrogen bonding energy of the cellulose is generally in the range of 20-22 kJ / mol. Calculating this value by enzymatic treatment causes breakage of the intermolecular hydrogen bonds. This phenomenon contributes to the breakage of hydrogen bonds connecting the solid state macromolecules and results in swelling and eventually dissolution by the action of one simple solution such as an aqueous solution of alkali metal hydroxides. This solution penetrates between the macromolecules of the activated cellulose and breaks the weak hydrogen bonds formed during the enzyme treatment. Hydroxyl-containing macromolecules dissolved in water and alkali metal hydroxides are converted into liquid form.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista valmistaa yksinkertaisen ja nopean prosessin avulla selluloosan liuos tyypillisessä ei-tok- · .·’ - ^sisessa, ei-räjähdysherkässä epäorgaanisessa liuoksessa,-johon voi- 25 daan myös käyttää viskoositekniikassa tyypillisesti käytettyjä säiliöitä. Selluloosaliuoksen valmistusprosessi -10...+10°C lämpötilassa vaatii ______ tavallisesti 30 min-2 tunnin ajan liuotusvaihetta varten ja jonkin aikaa • · · :y; ilman poistumiseen ja mahdolliseen suodatukseen.By the process of the invention, it is possible to prepare, by a simple and rapid process, a solution of cellulose in a typical non-toxinic, non-explosive inorganic solution, which can also be used for containers typically used in viscose technology. The process of preparing a cellulose solution at a temperature of -10 to + 10 ° C usually requires ______ for 30 minutes to 2 hours for the leaching step and for some time • · ·: y; air exhaust and possible filtration.

• · • · · • · · • · · 30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä valmistetaan selluloosaliuosta, ... jonka polymeerikonsentraatio on vähintään 0,1 p-%, sopivimmin 3-8 p- « · * %, joka soveltuu kuitujen, kalvon tai muiden tuotteiden, kuten mikroki- • · · '·] ’ teisen selluloosan valmistukseen. Selluloosakuitujen ja -kalvon valmis- taminen keksinnön mukaisella menetelmällä edellyttää pääasiassa ta-:’": 35 loudelliselta ja tekniseltä kannalta liuosta, jonka selluloosakonsentraatio on 3-8 %, kun taas mikrokiteisen selluloosan valmistus edellyttää liuos- « « · ·' ta, jonka selluloosakonsentraatio on välillä 0,1-1,0 p-%.In the process of the invention, a cellulose solution ... with a polymer concentration of at least 0.1% by weight, preferably 3-8% by weight, suitable for use in fibers, film or other materials, is prepared. products such as microcrystalline cellulose. The manufacture of cellulosic fibers and film by the process of the invention requires essentially a solution which, from a technical and technological point of view, requires a solution having a cellulose concentration of 3-8%, whereas the manufacture of microcrystalline cellulose requires a solution having a cellulose concentration. is between 0.1% and 1.0% by weight.

j i 7 107335j i 7 107335

Keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista valmistaa selluloo-sakuituja ja -kalvoa kehräämällä selluloosaliuosta happokylpyyn, joka sisältää epäorgaanista tai orgaanista happoa, tavallisesti rikki- tai etik-kahappoa. Koaguloiotumis- ja neutraloitumisprosessit tapahtuvat hap-5 pokylvyssä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä kehruuprosessi aiheuttaa makromolekyylien hydroksyyliryhmien desolvaation ja sopivan koaguloitumisprosessin, johon liittyy myös selluloosaliuoksen sisältämän natriumhydroksidin neutraloituminen. Muodostuneiden selluloosa-kuitujen tai -kalvon venyminen saa myös aikaan saadun tuotteen su-10 permolekyläärisen rakenteen sopivan järjestäytymisen. Suolojen lisääminen happokylpyyn hidastaa keksinnön mukaisessa menetelmässä koaguloitumisprosessin nopeutta. Tämän ilmiön ansiosta saadaan aikaan selluloosakuitujen ja -kalvojen sopivasti järjestäytynyt rakenne, mikä vaikuttaa pääasiassa niiden mekaanisiin ominaisuuksiin.By the process of the invention, it is possible to prepare cellulose fibers and film by spinning a cellulose solution into an acid bath containing an inorganic or organic acid, usually sulfuric or acetic acid. Coagulation and neutralization processes take place in a hap-5 subcool. In the process of the invention, the spinning process results in the desolvation of the hydroxyl groups of the macromolecules and a suitable coagulation process involving the neutralization of the sodium hydroxide contained in the cellulose solution. Stretching of the formed cellulosic fibers or membrane also results in the proper organization of the su-10 permolecular structure of the resulting product. Adding salts to an acid bath slows down the rate of the coagulation process in the process of the invention. As a result of this phenomenon, a suitably ordered structure of cellulosic fibers and films is obtained, which mainly affects their mechanical properties.

1515

Keksinnön mukaisen menetelmän sovellutuksessa, jossa sekoitetaan vähintään 10 rpm ja sopivimmin 100-1000 rpm kierrosnopeudella, selluloosan saostuminen edesauttaa sellaisen mikrokiteisen selluloosan muodostumista, jonka keskimääräinen läpimitta on 1-50 pm ja jonka 20 sopivalle rakenteelle on tunnusomaista pääasiassa suuri sisäpinta.' Käyttämällä polymeerikonsentraatioltaan sopivimmin 0,1-1,0 p-% välillä olevaa selluloosaliuosta on mahdollista muodostaa mikrokiteistä selluloosaa, jolla on korkea sorptio ja kehittynyt sisäpinta. Keksinnön mu-Γ:,: kaisessa menetelmässä stabilointiprosessi edesauttaa-pysyvän, omi- : 25 naisuuksiltaan homogeenisen mikrokiteisen selluloosan valmistusta.In an embodiment of the process of the invention which is agitated at a rotation speed of at least 10 rpm and preferably 100 to 1000 rpm, cellulose precipitation facilitates the formation of microcrystalline cellulose having an average diameter of 1 to 50 µm and having a generally large internal surface. By using a cellulose solution having a polymer concentration of preferably 0.1 to 1.0% by weight, it is possible to form microcrystalline cellulose having a high sorption and a developed inner surface. In the process of the invention, the stabilization process facilitates the production of stable, homogeneous microcrystalline cellulose.

•/JIj___ Keksinnön mukaisen menetelmän etuja ovat selluloosakuitujen, -kalvon ··· ja muiden tuotteiden valmistus käyttämällä yksinkertaista, ekologista ja taloudellista tekniikkaa käyttämättä monimutkaisia, myrkyllisiä, räjähtä- • · · 30 viä ja kalliita liuottimia. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty liukoinen selluloosa voidaan liuottaa hyvin helposti alkalimetallihydrok- • · · sidien vesiliuoksiin, tavallisesti tyypillisiin natriumhydroksidin vesiliuok-:·|: siin, ilman mitään erityistä prosessia pysyvän selluloosaliuoksen tuot- tamiseksi. Kehruuprosessi voidaan toteuttaa tyypillisellä kehruukoneis-:*·*: 35 tolia käyttäen ainoastaan happokylpyä.The advantages of the process according to the invention are the production of cellulosic fibers, film ··· and other products using simple, ecological and economic techniques without the use of complex, toxic, explosive and expensive solvents. The soluble cellulose used in the process of the invention can be very easily dissolved in aqueous solutions of alkali metal hydroxides, typically typical aqueous sodium hydroxide solutions, without any special process to produce a stable cellulose solution. The spinning process can be carried out on a typical spinning machine: * · *: 35 tolu using only an acid bath.

** Saatujen tuotteiden viimeistelyssä vaaditaan puhdistamiseksi pää- :· ” asiassa vettä. Liukenemis-, kehruu- ja viimeistelyprosessit eivät aiheuta 8 107335 ekologisia ongelmia tai myrkyllisiä sivutuotteita; happokylvyn regene-raatiosta saadaan ainoastaan käytetyn hapon natriumsuolaa. Keksinnön mukainen menetelmä on yksinkertaisempi ja turvallisempi kuin vise koosiprosessi.** For finishing the resulting products, water is required to purify the main: · ”matter. The dissolution, spinning and finishing processes do not cause 8 107335 ecological problems or toxic by-products; regeneration of the acid bath yields only the sodium salt of the acid used. The process of the invention is simpler and safer than the vise composite process.

