RU2822575C2 - Cross-linked cellulose masses, cellulose ether-based products obtained therefrom and corresponding methods of producing cellulose masses and cellulose ether-based products - Google Patents

Cross-linked cellulose masses, cellulose ether-based products obtained therefrom and corresponding methods of producing cellulose masses and cellulose ether-based products Download PDF

Info

Publication number
RU2822575C2
RU2822575C2 RU2020140104A RU2020140104A RU2822575C2 RU 2822575 C2 RU2822575 C2 RU 2822575C2 RU 2020140104 A RU2020140104 A RU 2020140104A RU 2020140104 A RU2020140104 A RU 2020140104A RU 2822575 C2 RU2822575 C2 RU 2822575C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulp
cellulose
pulps
present
cross
Prior art date
Application number
RU2020140104A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020140104A (en
Inventor
Менкуй ЛО
Майкл РИ
Энджела ДОДД
Эндрю ДОДД
Эми АНДЕРСОН-ГАБЕР
Крис ЛИНДЕНАУ
Хуг ВЕСТ
Чарльз Миллер
Original Assignee
Интернэшнл Пэйпа Кампани
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
Application filed by Интернэшнл Пэйпа Кампани filed Critical Интернэшнл Пэйпа Кампани
Publication of RU2020140104A publication Critical patent/RU2020140104A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2822575C2 publication Critical patent/RU2822575C2/en

Links

Abstract

FIELD: paper.
SUBSTANCE: invention relates to cellulose-based products. Disclosed is a cellulose mass for producing products based on cellulose ethers, having water-retention capacity WRV in range of 0.8 to less than 1.0 g/g and a R18 value of the pulp of more than 89%, in which the cross-linked cellulose fibres contain a glycidyl ether cross-linking substance containing two or more glycidyl groups, wherein the ratio of the cross-linking substance to the cellulose mass is at least 2:100, the weighted average molecular weight is from 174 to 500, wherein the cellulose mass is a sulphate cellulose mass. Also disclosed is a mixed cellulose mass.
EFFECT: disclosed cellulose mass has high viscosity and, accordingly, high degree of cross-linking, which increases its suitability for producing high-quality ether.
8 cl, 4 dwg, 11 tbl, 14 ex

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент США №62/712,844, поданной 31 июля 2018 г., и заявки на патент США №15/999,228, поданной 16 августа 2018 г., причем содержание каждой из них включено в настоящий документ посредством ссылки.This application claims the benefit of U.S. Patent Application No. 62/712,844, filed July 31, 2018, and U.S. Patent Application No. 15/999,228, filed Aug. 16, 2018, the contents of each being incorporated herein by reference.

Область техники настоящего изобретенияField of the present invention

Настоящее изобретение относится к продуктам на основе целлюлозы (например, к целлюлозной массе) и к производным целлюлозы (например, к простым эфирам целлюлозы) и к соответствующим способам получения продуктов на основе целлюлозы.The present invention relates to cellulose-based products (eg, cellulose pulp) and cellulose derivatives (eg, cellulose ethers) and corresponding methods for preparing cellulose-based products.

Уровень техники настоящего изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Простые эфиры целлюлозы (например, карбоксиметилцеллюлоза, метилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и т.д.) образуют водные растворы, причем являются доступными их разнообразные сорта, которые зависят в значительной степени от вязкости указанных растворов. Высокосортные простые эфиры целлюлозы, которые образуют водные растворы более высокой вязкости, как правило, являются более ценными, чем низкосортные простые эфиры целлюлозы, которые образуют водные растворы менее высокой вязкости в одинаковых условиях (концентрация, температура и т.д.). Способность данного простого эфира целлюлозы образовывать водный раствор более высокой вязкости непосредственно связана со степенью полимеризации, сшиванием и/или другими свойствами исходной целлюлозы, из которой был получен данный простой эфир целлюлозы. Высокосортные простые эфиры целлюлозы традиционно получают из целлюлозной массы растворимого сорта (например, имеющей высокую вязкость древесной целлюлозной массы и имеющей высокую вязкость целлюлозной массы хлопкового пуха (CLP)), в то время как среднесортные и низкосортные простые эфиры целлюлозы традиционно получают из менее дорогостоящей древесной целлюлозной массы. Сорта целлюлозной массы, упоминаемые в настоящем документе, дополнительно обсуждаются в работе Herbert Sixta «Справочник по целлюлозной массе», Wiley-Vch (2006), которая во всей своей полноте включена в настоящий документ посредством ссылки. Степень полимеризации большинства древесных целлюлозных масс, как правило, не превышает приблизительно 1500. С другой стороны, целлюлозная масса растворимого сорта зачастую имеет степень полимеризации, составляющую 2400 или более. К сожалению, целлюлозная масса растворимого сорта обычно имеет высокую стоимость. В предшествующих попытках модификации имеющих низкую стоимость целлюлозных масс для получения высокосортных производных целлюлозы был достигнут лишь ограниченный успех.Cellulose ethers (eg carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, etc.) form aqueous solutions, and a variety of grades are available, depending largely on the viscosity of said solutions. High-grade cellulose ethers, which form aqueous solutions of higher viscosity, are generally more valuable than low-grade cellulose ethers, which form aqueous solutions of lower viscosity under the same conditions (concentration, temperature, etc.). The ability of a given cellulose ether to form a higher viscosity aqueous solution is directly related to the degree of polymerization, cross-linking and/or other properties of the original cellulose from which the cellulose ether was obtained. High-grade cellulose ethers are traditionally produced from soluble grade pulp (e.g., high-viscosity wood pulp and high-viscosity cotton lint pulp (CLP)), while mid-grade and low-grade cellulose ethers are traditionally produced from less expensive wood pulp. masses. The pulp grades mentioned herein are further discussed in Herbert Sixta's Pulp Handbook, Wiley-Vch (2006), which is incorporated herein by reference in its entirety. Most wood pulps typically have a degree of polymerization of no more than about 1500. On the other hand, dissolving grade pulps often have a degree of polymerization of 2400 or more. Unfortunately, dissolving grade pulp tends to be expensive. Previous attempts to modify low-cost cellulose pulps to produce high-grade cellulose derivatives have achieved only limited success.

Несколько традиционных способов оказались в некоторой степени успешными в повышении пригодности сульфатной целлюлозной массы для получения простых эфиров целлюлозы, которые образуют водные растворы высокой вязкости. К сожалению, эти традиционные способы обеспечили такие достижения за счет других желательных свойств получаемых в результате простых эфиров целлюлозы и/или за счет технологических выходов. Например, в некоторых традиционных способах предусмотрено увеличение удаления гемицеллюлозы из сульфатной целлюлозной массы. Однако в этих способах достигнуты низкие выходы вследствие удаления массы, которую составляет гемицеллюлоза. Кроме того, целлюлозные массы, получаемые с применением указанных способов, как правило, имеют низкую реакционную способность вследствие превращения составляющей целлюлозы из целлюлозы-I в целлюлозу-II. Традиционные реакции сшивания также обычно уменьшают реакционную способность целлюлозной массы. Даже если допустить низкий выход и/или низкую реакционную способность, традиционные способы модификации имеющей низкую стоимость целлюлозной массы все же оказываются непригодными для получения целлюлозной массы, подходящей для получения простых эфиров целлюлозы, которые образуют водные растворы, проявляющие такие же высокие значения вязкости, как водные растворы производных целлюлозы, полученных из имеющих высокую вязкость целлюлозных масс растворимого сорта.Several traditional processes have been somewhat successful in improving the suitability of kraft pulp for the production of cellulose ethers, which form high-viscosity aqueous solutions. Unfortunately, these traditional processes have achieved these gains at the expense of other desirable properties of the resulting cellulose ethers and/or process yields. For example, some conventional processes involve increasing the removal of hemicellulose from kraft pulp. However, these methods achieve low yields due to the removal of the hemicellulose mass. In addition, pulps produced using these methods typically have low reactivity due to the conversion of the cellulose constituent from cellulose-I to cellulose-II. Traditional crosslinking reactions also tend to reduce the reactivity of the pulp. Even if low yield and/or low reactivity are assumed, traditional methods for modifying low-cost cellulose pulp are still unsuitable for producing cellulose pulp suitable for the production of cellulose ethers, which form aqueous solutions exhibiting viscosities as high as aqueous solutions. solutions of cellulose derivatives obtained from high-viscosity pulps of soluble grade.

Были предприняты попытки сшивания целлюлозы при умеренной консистенции для получения имеющей умеренно высокую вязкость целлюлозной массы. Для такой умеренной консистенции может быть предусмотрено сшивание при консистенции, составляющей, например, менее чем 20% или менее чем 30%. Такие способы ограничены традиционными технологическими системами на существующих целлюлозных заводах. До настоящего времени не были исследованы способы, в частности, имеющие низкую стоимость способы получения продукта на основе целлюлозной массы, имеющего высокую ценность (например, высокую вязкость простого эфира и устойчивость вязкости). Как также обсуждается далее в настоящем документе, в настоящее время отсутствует производство, обеспечивающее продукт, имеющий устойчивое качество.Attempts have been made to crosslink pulp at a moderate consistency to produce a pulp having a moderately high viscosity. For such a moderate consistency, crosslinking may be provided at a consistency of, for example, less than 20% or less than 30%. Such methods are limited to traditional process systems in existing pulp mills. To date, methods, in particular low-cost methods for producing a pulp-based product having high value (eg, high ether viscosity and viscosity stability) have not been explored. As also discussed later in this document, there is currently no manufacturing facility that provides a product of consistent quality.

Соответственно, существует необходимость дальнейшего усовершенствования в данной области. Это является особенно актуальным в отношении экономически эффективных способов получения сшитых целлюлозных масс и имеющих высокую вязкость полученных из них продуктов на основе простых эфиров целлюлозы.Accordingly, there is a need for further improvement in this area. This is particularly relevant in relation to cost-effective processes for the production of cross-linked cellulose pulps and the high-viscosity cellulose ether products derived therefrom.

Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief Disclosure of the Present Invention

Настоящее краткое раскрытие приведено для представления в упрощенной форме избранных концепций, которые будут дополнительно описаны ниже в подробном раскрытии настоящего изобретения. Настоящее краткое раскрытие не предназначено для определения основных признаков заявленного объекта настоящего изобретения, но предназначено для применения в качестве средства определения объема заявленного объекта настоящего изобретения.The present summary disclosure is provided to present in simplified form selected concepts that will be further described below in the detailed disclosure of the present invention. This summary is not intended to define the essential features of the claimed subject matter of the present invention, but is intended to serve as a means of defining the scope of the claimed subject matter of the present invention.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложена целлюлозная масса, содержащая сшитые целлюлозные волокна, причем целлюлозная масса имеет значение R18 целлюлозной массы, составляющее более чем или равное 93%.According to an aspect of the present invention, there is provided a pulp containing cross-linked cellulose fibers, the pulp having a pulp R18 value of greater than or equal to 93%.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложена целлюлозная масса, содержащая сшитые целлюлозные волокна, причем целлюлозная масса обеспечивает коэффициент вариации (COV) вязкости получаемой в результате карбоксиметилцеллюлозы (CMC), составляющий менее чем 30%; и значение R18 целлюлозной массы, составляющее более чем 92%.According to an aspect of the present invention, there is provided a pulp containing cross-linked cellulose fibers, the pulp providing a coefficient of variation (COV) of the resulting carboxymethylcellulose (CMC) viscosity of less than 30%; and a pulp R18 value of more than 92%.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложена целлюлозная масса, содержащая сшитые целлюлозные волокна, причем целлюлозная масса имеет водоудерживающую способность (WRV) в диапазоне от 0,8 г/г до менее чем 1,0 г/г; и значение R18 целлюлозной массы, составляющее более чем 89%.According to an aspect of the present invention, there is provided a pulp containing cross-linked cellulose fibers, the pulp having a water retention value (WRV) in the range of 0.8 g/g to less than 1.0 g/g; and an R18 value of pulp of more than 89%.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложен продукт на основе простого эфира целлюлозы, содержащий сшитый простой эфир целлюлозы, имеющий вязкость, составляющую более чем приблизительно 56 сантипуаз (сП), и полученный из целлюлозной массы согласно любому из вариантов осуществления настоящего изобретения.According to an aspect of the present invention, there is provided a cellulose ether product comprising cross-linked cellulose ether having a viscosity of greater than about 56 centipoise (cP) and produced from cellulose pulp according to any of the embodiments of the present invention.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложена смешанная целлюлозная масса, содержащая первую целлюлозную массу согласно любому из вариантов осуществления настоящего изобретения, имеющую первую величину излома волокна, и вторую целлюлозную массу, имеющую вторую величину излома волокна, отличающуюся от первой величины излома волокна.According to an aspect of the present invention, there is provided a mixed pulp comprising a first pulp according to any embodiment of the present invention having a first fiber break value, and a second pulp having a second fiber break value different from the first fiber break value.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложен способ получения целлюлозной массы, включающий: варку целлюлозного исходного материала с получением целлюлозной массы; беление целлюлозной массы с получением активированной целлюлозной массы; сшивание целлюлозных волокон в составе активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества и получением сшитой целлюлозной массы, причем в течение сшивания активированная целлюлозная масса имеет консистенцию, составляющую более чем 30%, и при этом значение R18 сшитой целлюлозной массы составляет более чем 92%; и высушивание сшитой целлюлозной массы.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing cellulose pulp, comprising: cooking cellulosic raw material to produce pulp; bleaching pulp to produce activated pulp; crosslinking the cellulose fibers in the activated pulp composition using a crosslinking agent and obtaining a crosslinked pulp, wherein during crosslinking the activated pulp has a consistency of more than 30%, and the R18 value of the crosslinked pulp is more than 92%; and drying the cross-linked pulp.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложен способ получения целлюлозной массы, включающий: введение в контакт древесных волокон со сшивающим веществом и гидроксидом щелочного металла, причем древесные волокна имеют водосодержание в диапазоне от приблизительно 0 мас. % до приблизительно 50 мас. %; нагревание древесных волокон, сшивающего вещества и гидроксида щелочного металла с получением сшитых древесных волокон; и промывание сшитых древесных волокон для удаления непрореагировавшего сшивающего вещества; при этом значение R18 целлюлозной массы после сшивания составляет более чем или равняется 93%.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing cellulose pulp, comprising: contacting wood fibers with a crosslinking agent and an alkali metal hydroxide, wherein the wood fibers have a water content ranging from about 0 wt. % to approximately 50 wt. %; heating wood fibers, a crosslinking agent and an alkali metal hydroxide to produce crosslinked wood fibers; and washing the crosslinked wood fibers to remove unreacted crosslinker; the R18 value of the pulp after crosslinking is greater than or equal to 93%.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложен способ получения сшитой целлюлозной массы, включающий: активацию целлюлозной массы с применением гидроксида щелочного металла при консистенции, составляющей более чем 4%, с получением активированной целлюлозной массы; удаление гидроксида щелочного металла из активированной целлюлозной массы; и сшивание активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества при консистенции, составляющей более чем 20%, и при температуре, находящейся в диапазоне от 30°С до 95°С, с получением сшитой целлюлозной массы.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing cross-linked pulp, comprising: activating the pulp using an alkali metal hydroxide at a consistency of more than 4% to obtain activated pulp; removing alkali metal hydroxide from the activated cellulose pulp; and cross-linking the activated pulp using a cross-linking agent at a consistency of more than 20% and at a temperature ranging from 30° C. to 95° C. to obtain a cross-linked pulp.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложена целлюлозная масса, получаемая любым из способов согласно настоящему изобретению.According to an aspect of the present invention, there is provided a pulp produced by any of the methods of the present invention.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

Представленные выше аспекты и многие из соответствующих преимуществ заявленного объекта настоящего изобретения становятся более понятными при ознакомлении со следующим подробным описанием, рассматриваемым в сочетании с сопровождающими фигурами, причем:The foregoing aspects and many of the corresponding advantages of the claimed subject matter of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, wherein:

на фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация способа получения целлюлозной массы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;in fig. 1 is a schematic illustration of a method for producing pulp in accordance with an embodiment of the present invention;

на фиг. 2 представлена схематическая иллюстрация другого способа получения целлюлозной массы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;in fig. 2 is a schematic illustration of another method for producing pulp in accordance with an embodiment of the present invention;

на фиг. 3 представлена схематическая иллюстрация еще одного способа получения целлюлозной массы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;in fig. 3 is a schematic illustration of another method for producing pulp in accordance with an embodiment of the present invention;

на фиг. 4 представлена схематическая иллюстрация еще одного способа получения целлюлозной массы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;in fig. 4 is a schematic illustration of another method for producing pulp in accordance with an embodiment of the present invention;

Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed Disclosure of the Present Invention

Согласно настоящему изобретению предложены целлюлозные массы, продукты на основе простых эфиров целлюлозы и способы получения целлюлозных масс.The present invention provides pulps, cellulose ether products and methods for producing pulps.

Способы получения сшитых целлюлозных массMethods for producing cross-linked cellulose pulps

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения предложены способы получения сшитых целлюлозных масс. Как обсуждается далее в настоящем документе, способы согласно настоящему изобретению являются пригодными для применения в получении сшитых целлюлозных масс, подходящих для получения имеющих высокую вязкость продуктов на основе сшитых простых эфиров экономически эффективным путем.According to certain aspects of the present invention, methods for producing cross-linked pulps are provided. As discussed later herein, the methods of the present invention are suitable for use in preparing crosslinked pulps suitable for producing high viscosity crosslinked ether products in a cost effective manner.

Следует понимать, что другие способы, системы и композиции, которые дополняют описанные в настоящем документе, как правило, находятся в пределах объема настоящего изобретения. Например, способы, системы и композиции в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения могут содержать иные и/или дополнительные операции, компоненты, конфигурации и т.д., чем описанные в настоящем документе. Кроме того, обычный специалист в данной области техники понимает, что способы, системы и композиции в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения могут не содержать определенные операции, компоненты, конфигурации и т.д., описанные в настоящем документе, без отклонения от настоящего изобретения.It should be understood that other methods, systems and compositions that are complementary to those described herein are generally within the scope of the present invention. For example, methods, systems and compositions in accordance with embodiments of the present invention may contain different and/or additional operations, components, configurations, etc. than those described herein. In addition, one of ordinary skill in the art will understand that the methods, systems, and compositions in accordance with embodiments of the present invention may not contain certain operations, components, configurations, etc., described herein without departing from the present invention.

Модифицированный сульфатный способ, включающий сшивание при высокой консистенцииModified sulfate method, including cross-linking at high consistency

Способы получения сшитой целлюлозной массы и соответствующие системы и композиции в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения могут по меньшей мере частично решать одну или несколько проблем, связанных с традиционными технологиями, независимо от того, указаны или нет такие проблемы настоящем документе. Например, способы в соответствии с по меньшей мере некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения допускают, что имеющая низкую стоимость целлюлозная масса может служить в качестве исходного материала для получения высокосортных простых эфиров целлюлозы и/или других производных целлюлозы (например, сложных эфиров целлюлозы). Сульфатная целлюлозная масса, например, является значительно менее дорогостоящей и более широко доступной, чем определенная целлюлозная масса растворимого сорта. Однако при использовании стандартной сульфатной целлюлозной массы в качестве исходного материала для получения простых эфиров целлюлозы, получаемые в результате простые эфиры целлюлозы, как правило, относятся к низкому сорту.Methods for producing crosslinked pulp and corresponding systems and compositions in accordance with embodiments of the present invention can at least partially solve one or more problems associated with conventional technologies, whether or not such problems are identified herein. For example, methods in accordance with at least some embodiments of the present invention allow that low-cost cellulose pulp can serve as a starting material for the production of high-grade cellulose ethers and/or other cellulose derivatives (eg, cellulose esters). Kraft pulp, for example, is significantly less expensive and more widely available than certain dissolving grade pulp. However, when using standard kraft pulp as a starting material for the production of cellulose ethers, the resulting cellulose ethers are generally of low grade.

Согласно традиционной сульфатной технологии целлюлозная масса содержится при относительно низкой консистенции (например, при консистенции, составляющей менее чем или равной 10%). Когда консистенция целлюлозной массы увеличивается, становится более затруднительным протекание целлюлозной массы через трубы и перемешивание целлюлозной массы. Таким образом, также осуществляется при относительно низкой консистенции любое сшивание в традиционных способах модификации сульфатной целлюлозной массы в целях увеличения ее потенциала для получения высокосортных производных целлюлозы.In traditional kraft technology, the pulp is kept at a relatively low consistency (eg, a consistency of less than or equal to 10%). As the consistency of the pulp increases, it becomes more difficult for the pulp to flow through the pipes and mix the pulp. Thus, any cross-linking in conventional methods for modifying kraft pulp is also carried out at a relatively low consistency in order to increase its potential for producing high-grade cellulose derivatives.

Как обсуждается далее в настоящем документе, было обнаружено, что посредством применения, например, предназначенных для высокой консистенции смесителей и других предназначенных для высокой консистенции способов может быть достигнуто тщательное смешивание, например, целлюлозы, щелочи и сшивающих веществ. Посредством тщательного смешивания компонентов реакции сшивания способами согласно настоящему изобретению могут быть получены целлюлозные массы, подходящие для получения имеющих высокую вязкость продуктов на основе простых эфиров целлюлозы экономически эффективным путем. Следующее неожиданное открытие, связанное с по меньшей мере некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, заключается в том, что увеличение консистенции целлюлозной массы в течение сшивания может повышать реакционную способность сшитой целлюлозной массой по сравнению с определенными сшитыми целлюлозными массами, имеющими меньшую консистенцию в течение сшивания.As discussed later herein, it has been found that through the use of, for example, high consistency mixers and other high consistency methods, thorough mixing of, for example, cellulose, alkali and crosslinking agents can be achieved. By thoroughly mixing the crosslinking reaction components, the methods of the present invention can produce pulps suitable for producing high viscosity cellulose ether products in a cost effective manner. A further unexpected discovery associated with at least some embodiments of the present invention is that increasing the consistency of the pulp during crosslinking can increase the reactivity of the crosslinked pulp compared to certain crosslinked pulps having a lower consistency during crosslinking.

Благодаря этим и/или другим открытиям, связанным с по меньшей мере некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, теперь становится возможным получение сульфатной целлюлозной массы, которая является эффективным заместителем и/или подходящим наполнителем для дорогостоящей целлюлозной массы растворимого сорта в целях получения высокосортных производных целлюлозы, имеющих высокую вязкость.Thanks to these and/or other discoveries associated with at least some embodiments of the present invention, it is now possible to produce kraft pulp that is an effective substitute and/or suitable filler for high-value dissolving grade pulp to produce high-grade cellulose derivatives having high viscosity.

Способы в соответствии с по меньшей мере некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения включают сшивание целлюлозной массы при относительно высокой консистенции (например, при консистенции, составляющей более чем или равной 20%, 30% или выше). Соответственно, согласно варианту осуществления настоящего изобретения способ включает варку целлюлозного исходного материала с получением целлюлозной массы, беление целлюлозной массы с получением активированной целлюлозной массы и сшивание целлюлозных волокон в составе активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества и получением сшитой целлюлозной массы, причем в течение сшивания активированная целлюлозная масса имеет консистенцию, составляющую, например, более чем 20%, более чем 25%, более чем 30% или более.Methods in accordance with at least some embodiments of the present invention include crosslinking the pulp at a relatively high consistency (eg, a consistency of greater than or equal to 20%, 30%, or greater). Accordingly, according to an embodiment of the present invention, the method includes cooking the cellulosic raw material to produce cellulose pulp, bleaching the cellulose pulp to produce activated pulp, and crosslinking the cellulose fibers in the activated pulp using a crosslinker to produce crosslinked pulp, wherein during crosslinking the activated pulp the pulp has a consistency of, for example, greater than 20%, greater than 25%, greater than 30%, or greater.

Согласно варианту осуществления способы, описанные в настоящем документе, включают модифицированный сульфатный способ получения сшитых целлюлозных масс. Примеры подходящих исходных материалов для получения целлюлозной массы, например, с применением модифицированного сульфатного способа в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения представляют собой древесина и бумажная макулатура. Согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления исходный материал никогда не подвергают высушиванию. Для промышленной переработки древесины с получением целлюлозной массы виды деревьев традиционно классифицируют как лиственные или хвойные. Целлюлозная масса для применения в качестве исходного материала может быть произведена из древесины хвойных или лиственных видов. Примеры подходящих деревьев хвойных видов представляют собой пихта (например, дугласова пихта и бальзамическая пихта), сосна (например, веймутова сосна и ладанная сосна), ель (например, белая ель), лиственница (например, американская лиственница), кедр и тсуга (например, восточная и западная тсуга). Примеры подходящих деревьев лиственных видов представляют собой акация, ольха (например, красная ольха и черная ольха), осина (например, осинообразный тополь), бук, береза, дуб (например, белый дуб), камедные деревья (например, эвкалипт и ликвидамбар), тополь (например, бальзамический тополь, дельтовидный тополь, волосистоплодный тополь и тюльпанный лириодендрон), гмелина и клен (например, сахарный клен, красный клен, серебристый клен и крупнолистный клен).In an embodiment, the methods described herein include a modified kraft process for producing crosslinked pulps. Examples of suitable starting materials for producing pulp, for example, using a modified kraft process in accordance with embodiments of the present invention are wood and waste paper. In at least some embodiments, the starting material is never dried. For industrial wood processing to produce pulp, tree species are traditionally classified as deciduous or coniferous. Cellulose mass for use as a starting material can be produced from coniferous or deciduous wood. Examples of suitable coniferous tree species include fir (eg, Douglas fir and balsam fir), pine (eg, Weymouth pine and incense pine), spruce (eg, white spruce), larch (eg, American larch), cedar, and hemlock (eg , eastern and western hemlock). Examples of suitable deciduous tree species include acacia, alder (for example, red alder and black alder), aspen (for example, aspen poplar), beech, birch, oak (for example, white oak), gum trees (for example, eucalyptus and liquidambar), poplar (such as balsam poplar, delta poplar, hairy poplar, and tulip lyriodendron), gmelina, and maple (such as sugar maple, red maple, silver maple, and bigleaf maple).

