ES2999546T3

ES2999546T3 - Method for continuously producing a cellulose-comprising prepared material

Info

Publication number: ES2999546T3
Application number: ES20733899T
Authority: ES
Inventors: Richard Herchl; Christian Weilach
Original assignee: Lenzing AG; Chemiefaser Lenzing AG
Current assignee: Lenzing AG
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2025-02-26
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: TW202104276A; CN113891970A; WO2020245058A1; EP3748072A1; FI3980596T3; EP3980596A1; PT3980596T; CA3140441A1; BR112021024518A2; US20220243395A1; EP3980596B1

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para preparar de forma continua un material de partida que contiene celulosa fragmentada (110), en particular, un material de partida para formar un cuerpo moldeado de celulosa (102). El procedimiento comprende: i) suministrar (10) un material de partida que contiene celulosa (101) que es un material sólido, que tiene una composición predefinida a un dispositivo reactor (105), ii) preparar de forma continua (20) el material de partida (101) en el dispositivo reactor (105) para obtener el material de partida que contiene celulosa fragmentada (101) y iii) descargar (30) el material de partida que contiene celulosa preparado fragmentado (110) desde el dispositivo reactor (105). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para la provisión continua de un material de partida que contiene celulosa procesado

La invención se refiere a un método para la provisión continua de un material de partida que contiene celulosa procesado a partir de un material de partida que contiene celulosa que tiene una composición predefinida. La invención se refiere además a un método para producir un cuerpo moldeado celulósico, en particular, regenerado, a partir del material de partida procesado. La invención se refiere además al uso de un equipo de cocción continua para el procesamiento continuo de un material de partida que contiene celulosa, en particular, textiles usados, con una composición predefinida.

Por lo tanto, la invención puede referirse al campo técnico del suministro de materiales de partida procesados que contienen celulosa. En particular, la invención puede referirse al campo técnico de la producción de un cuerpo moldeado celulósico (regenerado) a partir de un material de partida que contiene celulosa procesado. Además, la invención puede referirse al campo técnico del reciclaje de sólidos, en particular, de textiles usados.

El suministro de un material de partida que contiene celulosa procesado, por ejemplo, para la producción de un cuerpo moldeado celulósico (regenerado), se lleva a cabo convencionalmente por lo general usando un proceso de fabricación discontinua.

El documento WO 96/07778 A1 describe un método para producir un cuerpo moldeado celulósico, en particular, fibras de celulosa. Para ello se suspende el material de partida que contiene celulosa en una solución acuosa de un óxido de amina terciaria y se elimina el agua mientras se mezcla, se aumenta la temperatura y se reduce la presión. Se puede añadir pulpa química al material de partida y el material que contiene celulosa puede ser, por ejemplo, papel usado, plantas anuales u otras estructuras de fibra que contienen celulosa.

El documento US 2014/374040 A1 describe un proceso discontinuo para la producción de un producto intermedio para la producción de etanol a partir de materia prima lignocelulósica. Los posibles materiales de partida son productos de desecho de la industria maderera o algodón textil. El método implica un proceso de cocción. Además de agua en distintas cantidades, para el proceso de cocción también se utilizan bases fuertes como NaOH o KOH. Se describe el uso de textiles usados y otros materiales que contienen celulosa como producto de partida para la obtención de celulosa.

El documento US 2018/215893 A1 describe un método para procesar materiales de partida textiles mixtos hechos de componentes que contienen y no contienen celulosa para obtener polímeros aislados de celulosa o poliéster (también fibras) para aplicaciones posteriores. El material de partida es, por ejemplo, ropa usada.

El documento WO 2017/019802 A1) se refiere a métodos y sistemas para producir celulosa aislada que puede utilizarse en la industria textil, de la confección y otras industrias. Como material de partida sirven materias primas textiles mixtas, que pueden contener residuos posconsumo, restos de tejidos y/u otros materiales textiles. El método es un proceso de múltiples pasos en el que las materias primas textiles mixtas se someten a uno o más pasos de pretratamiento, seguidos de al menos dos tratamientos de digestión para aislar moléculas de celulosa y otros componentes moleculares como el poliéster. Las aplicaciones posteriores son adecuadas, por ejemplo, para obtener fibras de celulosa regeneradas y fibras de poliéster regeneradas con propiedades deseadas (y seleccionables).

El documento WO 2018/115584 A1 se refiere a un método para separar celulosa y poliéster de un material que contiene una mezcla de celulosa y poliéster, como algodón/poliéster, viscosa/poliéster y fibra de Lyocell/poliéster. El método para extraer polímeros de un sustrato, comprendiendo el sustrato al menos dos polímeros, tiene una pluralidad de pasos.

El documento GB 2560726 A se refiere a métodos para disolver y extraer polímeros de sustratos que contienen múltiples materiales poliméricos, particularmente textiles y embalajes.

Sin embargo, el material de partida que contiene celulosa conocido por el estado de la técnica, que es sólido y que se va a procesar, no presenta una composición homogénea. Por el contrario, las composiciones de materiales de, por ejemplo, textiles usados, que pueden usarse como material de partida sólido, pueden variar mucho. Por lo tanto, se recomienda un proceso de procesamiento discontinuo, en el que el material de partida se suministra en lotes. De esta manera se pueden ajustar individualmente las condiciones de procesamiento de la composición de cada lote. Según un ejemplo, se utiliza habitualmente un equipo de cocción que funciona de forma discontinua, que se llena primero con el material de partida (primer lote) y al menos un agente de digestión o medio de reacción. A continuación, se calienta el equipo de cocción, por ejemplo, por medio de astillas de madera, para disolver la lignina y permitir la extracción de la celulosa. A continuación, se retira la suspensión resultante con la celulosa obtenida y se eliminan los residuos del equipo de cocción. Después de un paso de limpieza adicional, el reactor se llena con un segundo lote nuevo y el proceso discontinuo vuelve a empezar. En resumen, se requieren una pluralidad de pasos de trabajo, que a su vez requieren una pluralidad de instrumentos de medición y control. En general, controlar estos procesos es un desafío porque cada lote tiene diferentes propiedades (materiales) y las condiciones operativas deben adaptarse en cada caso. La pluralidad de pasos individuales también elimina la posibilidad de proporcionar un equipo grande y compacto. Por el contrario, los pasos se distribuyen entre muchos equipos individuales. En última instancia, el consumo de energía también es relativamente alto porque, por ejemplo, es necesario volver a calentar el equipo de cocción para cada lote.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un material de partida que contiene celulosa procesado (por ejemplo, para producir un cuerpo moldeado celulósico (regenerado)) de una manera eficiente, robusta y que ahorre recursos. Este objetivo se resuelve mediante el objeto según las reivindicaciones independientes de la patente. Las configuraciones preferidas se desprenden de las reivindicaciones dependientes de la patente.

Según un aspecto de la presente invención, se describe un método para la provisión continua de un material de partida que contiene celulosa procesado (siendo el material de partida particularmente adecuado para la producción de un cuerpo moldeado celulósico, más particularmente regenerado). El método comprende:

i) ajustar una composición predefinida de un material de partida que contiene celulosa,

determinándose la composición de manera continua en una corriente de textiles usados,

comparándose la composición con un valor objetivo de la composición predefinida,

presentando el material de partida que contiene celulosa total o parcialmente restos de la producción de ropa y/o ropa usada, y

comprendiendo el ajuste un enriquecimiento selectivo de al menos un componente de la composición y/o un agotamiento selectivo de al menos un componente de la composición de acuerdo con una desviación del valor objetivo;

ii) alimentar de manera continua el material de partida que contiene celulosa, que es, en particular, un sólido (más, en particular, textiles usados), con una composición predefinida a un dispositivo de reacción (por ejemplo, un equipo de cocción),

iii) procesar de manera continua (en particular, recuperar celulosa mediante una cocción) del material de partida que contiene celulosa en el dispositivo de reacción para obtener el material de partida que contiene celulosa procesado, y

iv) retirar el material de partida que contiene celulosa procesado del dispositivo de reacción.

Según otro aspecto de la presente invención, se describe un método para producir un cuerpo moldeado celulósico (en particular regenerado). El método comprende: i) proporcionar el material de partida que contiene celulosa procesado descrito anteriormente, y ii) formar el cuerpo moldeado celulósico a partir del material de partida que contiene celulosa procesado.

Según otro aspecto de la presente invención, se describe el uso de un equipo de cocción continua para el suministro continuo y el procesamiento continuo de un material de partida que contiene celulosa con una composición predefinida, determinándose la composición de manera continua en una corriente de textiles usados, comparándose la composición determinada con un valor objetivo de la composición predefinida, siendo el material de partida que contiene celulosa total o parcialmente uno de entre los restos de la producción de ropa y ropa usada, proporcionándose la composición predefinida mediante el enriquecimiento selectivo de al menos un componente de la composición y/o el agotamiento selectivo de al menos un componente de la composición según una desviación del valor objetivo. En el contexto de este documento el término "celulosa" se puede entender, en particular, como un compuesto orgánico que forma parte de las paredes celulares de las plantas o que puede producirse sintéticamente. La celulosa es un polisacárido. La celulosa no está ramificada y normalmente tiene entre varios cientos y decenas de miles de moléculas de p-D-glucosa (enlace glucosídico p-1,4) o unidades de celobiosa. Las fibras de celulosa se construyen a partir de moléculas de celulosa de forma controlada por las plantas. Mediante un método técnico se pueden ensamblar moléculas de celulosa para formar fibras regeneradas, por ejemplo, como fibras resistentes al desgarro.

