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WO2007006369A1 - Verfahren und vorrichtung zum beladen von in einer faserstoffsuspension enthaltenen fasern mit füllstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum beladen von in einer faserstoffsuspension enthaltenen fasern mit füllstoff Download PDF

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Publication number
WO2007006369A1
WO2007006369A1 PCT/EP2006/005040 EP2006005040W WO2007006369A1 WO 2007006369 A1 WO2007006369 A1 WO 2007006369A1 EP 2006005040 W EP2006005040 W EP 2006005040W WO 2007006369 A1 WO2007006369 A1 WO 2007006369A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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pulp
filler
calcium hydroxide
chest
mixing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2006/005040
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Doelle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of WO2007006369A1 publication Critical patent/WO2007006369A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/78—Controlling or regulating not limited to any particular process or apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for loading a pulp suspension of cellulose fibers with a filler, in particular with calcium carbonate, wherein calcium hydroxide is introduced in liquid or dry form into the pulp suspension.
  • US 5,223,090 discloses a process employing fibrous material having elongated fibers with a cell wall surrounding a cavity, the fibers having a humidity sufficient to form a dewatered pulp slurry.
  • the fibers have a moisture content corresponding to a proportion of 40 to 50% of the weight of the fibers.
  • the water is essentially present inside the fibers and inside the fiber walls.
  • calcium oxide or calcium hydroxide is added to the pulp so that at least part of the incorporated calcium oxide or calcium hydroxide is associated with the water present in the pulp.
  • the fibrous cellulosic material is contacted with carbon dioxide while simultaneously subjected to a shear mixing process to produce a fibrous material having a substantial amount of calcium carbonate in the hollow interior and within the fibrous walls of the cellulosic fibers by precipitation.
  • the known method comprises the following steps: introduction of
  • Pulp suspension precipitation of calcium carbonate by the carbon dioxide.
  • the ash value of the Checked pulp suspension and set by means of a regulator comprehensive control device to a desired value.
  • this object is achieved in that the content of filler, in particular in a chest, a Ableerbütte, a machine chest or the like., And / or in a pipeline by a mixing device, in particular a recirculation and / or a bypass device, is regulated.
  • the process can be used independently of the fiber raw material to be loaded.
  • GCC ground calcium carbonate
  • TiÜ 2 titanium dioxide
  • Filler content can be controlled, for example, in a range between 0.01% and 15% above the original filler content of the fiber material.
  • the field of application of the invention extends to papermaking and the
  • Process technology including the filler produced, and includes Areas of application for all types of paper including packaging paper grades having a filler content of between 1% and 60% and / or having a white topcoat with a filler content of between 1% and 60%.
  • the field of use of the invention is not limited to the use of these fillers in paper making processes;
  • the invention can be used in any paper producing process or auxiliary process including pulp production.
  • Treating a pulp suspension in papermaking with fiber-loading technology results in a completely new product that has new and improved properties over the products known in the market.
  • the process described below makes it possible to precipitate filler (calcium carbonate) directly at stock preparation in a paper mill, which is uniformly distributed and deposited exclusively on and in the pulp, in particular the paper fiber.
  • the press filtrate can be recycled to the pulping system.
  • Calcium hydroxide which does not accumulate on or in the fibers, is recycled to the upstream processes. Only the filler that is not deposited on or in the fibers, ie, free precipitated calcium carbonate, is washed out.
  • the invention comprises a method according to which the pulp suspension is introduced into a press arrangement for pressing out a filtrate. Subsequently, the filtrate is at least partially recycled to an arrangement for dissolving the pulp suspension, i. h., In an input-side storage vessel, for example, in a receiver chest.
  • the calcium hydroxide is at least partially added in the pulp dissolving arrangement.
  • a pH between 7 and 12, in particular between 9 and 12 is maintained.
  • aqueous pulp material in particular aqueous paper stock, from 0.1 to 20% consistency, preferably between 2 and 8%.
  • Calcium hydroxide in aqueous or in dry form or calcium oxide is mixed in a range between 0.01 and 60% of the existing solids content in the aqueous paper pulp.
  • a static mixer, a receiver chest or a material dissolving system is used; In this case, a pH in the range between 7 and 12, preferably between 9 and 12, is used.
  • the reactivity of the calcium hydroxide is between 0.01 and 10 minutes, preferably between 1 second and 3 minutes. Dilution water is mixed in according to given reaction parameters.
  • Carbon dioxide is mixed in accordance with the reaction parameters in a moist pulp dimension. Calcium carbonate falls in the carbon dioxide Atmosphere.
