EP1792008A1 - Verfahren und vorrichtung zum beladen einer faserstoffsuspension - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum beladen einer faserstoffsuspension

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EP1792008A1
EP1792008A1 EP05771522A EP05771522A EP1792008A1 EP 1792008 A1 EP1792008 A1 EP 1792008A1 EP 05771522 A EP05771522 A EP 05771522A EP 05771522 A EP05771522 A EP 05771522A EP 1792008 A1 EP1792008 A1 EP 1792008A1
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EP
European Patent Office
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pulp
pressure vessel
carbon dioxide
suspension
calcium hydroxide
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Withdrawn
Application number
EP05771522A
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English (en)
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Inventor
Klaus Doelle
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1792008A1 publication Critical patent/EP1792008A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
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    • D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
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    • D21H21/52—Additives of definite length or shape
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/04—Addition to the pulp; After-treatment of added substances in the pulp

Definitions

  • the invention relates to a method for loading a pulp suspension with calcium carbonate.
  • No. 6,413,365 B1 describes a process in which fiber material is transported via a feed line together with calcium oxide and / or calcium hydroxide present in the suspension. From this, the pulp suspension is forwarded to a rotating distribution device. Carbon dioxide is introduced annularly into the pulp suspension as the reaction gas; As a result, calcium carbonate crystals are formed in the pulp suspension. About the rotating distributor, the calcium carbonate crystals are distributed in the pulp suspension. This process is referred to as a fiber loading process.
  • DIP deinked paper
  • secondary pulp bleached or unbleached pulp
  • mechanical pulp bleached or unbleached sulphate pulp
  • pulp cotton
  • hemp fibers predominantly cigarette paper
  • Activation means that existing filler particles are superimposed by the fiber loading process or serve as nucleation nuclei, resulting in better optical properties.
  • the method is also suitable when using Flexolnk (water-based ink) printed paper, especially newsprint, for the recovery of the fiber raw material is used.
  • Flexolnk water-based ink
  • the pressure particles consisting of Flexolnk can not or only with difficulty be separated by a flotation process.
  • the process is independent of whether the fiber raw material contains filler which has been produced by a precipitation process in batch reactors or by a milling process, or whether talc, titanium dioxide (TiO 2 ), silicon, etc. are used.
  • the fiber-loading technology allows filler, in particular calcium carbonate, to precipitate directly in the stock preparation of a paper mill, which filler material is evenly distributed and deposited on, in and between the paper fibers.
  • the field of application of the fiber-loading process technology-produced filler extends to the fields of application of papermaking all types of paper including cigarette paper types, types of filter paper, types of sack kraft paper and paperboard and packaging paper, including those using recycled paper grades and DIP papers ,
  • Such packaging papers may have a filler content between 1 and 60% and / or have a white topcoat with a filler content between 1 and 60%.
  • the loaded and produced types of paper may be made of recycled paper, deinked paper (DIP), secondary pulp, bleached or unbleached pulp, wood pulp, bleached or bleached sulphate pulp, pulp, cotton, and / or hemp fibers (mainly for cigarette paper) and / or any paper raw material are produced on a paper machine, regardless of whether the end product contains filler.
  • DIP deinked paper
  • secondary pulp bleached or unbleached pulp
  • wood pulp bleached or bleached sulphate pulp
  • pulp cotton, and / or hemp fibers (mainly for cigarette paper)
  • hemp fibers mainly for cigarette paper
  • Pulp produced using fiber-loading combination process technology generally has a higher dewatering capability than pulp produced by other methods;
  • the drainage capacity is 5 to 100 ml of CSF or 0.2 to 15 0 SR depending on the required freeness.
  • the fabric dries faster as well.
  • the optical properties of the paper suspension and of the raw material can be improved by 0.5 to 30 brightness points, preferably by 1 to 25 brightness points, mainly by the masking of impurities such as color particles or dirt.
  • aqueous fiber raw material in particular aqueous paper stock, having a consistency of between 1 and 20% of pulp fraction is introduced into the pressure vessel, wherein at one
  • the aqueous fiber raw material is diluted with dilution water to a pulp suspension having a consistency of between 0.1 and 20%, in particular with a consistency of between 2 and 18%, diluted.
  • the pressure vessel is closed after introduction of the aqueous fibrous material and / or the dilution water through a sluice.