55

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on mahdollisuus käyttää ket-mian teollisuudessa, kuten viskoositeollisuudessa, tyypillisiä, yksinkertaisia laitteita. Keksinnön mukaisen menetelmän tekninen prosessi on hyvin yksinkertainen ja liittyy läheisesti liukoisen selluloosan liukenemi-10 seen, joka on pysyvä kiinteässä olomuodossaan, ilmanpoistossa ja mahdollisessa suodatuksessa, sekä liittyy kuitujen ja -kalvon kehräämii-seen tai mikrokiteisen selluloosan saostamiseen.The process of the invention has the advantage of being able to use typical, simple equipment in the chemical industry, such as the viscose industry. The technical process of the process of the invention is very simple and is closely related to the solubility of soluble cellulose, which is stable in its solid state, deaeration and possible filtration, and involves the spinning of fibers and film or the precipitation of microcrystalline cellulose.

Keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaaduille tuotteille ovat tun} 15 nusomaisia ominaisuudet, jotka ovat samantapaisia tai paljon parempi^ kuin viskoosituotteiden ominaisuudet; esimerkiksi keksinnön mukaiselle^ menetelmällä saadun kalvon mekaaniset ominaisuudet ovat yleensä viskoosikalvon ominaisuuksia paremmat.The products obtained by the process of the invention have characteristic properties that are similar or much better than those of viscose products; for example, the mechanical properties of the film obtained by the process according to the invention are generally superior to those of the viscose film.

20 Tarkoituksena on kehittää edelleen menetelmää kuitujen, kalvon jef muiden tuotteiden valmistamiseksi liukoisesta selluloosasta, jota voi} daan käyttää kemiallisessa kuituteollisuudessa, tekstiiliteollisuudessa; ; lääketieteessä ja kosmetiikkateollisuudessa.The purpose is to further develop a process for making fibers, film and other products from soluble cellulose that can be used in the chemical fiber industry, the textile industry; ; in medicine and in the cosmetics industry.

25 Seuraavia menetelmiä on käytetty liukoisesta selluloosasta saatujer| tuotteiden ominaisuuksien määrittämiseksi: • « « • · · :T: - menetelmä selluloosan keskimääräisen polymeroitumisase teen määrittämiseksi, joka on kuvattu julkaisussa Das Pat 30 pier, Voi. 12, s. 187, 1958 ja Faserforschung Textil - techn.; .·.·! Voi. 7, s. 153, 1973; 9 · · 9 • · : - menetelmä selluloosan vedenpidätysarvon määrittämiseksi; (44 | joka on kuvattu julkaisussa Journal of Applied Polymeir ;·:·. 35 Science, Voi. 22, s. 177, 1987; * 4 « * 4 I 4 4· 4 t 4 4 9 107335 menetelmä vetysidosenergian määrittämiseksi, joka on kuvattu julkaisussa Cellulose Chemistry and Technology, Voi. 14, s. 893,1980; 5 - menetelmä selluloosan liukenemisasteen määrittämiseksi kokeella, jossa 5 g selluloosaa liuotetaan 100 ml:aan 9-pro-senttista natriumhydroksidin vesiliosta -5°C alkulämpöti-lassa sekoittaen 30 min ajan 500 rpm kierrosnopeudella, varastoidaan 24 h ajan -5°C lämpötilassa ja liuoksen ominai-10 suudet määritetään likimääräisesti absorbanssimäärityksel- lä, jolloin max = 400 nm, hajonneen valon voimakkuus määritetään Viscomat-laitteistolla, liuoksen kirkkaus määritetään mikroskoopilla, viskositeetti ja kehruuominai-suudet määritetään. Kaikki edellä mainitut määritystulokset 15 muutetaan asteikolle 1-5, jossa arvo 5 viittaa selluloosa- liuoksen optimaalisiin arvoihin; menetelmä saatujen selluloosakalvojen mekaanisten ominaisuuksien arvioimiseksi puolalaisen standardin BN-20 85/6385-03/09 mukaisesti; menetelmä saatujen selluloosakuitujen mekaanisten ominaisuuksien arvioimiseksi puolalaisen standardin PN-83/P-;. ’ 04653 ja PN-84/P-04654 mukaisesti.The following methods have been used to obtain soluble cellulose to determine the properties of the products: T: a method for determining the average degree of polymerization of cellulose as described in Das Pat 30 Pier, Vol. 12, p. 187, 1958 and Faserforschung Textil Tech .; . ·. ·! Butter. 7, p. 153, 1973; 9 · · 9 • ·: - method for determining the water retention value of cellulose; (44 | described in Journal of Applied Polymeir; ·: · 35 Science, Vol. 22, p. 177, 1987; * 4 «* 4 I 4 4 · 4 t 4 4 9 107335 method for determination of hydrogen bonding energy Cellulose Chemistry and Technology, Vol. 14, pp. 893, 1980. 5 - Method for determining the degree of solubility of cellulose in an assay in which 5 g of cellulose are dissolved in 100 ml of a 9% aqueous sodium hydroxide solution at -5 ° C with stirring. min at 500 rpm, store for 24 h at -5 ° C, and determine solution characteristics by approximately absorbance determination at max = 400 nm, intensity of diffused light is determined on a Viscomat apparatus, clarity of the solution is determined by microscopy, viscosity and spinning characteristics. All of the above assay results are changed to a scale of 1-5, where a value of 5 refers to the optimum values of the cellulose solution; for evaluating the mechanical properties of cellulose membranes according to Polish standard BN-20 85 / 6385-03 / 09; a method for evaluating the mechanical properties of cellulosic fibers obtained by the Polish standard PN-83 / P- ;. '04653 and PN-84 / P-04654.

: 25: 25

Liukoisesta selluloosasta saatujen kalvojen vertailemiseksi muodostet-tiin viskoosikalvon analogisissa olosuhteissa. Viskoosikalvojen mekaa-.v. niset ominaisuudet olivat paksuudeltaan välillä 0,02-0.07 mm, lujuudel- » · 4 taan välillä 9,2-23,7 MPa ja venymältään välillä 31-53,5 %. Keskimää-’ 30 räinen paksuus oli 0,048 mm, keskimääräinen lujuus 15,7 MPa ja kes- ... kimääräinen venymä 40,7 %.To compare the membranes obtained from soluble cellulose, a viscose film was formed under analogous conditions. Viscose Membrane Mech-.v. These properties had a thickness in the range of 0.02-0.07 mm, a strength in the range of 9.2-23.7 MPa and an elongation in the range of 31-53.5%. The average thickness was 0.048 mm, the average strength 15.7 MPa and the average elongation 40.7%.

• * « • * * • * · v ·’ Menetelmässä käytettyä selluloosaa saadaan suomalaisen patenttiha- kemuksen 910990 mukaisella entsyymikäsittelyn avulla ja sille on tun- • « · 35 nusomaista korkea liukenemisaste emäksiseen vesiliuokseen, erityi- /·[ sesti 5-10 p-% natrium- tai kaliumhydroksidin vesiliuokseen, jolloin liu- : kenemisaste on sopivimmin 98-100%, kun selluloosan konsentraatio • « I s · * «e 10 107333 on vähintään 3 % painosta, jolloin selluloosan keskimääräinen polymef roitumisaste on vähintään 100, sopivimmin 300-600, vedenpidätysarvc} on sopivimmin välillä 50-100%, kiteisyysindeksi on sopivimmin enin} tään 70% ja vetysidosten energia on tavallisesti enintään 16kJ/mol, 5 sopivimmin 10-15 kJ/mol.The cellulose used in the process is obtained by an enzyme treatment according to Finnish Patent Application 910990 and is characterized by a high degree of solubility in an aqueous alkaline solution, in particular 5-10 p-. % sodium or potassium hydroxide in aqueous solution, preferably having a degree of dissolution of 98-100% at a concentration of at least 3% by weight of cellulose, wherein the average degree of polymerization of the cellulose is at least 100, preferably 300- 600, the water retention value is preferably between 50 and 100%, the crystallinity index is preferably not more than 70%, and the energy of the hydrogen bonds is usually not more than 16 kJ / mol, 5 preferably 10-15 kJ / mol.