  • a higher degree of grinding can be achieved in an energy-efficient manner according to the invention; According to the invention, up to 50% of the grinding energy can be saved.
  • FL (fiber loading) papers which do not require fillers
  • free filler that is not deposited on or in the fibers may be removed after the milling process or prior to introduction of the pulp suspension into the headbox or prior to feeding to the paper machine.
  • the fibers themselves are provided with filler inside and outside, so that the positive effects of fiber-loading technology remain.
  • the high mechanical properties achieved by the high degree of freeness of the final product have a positive effect on the production of all types of paper, as caused by process-related mechanical stresses in the various sections of the paper machine, as in the press section, the dryer section or in the area in which the paper web rolled up is, the intermediate product produced and the final product to be produced by the use of reeling, wrapping, rewinding and converting machines is mechanically highly loaded.
  • the pretreatment of the pulp suspension according to the invention also creates the prerequisite for better drying, which increases the efficiency in the production of all types of paper.
  • the advantage is residual moisture in the range between 1 and 20%.
  • Types of paper, cardboard or in different uses of cardboard including the white top layer on a cardboard layer, achieved.
  • the energy input during the grinding process d. H. the amount of heat and the resulting heating is controlled. According to the control, crystals of various shapes can be produced.
  • the invention relates to a process in which a static mixer, a refiner, a disperser and / or a fluffer FLPCC reactor is used as the reactor, wherein the pulp content, in particular the paper content, in a static mixer between 0.01 and 15%; with a refiner and with a disperser between 2 and 40%, in particular with an LC grinding between 2 and 8% and with a HC grinding between 20 and 35%, as well as with a Fluffer FLPCC reactor between 15 and 60% ,
  • the process temperature is between -15 ° C and 120 ° C, in particular between 20 ° and 90 ° C.
  • rhombohedral, scalenohedral and spherical crystals are produced, wherein the crystals dimensions between 0.05 and 5 .mu.m, in particular between 0.3 and 2.5 ⁇ m.
  • Static and / or mobile, in particular rotating, mixing elements are used to produce a fibrous suspension laden with calcium carbonate.
  • the process is preferably carried out in a pressure range between 0 and 15 bar, in particular between 0 and 6 bar.
  • the process is advantageously carried out at a pH of between 6 and 10, in particular between 6.5 and 9.5.
  • the reaction time is between 0.03 seconds and 1 minute, in particular between 0.05 and 10 seconds.
  • Another advantage of using the technology according to the invention in the paper grades listed above is that they are also in a calender can be further processed.
  • fiber-loading technology fiber-loading particles are deposited in, around and on the fibers, thus avoiding blackening, ie black satin coating.
  • the invention also relates to an arrangement for carrying out one of the methods listed above.
  • the arrangement is characterized in that it comprises a mixing device which is operated as a bypass and / or as a recirculation region for the pulp suspension.
  • An advantage is an arrangement in which the mixing device is designed as a static mixer, as a receiver chest or as a material dissolving system.
  • a mixing device calcium hydroxide in dry or liquid form (lime milk) is mixed in aqueous paper pulp in the range of 0.01% to 60% of the existing solids content of the dry paper pulp.
  • Paper stock 1 provided for fiber loading is fed to a tray 2, from which it is transported further into a machine for producing a paper web (paper production 3).
  • the tray 2 is connected via two lines with a mixing device 4 in connection.
  • lime milk 8 from a device for providing this substance (lime milk production 5) and, on the other hand, the carbon dioxide 9 originating from the CO 2 production 7 are fed to the mixing device 4.
  • a heating device 6 is also present, in which either lime milk 8 ' or carbon dioxide 9 ' or both substances are heated in such a way that the desired reaction rate is established.

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension von Zellulosefasern mit einem Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat, wobei Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in die Faserstoffsuspension eingebracht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Füllstoff, insbesondere in einer Bütte (2), einer Ableerbütte, einer Maschinenbütte oder dgl., und/oder in einer Rohrleitung durch eine Mischeinrichtung (4), insbesondere eine Rezirkulations- und/oder einer Bypasseinrichtung, geregelt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Füllstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension von Zellulosefasern mit einem Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat, wobei Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in die Faserstoffsuspension eingebracht wird.
