MXPA00005525A - Paño de esponja a base de celulosa y produccion del mismo - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un paño de esponja que es a base de celulosa, tiene un refuerzo interno y se puede obtener de acuerdo con el método conóxido de amia;en el método, se produce primero una solución de celulosa en una solución acuosa deóxido de amina que se mezcla luego por lo menos con un formador de poros y con fibras;se esparce la mezcla sobre una banda transportadora que es guiada después a través de un baño de coagulación constituida de una solución acuosa diluida deóxido de amina cuya temperatura es suficientemente alta, de tal manera que el formador de poros se funde y se disuelve de la solución, se elimina por lavado elóxido de amina restante de la solución que seca y se produce el rollo de paño de esponja;al contrario del método con viscosa, no ocurre la descomposición de polímeros en el método inventivo, lo cual da como resultado que el paño de esponja tenga estabilidad mecánica mejorada;la red de plástico puede reemplazar también el refuerzo de fibra;el métod o es especialmente ecológico y económico;se pude usar el paño de esponja con propósitos domésticos o industriales, especialmente con propósitos de limpieza.

Description

PAÑO DE ESPONJA A BASE DE CELULOSA Y PRODUCCIÓN DEL MISMO MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un paño de esponja a base de celulosa que se ha provisto de un refuerzo interno y a un procedimiento para producir el mismo. El paño de esponja es altamente absorbente de agua y es útil en el lugar y la industria con varios propósitos de limpieza y descontaminación. Es bien conocida la producción de paño de esponja por el procedimiento con viscosa. Primeramente, se convierte pulpa, especialmente pulpa de madera, con hidróxido de sodio y disulfuro de carbono a una solución alcalina de xantato de celulosa, conocida como viscosa. Al mismo tiempo, se desengrasan borras de algodón con NaOH diluido, que contiene detergente. Se mezcla luego la solución de viscosa madurada con fibras de algodón. Se hace esto generalmente con ayuda de un amasador. En lugar de fibras de algodón es posible también usar fibras de viscosa como refuerzo interno. Se añade luego sal de Glauber (= sulfato de sodio decahidratado) y se mezcla dentro de igual manera uniformemente. Se aplica luego este material de partida de paño de esponja a un soporte, por ejemplo una banda sin fin foraminosa, a cualquier profundidad que se desee. Es posible también aplicar una mezcla de solución de viscosa y sal Glauber a un material de soporte de plástico, por ejemplo una red de tereftalato de polietileno (PET). La regeneración de la celulosa tiene lugar entonces en un baño de coagulación alcalino o calentado. Se puede llevar a cabo en un medio ácido, por ejemplo ácido sulfúrico diluido. En el procedimiento, el refuerzo interno se integra al cuerpo del paño de esponja. La sal de Glauber tiene un punto de fusión muy bajo. Se funde por lo tanto en el baño de coagulación y se desprende por disolución. Los cristales de sal que desaparecen dejan poros y huecos. Finalmente, se lava el paño de esponja para liberado de residuos de sal y productos de reacción adherentes. Después de secar, se corta ente ambos estrechos, los cuales se enrollan a la vez. Se puede formar luego el producto final del material de enrollamiento como paños del tamaño deseado. Sin embargo, el procedimiento con viscosa es técnicamente muy complicado y costoso. Además, se requieren esfuerzos apreciables, si no ha de causar impacto de manera adversa sobre el medio ambiente. Un aspecto concomitante desagradable del procedimiento con viscosa es por ejemplo la formación de ácido sulfhídrico de olor fétido. Un paño de esponja producido por el procedimiento con viscosa contiene todavía residuos de CS2 o H2S, que se tienen que eliminar por lavado de manera costosa. Además, en el transcurso de varias horas de madurar la solución de viscosa, se degradan más o menos las cadenas de polímeros de celulosa. Esto da lugar al ensanchamiento pronunciado de la curva de distribución del grado de polimerización (GP) de las cadenas de celulosa. Incluso el uso de un material de partida de celulosa que tiene el mismo grado de polimerización no garantiza por lo tanto de manera consistente el mismo resultado de regeneración posterior. La estabilidad mecánica del paño de esponja fluctuará además luego, entre otras cosas de acuerdo con el grado de polimerización. El documento WO 97/42259 expone paños de esponja que contienen fibras de refuerzo y procedimientos para producirlas. Se pueden añadir las fibras como aditivo o bien se pueden originar del material de partida celulósico, si este no se ha disuelto solamente de manera incompleta. Se efectúa generalmente la disolución del material de celulosa, que se trata previamente con vapor a alta presión, usando soluciones acuosas fuertemente alcalinas, preferiblemente con soluciones de NaOH. Así como un formador de poros, se usa adicionalmente también un agente soplante todas las veces, por ejemplo un agente tensioactivo tal como laurilsulfato de sodio. El documento EP-A-712 889 expone soluciones de celulosa/óxido de amina que contiene fibra, para producir principalmente fibras, papeles, películas y envolturas para alimentos. Se mencionan también esponjas, pero no paños de esponja. El documento WO 97/23552 describe esponjas de celulosa (no paños de esponja) y procedimientos para producirlos. Se producen estas esponjas a partir de una solución de celulosa/NMMO que se mezcla con un formador de poros y un agente soplante. Se expone subsiguientemente la mezcla en condiciones en las cuales se descompone el agente soplante, causando que la solución de celulosa haga espuma. Esto produce los grandes poros que son típicos de las esponjas y que son indeseables en un paño de esponja. Es un objeto de la presente invención usar un mejor procedimiento desde el punto de vista económico y ecológico para producir un paño de esponja que no contenga o contenga impurezas por lo menos distintamente menos complicados y que tenga calidad convenientemente alta. Se logra este objeto mediante un paño de esponja que es obtenible mediante el procedimiento con óxido de amina. Este procedimiento utiliza soluciones de celulosa en una mezcla de un N-óxido de amina terciaria y agua. Un N-óxido particularmente adecuado es N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO). Es bien conocido el procedimiento con óxido de amina. Hasta ahora, se observa este procedimiento para producir especialmente fibra o película a base de celulosa. El documento AT-B 402 932 (solicitud No. 95-02100) describe la producción de esponja de celulosa en un óxido de amina terciaria mezclado con un formador de poros y un agente soplante. Se expone esta mezcla en condiciones de las cuales se descompone el agente soplante para formar productos gaseosos y hace así que se forme una espuma con huecos relativamente grandes. Se pone luego en contacto la mezcla hecha espuma, con agua para precipitar la celulosa. Se puede eliminar por lavado el óxido de amina de la esponja resultante, usando agua. Sin embargo, los agentes soplantes son completamente inadecuados en la producción de paño de esponja, ya que no proveerían ni la estabilidad mecánica requerida ni la necesaria resistencia a la abrasión.