Yllämainitun emäksiseen vesiliuokseen liukenevan selluloosan valmis! tus entsyymikäsittelyn avulla käsittää selluloosamassan käsittelyn As\ pergillus niger IBT-tyypistä peräisin olevan sellulaasityypin entsyymeilj 10 lä, jolle käsittelylle on tunnusomaista CMC-aktiivisuus välillä 0,1-15 U/ml, FPA-aktiivisuus välillä 0,01-1,0 U/ml ja β- glukosidaasiaktiivisuus välillä 0,1-15,0 U/ml sekä CMC- ja FPA-j aktiivisuuksien suhde välillä 1-100, sopivimmin välillä 1-40, ja CMC-aktiivisuus entsyymiliuoksessa välillä 0,1-5,0 U/ml sekä selluloosan 15 konsentraatio sopivimmin välillä 0,1 -20 p-%.Cellulose soluble in the above alkaline aqueous solution ready! enzymatic treatment comprises treating the cellulose pulp with enzymes of cellulase type from Aspergillus niger IBT, characterized by a CMC activity of 0.1-15 U / ml, an FPA activity of 0.01-1.0 U / ml. ml and β-glucosidase activity between 0.1-15.0 U / ml and the ratio of CMC to FPA-j activities between 1-100, preferably 1-40, and CMC activity in the enzyme solution between 0.1-5.0 U / ml, and a concentration of cellulose 15, preferably between 0.1 and 20% by weight.

Selluloosan entsyymikäsittely toteutetaan tavallisesti vähintään 10°C sopivimmin 20-50°C lämpötilassa vähintään 1 min, sopivimmin 1 —4Si tunnin ajan pH-arvon ollessa enintään 7,0 ja sopivimmin välillä 4-6.The cellulose enzyme treatment is usually carried out at a temperature of at least 10 ° C, preferably at a temperature of 20-50 ° C for at least 1 min, preferably 1 to 4 Si, at a pH of not more than 7.0 and most preferably between 4 and 6.

2020

Keksintöä selostetaan tarkemmin seuraavissa esimerkeissä, jotka eivät rajoita patenttivaatimusten laajuutta.The invention will be explained in more detail in the following examples, which do not limit the scope of the claims.

Esimerkki 1 25 3,3 paino-osaa Fibrenier-tyyppisestä selluloosamassata saatua liuo-j :Y: koista selluloosaa, joka oli käsitelty Aspergillus niger IBT-tyypistä saa-j dulla sellulaasientsyymiilä ja jolle oli tunnusomaista keskimääräinen! polymeroitumisaste DP = 493, vedenpidätysarvo WRV = 71,0 % ja ve- 30 tysidosenergia EH = 12,9-15,1 kJ/mol, lisättiin 100rpm sekoittimella ja! * * ! .... jäähdytysjärjestelmällä varustettuun homogenisaattoriin, joka sisälsi! *:** 96,7 paino-osaa 9-prosenttista natriumhydroksidin vesiliuosta -6°C:n · alkulämpötilassa. Lisätyn selluloosan liukeneminen tapahtui 1 h kulues- j sa -5°C:n vakiolämpötilassa, jolloin saatiin kirkasta, väritöntä viskoot- . <; ·. 35 tista liuosta, jolle oli tunnusomaista liukenemisaste 5,0.Example 1 3.3 parts by weight of a solution of J: Y-sized cellulose pulp from Fibrenier-type cellulose treated with Aspergillus niger IBT-type cellulase enzyme and characterized by average! degree of polymerization DP = 493, water retention value WRV = 71.0% and hydrogen bonding energy EH = 12.9-15.1 kJ / mol were added at 100 rpm with a mixer and! * *! .... to a homogenizer with a cooling system that included! *: ** 96.7 parts by weight of a 9% aqueous sodium hydroxide solution at an initial temperature of -6 ° C. The added cellulose dissolved within 1 h at a constant temperature of -5 ° C to give a clear, colorless viscous. <; ·. 35 of the solution, which was characterized by a dissolution rate of 5.0.

11 10733511 107335

Selluloosaliuos siirrettiin 24 h jälkeen lasilevylle ohuen kerroksen muodostamiseksi, ja 15 min kuivatuksen jälkeen 60°C lämpötilassa se siirrettiin 10-painoprosenttiseen etikkahapon vesiliuokseen koaguloitumi-sen ja neutraloitumisen aikaansaamiseksi. Saatu selluloosakalvo pes-5 tiin kylmällä vedellä neutraalin pH-arvon aikaansaamiseksi ja kuivattiin venytysolosuhteissa huoneenlämmössä.After 24 h, the cellulose solution was transferred to a glass plate to form a thin layer, and after drying at 60 ° C for 15 min, it was transferred to 10 wt% aqueous acetic acid to effect coagulation and neutralization. The resulting cellulose film was washed with cold water to obtain a neutral pH and dried under stretching conditions at room temperature.

Saadulle läpinäkyvälle selluloosakalvolle oli tunnusomaista 0,045 mm:n keskimääräinen paksuus, 25,1 MPa:n lujuus ja 2,80 %:n venymä.The resulting transparent cellulose film was characterized by an average thickness of 0.045 mm, a strength of 25.1 MPa and an elongation of 2.80%.

1010

Esimerkki 2 3,3 paino-osaa Fibrenier-tyyppisestä selluloosamassasta saatua liukoista selluloosaa, joka oli käsitelty Aspergillus niger IBT-tyypistä saa-15 dulla sellulaasientsyymillä ja jolle oli tunnusomaista keskimääräinen polymeroitumisaste DP = 466 ja EH = 12,2-15,9 kJ/mol, sekoitettiin 96,7 paino-osaan 7-painoprosenttista natriumhydroksidin vesiliuosta 500 rpm kierrosnopeudella -5°C lämpötilassa 2 tunnin ajan, jolloin saatiin kirkasta, väritöntä, viskoottista liuosta, jolle oli tunnusomaista liuke-20 nemisaste 5,0.Example 2 3.3 parts by weight of soluble cellulose obtained from Fibrenier-type cellulosic pulp treated with Aspergillus niger IBT-type cellulase enzyme, characterized by an average degree of polymerization DP = 466 and EH = 12.2-15.9 kJ / mol, was mixed with 96.7 parts by weight of a 7% by weight aqueous solution of sodium hydroxide at 500 rpm at -5 ° C for 2 hours to give a clear, colorless, viscous solution characterized by a dissolution rate of 5.0.

Selluloosaliiuosta käytettiin 24 tunnin kuluttua kalvon muodostamiseksi ;]·' kuten esimerkissä 1 käyttäen kylpyä, joka sisältää 100 g/l rikkihappoa ja 100 g/l alumiinisulfaattia 20°C lämpötilassa.After 24 hours, the cellulose solution was used to form a film;] · 'as in Example 1 using a bath containing 100 g / l sulfuric acid and 100 g / l aluminum sulfate at 20 ° C.

25 : j Saadulle läpinäkyvälle selluloosakalvolle oli tunnusomaista 0,04 mm:n pak- : V: suus, 19,9 MPa:n lujuus ja 3,4 %:n venymä.The resulting transparent cellulose film was characterized by a thickness of 0.04 mm, a strength of 19.9 MPa and an elongation of 3.4%.

• · · • · t I I |• · · • · t I I |

Esimerkki 3 ....r 30 • · ... 4,8 paino-osaa Fibrenier-tyyppisestä selluloosamassasta saatua liukoista *:** selluloosaa, joka oli käsitelty Aspergillus niger IBT-tyypistä saadulla sellu- • « :.· · laasientsyymillä ja jolle oli tunnusomaista DP = 547 ja EH = 13,2-14,9 kJ/mol, sekoitettiin 95,2 paino-osaan 10-.··. 35 painoprosenttista natriumhydroksidin vesiliuosta 0°C lämpötilassa 1 .! ‘! _ tunnin ajan kierrosnopeudella 700 rpm, jolloin saatiin kirkasta, väritöntä, ; *' viskoosia liuosta, jolle oli tunnusomaista liukenemisaste 4,5.Example 3 .... r 30 • · ... 4.8 parts by weight of soluble *: ** cellulose obtained from Fibrenier-type cellulose pulp treated with cellulose obtained from Aspergillus niger IBT type. characterized by DP = 547 and EH = 13.2-14.9 kJ / mol was mixed with 95.2 parts by weight of 10 · · ·. 35% by weight aqueous solution of sodium hydroxide at 0 ° C 1. '! - for one hour at 700 rpm to obtain a clear, colorless; * 'viscous solution characterized by a dissolution rate of 4.5.

ia 107335ia 107335

Selluloosaliuosta käytettiin 24 h kuluttua kalvon muodostamiseksi esi-j merkin 1 mukaisesti käyttäen kylpyä, joka sisälsi 100 g/l rikkihappoaj 160 g/l natriumsulfaattia ja 160 g/l alumiinisulfaattia 23°C lämpötilassa.After 24 h, the cellulose solution was used to form a film according to Example 1 using a bath containing 100 g / l sulfuric acid and 160 g / l sodium sulfate and 160 g / l aluminum sulfate at 23 ° C.