En el contexto de este documento, se puede entender por "cuerpo moldeado", en particular, un cuerpo geométrico bidimensional o tridimensional que resulta de un proceso de producción o recuperación de celulosa. En particular, por cuerpo moldeado se puede entender un objeto bidimensional o tridimensional, que presenta o está compuesto de celulosa y está fabricado a partir de celulosa disuelta. Los cuerpos moldeados pueden ser, en particular, cuerpos moldeados de Lyocell, cuerpos moldeados de viscosa, cuerpos moldeados modales o cuerpos moldeados de papel (material de papel). Los cuerpos moldeados típicos son filamentos, fibras, esponjas y/o películas. En principio, para las formas de realización de la invención son adecuados todos los tipos de cuerpos moldeados de celulosa. Las fibras incluyen tanto filamentos continuos como fibras discontinuas cortadas con dimensiones convencionales (por ejemplo, 38 mm de longitud) y fibras cortas. Para la producción de fibras se tienen en cuenta tanto métodos con dispositivos de extracción después de una o varias toberas de extrusión, como otros procesos, como, en particular, métodos de fusiónsoplado. Como alternativa a las fibras, como cuerpo moldeado también se puede producir una película que contiene celulosa, es decir, una película plana y esencialmente homogénea hecha con o de celulosa. Las películas se pueden producir, en particular, de manera que, tras ajustar los parámetros de un proceso de Lyocell, la coagulación solo se activa al menos parcialmente después de que los filamentos golpean una superficie receptora. Por películas se pueden entender cuerpos moldeados planos de celulosa, siendo regulable el espesor de estas películas (por ejemplo, seleccionando determinado número de barras de toberas dispuestas en serie). Otras formas de realización de un cuerpo moldeado son un material tejido y un material no tejido hecho de filamentos de celulosa o fibras de celulosa, en particular, un material no tejido hilado de filamentos de celulosa esencialmente continuos que se han fundido ("fusionado") integralmente ("soplado en fusión"). En este caso, por tejido se puede entender, en particular, una estructura plana textil formada por al menos dos sistemas de hilos (o sistemas de fibras) cruzados (preferiblemente en ángulo recto o casi en ángulo recto), pudiéndose designar los hilos (o fibras) en dirección longitudinal como hilos de urdimbre y los hilos (o fibras) en dirección transversal como hilos de trama. Un material no tejido o vellón se puede describir como una estructura desordenada (especialmente en una posición enredada) hecha de filamentos o fibras o hilos cortados de longitud limitada, que están ensamblados en una capa de fibras o una red de fibras y están conectados entre sí (en particular por fricción). También se puede crear un cuerpo moldeado en forma de esfera. Como cuerpos moldeados también se pueden prever partículas que contienen celulosa, como, en particular, perlas (es decir, granulados o esferas) o escamas, que pueden procesarse posteriormente de esta forma. Los cuerpos moldeados de celulosa también pueden ser estructuras de partículas, como, por ejemplo, granulados, polvos esféricos o fíbridos. Un cuerpo moldeado se forma preferiblemente extruyendo una solución de hilado que contiene celulosa a través de una boquilla de extrusión, ya que de esta manera se pueden producir grandes cantidades de cuerpos moldeados de celulosa con una forma muy uniforme. Otro posible cuerpo moldeado de celulosa es una esponja o, más generalmente, un cuerpo moldeado poroso. Según ejemplos de realización ejemplares, los cuerpos moldeados mencionados se pueden utilizar, por ejemplo, para la producción de hilos, textiles, geles, papel, cartón, filtros o materiales compuestos.

En el contexto de este documento, por el término "proceso de Lyocell" se puede entender, en particular, un método para producir celulosa utilizando un método directo con disolvente. La celulosa para el proceso de Lyocell se puede obtener a partir de un material de partida que contenga esta celulosa. En el proceso de Lyocell, el material de partida se puede disolver en un disolvente adecuado (en particular que contenga óxidos de amina terciaria como N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO) y/o líquidos iónicos, es decir, sales de bajo punto de fusión formadas por cationes y aniones). La disolución puede realizarse, en particular, mediante eliminación de agua y/o sin modificación química. La solución resultante, que también puede denominarse preparado o solución de hilado, se puede prensar a través de una o más boquillas de hilado en el proceso de Lyocell. Los filamentos así formados pueden precipitarse durante y/o después de su caída libre o controlada a través de un espacio de aire en un baño que contiene agua (en particular en un baño con una solución acuosa de NMMO) y/o de la humedad atmosférica presente en el espacio de aire.

Lyocell se refiere a un tipo de fibra regenerada que contiene celulosa que se produce mediante un método directo con disolvente. En el proceso de Lyocell, la celulosa normalmente se extrae de materia prima de madera. La pulpa obtenida de esta manera puede luego disolverse en N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO), un disolvente, eliminando el agua sin modificación química, filtrarse y luego prensarse a través de boquillas de hilado. Después de atravesar un espacio de aire, los filamentos así formados se precipitan en un baño con una solución acuosa de NMMO y luego se cortan en fibras discontinuas.

En el contexto de este documento, por "proceso de viscosa" se puede entender, en particular, un proceso para producir celulosa mediante un proceso de hilado en húmedo. La celulosa para el proceso de viscosa se puede obtener a partir de un material de partida (en particular madera o pulpa de madera) que contenga esta celulosa.

En el contexto de este documento, el término "proceso de viscosa" puede entenderse como un proceso de xantato. En pasos sucesivos del proceso de viscosa, que se realiza como proceso de xantato, el material de partida se puede tratar primero con una base (por ejemplo, con sosa cáustica), que forma celulosa alcalina. Cuando esta celulosa alcalina se hace reaccionar posteriormente con disulfuro de carbono, se forma xantato de celulosa. Añadiendo además una base (en particular, sosa cáustica) se puede producir una solución de hilado viscosa que se puede prensar a través de una o varias boquillas de hilado. Los filamentos de viscosa se crean mediante coagulación en un baño de hilado. Los filamentos de viscosa así obtenidos se cortan a continuación, por ejemplo, para obtener fibras discontinuas de viscosa.

En el contexto de este documento, el término "proceso de viscosa" también puede entenderse como un proceso de carbamato en el que se usa amoníaco en lugar de disulfuro de carbono para producir un derivado de celulosa soluble. En lugar del xantato de celulosa se crea el llamado carbamato de celulosa. De manera análoga al uso posterior del xantato de celulosa, a partir del carbamato de celulosa se produce una solución hilable, a partir de la cual se pueden regenerar filamentos de celulosa en un baño de hilado después de prensarlos a través de una o más boquillas de hilado.

Además, en el contexto de este documento, por "proceso de viscosa" también se puede entender un proceso alcalino en frío, en el que la celulosa se disuelve en un medio alcalino acuoso templado, en particular, enfriado, sin derivatización adicional para formar xantato o carbamato. En una realización, la temperatura del medio alcalino acuoso es inferior a 20 °C, en particular, inferior a 5 °C. Para mejorar el comportamiento de disolución, al medio acuoso alcalino se le pueden añadir aditivos como urea, tiourea, óxido de zinc, polietilenglicol o tensioactivos. A su vez, los filamentos de celulosa se regeneran a partir de la solución de hilado que contiene celulosa, después de pasar por una o más boquillas de hilado, mediante precipitación en un baño de hilado ácido o alcalino.

Las fibras de viscosa son fibras químicas o fibras regeneradas que se producen mediante un proceso de hilado húmedo llamado proceso de viscosa (en particular un proceso de xantato, un proceso de carbamato o un proceso alcalino en frío). El material de partida para el proceso de viscosa es la celulosa de alta pureza en forma de pulpa química.

En el contexto de este documento, por el término "restos de la producción de ropa" se entienden, en particular, rechazos y/o recortes de un textil o hilo que contiene o está compuesto por celulosa, generándose estos restos durante un proceso de producción de ropa. En la confección de ropa, por ejemplo, se produce como material de partida un tejido que contiene celulosa, del que luego se cortan partes planas (por ejemplo, en forma de media camiseta). Lo que queda son restos que, según un ejemplo de realización ejemplar, se pueden devolver a un método para la producción de un cuerpo moldeado que contiene celulosa. Por lo tanto, los restos de la producción de ropa pueden ser un material de partida que contenga o esté compuesto de celulosa y que pueda usarse para recuperar celulosa antes de que un consumidor haya utilizado los restos como ropa o de alguna otra manera. Los restos de la producción de ropa pueden formarse especialmente a partir de celulosa esencialmente pura, en particular, sin cuerpos extraños separados y no celulósicos (como botones, estampados textiles o costuras).

En el contexto de este documento, el término "ropa usada" puede entenderse, en particular, como ropa y/o textiles para el hogar (por ejemplo, ropa de cama) que contienen celulosa que ya han sido utilizados (en particular vestidos) por un consumidor en el momento de la recuperación de al menos parte de la celulosa. Por lo tanto, la ropa usada puede ser un material de partida que contiene celulosa, que puede (pero no necesariamente) contener cantidades significativas de sustancias extrañas y puede emplearse para recuperar celulosa después de que un consumidor haya utilizado la ropa usada como ropa o de alguna otra manera. La ropa usada puede estar formada, en particular, por una mezcla de celulosa y una o más sustancias extrañas, que comprende, en particular, plástico sintético (como poliéster y/o elastano) (usados comúnmente, en particular, en ropa) y/o cuerpos extraños independientes y no celulósicos (como botones, estampados textiles o costuras). Por poliéster se entiende, en particular, polímeros con funciones éster (R-[-CO-O-]-R) en su cadena principal. Los poliésteres incluyen los policarbonatos y el tereftalato de polietileno. Por elastano se entiende, en particular, una fibra química estirable con alta elasticidad. Un copolímero en bloque a base de elastano puede contener una fracción másica de al menos un 85 % de poliuretano.

En el contexto de este documento, por el término “textiles usados” se entiende tanto “ropa usada” como “restos de la producción de ropa”.

En el contexto de este documento, por el término “textiles” se entienden tanto “textiles nuevos” como “ropa usada” y “restos de la producción de ropa”.

El término “textiles nuevos” incluye materias primas textiles (fibras naturales, fibras químicas) y materias primas no textiles que han sido convertidas en productos lineales, planos o espaciales mediante uno o más procesos. El término “textiles nuevos” puede coincidir con el término “restos de la producción de ropa”, así como con productos terminados (por ejemplo, prendas de vestir, ropa de cama), esencialmente no habiendo sido estos últimos utilizados o vestidos por un usuario. En un ejemplo de realización se distingue entre textiles usados y textiles nuevos. En otro ejemplo de realización, el término textiles usados también puede incluir estos textiles nuevos (los productos textiles acabados que no se utilizan también pueden entenderse como textiles usados o restos de ropa).

En el contexto de este documento, por el término "producción de papel" se entiende, en particular, que se forma un material de papel celulósico a partir de un material de partida que contiene celulosa y está procesado, que luego se procesa adicionalmente para convertirse en un producto de papel. Por lo tanto, todos los pasos de procesamiento que conducen desde un material de partida que contiene celulosa a un material de papel pueden denominarse métodos de producción de papel. Además, también se puede denominar producción de papel a todos los pasos de procesamiento que conducen desde el material de papel hasta el producto de papel.

En este contexto, se puede entender por "material de papel" un material de partida de papel a partir del cual luego se puede formar un producto de papel como papel, cartón, un filtro o similar. Un material de papel puede ser un material compuesto que contiene al menos pulpa (celulosa) y un aglutinante. El material de papel puede presentarse en forma sólida, pero también en forma de suspensión, por ejemplo, en agua. En un sentido más amplio, un “material de papel” también puede incluir el propio producto de papel. Además, un material de papel también puede incluir papel o materiales similares al papel, así como cartón, material filtrante, esteras aislantes, vellones absorbentes, materiales planos reforzados con fibras, etc. El material de papel se puede formar deshidratando una suspensión de fibras, por ejemplo, en un tamiz. El material de papel se puede comprimir y secar aún más en pasos de trabajo posteriores. Sin embargo, un material de papel también puede ser un material plano (material no tejido de fibras), que se compone esencialmente de fibras (de celulosa).