  • the calcium hydroxide or the calcium oxide is mixed into the aqueous pulp in a range between 0.1 and 60% of the solids content of the mass of the dry pulp present.
  • the pH is preferably between 6 and 11, in particular between 6.5 and 10.5.
  • the reaction time is between 0.0005 and 30 minutes, especially in the range between 0.05 to 10 minutes.
  • the calcium carbonate can be precipitated by mixing in the carbon dioxide in a pressure range between 0 and 15 bar, in particular between 0 and 6 bar.
  • the Faserstoff ⁇ suspension and / or carbon dioxide by process water or VerPnungs ⁇ water or water vapor during its dissolution in the pulp suspension or by the fiber loading process or by supplying heat energy from the outside, in particular by steam energy or electrical energy , is heated.
  • the carbon dioxide may be supplied before, during or after the addition of the carbon dioxide or the calcium hydroxide or the calcium oxide.
  • the pressure vessel can be closed by a valve or a lock before the reaction of the fiber load and opened after the reaction.
  • the energy required for the precipitation of the loaded fibers is between 0.3 and 8 kWh / t, in particular between 0.5 and 4 kWh / t, if no device for grinding the pulp is used.
  • a grinding machine can also be connected upstream of the container if the fiber pulp is already sufficiently dissolved.
  • the grinding machine can also be connected downstream of the pressure vessel in an alternative embodiment of the invention.
  • the process temperature is between -15 and 120 0 C, in particular between 20 and 90 0 C.
  • the fiber loading process produces rhombohedral, scalenohedral, and spherical crystals.
  • Crystals with dimensions between 0.05 and 5 ⁇ m, in particular between 0.3 and 2.5 ⁇ m, can preferably be produced by this method.
  • the process is carried out in a pressure range between 0 and 15 bar, in particular between 0 and 6 bar.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method.
  • the device is characterized in that it comprises a feed device for feeding fiber raw material and a pressure vessel.
  • the pressure vessel comprises a lock or a valve, via which the fiber or raw material for producing the pulp suspension with loaded fibers is supplied.
  • the pressure vessel has inlets for diluting or pressing water, for calcium oxide or calcium hydroxide and for carbon dioxide.
  • the pressure vessel comprises a rotor for mixing the fibrous suspension.
  • the invention will be described in detail in an embodiment with reference to the ein ⁇ zigen figure. This shows a schematic view of a Vor ⁇ direction for loading a pulp suspension.
  • a fiber raw material is fed to a pressure vessel 2 via an inlet pipe 1 (FIG.
  • a lock 3 is present between the inlet pipe 1 and the pressure vessel 2, which is opened and closed by a motor-operated shutter mechanism.
  • Dilution water, calcium hydroxide in liquid or solid form or calcium oxide or chemicals are supplied via further supply connections 4, 5, 6, so that, when the fiber raw material was first fed, until it reaches a filling level 7, above this level 7 forms a filling of the pressure vessel 2 with the serving for the pulp loading calcium hydroxide together with the water and / or the diluting water in which it is dissolved forms.
  • a rotor 8 is used, which has either at the bottom of the Druckbe ⁇ container 2 and / or further above a propeller or the like.
  • the rotor 8 is driven by a motor 9.
  • At least one inlet 10 for carbon dioxide is present in the lower region of the pressure vessel 2, through which the calcium hydroxide reacts to Calciumcar ⁇ carbonate. After the pulp is dissolved and loaded with calcium carbonate, it is discharged via a discharge pipe 12 provided with a valve 11 to a machine for producing a fibrous web.
  • At the pressure vessel 2 is preferably also a measuring point 13 for measuring the chemical composition of the contents of the pressure vessel 2, in particular for measuring the pH, arranged.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension von Zellulosefasern mit Calciumcarbonat ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet: Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, Einbringen von Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension, Ausfällen von Calciumcarbonat aus dem Calciumhydroxid durch das Kohlendioxid in einem unter Druck stehenden Druckbehälter (2).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Beladen einer Faserstoffsuspension
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension mit Calciumcarbonat.
Es sind bereits mehrere Verfahren zum Beladen von Zellstofffasern mit Calcium¬ carbonat bekannt. In der US 6,413,365 B1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Fasermaterial zusammen mit in der Suspension vorhandenem Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid über eine Zuleitung transportiert wird. Aus dieser wird die Faserstoffsuspension in eine rotierende Verteilungseinrichtung weitergeleitet. Kohlendioxid wird als Reaktionsgas ringförmig in die Faserstoffsuspension einge¬ leitet; dadurch werden Calciumcarbonat-Kristalle in der Faserstoffsuspension ge¬ bildet. Über die rotierende Verteileinrichtung werden die Calciumcarbonat-Kristalle in der Faserstoffsuspension verteilt. Dieser Vorgang wird als Fiber Loading-Pro- zess bezeichnet.