5 Saadulle läpinäkyvälle selluloosakalvolle oli tunnusomaista 0,025 mm:ri paksuus, 23,3 Mpa:n lujuus ja 2,7 %:n venymä.The resulting transparent cellulose film was characterized by a thickness of 0.025 mm, a strength of 23.3 MPa and an elongation of 2.7%.

Esimerkki 4 10 6,9 paino-osaa Fibrenier-tyyppisestä selluloosamassasta saatua liu-j koista selluloosaa, joka oli käsitelty Aspergillus n/gerlBT-tyypistä saa-j dulla sellulaasientsyymillä ja jolle oli tunnusomaista DP = 565, WRV =; 62 %, Eh = 15,5-16,5 kJ/mol, liuotettiin 93,1 paino-osaan 9-prosenttistaj natriumhydroksidin vesiliuosta, jota sekoitettiin 100 rpm kierrosnopeu-i 15 della 2 tunnin ajan -5°C lämpötilassa. Kun saatu liuos oli laimennettul 0,5-painoprosenttiseksi selluloosaksi, se lisättiin tipottain koagulointi-i kylpyyn, joka sisälsi 5 painoprosenttia rikkihapon vesiliuosta, sekoitta-maila 500 rpm kierrosnopeudella, jolloin saatu lopullinen hapon kon-sentraatio oli vähintään 0,5 painoprosenttia. Stabilointi suoritettiin 1 20 tunnin ajan 20°C lämpötilassa. Tämän jälkeen tuote pestiin vedellä: neutraalin pH-arvon saamiseksi, ja veden ylimäärä poistettiin.Example 4 10 6.9 parts by weight of Liu-junk cellulose obtained from Fibrenier-type cellulose pulp treated with a cellulase enzyme of the Aspergillus n / ger1BT type, characterized by DP = 565, WRV =; 62%, Eh = 15.5-16.5 kJ / mol, was dissolved in 93.1 parts by weight of a 9% aqueous sodium hydroxide solution stirred at 100 rpm for 2 hours at -5 ° C. After diluting the resulting solution to 0.5 wt% cellulose, it was added dropwise to a coagulation bath containing 5 wt% aqueous sulfuric acid, stirring at 500 rpm, resulting in a final acid concentration of at least 0.5 wt%. The stabilization was carried out for 1 to 20 hours at 20 ° C. The product was then washed with water: to obtain a neutral pH, and excess water was removed.

Tuloksena saatiin 65,3 paino-osaa valkoista mikrokiteistä selluloosa-dispersiota, joka sisälsi 10,4 painoprosenttia kuivaa polymeeriä, jonka : ’ : 25 DP = 475, WRV = 378 ja EH = 13,63 ja 16,50 kJ/mol.This resulted in 65.3 parts by weight of a white microcrystalline cellulose dispersion containing 10.4% by weight of a dry polymer having: 25 DP = 475, WRV = 378 and EH = 13.63 and 16.50 kJ / mol.

Esimerkki 5 • · • ♦ · • · · • · 9 3,3 paino-osaa esimerkin 4 mukaista liukoista selluloosaa liuotettiin; • · * * 30 esimerkissä 4 esitetyllä tavalla 96,7 paino-osaan 9-painoprosenttistal ... natriumhydroksidin vesiliuosta. Kun saatu liuos oli laimennettu 0,1-pai- • · « noprosenttiseksi selluloosaksi, se lisättiin koagulointikylpyyn, joka si-v : sälsi 2,5 paino-prosenttia rikkihapon vesiliuosta ja jota sekoitettiin; 400 rpm kierrosnopeudella, jolloin lopuksi saatiin hapon konsentraa-35 tioksi vähintään 0,4 painoprosenttia. Tuote stabiloitiin ja puhdistettiin ..·’ kuten esimerkissä 4.Example 5 3.3 parts by weight of soluble cellulose according to Example 4 were dissolved; • · * * 30 as in Example 4 to 96.7 parts by weight of a 9% by weight aqueous solution of sodium hydroxide. After dilution of the resulting solution to 0.1 wt% cellulose, it was added to a coagulation bath containing 2.5 wt% aqueous sulfuric acid and stirred; 400 rpm, whereby an acid concentration-35 of at least 0.4% by weight was finally obtained. The product was stabilized and purified .. · 'as in Example 4.

13 10733513 107335

Tuloksena saatiin 38,3 paino-osaa valkoista, mikrokiteistä selluloosa-dispersiota, joka sisälsi 5,0 painoprosenttia kuivaa polymeeriä, jonka DP = 448, WRV = 435,5 % ja EH = 12,20 ja 13,63 kJ/mol.As a result, 38.3 parts by weight of a white microcrystalline cellulose dispersion containing 5.0% by weight of dry polymer having DP = 448, WRV = 435.5% and EH = 12.20 and 13.63 kJ / mol were obtained.

5 Esimerkki 6 5,0 paino-osaa Fibrenier-tyyppisestä selluloosamassasta saatua liukoista selluloosaa, joka oli käsitelty Aspergillus π/ger IBT-tyypistä saadulla sellulaasientsyymillä ja jolle oli tunnusomaista DP = 455, WRV 10 = 86,83 %, liuotettiin 95,0 paino-osaan 9-painoprosenttista natriumhyd- roksidin vesiliuosta -5°C lämpötilassa 0,5 tunnin ajan, minkä jälkeen siitä poistettiin ilmaa 24 tunnin ajan alipaineessa.Example 6 5.0 parts by weight of soluble cellulose obtained from Fibrenier-type cellulose pulp treated with Aspergillus π / ger IBT-type cellulase enzyme, characterized by DP = 455, WRV 10 = 86.83%, were dissolved in 95.0% by weight. to 9% by weight aqueous sodium hydroxide solution at -5 ° C for 0.5 hour, followed by degassing for 24 hours under reduced pressure.

Selluloosaliuosta kehrättiin venyttämättä ekstruusiomenetelmän avulla 15 koagulointi- ja neutralointikylpyyn, joka sisälsi 100 g/l rikkihappoa, 160 g/l natriumsulfaattia ja 160 g/l alumiinisulfaattia, ja saadut selluloo-sakuidut pestiin vedellä neutraalin pH-arvon saamiseksi sekä kuivattiin.The cellulose solution was spun without stretching into a coagulation and neutralization bath containing 100 g / l sulfuric acid, 160 g / l sodium sulfate and 160 g / l aluminum sulfate, and the resulting cellulose fibers were washed with water to obtain a neutral pH and dried.

Tuloksena saatiin 4,95 paino-osaa valkoisia yksifilamenttityyppisiä sel-20 luloosakuituja, joiden koko oli 169dtex, lujuus 0,04cN/tex ja venymä 2,80 %.As a result, 4.95 parts by weight of white monofilament sel-20 cellulose fibers of size 169dtex, strength 0.04cN / tex and elongation 2.80% were obtained.

Jäljempänä on esitetty vielä joitakin esimerkkejä, jotka koskevat kek-, sinnön mukaisessa menetelmässä käytetyn liukoisen selluloosan val- J 25 mistusta. Valmistus on toteutettu suomalaisen patenttihakemuksen : 910990 mukaisesti.Further examples of the preparation of soluble cellulose used in the process of the invention are given below. The manufacture has been carried out in accordance with Finnish Patent Application: 910990.