En el contexto de este documento, el término "procesamiento" puede entenderse, en particular, que un material de partida entrante se trata (procesa) de tal manera que un material de partida procesado saliente difiere al menos parcialmente en sus propiedades químicas/físicas o en su composición material del material de partida entrante. Durante un proceso de procesamiento se puede llevar a cabo, por ejemplo, un proceso de cocción, en particular, una cocción alcalina. Además, por ejemplo, las fibras sintéticas como el poliéster pueden perder celulosa (mediante cocción) durante un proceso de procesamiento. Además, un proceso de procesamiento también puede incluir pasos de separación mecánica, como separación por densidad. Alternativa o adicionalmente al proceso de cocción, se pueden eliminar mecánicamente, por ejemplo, fibras sintéticas u otras sustancias extrañas.

En el contexto de este documento, por el término "proceso de cocción" se puede entender, en particular, un proceso químico que se utiliza para obtener pulpa (celulosa) a partir de un material de partida que contiene celulosa. También se denomina "cocción" al hecho de que el material de partida se puede descomponer en un dispositivo de reacción durante un proceso de cocción bajo la influencia de la temperatura y/o la presión. El término "dispositivo de reacción" en este contexto puede referirse a cualquier dispositivo que permita llevar a cabo un proceso de cocción descrito en este documento. Por ejemplo, el dispositivo de reacción puede presentar un equipo de cocción (por ejemplo, un recipiente de cocción Pandia). En este contexto, un equipo de cocción (recipiente de cocción) también puede denominarse digestor. En un ejemplo de realización, un recipiente de cocción puede presentar un medio de transporte, por ejemplo, un transportador helicoidal (extrusor) o una cinta transportadora (transportador), para transportar el material de partida a través del recipiente de cocción (de manera continua). Un proceso de cocción puede ser alcalino o ácido. En particular, un proceso de cocción alcalino puede provocar la saponificación de plásticos como el tereftalato de polietileno (PET), la poliamida (PA) o el poliuretano (PUR). Según un ejemplo de realización, se puede utilizar una solución de cocción que no descomponga la celulosa. Por ejemplo, se puede realizar una cocción alcalina con hidróxido de sodio (NaOH) para descomponer el poliéster (residual) y, opcionalmente, para ajustar la longitud de la cadena de las moléculas de celulosa.

Cuando se trata de descomponer virutas de madera, se utilizan con especial frecuencia los siguientes procesos de cocción, que también pueden utilizarse, por ejemplo, para textiles usados:

i) Un proceso de sulfato (también conocido como procedimiento o digestión de sulfato, o debido a las fibras más fuertes también conocido como método Kraft). Las sustancias activas pueden ser sosa cáustica y sulfuro de sodio (se puede utilizar sulfato de sodio (Na2SO4) para la recuperación). El material de partida (por ejemplo, virutas de madera) se puede impregnar con el licor de cocción y alimentar a un recipiente de cocción. A una temperatura de hasta 170 °C, por ejemplo, los componentes de la madera, como las hemicelulosas y las ligninas, se pueden convertir en formas solubles. A este respecto, la degradación de las fibras de celulosa puede ser indeseable.

ii) Un proceso de sulfito, para el cual se puede utilizar, por ejemplo, dióxido de azufre líquido. El proceso de sulfito ácido puede romper el enlace entre la lignina y la celulosa mediante la sulfonación y la escisión con éter de la lignina.

En el contexto de este documento, por el término "alimentación" se entiende, en particular, que se proporciona un material de partida con una composición predefinida. El material de partida puede ser un sólido (como textiles usados) y puede alimentarse directamente a un dispositivo de reacción (por ejemplo, después de un paso de trituración o fragmentación). Sin embargo, el material de partida también puede ser un sólido y alimentarse al dispositivo de reacción en forma al menos parcialmente disuelta después de un paso de disolución adicional. En el contexto de esta solicitud, por el término "retirada" se entiende, en particular, que un material de partida procesado se retira de un dispositivo de reacción después de un paso de procesamiento. El material de partida procesado puede estar en forma disuelta (por ejemplo, en un disolvente) o como un sólido. La alimentación o la retirada pueden realizarse de manera continua.

En el contexto de este documento, por "continuo" se entiende especialmente que un método técnico transcurre sin interrupciones. En otras palabras, puede tener lugar un flujo de material duradero (continuo, "en régimen permanente") (que presenta al menos los pasos de i) alimentación, ii) procesamiento y iii) retirada), que esencialmente no se interrumpe. Por el contrario, un proceso discontinuo se interrumpe constantemente porque el procesamiento se realiza por lotes. En el proceso continuo, la alimentación y la retirada también pueden realizarse de manera continua. Por ejemplo, un dispositivo de reacción puede ser al menos parcialmente tubular, de modo que el material de partida se alimenta de manera continua por una primera apertura, y el material de partida procesado se pueda retirar de manera continua desde una segunda apertura, mientras que en el medio se procesa y se sigue empujando de manera continua (por ejemplo, hidrostáticamente o mediante un transportador helicoidal).

En el contexto de este documento, por el término "composición predefinida" se entiende, en particular, una proporción o una concentración de al menos dos componentes de la composición dentro de un material de partida. Por ejemplo, el material de partida puede ser un textil usado y los componentes pueden ser fibras de celulosa y fibras sintéticas. En este caso, se puede predefinir la concentración o un rango de concentración para fibras de celulosa y fibras sintéticas, respectivamente, para proporcionar una composición predefinida. La composición definida puede incluir valores absolutos o rangos de valores.

En el contexto de este documento, por "fibra sintética" se puede entender, en particular, una fibra que tiene o está compuesta por uno o más plásticos sintéticos. Por "plástico sintético" se puede entender, en particular, una sustancia que está compuesta por una o más macromoléculas y que está producida sintéticamente. Las respectivas macromoléculas de un plástico son polímeros y, por tanto, están formadas por unidades básicas repetidas (unidades repetidas). El tamaño de las macromoléculas de un polímero puede variar entre unos pocos miles y más de un millón de unidades básicas. Por ejemplo, el polímero polietileno (PE) se compone de unidades de etileno que se repiten varias veces y están unidas entre sí. Los polímeros pueden ser moléculas no ramificadas, ramificadas o reticuladas. En principio, los plásticos se pueden dividir en tres grupos en función de sus propiedades físicas: termoplásticos, termoendurecibles y elastómeros. Además, estas propiedades se pueden combinar en subgrupos, como, por ejemplo, el de elastómeros termoplásticos. Las características importantes de los plásticos son sus propiedades técnicas, como la conformabilidad, la dureza, la elasticidad, la resistencia a la rotura, la resistencia a la temperatura y al conformado en caliente y la resistencia química, que pueden variar dentro de amplios límites mediante la elección de macromoléculas, métodos de fabricación y, en general, mediante la adición de aditivos. Las reacciones típicas para producir plástico sintético a partir de monómeros o prepolímeros son: polimerización en cadena, poliadición o policondensación. Ejemplos de plásticos sintéticos que se utilizan especialmente en textiles son el poliuretano (PUR), especialmente como componente del elastano, el poliéster (PE, por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET)), la poliamida (PA, por ejemplo, nailon, perlón) y el poliéter, en particular, polietilenglicol (PEG), como componente del elastano.

En el contexto de este documento se puede entender por elastano, en particular, un plástico sintético que presenta propiedades termoplásticas y elásticas. Por lo tanto, el elastano puede denominarse elastómero termoplástico (TPE). El elastano puede presentarse como copolímero de bloques, que se caracteriza especialmente por los dos bloques siguientes: poliuretano (PUR) y éter de polietilenglicol (PEG). Los segmentos de PUR pueden formar secciones rígidas que se alternan con secciones de PEG suaves y elásticas. El PUR puede formar secciones alargadas y rígidas que se unen longitudinalmente entre sí y permiten la cohesión de, por ejemplo, una fibra mediante la acumulación de fuerzas de valencia secundarias. Los bloques de PEG similares al caucho (por ejemplo, cada uno de aproximadamente 40 a 50 unidades monoméricas), por el contrario, pueden presentarse en forma muy enroscada, aunque también pueden estar estirados. El elastano puede estar presente como una estructura rizada con una capacidad de estiramiento muy alta (varios 100 %, por ejemplo, 700 %). La densidad puede estar comprendida, por ejemplo, entre 1,1 y 1,3 g/cm3 y la resistencia es, por ejemplo, de 5 a 12 cN/tex. La elasticidad puede depender de la temperatura. Además, por el término "elastano" se entiende tanto el propio elastano como los elastómeros termoplásticos relacionados (por ejemplo, Elastollan, Desmopan, Texin y Utechllan).

Según un ejemplo de realización ejemplar de la invención, se proporciona un método particularmente eficiente, robusto y que ahorra recursos para producir un material de partida que contiene celulosa procesado mediante la realización de un proceso de procesamiento continuo, al que se alimenta un material de partida que contiene celulosa (un sólido , en particular, textiles usados) en una composición predefinida. Un proceso de fabricación continua (especialmente un proceso de cocción) se puede implementar más fácilmente en términos de ingeniería de métodos que un proceso discontinuo. Por ejemplo, se puede utilizar un equipo grande (por ejemplo, un dispositivo de reacción como un recipiente de cocción) en lugar de muchos equipos pequeños. Esto puede reducir significativamente la necesidad de tecnología de medición y control. En un proceso de procesamiento continuo, se puede generar un flujo en estado estacionario, es decir, las corrientes de entrada y salida se pueden coordinar como un flujo estacionario. Esto puede ser particularmente fácil de controlar operativamente. El modo de funcionamiento continuo permite alcanzar un mayor rendimiento que con un proceso discontinuo, ya que no hay tiempos de inactividad (por ejemplo, llenado de un reactor, calentamiento, vaciado, limpieza). Por lo tanto, el funcionamiento continuo permite un diseño compacto.

Además, el proceso continuo se puede llevar a cabo de una manera mucho más eficiente en recursos, sostenible y respetuosa con el medio ambiente, ya que se puede reducir el consumo de energía (por ejemplo, vapor). Por ejemplo, no es necesario recalentar el recipiente de cocción con cada lote (como ocurre con un proceso discontinuo), sino que funciona (calienta) de manera continua. También se puede ahorrar energía gracias a una utilización más eficiente en términos de diseño del sistema. Además, el proceso descrito también puede combinarse eficazmente con procesos posteriores (por ejemplo, un proceso de blanqueo), que luego también pueden funcionar de manera continua.

Un proceso de cocción continua podría tener desventajas. Las condiciones del proceso (p. ej. tiempo de permanencia, temperatura) se ajustan dentro de un rango definido. Esto significa que no es posible responder de forma flexible o dinámica a los cambios en la calidad de la materia prima o en la composición del material. Por lo tanto, no es posible un tratamiento individual de cada uno de los materiales de partida.