Древесина хвойных или лиственных видов обычно содержит три основных компонента, представляющих собой целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Целлюлоза составляет приблизительно 50% древесной структуры растений и представляет собой неразветвленный полимер из мономерных звеньев D-глюкозы. Отдельные целлюлозные полимерные цепи соединяются, образуя более толстые микрофибриллы, которые, в свою очередь, объединяются, образуя пучки. Пучки образуют волокна, которые представляют собой видимые компоненты оболочек растительных клеток при наблюдении с помощью оптического микроскопа с высокой кратностью увеличения или сканирующего электронного микроскопа. Целлюлоза имеет высокую степень кристалличности в результате образования многочисленных внутримолекулярных и межмолекулярных водородных связей. Гемицеллюлоза представляет собой неоднородную группу низко молекулярных углеводных полимеров, таких как ксилан и маннан, которые связаны с целлюлозой в составе древесины. Гемицеллюлозы представляют собой аморфные разветвленные полимеры, в отличие от целлюлозы, которая представляет собой линейный полимер. Лигнин представляет собой сложный ароматический полимер и составляет приблизительно от 20% до 40% древесины, в составе которой он присутствует как аморфный полимер.Coniferous or deciduous wood typically contains three main components, cellulose, hemicellulose and lignin. Cellulose makes up approximately 50% of the woody structure of plants and is a straight-chain polymer of D-glucose monomer units. Individual cellulose polymer chains join together to form thicker microfibrils, which in turn join together to form bundles. The bundles form fibers that are visible components of plant cell walls when observed using a high power optical microscope or scanning electron microscope. Cellulose has a high degree of crystallinity as a result of the formation of numerous intramolecular and intermolecular hydrogen bonds. Hemicellulose is a heterogeneous group of low molecular weight carbohydrate polymers, such as xylan and mannan, that are associated with cellulose in wood. Hemicelluloses are amorphous, branched polymers, unlike cellulose, which is a linear polymer. Lignin is a complex aromatic polymer and constitutes approximately 20% to 40% of wood, in which it is present as an amorphous polymer.

Как правило, сульфатная переработка включает химическую варку целлюлозного исходного материала (например, древесных стружек) при повышенной температуре и давлении в белом щелоке, который представляет собой водный раствор, содержащий варочные химические вещества (например, сульфид натрия и гидроксид натрия). Варочные химические вещества приводят к набуханию древесины и растворению лигнина, который связывает друг с другом целлюлозные волокна в составе исходного материала. Когда эта химическая варка завершается, целлюлозную массу переносят в резервуар, находящийся при атмосферном давлении и известный как «выдувной резервуар». Содержимое выдувного резервуара затем направляют в устройства для промывания целлюлозной массы, где отработанные варочные химические вещества отделяют от целлюлозной массы. Целлюлозную массу затем пропускают через разнообразные стадии промывания и беления, после которых ее подвергают прессованию и высушиванию с получением конечного продукта.Typically, kraft processing involves chemically cooking cellulosic feedstock (such as wood chips) at elevated temperature and pressure in white liquor, which is an aqueous solution containing cooking chemicals (such as sodium sulfide and sodium hydroxide). Cooking chemicals cause the wood to swell and dissolve the lignin that binds together the cellulose fibers in the raw material. When this chemical cooking is complete, the pulp is transferred to an atmospheric pressure tank known as a "blow tank." The contents of the blow tank are then sent to pulp washers where the spent cooking chemicals are separated from the pulp. The pulp is then passed through various washing and bleaching steps, after which it is pressed and dried to obtain the final product.

Сульфатный способ предназначен для регенерации варочных химических веществ и тепла со стадий сульфатного способа. Например, отработанные варочные химические вещества и вода от промывания целлюлозной массы могут быть объединены с образованием разбавленного черного щелока, который концентрируют в многокорпусной испарительной системе до содержания твердых веществ, составляющего приблизительно 55%. Черный щелок затем может быть подвергнут дополнительному концентрированию до содержания твердых веществ, составляющего 65%, в испарителе с непосредственным контактом путем введения щелока в контакт с топочными газами из содорегенерационного агрегата или в концентраторе с косвенным контактом. Концентрированный черный щелок можно затем сжигать в содорегенерационном агрегате. Сжигание органических веществ, растворенных в черном щелоке, может обеспечивать тепло для производства технологического пара и для превращения сульфат натрия в сульфид натрия. Неорганические химические вещества, присутствующие в черном щелоке, могут собираться в форме расплавленной массы на дне печи. Эта масса может быть растворена в воде с образованием зеленого щелока, который затем может быть перенесен в резервуар для подщелачивания, куда может быть добавлена негашеная известь (оксид кальция) для обратного превращения раствора в белый щелок, который возвращают в варочную систему. Осадок известкового шлама из резервуара для подщелачивания может быть прокален в печи для обжига извести в целях регенерации негашеной извести.The sulfate process is designed to recover cooking chemicals and heat from the sulfate process stages. For example, spent cooking chemicals and pulp washing water can be combined to form dilute black liquor, which is concentrated in a multi-effect evaporation system to a solids content of approximately 55%. The black liquor can then be further concentrated to 65% solids in a direct contact evaporator by contacting the liquor with flue gases from the recovery unit or in an indirect contact concentrator. The concentrated black liquor can then be burned in a soda recovery unit. Combustion of organic matter dissolved in black liquor can provide heat to produce process steam and to convert sodium sulfate to sodium sulfide. Inorganic chemicals present in black liquor can collect in the form of a molten mass at the bottom of the furnace. This mass can be dissolved in water to form green liquor, which can then be transferred to an alkalization tank, where quicklime (calcium oxide) can be added to convert the solution back to white liquor, which is returned to the digestion system. The lime slurry sludge from the alkalization tank can be calcined in a lime kiln to regenerate quicklime.

На фиг. 1 представлена технологическая схема, иллюстрирующая способ 100 получения целлюлозной массы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Согласно проиллюстрированному варианту осуществления основу способа 100 представляет собой сульфатный процесс. Согласно другим вариантам осуществления основу альтернатив способа 100 могут представлять собой другие подходящие процессы (такие как сульфитный процесс). Как представлено на фиг. 1, способ 100 может включать превращение в целлюлозную массу (технологический блок 102) и процесс после превращения в целлюлозную массу (технологический блок 104). В рамках превращения в целлюлозную массу (технологический блок 102) способ 100 может включать загрузку стружки (технологический блок 106) и предварительную паровую обработку стружки (технологический блок 108). Пар при атмосферном давлении может быть использован для предварительного нагревания стружки и вытеснения воздуха в целях усиления проникновения щелока. После предварительной паровой обработки способ 100 может включать добавление химических веществ (например, NaOH, Na2S и/или других подходящих химических веществ) в стружку (технологический блок 110). Например, химические вещества можно добавлять в варочный щелок. Древесные стружки и варочный щелок можно затем направлять в варочный котел. Внутри варочного котла варочный щелок может пропитывать древесные стружки (технологический блок 112). Хорошее проникновение варочного щелока может обеспечивать равномерную варку древесных стружек.In fig. 1 is a flow chart illustrating a pulp production method 100 in accordance with an embodiment of the present invention. According to the illustrated embodiment, the basis of the process 100 is a sulfate process. In other embodiments, alternatives to process 100 may be based on other suitable processes (such as a sulfite process). As shown in FIG. 1, method 100 may include pulping (process block 102) and a post pulping process (process block 104). As part of pulping (process block 102), process 100 may include chip loading (process block 106) and chip pre-steaming (process block 108). Steam at atmospheric pressure can be used to preheat the chips and displace air to enhance liquor penetration. After the steam pre-treatment, method 100 may include adding chemicals (eg, NaOH, Na 2 S and/or other suitable chemicals) to the chips (process block 110). For example, chemicals can be added to cooking liquor. The wood chips and cooking liquor can then be sent to the digester. Inside the digester, the cooking liquor can impregnate the wood chips (process block 112). Good penetration of cooking liquor can ensure uniform cooking of wood chips.

После пропитывания способ 100 может включать варку древесных стружек и варочного щелока при контакте с жидкостью в прямоточном (технологический блок 114) и противоточном (технологический блок 116) режиме. При любом режиме варочный щелок и стружки могут быть доведены до заданной температуры. После этого промывной щелок может быть введен в нижнюю часть варочного котла таким образом, что он протекает в противоточном режиме по отношению к подвергаемой варке целлюлозной массе (технологический блок 118). Варка может быть завершена, когда целлюлозная масса вступает в контакт имеющим меньшую температуру промывным щелоком. После промывания варочного котла содержимое варочного котла может быть подвергнуто продуванию (технологический блок 120). Продувание варочного котла может включать высвобождение древесины и щелока при атмосферном давлении. Высвобождение может происходить при воздействии усилия достаточной величины, которое вызывает разделение волокон. Если это желательно, выдувной резервуар может быть снабжен теплорегерационным оборудованным для уменьшения эксплуатационных расходов. Наконец, целлюлозная масса может быть направлена из выдувного резервуара в наружное устройство для промывания целлюлозной массы в целях отделения черного щелока от целлюлозной массы (технологический блок 122).After impregnation, method 100 may include cooking wood chips and cooking liquor in contact with liquid in a co-current (process block 114) and counter-current (process block 116) mode. In any mode, cooking liquor and chips can be brought to the specified temperature. The wash liquor may then be introduced into the bottom of the digester such that it flows countercurrently to the pulp being cooked (process block 118). Cooking can be completed when the pulp comes into contact with the lower temperature wash liquor. After washing the digester, the contents of the digester can be purged (process block 120). Blowing down the digester may involve releasing the wood and liquor at atmospheric pressure. Release can occur when a force of sufficient magnitude is applied to cause the fibers to separate. If desired, the blow tank can be equipped with heat recovery equipment to reduce operating costs. Finally, the pulp may be sent from the blow tank to an external pulp washer to separate black liquor from the pulp (process block 122).

После превращения в целлюлозную массу (технологический блок 102) целлюлозная масса может быть активирована, и целлюлозные волокна в составе целлюлозной массы могут быть подвергнуты сшиванию. В стандартном сульфатном способе беление происходит без сшивания. Как правило, беление не приводит к существенному уменьшению содержания гемицеллюлозы в целлюлозной массе. Напротив, беление включает удаление лигнина с соответствующим уменьшением длины волокон и вязкости целлюлозной массы. В течение беления целлюлозная масса может быть обработан с применением разнообразных химических веществ на различных стадиях в отбельной установке. Эти стадии могут быть осуществлены в резервуарах или колоннах традиционной конструкции. Как правило, беление происходит как последовательность операций, таких как одна или несколько стадий беления с применением различных отбеливающих веществ (таких как, например, кислород, диоксид хлора и т.д.), стадий экстракции, других технологических стадий и т.д. Последовательность беления может быть определена как ряд последовательно осуществляемых операций. Например, одна последовательность беления представляет собой O-D-E-D. Такую последовательность беления могут составлять стадия беления кислородом («стадия О»), за которой следует первая стадия беления диоксидом хлора («стадия D»), после чего осуществляются стадия экстракции («стадия Е» или «стадия ЕОР», на которой отбеливающие химические вещества, такие как пероксид («Р») и/или кислород («О») смешивают со щелочью для удаления лигнина), а затем вторая стадия D. Несколько дополнительных примеров процессов беления описаны в патентах США №№6,331,354 и 6,605,350, которые во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.After being converted to pulp (process block 102), the pulp may be activated and the cellulose fibers within the pulp may be crosslinked. In the standard sulfate method, bleaching occurs without crosslinking. As a rule, bleaching does not lead to a significant reduction in the hemicellulose content of the pulp. In contrast, bleaching involves the removal of lignin with a corresponding reduction in fiber length and pulp viscosity. During bleaching, the pulp may be treated using a variety of chemicals at various stages in the bleaching plant. These steps can be carried out in tanks or columns of conventional design. Typically, bleaching occurs as a sequence of operations, such as one or more bleaching stages using various bleaching agents (such as, for example, oxygen, chlorine dioxide, etc.), extraction stages, other processing steps, etc. The bleaching sequence can be defined as a series of sequential operations. For example, one whitening sequence is O-D-E-D. This bleaching sequence may consist of an oxygen bleaching stage (“O stage”), followed by a first chlorine dioxide bleaching stage (“D stage”), followed by an extraction stage (“E stage” or “EOP stage”), in which the bleaching chemicals substances such as peroxide (“P”) and/or oxygen (“O”) are mixed with an alkali to remove lignin), and then a second step D. Several additional examples of bleaching processes are described in U.S. Patent Nos. 6,331,354 and 6,605,350, which are incorporated herein by reference in their entirety.

Обработка после превращения в целлюлозную массу (технологический блок 104) может включать первое беление целлюлозной массы кислородом (технологический блок 124). Беление целлюлозной массы кислородом оказывается менее специфическим для удаления лигнина, чем беление целлюлозной массы диоксидом хлора. Беление кислородом может происходить в кислородном реакторе под давлением. Подходящие кислородные реакторы и соответствующие способы беления кислородом описаны в патентах США №№4,295,925, 4,295,926, 4,298,426 и 4,295,927, которые во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки. Количество кислорода, добавляемого в целлюлозную массу, может находиться в пределах диапазона от 50 до 80 фунтов на тонну целлюлозной массы. Температура в течение беления кислородом может находиться в пределах диапазона от 100°С до 140°С.The post-pulp processing (process block 104) may include first bleaching the pulp with oxygen (process block 124). Bleaching of pulp with oxygen appears to be less specific for lignin removal than bleaching of pulp with chlorine dioxide. Oxygen bleaching can occur in a pressurized oxygen reactor. Suitable oxygen reactors and corresponding oxygen bleaching processes are described in US Patent Nos. 4,295,925, 4,295,926, 4,298,426 and 4,295,927, which are incorporated herein by reference in their entirety. The amount of oxygen added to the pulp may range from 50 to 80 pounds per ton of pulp. The temperature during oxygen bleaching may range from 100°C to 140°C.

После беления кислородом целлюлозной массы способ 100 может включать сшивание целлюлозных волокон в составе целлюлозной массы (технологический блок 126). По меньшей мере в некоторых случаях это включает добавление сшивающего вещества и щелочи в целлюлозную массу и осуществление реакции сшивания, происходящей перед последующей обработкой целлюлозной массы.After oxygen bleaching of the pulp, method 100 may include cross-linking the cellulose fibers within the pulp (process block 126). In at least some cases, this involves adding a crosslinking agent and an alkali to the pulp and causing the crosslinking reaction to occur before subsequent processing of the pulp.

Как обсуждается далее в настоящем документе, сшивание при относительно высокой консистенции целлюлозной массы может оказаться пригодным для применения в целях улучшения применимости целлюлозной массы в получении высокосортных производных целлюлозы. В данном отношении, консистенция целлюлозной массы в течение всего или части времени (например, по меньшей мере 50% времени) сшивания может составлять по меньшей мере 30% (например, в пределах диапазона от 30% до 50%) или по меньшей мере 35% (например, в пределах диапазона от 35% до 50%). Согласно варианту осуществления целлюлозные массы смешивают в периодическом или непрерывном смесителе. Согласно варианту осуществления для смешивания целлюлозных масс используют рафинер, экструдер или другой предназначенный для высокой консистенции смеситель. Согласно варианту осуществления целлюлозные массы смешивают, используя предназначенные для высокой консистенции смесители, такие как, смеситель Andritz™ или смеситель Loedige™, как описано далее в настоящем документе, например, по отношению к примеру 1. Согласно варианту осуществления целлюлозные массы смешивают в системе, содержащей вращающиеся в противоположных направлениях пластины, на которые помещают, например, целлюлозную массу и сшивающее вещество. Согласно варианту осуществления целлюлозные массы смешивают в системе, содержащей один или несколько вращающихся инструментов, напоминающих лемех, например, в лемешном смесителе.As discussed later herein, crosslinking at relatively high pulp consistency may be useful for improving the applicability of the pulp in the production of high-grade cellulose derivatives. In this regard, the consistency of the pulp during all or part of the time (eg, at least 50% of the time) of crosslinking may be at least 30% (eg, within the range of 30% to 50%) or at least 35% (for example, within the range of 35% to 50%). In an embodiment, the pulps are mixed in a batch or continuous mixer. In an embodiment, a refiner, extruder, or other high consistency mixer is used to mix the pulps. In an embodiment, the pulps are mixed using high consistency mixers, such as an Andritz™ mixer or a Loedige™ mixer, as described later herein, for example, with respect to Example 1. In an embodiment, the pulps are mixed in a system containing counter-rotating plates on which, for example, cellulose pulp and a cross-linking agent are placed. In an embodiment, the pulps are mixed in a system containing one or more rotating plowshare-like tools, such as a plowshare mixer.

Согласно варианту осуществления обеспечивающие устойчивый поток насосы, такие как шестеренчатые насосы, или насосы, в которых отсутствует импульс или присутствует минимальный импульс, используются для дозировки сшивающих реагентов, таких как сшивающее вещество, гидроксид щелочного металла, катализатор и т.д., в реактор перед сшиванием. Таким образом, в реакторе для сшивания обеспечено однородное распределение сшивающих реагентов. Такое однородное распределение сшивающих реагентов, как правило, позволяет получать устойчиво и однородно сшитые целлюлозные массы, которые, в свою очередь, являются подходящими для получения сшитых простых эфиров однородной вязкости.In an embodiment, steady flow pumps such as gear pumps or pumps with no or minimal impulse are used to dose crosslinking agents such as crosslinker, alkali metal hydroxide, catalyst, etc. into the reactor before stitching. Thus, a uniform distribution of crosslinking reagents is ensured in the crosslinking reactor. This uniform distribution of cross-linking reagents generally produces stably and uniformly cross-linked cellulosic pulps, which in turn are suitable for producing cross-linked ethers of uniform viscosity.

Такие предназначенные для высокой консистенции смесители и способы смешивания обеспечивают тщательное перемешивание и контакт между целлюлозной массой и сшивающими веществами, в результате чего уменьшается число нежелательных побочных реакций, например, между сшивающим веществом и водой (и, таким образом, происходят более желательные реакции между сшивающим веществом и целлюлозой), и используется меньший объем реактора для данного числа пригодных для применения реакций сшивания. В данном отношении, способы согласно настоящему изобретению являются подходящими для применения меньшего количества сшивающего вещества, чем способы, в которых осуществляют сшивание целлюлозных масс при менее высокой консистенции. С другой стороны, в способах, в которых осуществляют сшивание целлюлозных масс при менее высокой консистенции, присутствует более высокое водосодержание, и, таким образом, уменьшается концентрация сшивающего вещества в воде, и уменьшается число взаимодействий между сшивающими веществами и целлюлозой. Соответственно, для данной степени сшивания требуется большее количество сшивающего вещества, и увеличивается число реакций между водой и сшивающим веществом. Кроме того, способы согласно настоящему изобретению позволяют получать сшитые целлюлозные массы в реакторе меньшего объема, и требуются меньшие капитальные затраты, чем в способах, в которых осуществляют сшивание целлюлозных масс при менее высокой консистенции, вследствие более высокой скорости тщательного перемешивания, достигаемой, в частности, между волокнами и сшивающим веществом. В результате таких преимущественных характеристик способов согласно настоящему изобретению получаются сшитые целлюлозные массы, подходящие для получения имеющих высокую вязкость продуктов на основе сшитых простых эфиров при уменьшении стоимости и сокращении капитальных затрат по сравнению с другими способами, предназначенными для менее высокой консистенции.Such high consistency mixers and mixing methods provide thorough mixing and contact between the pulp and the crosslinkers, resulting in fewer unwanted side reactions, such as between the crosslinker and water (and thus more desirable reactions between the crosslinker and water). and cellulose), and a smaller reactor volume is used for a given number of usable crosslinking reactions. In this regard, the methods of the present invention are suitable for using less crosslinking agent than methods that crosslink the pulps at a lower consistency. On the other hand, in processes that crosslink pulps at a lower consistency, a higher water content is present, and thus the concentration of crosslinking agent in the water is reduced and the number of interactions between the crosslinking agents and the cellulose is reduced. Accordingly, for a given degree of crosslinking, more crosslinking agent is required and the number of reactions between water and crosslinking agent increases. In addition, the methods of the present invention produce cross-linked pulps in a smaller reactor volume and require lower capital costs than processes that cross-link pulps at a lower consistency, due to the higher thorough mixing speed achieved, in particular, between fibers and crosslinking agent. As a result of these advantageous characteristics of the processes of the present invention, crosslinked pulps are produced that are suitable for producing high viscosity crosslinked ether products at a reduced cost and reduced capital expenditure compared to other processes designed for lower consistency.

Кроме того, вследствие относительно высокой консистенции и/или других факторов, посредством сшивания может увеличиваться устойчивость к щелочи (мера которой представляет собой, например, значение R18 сшитой целлюлозной массы) целлюлозной массы. Полученные способами согласно варианту осуществления настоящего изобретения сшитые древесные целлюлозные массы имеют значение R18, составляющее более чем 89%. Полученные способами согласно варианту осуществления настоящего изобретения сшитые древесные целлюлозные массы имеют значение R18, составляющее более чем 93%, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 1. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения сшитые древесные целлюлозные массы имеют значение R18 в диапазоне от более чем 92% до 100%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения сшитые древесные целлюлозные массы имеют значение R18 в диапазоне от 93% до 95%. С другой стороны, способами сшивания получают древесные целлюлозные массы при консистенции сшивания, составляющей как правило, менее чем 30%, причем значение R18 составляет менее чем 92%. Как обсуждается далее в настоящем документе, такими способами сшивания могут быть получены сшитые целлюлозные массы, имеющие значение WRV, составляющее менее чем 1,0 г/г. Согласно определенным вариантам осуществления такие целлюлозные массы имеют значение R18 целлюлозной массы, составляющее более чем 89%, и значение WRV, составляющее менее чем 1,0 г/г.In addition, due to the relatively high consistency and/or other factors, the alkali resistance (a measure of which is, for example, the R18 value of the crosslinked pulp) of the pulp may be increased by crosslinking. The cross-linked wood pulps produced by the methods of an embodiment of the present invention have an R18 value of greater than 89%. The cross-linked wood pulps produced by the methods of an embodiment of the present invention have an R18 value of greater than 93%, as discussed later herein with respect to Example 1. In an embodiment of the present invention, the cross-linked wood pulps have an R18 value ranging from more than 92% to 100%. According to an embodiment of the present invention, the crosslinked wood pulps have an R18 value in the range of 93% to 95%. On the other hand, crosslinking processes produce wood pulps with a crosslinking consistency of typically less than 30% and an R18 value of less than 92%. As discussed later herein, such crosslinking processes can produce crosslinked pulps having a WRV value of less than 1.0 g/g. In certain embodiments, such pulps have a pulp R18 value of greater than 89% and a WRV value of less than 1.0 g/g.

Кроме того, согласно варианту осуществления в течение сшивания целлюлозные массы на стадии сшивания содержат ионы щелочного металла в концентрации, которая проявляет высокую устойчивость вследствие высокой степени консистенции целлюлозной массы. Как обсуждается далее в настоящем документе, согласно варианту осуществления сшивание активированной целлюлозной массы включает введение гидроксида щелочного металла в активированную целлюлозную массу. Вследствие тщательного перемешивания в течение сшивания целлюлозных волокон и раствора гидроксид щелочного металла, представляющего собой, например, гидроксид натрия, целлюлозная масса на стадии сшивания имеет низкий коэффициент вариации (COV) концентрации ионов натрия. Согласно варианту осуществления целлюлозные массы, описанные в настоящем документе, в течение сшивания имеют коэффициент вариации концентрации ионов натрия, составляющий менее чем 10, в том числе менее чем 5, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 12.Moreover, according to an embodiment, during crosslinking, the pulps in the crosslinking step contain alkali metal ions in a concentration that exhibits high stability due to the high degree of consistency of the pulp. As discussed later herein, in an embodiment, crosslinking the activated pulp comprises introducing an alkali metal hydroxide into the activated pulp. Due to the thorough mixing during crosslinking of the cellulose fibers and the alkali metal hydroxide solution, such as sodium hydroxide, the pulp during the crosslinking step has a low coefficient of variation (COV) of sodium ion concentration. In an embodiment, the pulps described herein have a sodium ion concentration coefficient of variation of less than 10 during crosslinking, including less than 5, as discussed later herein with respect to Example 12.

Сшивающее вещество, используемое в способах согласно настоящему изобретению, может быть выбрано таким образом, чтобы получать относительно прочные сшивающие связи (например, простоэфирные сшивающие связи вместо сложноэфирных или ионных сшивающих связей). Относительно прочные сшивающие связи могут быть предпочтительными по сравнению с менее прочными сшивающими связями, например, поскольку сшивающие связи должны разрушаться с меньшей вероятностью в результате функционализирующих реакций (например, реакций образования простых эфиров), используемых для образования производных целлюлозы. Сшивающее вещество может быть добавлено при массовом отношении к целлюлозной массе, составляющем более чем или равном 2:100, составляющем более чем или равном 3:100, составляющем более чем или равном 5:100, или составляющем более чем или равном другому подходящему нижнему пороговому значению. Верхнее пороговое значение может представлять собой максимальное количество сшивающего вещества, которое может быть использовано без того, чтобы становилась нерастворимой в воде CMC, получаемая в результате из целлюлозной массы. По меньшей мере в некоторых случаях в течение сшивания присутствует катализатор (например, NaOH, тетрафтороборат цинка Zn(BF4)2). В качестве дополнения или в качестве альтернативы, в течение сшивания может присутствовать поверхностно-активное вещество, например, чтобы способствовать диспергированию и проникновению сшивающего вещества. Поверхностно-активное вещество может быть особенно пригодным для применения в сочетании с гидрофобным сшивающим веществом.The crosslinker used in the methods of the present invention may be selected to provide relatively strong crosslinkers (eg, ether crosslinkers instead of ester or ionic crosslinkers). Relatively strong cross-links may be preferred over less strong cross-links, for example, because the cross-links should be less likely to be disrupted by functionalizing reactions (eg, ether reactions) used to form cellulose derivatives. The crosslinker may be added at a weight ratio to the pulp of greater than or equal to 2:100, greater than or equal to 3:100, greater than or equal to 5:100, or greater than or equal to another suitable lower threshold value. . The upper threshold value may be the maximum amount of crosslinker that can be used without the resulting pulp CMC becoming water insoluble. In at least some cases, a catalyst (eg NaOH, zinc tetrafluoroborate Zn(BF 4 ) 2 ) is present during cross-linking. In addition or alternatively, a surfactant may be present during crosslinking, for example, to aid dispersion and penetration of the crosslinker. The surfactant may be particularly suitable for use in combination with a hydrophobic cross-linking agent.