1 I I1 I I

• · • * ·• · • * ·

« · I«· I

• ·• ·

Esimerkki 7 • · « >#>t. 30 100 paino-osaa Fibrenier-tyypin selluloosa-arkkeja, joille oli tunnus- !..* omaista keskimääräinen polymeroitumisaste DP = 756, kiteisyysindeksi *:·* Crl = 76,65 %, WRV = 62,26 % sekä vetysidosenergiaExample 7 • · «> #> t. 30,100 parts by weight of Fibrenier-type cellulose sheets characterized by an average polymerization rate of DP = 756, a crystallinity index of *: · * Crl = 76.65%, WRV = 62.26% and hydrogen bonding energy

Eh = 20-22 kJ/mol, revittiin 1 tunnin ajan, minkä jälkeen selluloosamassa siirrettiin sekoittimella varustettuun säiliöön, johon 35 lisättiin myös 1900 paino-osaa natriumasetaattipuskuriliuosta, jonka pH oli 4,8 ja joka sisälsi Aspergillus niger IBT:stä peräisin olevaa ; ·* sellulaasia, jolle oli tunnusomaista CMC-aktiivisuus 1,41 U/ml, FPA- aktiivisuus 0,07 U/ml ja β-glukosidaasiaktiivisuus 1,48 U/ml sekä CMC- 14 107335 β-glukosidaasiaktiivisuus 1,48 U/ml sekä CMC- ja FPA-aktiivisuuder suhde 20,14. Liuoksen selluloosapitoisuus oii 5 painoprosenttia.Eh = 20-22 kJ / mol, was shaken for 1 hour, after which the cellulose pulp was transferred to a stirred tank, to which 1900 parts by weight of a 4.8% sodium acetate buffer solution containing Aspergillus niger IBT was added; · * Cellulase, characterized by CMC activity of 1.41 U / ml, FPA activity of 0.07 U / ml and β-glucosidase activity of 1.48 U / ml, and CMC-14 107335 β-glucosidase activity of 1.48 U / ml and a CMC to FPA activity ratio of 20.14. The solution has a cellulose content of 5% by weight.

Entsyymikäsittely suoritettiin 24 tunnin ajan 20°C:n lämpötilassa pH-ar-5 von ollessa 4,8. Tämän jälkeen käsitelty selluloosa suodatettiin ja puserrettiin puserrusarvolla 2,5, pestiin lämpimällä vedellä 80°C lämpötilassa ja pestiin sitten vedellä selluloosan puhdistamiseksi, minkä jälkeen selluloosa ilmakuivattiin 40°C:ssa.Enzyme treatment was performed for 24 hours at 20 ° C with a pH of 4.8. The treated cellulose was then filtered and squeezed at 2.5, washed with warm water at 80 ° C and then washed with water to purify the cellulose, followed by air drying at 40 ° C.

10 Tuloksena saatiin 84,5 paino-osaa valkoisen väristä selluloosaa. Tuotteelle oli tunnusomaista keskimääräinen polymeroitumisaste DP = 493, WRV = 71 %, Crl = 73,3 % ja vetysidosenergia EH = 12,9-15,1 kJ/mol. Selluloosan liukoisuusaste 9-prosenttiseen natriumhydroksidiliuokseen arvioitiin 5,0:ksi.104.5 parts by weight of white cellulose were obtained. The product was characterized by an average degree of polymerization DP = 493, WRV = 71%, Crl = 73.3% and hydrogen bonding energy EH = 12.9-15.1 kJ / mol. The solubility of the cellulose in the 9% sodium hydroxide solution was estimated to be 5.0.

1515

Esimerkki 8 100 paino-osaa selluloosa-arkkeja, joiden valmistaja oli Swiecie Mill, Puola, DP oli 737, WRV 69,5 % ja EH 20 kJ/mol, revittiin 1 tunnin ajan,: 20 minkä jälkeen massa käsiteltiin esimerkissä 7 esitetyn mukaisesti 1900 paino-osalla natriumasetaattipuskuriliuosta, jonka pH oli 4,8 ja joka sisälsi esimerkissä 7 kuvattua sellulaasia.Example 8 100 parts by weight of cellulose sheets made by Swiecie Mill, Poland, DP 737, WRV 69.5% and EH 20 kJ / mol were torn for 1 hour, after which the pulp was treated as described in Example 7 in 1900. part by weight of a sodium acetate buffer solution, pH 4.8, containing the cellulase described in Example 7.

Tuloksena saatiin 75 paino-osaa valkoisen väirstä selluloosaa, jonka; : 25 DP oli 384, WRV 73 %, Crl 76 % ja EH 13,6-16,5 kJ/mol. Selluloosan; liukoisuusaste 9-prosenttiseen natriumhydroksidiliuokseen arvioitiin .···. 4,5:ksi.As a result, 75 parts by weight of white colored cellulose were obtained, which; : 25 DP was 384, WRV 73%, CrI 76% and EH 13.6-16.5 kJ / mol. cellulose; the degree of solubility in 9% sodium hydroxide solution was evaluated. To 4.5.

• 4· e * * · · l.lm Esimerkki 9 V *’ 30 100 paino-osaa Fibrenier-tyypin selluloosa-arkkeja, joilla oli esimerkin 7 : ominaisuudet, revittiin 1 tunnin ajan, minkä jälkeen saatu massa käsi··; v : teltiin esimerkissä 7 esitetyn mukaisesti 1900 paino-osalla natriumase- .·. : taattipuskuria, jonka pH oli 4,8 ja joka sisälsi Aspergillus niger IBT:stä 35 peräisin olevaa sellulaasia, jonka CMC-aktiivisuus oli 1,41 U/ml, FPA-aktiivisuus 0,05 U/ml, β-glukoosiaktiivisuus 7,5 U/ml ja CMC- ja FPA-: V aktiivisuuden suhde 28,2. Selluloosan konsentraatio oli 5 painoprosent- : tia. Entsyymikäsittely ja puhdistus suoritettiin kuten esimerkissä 7.Example 9 V * '30 100 parts by weight of Fibrenier-type cellulose sheets having the properties of Example 7 were torn for 1 hour, followed by a mass of hand ··; v: 1900 parts by weight of sodium aze. : a buffer of 4.8 pH containing cellulase from Aspergillus niger IBT 35 with a CMC activity of 1.41 U / ml, an FPA activity of 0.05 U / ml, a β-glucose activity of 7.5 U / ml and a ratio of CMC to FPA: V activity of 28.2. The concentration of cellulose was 5% by weight. Enzyme treatment and purification were performed as in Example 7.

is 107335is 107335

Tuloksena saatiin 92,5 paino-osa valkoista selluloosaa, jonka DP oli 466, Eh 12,2-16,5 kJ/mol ja liukenemisaste 4,0.As a result, 92.5 parts by weight of white cellulose having a DP of 466, Eh of 12.2-16.5 kJ / mol and a degree of dissolution of 4.0 were obtained.

Esimerkki 10 5 100 paino-osa Fibrenier-tyypin selluloosa-arkkeja, joilla oli esimerkin 7 ominaisuudet, revittiin 1 tunnin ajan, minkä jälkeen saatu massa käsiteltiin esimerkin 7 tavoin 1900 paino-osalla natriumasetaattipuskuri-liuosta, jonka pH oli 4,8 ja joka sisälsi Aspergillus niger IBT:stä peräisin 10 olevaa sellulaasia, jonka CMC-aktiivisuus oli 2,20 U/ml, FPA-aktiivisuus 0,06 U/ml, β-glukoosiaktiivisuus 2,4 U/ml ja CMC- ja FPA-aktiivisuuden suhde 36,67. Selluloosan konsentraatio oli 5 painoprosenttia. Entsyy-mikäsittely suoritettiin 5 tunnin ajan 50°C lämpötilassa pH-arvon ollessa vakioitu 4,8:ksi, ja puhdistus tehtiin kuten esimerkissä 8.Example 10 100 parts by weight of Fibrenier-type cellulose sheets having the properties of Example 7 were torn for 1 hour, and the resulting pulp was treated, as in Example 7, with 1900 parts by weight of a 4.8% sodium acetate buffer solution containing 10 cellulases from Aspergillus niger IBT with a CMC activity of 2.20 U / ml, a FPA activity of 0.06 U / ml, a β-glucose activity of 2.4 U / ml and a ratio of CMC to FPA activity 36 , 67. The cellulose concentration was 5% by weight. Enzyme treatment was carried out for 5 hours at 50 ° C, with the pH adjusted to 4.8, and purification was carried out as in Example 8.