Según un ejemplo de realización ejemplar de la invención, estos posibles inconvenientes se superan precisamente dotando al material de partida sólido (exclusivamente) de una composición predefinida. Esta composición predefinida puede ser, por ejemplo, una mezcla/composición especial de textiles usados. En lugar de adaptar constantemente el proceso (o por lotes) a la composición del material de partida (como es el caso en el proceso discontinuo), ahora se ha descubierto sorprendentemente que, en su lugar, la composición del material del material de partida que contiene celulosa sólido puede adaptarse de forma extremadamente eficiente y robusta al proceso (proceso continuo). Por ejemplo, los suministros entrantes de textiles usados se pueden enriquecer o agotar selectivamente de modo que la composición global corresponda a la composición predefinida. Por ejemplo, las cantidades de celulosa y plástico sintético en el material de partida se pueden ajustar a concentraciones exactamente definidas. Estas concentraciones pueden seguir estando sujetas a rangos de fluctuación predefinidos, de modo que es posible un proceso de procesamiento continuo, que requiere una tecnología de medición y control significativamente menos compleja. Por lo tanto, los ahorros pueden surgir principalmente de menores requisitos de control (un equipo con alta capacidad en operación continua en lugar de varios equipos pequeños con menor capacidad en operación discontinua por lotes).

Por lo tanto, el paso del ajuste flexible se puede adelantar al material de partida, haciendo que todo el proceso de fabricación sea más eficiente y robusto en funcionamiento continuo.

A continuación, se describen ejemplos de realización ejemplares adicionales del método y uso.

Según la invención, el material de partida que contiene celulosa contiene total o parcialmente restos de la producción de ropa y/o de ropa usada. Esto puede ofrecer la ventaja de que los textiles usados se pueden reciclar de forma muy eficiente. Con el método descrito se pueden introducir de forma eficiente textiles usados, que naturalmente representan una mezcla muy poco homogénea, en un proceso de fabricación continua. Sometiendo la mezcla de textiles usados a una composición predefinida, es posible llevar a cabo un procesamiento continuo de una corriente de textiles usados alimentados como material de partida que contiene celulosa.

En este contexto, la invención puede referirse al campo técnico de la reutilización (reciclado), en particular, a la reutilización de textiles usados. Los textiles usados pueden contener en cada caso celulosa y, dado el caso, al menos un plástico sintético y, por tanto, pueden usarse como materiales de partida que contienen celulosa. Así, los textiles usados se pueden reutilizar como material de partida con una composición predefinida para la producción continua de un cuerpo moldeado celulósico (regenerado), en particular, presentándose la celulosa del cuerpo moldeado regenerado esencialmente en forma de fibras de Lyocell, fibras de viscosa y/o fibras de papel.

En otro ejemplo de realización, el procesamiento de la composición del material de la mezcla de textiles usados utilizada puede ir precedida de una clasificación previa. Los textiles usados normalmente se entregan en una mezcla poco definible (no homogénea). Los textiles usados se pueden preseleccionar mediante una clasificación previa mecánica, incluso manual, para eliminar partes completamente inutilizables como lana, películas metálicas, materiales no tejidos sintéticos, etc.

Según un ejemplo de realización, los restos de la producción de ropa se pueden mezclar con ropa usada para proporcionar la composición predefinida. Los restos de la producción de ropa pueden, por ejemplo, ser restos de producción de la industria y, por lo tanto, a menudo son identificables y, a veces, puros. Combinando estas dos corrientes (de reciclaje) se puede obtener una mezcla de textiles usados ventajosa. Esto puede ser particularmente adecuado para la producción de un cuerpo moldeado de celulosa, por ejemplo, un cuerpo moldeado de Lyocell.

Según la invención, el método comprende además el ajuste de la composición predefinida (en particular mezclando selectivamente diferentes corrientes de entrada con una composición conocida). El ajuste puede incluir: i) un enriquecimiento selectivo de al menos un componente de la composición y/o ii) un agotamiento selectivo de al menos un componente de la composición. Esto puede proporcionar la ventaja de que la composición predefinida se puede lograr de una manera rápida y robusta.

El material de partida puede ser una mezcla de dos o más componentes de la composición, por ejemplo, una mezcla de textiles usados con fibras de celulosa y fibras sintéticas. Los componentes de la composición también pueden ser restos de ropa o ropa usada de un determinado tipo. Por ejemplo, una camisa de algodón puro puede ser un componente de la composición, mientras que la ropa deportiva, que consiste principalmente en poliéster, puede ser otro componente de la composición. Para lograr una composición predefinida, se pueden mezclar lotes con composiciones conocidas (cantidades conocidas de componentes de la composición) de manera que la mezcla tenga la composición predefinida. Como se ha descrito anteriormente, por ejemplo, restos (recortes) de la producción de ropa pueden tener una composición conocida. Además, la composición, por ejemplo, de una mezcla de ropa usada, también puede determinarse de diferentes maneras, por ejemplo, mediante un operador cualificado o mediante métodos de medición automáticos, en particular, ópticos. Dependiendo de la composición concreta, a continuación se pueden añadir otros textiles usados o restos de ropa (como componentes de la composición) para conseguir la composición predefinida. Según un ejemplo de realización, se pueden añadir textiles usados con un contenido de algodón muy alto para aumentar el contenido de celulosa. Adicional o alternativamente, los componentes de la composición también se pueden eliminar del material de partida. Por ejemplo, se puede eliminar especialmente la ropa deportiva que tenga un porcentaje especialmente alto de poliéster. Para ajustes finos pueden ser especialmente adecuados los restos de la producción de ropa antes mencionados, que pueden presentar composiciones definidas.

Según otro ejemplo de realización, el agotamiento del método comprende además: contener al menos parcialmente (selectivamente) un plástico sintético en el material de partida. El plástico sintético puede ser, en particular, uno de entre el grupo compuesto por poliamida, poliéster, poliuretano y elastano. Esto puede ofrecer la ventaja de que un plástico sintético ya no necesita agotarse de manera especialmente limpia o pura. El agotamiento de pequeñas concentraciones residuales puede ser un desafío técnico y consumir muchos recursos.

En cambio, el plástico sintético, por ejemplo, el poliuretano, puede permanecer en el tejido mixto, lo que permite reducir o prescindir de métodos de agotamiento complejos y costosos. Si se asigna elastano a al menos una parte del poliuretano, se pueden conseguir ventajas adicionales, como, por ejemplo, una mejora de los valores de resistencia y/o de la elasticidad del cuerpo moldeado a fabricar.

En el proceso de reciclaje se pueden procesar, por ejemplo, pequeñas proporciones (por ejemplo, menos del 2 %) de poliamidas y poliésteres para lograr una buena integración en la celulosa. En un proceso de reciclaje esto puede suponer una gran ventaja, ya que la eliminación al menos parcial de otros polímeros sintéticos, especialmente en concentraciones bajas, puede resultar desproporcionadamente compleja. Los otros plásticos sintéticos mencionados anteriormente se encuentran frecuente y ampliamente presentes en materiales de partida como los textiles. Por lo tanto, aceptar pequeñas cantidades residuales representa una simplificación enorme del proceso de reciclaje.

Según otro ejemplo de realización, el procesamiento continuo comprende además: llevar a cabo un proceso de cocción continua, en particular, usando una solución de cocción alcalina, más particularmente una solución de cocción que contiene hidróxido de sodio. Esto puede proporcionar la ventaja de que se pueden aplicar directamente técnicas sólidas y probadas.

Si se utilizan astillas de madera como material de partida sólido, cocinar en un medio de digestión/medio de reacción fuerte, como hidróxido de sodio y sulfuro de sodio, puede permitir que la lignina se disuelva para separarla de la celulosa. Si se utilizan textiles usados como material de partida sólido, de esta manera se puede disolver plástico sintético para obtener la celulosa en la forma más pura posible o con la concentración residual deseada de polímeros. En particular, un proceso de cocción, especialmente con NaOH (el sulfuro de sodio no es necesario porque los textiles usados no contienen lignina), puede provocar la saponificación de plásticos como PET, PA o PUR, sin que la celulosa se descomponga.

Según un ejemplo de realización preferido, la cocción alcalina se puede llevar a cabo de la siguiente manera: las fibras, en particular, fibras celulósicas (o predominantemente celulósicas) ya enriquecidas, se pueden tratar con una solución alcalina (por ejemplo, hidróxido de sodio o hidróxido de potasio) en combinación con un agente oxidante gaseoso (por ejemplo, O<2>) en un recipiente de cocción (por ejemplo, un recipiente a presión) (preferiblemente a un valor de pH de al menos 9), a saber:

a) a una temperatura entre 90 °C y 185 °C;

b) durante un período de incubación de 45 minutos a 270 minutos;

c) en presencia de un aditivo estabilizante de celulosa (por ejemplo, una sal de magnesio, preferiblemente sulfato de magnesio; o un compuesto quelante a base de un metal de transición, por ejemplo, ácido etilendiaminotetraacético (EDTA)), preferiblemente en una concentración en un rango entre 0,01 por ciento en peso y 5 por ciento en peso sobre las fibras suministradas;

d) a una concentración de álcali en un rango entre 1 por ciento en peso y 35 por ciento en peso basado en las fibras suministradas;

e) a una presión de gas inicial en el intervalo de 1 bar a 21 bar (correspondiente a aproximadamente 0,1 MPa a aproximadamente 2,1 MPa).

La pulpa disuelta obtenida puede entonces someterse a un proceso de lavado.

En particular, la solución alcalina se puede alimentar para descomponer fibras no celulósicas, en particular, fibras sintéticas, más particularmente fibras de poliéster. En particular, el poliéster se puede descomponer en componentes solubles en agua, que se pueden separar de las fibras de celulosa mediante el agua residual generada durante el proceso. En este proceso se puede descomponer, por ejemplo, el poliéster en los monómeros etilenglicol y ácido tereftálico. Estos son solubles en agua y, según un ejemplo de realización, pueden separarse de las fibras de celulosa mediante el licor residual del proceso. Paralelamente a la degradación del poliéster, en este proceso de cocción también pueden tener lugar reacciones de degradación de la celulosa. Mediante una selección adecuada de los parámetros del proceso se puede controlar la degradación de la celulosa según un ejemplo de realización de la invención de tal manera que se establezca un determinado grado objetivo de polimerización. Esto es ventajoso porque el grado de polimerización de la celulosa (expresado como número de viscosidad límite) es a menudo un criterio de especificación para la pulpa química.

A continuación, se describen algunos ejemplos de realización de la composición predefinida. Estos pueden tener la ventaja de que la provisión continua del material de partida procesado se hace posible de manera eficiente, de modo que las condiciones del método se pueden mantener estables a largo plazo. Para cuantificar la composición predefinida, se pueden usar tanto concentraciones como rangos de fluctuación de los componentes de la composición.

En el contexto de este documento, el término "rango de fluctuación" puede referirse a una desviación de un valor predefinido o de un valor de referencia. El rango de fluctuación puede ser un valor absoluto o un valor relativo. El rango de fluctuación también puede referirse a una desviación estándar.

Resumen de la composición de las materias primas en % (contenido de fibra pura sin materias extrañas como botones, etc.)