Подходящие сшивающие вещества представляют собой простые эфиры, такие как глицидиловые простые эфиры, содержащие две или более глицидиловых групп. Например, сшивающее вещество может содержать первую глицидиловую группу, вторую глицидиловую группу и линейную цепочку из трех или четырех атомов углерода между первой и второй глицидиловыми группами. Согласно варианту осуществления сшивающее вещество содержит три или более глицидиловых групп. В качестве дополнения или в качестве альтернативы, сшивающее вещество может иметь средневзвешенную молекулярную массу, содержащую менее чем или равную 500 (например, находящуюся в пределах диапазона от 174 до 500). Кроме того, когда сшивающее вещество представляет собой эпоксид, сшивающее вещество может иметь массу в расчете на эпоксидную группу, составляющую менее чем или равную 175 (например, находящуюся в пределах диапазона от 140 до 175). Сшивающее вещество может иметь вязкость, составляющую менее чем или равную 500 сантипуаз (сП) при 25°С. Согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления сшивающее вещество является по меньшей мере частично нерастворимым в воде. Это свойство может оказаться пригодным для применения, например, в целях улучшения контакта между сшивающим веществом и целлюлозными волокнами в течение реакции сшивания. Конкретные примеры подходящих сшивающих веществ представляют собой, помимо прочих, триглицидиловый эфир триметилолэтана, диглицид иловый эфир 1,4-бутандиола, диглицид иловый эфир глицерина, диглицидиловый эфир неопентилгликоля, полиглицидиловый эфир глицерина, триглицидиловый эфир глицерина, диглицидиловый эфир этиленгликоля и триглицидиловый эфир триметилолпропана или их смесь.Suitable cross-linking agents are ethers, such as glycidyl ethers containing two or more glycidyl groups. For example, the crosslinker may contain a first glycidyl group, a second glycidyl group, and a linear chain of three or four carbon atoms between the first and second glycidyl groups. In an embodiment, the crosslinking agent contains three or more glycidyl groups. Additionally or alternatively, the cross-linking agent may have a weight average molecular weight of less than or equal to 500 (eg, within the range of 174 to 500). In addition, when the crosslinker is an epoxy, the crosslinker may have a weight per epoxy group of less than or equal to 175 (eg, within the range of 140 to 175). The crosslinking agent may have a viscosity of less than or equal to 500 centipoise (cP) at 25°C. In at least some embodiments, the crosslinking agent is at least partially water insoluble. This property may be useful, for example, to improve the contact between the crosslinking agent and the cellulose fibers during the crosslinking reaction. Specific examples of suitable cross-linking agents include, but are not limited to, trimethylolethane triglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, and trimethylolpropane triglycidyl ether, or their mixture.

Традиционные несшитые сульфатные целлюлозные массы, как правило, имеют менее высокую реакционную способность, чем другие химические целлюлозные массы, такие как сульфитные целлюлозные массы (т.е. целлюлозные массы, получаемые посредством экстракции лигнина из древесины, главным образом, с применением солей сернистой кислоты). Однако согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения сшитая сульфатная целлюлозная масса имеет относительно высокую реакционную способность. Исключительно согласно теории и без намерения ограничения такой теорией авторы считают, что это может быть обусловлено присутствием сшивающих связей, которые обеспечивают дополнительное пространство, равномерно распределенное между целлюлозными цепями. Имеющие более длинные цепочки сшивающие вещества (например, полиглицидиловые простые эфиры) могут образовывать сшитую целлюлозную массу с более высокой реакционной способностью, чем имеющие менее длинные цепочки сшивающие вещества (например, 1,3-дихлор-2-гидроксипропанол (DCP)) в аналогичных условиях сшивание. Целлюлозные массы, сшитые с применением имеющих более длинные цепочки сшивающих веществ, могут иметь меньшие индексы кристалличности, чем исходные целлюлозные массы, и значительно меньшие индексы кристалличности, чем относящиеся к растворимому сорту сульфитная древесная целлюлозная масса и целлюлозная масса хлопкового пуха (CLP). Сшивание сульфатной целлюлозной массы вместо сульфитной целлюлозной массы в приложениях простых эфиров высокой вязкости может представлять собой преимущество по меньшей мере в некоторых случаях, потому что сульфатный процесс является преобладающим для превращения в целлюлозную массу, обеспечивает более высокий выход (вследствие по меньшей мере отчасти более высокого содержания гемицеллюлозы) и меньшие расходы, а также является более благоприятным для окружающей среды, чем сульфитные процессы превращения в целлюлозную массу.Traditional uncrosslinked kraft pulps tend to be less reactive than other chemical pulps such as kraft pulps (i.e. pulps obtained by extracting lignin from wood, primarily using sulfuric acid salts) . However, according to at least some embodiments of the present invention, the cross-linked kraft pulp has a relatively high reactivity. Purely by theory, and without intending to be limited by such theory, the authors believe that this may be due to the presence of cross-linking bonds that provide additional space evenly distributed between the cellulose chains. Longer chain crosslinkers (eg, polyglycidyl ethers) can produce crosslinked pulp with higher reactivity than shorter chain crosslinkers (eg, 1,3-dichloro-2-hydroxypropanol (DCP)) under similar conditions stitching. Pulps crosslinked with longer chain crosslinkers may have lower crystallinity indices than the original pulps and significantly lower crystallinity indices than dissolving grade sulfite wood pulp and cotton lint pulp (CLP). Crosslinking kraft pulp instead of sulphite pulp in high viscosity ether applications may be advantageous in at least some cases because the kraft process is predominant for conversion to pulp, provides higher yield (due at least in part to higher hemicelluloses) and lower costs, and is also more environmentally friendly than sulfite pulping processes.

Согласно определенным вариантам осуществления сшивание активированной целлюлозной массы включает последовательное введение в активированную целлюлозную массу сшивающих реагентов, включая смеси, содержащие два или более сшивающих реагентов. В данном отношении, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к образцу 5А, согласно варианту осуществления сшивание активированной целлюлозной массы включает последовательное введение в контакт активированной целлюлозной массы с раствором гидроксида щелочного металла, первой частью воды, раствором, эмульсией или суспензией сшивающего вещества и второй частью воды. Согласно определенным вариантам осуществления сшивание активированной целлюлозной массы включает многократное введение раствора, содержащего гидроксид щелочного металла и сшивающее вещество, в активированную целлюлозную массу. В данном отношении, согласно варианту осуществления сшивание активированной целлюлозной массы включает введение в контакт активированной целлюлозной массы с первой частью гидроксида щелочного металла и первой частью сшивающего вещества и последующее введение в контакт активированной целлюлозной массы со второй частью гидроксида щелочного металла и второй частью сшивающего вещества после осуществления реакции активированной целлюлозной массы с первой частью гидроксида щелочного металла и первой частью сшивающего вещества. Согласно другому варианту осуществления сшивание активированной целлюлозной массы включает многократное введение в контакт активированной целлюлозной массы со смесью, содержащей сшивающее вещество и гидроксид щелочного металла. Многократное введение гидроксида щелочного металла и сшивающего вещества может обеспечивать более высокую эффективность применения химических веществ и/или уменьшение стоимости реакции. Кроме того, такое последовательное введение, в том числе многократное введение гидроксида щелочного металла и сшивающего вещества в активированную целлюлозную массу допускает применение смесителей с регулируемым дозированием.In certain embodiments, crosslinking the activated pulp comprises sequentially introducing crosslinking reagents into the activated pulp, including mixtures containing two or more crosslinking reagents. In this regard, as discussed later herein with respect to Sample 5A, in an embodiment, crosslinking the activated pulp comprises sequentially contacting the activated pulp with a solution of an alkali metal hydroxide, a first portion of water, a solution, emulsion or suspension of a crosslinking agent, and a second part of the water. In certain embodiments, crosslinking the activated pulp involves repeatedly introducing a solution containing an alkali metal hydroxide and a crosslinking agent into the activated pulp. In this regard, according to an embodiment, cross-linking the activated cellulose pulp includes contacting the activated cellulose pulp with a first part of an alkali metal hydroxide and a first part of a cross-linking agent and then contacting the activated pulp with a second part of an alkali metal hydroxide and a second part of a cross-linking agent after implementation reacting the activated cellulose pulp with a first part of an alkali metal hydroxide and a first part of a cross-linking agent. According to another embodiment, crosslinking the activated pulp comprises repeatedly contacting the activated pulp with a mixture containing a crosslinking agent and an alkali metal hydroxide. Repeated addition of the alkali metal hydroxide and cross-linking agent may provide greater chemical efficiency and/or reduced reaction cost. In addition, such sequential introduction, including repeated introduction of alkali metal hydroxide and crosslinking agent into the activated pulp allows the use of mixers with controlled dosage.

В течение сшивания целлюлозная масса может иметь температуру в пределах диапазона от 30°С до 90°С. Кроме того, целлюлозная масса может иметь рН в пределах диапазона от 9 до 14.During crosslinking, the pulp may have a temperature within the range of 30°C to 90°C. In addition, the pulp may have a pH within the range of 9 to 14.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения способы включают экстракцию гидроксида щелочного металла из сшитой целлюлозной массы после сшивания целлюлозных волокон, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примерам 2 и 3. Далее рассмотрим фиг. 2, на котором представлен способ 200 согласно настоящему изобретению, включающий экстракцию и повторное использование щелочи. Согласно определенным вариантам осуществления способ 100 и/или другие способы согласно настоящему изобретению включают один или несколько аспектов способа 200. Согласно варианту осуществления способ 200 начинается с технологического блока 202, включающего варку и беление источника целлюлозных волокон с получением целлюлозной массы. Согласно варианту осуществления варку и беление осуществляют, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к фиг. 1. За технологическим блоком 202 может следовать технологический блок 204, включающий смешивание активированной целлюлозной массы, например, до консистенции, составляющей более чем 30%. За технологическим блоком 204 может следовать технологический блок 206, включающий сшивание активированной целлюлозной массы, имеющей высокую консистенцию, с гидроксидом щелочного металла и сшивающим веществом. Как обсуждается далее в настоящем документе, такие реакции сшивания при высокой консистенции обеспечивают многочисленные преимущества по сравнению с реакциями сшивания при менее высокой консистенции, в том числе, но без ограничения, повышение значений R18, снижение расхода сшивающих реагентов и более высокие консистенции целлюлозных масс, показателями которых являются, помимо прочих, COV вязкости CMC и COV содержания ионов щелочного металла.According to an embodiment of the present invention, the methods include extracting alkali metal hydroxide from the cross-linked pulp after cross-linking the cellulose fibers, as discussed later herein with respect to Examples 2 and 3. Consider next FIGS. 2, which shows a method 200 according to the present invention, including extraction and reuse of alkali. In certain embodiments, method 100 and/or other methods of the present invention include one or more aspects of method 200. In an embodiment, method 200 begins with a process block 202 including cooking and bleaching a source of cellulosic fibers to produce pulp. In an embodiment, cooking and bleaching are carried out as discussed later herein with respect to FIG. 1. Process block 202 may be followed by process block 204 which includes mixing the activated pulp to, for example, a consistency of greater than 30%. Process block 204 may be followed by process block 206 comprising cross-linking the high consistency activated cellulose pulp with an alkali metal hydroxide and a cross-linking agent. As discussed later herein, such high consistency crosslinking reactions provide numerous advantages over lower consistency crosslinking reactions, including, but not limited to, increased R18 values, reduced crosslinker consumption, and higher pulp consistencies. which are, among others, COV of CMC viscosity and COV of alkali metal ion content.

Согласно варианту осуществления за технологическим блоком 206 следует технологический блок 208, который может включать промывание сшитой целлюлозной массы и извлечении части гидроксида щелочного металла, используемого для сшивания имеющей высокую консистенцию беленой целлюлозной массы. Как представлено на схеме, извлеченный гидроксид щелочного металла может быть повторно использован для варки и беления (технологический блок 202) и/или получения смеси (технологический блок 204). Такое извлечение и повторное использование щелочи может обеспечивать экономические выгоды за счет повторного использования реагентов и удаления нежелательных органических компонентов в смеси. За технологическим блоком 208 может следовать технологический блок 210, включающий нейтрализацию сшитой промытой целлюлозной массы, например, посредством воздействия раствора кислоты на сшитую промытую целлюлозную массу. Как обсуждается в настоящем документе по отношению к примерам 2 и 3, посредством промывания и нейтрализации сшитой целлюлозной массы может быть снижено содержание компонентов целлюлозной массы, в том числе содержание экстрагированных органических веществ, содержание ионов металла, зольность и содержание диоксида кремния. Согласно варианту осуществления за технологическим блоком 210 следует технологический блок 212, который может представлять собой получение товарной целлюлозной массы, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к технологическому блоку 134 на фиг. 1.In an embodiment, process block 206 is followed by process block 208, which may include washing the crosslinked pulp and recovering a portion of the alkali metal hydroxide used to crosslink the high consistency bleached pulp. As shown in the diagram, the recovered alkali metal hydroxide can be reused for cooking and bleaching (process block 202) and/or blending (process block 204). Such alkali recovery and reuse can provide economic benefits by reusing reagents and removing unwanted organic components in the mixture. Process block 208 may be followed by process block 210 comprising neutralizing the cross-linked washed pulp, for example by exposing the cross-linked washed pulp to an acid solution. As discussed herein with respect to Examples 2 and 3, by washing and neutralizing the cross-linked pulp, the content of pulp components, including extracted organic matter content, metal ion content, ash content, and silica content, can be reduced. In an embodiment, process block 210 is followed by process block 212, which may be the production of market pulp, as discussed later herein in relation to process block 134 in FIG. 1.

Сшивание целлюлозной массы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения может быть использовано в сочетании с другими технологиями повышения пригодности целлюлозной массы для получения высокосортных производных целлюлозы. Например, снова рассмотрим фиг. 1, где варка, описанная выше в отношении превращения в целлюлозную массу (технологический блок 102), может быть осуществлена в относительно мягких условиях. При варке в относительно мягких условиях из целлюлозной массы может быть удалено меньшее количество лигнина, чем было бы удалено в других условиях. После варки в мягких условиях целлюлозная масса может иметь перманганатное число от 25 до 35, что свидетельствует о присутствии значительного количества остаточного лигнина и высокой вязкости целлюлозной массы. В качестве другого примера, могут быть осуществлены в относительно мягких условиях беление и экстракция, которые описаны ниже в отношении обработки после превращения в целлюлозную массу (технологический блок 104). В отличие от модификации сульфатного способа посредством введения экстракции концентрированным раствором щелочи и предварительного гидролиза, вышеупомянутые модификации сульфатного способа могут постепенно улучшать пригодность сульфатной целлюлозной массы для получения высокосортных производных целлюлозы без необоснованного снижения выхода и/или реакционной способности.Cross-linking of pulp in accordance with embodiments of the present invention can be used in combination with other technologies for improving the suitability of pulp for the production of high-grade cellulose derivatives. For example, consider again FIG. 1, wherein the cooking described above with respect to pulping (process block 102) can be carried out under relatively mild conditions. By cooking under relatively mild conditions, less lignin may be removed from the pulp than would otherwise be removed. After cooking under mild conditions, the pulp may have a permanganate number of 25 to 35, which indicates the presence of a significant amount of residual lignin and high viscosity of the pulp. As another example, bleaching and extraction may be carried out under relatively mild conditions, as described below with respect to post-pulp processing (process block 104). In contrast to the modification of the kraft process by introducing strong alkali extraction and pre-hydrolysis, the above-mentioned modifications of the kraft process can gradually improve the suitability of kraft pulp for the production of high-grade cellulose derivatives without unduly reducing yield and/or reactivity.

После сшивания целлюлозных волокон в составе целлюлозной массы способ 100 может включать первое беление целлюлозной массы диоксидом хлора (технологический блок 128). Беление диоксидом хлора, как правило, оказывается более селективным в отношении удаления лигнина, чем беление кислородом. Количество диоксида хлора, вводимого в целлюлозную массу, может находиться в пределах диапазона от 20 до 30 фунтов на тонну целлюлозной массы. Температура в течение первого беления диоксидом хлора может находиться в пределах диапазона от 50°С до 85°С. После первого беления целлюлозной массы диоксидом хлора способ 100 может включать экстракцию (технологический блок 130) для удаления лигнина из целлюлозной массы. Экстракция может включать добавление пероксида водорода или подходящей щелочи в целлюлозную массу. Количество пероксида водорода, добавляемого в целлюлозную массу, может находиться в пределах диапазона от 20 до 100 фунтов на тонну целлюлозной массы. Температура в течение экстракции может находиться в пределах диапазона от 75°С до 95°С. В отличие от экстракции концентрированным раствором щелочи для удаления гемицеллюлозы, экстракция для удаления лигнина может быть осуществлена в относительно мягких условиях. Например, экстракция может представлять собой экстракцию, в которой не изменяется кристаллическая структура целлюлозных волокон.After crosslinking the cellulose fibers within the pulp, method 100 may include first bleaching the pulp with chlorine dioxide (process block 128). Chlorine dioxide bleaching generally appears to be more selective for lignin removal than oxygen bleaching. The amount of chlorine dioxide added to the pulp may be in the range of 20 to 30 pounds per ton of pulp. The temperature during the first chlorine dioxide bleaching may range from 50°C to 85°C. After first bleaching the pulp with chlorine dioxide, method 100 may include extraction (process unit 130) to remove lignin from the pulp. Extraction may involve adding hydrogen peroxide or a suitable alkali to the pulp. The amount of hydrogen peroxide added to the pulp may range from 20 to 100 pounds per ton of pulp. The temperature during extraction may range from 75°C to 95°C. Unlike extraction with a strong alkali solution to remove hemicellulose, extraction to remove lignin can be carried out under relatively mild conditions. For example, the extraction may be an extraction in which the crystalline structure of the cellulose fibers is not changed.

После экстракции способ 100 может включать второе беление целлюлозной массы диоксидом хлора (технологический блок 132). Количество диоксида хлора, добавляемого в целлюлозную массу, может находиться в пределах диапазона от 10 до 30 фунтов на тонну целлюлозной массы. Температура в течение второго беления диоксидом хлора может находиться в пределах диапазона от 60°С до 90°С. Способ 100 может дополнительно включать дополнительные операции, которые не представляют собой операции, определенно указанные на фиг. 1. Например, после любой из операций, следующих за превращением в целлюлозную массу (технологический блок 104), способ 100 может включать промывание целлюлозной массы. Это может оказаться полезным, например, для удаления отходов и повышения консистенции целлюлозной массы. Операция промывания может быть использована для повышения консистенции целлюлозной массы после беления целлюлозной массы кислородом и перед сшиванием целлюлозной массы.After extraction, method 100 may include a second bleaching of the pulp with chlorine dioxide (process block 132). The amount of chlorine dioxide added to the pulp may range from 10 to 30 pounds per ton of pulp. The temperature during the second chlorine dioxide bleaching may be within the range of 60°C to 90°C. Method 100 may further include additional operations that are not those specifically identified in FIG. 1. For example, after any of the steps subsequent to pulping (process block 104), method 100 may include washing the pulp. This can be useful, for example, for removing waste and increasing the consistency of the pulp. The washing operation can be used to improve the consistency of the pulp after bleaching the pulp with oxygen and before cross-linking the pulp.

Хотя сшивание согласно проиллюстрированному варианту осуществления происходит после беления кислородом и перед белением диоксидом хлора, согласно другим вариантам осуществления сшивание может происходить на другой стадии альтернативного способа 104 обработки после превращения в целлюлозную массу, как описано ниже. Операции беления и экстракции могут быть также перегруппированы или исключены согласно другим вариантам осуществления. Если «X» определяется как операция сшивания, способы обработки после превращения в целлюлозную массу в соответствии с несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения могут быть охарактеризованы как O-X-D-E-D (фиг. 1), O-D-X-E-D, O-D-E-X, O-D-E-X-D, O-D-E-D-X, D-X-E-D-E-D, D-E-X-D-E-D, D-E-D-X-E-D, D-E-D-E-X-D, D-E-D-E-D-X, D-X-E-E-D, D-E-X-E-D, D-E-E-X-D или D-E-E-D-X, помимо многочисленных альтернативных подходящих перестановок. Кроме того, сшивание может происходить в течение беления кислородом, беления диоксидом хлора и/или экстракции. Таким образом, способы обработки после превращения в целлюлозную массу в соответствии с несколькими дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения могут быть охарактеризованы как O/X-D-E-D, O-D/X-E-D, O-D-E/X-D, O-D-E/X, O-D-E-D/X, D/X-E-D-E-D, D-E/X-D-E-D, D-E-D/X-E-D, D-E-D-E/X-D, D-E-D-E-D/X, D/X-E-E-D, D-E/X-E-D, D-E-E/X-D, D-E-E-D/X, помимо многочисленных альтернативных подходящих перестановок.Although crosslinking in the illustrated embodiment occurs after oxygen bleaching and before chlorine dioxide bleaching, in other embodiments crosslinking may occur in another step of the alternative processing method 104 after pulping, as described below. The bleaching and extraction steps may also be rearranged or eliminated according to other embodiments. If "X" is defined as a crosslinking operation, the post-pulp processing processes in accordance with several embodiments of the present invention can be characterized as O-X-D-E-D (Fig. 1), O-D-X-E-D, O-D-E-X, O-D-E-X-D, O-D-E-D-X, D-X-E-D-E-D, D-E-X-D-E-D, E-D, D-E-D-E-X-D , D-E-D-E-D-X, D-X-E-E-D, D-E-X-E-D, D-E-E-X-D, or D-E-E-D-X, in addition to numerous alternative suitable permutations. In addition, crosslinking may occur during oxygen bleaching, chlorine dioxide bleaching and/or extraction. Thus, post-pulp processing methods in accordance with several additional embodiments of the present invention can be characterized as O/X-D-E-D, O-D/X-E-D, O-D-E/X-D, O-D-E/X, O-D-E-D/X, D/X-E-D-E-D, D-E/X-D-E-D , D-E-D/X-E-D, D-E-D-E/X-D, D-E-D-E-D/X, D/X-E-E-D, D-E/X-E-D, D-E-E/X-D, D-E-E-D/X, in addition to numerous alternative suitable permutations.

После беления (технологический блок 104) способ 100 может включать обработку целлюлозной массы для применения, продажи и/или транспортировки (технологический блок 134). Например, целлюлозная масса может быть подвергнута высушиванию (например, мгновенному высушиванию), прессованию, упаковке в контейнеры и/или другой обработке в целях придания целлюлозной массе подходящей формы (например, такой как лист, тюк, рулон и т.д.) для применения, продажи и/или транспортировки. Целлюлозная масса может иметь поверхностную плотность от 500 г/м2 до 1200 г/м2 и/или объемную плотность от 0,2 г/см3 до 0,9 г/см3. Согласно некоторым вариантам осуществления целлюлозную массу, полученную способом 100, объединяют с другой целлюлозной массой перед высушиванием. Целлюлозные массы в соответствии с по меньшей мере некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения являются вполне пригодными для применения в качестве наполнителей целлюлозной массы, которые уменьшают количество дорогостоящей целлюлозной массы растворимого сорта, требуемой для изготовления заданного продукта на основе производного целлюлозы без ухудшения вязкости или других желательных свойств продукта. Например, целлюлозная масса, полученная способом 100, может быть смешана с другой целлюлозной массой (например, целлюлозной массой растворимого сорта, имеющей содержание целлюлозы, составляющее более чем 90 мас. % в расчете на массу после высушивания в печи (OD)), таким образом, что целлюлозная масса, полученная способом 100, составляет по меньшей мере 20 мас. % (например по меньшей мере 30 мас. %) в расчете на массу высушенной в печи целлюлозы в получаемой в результате смешанной целлюлозной массе. Согласно другим вариантам осуществления целлюлозная масса, полученная способом 100, может быть использована без смешивания с другой целлюлозной массой.After bleaching (process block 104), the method 100 may include processing the pulp for use, sale and/or transportation (process block 134). For example, the pulp may be subjected to drying (eg, flash drying), compression, containerization, and/or other processing to form the pulp into a suitable form (eg, such as sheet, bale, roll, etc.) for use , sales and/or transportation. The pulp may have a surface density of 500 g/ m2 to 1200 g/ m2 and/or a bulk density of 0.2 g/ cm3 to 0.9 g/ cm3 . In some embodiments, the pulp produced by method 100 is combined with other pulp before drying. Pulps in accordance with at least some embodiments of the present invention are well suited for use as pulp fillers that reduce the amount of expensive dissolving grade pulp required to make a given cellulose derivative product without compromising viscosity or other desirable properties of the product . For example, the pulp obtained by method 100 may be mixed with other pulp (for example, a dissolving grade pulp having a cellulose content of more than 90 wt.% on an oven dried (OD) weight basis), thus that the pulp obtained by method 100 is at least 20 wt. % (eg at least 30 wt.%) based on the weight of oven-dried pulp in the resulting mixed pulp. In other embodiments, the pulp produced by method 100 can be used without mixing with other pulp.

Согласно варианту осуществления высушенную целлюлозную массу подвергают дополнительной обработке или придают ей форму, подходящую для транспортировки, продажи и других целей и выбранную из рулона, тюка и пуха.In an embodiment, the dried pulp is further processed or shaped into a form suitable for shipping, marketing, and other purposes selected from roll, bale, and fluff.

Сшивание сухой и полусухой целлюлозной массыCross-linking of dry and semi-dry pulp

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения способы включают введение в контакт древесных волокон со сшивающим веществом и гидроксидом щелочного металла, причем древесные волокна имеют водосодержание в диапазоне от приблизительно 0 мас. % до приблизительно 50 мас. %. Согласно варианту осуществления водосодержание древесных волокон находится в диапазоне от приблизительно 0 мас. % до приблизительно 10%. В этом случае приблизительно 0 мас. % означает водосодержание, составляющее от 0 мас. % до 1 мас. %, которое ограничено пределами обнаружения, известными в технике. Без намерения ограничения теорией, авторы считают, что посредством введения в контакт таких сухих или полусухих древесных волокон со сшивающим веществом и гидроксидом щелочного металла тщательное перемешивание сшивающего вещества и древесные волокна может быть достигнуто без активного перемешивания целлюлозной массы, такого как перемешивание водной суспензии или раствора в реакционном резервуаре. Кроме того, без намерения ограничения теорией, авторы считают, что пустоты внутри сухих и полусухих древесных волокон наполнены растворами гидроксида щелочного металла и сшивающего вещества. В этом заключается отличие от других способов, в которых древесные волокна диспергируют в относительно разбавленных растворах, содержащих гидроксид щелочного металла и сшивающее вещество.According to certain embodiments of the present invention, the methods include contacting wood fibers with a cross-linking agent and an alkali metal hydroxide, wherein the wood fibers have a water content ranging from about 0 wt. % to approximately 50 wt. %. In an embodiment, the water content of the wood fibers ranges from about 0 wt. % to approximately 10%. In this case, approximately 0 wt. % means water content ranging from 0 wt. % up to 1 wt. %, which is limited by the detection limits known in the art. Without intending to be limited by theory, the inventors believe that by contacting such dry or semi-dry wood fibers with a crosslinking agent and an alkali metal hydroxide, thorough mixing of the crosslinking agent and wood fibers can be achieved without actively mixing the pulp, such as mixing an aqueous suspension or solution in reaction tank. Furthermore, without intending to be limited by theory, the authors believe that the voids within dry and semi-dry wood fibers are filled with solutions of alkali metal hydroxide and cross-linking agent. This is in contrast to other processes in which wood fibers are dispersed in relatively dilute solutions containing an alkali metal hydroxide and a cross-linking agent.