1515

Tuloksena saatiin 78 paino-osaa valkoista selluloosaa, jonka DP oli 485, Eh 12,2-15,9 kJ/mol ja liukoisuusaste 4,0.As a result, 78 parts by weight of white cellulose having a DP of 485, Eh of 12.2 to 15.9 kJ / mol and a solubility of 4.0 were obtained.

Esimerkki 11 20 100 paino-osaa Fibrenier-tyypin selluloosa-arkkeja, joilla oli esimerkin 7 ominaisuudet, käsiteltiin esimerkin 7 tavoin Aspergillus niger IBT:stä peräisin olevalla sellulaasilla, jolle oli tunnusomaista CMC-aktiivisuus : Y: 2,20 U/ml, FPA-aktiivisuus 0,06 U/ml, β-glukoosiaktiivisuus 2,4 U/ml ja : : 25 CMC- ja FPA-aktiivisuuden suhde 36,67. Entsyymikäsittely tehtiin 24 tunnin ajan 20°C:n lämpötilassa pH-arvon ollessa 4,8.Example 11 20 100 parts by weight of Fibrenier-type cellulose sheets having the properties of Example 7 were treated, as in Example 7, with cellulase from Aspergillus niger IBT, characterized by CMC activity: Y: 2.20 U / ml, FPA activity 0.06 U / ml, β-glucose activity 2.4 U / ml and: 25 ratio of CMC to FPA activity 36.67. Enzyme treatment was performed for 24 hours at 20 ° C and pH 4.8.

Tuloksena saatiin 75 paino-osaa valkoista selluloosaa, jonka DP oli 521, WRV 76,6 %, Crl 66,3 % ja EH 12,9-14,0 kJ/mol. Liukoisuusaste ’·* * 30 oli 5,0.75 parts by weight of white cellulose having a DP of 521, a WRV of 76.6%, a Cr1 of 66.3% and an EH of 12.9-14.0 kJ / mol were obtained. The degree of solubility '· * * 30 was 5.0.

• · · Y : Esimerkki 12 • · · • « · • · · • 100 paino-osaa Fibrenier-tyypin selluloosa-arkkeja, joilla oli esimerkin 7 .· *. 35 ominaisuudet, revittiin 1 tunnin ajan, minkä jälkeen ne käsiteltiin 2225 paino-osalla natriumasetaattipuskuriliuoksella, jonka pH-arvo oli 4,8 ja : Y joka sisälsi Aspergillus niger IBT:stä peräisin olevaa sellulaasia, jonka 16 107335 CMC-aktiivisuus oli 1,40 U/ml, FPA-aktiivisuus 0,095 U/ml, β-glukoosi-aktiivisuus 2,02 U/ml ja CMC- ja FPA-aktiivisuuden suhde 14,74. Ent-syymikäsittely suoritettiin 870 min ajan 33°C:ssa pH:n ollessa 4,8. Tuote puhdistettiin kuten esimerkissä 7.Y: Example 12 100 parts by weight of Fibrenier-type cellulose sheets having Example 7. · *. 35 properties, were shaken for 1 hour, then treated with 2225 parts by weight of a sodium acetate buffer solution having a pH of 4.8 and: Y containing Aspergillus niger IBT-derived cellulase with 16,107,335 CMC activity of 1.40 U / ml, FPA activity 0.095 U / ml, β-glucose activity 2.02 U / ml, and ratio of CMC to FPA activity 14.74. Ent enzyme treatment was performed for 870 min at 33 ° C and pH 4.8. The product was purified as in Example 7.

55

Tuloksena saatiin 89 paino-osaa valkoista selluloosaa, jonka DP oli 485 ja Eh 11,0-15,0 kJ/mol. Liukoisuusaste oli 4,5.As a result, 89 parts by weight of white cellulose having a DP of 485 and an Eh of 11.0-15.0 kJ / mol were obtained. The solubility was 4.5.

Esimerkki 13 10 100 paino-osaa Fibrenier-tyypin selluloosa-arkkeja, joilla oli esimerkin 7 ominaisuudet, revittiin 1 tunnin ajan ja käsiteltiin 2028 paino-osalla nat-riumasetaattipuskuriliuosta, jonka pH oli 4,8 ja joka sisälsi Aspergillus niger IBT:stä peräisin olevaa sellulaasia, jonka CMC-aktiivisuus oli 15 1,60 U/ml, FPA-aktiivisuus 0,070,06 U/ml, β-glukoosiaktiivisuus 2,7 U/ml ja CMC- ja FPA-aktiivisuuden suhde 22,9. Entsyymikäsittely suoritettiin 1060 min ajan 37°C:ssa pH-arvon ollessa 4,8. Tuote puhdistettiin kuten esimerkissä 7.Example 13 10 100 parts by weight of Fibrenier-type cellulose sheets having the properties of Example 7 were torn for 1 hour and treated with 2028 parts by weight of a 4.8% sodium acetate buffer solution containing Aspergillus niger IBT. cellulase with a CMC activity of 1.60 U / ml, an FPA activity of 0.070.06 U / ml, a β-glucose activity of 2.7 U / ml, and a ratio of CMC to FPA activity of 22.9. Enzyme treatment was performed for 1060 min at 37 ° C and pH 4.8. The product was purified as in Example 7.

20 Tuloksena saatiin 72,8 paino-osaa valkoista selluloosaa, jonka DP oli 584 ja Eh 12,3-15,9 kJ/mol. Liukoisuusaste oli 4,5.As a result, 72.8 parts by weight of white cellulose having a DP of 584 and an Eh of 12.3 to 15.9 kJ / mol were obtained. The solubility was 4.5.

Esimerkki 14 : 25 100 paino-osaa Fibrenier-tyypin selluloosa-arkkeja, joilla oli esimerkin 7 ominaisuudet, valmistettiin kuten esimerkissä 7. Kun saadusta ent-.···., syymiliuoksesta oli puristettu ylimäärä esimerkin 7 mukaisesti, sillä oli CMC-aktiivisuus 1,1 U/ml ha FPA-aktiivisuus 0,056 U/ml, ja siihen li-sättiin uutta entsyymiä, jolloin saatiin CMC-aktiivisuus 1,4, FPA-aktiivi-30 suus 0,07 U/ml ja CMC - ja FPA-aktiivisuuden suhde 20,14. Entsyymi-käsittely suoritettiin 1440 min ajan 20°C:ssa pH:n ollessa 4,8. Tuote • · « *·’ * puhdistettiin kuten esimerkissä 7.Example 14: 25,100 parts by weight of Fibrenier-type cellulose sheets having the properties of Example 7 were prepared as in Example 7. When the resulting solution of ···· was excess pressed according to Example 7, it had CMC activity of 1. , 1 U / ml ha FPA activity 0.056 U / ml and a new enzyme was added to give CMC activity 1.4, FPA activity 30 0.07 U / ml and CMC and FPA activity ratio 20.14. Enzyme treatment was performed for 1440 min at 20 ° C and pH 4.8. The product · · «* · '* was purified as in Example 7.

» · « • · ·»·« • · ·

Tuloksena saatiin 79,2 paino-osaa valkoista selluloosaa, jonka DP oli .···. 35 525 ja WRV 76,57. Liukoisuusaste oli 3-4.The result was 79.2 parts by weight of white cellulose with DP. ···. 35,525 and WRV 76.57. The solubility was 3-4.