Se pude producir el paño de esponja de la invención de un material de partida que comprende celulosa disuelta en una mezcla de un N-óxido de una amina terciaria y agua, un formador de poros y un refuerzo de fibras. El N-óxido es preferiblemente N-óxido de N-metilmorfolina. Se aplica luego el material de partida así producido por medio de un dado, preferiblemente un dado de ranura a una banda de soporte. La banda de soporte (preferiblemente foraminosa) lo transporta luego a un baño rotatorio. Este baño comprende de un 5 a un 50% en peso de solución acuosa de óxido de amina, preferiblemente de un 5 a un 50% en peso de solución acuosa de NMMO. El baño rotatorio hace que la celulosa se precipite y solidifique. El rollo de paño de esponja así producido se lava luego con agua y se seca. En una modalidad adicional, se aplica un material que incluye celulosa disuelta en NMMO y agua y un formador de poros a un material en forma de red, por ejemplo una red de poliéster, de ambos lados. Se hace pasar luego la red así revestida a través de baños rotatorios y de lavado como se describe. Además se requiere un refuerzo interno en cualquiera de los dos casos. En una esponja de celulosa, en contraste, el refuerzo interno desempeña solamente una función secundaria a favor de la capacidad de absorción de agua. El paño de esponja producido mediante el procedimiento de la invención tiene -en condiciones generales de otra manera idénticas- una estabilidad mecánica más alta y por consiguiente una mejor resistencia a la ruptura que el paño de esponja producido mediante el procedimiento con viscosa. La razón es principalmente que no ocurre la inevitable degradación del polímero en la maduración de la solución de viscosa, en el procedimiento de la invención. La curva de distribución en pesos moleculares del producto de celulosa de la invención es virtualmente idéntica a la curva de distribución del material de partida de celulosa usado en el procedimiento. Además, puesto que no ocurre además ninguna degradación del polímero, si transcurre un período prologando entre la preparación de la solución y su coagulación, se asegura una calidad conveniente. El paño de esponja de la invención está virtualmente libre de impurezas indeseables, tales como ácido sulfhídrico y disulfuro de carbono. Es capaz de absorber y retener una gran cantidad de agua. Además, es por lo general naturalmente degradable y se puede convertir por lo tanto en abono sin problemas. El óxido de amina usado en la producción del paño de esponja es de manera virtual cualitativamente recuperable y -después de la concentración apropiada- reutilizable. Es por lo tanto ventajoso que el óxido de amina en el material de partida para el paño de esponja sea idéntico al óxido de amina en el baño rotatorio y en los baños subsiguientes. El agua de desperdicio restante contiene difícilmente residuos y tiene por lo tanto una baja demanda química de oxígeno (DQO). El formador de poros en el procedimiento de la invención es preferiblemente una sal inorgánica que es fácilmente soluble en agua. Son útiles en particular las sales de metales alcalinos, de metales alcalinotérreos y de amonio de ácido inorgánicos, tales como cloruros (específicamente NaCI y KCl, pero no MgCI2),. sulfatos (específicamente Na2SO4 y MgSO ), fosfatos (específicamente Mg3(PO3)2), silicatos (específicamente Mg2[SiO4]=forsterita) y carbonatos (específicamente Na2CO3, CaC03 y (NH4)2CO3). El diámetro de los cristales de sal es generalmente hasta de 2.5 mm, preferiblemente hasta de 2.0 mm. Pero tan sólo aproximadamente 1/5 de los cristales deben tener un diámetro de menos 0.3 mm o el baño de esponja obtenido tendrá una capacidad reducida de absorción de agua. La fracción del formador de poros es generalmente del 30 al 90% en peso, preferiblemente del 70 al 85% en peso, con base en el peso total del material de partida para el paño de esponja. Una fuente adecuada de celulosa es la pulpa, especialmente la pulpa de madera molida. La celulosa usada en el procedimiento de la invención debe tener un grado de polimerización GP de 300 a 1600, preferiblemente de 400 a 600. El mezclar la celulosa con NMMO (fracción de agua de aproximadamente el 40% en peso) dará por resultado inicialmente la formación de una suspensión. Se agita luego la suspensión y se calienta (de aproximadamente 70 a 120°C, preferiblemente de 85 a 95°C) bajo presión reducida (preferiblemente de aproximadamente 40 a 200 mbar) para eliminar parte del agua. La fracción de agua disminuye de aproximadamente el 40% en peso a aproximadamente el 7 al 12% en peso y la suspensión cambia a una solución virtualmente homogénea. El índice de refacción de la solución es de aproximadamente 1.4910 a 1.4930. La solución contiene del 5 al 20% en peso, preferiblemente del 10 al 15% en peso de celulosa disuelta. La viscosidad de esta solución es de aproximadamente 1500 Pa.s. Cuando está recién preparada, la solución es tan sólo débilmente alcalina (pH de aproximadamente 7.8). En reposo, sin embargo, el NMMO se descompone a productos básicos que elevan el pH. Se describe la preparación de la solución de celulosa, entre otros en el documento WO 97/31970. Se mezcla luego la solución de celulosa con los otros componentes, ventajosamente en un amasador. En el material de partida para el paño de esponja así producido, la fracción de celulosa es del 0.5 al 10.0% en peso, preferiblemente del 1.0 al 5.0% en peso, con base en el peso total del material de partida. El refuerzo de fibra comprende fibras naturales, preferiblemente fibras de algodón, cáñamo, lino o viscosa, producidas mediante procedimiento con NMMO (liocelda). La longitud de fibra es de 5 a 50 mm, preferiblemente de 10 a 30 mm. Se tratan previamente por lo general las fibras para mejorar la compatibilidad con la solución de NMMO. La fracción de fibra es del 5 al 50% en peso, preferiblemente del 10 al 40% en peso, con base en el peso seco de paño de esponja. Los paños de esponja son relativamente quebradizos en el estado seco. Para remediar esta desventaja, se pueden añadir sustancias plastificantes al material de partida del paño de esponja. Se eliminan por lavado los plastificadores particularmente útiles sólo muy lentamente, si se llega a hacer, y retienen por lo tanto la efectividad idealmente durante el entero período de uso. Los plastificadores útiles son en particular almidón y derivados de almidón, derivados de celulosa debajo peso molecular, alcohol polivinílico, copolímeros de polivinilpirrolidona/alcohol vinílico, acetato de polivinilo, copolímeros de éter dimetilvinílico/anhídrido maleico (®Gantrez), urea, hexametilendiamina, carraginina, alginatos (especialmente alginato de sodio), guar y derivados de guar [especialmente derivados de guar catiónicos (®Meyprofloc), guar de caboximetilhidroxipropilo ((©Jaguar CMHP), y guar de carboximetilo altamente sustituido (((©Jaguar CMHS)], galactomanama, goma de xantano, polisacáridos con cadenas laterales (©Rhodigel), heteropolisacáridos (®Rhodicare), lactato de alquilpolietoxiamonio (©Genamin), interpolímeros de poliéster (®Cassapret), esteres fosfóricos (®Hostaphat), productos de condensación a base de ácidos grasos saturados o insaturados de varias longitudes de cadena y taurina o metiltaurina o ácido hidroxietansulfónico, sal de monosodio de ácido N-cocoilglutámico (©Hostapon), éter poliglicólico de alcohol graso (©Genapol), diésteres itálicos o compuestos de nitrógeno cuaternario (©Leomin). La fracción de plastificador es del 1 al 15% en peso, preferiblemente del 2 al 10% en peso, con base en el peso seco del paño de esponja terminado. Se pueden impregnar finalmente el paño de esponja de la invención con sustancias activas en grado biocida -en especial fungicida, bactereocida y/o algicida- (consúltese el documento FR-U 296 18 058). Un terminado biocida es particularmente sensible cuando es probable que los paños de esponja humedecidos permanezcan durante un período prolongado dentro del empaque de película polimérica. Los biocidas particularmente preferidos son los derivados de isotiazolona, bencisotiazolona y bencimidazol.