Tipo Base Preferencia Especial preferencia

Fibras celulósicas >60 >80 >92,5

Poliéster <30 <16 <5

Poliamidas <4 <1 <0,5

Poliacrílico <1 <0,5 <0,1

Elastano (o similar) <5 <2,5 <1

intervalo de fluctuación tolerable: Para fibras celulósicas y poliéster ± 2,5 %, preferiblemente ± 1 %, de forma especialmente preferible <± 0,5 %. Para poliamida, poliacrílico y elastano ± 0,5 %, preferiblemente ± 0,1 %, de forma especialmente preferible <± 0,05 %.

Según otro ejemplo de realización, la composición predefinida presenta fibras celulósicas. Además, la composición predefinida de las fibras celulósicas tiene un rango de fluctuación del 2,5 % o menos, en particular, del 1 % o menos, más particularmente del 0,5 % o menos.

Según otro ejemplo de realización, la composición predefinida presenta fibras sintéticas, en particular, fibras de poliéster. Además, la composición predefinida de las fibras sintéticas, en particular, las fibras de poliéster, tiene un rango de fluctuación de 2,5 % o menos, en particular, de 1 % o menos, más particularmente de 0,5 % o menos.

Según otro ejemplo de realización, la composición predefinida presenta otras fibras sintéticas. Además, la composición predefinida de las otras fibras sintéticas tiene un rango de fluctuación de 0,5 % o menos, en particular, de 0,1 % o menos, en particular, de 0,05 % o menos. En particular, las otras fibras sintéticas presentan al menos una de entre el grupo formado por: poliamida, poliacrílico y elastano.

Según otro ejemplo de realización, la composición predefinida tiene 60 % o más, en particular, 80 % o más, más particularmente 92,5 % o más, de fibras celulósicas. Adicional o alternativamente, la composición predefinida tiene 30 % o menos, en particular, 16 % o menos, más particularmente 5 % o menos, de fibras sintéticas, en particular, fibras de poliéster.

Según otro ejemplo de realización, la composición predefinida presenta al menos una de las siguientes características:

i) la composición predefinida tiene 4 % o menos, en particular, 1 % o menos, más particularmente 0,5 % o menos, de poliamida;

ii) la composición predefinida tiene 1 % o menos, en particular, 0,5 % o menos, más particularmente 0,1 % o menos, de poliacrílico;

iii) la composición predefinida tiene 5 % o menos, en particular, 2,5 % o menos, más particularmente 1 % o menos, de elastano.

Según otro ejemplo de realización, el dispositivo de reacción presenta un recipiente de cocción continua. Esto puede ofrecer la ventaja de que se puede utilizar tecnología establecida y probada directamente para el método descrito.

Los expertos en la materia conocen varios sistemas de cocción, por ejemplo, Pandia, Sprout-Waldron, Escher-Wyss y Kamyr. Estos y otros se pueden utilizar directamente para el método descrito como recipientes de cocción continua. Por ejemplo, para realizar un proceso de sulfato o sulfito se puede utilizar un recipiente de cocción Kamyr, con una temperatura de 110 °C en la zona de alimentación, una temperatura de unos 140 °C en la zona central y una temperatura de unos 80 °C en la zona de retirada.

Según otro ejemplo de realización, el método comprende además: llevar a cabo un proceso de seguimiento continuo, en particular, un proceso de blanqueo, después de la retirada continua. Esto ofrece la ventaja de que después del procesamiento se pueden conectar de manera flexible otros métodos de procesamiento y, por lo tanto, también se pueden operar de manera continua.

Los procesos de seguimiento continuo pueden incluir, por ejemplo, ciertos pasos de limpieza o secado de masa de pulpa. Además, un proceso de seguimiento puede incluir blanqueamiento. Este último es particularmente el caso cuando se proporciona un material de papel para producir un cuerpo moldeado celulósico a partir del material de partida procesado. El blanqueo puede describirse como un método que elimina o atenúa colorantes indeseables. El blanqueo utiliza agentes blanqueadores que son compuestos oxidantes o reductores y deben ser al menos parcialmente selectivos. Por ejemplo, el agente blanqueador puede atacar las sustancias colorantes destruyendo los cromóforos. Como agentes blanqueadores se pueden utilizar oxígeno, ozono, peróxido de hidrógeno, compuestos de cloro (p. ej. dióxido de cloro o hipoclorito), pero también enzimas.

El blanqueo puede incluir al menos uno de entre un grupo que consiste en blanqueo oxidativo, blanqueo reductivo y blanqueo enzimático. Según un ejemplo de realización preferido de la invención, el blanqueo puede comprender un lavado con ácido, seguido de un blanqueo con ozono, seguido a su vez de un blanqueo con peróxido. El blanqueo puede eliminar tintes y otros residuos químicos de los materiales textiles reciclados.

Según otro ejemplo de realización, la formación del cuerpo moldeado celulósico a partir del material de partida procesado implica uno de entre el grupo que consiste en: un proceso de Lyocell, un proceso de viscosa (en particular un proceso de xantato, un proceso de carbamato o un proceso alcalino en frío), un proceso de fabricación de papel. Esto puede ofrecer la ventaja de que se pueden aplicar métodos especialmente eficaces y probados directamente sobre el material de partida procesado para producir un cuerpo moldeado celulósico.

Los cuerpos moldeados fabricados según la invención se pueden utilizar, por ejemplo, como material de embalaje, material de fibras, compuestos textiles, compuestos de fibras, materiales no tejidos de fibras, fieltros punzonados, guata de tapicería, tejidos, material de papel, productos de papel, papel, cartón, filtros, tejidos de punto, como textiles para el hogar, como ropa de cama, como prendas de vestir, como relleno, material flocado, textiles para hospitales, como, por ejemplo, compresas, pañales o colchones, como material para mantas, plantillas para zapatos y apósitos para heridas. Los ejemplos de realización de la invención se pueden aplicar en una amplia variedad de áreas técnicas así como en medicina y en cosmética y bienestar. En medicina, por ejemplo, los materiales para el tratamiento y la cicatrización de heridas pueden estar compuestos por un soporte, que determina las propiedades mecánicas, y un material de revestimiento biocompatible, que sea especialmente compatible con la piel y la superficie de la herida. Son posibles muchas otras aplicaciones.

A continuación, se describen en detalle ejemplos de realización ejemplares de la presente invención con referencia a las siguientes figuras.

La Figura 1 muestra un diagrama de flujo de un método para la provisión continua de un material de partida procesado según un ejemplo de realización ejemplar de la invención.

La Figura 2 muestra un diagrama de flujo de un método para producir un cuerpo moldeado celulósico regenerado a partir del material de partida procesado según un ejemplo de realización ejemplar de la invención.

La Figura 3 muestra un aparato para proporcionar el material de partida procesado y para producir un cuerpo moldeado celulósico regenerado usando un proceso de Lyocell a partir del material de partida procesado según un ejemplo de realización ejemplar de la invención.

La Figura 4 muestra una fibra de celulosa producida mediante un proceso de Lyocell.

La Figura 5 muestra una fibra de celulosa producida mediante un proceso de viscosa.

La Figura 6 muestra una fibra de celulosa natural procedente de una planta de algodón.

Componentes iguales o similares en diferentes figuras se designan con los mismos signos de referencia.

Antes de proceder a la descripción de ejemplos de realización ejemplares con referencia a las figuras, se deben resumir algunas consideraciones básicas, en base a las cuales se han derivado ejemplos de realización ejemplares de la invención.

Según un ejemplo de realización ejemplar, se utiliza el siguiente método para producir una mezcla de textiles usados adecuada (composición predefinida): una mezcla de textiles usados cruda (aún sin procesar) con una alta proporción de algodón o fibras de celulosa (por ejemplo, viscosa, Lyocell) y proporción de fibras poliméricas sintéticas (por ejemplo: PP, PET, PA, PUR-TPE) se procesa mediante trituración, flotación, disolución selectiva, cocción u otros métodos industriales estándares a gran escala, por lo que la eliminación del 100 % de los componentes indeseables se vuelve muy compleja. Por lo tanto, se determinó la siguiente mezcla de materiales según la invención: 1) la proporción de materiales adicionales no textiles de la lista (botones, remaches, clips, ojales) es inferior al 0,1 %, la proporción de poliamidas es inferior al 0,1 %, la proporción de PTFE es inferior al 0,1 %, la proporción de poliéster (PET) es inferior al 30 %, la proporción de poliolefinas (PE y preferiblemente PP) es inferior al 1 %, la proporción de TPE a base de PEG-PUR es inferior al 10 %, la proporción de poliacrilonitrilo (PAN) es inferior al 1 %, los demás componentes son principalmente textiles a base de celulosa; o 2) más del 60 % de celulosa, menos del 10 % de PET, preferiblemente menos del 5 %, incluso mejor menos del 2 %, menos del 15 % de PUR-TPE con segmentos blandos de éteres de poliolefina o ésteres alifáticos (elastano), menos del 5 % de PA, adición de más de 0,1 % de estabilizador AO para evitar la degradación oxidativa de los polímeros deseados a oligómeros indeseables (lo que induciría propiedades negativas del producto como propiedades mecánicas inestables, fragilidad, tendencia al blanqueo, etc.).

Según un ejemplo de realización ejemplar, al producir la mezcla de sustancias en la solución de NMMO se tienen en cuenta los siguientes detalles: Los textiles usados que están disponibles para el reciclaje se seleccionan basándose en las siguientes características y se preparan en una forma adecuada como componentes de la mezcla de materiales y, por ejemplo, se alimentan al proceso de Lyocell: a) reducción de las piezas textiles (es decir, eliminación de botones, remaches, cremalleras, cierres autoadhesivos, aplicaciones, etc.); b) selección selectiva o determinación de proporciones para la posterior composición proporcional de los flujos de material de los siguientes componentes de las fibras: i) fibras celulósicas: son deseables, se diferencian entre sí en el peso molecular y, por tanto, en la solubilidad en NMMO (viscosidad), ajuste y adaptación mediante tratamiento alcalino; lo ideal es que estos materiales constituyan el 100 % de los textiles reciclados; estos materiales incluyen algodón, viscosa, Lyocell, lino, etc.; ii) poliamidas: insolubles en NMMO, degradación por hidrólisis ácida; las mezclas textiles crudas típicas contienen hasta un 80 % de lana y en determinados tejidos poliamidas hasta un 25 %, que pueden seleccionarse fácilmente mediante clasificación (suéteres, "característica de lana"); no hay posibilidad real de eliminación mediante disolución selectiva; estos materiales incluyen lana, seda, poliamida sintética PA6 y PA6.6 (nailon, perlón); iii) poliéster: insoluble en NMMO, degradación por hidrólisis alcalina con recuperación del contenido ácido, posibilidad de separación por disolución selectiva; contenido reciclado hasta un 30 % en tejidos; estos materiales incluyen, por ejemplo, PET y elastopoliéster; iv) poliolefinas: insolubles en NMMO, sin posibilidad de degradación por hidrólisis, pero sí de separación por disolución selectiva; bajo contenido en tejidos reciclados suministrados (menos del 1 %); estos materiales incluyen, por ejemplo, PP como fibra y PE como adhesivo termofusible en telas no tejidas; v) otros: PEG-PUR hasta 5 % soluble en NMMO, hasta 10 % en tejidos, PAN insoluble en NMMO, ambos degradables por hidrólisis ácida fuerte; PTFE: insoluble y no degradable; en su mayoría manejable mediante clasificación (por ejemplo, anoraks...); estos materiales incluyen, por ejemplo, PEG-PUR (elastano, Lycra, Spandex), poliacrilonitrilo (PAN), PTFE (Goretex).