• ·• ·

Claims (12)

17 10733517 107335 1. Menetelmä alkalimetallihydroksidin vesiliuokseen liukenevan selluloosan valmistamiseksi, tunnettu siitä, että selluloosamassaa käsitel-5 lään sellulaasientsyymiseoksella siten, että siitä saadaan suoraan alkalimetallihydroksidin vesiliuokseen liukeneva, kun alkalimetallihydroksidin pitoisuus vesiliuoksessa on 5-10 painoprosenttia ja liuotettavan selluloosan konsentraatio vesiliuoksessa vähintään 0,1 painoprosenttia.A process for the production of cellulose soluble in aqueous alkali metal hydroxide, wherein the cellulose pulp is treated with a cellulase enzyme mixture so that it is directly soluble in the aqueous alkali metal hydroxide at a concentration of 5 to 10% by weight of the aqueous solution. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosamassasta saadaan suoraan alkalimetallihydroksidin vesi-liuokseen liukeneva, kun liuotettavan selluloosan konsentraatio vesi-liuoksessa on vähintään 3 painoprosenttia.Process according to Claim 1, characterized in that the cellulose pulp is directly soluble in an aqueous solution of an alkali metal hydroxide when the concentration of the cellulose to be dissolved in the aqueous solution is at least 3% by weight. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkaliliukoiselle selluloosalle on tunnusomaista vähintään 100, so-pivimmin 300-600 oleva keskimääräinen polymeroitumisaste, sopi-vimmin 50-100% oleva vedenpidätysarvo, sekä enintään 16kJ/mol oleva vetysidosenergia, sopivimmin 10-15 kJ/mol, ja sopivimmin enin-20 tään 70 % oleva kiteisyysindeksi.The process according to claim 1 or 2, characterized in that the alkali-soluble cellulose is characterized by an average degree of polymerization of at least 100, preferably from 300 to 600, preferably from 50 to 100%, and hydrogen bonding energy of up to 16 kJ / mol, preferably 10 -15 kJ / mol, and most preferably a crystallinity index of -20 to 70%. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sellulaasientsyymiseoksen CMC-aktiivisuus on välillä 0,1— 15U/ml, FPA-aktiivisuus välillä 0,01-1,0 U/ml ja β-glukosidaasiaktiivi- 25 suus välillä 0,1—15 U/ml, ja CMC- ja FPA-aktiivisuuksien suhde on 1-100, sopivimmin 1-40, jolloin selluloosan konsentraatio käsittelyliuok-sessa on sopivimmin välillä 0,1-20 p-%. • · · • · * « « • · ·4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cellulase enzyme mixture has a CMC activity between 0.1 and 15 U / ml, an FPA activity between 0.01 and 1.0 U / ml and a β-glucosidase activity between 0, 1 to 15 U / ml, and the ratio of CMC to FPA activities is 1 to 100, preferably 1 to 40, with the concentration of cellulose in the treatment solution being preferably 0.1 to 20% by weight. • · · • · * «« • · · 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että I « I 30 entsyymikäsittely toteutetaan vähintään 10°C, sopivimmin 20...50°C ... lämpötilassa pH-arvon ollessa enintään 7,0 ja sopivimmin välillä 4-6, • · · jolloin käsittelyn kesto on sopivimmin 1-48 tuntia, jonka jälkeen sellu- · · '·) * loosamassa mahdollisesti pestään ja kuivataan. » · • t · • · :**·; 35Process according to Claim 1, characterized in that the enzyme treatment is carried out at a temperature of at least 10 ° C, preferably at a temperature of 20 to 50 ° C, with a pH of not more than 7.0 and most preferably between 4 and 6, Preferably with a treatment time of 1-48 hours, followed by possible washing and drying of the pulp. »· • t · • ·: ** ·; 35 6. Menetelmä selluloosakuitujen, -kalvon tai muiden selluloosatuottei- den valmistamiseksi alkaliin liukenevasta selluloosasta, jossa selluloo-·’ sa esikäsitellään sen saattamiseksi alkaliliuokoiseen muotoon, minkä : jälkeen saatu selluloosa sekoitetaan alkalimetallihydroksidin, erityisesti 18 107335 natriumhydroksidin tai kaliumhydroksidin vesiliuokseen, josta happokylvyssä valmistetaan selluloosakuituja, -kalvoa tai muita selluloosatuottei-ta, tunnettu siitä, että selluloosamassa esikäsitellään sellulaasient-i syymiseokseila ja liuotetaan suoraan alkalimetallihydroksidin vesiliuok-i 5 seen, jonka alkalimetallihydroksidipitoisuus on 5-10 painoprosenttia ja liuenneen selluloosan konsentraatio vesiliuoksessa vähintään 0,1 painoprosenttia ja josta alkalimetallihydroksidin vesiliuoksesta muodostetaan happokylvyssä selluloosatuote.A process for preparing cellulose fibers, film or other cellulose products from alkali-soluble cellulose, wherein the cellulose is pretreated to form an alkali solution, followed by mixing the obtained cellulose with alkali metal hydroxide, in particular 18 107335 of sodium hydroxide or potassium hydroxide, film or other cellulose products, characterized in that the cellulose pulp is pretreated with cellulase concentrate and directly dissolved in an aqueous solution of an alkali metal hydroxide having a concentration of 5 to 10% by weight of an alkali metal hydroxide and a concentration of cellulose product in acid bath. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosan konsentraatio vesiliuoksessa on vähintään 3 painoprosenttia,Process according to Claim 6, characterized in that the concentration of the cellulose in the aqueous solution is at least 3% by weight, 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että selluloosa sekoitetaan alkalimetallihydroksidin vesiliuokseen, erityisesti natriumhydroksidi- tai kaliumhydroksidiliuokseen, jonka konsentraatio on välillä 5-15 p-%, sopivimmin 7-12 p-%, lämpötilassa, joka: on välillä -10...+10°C, sopivimmin -5...0°C, 15 min-48 tunnin ajan, sopivimmin 30 min-2 tuntia, jolloin saadaan selluloosan homogeeninen 20 liuos, jonka konsentraatio on ainakin 0,1 p-%, sopivimmin 3-8 p-%, minkä jälkeen saadusta selluloosaliuoksesta poistetaan ilma ja tarpeen tullen se suodatetaan, jolloin saadaan liuos, josta happokylvyssä valmistetaan selluloosakuituja, -kalvoa tai muita selluloosatuotteita. '·[[[· 25Process according to Claim 6 or 7, characterized in that the cellulose is mixed with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, in particular a solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide in a concentration of between 5 and 15% by weight, preferably between 7 and 12% by weight. -10 to + 10 ° C, preferably -5 to 0 ° C, for 15 minutes to 48 hours, preferably 30 minutes to 2 hours, to obtain a homogeneous solution of cellulose at a concentration of at least 0.1 p- %, preferably 3-8% by weight, after which the resulting cellulose solution is degassed and, if necessary, filtered to obtain a solution which is made into cellulose fibers, film or other cellulose products in an acid bath. '· [[[· 25 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-8 mukainen menetelmä, : ] % tunnettu siitä, että selluloosaliuos johdetaan happamaan koagulointi- ja neutralointikylpyyn, joka sisältää epäorgaanisen tai orgaanisen hapon,; -...... *·· sopivimmin rikkihapon tai etikkahapon vesiliuosta, jonka konsentraatio; on ainakin 10 g/l, sopivimmin 100-200 g/l, ja johon on mahdollisesti li- » · · 30 sätty epäorgaanista tai orgaanista suolaa, sopivimmin natrium- tai alumiinisulfaattia, jonka konsentraatio on ainakin 1 g/l, sopivimmin 10- • · · 300 g/l, minkä jälkeen saadut selluloosakuidut tai saatu selluloosakalvo ’ tai muu tuote viimeistellään pesemällä neutraalin pH-arvon saamiseksi ja kuivataan. O 35Process according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the cellulose solution is passed into an acidic coagulation and neutralization bath containing an inorganic or organic acid; -...... * ·· preferably an aqueous solution of sulfuric or acetic acid at a concentration; is at least 10 g / l, preferably 100-200 g / l, and optionally added with an inorganic or organic salt, preferably sodium or aluminum sulphate, at a concentration of at least 1 g / l, preferably 10- • 300 g / l, then the resulting cellulose fibers or the resulting cellulose film or other product are washed by washing to obtain a neutral pH and dried. O 35 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-8 mukainen menetelmä, ·* tunnettu siitä, että mikrokiteisen selluloosan valmistamiseksi selluloo- :·*·: saliuosta, jonka selluloosapitoisuus on sopivimmin 0,1-1,0 p-%, sekoi- 19 107335 tetaan happamaan koagulointi- ja neutralointikylpyyn käyttämällä ainakin 10rpm, sopivimmin 100-1000 rpm kierrosnopeutta kylvyn sisältäessä epäorgaanisen tai orgaanisen hapon, sopivimmin rikkihapon tai kloorivetyhapon vesiliuosta, jonka konsentraatio on vähintään 0,5 p-%, 5 sopivimmin välillä 1-10 p-%, ja johon on mahdollisesti lisätty epäorgaanista tai orgaanista suolaa, erityisesti natriumsulfaattia, jonka konsentraatio on vähintään 0,1 p-%, sopivimmin 1-20 p-%, ainakin 10°C, sopivimmin 20...100°C lämpötilassa, minkä jälkeen suoritetaan stabilointi 1 min-24 tunnin ajan, sopivimmin 30 min-2 tuntia, ainakin 10°C, 10 sopivimmin 20...100°C lämpötilassa, sekoittaen ainakin 10 rpm, sopivimmin 100-1000 rpm kierrosnopeudella, kun hapon konsentraatio on ainakin 0,5 p-%, minkä jälkeen mikrokiteinen selluloosa mahdollisesti puhdistetaan vedellä neutraalin pH-arvon saamiseksi ja mahdollisesti kuivataan. 15Process according to any one of claims 6 to 8, characterized in that, for the preparation of microcrystalline cellulose, a cellulose solution having a cellulose content of preferably 0.1 to 1.0% by weight is mixed with acid. to the coagulation and neutralization bath using at least 10 rpm, preferably 100 to 1000 rpm, of the bath containing an aqueous solution of inorganic or organic acid, preferably sulfuric or hydrochloric acid, at a concentration of at least 0.5% by weight, preferably between 1 and 10% by weight optionally, an inorganic or organic salt is added, in particular sodium sulfate at a concentration of at least 0.1% by weight, preferably 1-20% by weight, at least 10 ° C, preferably at 20-100 ° C, followed by stabilization 1 for min-24 hours, preferably 30 min-2 hours, at least 10 ° C, 10 preferably at 20-100 ° C, with stirring at least 10 rpm, preferably 100-1000 rpm, when concentration is at least 0.5% by weight, after which the microcrystalline cellulose is optionally purified with water to obtain a neutral pH and optionally dried. 15 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkaliliuokseen liuotettavan selluloosan keskimääräinen polymeroitumisaste on vähintään 100, sopivimmin 300-600, ve-denpidätysarvo sopivimmin välillä 50-100 %, vetysidosenergia enintään 20 16kJ/mol, sopivimmin 10-15 kJ/mol, ja kiteisyysindeksi sopivimmin enintään 70 %.Process according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the average degree of polymerization of the cellulose dissolved in the alkali solution is at least 100, preferably 300-600, preferably 50-100% water retention, hydrogen bonding energy not more than 20 16 kJ / mol, preferably 10-15 kJ / mol, and preferably a crystallinity index of up to 70%. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosan esikäsittely suoritetaan sellulaasientsyymiseoksella, jonka !, j 25 CMC-aktiivisuus on välillä 0,1-15 U/ml, FPA-aktiivisuus välillä 0,01-1,0 ; m: U/ml ja β-glukosidaasiaktiivisuus välillä 0,1-15 U/ml sekä CMC- ja FPA- aktiivisuuksien suhde on 1-100, sopivimmin 1-40, jolloin selluloosan • · konsentraatio käsittelyliuoksessa on sopivimmin välillä 0,1-20 p-%. » 30 ♦ I • ♦ • » • ♦ · • · · «·· ♦ 20 107335The process according to claim 11, characterized in that the pre-treatment of the cellulose is carried out with a cellulase enzyme mixture having a CMC activity of between 0.1 and 15 U / ml, an FPA activity between 0.01 and 1.0; m: U / ml and β-glucosidase activity between 0.1 and 15 U / ml, and the ratio of CMC to FPA activity is 1-100, preferably 1-40, whereby the concentration of cellulose in the treatment solution is preferably 0.1-20 wt%. »30 ♦ I • ♦ •» • ♦ · • · · «·· ♦ 20 107335
FI980008A 1991-02-28 1998-01-02 Process for producing alkali-soluble cellulose and process for producing fibres, films and other products from soluble cellulose FI107335B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980008A FI107335B (en) 1991-02-28 1998-01-02 Process for producing alkali-soluble cellulose and process for producing fibres, films and other products from soluble cellulose