На фиг. 3 схематически проиллюстрирован способ 300 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, включающий введение в контакт сухих или полусухих древесных волокон с гидроксидом щелочного металла и сшивающим веществом. Способ 300 может начинаться с технологического блока 302, включающего введение в контакт сухих или полусухих древесных волокон с гидроксидом щелочного металла и сшивающим веществом. Согласно варианту осуществления сухие или полусухие древесные волокна присутствуют в форме листа из целлюлозной массы, имеющего водосодержание в диапазоне от приблизительно 0 мас. % до приблизительно 50 мас. %. Сшивающее вещество может представлять собой любой сшивающее вещество, обсуждаемое в настоящем документе, такое как глицидиловые простые эфиры. Согласно варианту осуществления сухие или полусухие древесные волокна насыщают растворами гидроксида щелочного металла и сшивающего вещества. Согласно варианту осуществления древесные волокна вводят в контакт с гидроксидом щелочного металла, содержание которого находится в диапазоне от приблизительно 1 мас. % до приблизительно 5 мас. %. Согласно варианту осуществления древесные волокна вводят в контакт с гидроксидом щелочного металла, содержание которого находится в диапазоне от приблизительно 1 мас. % до приблизительно 10 мас. %.In fig. 3 schematically illustrates a method 300 in accordance with an embodiment of the present invention comprising contacting dry or semi-dry wood fibers with an alkali metal hydroxide and a cross-linking agent. The method 300 may begin with a process block 302 comprising contacting dry or semi-dry wood fibers with an alkali metal hydroxide and a cross-linking agent. In an embodiment, the dry or semi-dry wood fibers are present in the form of a pulp sheet having a water content ranging from about 0 wt. % to approximately 50 wt. %. The crosslinking agent may be any crosslinking agent discussed herein, such as glycidyl ethers. In an embodiment, dry or semi-dry wood fibers are saturated with solutions of alkali metal hydroxide and a cross-linking agent. According to an embodiment, wood fibers are contacted with an alkali metal hydroxide, the content of which ranges from about 1 wt. % to approximately 5 wt. %. According to an embodiment, wood fibers are contacted with an alkali metal hydroxide, the content of which ranges from about 1 wt. % to approximately 10 wt. %.

Согласно варианту осуществления за технологическим блоком 302 следует технологический блок 304, включающий нагревание древесных волокон, сшивающего вещества, и гидроксида щелочного металла при достаточной температуре и в течение достаточного времени для получения сшитых древесных волокон, содержащих ряд сшивающих связей. Согласно варианту осуществления нагревание древесных волокон, сшивающего вещества и гидроксида щелочного металла представляет собой нагревание древесных волокон, сшивающего вещества и гидроксида щелочного металла при температуре в диапазоне от приблизительно 100°С до приблизительно 140°С. Согласно варианту осуществления нагревание древесных волокон, сшивающего вещества и гидроксида щелочного металла представляет собой нагревание древесных волокон, сшивающего вещества и гидроксида щелочного металла при температуре, составляющей приблизительно 120°С. Согласно варианту осуществления древесные волокна, сшивающее вещество и гидроксид щелочного металла нагревают в течение времени в диапазоне от приблизительно 5 минут до приблизительно 20 минут, не допуская испарения всей воды, абсорбированной древесными волокнами.In an embodiment, process block 302 is followed by process block 304 that includes heating wood fibers, a crosslinker, and an alkali metal hydroxide at a sufficient temperature and for a sufficient time to produce crosslinked wood fibers containing a number of crosslinkers. In an embodiment, heating the wood fibers, crosslinking agent and alkali metal hydroxide is heating the wood fibers, crosslinking agent and alkali metal hydroxide at a temperature ranging from about 100°C to about 140°C. In an embodiment, heating the wood fibers, crosslinking agent and alkali metal hydroxide is heating the wood fibers, crosslinking agent and alkali metal hydroxide at a temperature of approximately 120°C. In an embodiment, the wood fibers, cross-linking agent and alkali metal hydroxide are heated for a time ranging from about 5 minutes to about 20 minutes without allowing any water absorbed by the wood fibers to evaporate.

За технологическим блоком 304 может следовать технологический блок 306, включающий промывание сшитых древесных волокон в целях удаления непрореагировавшего сшивающего вещества и гидроксида щелочного металла. Согласно варианту осуществления промывание дополнительно включает нейтрализацию рН сшитых древесных волокон, например, раствором кислоты.Process block 304 may be followed by process block 306 that includes washing the crosslinked wood fibers to remove unreacted crosslinker and alkali metal hydroxide. In an embodiment, the washing further includes neutralizing the pH of the cross-linked wood fibers, for example, with an acid solution.

Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 5, CMC, полученная из целлюлозных масс, полученных способом, включающим введение в контакт сухих или полусухих древесных волокон со сшивающим веществом и гидроксидом щелочного металла, например, способом 300, может иметь вязкость, составляющую более чем 80 сП, в том числе более чем 100 сП, более чем 110 сП, более чем 120 сП и т.д. Согласно варианту осуществления CMC, полученная из целлюлозных масс, полученных с применением таких способов, имеет вязкость в диапазоне от приблизительно 80 сП до приблизительно 140 сП. Кроме того, согласно варианту осуществления сшитые целлюлозные массы, полученные способом, включающим введение в контакт сухих или полусухих древесных волокон со сшивающим веществом и гидроксидом щелочного металла, таким как способ 300, имеют значение R18, составляющее более чем 92%. Согласно варианту осуществления такие целлюлозные массы имеют значение R18 в диапазоне от 93% до 100%. Соответственно, способы, включающие введение в контакт сухих или полусухих древесных волокон со сшивающим веществом и гидроксидом щелочного металла, такие как способ 300, являются подходящими для получения сшитых целлюлозных масс для получения имеющих высокую вязкость сшитых продуктов на основе простых эфиров целлюлозы.As discussed later herein with respect to Example 5, CMC produced from pulps produced by a process involving contacting dry or semi-dry wood fibers with a crosslinker and an alkali metal hydroxide, for example, by Process 300, may have a viscosity of more than more than 80 cP, including more than 100 cP, more than 110 cP, more than 120 cP, etc. In an embodiment, CMC produced from pulps produced using such methods has a viscosity ranging from about 80 cP to about 140 cP. Moreover, in an embodiment, crosslinked pulps produced by a process comprising contacting dry or semi-dry wood fibers with a crosslinking agent and an alkali metal hydroxide, such as Method 300, have an R18 value of greater than 92%. In an embodiment, such pulps have an R18 value ranging from 93% to 100%. Accordingly, methods involving contacting dry or semi-dry wood fibers with a crosslinking agent and an alkali metal hydroxide, such as Method 300, are suitable for preparing crosslinked pulps to produce high viscosity crosslinked cellulose ether products.

Обработка целлюлозной массы с применением щелочной экстракции и промывания целлюлозной массыProcessing of pulp using alkaline extraction and washing of pulp

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения способы включают активацию целлюлозной массы с применением гидроксида щелочного металла и получением активированной целлюлозной массы; удаление гидроксида щелочного металла из активированной целлюлозной массы; и сшивание активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества и получением сшитой целлюлозной массы. В данном отношении, рассмотрим фиг. 4, на котором схематически проиллюстрирован способ 400 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.According to an embodiment of the present invention, the methods include activating the pulp using an alkali metal hydroxide to produce activated pulp; removing alkali metal hydroxide from the activated cellulose pulp; and crosslinking the activated pulp using a crosslinker to obtain crosslinked pulp. In this regard, consider FIG. 4, which schematically illustrates a method 400 in accordance with an embodiment of the present invention.

Способ 400 может начинаться с технологического блока 402, включающего активацию целлюлозной массы с применением гидроксида щелочного металла и получением активированной целлюлозной массы. Согласно варианту осуществления целлюлозная масса представляет собой CLP. Согласно варианту осуществления целлюлозная масса представляет собой сульфатную целлюлозную массу. Согласно варианту осуществления активация целлюлозной массы представляет собой активацию целлюлозной массы при консистенции, составляющей более чем 4%, в том числе более чем 16%.The method 400 may begin with a process block 402 that includes activating the pulp using an alkali metal hydroxide to produce activated pulp. In an embodiment, the pulp is CLP. In an embodiment, the pulp is kraft pulp. In an embodiment, the activation of the pulp is the activation of the pulp at a consistency of greater than 4%, including greater than 16%.

За технологическим блоком 402 может следовать технологический блок 404, включающий удаление гидроксида щелочного металла из активированной целлюлозной массы, например, посредством фильтрования. Согласно варианту осуществления за технологическим блоком 404 следует технологический блок 406, в котором удаленный гидроксид щелочного металла извлекают и повторно используют для последующих реакций целлюлозной массы, как обсуждается далее в настоящем документе.Process block 402 may be followed by process block 404 including removing alkali metal hydroxide from the activated pulp, for example, by filtration. In an embodiment, process block 404 is followed by process block 406 in which the removed alkali metal hydroxide is recovered and reused for subsequent pulp reactions, as discussed later herein.

За технологическими блоками 402, 404 или 406 может следовать технологический блок 408, включающий сшивание активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества. Согласно варианту осуществления сшивание активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества включает сшивание активированной целлюлозной массы при консистенции, составляющей более чем 20%, в том числе более чем 30%. Как представлено далее в настоящем документе по отношению к примерам 2 и 3, посредством сшивания при более высокой консистенции, составляющей, например, более чем 20%, и посредством удаления гидроксида щелочного металла аналогичным образом повышаются значения вязкости CMC, полученных из таких экстрагированных и имеющих повышенную консистенцию целлюлозных масс. Рассмотрим, например, консистенции для значений вязкости получаемых в результате CMC образца 3В по сравнению с образцом 3А и образца 4В по сравнению с образцом 4А в таблице 2.Process blocks 402, 404, or 406 may be followed by process block 408 that includes cross-linking the activated pulp using a cross-linking agent. In an embodiment, crosslinking the activated pulp using a crosslinking agent comprises crosslinking the activated pulp at a consistency of greater than 20%, including greater than 30%. As presented later herein with respect to Examples 2 and 3, by crosslinking at a higher consistency of, for example, greater than 20%, and by removing the alkali metal hydroxide, the viscosity values of the CMCs obtained from such extracted and increased consistency of cellulose masses. Consider, for example, the consistencies for the viscosity values obtained from CMC of sample 3B versus sample 3A and sample 4B versus sample 4A in Table 2.

Согласно варианту осуществления сшивание активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества представляет собой сшивание при температуре в диапазоне от 30°С до 95°С. Согласно варианту осуществления сшивание активированной целлюлозной массы с применением сшивающего вещества представляет собой сшивание при температуре в диапазоне от 70°С до 95°С. Как представлено далее в настоящем документе по отношению к примерам 2 и 3, сшивание целлюлозной массы при повышенной температуре, такой как температура в диапазоне от 70°С до 95°С, позволяет получать целлюлозные массы, пригодные для применения в получении CMC, имеющей высокую вязкость. Рассмотрим, например, значения вязкости CMC, полученной из образца 4С и образца 3С. Согласно варианту осуществления значения вязкости получаемых в результате CMC находятся в диапазоне от приблизительно 100 сП до приблизительно 400 сП.According to an embodiment, crosslinking of the activated cellulose pulp using a crosslinking agent is crosslinking at a temperature in the range of 30°C to 95°C. According to an embodiment, crosslinking of the activated cellulose pulp using a crosslinking agent is crosslinking at a temperature in the range of 70°C to 95°C. As presented later herein with respect to Examples 2 and 3, cross-linking pulps at elevated temperatures, such as temperatures in the range of 70° C. to 95° C., produces pulps suitable for use in producing CMC having high viscosity . Consider, for example, the CMC viscosity values obtained from sample 4C and sample 3C. In an embodiment, the viscosity values of the resulting CMCs range from about 100 cP to about 400 cP.

Согласно варианту осуществления за технологическим блоком 408 следует технологический блок 410, включающий высушивание сшитой целлюлозной массы. За технологическими блоками 408 и 410 может следовать технологический блок 412, включающий промывание и прессование сшитой целлюлозной массы с получением прессованной целлюлозной массы. Такие операции промывания и прессования могут быть осуществлены с применением способов, обсуждаемых далее в настоящем документе, например, по отношению к способу 100 и фиг. 1. За технологическими блоками 408, 410 и 412 может следовать технологический блок 414, включающий разбавление и нейтрализацию прессованной целлюлозной массы. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 6, такие операции промывания и нейтрализации являются подходящими, например, для снижения уровней содержания органических экстрагируемых веществ и металлов, зольности и содержания диоксида кремния в целлюлозных массах.In an embodiment, process block 408 is followed by process block 410 including drying the cross-linked pulp. Process blocks 408 and 410 may be followed by a process block 412 that includes washing and pressing the cross-linked pulp to produce compressed pulp. Such washing and pressing operations can be carried out using methods discussed later herein, for example, with respect to method 100 and FIG. 1. Process blocks 408, 410 and 412 may be followed by process block 414 which includes diluting and neutralizing the pulp. As discussed later herein with respect to Example 6, such washing and neutralization operations are suitable, for example, for reducing the levels of organic extractables and metals, ash and silica content in pulps.

Целлюлозные массыPulp masses

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложены целлюлозные массы, содержащие сшитые целлюлозные волокна. Согласно варианту осуществления целлюлозные массы представляют собой целлюлозные массы, полученные с применением способов, описанных в настоящем документе.According to another aspect of the present invention, pulps containing cross-linked cellulose fibers are provided. In an embodiment, the pulps are pulps produced using the methods described herein.

Значения R18 целлюлозных массR18 values of cellulose pulps

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют значение R18, которое составляет более чем 89%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют значение R18, которое составляет более чем 92%. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к способам согласно настоящему изобретению, при сшивании целлюлозных массах при высоких значениях консистенции, составляющей, например более чем 20%, 30% или выше, как правило, получаются сшитые целлюлозные массы, имеющие относительно высокую устойчивость к щелочи, мерой которой является значение R18 целлюлозной массы. С другой стороны, в результате сшивания при консистенции, составляющей, например, менее чем 30%, получаются целлюлозные массы со значениями R18, составляющими, например, менее чем 93%. Как представлено, в частности, в примерах 1-3, в результате такого сшивания при высокой консистенции получаются целлюлозные массы, имеющие значения R18 целлюлозной массы в диапазоне от приблизительно 92% до приблизительно 100%.According to an embodiment of the present invention, the pulps have an R18 value that is greater than 89%. According to an embodiment of the present invention, the pulps have an R18 value that is greater than 92%. As discussed later herein with respect to the methods of the present invention, crosslinking pulps at high consistencies, such as greater than 20%, 30%, or higher, typically results in crosslinked pulps having relatively high alkali resistance. , the measure of which is the R18 value of cellulose pulp. On the other hand, crosslinking at a consistency of, for example, less than 30% results in pulps with R18 values of, for example, less than 93%. As shown in particular in Examples 1-3, this high consistency crosslinking results in pulps having pulp R18 values ranging from about 92% to about 100%.

Согласно варианту осуществления целлюлозные массы имеют значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от приблизительно 92% до приблизительно 100%. В этом случае значение R18 целлюлозной массы, составляющее приблизительно 100%, означает значение R18 целлюлозной массы от 99% до 100%, что ограничено известными методами обнаружения, такими как метод TAPPI Т 235 cm-00. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от приблизительно 93% до приблизительно 97%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от приблизительно 93% до приблизительно 96%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от приблизительно 93% до приблизительно 95%.In an embodiment, the pulps have a pulp R18 value ranging from about 92% to about 100%. In this case, a pulp R18 value of approximately 100% means a pulp R18 value of 99% to 100%, which is limited by known detection methods such as the TAPPI T 235 cm-00 method. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a pulp R18 value ranging from about 93% to about 97%. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a pulp R18 value ranging from about 93% to about 96%. In an embodiment of the present invention, the pulps have a pulp R18 value ranging from about 93% to about 95%.

Вязкость получаемой CMCViscosity of the resulting CMC

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют вязкость получаемой в результате CMC, составляющую более чем 56 сП. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют вязкость получаемой в результате CMC, составляющую более чем 90 сП. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют вязкость получаемой в результате CMC в диапазоне от приблизительно 100 сП до приблизительно 400 сП.According to an embodiment of the present invention, the pulps have a resulting CMC viscosity of greater than 56 cP. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a resulting CMC viscosity of greater than 90 cP. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a resulting CMC viscosity ranging from about 100 cP to about 400 cP.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют высокие степени сшивания в определенных случаях вследствие осуществляемых при высокой консистенции реакций сшивания. Кроме того, как указано выше, может быть очень высокой вязкость получаемой в результате CMC для указанных целлюлозных масс. Исключительно согласно теории и без намерения ограничения такой теорией авторы считают, что молекулярная структура целлюлозы может изменяться от линейной до высокоразветвленной при высоких степенях сшивания, которые, например, могут быть достигнуты в способах согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Целлюлоза, имеющая высокоразветвленную структуру, является пригодной для получения высокосортного простого эфира, такого как высокосортная CMC.According to certain embodiments of the present invention, the pulps have high degrees of crosslinking in certain cases due to crosslinking reactions occurring at high consistency. In addition, as stated above, the viscosity of the resulting CMC for these pulps can be very high. Purely by theory, and without intending to be limited by such theory, the inventors believe that the molecular structure of cellulose can vary from linear to highly branched at high degrees of cross-linking, which, for example, can be achieved in the methods according to embodiments of the present invention. Cellulose having a highly branched structure is suitable for producing high grade ether such as high grade CMC.

Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примерам 1 и 2 и таблицам 1 и 2, такие высокие значения вязкости получаемой в результате CMC имеют целлюлозные массы, сшитые при высоких значениях консистенции в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. В данном отношении, согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют значения вязкости получаемой в результате CMC в диапазоне от 90 сП до 130 сП, как представлено в таблице 1. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют значения вязкости получаемой в результате CMC в диапазоне от приблизительно 100 сП до приблизительно 400 сП, как представлено в таблице 2.As discussed later herein with respect to Examples 1 and 2 and Tables 1 and 2, such high viscosities of the resulting CMC are present in pulps crosslinked at high consistencies in accordance with embodiments of the present invention. In this regard, according to an embodiment of the present invention, the pulps have CMC viscosity values ranging from 90 cP to 130 cP, as presented in Table 1. According to an embodiment of the present invention, the pulps have CMC viscosity values ranging from approximately 100 cP to approximately 400 cP, as presented in Table 2.

Кроме того, значения вязкости получаемой в результате CMC из целлюлозных масс согласно настоящему изобретению отличаются от соответствующих значений, например, традиционной CLP. Как описано в примере 6 и представлено в таблице 3, вязкость получаемой в результате CMC из целлюлозных масс в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения с применением способов согласно настоящему изобретению является выше, чем вязкость в случае CLP. Как обсуждается далее в настоящем документе, CLP зачастую оказываются более дорогостоящими, чем сульфатные целлюлозные массы, такие как целлюлозные массы, описанные в примере 6, по меньшей мере отчасти, поскольку они являются пригодными для применения в получении высокосортных простых эфиров, имеющих высокую вязкость. Однако, как представлено в настоящем документе, в определенных случаях целлюлозные массы согласно настоящему изобретению, такие как целлюлозные массы, полученные модифицированным сульфатным способом, оказываются подходящими для получения CMC, имеющих более высокую вязкость, чем более дорогостоящие CLP.In addition, the viscosity values of the resulting CMC from cellulosic pulps according to the present invention differ from those of, for example, conventional CLP. As described in Example 6 and presented in Table 3, the viscosity of the resulting CMC from pulps in accordance with embodiments of the present invention using the methods of the present invention is higher than the viscosity in the case of CLP. As discussed later herein, CLPs are often more expensive than kraft pulps, such as the pulps described in Example 6, at least in part because they are suitable for use in producing high-grade ethers having high viscosity. However, as presented herein, in certain cases, the pulps of the present invention, such as modified kraft pulps, are suitable for producing CMCs having higher viscosity than more expensive CLPs.

При использовании в настоящем документе выражение «вязкость получаемой в результате СМС» означает вязкость водного раствора 0,5 мас. % получаемой в результате CMC при определении описанным в настоящем документе методом исследования получаемой CMC.When used herein, the expression “viscosity of the resulting SMS” means the viscosity of an aqueous solution of 0.5 wt. % resulting CMC when determined by the resulting CMC testing method described herein.

Коэффициент вариации вязкости получаемой CMCCoefficient of variation of the viscosity of the resulting CMC

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют коэффициент вариации (COV) вязкости получаемой в результате CMC, составляющий менее чем 37%. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 9 и таблицам 6А-6С, CMC, полученные из целлюлозных масс согласно настоящему изобретению имеют COV вязкости, составляющий менее чем 37%, в том числе 20% или менее, 15% или менее и т.д. Без намерения ограничения теорией, авторы считают, что посредством сшивания целлюлозных масс при высокой консистенции получаются целлюлозные массы, сшитые относительно равномерно, и, соответственно, полученные из них CMC имеют значения вязкости с низкими COV вязкости.According to an embodiment of the present invention, the pulps have a coefficient of variation (COV) of the resulting CMC viscosity of less than 37%. As discussed later herein with respect to Example 9 and Tables 6A-6C, the CMCs produced from the pulps of the present invention have a viscosity COV of less than 37%, including 20% or less, 15% or less, etc. .d. Without intending to be limited by theory, the inventors believe that by cross-linking pulps at high consistency, pulps are obtained that are relatively uniformly cross-linked and, accordingly, the resulting CMCs have viscosity values with low COV viscosities.

В данном отношении, согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют COV вязкости получаемых в результате CMC в диапазоне от приблизительно 5% до менее чем 38%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют COV вязкости получаемых в результате CMC в диапазоне от приблизительно 37% до приблизительно 20%. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к таблице 6В, CMC, полученные из целлюлозных масс, сшитых с применением лемешного смесителя, такого как смеситель Loedige™, имеют COV вязкости в диапазоне от приблизительно 37% до приблизительно 20%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют COV вязкости получаемых в результате CMC в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 15%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют COV вязкости получаемых в результате CMC в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 12%. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к таблице 6С, CMC, полученные из целлюлозных масс, сшитых в реакторе, содержащем вращающиеся в противоположных направлениях пластины, таком как смеситель Andritz™, имеют COV вязкости в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 15%.In this regard, according to an embodiment of the present invention, the pulps have a COV of the resulting CMC viscosity ranging from about 5% to less than 38%. According to an embodiment of the present invention, the pulps have COV viscosities of the resulting CMC ranging from about 37% to about 20%. As discussed later herein in relation to Table 6B, CMCs produced from pulps crosslinked using a plow mixer, such as a Loedige™ mixer, have COV viscosities ranging from about 37% to about 20%. According to an embodiment of the present invention, the pulps have COV viscosities of the resulting CMC in the range of from about 5% to about 15%. According to an embodiment of the present invention, the pulps have COV viscosities of the resulting CMC in the range of from about 10% to about 12%. As discussed later herein in relation to Table 6C, CMCs produced from pulps crosslinked in a counter-rotating plate reactor, such as an Andritz™ mixer, have COV viscosities ranging from about 5% to about 15%.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеющие COV вязкости получаемой в результате CMC менее чем 37%, также имеют значение R18 целлюлозной массы, составляющее более чем 92%. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 9 и таблицам 6В, 6С и 1, такие целлюлозные массы имеют относительно высокую устойчивость к щелочи в качестве дополнения к низкому COV вязкости получаемой в результате CMC.According to an embodiment of the present invention, pulps having a resulting CMC viscosity COV of less than 37% also have a pulp R18 value of greater than 92%. As discussed later herein with respect to Example 9 and Tables 6B, 6C and 1, such pulps have relatively high alkali resistance in addition to the low COV viscosity of the resulting CMC.

Коэффициент вариации концентрации ионов щелочного металлаCoefficient of variation of alkali metal ion concentration

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют относительно низкую концентрацию ионов щелочного металла COV. Как обсуждается далее в настоящем документе, способы согласно настоящему изобретению обеспечивают сшивание целлюлозных масс при высоких значениях консистенции. Без намерения ограничения теорией, авторы считают, что такие высокие степени консистенции обеспечивают высокую однородность среды реакции сшивания. В данном отношении, среда реакции сшивания и получаемые в результате сшитые целлюлозные массы содержат определенные сшивающие реагенты, такие как ионы щелочного металла, однородно распределенные в составе целлюлозной массы, например, когда целлюлозная масса была подвергнута сшиванию, но не промыванию или нейтрализации. Согласно варианту осуществления целлюлозные массы, описанные в настоящем документе, имеют COV концентрации ионов натрия в течение сшивания, составляющий менее чем 10, в том числе менее чем 5, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 12.In certain embodiments of the present invention, the pulps have a relatively low concentration of alkali metal ions COV. As discussed later herein, the methods of the present invention crosslink pulps at high consistencies. Without intending to be bound by theory, the authors believe that such high degrees of consistency provide a highly uniform crosslinking reaction environment. In this regard, the crosslinking reaction medium and the resulting crosslinked pulps contain certain crosslinking reagents, such as alkali metal ions, uniformly distributed throughout the pulp, for example, when the pulp has been crosslinked but not washed or neutralized. In an embodiment, the pulps described herein have a sodium ion concentration COV during crosslinking of less than 10, including less than 5, as discussed later herein with respect to Example 12.

Коэффициент полидисперсности получаемой CMCPolydispersity coefficient of the resulting CMC

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют коэффициент полидисперсности (PDI) получаемой в результате CMC, составляющий более чем или равный приблизительно 3. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют PDI получаемых в результате CMC, составляющие более чем приблизительно 4,5. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют PDI получаемых в результате CMC в диапазоне от 4,5 до приблизительно 7. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют PDI получаемых в результате CMC в диапазоне от приблизительно 5,0 до приблизительно 6,5. Как представлено в таблице 1, такие относительно высокие значения PDI отличаются от соответствующих значений для CMC, полученных из традиционно доступных целлюлозных масс, таких как целлюлозные массы хлопкового пуха, сульфитные растворимые древесные целлюлозные массы (DWP) и традиционные сшитые сульфатные целлюлозные массы, у которых значения PDI составляют, как правило, 2 или менее. При упоминании в настоящем документе PDI получаемой в результате CMC представляет собой соотношение средневзвешенной молекулярной массы CMC и среднечисленной молекулярной массы CMC.In certain embodiments of the present invention, the pulps have a CMC-resulting polydispersity index (PDI) of greater than or equal to about 3. In an embodiment of the present invention, the pulps have a CMC-resulting PDI of greater than about 4.5. In an embodiment of the present invention, the pulps have a resulting CMC PDI in the range of from 4.5 to about 7. In an embodiment of the present invention, the pulps have a resulting CMC PDI in the range of about 5.0 to about 6.5. As presented in Table 1, these relatively high PDI values are in contrast to the corresponding values for CMC derived from traditionally available pulps such as cotton fluff pulps, sulfite dissolving wood pulps (DWP), and traditional crosslinked kraft pulps, which have values PDI is usually 2 or less. When referred to herein, the PDI of the resulting CMC is the ratio of the weight average molecular weight of the CMC and the number average molecular weight of the CMC.