Aus der DE 101 07 448 A1 ist ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsus¬ pension mit Calciumcarbonat bekannt, bei dem die Faserstoffsuspension einem Kristallisator zugeführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt wird, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzu¬ brechen, und bei dem der Kristallisator gleichzeitig als Reaktor für die chemische Fällungsreaktion verwendet wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art weiter zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten:
Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, Einbringen von Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension, - Ausfällen von Calciumcarbonat aus dem Calciumhydroxid durch das Kohlen¬ dioxid in einem unter Druck stehenden Druckbehälter.
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, um mit Fasern beladenes, gefälltes Cal¬ ciumcarbonat (Fiber Loaded Precipitated Calcium Carbonate (FLPCC)) herzu- stellen, wobei der zu beladende Faserrohstoff aus Recycling-Papier, DIP- (= Deinked Paper) -Papier, Sekundärfaserstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Zellstoff, Holzstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Sulfatzellstoff, Fertigungs- stoffausschuss, Leinen, Baumwolle, und/oder Hanffasern (vorwiegend Zigaretten¬ papier) und/oder jeglichem Papierrohstoff bestehen kann, der auf einer Papier- maschine Verwendung findet.
Mit dem gemäß dieser Erfindung geschaffenen Verfahren wird das gegenwärtig benutzte Füllstoffmaterial durch das mit der Fiber Loading- (= Faserbeladungs-) - Prozesstechnologie hergestellte Füllstoffmaterial ersetzt, ergänzt oder aktiviert. Unter der Aktivierung ist zu verstehen, dass schon vorhandene Füllstoffpartikel durch den Fiber Loading-Prozess überlagert werden oder als Kristallisationskeime dienen und somit bessere optische Eigenschaften entstehen.
Insbesondere ist das Verfahren auch geeignet, wenn mit Flexolnk (wasserbasierte Druckfarbe) bedrucktes Papier, insbesondere Zeitungspapier, für die Gewinnung des Faserrohstoffs zum Einsatz kommt. Die aus Flexolnk bestehenden Druck¬ partikel lassen sich durch einen Flotationsprozess nicht oder nur schwer aus¬ scheiden. Durch die Erfindung ist es nun möglich, Füllstoffe und Fremdstoffe wie Druckfarbe, Verunreinigungen, Stickies, und dergleichen, welche zwangsweise in DIP-Papieren vorhanden sind, in den Fiber Loading- (=Faserbeladungs-)-Kris- tallisationsprozess einzubinden, wobei schon vorhandene Füllstoffpartikel durch den Faserbeladungsprozess überlagert werden oder als Kristallisationskeime dienen.
Das Verfahren ist unabhängig davon, ob der Faserrohstoff Füllstoff enthält, der durch einen Fällungsprozess in Batchreaktoren oder durch einen Mahlungs- prozess hergestellt wurde, oder ob Talk, Titandioxid (TiO2), Silicium, etc. zum Ein¬ satz kommen. Der Mahlprozess wird auch als GCC-Verfahren (GCC = ground cal¬ cium carbonate = gemahlenes Calciumcarbonat) bezeichnet.
Wenn eine Faserstoffsuspension mit der Fiber-Loading-Technologie behandelt wird, resultiert ein vollkommen neues Produkt für den Anwendungsbereich der Papierherstellung mit neuen und verbesserten Eigenschaften gegenüber einem Produkt nach dem Stand der Technik. Die Fiber-Loading-Techologie erlaubt, direkt in der Stoffaufbereitung einer Papierfabrik Füllstoff, insbesondere Calciumcar¬ bonat, auszufällen, das an, in und zwischen den Papierfasern gleichmäßig verteilt und angelagert ist.