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI910990 1991-02-28
FI910990A FI910990A (en) 1991-02-28 1991-02-28 CELLULOSE CELLS AND CELLULOSE FOER FRAMSTAELLNING AV LOESLIG CELLULOSA.
FI911408A FI911408A (en) 1991-02-28 1991-03-22 REFRIGERATING FOR FIBERS, FILMERS AND ANDRAIN PRODUCTS FOR CELLULOSE CELLULOSE
FI911408 1991-03-22
FI980008 1998-01-02
FI980008A FI107335B (en) 1991-02-28 1998-01-02 Process for producing alkali-soluble cellulose and process for producing fibres, films and other products from soluble cellulose

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI980008A0 FI980008A0 (en) 1998-01-02
FI980008A FI980008A (en) 1998-01-02
FI107335B true FI107335B (en) 2001-07-13

Family

ID=27241450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI980008A FI107335B (en) 1991-02-28 1998-01-02 Process for producing alkali-soluble cellulose and process for producing fibres, films and other products from soluble cellulose

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI107335B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003699A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-11 M-Real Oyj Method for dissolving cellulose and for producing cellulose particles
EP2116557A1 (en) 2008-05-06 2009-11-11 Tampereen teknillinen yliopisto A method for dissolving cellulose and a cellulosic product obtained from a solution comprising dissolved cellulose
WO2011043726A1 (en) 2009-10-09 2011-04-14 Stora Enso Oyj Process for the production of a substrate comprising regenerated cellulose and a substrate produced according to the process

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT514472B1 (en) 2013-06-19 2016-03-15 Lenzing Akiengesellschaft New environmentally friendly process for producing sponges and sponges from polysaccharides

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003699A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-11 M-Real Oyj Method for dissolving cellulose and for producing cellulose particles
US8785158B2 (en) 2005-07-01 2014-07-22 Sappi Netherlands Services B.V. Method for dissolving cellulose and for producing cellulose particles
EP2116557A1 (en) 2008-05-06 2009-11-11 Tampereen teknillinen yliopisto A method for dissolving cellulose and a cellulosic product obtained from a solution comprising dissolved cellulose
WO2011043726A1 (en) 2009-10-09 2011-04-14 Stora Enso Oyj Process for the production of a substrate comprising regenerated cellulose and a substrate produced according to the process

Also Published As

Publication number Publication date
FI980008A0 (en) 1998-01-02
FI980008A (en) 1998-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ravi Kumar Chitin and chitosan fibres: a review
US10876226B2 (en) Polysaccharide fibers and method for producing same
US5792399A (en) Formed shape made of regenerated cellulose and process for its production
Rathke et al. Review of chitin and chitosan as fiber and film formers
Hudson et al. Polysaccharides: chitin and chitosan: chemistry and technology of their use as structural materials
CN103993380B (en) A kind of preparation method of Chitosan Fiber With High Tenacity
US5601767A (en) Process for the production of a cellulose moulded body
KR100949556B1 (en) Method for production of cross-linked composite fiber of cellulose-polyvinylalcohol and the cross-linked composite fiber
BG62778B1 (en) Method for polysaccharide activation, the polysaccharides produced by it and their usage
CN110644271B (en) Green preparation method of micro-nano cellulose
NO791041L (en) FORMATED CELLULOS REPORTS AND PROCEDURES IN MANUFACTURING THEREOF.
WO1983003433A1 (en) Procedure for treating cellulose derivative fibres
FI107335B (en) Process for producing alkali-soluble cellulose and process for producing fibres, films and other products from soluble cellulose
WO1999016960A1 (en) Cellulose treatment and the resulting product
CN106591993B (en) A kind of gelatin fiber spinning process
CN103834046A (en) Method for preparing natural cellulose containing zein mixture by using alcoholic solvent
Wang et al. Preparation and properties of new regenerated cellulose fibers
EP3292244A1 (en) A method of treating cellulose pulp
EP1317573B1 (en) Process for producing fibres, film, casings and other products from modified soluble cellulose
PL196594B1 (en) Method of obtaining monofilaments, films and other products of modified soluble cellulose
CN110678485B (en) Environmentally friendly cellulosic waste recycle
Li et al. Dissolving waste viscose to spin cellulose fibers
JPS63500246A (en) Method for producing ligno-cellulose solution and its produced solution
CN108547147A (en) A method of modified chitosan fiber in the swollen state
CN108589040A (en) A kind of preparation method of high-hydroscopicity chitosan mask substrate