Без ограничения теорией авторы считают, что относительно высокие PDI простых эфиров согласно настоящему изобретению обусловлены по меньшей мере отчасти присоединением высокомолекулярных веществ к низкомолекулярным веществам вследствие сшивания, а не возникают, например, вследствие разложения целлюлозы. По сравнению с контрольной целлюлозной массы (см. таблицу 1 и таблицу 2), молекулы в сшитой целлюлозной массе согласно настоящему изобретению имеют увеличенную длину молекулярной цепи. В течение сшивания образуются более длинные, а не менее длинные молекулы. В данном отношении, при прочих равных условиях оказывается предпочтительным высокий PDI. Например, повышение молекулярной массы получаемого в результате простого эфира делает конечный продукт более прочным и более упругим даже при пониженной концентрации. Кроме того, такие получаемые в результате простые эфиры, имеющие повышенную средневесовую молекулярную массу, проявляют снижение вязкости при более высокой скорости сдвига, чем простые эфиры, имеющие меньший PDI.Without being limited by theory, we believe that the relatively high PDIs of the ethers of the present invention are due at least in part to the addition of high molecular weight substances to low molecular weight substances due to cross-linking and do not arise, for example, from cellulose decomposition. Compared to the control pulp (see Table 1 and Table 2), the molecules in the crosslinked pulp according to the present invention have an increased molecular chain length. During cross-linking, longer rather than shorter molecules are formed. In this regard, all other things being equal, a high PDI is preferable. For example, increasing the molecular weight of the resulting ether makes the final product stronger and more resilient even at lower concentrations. In addition, such resulting ethers having a higher weight average molecular weight exhibit a decrease in viscosity at higher shear rates than ethers having a lower PDI.

Значения водоудерживающей способностиWater holding capacity values

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют водоудерживающую способность (WRV) в диапазоне от приблизительно 0,8 г/г до приблизительно 1,0 г/г. Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют WRV в диапазоне от приблизительно 0,8 г/г до менее чем 1,0 г/г. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют WRV в диапазоне от приблизительно 0,8 г/г до менее чем 1,0 г/г и значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от 89% до 94%. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют WRV в диапазоне от приблизительно 0,8 г/г до менее чем 1,0 г/г и значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от 92% до 94%. Согласно варианту осуществления целлюлозная масса представляет собой сульфатную целлюлозную массу, имеющую WRV в диапазоне от приблизительно 0,8 г/г до менее чем 1,0 г/г и значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от 92% до 94%. Как описано в примере 10 и в таблице 7, целлюлозные массы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, полученные в примере 1, имеют WRV в диапазоне от приблизительно 0,8 г/г до менее чем 1,0 г/г.кроме того, такие целлюлозные массы имеют значение R18 целлюлозной массы в диапазоне от 92% до 94%. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 1, такие целлюлозные массы представляют собой сульфатные целлюлозные массы, полученные посредством сшивания при консистенции, составляющей более чем 30%. Такие целлюлозные массы отличаются от целлюлозных масс, сшитых при консистенции, составляющей менее чем 30%, которые, как правило, имеют значение R18, составляющее менее чем 92%, и значение WRV, составляющее более чем 1,1 г/г.In certain embodiments of the present invention, the pulps have a water retention value (WRV) ranging from about 0.8 g/g to about 1.0 g/g. In certain embodiments of the present invention, the pulps have a WRV ranging from about 0.8 g/g to less than 1.0 g/g. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a WRV ranging from about 0.8 g/g to less than 1.0 g/g and a pulp R18 value ranging from 89% to 94%. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a WRV ranging from about 0.8 g/g to less than 1.0 g/g and a pulp R18 value ranging from 92% to 94%. In an embodiment, the pulp is a kraft pulp having a WRV ranging from about 0.8 g/g to less than 1.0 g/g and a pulp R18 value ranging from 92% to 94%. As described in Example 10 and Table 7, the pulps in accordance with embodiments of the present invention produced in Example 1 have a WRV ranging from about 0.8 g/g to less than 1.0 g/g. In addition, such pulps have a pulp R18 value ranging from 92% to 94%. As discussed later herein with respect to Example 1, such pulps are kraft pulps produced by crosslinking at a consistency of greater than 30%. Such pulps differ from pulps crosslinked at a consistency of less than 30%, which typically have an R18 value of less than 92% and a WRV value of greater than 1.1 g/g.

Согласно варианту осуществления такие целлюлозные массы имеют вязкость CMC в диапазоне от 56 сП до 130 сП.In an embodiment, such pulps have a CMC viscosity ranging from 56 cP to 130 cP.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы представляют собой целлюлозные массы хлопкового пуха, такие как CLP, имеющие значение R18, составляющее 99% или более, и WRV в диапазоне от 0,6 г/г и 0,8 г/г. Как представлено в примере 10 и в таблице 7, сшитые CLP, полученные, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к образцам 3А и 3В в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, могут иметь относительно высокое значение R18, составляющее, например, 99% или более, и относительно низкое значение WRV, например, в диапазоне от 0,6 г/г до 0,8 г/г.According to an embodiment of the present invention, the pulps are cotton fluff pulps such as CLP having an R18 value of 99% or more and a WRV ranging from 0.6 g/g and 0.8 g/g. As presented in Example 10 and Table 7, cross-linked CLPs prepared as discussed later herein with respect to Samples 3A and 3B in accordance with embodiments of the present invention may have a relatively high R18 value of, for example, 99% or more, and a relatively low WRV value, for example in the range of 0.6 g/g to 0.8 g/g.

Имеющий высокую ценность продукт на основе целлюлозной массы с высокой вязкостью простого эфира и устойчивостью вязкости простого эфира может иметь меньшее значение WRV, чем исходная целлюлозная масса,A high value pulp product with high ether viscosity and stable ether viscosity may have a lower WRV than the original pulp,

Как указано выше, согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы представляют собой целлюлозные массы, подходящие для получения имеющих высокую вязкость простых эфиров и, как обсуждается далее в настоящем документе, имеющих высокую устойчивость высокой вязкости простых эфиров, причем целлюлозная масса имеет меньшее значение WRV, чем исходный материал на основе несшитой целлюлозной массы. Неожиданно было обнаружено, что из таких целлюлозных масс могут быть получены имеющие высокую вязкость простые эфиры с высокой устойчивостью вязкости даже при относительно низком значении WRV, таком как WRV ниже WRV исходного материала на основе целлюлозной массы, используемого для получения сшитых целлюлозных масс согласно настоящему изобретению. При том условии, что значение WRV сшитой целлюлозной массы является достаточно высоким, чтобы обеспечить превращение целлюлозной массы в имеющий высокую вязкость простой эфир, сшитая целлюлозная масса может иметь относительно низкое значение WRV, находящееся, например, в диапазоне от приблизительно 0,6 г/г до приблизительно 0,8 г/г. Без ограничения теорией авторы считают, что сшивание увеличивает реакционную способность целлюлозной массы, мерой которой является, например, образование растворимой CMC с ожидаемой степенью замещения (DS) на молекулярном уровне вследствие введения сшивающего вещества между молекулами целлюлозы и открытием молекулярной структуры.As stated above, in certain embodiments of the present invention, the pulps are pulps suitable for producing high viscosity ethers and, as discussed later herein, having high stability of high viscosity ethers, wherein the pulp has a lower WRV value, than the original material based on uncrosslinked cellulose pulp. Surprisingly, it has been found that such pulps can produce high viscosity ethers with high viscosity stability even at a relatively low WRV, such as a WRV below the WRV of the pulp starting material used to prepare the crosslinked pulps of the present invention. Provided that the WRV of the crosslinked pulp is high enough to convert the pulp to a high viscosity ether, the crosslinked pulp may have a relatively low WRV, for example, in the range of about 0.6 g/g to approximately 0.8 g/g. Without being limited by theory, we believe that crosslinking increases the reactivity of the cellulose pulp, as measured by, for example, the formation of soluble CMC with the expected degree of substitution (DS) at the molecular level due to the introduction of a crosslinker between the cellulose molecules and the opening of the molecular structure.

Содержание гемицеллюлозыHemicellulose content

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют содержание гемицеллюлозы, составляющее в пересчете на сухую массу приблизительно 6 мас. % или более (например, более чем или равное 10 мас. %, 15 мас. %, или 20 мас. %). Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют содержание гемицеллюлозы в диапазоне от приблизительно 6 мас. % в пересчете на сухую массу до приблизительно 30 мас. % в пересчете на сухую массу. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют содержание гемицеллюлозы в диапазоне от приблизительно 9 мас. % в пересчете на сухую массу до приблизительно 20 мас. % в пересчете на сухую массу. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют содержание гемицеллюлозы, составляющее приблизительно 15 мас. %.According to an embodiment of the present invention, the pulps have a hemicellulose content of approximately 6 wt. on a dry weight basis. % or more (for example, greater than or equal to 10 wt. %, 15 wt. %, or 20 wt. %). According to an embodiment of the present invention, the pulps have a hemicellulose content ranging from about 6 wt. % based on dry weight to approximately 30 wt. % in terms of dry weight. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a hemicellulose content ranging from about 9 wt. % based on dry weight to approximately 20 wt. % in terms of dry weight. According to an embodiment of the present invention, the pulps have a hemicellulose content of approximately 15 wt. %.

Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к способам согласно настоящему изобретению, содержание гемицеллюлозы представляет собой один из параметров общей эффективности переработки целлюлозной массы. Вообще говоря, целлюлозные массы, имеющие более высокое содержание гемицеллюлозы (определяемое в настоящей заявке как суммарное содержание ксилана и маннана), проявляют более высокие выходы вследствие увеличения объема, обеспечиваемого гемицеллюлозой. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 11 и таблице 8, целлюлозные массы в соответствии с настоящим изобретением, полученные способами согласно настоящему изобретению, имеют относительно высокий содержание гемицеллюлозы, составляющее, например, более чем 6 мас. %. Как описано, целлюлозные массы, сшитые при консистенции, составляющей более чем 30%, например, с применением способов, описанных далее в настоящем документе по отношению к примеру 1, имеют содержание гемицеллюлозы, составляющее более чем 6 мас. %. В частности, целлюлозные массы, полученные с применением способов для образца 2А, имеют содержание гемицеллюлозы, составляющее приблизительно 16 мас. %.As discussed later herein in relation to the methods of the present invention, hemicellulose content is one parameter of the overall efficiency of pulp processing. Generally speaking, pulps having higher hemicellulose content (defined herein as the sum of xylan and mannan) exhibit higher yields due to the increased volume provided by the hemicellulose. As discussed later herein with respect to Example 11 and Table 8, the pulps of the present invention, produced by the methods of the present invention, have a relatively high hemicellulose content, for example, greater than 6 wt. %. As described, pulps crosslinked at a consistency of greater than 30%, for example, using the methods described later herein with respect to Example 1, have a hemicellulose content of greater than 6 wt. %. In particular, the pulps obtained using the methods for sample 2A have a hemicellulose content of approximately 16 wt. %.

Согласно варианту осуществления целлюлозная масса представляет собой сульфатную целлюлозную массу. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к способам согласно настоящему изобретению, сульфатная переработка целлюлозной массы, вообще говоря, не приводит к значительному уменьшению содержания гемицеллюлозы по сравнению с содержанием гемицеллюлозы в исходном материале. Посредством применения модифицированного сульфатного способа, включающего сшивание при высокой консистенции, сшитые целлюлозные массы согласно настоящему изобретению имеют, например, высокое содержание гемицеллюлозы (и соответствующий объем целлюлозной массы, что связано с высоким содержанием гемицеллюлозы), а также высокое значение R18. В данном отношении, такие целлюлозные массы являются подходящими для получения высокосортных продуктов на основе простых эфиров целлюлозы при относительно низких затратах.In an embodiment, the pulp is kraft pulp. As discussed later herein with respect to the methods of the present invention, kraft processing of pulp generally does not result in a significant reduction in hemicellulose content compared to the hemicellulose content of the starting material. By using a modified kraft process involving high consistency crosslinking, the crosslinked pulps of the present invention have, for example, a high hemicellulose content (and corresponding pulp volume, which is associated with a high hemicellulose content) as well as a high R18 value. In this regard, such pulps are suitable for producing high-grade cellulose ether products at relatively low cost.

Хотя в настоящем документе обсуждаются сульфатные целлюлозные массы, следует понимать, что целлюлозные массы согласно настоящему изобретению представляют собой и другие сшитые целлюлозные массы, такие как CLP, соломенные целлюлозные массы и т.д.Although kraft pulps are discussed herein, it should be understood that the pulps of the present invention include other cross-linked pulps such as CLP, straw pulps, etc.

Средневзвешенная молекулярная массаWeighted average molecular weight

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы имеют средневзвешенную молекулярную массу получаемой в результате CMC, составляющую более чем приблизительно 800 килодальтон (кДа), в том числе составляющую более чем или равную 1000 кДа, 1500 кДа, 2000 кДа. Согласно варианту осуществления целлюлозная масса имеет средневзвешенную молекулярную массу получаемой в результате CMC в диапазоне от приблизительно 900 кДа до приблизительно 4000 кДа. Согласно варианту осуществления целлюлозная масса имеет средневзвешенную молекулярную массу получаемой в результате CMC в диапазоне от приблизительно 1000 кДа до приблизительно 2500 кДа.According to an embodiment of the present invention, the pulps have a weight average molecular weight of the resulting CMC of greater than about 800 kilodaltons (kDa), including greater than or equal to 1000 kDa, 1500 kDa, 2000 kDa. In an embodiment, the pulp has a weight average molecular weight of the resulting CMC ranging from about 900 kDa to about 4000 kDa. In an embodiment, the pulp has a weight average molecular weight of the resulting CMC ranging from about 1000 kDa to about 2500 kDa.

Как представлено в таблице 1, CMC, полученные из целлюлозных масс в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, имеют средневзвешенные молекулярные массы, составляющие более чем 800 кДа, в том числе более чем 1000 кДа и более чем 2000 кДа. В этом заключается отличие от CMC, полученных из традиционных доступных целлюлозных масс, таких как CLP, сульфитные целлюлозные массы DWP и традиционные сульфатные целлюлозные массы. См. также таблицу 1.As presented in Table 1, CMCs obtained from pulps in accordance with embodiments of the present invention have weight average molecular weights of greater than 800 kDa, including greater than 1000 kDa and greater than 2000 kDa. This is in contrast to CMCs derived from traditional available pulps such as CLP, DWP kraft pulps and traditional kraft pulps. See also Table 1.

Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к PDI получаемой в результате CMC, увеличение средневзвешенной молекулярной массы CMC, полученной с применением способов в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, происходит вследствие сшивания целлюлозных масс. Как также обсуждается в настоящем документе по отношению к PDI получаемой в результате CMC, такое увеличение средневзвешенной молекулярной массы обеспечивает более высокую прочность, упругость и потерю вязкости под действием сдвига для получаемой в результате CMC по сравнению с CMC, полученными из целлюлозной массы, имеющей меньшую молекулярную массу.As discussed later herein with respect to PDI resulting from CMC, the increase in the weight average molecular weight of CMC produced using methods in accordance with embodiments of the present invention occurs due to cross-linking of the pulps. As also discussed herein with respect to the PDI of the resulting CMC, this increase in weight average molecular weight provides higher strength, resiliency, and shear loss for the resulting CMC compared to CMCs derived from lower molecular weight pulp. mass.

Сшивающие веществаCrosslinkers

Целлюлозные массы согласно настоящему изобретению содержат сшитые целлюлозные волокна, содержащие сшивающее вещество, связанное с одним или несколькими целлюлозными волокнами.The pulps of the present invention contain crosslinked cellulose fibers containing a crosslinking agent associated with one or more cellulose fibers.

Согласно варианту осуществления сшивающее вещество образует простоэфирную связь с одним или несколькими целлюлозными волокнами. Как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к способам согласно настоящему изобретению, такие простоэфирные сшивающие связи, как правило, оказываются более прочными, чем другие определенные сшивающие связи, такие как ионные сшивающие связи и/или сложноэфирные сшивающие связи. Такие более прочные сшивающие связи, как правило, оказываются более устойчивыми в реакциях при последующей переработке целлюлозной массы, таких как реакции образования простых эфиров.In an embodiment, the crosslinker forms an ether linkage with one or more cellulose fibers. As discussed later herein with respect to the methods of the present invention, such ether crosslinks are generally stronger than other specific crosslinks, such as ionic crosslinks and/or ester crosslinks. These stronger cross-links tend to be more stable in reactions during subsequent pulp processing, such as ether formation reactions.

Согласно варианту осуществления сшивающее вещество присутствует в массовом соотношении с другими компонентами целлюлозной массы, которое составляет более чем или равняется 2:100, составляет более чем или равняется 3:100, составляет более чем или равняется 5:100, или составляет более чем другое подходящее нижнее пороговое значение или равняется ему. Верхнее пороговое значение может представлять собой максимальное количество сшивающего вещества, которое может быть использовано без того, чтобы становилась нерастворимой в воде CMC, получаемая в результате из целлюлозной массы.In an embodiment, the crosslinking agent is present in a weight ratio to other components of the pulp that is greater than or equal to 2:100, greater than or equal to 3:100, greater than or equal to 5:100, or greater than or equal to another suitable lower threshold value or equal to it. The upper threshold value may be the maximum amount of crosslinker that can be used without the resulting pulp CMC becoming water insoluble.

Подходящие сшивающие вещества представляют собой простые эфиры, такие как глицидиловые простые эфиры, содержащие две или более глицидиловых групп. Например, сшивающее вещество может содержать первую глицидиловую группу, вторую глицидиловую группу и цепочку из трех или четырех атомов углеродов между первой и второй глицидиловыми группами. Согласно варианту осуществления сшивающее вещество включает три или более глицидиловых групп. В качестве дополнения или в качестве альтернативы, сшивающее вещество может иметь средневзвешенную молекулярную массу, составляющую менее чем или равную 500 (например, находящуюся в пределах диапазона от 174 до 500). Кроме того, когда сшивающее вещество представляет собой эпоксид, сшивающее вещество может иметь в расчете на эпоксидную группу массу, составляющую менее чем или равную до 175 (например, находящуюся в пределах диапазона от 140 до 175). Сшивающее вещество может иметь вязкость, составляющую менее чем или равную 500 сП при 25°С. Согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления сшивающее вещество является по меньшей мере частично нерастворимым в воде. Это свойство может быть пригодным для применения, например, в целях улучшения контакта между сшивающим веществом и целлюлозными волокнами в течение реакции сшивания. Конкретные примеры подходящих сшивающих веществ представляют собой, помимо прочих, триглицидиловый эфир триметилолэтана, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола, диглицидиловый эфир глицерина, диглицидиловый эфир неопентилгликоля, полиглицидиловый эфир глицерина, триглицидиловый эфир глицерина, диглицидиловый эфир этиленгликоля и триглицидиловый эфир триметилолпропана.Suitable cross-linking agents are ethers, such as glycidyl ethers containing two or more glycidyl groups. For example, the crosslinker may contain a first glycidyl group, a second glycidyl group, and a chain of three or four carbon atoms between the first and second glycidyl groups. In an embodiment, the crosslinking agent includes three or more glycidyl groups. Additionally or alternatively, the cross-linking agent may have a weight average molecular weight of less than or equal to 500 (eg, within the range of 174 to 500). In addition, when the crosslinking agent is an epoxy, the crosslinking agent may have a weight per epoxy group of less than or equal to 175 (eg, within the range of 140 to 175). The crosslinking agent may have a viscosity of less than or equal to 500 cP at 25°C. In at least some embodiments, the crosslinking agent is at least partially water insoluble. This property may be useful, for example, to improve the contact between the crosslinking agent and the cellulose fibers during the crosslinking reaction. Specific examples of suitable cross-linking agents include, but are not limited to, trimethylolethane triglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, and trimethylolpropane triglycidyl ether.

Методы исследования получаемой CMCMethods for studying the resulting CMC

Во всем тексте настоящего описания свойства целлюлозной массы могут быть охарактеризованы в отношении свойств «получаемой в результате СМС». Они представляют собой свойства CMC, для получения которой может быть использована целлюлозная масса, причем CMC служит здесь в качестве представительного примера производного целлюлозы. Следует понимать, что CMC представляет собой не только производное целлюлозы, для получения которого могут быть использованы целлюлозные массы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Свойства CMC, получаемой из данной целлюлозной массы, описанной в настоящем документе, определяют посредством следующей процедуры. Дополнительные подробности в отношении этой процедуры можно найти в работе Т. P. Nevell и S. Zeronian, «Химия целлюлозы и ее приложения», глава 15 «Простые эфиры целлюлозы» (1985 г.), которая во всей своей полноте включена в настоящий документ посредством ссылки.Throughout this specification, the properties of the pulp may be characterized in terms of the properties of the “resulting SMS”. These represent the properties of CMC to which cellulose pulp may be used, CMC being used here as a representative example of a cellulose derivative. It should be understood that CMC is not the only cellulose derivative for which pulps may be used in accordance with embodiments of the present invention. The properties of the CMC obtained from a given pulp described herein are determined through the following procedure. Additional details regarding this procedure can be found in T. P. Nevell and S. Zeronian, Cellulose Chemistry and Applications, Chapter 15, Cellulose Ethers (1985), which is incorporated herein in its entirety. via link.

Сначала у CMC определяют степень замещения (DS). Если DS у CMC составляет по меньшей мере 1,0, выполняют операции, указанные ниже. Если DS у CMC составляет менее чем или равняется 1,0, выполняют операции, указанные ниже, но используют 2,73 г (вместо 3,6 г) монохлоруксусной кислоты (МСА).First, the degree of substitution (DS) is determined for the CMC. If the CMC's DS is at least 1.0, perform the operations below. If the DS of CMC is less than or equal to 1.0, perform the steps below, but use 2.73 g (instead of 3.6 g) monochloroacetic acid (MCA).

Суспендируют 3 г высушенной в печи (распушенной) целлюлозной массы, содержащей приблизительно 92 мас. % твердых веществ, в 80 мл изопропанола. Добавляют 8,0 мл водного раствора 30 мас. % NaOH в течение трехминутного периода. Перемешивают суспензию в течение 1 часа при 20°С. Добавляют 2,73 г МСА (в форме 15,2 мл раствора 20,7 мас. % МСА в изопропаноле) в течение трехминутного периода. Повышают температуру до 55°С в течение 25 минут и продолжают перемешивание в течение 3,5 часов. Отфильтровывают полученную в результате волокнистую CMC и промывают, используя 100 мл водного раствора 70 об. % этанола. Доводят образец до нейтрального состояния (рН 7,0) уксусной кислотой и затем осуществляют фильтрование. Повторно промывают отфильтрованный осадок, используя 100 мл водного раствора 70 об. % этанола, при 20°С и осуществляют фильтрование. Повторяют промывание и фильтрование, используя еще один раз 100 мл водного раствора 70 об. % этанола, при 20°С, а затем осуществляют еще три промывания, используя 100% денатурированный этанол, при 20°С. Высушивают образец на воздухе до содержания от 70 до 85% твердых веществ. Растворяют высушенные на воздухе волокна CMC в деионизированной воде при интенсивном перемешивании, используя смеситель Waring и осуществляя три цикла перемешивания, причем продолжительность каждого перемешивания составляет одну минуту, и получая раствор 0,5 мас. %.Suspend 3 g of oven-dried (fluff) pulp containing approximately 92 wt. % solids, in 80 ml isopropanol. Add 8.0 ml of an aqueous solution of 30 wt. % NaOH over a three minute period. Stir the suspension for 1 hour at 20°C. Add 2.73 g of MSA (in the form of a 15.2 ml solution of 20.7 wt.% MSA in isopropanol) over a three-minute period. Raise the temperature to 55°C for 25 minutes and continue stirring for 3.5 hours. The resulting fibrous CMC is filtered and washed using 100 ml of a 70 vol aqueous solution. % ethanol. The sample is brought to a neutral state (pH 7.0) with acetic acid and then filtered. The filtered precipitate is washed again using 100 ml of an aqueous solution of 70 vol. % ethanol, at 20°C and filter. Repeat washing and filtering, using once more 100 ml of a 70 vol aqueous solution. % ethanol, at 20°C, and then carry out three more washes using 100% denatured ethanol, at 20°C. Air dry the sample to 70 to 85% solids. Dissolve the air-dried CMC fibers in deionized water with vigorous stirring using a Waring mixer and performing three stirring cycles, each stirring lasting one minute, to obtain a solution of 0.5 wt. %.

Исследуют раствор 0,5 мас. % CMC, используя вискозиметр Брукфильда, оборудованный шпинделем №2, при скорости вращения 50 об/мин и температуре 20°С согласно стандартному методу ASTM D2196-99, чтобы определить вязкость получаемой в результате CMC.A solution of 0.5 wt. is examined. % CMC using a Brookfield viscometer equipped with a No. 2 spindle at 50 rpm and 20°C according to ASTM Standard Method D2196-99 to determine the viscosity of the resulting CMC.

Продукты на основе простых эфиров целлюлозыCellulose ether products

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен продукт на основе простого эфира целлюлозы, представляющий собой сшитый простой эфир целлюлозы и имеющий вязкость, составляющую более чем приблизительно 56 сП. Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют вязкость, составляющую 90 сП. Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют вязкость в диапазоне от приблизительно 100 сП до приблизительно 400 сП. Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют в диапазоне от 90 сП до 130 сП, как представлено в таблице 1 и обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примеру 1. Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют вязкость, составляющую от приблизительно 100 сП до приблизительно 300 сП, как представлено в таблице 2 и обсуждается далее в настоящем документе по отношению к примерам 2 и 3.According to another aspect of the present invention, there is provided a cellulose ether product that is a cross-linked cellulose ether and has a viscosity of greater than about 56 cP. In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention have a viscosity of 90 cP. In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention have a viscosity ranging from about 100 cP to about 400 cP. In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention range from 90 cP to 130 cP, as presented in Table 1 and discussed later herein with respect to Example 1. In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention The invention have a viscosity ranging from about 100 cP to about 300 cP, as presented in Table 2 and discussed later herein in relation to Examples 2 and 3.

Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы образуется из целлюлозной массы согласно настоящему изобретению. Как обсуждается далее в настоящем документе, согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения целлюлозные массы представляют собой недорогостоящие целлюлозные массы, такие как сульфатные целлюлозные массы. Как обсуждается далее в настоящем документе, вследствие определенных аспектов способов согласно настоящему изобретению, таких как сшивание при высокой консистенции, и в результате определенных свойств целлюлозных массы согласно настоящему изобретению, таких как значения R18 целлюлозной массы, водоудерживающей способности и других параметров, такие целлюлозные массы являются подходящими для получения высокосортных имеющих высокую вязкость продукты на основе простых эфиров целлюлозы.In an embodiment, a cellulose ether product is formed from the pulp of the present invention. As discussed later herein, in certain embodiments of the present invention, the pulps are inexpensive pulps, such as kraft pulps. As discussed later herein, due to certain aspects of the methods of the present invention, such as high consistency crosslinking, and as a result of certain properties of the pulps of the present invention, such as pulp R18 values, water holding capacity, and other parameters, such pulps are suitable for the production of high-grade, high-viscosity products based on cellulose ethers.

Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы представляет собой сшитую CMC. Хотя в настоящем документе обсуждается CMC, следует понимать, что продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению могут представлять собой и другие продукты на основе простых эфиров целлюлозы. Соответственно, согласно варианту осуществления сшитый продукт на основе простого эфира целлюлозы выбран из группы, которую составляют сшитая метил целлюлоз а, сшитая CMC, сшитая гидроксипропилметилцеллюлоза, сшитая гидроксиэтилцеллюлоза и их сочетания.In an embodiment, the cellulose ether product is cross-linked CMC. Although CMC is discussed herein, it should be understood that the cellulose ether products of the present invention may be other cellulose ether products. Accordingly, in an embodiment, the crosslinked cellulose ether product is selected from the group consisting of crosslinked methyl cellulose, crosslinked CMC, crosslinked hydroxypropyl methylcellulose, crosslinked hydroxyethylcellulose, and combinations thereof.

Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют средневзвешенную молекулярную массу, составляющую более чем приблизительно 800 кДа, в том числе составляющую более чем или равную 1000 кДа, 1500 кДа, 2000 кДа. Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы имеет средневзвешенную молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 900 кДа до приблизительно 4000 кДа. Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы имеет средневзвешенную молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 1000 кДа до приблизительно 2500 кДа.In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention have a weight average molecular weight of greater than about 800 kDa, including greater than or equal to 1000 kDa, 1500 kDa, 2000 kDa. In an embodiment, the cellulose ether product has a weight average molecular weight ranging from about 900 kDa to about 4000 kDa. In an embodiment, the cellulose ether product has a weight average molecular weight ranging from about 1000 kDa to about 2500 kDa.

Согласно определенным вариантам осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют PDI, составляющий более чем или равный приблизительно 3. Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют PDI, составляющий более чем или равный приблизительно 4,5. Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют PDI в диапазоне от 4,5 до приблизительно 7. Согласно варианту осуществления продукты на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению имеют PDI в диапазоне от приблизительно 5,0 до приблизительно 6,5.In certain embodiments, the cellulose ether products of the present invention have a PDI of greater than or equal to about 3. In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention have a PDI of greater than or equal to about 4.5. In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention have a PDI in the range of 4.5 to about 7. In an embodiment, the cellulose ether products of the present invention have a PDI in the range of about 5.0 to about 6.5 .

Как обсуждается далее в настоящем документе, относительно высокие значения средневзвешенной молекулярной массы и PDI продуктов на основе простых эфиров целлюлозы согласно настоящему изобретению обеспечивают повышенную прочность, упругость и уменьшение вязкости при сдвиге по сравнению с простыми эфирами целлюлозы, такими как простые эфиры целлюлозы, полученные из определенных традиционных целлюлозных масс, имеющих менее высокие значения молекулярной массы и PDI.As discussed later herein, the relatively high weight average molecular weight and PDI of the cellulose ether products of the present invention provide increased strength, resilience, and reduced shear viscosity compared to cellulose ethers, such as cellulose ethers derived from certain traditional pulps having lower molecular weight and PDI values.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения продукты на основе простых эфиров целлюлозы имеют содержание гемицеллюлозы, составляющее приблизительно 2 мас. % в пересчете на сухую массу или более (например, более чем 6 мас. %, более чем 10 мас. % и т.д.). Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы имеет содержание гемицеллюлозы в диапазоне от приблизительно 2,5 мас. % в пересчете на сухую массу до приблизительно 20 мас. % в пересчете на сухую массу. Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы имеют содержание гемицеллюлозы в диапазоне от приблизительно 2 мас. % в пересчете на сухую массу до приблизительно 8 мас. % в пересчете на сухую массу. Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы имеют содержание гемицеллюлозы, составляющее приблизительно 12 мас. %. Как обсуждается далее в настоящем документе, такое относительно высокое содержание гемицеллюлозы придает объем продукту на основе простого эфира целлюлозы.According to an embodiment of the present invention, cellulose ether products have a hemicellulose content of approximately 2 wt. % based on dry weight or more (for example, more than 6 wt.%, more than 10 wt.%, etc.). In an embodiment, the cellulose ether product has a hemicellulose content ranging from about 2.5 wt. % based on dry weight to approximately 20 wt. % in terms of dry weight. In an embodiment, the cellulose ether product has a hemicellulose content ranging from about 2 wt. % based on dry weight to approximately 8 wt. % in terms of dry weight. In an embodiment, the cellulose ether product has a hemicellulose content of approximately 12 wt. %. As discussed later herein, this relatively high hemicellulose content imparts bulk to the cellulose ether product.

Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы представляет собой CMC и имеет содержание гемицеллюлозы в диапазоне от приблизительно 10 мас. % до приблизительно 15 мас. %. Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы представляет собой CMC и имеет содержание гемицеллюлозы, составляющее приблизительно 12 мас. %.In an embodiment, the cellulose ether product is CMC and has a hemicellulose content ranging from about 10 wt. % to approximately 15 wt. %. In an embodiment, the cellulose ether product is CMC and has a hemicellulose content of approximately 12 wt. %.

Согласно варианту осуществления продукт на основе простого эфира целлюлозы представляет собой метилцеллюлозу (МС), такую как гидроксипропилметилцеллюлоза (НРМС), и имеет содержание гемицеллюлозы в диапазоне от приблизительно 2 мас. % до приблизительно 8 мас. %.In an embodiment, the cellulose ether product is methylcellulose (MC), such as hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), and has a hemicellulose content ranging from about 2 wt. % to approximately 8 wt. %.

Смешанные целлюлозные массыMixed pulps

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предложены смешанные целлюлозные массы, содержащие целлюлозную массу согласно настоящему изобретению и вторую целлюлозную массу. Согласно любому варианту осуществления вторая целлюлозная масса представляет собой несшитую целлюлозную массу.According to another aspect of the present invention, mixed pulps are provided comprising pulp according to the present invention and a second pulp. In any embodiment, the second pulp is uncrosslinked pulp.

Согласно варианту осуществления смешанная целлюлозная масса содержит сшитую целлюлозную массу согласно настоящему изобретению в количестве, составляющем более чем 25 мас. %, более чем 50 мас. % и более чем 75 мас. %.According to an embodiment, the mixed pulp contains cross-linked pulp according to the present invention in an amount of more than 25 wt. %, more than 50 wt. % and more than 75 wt. %.

Согласно варианту осуществления смешанные целлюлозные массы согласно настоящему изобретению могут быть охарактеризованы количеством волокон, остающихся нерастворенными после введения в контакт с растворителем, таким как комплекс меди и этилендиамина (CuEn). Согласно варианту осуществления смешанные целлюлозные массы содержат более чем 10 мас. %, более чем 15 мас. %, более чем 20 мас. %, более чем 30 мас. % материала, остающегося нерастворенными после введения в контакт с CuEn. Рассмотрим, например, таблицу 10 и пример 13.In an embodiment, the blended pulps of the present invention can be characterized by the amount of fiber remaining undissolved after contact with a solvent such as copper ethylenediamine complex (CuEn). According to an embodiment, the mixed pulps contain more than 10 wt. %, more than 15 wt. %, more than 20 wt. %, more than 30 wt. % of material remaining undissolved after contact with CuEn. Consider, for example, table 10 and example 13.

Как также представлено в таблице 10 и пример 13, смешанные целлюлозные массы согласно настоящему изобретению имеют более высокую степень извитости и излома, чем целлюлозные массы, в которых отсутствуют целлюлозные массы согласно настоящему изобретению. Кроме того, такая степень извитости и излома, как правило, оказывается пропорциональной содержанию сшитой целлюлозной массы согласно настоящему изобретению, присутствующей в смеси. Более высокая степень извитости и излома может оказаться желательной, например, для увеличения доступности волокон в течение реакций образования производных.As also presented in Table 10 and Example 13, the blended pulps of the present invention have a higher degree of crimp and fracture than pulps that do not contain the pulps of the present invention. Moreover, this degree of crimp and fracture will generally be proportional to the content of the crosslinked pulp of the present invention present in the mixture. A higher degree of crimp and kink may be desirable, for example, to increase the accessibility of the fibers during derivatization reactions.

Соответственно, согласно варианту осуществления настоящего изобретения предложена смешанная целлюлозная масса, содержащая первую целлюлозную массу согласно любому из вариантов осуществления настоящего изобретения, имеющую первую величину излома волокна; и вторую целлюлозную массу, имеющую вторую величину излома волокна, которая отличается от первой величины излома волокна. Согласно варианту осуществления величина излома волокна представляет собой количество перегибов на метр. См., например, таблица 10. Согласно другому варианту осуществления значение представляет собой угол излома. См. также таблицу 10.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, there is provided a mixed pulp comprising a first pulp according to any one of the embodiments of the present invention having a first fiber break value; and a second pulp having a second fiber break value that is different from the first fiber break value. In an embodiment, the fiber kink amount is the number of kinks per meter. See, for example, Table 10. According to another embodiment, the value is a kink angle. See also table 10.

Согласно варианту осуществления первая целлюлозная масса имеет первое значение R18 целлюлозной массы, и вторая целлюлозная масса имеет второе значение R18 целлюлозной массы, которое отличается от первого значения R18 целлюлозной массы. Согласно следующему варианту осуществления первая целлюлозная масса является частично растворимой в CuEn. Согласно определенным вариантам осуществления первая целлюлозная масса является нерастворимой в CuEn.In an embodiment, the first pulp has a first pulp value R18, and the second pulp has a second pulp value R18 that is different from the first pulp value R18. According to a further embodiment, the first cellulose pulp is partially soluble in CuEn. In certain embodiments, the first pulp is insoluble in CuEn.

ПримерыExamples

Пример 1Example 1

Сшитые при высокой консистенции целлюлозные массы и полученная из них карбоксиметилцеллюлозаCellulose masses cross-linked at high consistency and carboxymethylcellulose obtained from them

В настоящем примере продемонстрирован улучшенный способ сшивания целлюлозных масс, который включает применение предназначенных для высокой консистенции смесителей, таких как смесители Andritz™ и Loedige™, для получения имеющей очень высокую вязкость целлюлозной массы из хвойной и лиственной древесной целлюлозной массы. Имеющая высокую вязкость целлюлозная масса может заменять дорогостоящую имеющую высокую вязкость CLP или древесную целлюлозную массу на рынке приложений производных целлюлозы. Кроме того, для соответствующих реакторов высокой консистенции может значительно сокращаться расход химических реагентов.This example demonstrates an improved process for crosslinking pulps that involves the use of high consistency mixers, such as Andritz™ and Loedige™ mixers, to produce very high viscosity pulps from softwood and hardwood pulps. High viscosity pulp can replace expensive high viscosity CLP or wood pulp in the cellulose derivative applications market. In addition, for suitable high-consistency reactors, the consumption of chemical reagents can be significantly reduced.

Как обсуждается далее в настоящем документе, с экспериментальными образцами 2А-2С были сопоставлены имеющаяся в продаже CLP, сульфитная целлюлозная масса DWP, полученная согласно патенту США №9,771,687, который во всей своей полноте включен в настоящий документ посредством ссылки, и имеющаяся в продаже целлюлозная масса NB416. Как представлено в таблице 1, образцы 2А-2С имеют высокие концентрации гемицеллюлозы, высокие средневзвешенные молекулярные массы, высокие PDI и высокие значения вязкости получаемой в результате CMC по сравнению с традиционными доступными целлюлозными массами.As discussed later herein, commercially available CLP, DWP sulfite pulp produced by U.S. Patent No. 9,771,687, which is incorporated herein by reference in its entirety, and commercially available pulp were compared to Experimental Samples 2A-2C NB416. As presented in Table 1, Samples 2A-2C have high hemicellulose concentrations, high weight average molecular weights, high PDIs, and high resulting CMC viscosities compared to conventionally available pulps.

Образец 2АSample 2A

Исходный материал для получения сшитой целлюлозной массы в этом примере представляла собой высушенная активированная целлюлозная масса NB416 с завода New Bern (International Paper Company). Целлюлозную массу диспергировали в воде, используя гидроразбиватель, при содержании 5% твердых веществ и температуре 90°С (нагревание посредством пара), с получением суспензии, которую разбавляли до содержания 4 мас. % твердых веществ в питающем резервуаре. Полученную в результате суспензию прессовали на двухсеточном прессе до содержания 40 мас. % твердых веществ. После двухсеточного пресса при температуре, составляющей приблизительно 65°С, целлюлозную массу подвергали измельчению на штифтовой мельнице в поточном режиме. Теплую целлюлозную массу направляли в смеситель высокой консистенции Andritz™ при скорости 10 кг сухой массы в минуту и одновременно смешивали с водным раствором 5 мас. % NaOH (20 мас. %) и водной эмульсией Heloxy 48 (80 мас. %), используя шестеренчатый насос. Эмульсию Heloxy 48 получали посредством смешивания Heloxy 48 с деионизированной водой в процессе перемешивания при высокой скорости, используя смеситель или миксер). Эмульсионную форму Heloxy 48 получали, смешивая Heloxy 48 с деионизированной водой в процессе перемешивания при высокой скорости. Добавки NaOH и Heloxy 48 в высушенную в печи целлюлозную массу составляли 2 мас. % и 5 мас. % соответственно. Целлюлозную массу, смешанную с химическими веществами, обрабатывали паром при поддержании температуры приблизительно на уровне 75°С и выпускали в цилиндрический накопитель, в котором температуру поддерживали на уровне 75°С, используя пар. Смесь целлюлозной массы в цилиндрическом накопителе имела консистенцию, составляющую приблизительно от 30% до 38%, и продолжительность пребывания целлюлозной массы в цилиндрическом накопителе составляла 60 минут. После пребывания в течение 60 минут целлюлозную массу выпускали из цилиндрического накопителя при скорости, составляющей 10 кг сухой массы в минуту, и собирали в резервуар для нейтрализации уксусной кислотой при рН от 4,5 до 5,0, консистенции целлюлозной массы 3% и температуре от 10 до 15°С. Нейтрализованную целлюлозную массу прессовали до содержания приблизительно 40% твердых веществ для последующей обработки (изготовление рулонов на бумагоделательной машине при плотности листа от 0,50 г/см3 до 0,80 г/см3 и высушивание на воздухе в форме хлопьев для лабораторных исследований). Эта целлюлозная масса имела значение R18 целлюлозной массы, составляющее 93%.The crosslinked pulp starting material in this example was dried activated pulp NB416 from New Bern (International Paper Company). The pulp was dispersed in water using a pulper at 5% solids and 90° C. (steam heating) to produce a slurry which was diluted to 4 wt. % solids in feed tank. The resulting suspension was pressed on a double-grid press to a content of 40 wt. % solids. After a double screen press at a temperature of approximately 65° C., the pulp was subjected to in-line pin milling. The warm pulp was fed into an Andritz™ high consistency mixer at a speed of 10 kg dry pulp per minute and simultaneously mixed with an aqueous solution of 5 wt. % NaOH (20 wt.%) and aqueous emulsion Heloxy 48 (80 wt.%) using a gear pump. Heloxy 48 emulsion was prepared by mixing Heloxy 48 with deionized water while mixing at high speed using a mixer or mixer). The emulsion form of Heloxy 48 was prepared by mixing Heloxy 48 with deionized water while stirring at high speed. The additions of NaOH and Heloxy 48 to the oven-dried cellulose mass were 2 wt. % and 5 wt. % respectively. The pulp mixed with chemicals was treated with steam while maintaining the temperature at approximately 75°C and discharged into a cylindrical storage tank in which the temperature was maintained at 75°C using steam. The pulp mixture in the cylinder had a consistency of approximately 30% to 38%, and the residence time of the pulp in the cylinder was 60 minutes. After a residence time of 60 minutes, the pulp was released from the cylindrical storage tank at a rate of 10 kg dry pulp per minute and collected in a tank for neutralization with acetic acid at a pH of 4.5 to 5.0, a pulp consistency of 3% and a temperature of 10 to 15°C. The neutralized pulp was compressed to approximately 40% solids for subsequent processing (paper machine rolls at a sheet density of 0.50 g/ cm3 to 0.80 g/ cm3 and air dried into flakes for laboratory testing) . This pulp had a pulp R18 value of 93%.

Образец CMC получали из сшитой целлюлозной массы, как описано в других разделах настоящего документа. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC составляла 128 сП (DS 0,95 в результате применения 8 мл водного раствора 30 мас. % NaOH и 2,73 г МСА, как описано в других разделах настоящего документа). Все значения вязкости CMC определяли, используя вискозиметр Брукфильда, оборудованный шпинделем №2, при скорости 50 об/мин. Исходная целлюлозная масса NB416 обеспечивала вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS 0,95), составляющую приблизительно 33 сП.The CMC sample was prepared from crosslinked pulp as described elsewhere in this document. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC was 128 cP (DS 0.95 using 8 mL aqueous solution of 30 wt % NaOH and 2.73 g MSA as described elsewhere in this document). All CMC viscosity values were determined using a Brookfield viscometer equipped with a No. 2 spindle at 50 rpm. The original cellulose mass NB416 provided a solution viscosity of 0.5 wt. % CMC (DS 0.95) of approximately 33 cP.

Образцы CMC для гельпроникающей хроматографии (ГПХ) получали в форме водных растворов с концентрацией, составляющей приблизительно 0,5 мг/мл. Вследствие относительно высокой вязкости растворов 10 мл полученных растворов разбавляли до 25 мл сверхчистой водой. Это соответствовало концентрации образцов, составляющей приблизительно 2 мг/мл. После разбавления прозрачные растворы фильтровали через нейлоновые мембраны с размером отверстий 1 мкм. Каждый раствор образца CMC впрыскивали по два раза. Средняя молекулярная масса, средневзвешенная молекулярная масса (Mw) и молекулярно-массовое распределение (MWD) или PDI исследованных образцов представлены в таблице 1.CMC samples for gel permeation chromatography (GPC) were prepared in the form of aqueous solutions with a concentration of approximately 0.5 mg/ml. Due to the relatively high viscosity of the solutions, 10 ml of the resulting solutions were diluted to 25 ml with ultrapure water. This corresponded to a sample concentration of approximately 2 mg/mL. After dilution, clear solutions were filtered through 1-μm nylon membranes. Each CMC sample solution was injected twice. The average molecular weight, weighted average molecular weight ( Mw ) and molecular weight distribution (MWD) or PDI of the studied samples are presented in Table 1.

MWD раствора CMC для описанного выше образца 2А и описанных ниже образцов 2В, 2С, 3А-3С и 4А-4С анализировали методом гельпроникающей хроматографии в сочетании с многоугловым светорассеянием (ГПХ-МУСР).The MWD of the CMC solution for sample 2A described above and samples 2B, 2C, 3A-3C and 4A-4C described below were analyzed by gel permeation chromatography coupled with multi-angle light scattering (GPC-MALS).

Экспериментальная установка ГПХ имела следующий состав:The experimental GPC setup had the following composition:

Оборудование:Equipment:

• Разделительный модуль Alliance 2695 (Waters)• Alliance 2695 separator module (Waters)

• Детектор показателя преломления 2414 (Waters)• Refractive Index Detector 2414 (Waters)

• Лазерный фотометр Dawn-HELEOS (Wyatt Technology Inc.), длина волны % = 658 нм и проточная ячейка К5• Laser photometer Dawn-HELEOS (Wyatt Technology Inc.), wavelength % = 658 nm and flow cell K5

• Управление от персонального компьютера с программным обеспечением Empower 3 (Waters)• Control from a personal computer with Empower 3 (Waters) software

• Оценка ГПХ-МУСР с применением программного обеспечения Astra 5.3.4.20 (Wyatt Technology Inc.)• Evaluation of GPC-MUSR using Astra 5.3.4.20 software (Wyatt Technology Inc.)

Условия ГПХ:GPC conditions:

• Система колонки ГПХ: Suprema (Polymer Standards Service GmbH PPS)• GPC column system: Suprema (Polymer Standards Service GmbH PPS)

• Температура печи ГПХ: 30°C• GPC oven temperature: 30°C

• Элюент: раствор 0,2 М NaNO3 в сверхчистой воде• Eluent: solution of 0.2 M NaNO 3 in ultrapure water

• Скорость потока: 0,8 мл/мин• Flow rate: 0.8 ml/min

• Детектор: показатель преломления (30°С)• Detector: refractive index (30°C)

• Лазерный фотометр Dawn Heleos, 658 нм• Laser photometer Dawn Heleos, 658 nm

• Впрыскиваемый объем: 100 мкл• Injection volume: 100 µl

• Концентрация образца: приблизительно 0,2 мг/мл, инкремент показателя преломления dn/dc при 0,163 мл/г• Sample concentration: approximately 0.2 mg/ml, refractive index increment dn/dc at 0.163 ml/g

Образец 2ВSample 2B

Исходный материал для получения сшитой целлюлозной массы для этого образца представляла собой высушенная активированная целлюлозная масса NB416 с завода New Bern (International Paper Company). Целлюлозную массу диспергировали в воде, используя гидроразбиватель, при содержании 5% твердых веществ и температуре 90°С (нагревание посредством пара), с получением суспензии, которую разбавляли до содержания 4 мас. % твердых веществ в питающем резервуаре и прессовали на двухсеточном прессе до содержания 40 мас. % твердых веществ. Теплую целлюлозную массу направляли в смеситель высокой консистенции Andritz• при скорости 10 кг сухой массы в минуту и одновременно смешивали с водным раствором 5 мас. % NaOH (20 мас. %) и водной эмульсией Heloxy 48 (80 мас. %), используя шестеренчатый насос. Добавки NaOH и Heloxy 48 в высушенную в печи целлюлозную массу составляли 1 мас. % и 4 мас. % соответственно. Целлюлозную массу, смешанную с химическими веществами, обрабатывали паром при поддержании температуры приблизительно на уровне 65°С и выпускали в цилиндрический накопитель, в котором температуру поддерживали на уровне 65°С. Смесь целлюлозной массы в цилиндрическом накопителе имела консистенцию, составляющую приблизительно от 30% до 38%, и продолжительность пребывания целлюлозной массы в цилиндрическом накопителе составляла 60 минут. После пребывания в течение 60 минут целлюлозную массу выпускали из цилиндрического накопителя при скорости, составляющей 10 кг сухой массы в минуту, и собирали в резервуар для нейтрализации уксусной кислотой при рН от 4,5 до 5,0. Нейтрализованную целлюлозную массу прессовали для дальнейшей обработки или высушивали на воздухе. Образец CMC получали из целлюлозной массы, как описано в других разделах настоящего документа.The crosslinked pulp starting material for this sample was dried activated pulp NB416 from New Bern (International Paper Company). The pulp was dispersed in water using a pulper at 5% solids and 90° C. (steam heating) to produce a slurry which was diluted to 4 wt. % solids in the feed tank and pressed on a double-grid press to a content of 40 wt. % solids. The warm pulp mass was sent to an Andritz• high consistency mixer at a speed of 10 kg dry mass per minute and was simultaneously mixed with an aqueous solution of 5 wt. % NaOH (20 wt.%) and aqueous emulsion Heloxy 48 (80 wt.%) using a gear pump. The additions of NaOH and Heloxy 48 to the oven-dried cellulose mass were 1 wt. % and 4 wt. % respectively. The pulp mixed with chemicals was steamed while maintaining the temperature at approximately 65°C and discharged into a cylindrical storage tank in which the temperature was maintained at 65°C. The pulp mixture in the cylinder had a consistency of approximately 30% to 38%, and the residence time of the pulp in the cylinder was 60 minutes. After residence for 60 minutes, the pulp was discharged from the cylindrical storage tank at a rate of 10 kg dry pulp per minute and collected in a tank for neutralization with acetic acid at a pH of 4.5 to 5.0. The neutralized cellulose mass was pressed for further processing or dried in air. The CMC sample was prepared from pulp as described elsewhere in this document.

Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS 0,95) составляла 71 сП. Исходная целлюлозная масса NB416 имела вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS 0,95), составляющую приблизительно 33 сП.Solution viscosity 0.5 wt. % CMC (DS 0.95) was 71 cP. The original NB416 pulp had a solution viscosity of 0.5 wt. % CMC (DS 0.95) of approximately 33 cP.