La actividad fungicida o bacteriocida es exhibida también por sales de aminio tensioactivas catiónicas que tienen grupos alquilo de Cß-24 saturados o insaturados de cadena larga, especialmente cloruros de alquil(Cß-C-isJtrimetilamonio, cloruros de dialquil(C?o-Ci8)dimetilamonio o cloruros de alquilbencildimetilamonio. Al igual que los cloruros de compuestos de amonio terciario, sin embargo, se pueden usar también bromuros, acetatos, propionatos, sorbatos, benzoatos o sulfatos. Se exponen tales compuestos por ejemplo en el documento EP-A 286 009. La actividad bactericida es exhibida también finalmente por el sulfuro de dipiridilo y su bis-N-óxido o sales de 1 -alquil- y 1-alquenilpirdinio (por ejemplo cloruro de 1-laurilpiridinio). Similarmente, los aluminosilicatos o las zeolitas (©Zeomic de Shinanen Zeomic Co. Ltd., Japón, CAS No. 1318-02-1 ), en los cuales se ha incorporado plata o cobre, exhiben un efecto de biocida. Se puede lograr también el mismo efecto impregnado de glicerol o propilenglicol. Finalmente, se pueden humedecer también los paños de esponja de la invención. Un humectante particularmente útil es de un 2 a un 8% en peso de solución de cloruro magnesio que puede incluir adicionalmente el 0.2% en peso de una fragancia, por ejemplo un aceite que tenga una fragancia de aranciáceas, pino o similar, en forma emulsionada. La invención provee también el procedimiento para producir un paño de esponja, que es a base de celulosa y tiene un refuerzo interno, el cual comprende los pasos de: a) proveer una mezcla que incluye celulosa disuelta en el N- óxido de una amina terciaria y agua y también por lo menos un formador de poros y fibras, b) esparcir la mezcla sobre una banda transportadora, c) tratar la capa con un baño de coagulación que comprende una solución acuosa diluida de óxido de amina para eliminar por disolución el formador de poros, d) eliminar por lavado él oxido de amina restante, e) secar el tejido de paño de esponja y f) formar con él el producto final. Se produce ventajosamente el material de partida para el paño de esponja, mezclando los ingredientes individuales en un amasador. Es ventajoso mezclar en un formador de poros y cualquier pigmento de color al último. Se puede efectuar el esparcimiento del material de partida sobre la banda transportadora, por ejemplo con ayuda de un dado de ranura. Por formación final del producto, un experto en la técnica entenderá principalmente la operación de cortar la longitud del paño de esponja húmedo o seco al tamaño deseado y empacarlo con impresión o sin ella. En una variante del procedimiento de acuerdo con la invención, se modifican los pasos (a) y (b). El paso (a) prescinde de las fibras; en cambio, el paso (b) comprende aplicar la mezcla por medio de un dado en una capa delgada a ambos lados de una red de plástico. Los ejemplos siguientes a continuación ilustran la invención. Los porcentajes están en peso, a no ser de que se exprese de otra manera.