Das Anwendungsgebiet des mit der Fiber-Loading-Prozesstechnologie herge¬ stellten Füllstoffs erstreckt sich auf die Anwendungsgebiete der Papierherstellung aller Papiersorten einschließlich der Zigarettenpapiersorten, Filterpapiersorten, Sackkraftpapiersorten und Pappe- und Verpackungspapiersorten, einschließlich solchen, bei denen Recycling-Papiersorten und DIP-Papiere eingesetzt werden. Derartige Verpackungspapiere können einen Füllstoffgehalt zwischen 1 und 60 % besitzen und/oder eine weiße Deckschicht mit einem Füllstoffgehalt zwischen 1 und 60 % aufweisen. Die beladenen und hergestellten Papiersorten können aus einem Recycling-Papier, aus Deinked Paper (DIP), Sekundärfaserstoff, aus gebleichtem oder ungebleichtem Zellstoff, Holzstoff, gebleichtem oder un¬ gebleichtem Sulfatzellstoff, Fertigungsstoffausschuss, Leinen, Baumwolle und/oder Hanffasem (vorwiegend für Zigarettenpapier) und/oder jeglichem Papier¬ rohstoff auf einer Papiermaschine hergestellt werden, unabhängig davon, ob das Endprodukt Füllstoff enthält.
Mit der Fiber-Loading-Kombinationsprozesstechnologie hergestellter Faserstoff hat im allgemeinen eine höhere Entwässerungsfähigkeit als nach anderen Ver¬ fahren hergestellter Faserstoff; die Entwässerungsfähigkeit liegt bei 5 bis 100 ml CSF oder 0,2 bis 15 0SR in Abhängigkeit vom geforderten Mahlgrad. Zusätzlich besitzt der nach dem Fiber-Loading-Verfahren hergestellte Stoff oder die Pulpe ein niedrigeres Wasserrückhaltevermögen von 2 bis 25 % in Abhängigkeit von dem Rohstoff, der zur Herstellung eingesetzt wird. Dies ermöglicht eine effektivere Her¬ stellung verschiedener Papiersorten wie beispielsweise FL (FL = fiber loaded)- Kopier- und Druckpapier aller Art, FL-Streichpapier aller Art, FL-Zeitungsdruck- papier aller Art und FL-Zigarettenpapier aller Art, FL-B&P-Papier aller Art, FL- Sackkraftpapier aller Art und FL-Filterpapier, weil das vorhandene Wasser der Stoffsuspension schneller entfernt werden kann. Entsprechend schneller trocknet auch der Stoff.
Wenn eine Faserstoffsuspension bei der Papierherstellung mit der Fiber Loading- Technologie behandelt wird, resultiert ein vollkommen neues Produkt, welches neue und verbesserte Eigenschaften gegenüber den am Markt verfügbaren Pa¬ pieren aufweist. Der nachstehend beschriebene Fiber Loading-Prozess erlaubt es, direkt in der Stoffaufbereitung einer Papierfabrik Füllstoff, insbesondere Calcium¬ carbonat, auszufällen, das ausschließlich an und in den Papierfasern gleichmäßig verteilt und angelagert wird.
Durch eine Kombination oder durch eine Einzelanwendung der nachstehend be¬ schriebenen Maßnahmen gemäß der Erfindung wird erreicht, dass ausschließlich gefälltes Calciumcarbonat für den Fiber Loading-Prozess hergestellt und bereits vorhandenes Füllstoffmaterial aktiviert wird.
Durch den Einsatz der Fiber Loading-Technologie im Stofflöser oder im Batch-Be- hälter können die optischen Eigenschaften der Papiersuspension und des Roh¬ stoffes um 0,5 bis 30 Helligkeitspunkte, vorzugsweise um 1 bis 25 Helligkeits- punkte, verbessert werden, hauptsächlich durch die Maskierung der Verun¬ reinigungen wie Farbpartikel oder Schmutz. Darüber hinaus erfolgt eine Um¬ wandlung nicht aktivierter Faserstoffbestandteile, welche im recycelten Papierroh- stoff oder in der DIP-Pulpe eingelagert sind, beispielsweise nicht umgewandeltes Calciumhydroxid, PCC (precipitated calcium carbonate = gefälltes Calcium¬ carbonat), GCC (ground calcium carbonate = gemahlenes Calciumcarbonat), Kalkbestandteile, etc.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran¬ sprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.
Gemäß einer Ausführungsform wird als Ausgangsmaterial wässriger Faserroh- stoff, insbesondere wässriger Papierrohstoff, mit einer Konsistenz von zwischen 1 und 20 % an Faserstoffanteil in den Druckbehälter eingebracht, wobei bei einem
Anteil zwischen 1 und 6 % LC-Faserstoffmaterial (low consistency), bei einem
Anteil zwischen 6 und 10 % MC-Faserstoffmaterial (medium consistency) und bei einem Anteil zwischen 10 und 20 % HC-Faserstoffmaterial (high consistency) ein- gesetzt.