Según otro ejemplo de realización ejemplar, los polímeros residuales de los materiales de partida se usan como refuerzo de la adhesión entre fibras de celulosa o como refuerzo de las propiedades termoplásticas dentro de un cuerpo moldeado de Lyocell. Permanecen esencialmente inertes hasta que se completa un paso específico del proceso de producción. En particular, se puede lograr un endurecimiento posterior de un tejido usando calor (similar al adhesivo termofusible) (por ejemplo, camisas que no necesitan planchado, plisados, etc.). Generalmente se utiliza un método complejo para producir tejidos que tienen la propiedad de una alta estabilidad dimensional (por ejemplo, sin plancha). Puede tratarse, por ejemplo, de una combinación de métodos químicos muy complejos. Mantiene una camisa como nueva durante mucho tiempo. También es posible la llamada “reticulación en húmedo”, en la que se construye un puente elástico entre las moléculas de la celulosa del algodón. Este puente devuelve la forma a la tela después del lavado.

Sin embargo, controlando específicamente la proporción de polímeros residuales (por ejemplo, poliuretanos de elastano de textiles mixtos) según una realización, se puede lograr una cierta termoplasticidad en una fibra de Lyocell, que devuelve la proporción correspondiente de polímeros residuales de un material de partida mediante el proceso de agotamiento, según una realización, a través de un proceso de Lyocell de nuevo a un cuerpo moldeado de Lyocell.

Según un ejemplo de realización ejemplar, el procesamiento previo de la mezcla de textiles usados minimiza el agotamiento posterior de materias extrañas y facilita el ajuste de las concentraciones residuales deseadas. Los componentes residuales inorgánicos que ya se encuentran en los reciclados textiles son, por ejemplo, compuestos metálicos (principalmente óxidos metálicos, especialmente TiO<2>, Al2O3, MgO, SiO<2>, CeO<2>, Mg(OH)<2>, Al(OH)3, ZnO). La funcionalización de estos óxidos es adecuada, por ejemplo, para manifestar diferentes propiedades en el cuerpo moldeado producido (por ejemplo, retardante de llama, antirreflectante, biocida, etc.).

Según un ejemplo de realización ejemplar, se descubrió además que como AO son adecuadas las siguientes sustancias: estabilizadores HALS, fenoles polivalentes, en particular, bifenoles y trifenoles alquilados, tocoferol, ligninas oligoméricas y galatos. Estos tienen la ventaja de que ya han sido probados como estabilizadores para enmascarar metales pesados (complejación) en preparado de NMMO y su control de métodos a gran escala no presenta problemas. Sorprendentemente, se ha descubierto ahora que estos AO en el NMMO, que actúa más como oxidante debido a su estructura (N-óxido), evitan sin embargo la degradación oxidativa de los polímeros, especialmente la del elastano, imprescindible para la compatibilización en la mezcla.

Según un ejemplo de realización ejemplar, se tiene en cuenta el hecho de que determinadas sustancias distintas de la celulosa se pueden incorporar en cierta medida en un cuerpo moldeado de Lyocell. Sorprendentemente, se encontró que ciertos materiales residuales no basados en celulosa pueden verse como materiales auxiliares deseables, que ayudan a incorporar otros materiales residuales no basados en celulosa en mayor medida en un cuerpo moldeado de Lyocell. Un grupo de sustancias de este tipo, que es a la vez componente secundario no celulósico y aglutinante, son los plásticos tipo TPE (p. ej. elastano). Este efecto de integración mencionado llega hasta el punto de que se pueden procesar pequeñas proporciones (menos del 2 %) de poliamidas (PA) y poliésteres (PET menos del 2 %). Esto supone una clara ventaja en el proceso de procesamiento de material reciclado, ya que la eliminación casi completa de los polímeros mencionados requiere mucho tiempo y la posible aceptación de pequeñas cantidades residuales hace que el procesamiento de material reciclado sea mucho más fácil, ya que estos polímeros, en particular, son muy frecuentes y están ampliamente extendidos en reciclados textiles. Este comportamiento se explica por el efecto de compatibilidad del elastano entre PA-PET y celulosa. El responsable de esto es el contenido de PUR en el elastano, ya que el PUR es a la vez poliéster y poliamida (R1.NH.CO.O.R2). Gracias a su típica estructura etérea, el contenido de óxido de polialquileno en TPE como el elastano también es responsable de la homogeneización/mezcla con los enlaces éter de glicano de la celulosa. Según la invención, este efecto múltiple también se aprovecha de esta manera múltiple: i) las temperaturas del proceso de Lyocell conectan adecuadamente el elastano con la celulosa a través de enlaces de hidrógeno; ii) las similitudes de poliamida de estos TPE permiten la integración de poliamidas de fibra típicas (PA6 o PA6.6 o PA6.10) de materiales de desecho; iii) la estructura del éter conduce a un alto grado de homogeneización del preparado antes del proceso de hilado y, por tanto, a una muy buena mezcla (especialmente a nivel químico, ya que la relación de especies de la estructura del éter de los TPE es muy similar a la estructura del éter de la celulosa); y iv) las similitudes con el poliéster de estos TPE permiten incorporar fibras de poliéster típicas de materiales reciclados.

En particular, mediante la mezcla de diferentes composiciones textiles usadas se puede ajustar una calidad adecuada del material reciclado y controlar de forma selectiva el aprovechamiento posterior.

La Figura 1 muestra un diagrama de flujo de un método para proporcionar de manera continua (véase el signo de referencia 50) un material 110 de partida procesado de acuerdo con un ejemplo de realización ejemplar de la invención. En primer lugar, se proporciona 1 un material 101 de partida que contiene celulosa, que es una mezcla de textiles usados (ropa usada y/o restos de la producción de ropa). Este puede provenir de diferentes fuentes (pre/posconsumo) y puede ser muy poco homogéneo. Los textiles 101 usados no solo contienen celulosa sino también, a veces, un alto contenido de fibras sintéticas (por ejemplo, poliéster). En un primer paso de provisión (véase el bloque 1), los textiles 101 usados se pueden triturar 1 primero mecánicamente mediante fragmentación. Como resultado, del material 101 de partida se pueden eliminar, en particular, grandes impurezas no celulósicas, por ejemplo, botones, costuras y estampados de ropa usada que se utilizó al menos parcialmente para producir el material 101 de partida. La trituración mecánica puede, por ejemplo, separar el material 101 de partida en fibras individuales.

En un paso posterior se determina la composición de los textiles usados (véase el bloque 2). Opcionalmente, este paso también puede realizarse antes de la trituración. La determinación de la composición puede realizarse de manera continua en un flujo (de reciclaje) de textiles usados. Para este fin se pueden utilizar diversas técnicas de medición automática (por ejemplo, métodos ópticos y/o espectroscópicos). Alternativamente, un operario capacitado también puede determinar las composiciones. Además, la composición también puede ser al menos parcialmente conocida (por ejemplo, en el caso de restos de ropa de la producción). La composición determinada (valor real) se puede comparar entonces con un valor objetivo, la composición predefinida.

Dependiendo de la desviación del valor objetivo, ahora se puede llevar a cabo un enriquecimiento selectivo (véase el bloque 4) y/o un agotamiento selectivo (véase el bloque 6). El material 101 de partida es una mezcla de textiles usados con fibras de celulosa y fibras sintéticas. Para lograr una composición predefinida, se mezclan lotes con composiciones conocidas (cantidades conocidas de componentes de la composición) de manera que la mezcla final tenga la composición predefinida. Son especialmente adecuados los restos (recortes) anteriormente descritos de la producción de ropa, que tienen una composición esencialmente conocida. Además, se pueden añadir textiles usados con una composición conocida, por ejemplo, un contenido muy alto de algodón, para aumentar el contenido de celulosa. Además, los componentes de la composición con composiciones al menos parcialmente conocidas también se pueden eliminar del material 101 de partida. Por ejemplo, se puede eliminar especialmente la ropa deportiva que tenga un porcentaje especialmente alto de poliéster. Además, se puede llevar a cabo una separación mecánica, por ejemplo, una separación por densidad, en particular, mediante un proceso de flotación, para agotar selectivamente, por ejemplo, el poliéster y/o polipropileno de la celulosa. Los componentes de la fibra se pueden suspender en un medio líquido (acuoso). La separación de las fibras no celulósicas de las fibras celulósicas es posible debido a diferentes propiedades físicas del medio líquido, en particular, diferentes propiedades gravitacionales, relacionadas con la fuerza centrífuga, flotativas y/o electrostáticas.

Luego, el material 101 de partida con la composición predefinida se alimenta de manera continua al dispositivo 150 de reacción (véase el bloque 10). El material de partida se tritura/fragmenta y se puede alimentar al reactor 150 directamente como un sólido o usando un disolvente adicional. El dispositivo 105 de reacción tiene un recipiente de cocción continua (digestor), que opera un proceso de cocción continua para preparar (paso 20) el material de partida. El proceso de cocción es ácido (por ejemplo, proceso de sulfito) o alcalino (por ejemplo, proceso de sulfato/Kraft o aplicación directa de sosa cáustica). Aquí, el material de partida y la solución de cocción se pueden alimentar primero por separado al dispositivo 105 de reacción y luego mezclarse. Sin embargo, también puede tener lugar una mezcla previa, de modo que el material 101 de partida se alimenta al dispositivo 105 de reacción al menos parcialmente disuelto en la solución de cocción. El procesamiento (véase el bloque 20) del material 101 de partida se lleva a cabo usando alta temperatura (por ejemplo, de 90 °C a 185 °C) y/o alta presión (por ejemplo, de 1 a 21 bares). El dispositivo 105 de reacción puede incluir un transportador helicoidal para transportar de manera continua el material 101 de partida a través del recipiente de cocción. Durante el proceso de cocción los plásticos se descomponen al menos parcialmente (p. ej., saponificación del poliéster). De esta manera se puede obtener celulosa empobrecida en plástico, pero también celulosa de alta pureza. Se puede realizar un paso de limpieza después de la cocción. A esto le sigue una retirada continua (véase el bloque 30) del material 110 de partida procesado. El material 110 de partida procesado se presenta en forma de celulosa concentrada (en comparación con el material de partida), que eventualmente todavía presenta restos de plástico.