Es sind bereits mehrere Verfahren der Fiber-Loading-Technologie zum Beladen von Zellstofffasern mit Calciumcarbonat bekannt. In der US 5 223 090 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Fasermaterial mit langgestreckten Fasern mit einer einen Hohlraum umgebenden Zellwand eingesetzt wird, wobei die Fasern eine Feuchtigkeit haben, die ausreicht, um einen entwässerten Brei einer Pulpe zu bilden. Dabei haben die Fasern einen Feuchtegehalt, der einem Anteil von 40 bis 50 % des Gewichts der Fasern entspricht. Das Wasser ist im Wesentlichen im Innern der Fasern und innerhalb der Faserwände vorhanden. Anschließend wird alternativ Calciumoxid oder Calciumhydroxid zu der Pulpe hinzugefügt, so dass wenigstens ein Teil des eingebrachten Calciumoxids oder Calciumhydroxids mit dem in der Pulpe vorhandenen Wasser assoziiert wird. Anschließend wird das faserförmige Zellulosematerial mit Kohlendioxid in Verbindung gebracht, wobei es gleichzeitig einem Scher-Mischverfahren unterworfen wird, um ein Fasermaterial mit einer beträchtlichen Menge Calciumcarbonat in dem hohlen Innern und innerhalb der Faserwände der Zellulosefasern durch Ausfällung zu erzeugen.
Aus der DE 103 17 719 A1 sind ein Verfahren zum Einstellen des Aschegehalts einer Faserstoffsuspension und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bekannt.
Das bekannte Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Einbringen von
Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die
Faserstoffsuspension, Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die
Faserstoffsuspension, Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid. In einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens wird der Aschewert der Faserstoffsuspension überprüft und mittels einer einen Regler umfassenden Regeleinrichtung auf einen gewünschten Wert eingestellt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension zu schaffen, bei dem sich der Aschegehalt justieren lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Gehalt an Füllstoff, insbesondere in einer Bütte, einer Ableerbütte, einer Maschinenbütte oder dgl., und/oder in einer Rohrleitung durch eine Mischeinrichtung, insbesondere eine Rezirkulations- und/oder einer Bypasseinrichtung, geregelt wird.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren beschrieben, um mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoff (FLPCC = fiber loaded precipitate calcium carbonate) herzustellen, insbesondere für die Zellstoffherstellung oder für die Zellstoffverwendung bei der Papierherstellung. Der zu beladende Faserrohstoff wird beispielsweise aus Recycling-Papier, aus DIP (= Deinked Paper), aus Sekundärfaserstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Zellstoff, Holzstoff jeglicher Art, jeglichem Papierrohzellstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Sulfatzellstoff, Fertigstoffausschuss, Leinen-, Baumwoll- und/oder Hanffasern (vorwiegend für Zigarettenpapier eingesetzt) und/oder jeglichem anderen Papierrohstoff hergestellt, der in einer Papiermaschine Verwendung findet. Das Verfahren lässt sich unabhängig vom zu beladenden Faserrohstoff einsetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich unabhängig davon einsetzen, ob das Endprodukt Füllstoff enthält, der durch einen Fällungsprozess in einem Batchreaktor oder durch einen Mahlprozess (GCC = ground calcium carbonate) hergestellt wurde, oder bei dem Talk, Silicium, Titandioxid (TiÜ2) zum Einsatz kommen. Der
Füllstoffgehalt lässt sich beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,01 % und 15 % über dem ursprünglichen Füllstoffgehalt des Fasermaterials regeln. Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Papierherstellung und die
Prozesstechnologie, einschließlich des hergestellten Füllstoffes, und umfasst Anwendungsgebiete aller Papiersorten einschließlich Verpackungspapiersorten, die einen Füllstoffgehalt zwischen 1 % und 60 % haben und/oder eine weiße Deckschicht mit einem Füllstoffgehalt zwischen 1 % und 60 % besitzen.
Das Einsatzgebiet der Erfindung ist nicht auf die Verwendung dieser Füllstoffe in papiererzeugenden Prozessen beschränkt; die Erfindung kann in jedem papiererzeugenden Prozess oder Hilfsprozess einschließlich der Zellstoffherstellung verwendet werden. Wird eine Faserstoffsuspension bei der Papierherstellung mit der Fiber-Loading-Technologie behandelt, resultiert ein vollkommen neues Produkt, das neue und verbesserte Eigenschaften gegenüber den auf dem Markt bekannten Produkten hat. Der nachfolgend beschriebene Prozess erlaubt es, direkt bei der Stoffaufbereitung in einer Papierfabrik Füllstoff (Calciumcarbonat) auszufällen, der ausschließlich an und in dem Faserstoff, insbesondere der Papierfaser, gleichmäßig verteilt und angelagert ist.