Образец 2СSample 2C

Исходный материал для получения сшитой целлюлозной массы для этого образца представлял собой высушенную активированную целлюлозную массу NB416 с завода New Bern (International Paper Company). Целлюлозную массу диспергировали в воде, используя гидроразбиватель, при 20°С, центрифугировали до содержания 40 мас. % твердых веществ и подвергали распушению в штифтовой мельнице. 26,8 кг (10 кг сухой массы) влажной целлюлозной массы (20°С) вводили в реактор Loedige™ высокой консистенции (размер партии 10 кг), и температуру повышали до 75°С (в процессе перешивания). Сначала 0,2 кг водного раствора 50 мас. % NaOH вводили в целлюлозную массу в реакторе в течение 15 секунд, затем вводили 1 кг теплой воды. После этого в смесь вводили 2 кг эмульсии 20 мас. % Heloxy 48/80 мас. %, а затем 1 кг теплой воды. Интервал между каждыми двумя введениями составлял две минуты, а продолжительность введения составляла 15 секунд. Добавки водного раствора NaOH и эмульсии Heloxy 48 в целлюлозную массу в расчете на сухую массу составляли 1 мас. % и 4 мас. %, соответственно (можно смешивать/вводить щелочь, Heloxy 48 и воду одновременно для достижения аналогичных результатов). Смесь целлюлозной массы с химическими веществами перемешивали внутри реактора в течение 5 минут при высокой скорости и в течение 55 минут при низкой скорости при 75°С (всего 60 минут). Смесь целлюлозной массы в реакторе имела консистенцию, составляющую приблизительно 32%. После пребывания в реакторе в течение 60 минут смесь целлюлозной массы нейтрализовали уксусной кислотой и выпускали для промывания. Промытую целлюлозную массу высушивали, и CMC получали из образца, как описано в других разделах настоящего документа. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=0,95) из образца составляла 95 сП. Исходная целлюлозная масса NB416 имела вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=0,95), составляющую приблизительно 33 сП.The crosslinked pulp starting material for this sample was dried activated pulp NB416 from New Bern (International Paper Company). The cellulose mass was dispersed in water using a pulper at 20°C and centrifuged to a content of 40 wt. % solids and fluffed in a pin mill. 26.8 kg (10 kg dry weight) of wet pulp (20°C) was introduced into a high consistency Loedige™ reactor (10 kg batch size) and the temperature was raised to 75°C (during the kneading process). First, 0.2 kg of an aqueous solution of 50 wt. % NaOH was introduced into the pulp in the reactor for 15 seconds, then 1 kg of warm water was introduced. After this, 2 kg of emulsion of 20 wt. was introduced into the mixture. % Heloxy 48/80 wt. %, and then 1 kg of warm water. The interval between each two injections was two minutes, and the duration of the injection was 15 seconds. The additions of an aqueous NaOH solution and Heloxy 48 emulsion to the cellulose mass, calculated on a dry basis, were 1 wt. % and 4 wt. %, respectively (you can mix/introduce lye, Heloxy 48 and water at the same time to achieve similar results). The mixture of pulp and chemicals was mixed inside the reactor for 5 minutes at high speed and for 55 minutes at low speed at 75°C (60 minutes in total). The pulp mixture in the reactor had a consistency of approximately 32%. After remaining in the reactor for 60 minutes, the pulp mixture was neutralized with acetic acid and released for washing. The washed pulp was dried and CMC was obtained from the sample as described elsewhere in this document. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC (DS=0.95) from the sample was 95 cP. The original NB416 pulp had a solution viscosity of 0.5 wt. % CMC (DS=0.95) of approximately 33 cP.

Образец 2С1Sample 2S1

Описанный выше образец 2С воспроизводили, за исключением того, что невысушенную целлюлозную массу NB416 с завода New Bern смешивали с химическими веществами. Конечная консистенция целлюлозной массы составляла 32%, и вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=0,95) из целлюлозной массы составляла 110 сП. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC из целлюлозной массы составляла 298 сП, если DS составляла 1,25 (8 мл водного раствора 30 мас. % NaOH и 3,6 г МСА, как описано в других разделах настоящего документа).Sample 2C described above was replicated except that undried NB416 pulp from the New Bern mill was mixed with chemicals. The final consistency of the pulp was 32%, and the solution viscosity was 0.5 wt. The % CMC (DS=0.95) of the pulp was 110 cP. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC from the pulp was 298 cP when the DS was 1.25 (8 mL aqueous solution of 30 wt % NaOH and 3.6 g MSA as described elsewhere herein).

Пример 2Example 2

Способ получения сшитой целлюлозной массы, включающий сшивание при высокой консистенции и щелочную экстракциюMethod for producing crosslinked cellulose pulp, including crosslinking at high consistency and alkaline extraction

В настоящем примере продемонстрирован способ получения сшитой целлюлозной массы с применением сшивания при высокой консистенции CLP. Как представлено, получаемые в результате CMC имеют, например, высокие значения вязкости, молекулярной массы и PDI.This example demonstrates a method for producing crosslinked pulp using high consistency crosslinking CLP. As presented, the resulting CMCs have, for example, high viscosity, molecular weight and PDI values.

20 г CLP с вязкостью SCAN 1589 мл/г помещали в пластмассовый пакет и нагревали в печи при 35°С. Теплую CLP затем перемешивали с 480 г водного раствора 8 мас. % NaOH (заблаговременно нагретого до 35°С) в пластмассовом пакете при 35°С в течение 15 минут. Суспензию CLP разделяли на три равные части (А, В и С) и каждую часть одинаковой максы (166 г с 6,64 г CLP) помещали на хранение в пластмассовый пакет.20 g of CLP with a SCAN viscosity of 1589 ml/g were placed in a plastic bag and heated in an oven at 35°C. Warm CLP was then mixed with 480 g of an aqueous solution of 8 wt. % NaOH (preheated to 35°C) in a plastic bag at 35°C for 15 minutes. The CLP suspension was divided into three equal parts (A, B and C) and each part of the same max (166 g with 6.64 g CLP) was stored in a plastic bag.

Образец 3А (часть А: - 166 г. 6.64 г целлюлозной массы)Sample 3A (Part A: - 166 g. 6.64 g pulp)

2,6 г водной эмульсии 10 мас. % Н48/90 мас. % добавляли в смесь целлюлозной массы и щелочи (часть А) в пакете (3,92 мас. % Н48 на целлюлозной массе, консистенция целлюлозной массы 4%), смесь в пакете тщательно перемешивали вручную, и пакет помещали в печь при температуре 35°С, которую увеличивали до 50°С в течение пяти минут. Температуру (50°С) в печи поддерживали в течение 40 минут. Через 40 минут суспензию целлюлозной массы промывали деионизированной водой, нейтрализовали уксусной кислотой, повторно промывали деионизированной водой и высушивали в печи при температуре 85°С для исследования.2.6 g of aqueous emulsion 10 wt. % H48/90 wt. % was added to the mixture of pulp and alkali (part A) in the bag (3.92 wt.% H48 on the pulp, pulp consistency 4%), the mixture in the bag was thoroughly mixed by hand, and the bag was placed in an oven at a temperature of 35 ° C , which was increased to 50°C for five minutes. The temperature (50°C) in the oven was maintained for 40 minutes. After 40 minutes, the pulp suspension was washed with deionized water, neutralized with acetic acid, washed again with deionized water and oven dried at 85°C for testing.

Образец 3В (часть В: ~ 166 г. 6.64 г целлюлозной массы)Sample 3B (Part B: ~166 g. 6.64 g pulp)

Суспензию целлюлозной массы (часть В) фильтровали для удаления максимально возможного количества щелочи (~141 г). После этого некоторую часть фильтрата (6 г) и 2,6 г эмульсии 10 мас. % Н48 и 90 мас. % воды смешивали и затем добавляли в смесь целлюлозной массы и щелочи (часть В после фильтрования) в пакете до конечной массы, составляющей приблизительно 33 г (3,92 мас. % Н48 на целлюлозной массе, консистенция целлюлозной массы ~ 20%). Смесь в пакете тщательно перемешивали вручную, и пакет помещали в печь при температуре 35°С, которую увеличивали до 50°С в течение пяти минут. Температуру (50°С) в печи поддерживали в течение 40 минут. Через 40 минут суспензию целлюлозной массы промывали деионизированной водой, нейтрализовали уксусной кислотой, повторно промывали и высушивали для исследования, как описано в примере 3А.The pulp suspension (Part B) was filtered to remove as much alkali as possible (~141 g). After this, some part of the filtrate (6 g) and 2.6 g of emulsion 10 wt. % H48 and 90 wt. % water was mixed and then added to the pulp/lye mixture (Part B after filtration) in the bag to a final weight of approximately 33 g (3.92 wt % H48 on pulp, pulp consistency ~20%). The mixture in the bag was thoroughly mixed by hand and the bag was placed in an oven at 35°C, which was increased to 50°C for five minutes. The temperature (50°C) in the oven was maintained for 40 minutes. After 40 minutes, the pulp suspension was washed with deionized water, neutralized with acetic acid, washed again and dried for testing as described in Example 3A.

Образец 3С (часть С: ~166 г. 6.64 г целлюлозной массы)Sample 3C (Part C: ~166 g. 6.64 g pulp)

Суспензию целлюлозной массы (часть С) фильтровали для удаления щелочи (удаляли 133 г). После этого 133 г деионизированной воды добавляли в целлюлозную массу, и смесь перемешивали. Затем повторно отфильтровывали 141 г жидкости (новый фильтрат). После этого уменьшалась концентрация щелочи в смеси. Затем некоторую часть нового фильтрата (6 г) и 2,6 г эмульсии 10 мас. % Н48 и 90 мас. % воды смешивали и после этого добавляли в описанную выше смесь целлюлозной массы и щелочи (часть С с меньшей концентрацией щелочи) в пакете до конечной массы, составляющей приблизительно 33 г (3,92 мас. % Н48 на целлюлозной массе, консистенция целлюлозной массы 20%). Смесь в пакете тщательно перемешивали вручную, и пакет помещали в печь при температуре 35°С, которую увеличивали до 50°С в течение пяти минут. Температуру (50°С) в печи поддерживали в течение 40 минут. Через 40 минут суспензию целлюлозной массы промывали деионизированной водой, нейтрализовали уксусной кислотой, повторно промывали и высушивали для исследования, как описано в примере 3А.The pulp suspension (Part C) was filtered to remove alkali (133 g was removed). Thereafter, 133 g of deionized water was added to the pulp and the mixture was stirred. Then 141 g of liquid was filtered again (new filtrate). After this, the concentration of alkali in the mixture decreased. Then some part of the new filtrate (6 g) and 2.6 g of 10 wt. emulsion. % H48 and 90 wt. % water was mixed and then added to the above pulp and alkali mixture (Part C with lower alkali concentration) in the bag to a final weight of approximately 33 g (3.92 wt.% H48 on pulp, pulp consistency 20% ). The mixture in the bag was thoroughly mixed by hand and the bag was placed in an oven at 35°C, which was increased to 50°C for five minutes. The temperature (50°C) in the oven was maintained for 40 minutes. After 40 minutes, the pulp suspension was washed with deionized water, neutralized with acetic acid, washed again and dried for testing as described in Example 3A.

Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=1,0) (вискозиметр Брукфильда, оборудованный шпинделем №2, скорость 50 об/мин для всех исследований) контрольного образца и образцов 3А, 3В и 3С составляла 55 сП, 79 сП, 150 сП, 120 сП, соответственно, как представлено в таблице 2.Solution viscosity 0.5 wt. % CMC (DS=1.0) (Brookfield viscometer equipped with No. 2 spindle, speed 50 rpm for all tests) of the control sample and samples 3A, 3B and 3C were 55 cP, 79 cP, 150 cP, 120 cP, respectively , as presented in Table 2.

Пример 3Example 3

Способ получения сшитой целлюлозной массы, включающий сшивание при высокой консистенции и щелочную экстракцию при повышенных температурахA method for producing cross-linked cellulose pulp, including cross-linking at high consistency and alkaline extraction at elevated temperatures

В настоящем примере продемонстрирован способ получения сшитой целлюлозной массы с применением сшивание при высокой консистенции CLP и повышенной температуре сшивания. Как представлено, получаемые в результате CMC имеют, например, высокие значения вязкости, молекулярной массы и PDI.This example demonstrates a method for producing crosslinked pulp using crosslinking at high CLP consistency and elevated crosslinking temperature. As presented, the resulting CMCs have, for example, high viscosity, molecular weight and PDI values.

Образцы 4А-4СSamples 4A-4C

Исследование, описанное в примере 3 (для образцов 3А, 3В и 3С), воспроизводили для получения образцов 4А, 4В и 4С, соответственно, за исключением того, что температура сшивания составляла 75°С вместо 50°С. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=1,0) (вискозиметр Брукфильда, оборудованный шпинделем №2, скорость 50 об/мин) образцов 4А, 4В и 4С составляла 09 сП, 124 сП и 300 сП, соответственно.The study described in Example 3 (for samples 3A, 3B and 3C) was repeated to obtain samples 4A, 4B and 4C, respectively, except that the crosslinking temperature was 75°C instead of 50°C. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC (DS=1.0) (Brookfield viscometer equipped with No. 2 spindle, speed 50 rpm) of samples 4A, 4B and 4C was 09 cP, 124 cP and 300 cP, respectively.

Результаты представлены в таблице 2. Растворы CMC были проанализированы, и данные представлены в таблице 2.The results are presented in Table 2. The CMC solutions were analyzed and the data are presented in Table 2.

Вывод: сшивание при высокой консистенции повышало вязкость получаемых в результате CMC при меньших расходах. Рассмотрим, например, образец 3В в сопоставлении с образцом 3А и образец 4В в сопоставлении с образцом 4А. Стадия экстракции улучшала качество при повышенной температуре сшивания полученный в результате CMC повышенной вязкости. Рассмотрим, например, образец 4С в сопоставлении с образцом 3С. Кроме того, CMC из сшитой древесной целлюлозной массы (пример 1) и сшитая CLP (пример 2), полученная с применение улучшенного процесса, проявляли значительно более высокие значения вязкости раствора, PDI и Mw, чем сшитая целлюлозная масса, описанный в патенте США №9,828,725, который во всей своей полноте включен в настоящий документ посредством ссылки.Conclusion: Crosslinking at high consistency increased the viscosity of the resulting CMCs at lower costs. Consider, for example, sample 3B versus sample 3A and sample 4B versus pattern 4A. The extraction step improved the quality at elevated crosslinking temperature resulting in higher viscosity CMC. Consider, for example, sample 4C versus sample 3C. In addition, crosslinked wood pulp CMC (Example 1) and crosslinked CLP (Example 2) produced using the improved process exhibited significantly higher solution viscosity, PDI, and Mw values than the crosslinked wood pulp described in U.S. Patent No. 9,828,725, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Пример 4Example 4

Способ получения сшитых целлюлозных масс, имеющих значения R18. составляющие более чем 92%Method for producing cross-linked cellulose pulps having R18 values. making up more than 92%

В настоящем примере продемонстрирован способ получения сшитой целлюлозной массы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, включающий последовательное введение сшивающих реагентов. Как представлено, целлюлозные массы, полученные согласно настоящему примеру, имеют высокие значения вязкости получаемый в результате CMC и высокие значения R18.The present example demonstrates a method for producing crosslinked pulp in accordance with an embodiment of the present invention, including the sequential addition of crosslinking reagents. As presented, the pulps produced according to the present example have high CMC viscosity values and high R18 values.

Образец 5АSample 5A

Исходный материал для получения сшитой целлюлозной массы для этого образца представляла собой высушенная активированная целлюлозная масса NB416 с завода New Bern (International Paper Company). Целлюлозную массу диспергировали в воде, используя гидроразбиватель, при 20°С, обезвоживали на сетке с размером отверстий 150 меш, центрифугировали до содержания 40 мас. % твердых веществ и подвергали распушению на штифтовой мельнице. 26,8 кг (сухая масса 10 кг) влажной целлюлозной массы при 20°С загружали в реактор высокой консистенции Loedige™ (партия 10 кг), и температуру повышали до 75°С в процессе перемешивания при скорости 80 об/мин. 0,6 кг водного раствора 50 мас. % NaOH вводили в целлюлозную массу в реакторе в течение приблизительно 5 секунд, а затем вводили 1 кг теплой воды. После этого в смесь вводили 2,5 кг эмульсии 20 мас. % Heloxy 48 и 80 мас. % воды, а затем 1 кг теплой воды. Интервал между каждыми двумя введениями составлял две минуты. Добавки NaOH и Heloxy 48 в целлюлозную массу (в расчете на сухую массу) составляли 3 мас. % и 5 мас. %, соответственно. Смесь целлюлозной массы с химическими веществами перемешивали в течение 5 минут при 75 об/мин и в течение 55 минут и 120 об/мин, причем температуру внутри реактора поддерживали на уровне приблизительно 75°С в течение 55 минут при 25 мас. % и 40 об/мин. Смесь целлюлозной массы в реакторе имела консистенцию, составляющую приблизительно 32%. После пребывания в реакторе в течение 60 минут смесь целлюлозной массы нейтрализовали, используя 0,45 кг уксусной кислоты, и выпускали для промывания деионизированной водой. Промытую целлюлозную массу высушивали. Значение R18 целлюлозной массы составляло 93,7%, в то время как исходная целлюлозная масса NB416 имела значение R18, составляющее 88%. Из образца получали CMC. Вязкость водного раствора 0,5 мас. % CMC (DS=1,25) из образца составляла 313 сП (вычисленное значение SCAN IV целлюлозной массы составляло 2304 мл/г, как описано далее в настоящем документе). Вязкость раствора 0,5% CMC (DS=1,25) из целлюлозной массы NB416 составляла приблизительно 40 сП.The crosslinked pulp starting material for this sample was dried activated pulp NB416 from New Bern (International Paper Company). The pulp mass was dispersed in water using a pulper at 20°C, dewatered on a 150 mesh screen, and centrifuged to a content of 40 wt. % solids and subjected to fluffing in a pin mill. 26.8 kg (10 kg dry weight) of wet pulp at 20° C. was loaded into a Loedige™ high consistency reactor (10 kg batch) and the temperature was raised to 75° C. while mixing at 80 rpm. 0.6 kg of aqueous solution of 50 wt. % NaOH was introduced into the pulp in the reactor for approximately 5 seconds, and then 1 kg of warm water was introduced. After this, 2.5 kg of 20 wt. emulsion was introduced into the mixture. % Heloxy 48 and 80 wt. % water, and then 1 kg of warm water. The interval between each two injections was two minutes. The additions of NaOH and Heloxy 48 to the cellulose mass (based on dry weight) were 3 wt. % and 5 wt. %, respectively. The mixture of pulp and chemicals was stirred for 5 minutes at 75 rpm and for 55 minutes and 120 rpm, with the temperature inside the reactor being maintained at approximately 75°C for 55 minutes at 25 wt. % and 40 rpm. The pulp mixture in the reactor had a consistency of approximately 32%. After remaining in the reactor for 60 minutes, the pulp mixture was neutralized using 0.45 kg of acetic acid and released for washing with deionized water. The washed cellulose mass was dried. The R18 value of the pulp was 93.7%, while the original NB416 pulp had an R18 value of 88%. CMC was obtained from the sample. The viscosity of the aqueous solution is 0.5 wt. The % CMC (DS=1.25) from the sample was 313 cP (calculated SCAN IV pulp value was 2304 ml/g, as described later herein). The viscosity of the 0.5% CMC (DS=1.25) solution from NB416 pulp was approximately 40 cP.

Образец 5ВSample 5B

Образец 5В получали таким же способом, как образец 5А, за исключением того, что 4,5 кг воды добавляли после добавления целлюлозной массы. Конечная консистенция целлюлозной массы составляла 27,5%. Сшитая целлюлозная масса имела значение R18, составляющее 92,7%. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=1,25) из целлюлозной массы составляла 190 сП.Sample 5B was prepared in the same manner as Sample 5A, except that 4.5 kg of water was added after the addition of pulp. The final pulp consistency was 27.5%. The crosslinked pulp had an R18 value of 92.7%. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC (DS=1.25) of the pulp was 190 cP.

Образец 5СSample 5C

Образец 5С получали таким же способом, как образец 5А, за исключением того, что 8,1 кг воды добавляли после добавления целлюлозной массы. Конечная консистенция целлюлозной массы составляла 25%. Сшитая целлюлозная масса имела значение R18, составляющее 92,4%. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=1,25) из целлюлозной массы составляла 170 сП.Sample 5C was prepared in the same manner as Sample 5A, except that 8.1 kg of water was added after the addition of the pulp. The final pulp consistency was 25%. The crosslinked pulp had an R18 value of 92.4%. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC (DS=1.25) of the pulp was 170 cP.

Образец 5DSample 5D

Образец 5 В получали таким же способом, как образец 5 А за исключением того, что высушенную эвкалиптовую целлюлозную массу с завода Mogi смешивали с химическими веществами (водный раствор 1 мас. % NaOH и водная эмульсия 4 мас. % Н48) на целлюлозной массе). Конечная консистенция целлюлозной массы составляла 32%. Сшитая целлюлозная масса имела значение R18, составляющее 93,8%. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=1,0) из целлюлозной массы составляла 65 сП.Sample 5B was prepared in the same manner as Sample 5A except that dried eucalyptus pulp from the Mogi plant was mixed with chemicals (1 wt% NaOH aqueous solution and 4 wt% H48 aqueous emulsion) on the pulp). The final pulp consistency was 32%. The crosslinked pulp had an R18 value of 93.8%. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC (DS=1.0) of the pulp was 65 cP.

Пример 5Example 5

Способ получения сшитых целлюлозных масс посредством воздействия щелочи и сшивающего вещества на сухую и полусухую целлюлозную массуA method for producing cross-linked cellulose pulp by exposing dry and semi-dry cellulose pulp to alkali and a cross-linking agent

В настоящем примере представлен способ получения сшитых целлюлозных масс, включающий воздействие сшивающих реагентов на сухие или полусухие целлюлозные массы. Как представлено, целлюлозные массы, полученные с применением таких способов, имеют относительно высокие значения R18, и получаемые в результате CMC имеют высокие значения вязкости без стадий активного перемешивания.This example presents a method for producing cross-linked cellulose pulps, including the action of cross-linking reagents on dry or semi-dry cellulose pulps. As presented, pulps produced using such processes have relatively high R18 values, and the resulting CMCs have high viscosity values without active mixing steps.

25 г (сухая масса) листовой целлюлозной массы NB421 с завода New Bern (International Paper Company) пропитывали смесью 6,2 г Heloxy 48, 4,8 г водного раствора 50 мас. % NaOH и 157 г воды в течение одной минуты. Пропитанную листовую целлюлозную массу несколько раз подвергали прессованию с применением валика из нержавеющей стали, получая конечную листовую целлюлозную массу с консистенцией, составляющей 42%. Добавки NaOH и Heloxy в целлюлозную массу составляли приблизительно 2 мас. % и 5 мас. %, соответственно. Прессованную листовую целлюлозную массу разделяли на два образца, которые помещали в стеклянные лабораторные стаканы с крышками (чтобы ограничить испарение воды) и высушивали в печи при температуре 120°С в течение 10 и 20 минут. Полувысушенные листовые целлюлозные массы нейтрализовали и промывали перед полным высушиванием. Раствор 0,5 мас. % CMC из листов, высушенных в течение 10 минут и 20 минут, имели вязкость, составляющую 82 сП и 130 сП соответственно.25 g (dry weight) of NB421 pulp sheet from New Bern (International Paper Company) was impregnated with a mixture of 6.2 g Heloxy 48, 4.8 g aqueous solution of 50 wt. % NaOH and 157 g water for one minute. The impregnated pulp sheets were compressed several times using a stainless steel roller to obtain a final pulp sheet having a consistency of 42%. The additions of NaOH and Heloxy to the pulp were approximately 2 wt. % and 5 wt. %, respectively. The pressed sheet pulp was divided into two samples, which were placed in glass beakers with lids (to limit water evaporation) and dried in an oven at 120°C for 10 and 20 minutes. The semi-dried pulp sheets were neutralized and washed before being completely dried. A solution of 0.5 wt. The % CMC from sheets dried for 10 minutes and 20 minutes had viscosities of 82 cP and 130 cP, respectively.

Пример 6Example 6

Значение рН при промывании и щелочной экстракции для фильтрования целлюлозной массыpH value during washing and alkaline extraction for pulp filtration

В настоящем примере продемонстрировано промывание целлюлозных масс, полученных способами согласно настоящему изобретению с применением имеющих низкие значения рН растворов для уменьшения содержания металлов, зольности и содержания диоксида кремния, диспергированного в целлюлозной массе.This example demonstrates the washing of pulps produced by the methods of the present invention using low pH solutions to reduce the metal content, ash content and silica content dispersed in the pulp.

Имеющую высокую вязкость сульфатную целлюлозную массу промывали кислотой при рН ниже 7, ниже 6, ниже 5, ниже 4 для удаления металлов (Са, Fe, Mn, Ni, Со, Cr, Cu и т.д.) и снижения зольности (для регулирования рН может быть использована любая кислота) и содержания диоксида кремния. После промывания кислотой значение рН суспензии целлюлозной массы можно регулировать в процессе или до введения в напорный ящик до уровня выше 4, выше 5, выше 6 или выше 7, чтобы нейтрализовать остаточную кислоту. Остаточная кислота в целлюлозной массе может вызывать разложение целлюлозной массы и снижение вязкости в течение заключительного высушивания (таблица 3). Вязкость целлюлозной массы поддерживали в течение реакции сшивания. В экспериментальном производстве сшитую целлюлозную массу, полученную, как обсуждается далее в настоящем документе по отношению к образцу 2А, диспергировали в воде при консистенции 3% и значение рН суспензии регулировали с применением уксусной кислоты на уровне от 4,5 до 5. Эта промытая целлюлозная масса обеспечивала такую же вязкость CMC, как целлюлозная масса без промывания кислотой в экспериментальном производстве (таблица 2). Экспериментальная промытая целлюлозная масса обеспечивала более высокую вязкость CMC, чем CLP со значением SCAN 2310 мл/г. Указанные целлюлозные массы также имели низкую зольность и содержание Са, Fe, диоксида кремния и т.д., как представлено в таблице 3. Экспериментальный промытый образец был в конечном счете получен в форме рулонов, причем значение рН в напорном ящике составляло приблизительно 4,8 (были использованы очищенная обратным осмосом вода и уксусная кислота), и указанная целлюлозная масса имела еще меньшую зольность и содержание Са, Fe, диоксид кремния и т.д.Having a high viscosity, kraft pulp was washed with acid at pH below 7, below 6, below 5, below 4 to remove metals (Ca, Fe, Mn, Ni, Co, Cr, Cu, etc.) and reduce ash content (to regulate pH, any acid can be used) and silica content. After acid washing, the pH of the pulp slurry can be adjusted during or prior to introduction into the headbox to above 4, above 5, above 6 or above 7 to neutralize residual acid. Residual acid in the pulp may cause pulp decomposition and a decrease in viscosity during final drying (Table 3). The viscosity of the pulp was maintained during the crosslinking reaction. In pilot production, the crosslinked pulp obtained as discussed later herein with respect to Sample 2A was dispersed in water at a consistency of 3% and the pH of the suspension was adjusted using acetic acid at a level of 4.5 to 5. This washed pulp provided the same CMC viscosity as pulp without acid washing in pilot production (Table 2). The experimental washed pulp produced higher CMC viscosity than CLP with a SCAN value of 2310 ml/g. These pulps also had low ash content and content of Ca, Fe, silica, etc., as shown in Table 3. The experimental washed sample was ultimately obtained in the form of rolls, with a pH value in the headbox of approximately 4.8 (reverse osmosis purified water and acetic acid were used), and the specified cellulose mass had even lower ash content and content of Ca, Fe, silicon dioxide, etc.