El material 101 de partida procesado puede pasar por pasos de procesamiento adicionales (continuos) (véase el bloque 40). A ellos pertenecen, por ejemplo, otro paso de limpieza y un proceso de blanqueo. El material 110 de partida que contiene celulosa apropiadamente purificado se alimenta luego a un método para producir un cuerpo 102 moldeado celulósico, como se muestra en el bloque 80. Un ejemplo de tal método es un proceso de Lyocell, que se describe en detalle con referencia a las Figuras 2 y 3 (véase más abajo). El cuerpo 102 moldeado resultante (por ejemplo, como una fibra en un tejido de Lyocell o una fibra de papel) puede reciclarse nuevamente después de su uso (mostrado con el signo de referencia 90) y agregarse nuevamente al material 101 de partida que contiene celulosa.

La Figura 2 muestra un diagrama 80 de flujo de un método para producir un cuerpo 102 moldeado celulósico regenerado (véase Figura 3) a partir del material 110 de partida procesado de acuerdo con un ejemplo de realización ejemplar de la invención.

El material 110 de partida se proporciona mediante un proceso de procesamiento continuo (véase el bloque 50, compárese con la Figura 1). Como se muestra con el bloque 50, un material 110 de partida procesado producido de esta manera se puede usar para un método posterior de Lyocell o viscosa, describiéndose el primero con más detalle a continuación.

A continuación, se describe cómo se pueden producir cuerpos 102 moldeados de celulosa a partir del material 110 de partida que contiene celulosa según un ejemplo de realización de la invención. Para ello, el material 110 de partida se alimenta a un aparato (100, véase la Figura 3) para llevar a cabo un proceso de Lyocell. En primer lugar, hay un procesamiento opcional (paso 62) del material 110 de partida procesado, por ejemplo, limpieza o trituración.

También es posible (véase el bloque 64) usar el material 110 de partida que contiene celulosa junto con otros materiales que contienen celulosa para el proceso de Lyocell posterior. Así, el material 110 de partida se puede mezclar con otro material de partida que tenga celulosa y al menos un plástico sintético, véase el bloque 64. Este material de partida adicional suministrado tiene una proporción de plásticos sintéticos que es diferente de la proporción de plásticos sintéticos en el material 110 de partida. La producción del cuerpo moldeado celulósico regenerado ahora se puede llevar a cabo basándose en el material 110 de partida y el material de partida adicional, de modo que el cuerpo 102 moldeado celulósico regenerado contenga una proporción predeterminada de plástico sintético. El material de partida adicional puede contener, alternativa o adicionalmente, por ejemplo, también restos de la producción de ropa.

Inmediatamente después de la preparación 62 o inmediatamente después del mezclado 64, se puede llevar a cabo una disolución 68 directa del material 110 de partida (puro o mezclado) en otro disolvente 116 (por ejemplo, óxidos de amina terciaria como N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO)) ventajosamente sin tratamiento químico previo. Más específicamente, el material 110 de partida triturado mecánicamente (y opcionalmente mezclado) se puede convertir directamente en solución, en particular, sin limpieza química y sin ajustar la viscosidad. De esta manera, el proceso de fabricación o reciclaje se puede llevar a cabo de forma excepcionalmente sencilla, rápida y respetuosa con el medio ambiente.

Alternativamente, el método puede incluir una limpieza 66 química opcional del material 110 de partida después de la preparación 62 (o después del mezclado 64) y antes de la disolución 68. Dicha limpieza 66 opcional puede incluir, por ejemplo, eliminación al menos parcial de tintes mediante blanqueo. Esto hace posible decolorar total o parcialmente el material 110 de partida antes de la posterior disolución 68 del material 110 de partida en el disolvente 116, por ejemplo, para producir cuerpos 102 moldeados blancos o grises. Alternativa o adicionalmente, también es posible que el material 110 de partida (antes o después de su disolución 68) esté al menos parcialmente libre de agentes reticulantes que entrecruzan las fibras del material 110 de partida como parte de la limpieza 66 química opcional. En aplicaciones en las que tales reticulantes están presentes entre las fibras del material 110 de partida, el material 110 de partida puede liberarse total o parcialmente de estos reticulantes, por ejemplo, mediante un pretratamiento alcalino o ácido. Esto mejora aún más la solubilidad del material 110 de partida. Al limpiar 66, opcionalmente se puede eliminar al menos parte del plástico sintético si se desea. De esta manera se puede ajustar o influir, por ejemplo, la proporción de plástico sintético en el cuerpo 102 moldeado a fabricar.

Después de disolver 68 el material 110 de partida en disolvente (preferiblemente NMMO), la solución 104 de hilado de Lyocell resultante se puede presionar a través de una o más boquillas de hilado, produciendo así hilos o filamentos de viscosidad similar a la miel (véase el bloque 70, que se relaciona con este hilado).

Durante y/o después de la caída, estos hilos o filamentos entran en contacto activo con un entorno acuoso y, por lo tanto, se diluyen. De este modo se reduce la concentración del disolvente 116 de los hilos o filamentos en una niebla acuosa o en un baño de líquido acuoso hasta tal punto que la solución de hilado de Lyocell se convierte en una fase sólida hecha de filamentos de celulosa. En otras palabras, los filamentos de celulosa se precipitan, caen o coagulan, véase el signo de referencia 72. Esto da como resultado una preforma del cuerpo 102 moldeado.

Además, el método puede incluir el posprocesamiento 74 de la celulosa de Lyocell precipitada para obtener el cuerpo 102 moldeado a partir de la preforma del cuerpo 110 moldeado. Dicho posprocesamiento puede incluir, por ejemplo, secar, impregnar y/o formar los filamentos resultantes en el cuerpo 102 moldeado final. Por ejemplo, el cuerpo 102 moldeado se puede procesar en fibras, una película, una tela, un material no tejido, una bola, una esponja porosa o cuentas usando el proceso de fabricación descrito y luego utilizarse para usos posteriores (véase el signo de referencia 76).

Después de usar el cuerpo 102 moldeado, su celulosa y plásticos sintéticos opcionales se pueden recuperar ventajosamente de nuevo llevando a cabo un proceso adicional correspondiente a los pasos del método entre los números de referencia 50 y 74 (véase el bloque 90). Alternativamente, la celulosa y opcionalmente otro plástico sintético del cuerpo 102 moldeado se pueden recuperar en otro proceso, por ejemplo, un proceso de viscosa.

La Figura 3 muestra un aparato 100 para proporcionar de manera continua un material 110 de partida procesado que contiene celulosa y para producir un cuerpo 102 moldeado celulósico regenerado por medio de un proceso de Lyocell basado en el material 110 de partida de acuerdo con un ejemplo de realización ejemplar de la invención, descrito con referencia a las Figuras 1 y 2.

Por lo tanto, la Figura 3 muestra un aparato 100 según un ejemplo de realización ejemplar de la invención para producir un cuerpo 102 moldeado que contiene celulosa, que se fabrica, por ejemplo, en forma de un material no tejido, como fibra, película, bola, tejido textil, esponja o en forma de perlas o escamas. Según la Figura 3, el cuerpo 102 moldeado se produce directamente a partir de una solución 104 de hilado. Esta última se forma mediante un fluido 106 de coagulación (en particular a partir de la humedad atmosférica) y/o un baño 191 de coagulación (por ejemplo, un baño de agua que contiene opcionalmente óxidos de amina terciaria como N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO)) en fibras 108 de celulosa como cuerpo 102 moldeado. Se puede llevar a cabo un proceso de Lyocell usando el aparato 100. De esta manera, por ejemplo, se pueden producir filamentos o fibras 108 esencialmente continuos o mezclas de filamentos y fibras 108 esencialmente continuos de longitud discreta como cuerpos 102 moldeados. Se proporciona una pluralidad de boquillas, cada una con una o más aperturas 126 (que también pueden denominarse orificios de hilado), para expulsar la solución 104 de hilado de Lyocell.

Como puede verse en la Figura 3, se puede alimentar un material 110 de partida a base de celulosa al método 80 de Lyocell en un tanque 114 de almacenamiento a través de un dispositivo 113 dosificador. El material 110 de partida es un material 110 de partida procesado, que se obtuvo en un método 50 de procesamiento continuo (véase Figura 1 arriba).

Para ello se alimenta de manera continua a un dispositivo 105 de reacción un material 101 de partida que contiene celulosa, concretamente textiles usados, con una composición predefinida (véase 10). En el dispositivo 105 de reacción, el material 101 de partida que contiene celulosa se procesa de manera continua (véase 20) para obtener el material 110 de partida que contiene celulosa procesado. A continuación, el material 110 de partida que contiene celulosa procesado se retira de manera continua desde el dispositivo 105 de reacción. Además, el material 110 de partida que contiene celulosa procesado se somete a un proceso de blanqueo continuo (véase 40).

Según un ejemplo de realización, se puede introducir agua en el material 110 de partida a base de celulosa mediante un disolvente 116 (en particular NMMO) descrito con más detalle a continuación. El propio material 110 de partida a base de celulosa puede contener ya una cierta humedad residual (la pulpa seca, por ejemplo, tiene frecuentemente una humedad residual de entre el 5 por ciento en peso y el 8 por ciento en peso). En particular, según el ejemplo de realización ejemplar descrito, el material 110 de partida se puede añadir directamente a una mezcla de agua y disolvente 116 sin humectación previa. Entonces se puede omitir un contenedor 112 de agua opcional mostrado en la Figura 3.

Según un ejemplo de realización alternativo, el material 110 de partida que contiene celulosa se puede humedecer adicionalmente para proporcionar de ese modo celulosa húmeda. Para ello, se puede suministrar agua desde un contenedor 112 de agua opcional al tanque 114 de almacenamiento a través del dispositivo 113 dosificador. Por lo tanto, el dispositivo 113 dosificador, controlado por un dispositivo 140 de control, puede suministrar al tanque 114 de almacenamiento cantidades relativas ajustables de agua y material 110 de partida.

Un disolvente 116 adecuado, preferiblemente óxidos de amina terciaria como N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO), o una mezcla acuosa del disolvente 116, por ejemplo, una solución al 76 % de NMMO en agua, está contenido en un recipiente de disolvente. La concentración del disolvente 116 se puede ajustar en un dispositivo 118 de concentración añadiendo disolvente puro o agua. A continuación, el disolvente 116 se puede mezclar con el material 110 de partida en cantidades relativas definibles en una unidad 119 de mezclado. La unidad 119 de mezclado también se puede controlar usando la unidad 140 de control. Como resultado, el material 110 de partida que contiene celulosa se disuelve en el disolvente 116 concentrado en un dispositivo 120 de disolución con cantidades relativas ajustables, con lo que se obtiene la solución 104 de hilado de Lyocell. En los intervalos de concentración relativos (también denominados ventanas de hilado) de los componentes formados por el material 110 de partida, agua y disolvente 116 en la solución 104 de hilado para la producción de cuerpos moldeados celulósicos regenerados usando el proceso de Lyocell se pueden ajustar apropiadamente, como es conocido por un experto en la materia.