Durch eine Kombination oder eine Einzelanwendung der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird erreicht, dass ausschließlich mit gefälltem Calciumcarbonat beladener Faserstoff hergestellt wird, wobei das Calciumcarbonat an oder in den Fasern angelagert bzw. in ihnen eingelagert ist; hierbei wird die Ausbildung von freiem gefällten Calciumcarbonat (PCC) unterbunden: Durch den Einsatz eines zusätzlichen Waschvorgangs vor einem Mahlprozess und/oder nach dem Mahlprozess und/oder vor dem Kristallisationsvorgang in einem Kristallisator und/oder vor der Stoffauflaufbütte oder vor der Zuführung zur Papiermaschine oder durch die Rückführung des Pressenfiltrates zu einer Vorlagebütte oder einer anderen eingangsseitigen Speicheranordnung wird erreicht, dass ein konstanter Gehalt an Calciumhydroxid im Zuführsystem der Fiber-Loading-Einrichtung eingestellt oder eingeregelt wird. Das Calciumhydroxid kann unmittelbar in einem Faserstoffauflöser zugeführt werden. Das Pressenfiltrat lässt sich in das Stoffauflösesystem zurückführen. Calciumhydroxid, das sich nicht an oder in den Fasern anlagert, wird den vorgeschalteten Prozessen wieder zugeführt. Nur der Füllstoff, der nicht an oder in den Fasern abgelagert ist, d. h. freies gefälltes Calciumcarbonat, wird ausgewaschen. Die Fasern selber, die innen und außen mit Füllstoff versehen sind, verlieren diesen durch den Waschvorgang und die Rückführung des Pressenfiltrates nicht, so dass die positiven Effekte der Fiber- Loading-Technologie bestehen bleiben.
Insbesondere umfasst die Erfindung ein Verfahren, gemäß dem die Faserstoffsuspension in eine Pressenanordnung zum Auspressen eines Filtrates eingebracht wird. Anschließend wird das Filtrat wenigstens teilweise in eine Anordnung zum Auflösen der Faserstoffsuspension zurückgeführt, d. h., in ein eingangsseitiges Speichergefäß, beispielsweise in eine Vorlagebütte. Das Calciumhydroxid wird wenigstens teilweise in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs zugefügt. Im kompletten Stoffauflösesystem, d. h., in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs, wird ein pH-Wert zwischen 7 und 12, insbesondere zwischen 9 und 12, aufrechterhalten.
Gemäß der Erfindung lässt sich als Ausgangsmaterial wässriges Faserstoffmaterial, insbesondere wässriger Papierstoff, von 0,1 bis 20 % Konsistenz, vorzugsweise zwischen 2 und 8 %, einsetzen.
Calciumhydroxid in wässriger oder in trockener Form oder Calciumoxid wird in einem Bereich zwischen 0,01 und 60 % des vorhandenen Feststoffanteils in den wässrigen Papierfaserstoff eingemischt. Für den Mischvorgang wird ein statischer Mischer, eine Vorlagebütte oder ein Stoffauflösesystem eingesetzt; hierbei wird ein pH-Wert im Bereich zwischen 7 und 12, vorzugsweise zwischen 9 und 12, eingesetzt. Die Reaktivität des Calciumhydroxids liegt zwischen 0,01 und 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Sekunde und 3 Minuten. Gemäß vorgegebenen Reaktionsparametern wird Verdünnungswasser eingemischt.
Kohlendioxid wird entsprechend den Reaktionsparametern in einer feuchten Papierstoffdimension eingemischt. Dabei fällt Calciumcarbonat in der Kohlendioxid- Atmosphäre aus.
Gegenüber herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer Faserstoffsuspension kann erfindungsgemäß ein höherer Mahlgrad energiegünstig erreicht werden; gemäß der Erfindung können bis zu 50 % der Mahlenergie eingespart werden. Dies wirkt sich insbesondere auf alle Papiersorten aus, die einen Mahlprozess bei ihrer Herstellung durchlaufen, und vor allem bei solchen, die einen hohen oder sehr hohen Mahlgrad haben, wie beispielsweise FL-Zigarettenpapiere (FL = Fiber Loading), FL-B&P- Papiere, FL-Sackkraftpapiere und FL-Filterpapier. Bei diesen Papieren, die keine Füllstoffe benötigen, kann freier Füllstoff, der nicht an oder in den Fasern abgelagert ist, nach dem Mahlprozess oder vor dem Einbringen der Faserstoffsuspension in die Stoffauflaufbütte oder vor der Zuführung zur Papiermaschine entfernt werden. Die Fasern selber sind jedoch innen und außen mit Füllstoff versehen, so dass die positiven Effekte der Fiber-Loading-Technologie bestehen bleiben.