Mit Vorteil wird der wässrige Faserrohstoff mit Verdünnungswasser zu einer Faserstoffsuspension mit einer Konsistenz zwischen 0,1 und 20 % aufgelöst wird, insbesondere mit einer Konsistenz zwischen 2 und 18 %, verdünnt.
In einer geeigneten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Druckbehälter nach dem Einbringen des wässrigen Faserstoffmaterials und/oder des Verdünnungs¬ wassers durch eine Schleuse geschlossen.
Von Vorteil ist es, wenn das Calciumhydroxid oder das Calciumoxid in den wäss¬ rigen Faserstoff in einem Bereich zwischen 0,1 und 60 % des vorhandenen Fest¬ stoffanteils der Masse des trockenen Faserstoffs eingemischt wird.
Bevorzugt beträgt der pH-Wert zwischen 6 und 11 , insbesondere zwischen 6,5 und 10,5.
Die Reaktionszeit liegt zwischen 0,0005 und 30 Minuten, insbesondere im Bereich zwischen 0,05 bis 10 Minuten.
Mit Vorteil lässt sich das Calciumcarbonat durch Einmischung des Kohlendioxids in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, ausfällen.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Faserstoff¬ suspension und/oder das Kohlendioxid durch Prozesswasser oder Verdünnungs¬ wasser oder Wasserdampf während seiner Auflösung in der Faserstoffsuspension oder durch den Faserbeladungsprozess oder durch Zuführung von Wärmeenergie von außen, insbesondere durch Dampfenergie oder elektrische Energie, erwärmt wird.
Das Kohlendioxid kann vor, während oder nach der Zugabe des Kohlendioxids oder des Calciumhydroxids oder des Calciumoxids zugeführt werden.
Hierbei kann vorteilhafterweise der Druckbehälter durch ein Ventil oder eine Schleuse vor der Reaktion der Faserbeladung geschlossen und nach der Reaktion geöffnet werden.
Der Energieaufwand für die Ausfällung der beladenen Fasern liegt zwischen 0,3 und 8 kWh/t, insbesondere zwischen 0,5 und 4 kWh/t, wenn keine Vorrichtung zum Mahlen des Faserstoffs zum Einsatz kommt. Eine Mahlmaschine kann dem Behälter auch vorgeschaltet sein, wenn die Faserpulpe bereits genügend auf- gelöst ist. Die Mahlmaschine kann in einer alternativen Ausgestaltung der Er¬ findung dem Druckbehälter auch nachgeschaltet sein.
Vorzugsweise liegt die Prozesstemperatur zwischen -15 und 120 0C, insbesondere zwischen 20 und 90 0C. Durch das Faserbeladungsverfahren werden rhomboedrische, skalenohedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt.
Durch dieses Verfahren lassen sich bevorzugt Kristalle mit Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, erzeugen.
Es lassen sich statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Misch¬ elemente zum Durchmischen der Faserstoffsuspension einsetzen.
Mit Vorteil wird auch vorgesehen, dass das Verfahren in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt wird.
Gemäß der Erfindung ist es in einer bevorzugten Ausgestaltung auch möglich, innerhalb des Druckbehälters gleichzeitig während des Ausfällungsprozesses einer Mahlbehandlung zu unterziehen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver¬ fahrens.
Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von Faserrohstoff und einen Druckbehälter um- fasst.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Druckbehälter eine Schleuse oder ein Ventil umfasst, über die bzw. das der Faser¬ rohstoff zur Herstellung der Faserstoffsuspension mit beladenen Fasern zugeführt wird. Mit Vorteil weist der Druckbehälter Einlasse für Verdünnungs- oder Pres¬ senwasser, für Calciumoxid oder Calciumhydroxid und für Kohlendioxid auf.
Zusätzlich umfasst der Druckbehälter einen Rotor zum Durchmischen der Faser¬ stoffsuspension. Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der ein¬ zigen Figur näher beschrieben. Diese zeigt eine schematische Ansicht einer Vor¬ richtung zum Beladen einer Faserstoffsuspension.