La solución 104 de hilado de Lyocell se alimenta a un dispositivo 124 productor de fibras (que puede estar formado con varias barras o chorros 122 de hilado).

A medida que la solución 104 de hilado de Lyocell pasa a través de las aperturas 126 de los chorros 122, se divide en una pluralidad de hilos paralelos de solución 104 de hilado de Lyocell. El control del proceso descrito transforma la solución 104 de hilado de Lyocell en hilos cada vez más largos y delgados, cuyas propiedades se pueden ajustar ajustando apropiadamente las condiciones del proceso, controladas por la unidad 140 de control. Opcionalmente, un flujo de gas puede acelerar la solución 104 de hilado de Lyocell en su camino desde las aperturas 126 hasta una unidad 132 receptora de fibras.

Después de que la solución 104 de hilado de Lyocell se mueve a través de los chorros 122 y más hacia abajo, los hilos largos y delgados de la solución 104 de hilado de Lyocell interactúan con el fluido 106 de coagulación.

T ras la interacción con el fluido 106 de coagulación (por ejemplo, agua), la concentración de disolvente de la solución 104 de hilado de Lyocell se reduce de modo que la celulosa del material 110 de partida se coagula o precipita al menos parcialmente como fibras 108 de celulosa largas y delgadas (que todavía pueden contener disolvente residual y agua).

Durante o después de la formación inicial de las fibras 108 de celulosa individuales a partir de la solución 104 de hilado de Lyocell extruida, las fibras 108 de celulosa se recogen en la unidad 132 receptora de fibras. Las fibras 108 de celulosa pueden sumergirse en el baño 191 de coagulación mostrado en la Figura 3 (por ejemplo, un baño de agua, que comprende opcionalmente un disolvente como NMMO) y pueden completar su precipitación tras la interacción con el líquido del baño 191 de coagulación. Dependiendo del ajuste del proceso de la coagulación, la celulosa puede formar fibras 108 de celulosa (como se muestra, pudiendo estar las fibras 108 de celulosa unidas o fusionadas íntegramente entre sí o pudiendo presentarse como fibras 108 de celulosa separadas) o pueden formar una película o lámina de celulosa sobre la unidad 132 receptora de fibras (no se muestra en la Figura 3).

Por lo tanto, las fibras 108 de celulosa se extruyen de las boquillas de hilado de los chorros 122 y se pasan a través del baño de hilado o baño 191 de coagulación (que contiene, por ejemplo, agua y NMMO en baja concentración para precipitación/coagulación), mientras que las fibras 108 de celulosa se guían alrededor un rodillo 193 de desviación respectivo en el baño 191 de coagulación y se extraen del baño 191 de coagulación a un godet 195 de extracción. El godet 195 de extracción asegura un transporte adicional y un estiramiento posterior de las fibras 108 de celulosa para lograr una masa lineal deseada. Después del godet 195 de extracción, el haz de fibras de fibras 108 de celulosa se lava en una unidad 180 de lavado, opcionalmente, se aviva y finalmente se corta (no se muestra).

Aunque no se muestra en la Figura 3, el disolvente 116 de la solución 104 de hilado de Lyocell, que se ha eliminado de las fibras 108 de celulosa durante la coagulación y el posterior lavado en la unidad 180 de lavado, puede recuperarse al menos parcialmente o reciclarse en un ciclo posterior para transferirse de nuevo al tanque 114 de almacenamiento.

Durante el transporte a lo largo de la unidad 132 receptora de fibras, el cuerpo 102 moldeado (aquí en forma de fibras 108 de celulosa) se puede lavar por medio de la unidad 180 de lavado, suministrando esta última un líquido de lavado para eliminar los residuos de disolvente. A continuación, se puede secar el cuerpo 102 moldeado.

El cuerpo 102 moldeado también se puede someter a un tratamiento posterior, véase la unidad 134 de tratamiento posterior ilustrada esquemáticamente. Por ejemplo, dicho tratamiento posterior puede incluir hidroentrelazamiento, tratamiento con agujas, impregnación, tratamiento con vapor con vapor suministrado bajo presión y/o calandrado, etc.

La unidad 132 receptora de fibras puede alimentar el cuerpo 102 moldeado a un dispositivo 136 de bobinado, en el que se puede enrollar el cuerpo 102 moldeado. El cuerpo 102 moldeado puede entonces suministrarse como productos laminados a una entidad que produce productos como toallitas o textiles basados en el cuerpo 102 moldeado.

La Figura 4 muestra una sección transversal de una fibra 200 de celulosa producida usando un proceso de Lyocell. La fibra 200 de celulosa producida usando un proceso de Lyocell tiene una superficie 202 exterior redonda y lisa y está rellena con material de celulosa de manera homogénea y libre de agujeros macroscópicos. Por lo tanto, un experto en la materia puede distinguirla claramente de las fibras de celulosa producidas usando un proceso de viscosa (véase el signo de referencia 204 en la Figura 5) y de las fibras de celulosa de las plantas de algodón (véase el signo de referencia 206 en la Figura 6).

La Figura 5 muestra una sección transversal de una fibra 204 de celulosa producida usando un proceso de viscosa. La fibra 204 de celulosa tiene forma de nube y tiene una pluralidad de estructuras 208 arqueadas a lo largo de su circunferencia exterior.

La Figura 6 muestra una fibra 206 de celulosa natural de una planta de algodón en sección transversal. La fibra 206 de celulosa tiene forma de riñón y en su interior presenta un lumen 210 libre de material como cavidad completamente cerrada.

Basándose en las importantes diferencias geométricas o estructurales de las fibras según las Figuras 4 a 6, es posible para un experto en la materia determinar inequívocamente, por ejemplo, bajo un microscopio, si una fibra de celulosa se formó usando el proceso de Lyocell, usando el proceso de viscosa o de forma natural en una planta de algodón.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para proporcionar de manera continua un material (110) de partida que contiene celulosa procesado, en particular, un material (110) de partida que contiene celulosa procesado para fabricar un cuerpo (102) moldeado celulósico, comprendiendo el método:

el ajuste (2) de una composición predefinida de un material (101) de partida que contiene celulosa, realizándose la determinación de la composición de manera continua en un flujo de textiles usados, comparándose la composición determinada con un valor objetivo de la composición predefinida, comprendiendo el material (101) de partida que contiene celulosa total o parcialmente restos de una fabricación de ropa y/o ropa usada, y

comprendiendo el ajuste (2) el enriquecimiento (4) selectivo de al menos un componente de la composición y/o el agotamiento (6) selectivo de al menos un componente de la composición correspondiente a una desviación del valor objetivo;

la alimentación (10) de manera continua del material (101) de partida que contiene celulosa con la composición predefinida a un dispositivo (105) de reacción;

el procesamiento (20) de manera continua del material (101) de partida que contiene celulosa en el dispositivo (105) de reacción, para obtener el material (110) de partida que contiene celulosa procesado; y

la retirada (30) del material (110) de partida que contiene celulosa procesado del dispositivo (105) de reacción.

2. El método según la reivindicación anterior, en el que el procesamiento (20) continuo comprende además:

la ejecución de un proceso de cocción continua, en particular, utilizando una solución de cocción alcalina, más particularmente, una solución de cocción que contiene hidróxido de sodio.

3. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en el que la composición predefinida comprende fibras celulósicas, y

en el que la composición predefinida de las fibras celulósicas comprende un rango de desviación de 2,5 % o menos, en particular, de 1 % o menos, más particularmente, de 0,5 % o menos.

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en el que la composición predefinida comprende fibras sintéticas, en particular, fibras de poliéster, y en el que la composición predefinida de las fibras sintéticas, en particular, de las fibras de poliéster, comprende un rango de desviación de 2,5 % o menos, en particular, de 1 % o menos, más particularmente, de 0,5 % o menos.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en el que la composición predefinida comprende además fibras sintéticas, y

en el que la composición predefinida de las fibras sintéticas adicionales comprende un rango de desviación de 0,5 % o menos, en particular, de 0,1 % o menos, más particularmente, de 0,05 % o menos;

en particular en el que las fibras sintéticas adicionales comprenden al menos una de entre el grupo que consiste en poliamida, poliacrílico y elastano.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en el que la composición predefinida comprende 60 % o más, en particular, 80 % o más, más particularmente, 92,5 % o más, de fibras celulósicas, y/o

en el que la composición predefinida comprende 30 % o menos, en particular, 16 % o menos, más particularmente, 5 % o menos, de fibras sintéticas, en particular, fibras de poliéster.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en el que la composición predefinida comprende al menos una de las siguientes características: comprendiendo la composición predefinida 4 % o menos, en particular, 1 % o menos, más particularmente, 0,5 % o menos, de poliamida;

comprendiendo la composición predefinida 1 % o menos, en particular, 0,5 % o menos, más particularmente, 0,1 % o menos, de poliacrílico;

comprendiendo la composición predefinida 5 % o menos, en particular, 2,5 % o menos, más particularmente, 1 % o menos, de elastano.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en el que el dispositivo (105) de reacción comprende un recipiente de cocción continua, en particular, un recipiente de cocción Pandia.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

la ejecución de un proceso (40) continuo posterior, en particular, un proceso de blanqueo, después de la retirada (30) continua.

10. Un método para fabricar un cuerpo (102) moldeado celulósico, en particular, regenerado, comprendiendo el método:

la provisión (50) de un material (110) de partida que contiene celulosa procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y

la formación (80) del cuerpo (102) moldeado celulósico a partir del material (110) de partida que contiene celulosa procesado.

11. El método según la reivindicación 10,

en el que la formación (80) del cuerpo (102) moldeado celulósico a partir del material (110) de partida procesado comprende uno de entre el grupo que consiste en: un proceso de Lyocell, un proceso de viscosa, en particular, un proceso de carbamato o un proceso alcalino en frío, un proceso de fabricación de papel.

12. El método según la reivindicación 10 u 11, en el que el cuerpo (102) moldeado celulósico, en particular, regenerado, se selecciona de entre el grupo que consiste en: un filamento, una fibra, una película, una esponja, una microesfera, una perla o un material de papel.

13. Uso de un equipo (105) de cocción continua para suministrar de manera continua y procesar de manera continua un material (101) de partida que contiene celulosa con una composición predefinida, determinándose la composición de manera continua en un flujo de textiles usados, comparándose la composición determinada con un valor objetivo de la composición predefinida, siendo el material (101) de partida que contiene celulosa total o parcialmente uno de entre restos de la fabricación de ropa y ropa usada, obteniéndose la composición predefinida mediante enriquecimiento (4) selectivo de al menos un componente de la composición y/o agotamiento (6) selectivo de al menos un componente de la composición correspondiente a una desviación del valor objetivo.