Die durch den hohen Mahlgrad erreichten hohen mechanischen Fertigkeiten des Endproduktes wirken sich positiv auf die Herstellung aller Papiersorten aus, da durch prozessbedingte mechanische Belastungen in den verschiedenen Sektionen der Papiermaschine, wie in der Pressenpartie, der Trockenpartie oder in dem Bereich, in dem die Papierbahn aufgerollt wird, das hergestellte Zwischenprodukt und das herzustellende Endprodukt durch die Verwendung von Aufroll-, Wickel-, Umroll- und Konvertierungsmaschinen mechanisch hoch belastet wird.
Durch die erfindungsgemäße Vorbehandlung der Faserstoffsuspension wird auch die Voraussetzung für eine bessere Trocknung geschaffen, durch die die Effizienz bei der Herstellung aller Papiersorten erhöht wird. Von Vorteil sind Restfeuchtigkeiten im Bereich zwischen 1 und 20 %.
Durch die Erfindung werden auch höhere Weißgrade und/oder höhere optische Werte mit einer um bis zu 15 Helligkeitspunkte besseren Helligkeit bei der Herstellung aller
Arten von Papier, Pappe oder bei verschiedenen Einsatzformen von Pappe, einschließlich der weißen Decklage auf einer Pappschicht, erreicht.
Die Energieeinbringung beim Mahlprozess, d. h. die Wärmemenge und die daraus resultierende Aufheizung, wird gesteuert. Entsprechend der Steuerung lassen sich Kristalle verschiedenster Form herstellen.
Die Erfindung bezieht sich in einer weiteren Ausgestaltung auf ein Verfahren, bei dem als Reaktor ein statischer Mischer, ein Refiner, ein Disperger und/oder ein Fluffer- FLPCC-Reaktor zum Einsatz kommt, wobei der Faserstoffgehalt, insbesondere der Papiergehalt, bei einem statischen Mischer zwischen 0,01 und 15 %; bei einem Refiner und bei einem Disperger zwischen 2 und 40 %, insbesondere bei einer LC- Mahlung zwischen 2 und 8 % und bei einer HC-Mahlung zwischen 20 und 35 %, sowie bei einem Fluffer-FLPCC-Reaktor zwischen 15 und 60 % beträgt.
Vorzugsweise liegt die Prozesstemperatur zwischen - 15° C und 120° C, insbesondere zwischen 20° und 90° C. Vorzugsweise werden rhomboedrische, skalenohedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt, wobei die Kristalle Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, haben.
Zur Herstellung einer mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoffsuspension werden statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Mischelemente eingesetzt.
Das Verfahren wird vorzugsweise in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt. Ebenso wird das Verfahren mit Vorteil bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 6,5 und 9,5, durchgeführt. Hierbei liegt die Reaktionszeit zwischen 0,03 Sekunden und 1 Minute, insbesondere zwischen 0,05 und 10 Sekunden.
Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemäßen Technologie bei den oben aufgeführten Papiersorten besteht darin, dass diese auch in einem Kalander weiterverarbeitet werden können. Dadurch, dass beim Einsatz der Fiber-Loading- Technologie Fiber-Loading-Partikel in, um und an den Fasern angelagert werden, wird das Blackening, d. h. Schwarzsatinage, vermieden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung zur Durchführung eines der oben aufgeführten Verfahren. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischeinrichtung umfasst, die als Bypass und/oder als Rezirkulationsbereich für die Faserstoffsuspension betrieben wird.
Von Vorteil ist eine Anordnung, in der die Mischeinrichtung als statischer Mischer, als Vorlagebütte oder als Stoffauflösesystem ausgebildet ist. In einer derartigen Mischeinrichtung wird Calciumhydroxid in trockener oder flüssiger Form (Kalkmilch) in wässrigen Papierfaserstoff im Bereich von 0,01 % bis 60 % des vorhandenen Feststoffanteils der trockenen Papiermasse eingemischt.
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher beschrieben.
Für das Fiber Loading vorgesehener Papierrohstoff 1 wird einer Bütte 2 zugeführt, aus der er in eine Maschine zur Herstellung einer Papierbahn weitertransportiert wird (Papiererzeugung 3).