EJEMPLO 1 Se remojaron, en 5087 g de una solución de NMMO al 60%, 510 g de pulpa de madera molida (©Cellunier F de Rayonier) que tenía un grado medio de polimerización de 535 (determinado por el método con cuaxama). Se ajustó luego el pH del remojo a 1 1 con NaOH. Se agitó luego el remojo y se calentó a presión reducida con temperatura en aumento para separar por destilación el agua hasta que el contenido de NMMO fue del 87.7%, con base en el peso total del agua y del NMMO, y estaba presente el monohidrato (discemible por el índice de reflexión de 1.4820). Durante esta fase, que duró aproximadamente 4 horas, se mantuvo el vacío a 1.333 a 2.133 kPa (de 10 a 16 Torr). Después de otras 2 a 3 horas de agitar aproximadamente a 85 y hasta 95°C, se había disuelto toda la pulpa en la solución. A fin de que se pueda evaporar menos agua, se ajustó el vacío aproximadamente a 26.66 kPa (200 Torr) durante este período. Se fijó luego el índice de reacción aproximadamente a 1.4910 y hasta 1.4930, lo cual corresponde al contenido de agua del 7.5 al 9%. Se añadió en mezcla la solución así preparada con 850 g de algodón humedecido con una solución apropiadamente calentada, consistente en sosa cáustica y un desengrasador, y se amasó. En un segundo procedimiento de amasado, se añadió en mezcla la solución de pulpa-algodón con 30 kg. de formador de poros de cloruro de sodio y 3 g de un pigmento azul, mientras se mantenía la temperatura asegurando la fluidez requerida. El paño de esponja obtenido tenia las siguientes propiedades: EJEMPLO 2 Se repitió el ejemplo 1 , excepto que se redujo la cantidad del formador de poros (NaCI) a 25 kg. El paño de esponja obtenido tenia las siguientes propiedades:

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un paño de esponja que es a base de celulosa y que se ha provisto de refuerzo interno, obtenible mediante el procedimiento con óxido de amina, sin el uso de agentes soplantes.

2.- El paño de esponja de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el óxido de amina usado en el procedimiento es N-óxido de N-metilmorfolina.

3.- El paño de esponja de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque el refuerzo interno comprende fibras de algodón, fibras de viscosa y una red polimérica.

4.- El paño de esponja de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 3, que incluye por lo menos un plastificador.

5.- El paño de esponja de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 3, impregnado con un agente biocidamente activo.

6.- Un procedimiento para producir un paño de esponja que es a base de celulosa y se ha provisto de un refuerzo interno, el cual comprende:

7.- Un procedimiento para producir un paño de esponja que es a base de celulosa y tiene un refuerzo interno, el cual comprende: (a) proveer una mezcla que incluye celulosa disuelta en el N-óxido de una amina terciaria y agua y también por lo menos un formador de poros, (b) aplicar la mezcla a ambos lados de una red polimérica, (c) hacer pasar la capa a través de un baño de coagulación que comprende una solución acuosa diluida de óxido de amina para eliminar por disolución un formador de poros, (d) eliminar por lavado el óxido de amina restante, (e) secar la capa del paño de esponja y (f) formarlo como producto final.

8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado además porque el N-óxido de una amina terciaria es N-óxido de N-metilmorfolina.

9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado además porque el baño de coagulación comprende de un 5 a un 50% en peso de solución acuosa de óxido de amina, preferiblemente de un 5 a un 50% en peso de solución acuosa de NMMO. 10-.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la fracción de fibras es del 5 al 50% en peso, preferiblemente del 10 al 40% en peso, con base en el peso seco del paño de esponja. 11.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado además porque el formador de poros es una sal de metales alcalinos, de metales alcalinotérreos o de amonio de un ácido inorgánico. 12.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque el formador de poros es sulfato de sodio o sulfato de magnesio. 13.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado además porque la fracción de formador de poros es del 30 al 90% en peso, preferiblemente del 70 al 85% en peso, con base en el peso total del material de partida para el paño de esponja. 14.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado además porque la fracción de celulosa es del 0.5 al

10.0% en peso, preferiblemente del 1.0 al 5.0% en peso, con base en el peso total del material de partida para el paño de esponja. 15.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado además porque la mezcla incluye adicionalmente por lo menos un plastificador y/o por lo menos un agente biocidamente activo. 16.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado además porque la fracción de plastificador es del 1 al 15% en peso, preferiblemente del 2 al 10% en peso, con base en el peso seco del paño de esponja terminado.