Пример 7Example 7

Сшитые эвкалиптовые целлюлозные массы из целлюлозных масс высокой консистенции с промыванием и повторным использованием щелочиCross-linked eucalyptus pulps from high consistency pulps with lye washing and reuse

Описанный выше образец 5D воспроизводили, за исключением того, что высушенную смешанную лиственную целлюлозную массу с завода Saillat (International Paper) смешивали с химическими веществами (водный раствор 1 мас. % NaOH и водная эмульсия 4 мас. % Н48 на целлюлозной массе). Конечная консистенция целлюлозной массы составляла 32%. Сшитая целлюлозная масса имела значение R18, составляющее 94,1%. Вязкость раствора 0,5 мас. % CMC (DS=1,0) из целлюлозной массы составляла приблизительно 63 сП, 50 сП и 40 сП, когда сшитую целлюлозную массу промывали при значении рН, составляющем 4, 3 и 2, соответственно. Следует отметить, что промывание целлюлозной массы при чрезмерно низком значении рН может приводить к разложению целлюлозной массы.Sample 5D described above was replicated except that dried mixed hardwood pulp from Saillat (International Paper) was mixed with chemicals (1 wt% NaOH aqueous solution and 4 wt% H48 aqueous emulsion on pulp). The final pulp consistency was 32%. The crosslinked pulp had an R18 value of 94.1%. Solution viscosity 0.5 wt. The % CMC (DS=1.0) of the pulp was approximately 63 cP, 50 cP and 40 cP when the cross-linked pulp was washed at a pH of 4, 3 and 2, respectively. It should be noted that washing pulp at an excessively low pH may result in pulp decomposition.

Для улучшения промывания целлюлозной массы и обработки сточных вод имеющая высокую вязкость целлюлозная масса из реактора для сшивания может быть разбавлена от более чем 30 мас. % до 10 мас. % или меньшего содержания твердых веществ (с применением технологической воды или кислого водного раствора с завода). Разбавленную суспензию прессовали до высокой консистенции, выпуская при этом фильтрат, содержащий остаточную щелочь, сшивающее вещество и т.д. Щелочь в фильтрате может быть повторного использована в процессе превращения в целлюлозную массу и беления, и любые органические химические вещества в фильтрате также могут разлагаться в процессе повторного использования. Прессованную целлюлозную массу повторно разбавляли водным раствором кислоты до низкого значения рН в целях удаления металлов (Са, Fe, Cu, Mn, Mg и т.д.) перед направлением на хранение. Этот материал использовали для получения рулонов или тюков целлюлозной массы с возможным регулированием рН на стадии изготовления, например, в напорном ящике (значение рН в напорном ящике может составлять, например, от 4 до 8).To improve pulp washing and wastewater treatment, the high-viscosity pulp from the crosslinking reactor can be diluted from more than 30 wt. % up to 10 wt. % or less solids content (using process water or acidic aqueous solution from the plant). The dilute suspension was pressed to a high consistency, releasing a filtrate containing residual alkali, cross-linking agent, etc. The alkali in the leachate can be reused in the pulping and bleaching process, and any organic chemicals in the leachate can also be degraded during the reuse process. The pressed pulp was re-diluted with an aqueous acid solution to a low pH in order to remove metals (Ca, Fe, Cu, Mn, Mg, etc.) before being sent for storage. This material has been used to produce rolls or bales of pulp with possible pH adjustment at the manufacturing stage, for example in a headbox (the pH value in the headbox can be, for example, from 4 to 8).

Пример 8Example 8

Метилцеллюлоза из целлюлозной массы высокой вязкостиMethylcellulose from high viscosity cellulose pulp

Целлюлозную массу (CELL) измельчали в порошок и суспендировали в диэтиловом эфире (DEE) и добавляли водный раствор 50 мас. % NaOH. После подщелачивания при комнатной температуре в реактор добавляли метил хлорид (MeCl), и температуру увеличивали до 85°С. Продолжительность реакции составляла 2 часа при этой температуре. После охлаждения смесь подвергали вакуумному фильтрованию, нейтрализации и четырехкратному промыванию горячей водой. Кроме того, посредством добавления пропиленоксида (РО) была получена гидроксипропилметилцеллюлоза (НРМС) (таблица 5).The cellulose mass (CELL) was ground into powder and suspended in diethyl ether (DEE) and an aqueous solution of 50 wt. was added. % NaOH. After alkalinization at room temperature, methyl chloride (MeCl) was added to the reactor and the temperature was increased to 85°C. The reaction time was 2 hours at this temperature. After cooling, the mixture was vacuum filtered, neutralized, and washed four times with hot water. In addition, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) was obtained by adding propylene oxide (PO) (Table 5).

Для определения DS и распределения заместителей в ангидроглюкозном звене (AGU) производного целлюлозы образцы гидролизовали трифторуксусной кислотой, растворяли в D2O и анализировали методом жидкофазного ЯМР 13С высокого разрешения. См. таблицу 5. Измерения осуществляли на частоте 100 МГц в спектрометре Varian 400 МГц количественным методом без применения ядерного эффекта Оверхаузера (см. работу «Исследование целлюлозы и производных целлюлозы в растворе методом спектроскопии ЯМР 13С высокого разрешения», I. Nehls, W. Wagenknecht, В. Philipp, D. Stscherbina, Prog. Polym. Sci., 1994, 19, 29-78).To determine DS and the distribution of substituents in the anhydroglucose unit (AGU) of the cellulose derivative, samples were hydrolyzed with trifluoroacetic acid, dissolved in D 2 O and analyzed by high-resolution liquid-phase 13 C NMR. See Table 5. Measurements were carried out at a frequency of 100 MHz in a Varian 400 MHz spectrometer using a quantitative method without using the nuclear Overhauser effect (see the work “Study of cellulose and cellulose derivatives in solution using high-resolution 13 C NMR spectroscopy”, I. Nehls, W. Wagenknecht, V. Philipp, D. Stscherbina, Prog. Polym. Sci., 1994, 19, 29-78).

Вязкость водного раствора 2 мас. % измеряли, используя ротационный вискозиметр (VT550, Haake) с коническим цилиндром (MV-DIN) при 20°С. Сдвиговую вязкость определяли при скорости сдвига 2,55 с-1.The viscosity of the aqueous solution is 2 wt. % was measured using a rotational viscometer (VT550, Haake) with a conical cylinder (MV-DIN) at 20°C. Shear viscosity was determined at a shear rate of 2.55 s -1 .

Пример 9Example 9

Коэффициент вариации вязкости CMCViscosity variation coefficient CMC

В настоящем изобретении предложены описанные в настоящем документе способы получения целлюлозных масс, пригодных для применения в получении CMC, имеющей низкие коэффициенты вариации (COV) вязкости по сравнению с традиционными доступными CMC.The present invention provides methods described herein for producing pulps suitable for use in producing CMC having low coefficients of variation (COV) viscosity compared to conventionally available CMC.

Получение и характеристики сравнительной сульфатной целлюлозной массы В описаны в экспериментальном примере 13 и таблице 12 патента США №9,771,687, который во всей своей полноте включен в настоящий документ посредством ссылки. Получение и характеристики сравнительной сульфатной целлюлозной массы А описаны в экспериментальном примере 8 и таблице 8 патента США №9,771,687.The preparation and characteristics of Comparative Kraft Pulp B are described in Experimental Example 13 and Table 12 of US Pat. No. 9,771,687, which is incorporated herein by reference in its entirety. The preparation and characteristics of comparative kraft pulp A are described in Experimental Example 8 and Table 8 of US Pat. No. 9,771,687.

Коэффициент вариации вязкости CMC из образцов сульфатной целлюлозной массы А и сульфатной целлюлозной массы В составляет 38%.The coefficient of variation in CMC viscosity from Kraft Pulp A and Kraft Pulp B samples is 38%.

С применением оборудования и условий, которые подробно описаны в настоящем документе для образца 2С, были получены несколько партий сшитой целлюлозной массы, и вязкость получаемой в результате CMC имела COV от 20 до 36%. См. таблицу 6В. В данном отношении, сшивание при более высокой консистенции обеспечивает более однородную реакционную среду, и, соответственно COV вязкости CMC оказывается значительно ниже.Using the equipment and conditions that are detailed herein for Sample 2C, multiple batches of crosslinked pulp were produced and the resulting CMC had a COV of 20 to 36% COV. See Table 6B. In this regard, crosslinking at a higher consistency provides a more homogeneous reaction environment, and accordingly the COV of the CMC viscosity is significantly lower.

Кроме того, с применением оборудования, которое подробно описано в настоящем документе по отношению к образцам 2А и 2В (за исключением того, что NaOH и сшивающее вещество составляют 2 мас. % и 3,5 мас. % целлюлозной массы, соответственно), были получены несколько партий сшитой целлюлозной массы, и вязкость полученной в результате CMC все же имела пониженный COV от 10% до 12%. См. Таблица 6С.In addition, using the equipment that is described in detail herein with respect to samples 2A and 2B (except that NaOH and cross-linking agent are 2 wt.% and 3.5 wt.% pulp, respectively), were obtained several batches of crosslinked pulp, and the resulting CMC still had a reduced COV of 10% to 12%. See Table 6C.

Пример 10Example 10

Водоудерживающая способность целлюлозных масс согласно настоящему изобретениюWater-holding capacity of cellulose pulps according to the present invention

Вследствие технологической оптимизации сшитая целлюлозная масса имела повышенную плотность сшивания и пониженную водоудерживающую способность.Due to technological optimization, the cross-linked cellulose pulp had an increased cross-link density and a reduced water-holding capacity.

Пример 11Example 11

Содержание гемицеллюлозы в целлюлозных массах согласно настоящему изобретениюHemicellulose content in cellulose masses according to the present invention

В настоящем раскрытии продемонстрировано содержание гемицеллюлозы в целлюлозных массах, полученных с применением способов согласно настоящему изобретению.The present disclosure demonstrates the hemicellulose content of pulps produced using the methods of the present invention.

Сшитые целлюлозные массы и CMC были получены, как подробно описано в настоящем документе по отношению к образцу 2А в примере 1.Crosslinked pulps and CMC were prepared as described in detail herein with respect to Sample 2A in Example 1.

ВЭЖХ использовали для обнаружения мономерных сахаров в гидролизованной целлюлозной массе и простом эфире. Могут быть обнаружены основные сахара, такие как глюкоза, ксилоза и манноза, и может быть вычислено соответствующее содержание глюкана, ксилана и маннана. Вследствие образования производных массовое процентное содержание сахара в простом эфире составляет менее чем его содержание в целлюлозной массе. Содержание ксилана вычислено в процентах от суммарного содержания глюкана, ксилана и маннана. Содержание маннана вычислено в процентах маннана от суммарного содержания глюкана, ксилана и маннана. Процентное содержание гемицеллюлозы представляет собой суммарное содержание ксилана и маннана.HPLC was used to detect monomeric sugars in hydrolyzed cellulose pulp and ether. Basic sugars such as glucose, xylose and mannose can be detected and the corresponding glucan, xylan and mannan contents can be calculated. Due to the formation of derivatives, the weight percentage of sugar in the ether is less than its content in the pulp. The xylan content is calculated as a percentage of the total content of glucan, xylan and mannan. Mannan content was calculated as a percentage of mannan from the total content of glucan, xylan and mannan. The percentage of hemicellulose is the sum of xylan and mannan.

Как представлено в таблице 8, образцы сшитой целлюлозной массы имели массовое процентное содержание гемицеллюлозы в диапазоне от 10 мас. % до 20 мас. %, Полученная из них CMC имела массовое процентное содержание гемицеллюлозы, составляющая приблизительно 12 мас. %, и полученная из них МС имела массовое процентное содержание гемицеллюлозы в диапазоне от 2 мас. % до 8 мас. %.As presented in Table 8, the crosslinked pulp samples had a hemicellulose weight percentage ranging from 10 wt. % up to 20 wt. %, the CMC obtained from them had a hemicellulose weight percentage of approximately 12 wt. %, and the MS obtained from them had a mass percentage of hemicellulose in the range of 2 wt. % up to 8 wt. %.

Пример 12Example 12

Коэффициент вариации содержания ионов щелочных металлов в целлюлозных массах согласно настоящему изобретениюCoefficient of variation of the content of alkali metal ions in cellulose masses according to the present invention

В течение сшивания целлюлозные массы, описанные в настоящем документе, имеют высокую консистенцию. Соответственно, диспергированные в них ионы щелочных металлов, такие как ионы натрия, оказываются более равномерно распределенными вследствие улучшенных способов перемешивания по сравнению с целлюлозными массами, традиционно сшитыми при менее высокой консистенции и худшем качестве перемешивания. В настоящем примере источник натрия представляет собой NaOH, с которым смешаны сшивающее вещество и целлюлозная масса для сшивания.During crosslinking, the pulps described herein have a high consistency. Accordingly, the alkali metal ions dispersed therein, such as sodium ions, are more evenly distributed due to improved mixing methods compared to cellulose pulps traditionally cross-linked with lower consistency and poorer mixing quality. In the present example, the sodium source is NaOH, with which the crosslinking agent and crosslinking pulp are mixed.

Коэффициент вариации концентрации ионов натрия представляет собой меру эффективности перемешивания.The coefficient of variation of sodium ion concentration is a measure of the efficiency of mixing.

Как представлено ниже в таблице 9, целлюлозные массы, полученные с применением способов согласно настоящему изобретению, имеют низкий коэффициент вариации концентрации ионов натрия, составляющий, например, менее чем 5. Образцы влажной целлюлозной массы извлекали из реактора сшивания и высушивали для анализа содержания металлов.As presented below in Table 9, pulps produced using the methods of the present invention have a low coefficient of variation in sodium ion concentration, for example, less than 5. Samples of wet pulp were removed from the crosslinking reactor and dried for metal content analysis.

Пример 13Example 13

Смешанные целлюлозные массыMixed pulps

Смешанные целлюлозные массы, содержащие целлюлозные массы согласно настоящему изобретению, были получены посредством смешивания сшитой целлюлозной массы согласно настоящему изобретению и несшитой целлюлозной массы, здесь NB416.Mixed pulps containing pulps according to the present invention were prepared by mixing crosslinked pulp according to the present invention and non-crosslinked pulp, here NB416.

Как представлено ниже в таблице 10, смешанные целлюлозные массы проявляли больший угол и большее содержание волокон, нерастворенных в растворителе, таком как CuEn. Кроме того, такие смешанные целлюлозные массы проявляли более высокие процентные значения извитости, а также излома.As presented in Table 10 below, the blended pulps exhibited a higher angle and a higher content of fibers undissolved in a solvent such as CuEn. In addition, such blended pulps exhibited higher percentages of crimp as well as fracture.

Пример 14Example 14

Многократное введение сшивающего веществаRepeated injection of crosslinker

Целлюлозную массу, полученную с применением способов, подробно обсуждаемых в настоящем документе по отношению к образцу 2А (обработанному 5 мас. % сшивающего вещества) повторно сшивали с применением полного количества сшивающего вещества, составляющего от 15 до 20 мас. %. Как представлено в таблице 11, указанные сшитые целлюлозные массы (2Е, 2F) проявляли еще более высокую вязкость и значение R18, превышающее 94%.The pulp produced using the methods discussed in detail herein with respect to Sample 2A (treated with 5 wt.% crosslinker) was re-crosslinked using the full amount of crosslinker, ranging from 15 to 20 wt. %. As presented in Table 11, said crosslinked pulps (2E, 2F) exhibited even higher viscosity and an R18 value greater than 94%.

Методы исследования и сокращенияResearch methods and reductions

Термины «примерно» и «приблизительно» означают плюс-минус 5% от указанного значения.The terms "about" and "approximately" mean plus or minus 5% of the stated value.

Зольность: определяется методом TAPPI Т 211 cm-07.Ash content: determined by the TAPPI T 211 cm-07 method.

ASTM: Американское общество по испытанию материалов.ASTM: American Society for Testing and Materials.

CMC: карбоксиметилцеллюлоза.CMC: carboxymethylcellulose.

CLP: целлюлозная масса хлопкового пуха.CLP: Cotton lint pulp.

Коэффициент вариации (COV): определяется как соотношение среднеквадратического отклонения и среднего значения.Coefficient of Variation (COV): Defined as the ratio of the standard deviation to the mean.

Консистенция: консистенция (С) целлюлозной массы определяется в результате деления сухой массы (Wd) образца на полную массу (Wt) образца и выражается в процентах. Консистенция может быть выражена как С=(Wd/Wt) × 100. Консистенция может быть измерена методом TAPPI/ANSI Т 240 cm-12.Consistency: The consistency (C) of the pulp is determined by dividing the dry weight ( Wd ) of the sample by the total weight ( Wt ) of the sample and is expressed as a percentage. The consistency can be expressed as C=(W d /W t ) × 100. The consistency can be measured by the TAPPI/ANSI T 240 cm-12 method.

Индекс кристалличности: определяется соответствующим методом, описанным в работе Lionetto и др., «Наблюдение разрушения древесины в течение воздействия атмосферных условий по кристалличности целлюлозы», Materials, 5, 1910-1922 (2012), которая во всей своей полноте включена в настоящий документ посредством ссылки.Crystallinity index: determined by the appropriate method described in Lionetto et al., “Observation of wood degradation during weathering by cellulose crystallinity,” Materials, 5, 1910-1922 (2012), which is incorporated herein in its entirety by links.

Растворимость в CuEn: растворимость в комплексе меди и этилендиамина в условиях метода ASTM-D1795-96.Solubility in CuEn: solubility in copper-ethylenediamine complex under ASTM-D1795-96 method conditions.

Коэффициент извитости: определяется соответствующим способом, описанным в патенте США №6,685,856, который во всей своей полноте включен в настоящий документ посредством ссылки.Torsion Ratio: Determined by the appropriate method described in US Pat. No. 6,685,856, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Степень полимеризации: число мономерных звеньев D-глюкозы в молекуле целлюлозы при измерении методом ASTM-D1795-96. Средняя степень полимеризации означает среднее число звеньев D-глюкозы в расчете на молекулу целлюлозного полимера во множестве целлюлозных полимеров.Degree of Polymerization: The number of D-glucose monomer units in a cellulose molecule as measured by ASTM-D1795-96. The average degree of polymerization means the average number of D-glucose units per molecule of cellulose polymer in a variety of cellulose polymers.

Степень замещения (DS): определяется методом ASTM D 1439-03.Degree of Substitution (DS): determined by ASTM D 1439-03 method.

DWP: растворимая древесная целлюлозной массы.DWP: dissolving wood pulp.

Содержание гемицеллюлозы: суммарное содержание маннана и ксилана, определяемое способом, описанным в примерах 6 и 7 патента США №7,541,396, который во всей своей полноте включен в настоящий документ посредством ссылки. Основу этого исследования составляет метод TAPPI Т 249 cm-00, включающий анализ с применением колонки Dionex для ионной хроматографии.Hemicellulose Content: The sum of mannan and xylan content determined by the method described in Examples 6 and 7 of US Pat. No. 7,541,396, which is incorporated herein by reference in its entirety. The basis of this study is the TAPPI T 249 cm-00 method, which includes analysis using a Dionex ion chromatography column.

ВЭЖХ: высокоэффективная жидкостная хроматография.HPLC: High Performance Liquid Chromatography.

ISO: Международная организация по стандартизации.ISO: International Organization for Standardization.

Излом: определяется с применением анализатора изображений волокна ValmetFS5.Fracture: determined using a ValmetFS5 fiber image analyzer.

Угол излома: определяется с применением анализатора изображений волокна Valmet FS5.Break angle: determined using a Valmet FS5 fiber image analyzer.

Перманганатное число: определяется методом ISO 302:2004.Permanganate number: determined by ISO 302:2004 method.

МСА: монохлоруксусная кислотаMCA: monochloroacetic acid

Высушенный в печи (OD): высушенный до влагосодержания, составляющего менее чем или равного 7% по массе.Oven Dried (OD): Dried to a moisture content of less than or equal to 7% by weight.

R18: измеряется методом TAPPI Т 235 cm-00.R18: measured by TAPPI T 235 cm-00 method.

Вязкость получаемой в результате CMC: означает вязкость раствора 0,5% получаемой в результате CMC, определяемую описанным в настоящем документе методом исследования получаемой в результате CMC.Resultant CMC Viscosity: means the viscosity of a 0.5% resulting CMC solution as determined by the resulting CMC test method described herein.

TAPPI: Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности.TAPPI: Technical Association of the Pulp and Paper Industry.

Содержание переходных металлов: определяется методом ЕРА SW-856 3050, 200.8.Transition metal content: determined by EPA method SW-856 3050, 200.8.

ЕРА: Управление по охране окружающей среды США.EPA: US Environmental Protection Agency.

Водоудерживающая способность (WRV): определяется методом TAPPI Т UM256M (2011).Water holding capacity (WRV): determined by TAPPI T UM256M method (2011).

Хотя были представлены и описаны иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что в них могут быть внесены разнообразные изменения без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения.While exemplary embodiments have been presented and described, it should be understood that various changes may be made thereto without departing from the spirit or scope of the present invention.

Claims (13)

1. Целлюлозная масса для получения продуктов на основе простых эфиров целлюлозы, причем целлюлозная масса имеет:1. Cellulose mass for the production of products based on cellulose ethers, wherein the cellulose mass has: водоудерживающую способность WRV в диапазоне от 0,8 г/г до менее чем 1,0 г/г, определяется методом TAPPI T UM256M; иwater holding capacity of WRV in the range from 0.8 g/g to less than 1.0 g/g, determined by the TAPPI T UM256M method; And значение R18 целлюлозной массы, составляющее более чем 89%, измеряется методом TAPPI T 235 cm-00,pulp R18 value of more than 89% measured by TAPPI T 235 cm-00 method, в которой сшитые целлюлозные волокна содержат сшивающее вещество на основе глицидилового простого эфира, содержащее две или более глицидиловых групп, причем соотношение сшивающего вещества и целлюлозной массы составляет по меньшей мере 2:100, и средневзвешенная молекулярная масса составляет от 174 до 500 кДа, и причем целлюлозная масса представляет собой сульфатную целлюлозную массу.wherein the crosslinked cellulose fibers comprise a glycidyl ether crosslinker containing two or more glycidyl groups, wherein the ratio of crosslinker to cellulose pulp is at least 2:100, and the weight average molecular weight is from 174 to 500 kDa, and wherein the cellulose the mass is a sulfate cellulose mass. 2. Целлюлозная масса по п. 1, причем целлюлозная масса содержит гемицеллюлозу в количестве, составляющем приблизительно 6 мас. % или более в пересчете на сухую массу.2. The pulp according to claim 1, wherein the pulp contains hemicellulose in an amount of approximately 6 wt. % or more on a dry weight basis. 3. Целлюлозная масса по п. 1, причем значение R18 целлюлозной массы находится в диапазоне от 93% до приблизительно 99,9%.3. The pulp of claim 1, wherein the R18 value of the pulp is in the range of 93% to about 99.9%. 4. Целлюлозная масса по п. 1, причем целлюлозная масса имеет водоудерживающую способность (WRV) более чем 0,8 г/г.4. The pulp according to claim 1, wherein the pulp has a water retention value (WRV) of more than 0.8 g/g. 5. Целлюлозная масса по пп. 1-4, причем целлюлозная масса содержит гемицеллюлозу в диапазоне от приблизительно 6 мас. % в пересчете на сухую массу до приблизительно 30 мас. % в пересчете на сухую массу.5. Pulp mass according to paragraphs. 1-4, wherein the pulp contains hemicellulose in the range of about 6 wt. % based on dry weight to approximately 30 wt. % in terms of dry weight. 6. Смешанная целлюлозная масса для получения продуктов на основе простых эфиров целлюлозы, содержащая:6. Mixed cellulose mass for the production of products based on cellulose ethers, containing: первую целлюлозную массу по любому из пп. 1-4, имеющую первую величину излома волокна; иthe first cellulose mass according to any one of paragraphs. 1-4, having a first fiber fracture value; And вторую целлюлозную массу, имеющую вторую величину излома волокна, отличающуюся от первой величины излома волокна.a second pulp having a second fiber break value different from the first fiber break value. 7. Смешанная целлюлозная масса по п. 6, в которой первая целлюлозная масса имеет первое значение R18 целлюлозной массы, и вторая целлюлозная масса имеет второе значение R18 целлюлозной массы, отличающееся от первого значения R18 целлюлозной массы, при этом R18 измеряется методом TAPPI T 235 cm-00.7. The mixed pulp according to claim 6, wherein the first pulp has a first pulp R18 value, and the second pulp has a second pulp R18 value different from the first pulp R18 value, wherein R18 is measured by the TAPPI T 235 cm method -00. 8. Смешанная целлюлозная масса по п. 6, в которой первая целлюлозная масса является частично растворимой в растворе комплекса меди и этилендиамина (CuEn), необязательно в которой первая целлюлозная масса является нерастворимой в растворе CuEn.8. The mixed pulp of claim 6, wherein the first pulp is partially soluble in the copper-ethylenediamine (CuEn) complex solution, optionally wherein the first pulp is insoluble in the CuEn solution.
RU2020140104A 2018-07-31 2019-07-31 Cross-linked cellulose masses, cellulose ether-based products obtained therefrom and corresponding methods of producing cellulose masses and cellulose ether-based products RU2822575C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/712,844 2018-07-31
US15/999,228 2018-08-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020140104A RU2020140104A (en) 2022-06-07
RU2822575C2 true RU2822575C2 (en) 2024-07-09

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3532597A (en) * 1969-03-11 1970-10-06 Uddeholms Ab Preparation of dissolving pulps from wood by hydrolysis and alkaline sulfite digestion
RU2129629C1 (en) * 1993-06-23 1999-04-27 Стора Коппарбергс Бергслагс Актиеболаг Defibrated cellulose product, absorbing pads and method of producing defibrated cellulose product
RU2401897C2 (en) * 2005-02-09 2010-10-20 Ниппон Пейпер Индастриз Ко., Лтд. Method for grinding of cellulose mass
WO2017147496A1 (en) * 2016-02-25 2017-08-31 International Paper Company Crosslinked kraft pulp compositions and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3532597A (en) * 1969-03-11 1970-10-06 Uddeholms Ab Preparation of dissolving pulps from wood by hydrolysis and alkaline sulfite digestion
RU2129629C1 (en) * 1993-06-23 1999-04-27 Стора Коппарбергс Бергслагс Актиеболаг Defibrated cellulose product, absorbing pads and method of producing defibrated cellulose product
RU2401897C2 (en) * 2005-02-09 2010-10-20 Ниппон Пейпер Индастриз Ко., Лтд. Method for grinding of cellulose mass
WO2017147496A1 (en) * 2016-02-25 2017-08-31 International Paper Company Crosslinked kraft pulp compositions and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7504856B2 (en) Crosslinked kraft pulp composition and method
US12077912B2 (en) Crosslinked pulps, cellulose ether products made therefrom; and related methods of making pulps and cellulose ether products
RU2822575C2 (en) Cross-linked cellulose masses, cellulose ether-based products obtained therefrom and corresponding methods of producing cellulose masses and cellulose ether-based products
AU2023201426B2 (en) Crosslinked pulps, cellulose ether products made therefrom; and related methods of making pulps and cellulose ether products
BR112020025159B1 (en) PULP COMPRISING CROSS-LINKED CELLULOSE FIBERS, BLENDED PULP AND CELLULOSE ETHER PRODUCT