Die Bütte 2 steht über zwei Leitungen mit einer Mischeinrichtung 4 in Verbindung. Der Mischeinrichtung 4 wird einerseits Kalkmilch 8 aus einer Vorrichtung zur Bereitstellung dieser Substanz (Kalkmilcherzeugung 5) und andererseits das aus der Cθ2-Erzeugung 7 stammende Kohlendioxid 9 zugeführt. Zur Einstellung einer geeigneten Reaktionstemperatur ist ferner eine Heizeinrichtung 6 vorhanden, in der entweder Kalkmilch 8' oder Kohlendioxid 9' oder beide Substanzen derart erwärmt werden, dass sich die gewünschte Reaktionsgeschwindigkeit einstellt.
Zusätzlich ist auch direkter Austausch der Flüssigkeit in der Mischeinrichtung 4 mit der Heizeinrichtung 6 möglich, so dass Medium aus der Mischeinrichtung 4 zur Erwärmung in die Heizeinrichtung 6 gepumpt wird und anschließend wieder zurückzirkuliert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension von Zellulosefasern mit einem Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat, wobei Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in die Faserstoffsuspension eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Füllstoff, insbesondere in einer Bütte (2), in einer
Ableerbütte, in einer Maschinenbütte und/oder in einer Rohrleitung durch eine Mischeinrichtung (4), insbesondere eine Rezirkulations- und/oder einer Bypasseinrichtung, geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (4) und/oder flüssiges Calciumhydroxid und/oder Kohlendioxidgas (9, 9') durch eine Heizeinrichtung (6) aufgeheizt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in wässrigen Papierfaserstoff eingemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Calciumhydroxids zwischen 0,01 % und 60 % des vorhandenen Feststoffanteils der trockenen Papiermasse beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Füllstoffgehalt einen Wert im Bereich zwischen 0,01 % und 15 % über dem ursprünglichen Füllstoffgehalt des Fasermaterials, insbesondere zwischen 0,05 % und 3 %, erreicht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs, insbesondere einer statischen Mischeinrichtung, in einer Vorlagebütte oder in einem
Stoffauflösesystem, ein pH-Wert zwischen 7 und 12, insbesondere zwischen 9 und 12, aufrechterhalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff durch einen Fällungsprozess in einem Batchreaktor oder durch einen Mahlungsprozess hergestellt wird oder dass Talk, Titandioxid, Silicium, etc. eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial wässriges Faserstoffmaterial, insbesondere wässriger Papierstoff, von 0,1 bis 20 % Konsistenz, vorzugsweise zwischen 2 und 8 %, eingesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktivität des Calciumhydroxids im Bereich zwischen 0,01 und 10 min, insbesondere zwischen 1 sec und 3 min, liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Verdünnungswasser in die Faserstoffsuspension eingemischt wird, insbesondere vor, während oder nach der Zugabe von Kohlendioxid und/oder Calciumhydroxid oder Calciumoxid.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Verdünnungswasser entsprechend Reaktionsparametern in die Faserstoffsuspension eingemischt wird, insbesondere vor, während oder nach der Zugabe von Kohlendioxid und/oder Calciumhydroxid oder Calciumoxid.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass Kohlendioxid als Rein- oder als Rauchgas in die feuchte Faserstoffsuspension und/oder in das Verdünnungswasser eingemischt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur zwischen - 15° C und 120° C, insbesondere zwischen 20° und 90° C, beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass rhomboedrische, skalenohedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristalle Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, haben.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Mischelemente eingesetzt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Druckbereich zwischen O und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 6,5 und 9,5, durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit zwischen 0,03 Sekunden und 1 Minute liegt, insbesondere zwischen 0,05 und 10 Sekunden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Aschegehalt über den pH-Wert und/oder über eine Messung des Aschegehalts im Bereich der Rezirkulation, des Bypasses, einer Bütte für die Faserstoffaufbereitung oder in einer Rohrleitung bestimmt wird.
21. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischeinrichtung umfasst, die als Bypass und/oder als
Rezirkulationsbereich für die Faserstoffsuspension betrieben wird.
22. Anordnung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung als statischer Mischer, als Vorlagebütte oder als
Stoffauflösesystem ausgebildet ist.
PCT/EP2006/005040 2005-07-14 2006-05-26 Verfahren und vorrichtung zum beladen von in einer faserstoffsuspension enthaltenen fasern mit füllstoff Ceased WO2007006369A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005032773 2005-07-14
DE102005032773.7 2005-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007006369A1 true WO2007006369A1 (de) 2007-01-18

Family

ID=36953387

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