Ein Faserrohstoff wird über ein Zuflussrohr 1 (Figur) einem Druckbehälter 2 zu¬ geführt. Um die Zuflussmenge festlegen und begrenzen zu können, ist zwischen dem Zuflussrohr 1 und dem Druckbehälter 2 eine Schleuse 3 vorhanden, die über einen motorisch betriebenen Verschlussmechanismus geöffnet und verschlossen wird.
Über weitere Zuleitungsanschlüsse 4, 5, 6 werden Verdünnungswasser, Calcium- hydroxid in flüssiger oder fester Form oder Calciumoxid bzw. Chemikalien zuge¬ führt, so dass sich, wenn zunächst der Faserrohstoff zugeführt wurde, bis dieser einen Füllstand 7 erreicht hat, oberhalb dieses Füllstandes 7 eine Befüllung des Druckbehälters 2 mit dem für die Faserstoffbeladung dienenden Calciumhydroxid zusammen mit dem Wasser und/oder dem Verdünnungswasser, in dem es gelöst ist, bildet.
Zum Vermischen des Faserrohstoffs mit dem Calciumhydroxid, damit dieses in die Fasern eindringt, dient ein Rotor 8, der entweder auf dem Grund des Druckbe¬ hälters 2 und/oder weiter oberhalb ein Propellerrad oder dergleichen aufweist. Der Rotor 8 wird über einen Motor 9 angetrieben.
Vorzugsweise im unteren Bereich des Druckbehälters 2 ist wenigstens ein Einlass 10 für Kohlendioxid vorhanden, durch das das Calciumhydroxid zu Calciumcar¬ bonat reagiert. Nachdem der Faserrohstoff aufgelöst ist und mit Calciumcarbonat beladen ist, wird er über ein mit einem Ventil 11 versehenes Abflussrohr 12 zu einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn abgeleitet.
An dem Druckbehälter 2 ist vorzugsweise auch eine Messstelle 13 zur Messung der chemischen Zusammensetzung des Inhalts des Druckbehälters 2, insbe¬ sondere zur Messung des pH-Werts, angeordnet. Bezugszeichenliste
1 Zuflussrohr
2 Druckbehälter
3 Schleuse
4 Zuleitungsanschluss
5 Zuleitungsanschluss
6 Zuleitungsanschluss
7 Füllstand
8 Rotor
9 Motor
10 Einlass für Kohlendioxid
11 Abflussrohr
12 Ventil
13 Messstelle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension von Zellulosefasern mit Calciumcarbonat mit den folgenden Verfahrensschritten:
Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension,
Einbringen von Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension,
Ausfällen von Calciumcarbonat aus dem Calciumhydroxid durch das
Kohlendioxid in einem unter Druck stehenden Druckbehälter (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial wässriger Faserrohstoff, insbesondere wässriger Papierrohstoff, mit einer Konsistenz von zwischen 1 und 20 % Faserstoff¬ anteil in den Druckbehälter eingebracht wird, wobei bei einem Anteil zwischen 1 und 6 % LC-Faserstoffmaterial, bei einem Anteil zwischen 6 und
10 % MC-Faserstoffmaterial und bei einem Anteil zwischen 10 und 20 % HC- Faserstoffmaterial eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Faserrohstoff mit Verdünnungswasser zu einer Faserstoff¬ suspension mit einer Konsistenz zwischen 0,1 und 20 % aufgelöst wird, ins¬ besondere mit einer Konsistenz zwischen 2 und 18 %, verdünnt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (2) nach dem Einbringen des wässrigen Faserstoff¬ materials und/oder des Verdünnungswassers durch eine Schleuse (3) ge- schlössen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Calciumhydroxid oder das Calciumoxid in den wässrigen Faserstoff in einem Bereich zwischen 0,1 und 60 % des vorhandenen Feststoffanteils der Masse des trockenen Faserstoffs eingemischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einem pH-Wert zwischen 6 und 11, insbesondere zwischen 6,5 und 10,5, durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktivität des Calciumhydroxids zwischen 0,0005 und 30 Minuten, insbesondere im Bereich zwischen 0,05 bis 10 Minuten, liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Calciumcarbonat durch Einmischung des Kohlendioxids in einem
Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, ausgefällt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension und/oder das Kohlendioxid durch Prozess¬ wasser oder Verdünnungswasser oder Wasserdampf während seiner Auf- lösung in der Faserstoffsuspension oder durch den Faserbeladungsprozess oder durch Zuführung von Wärmeenergie von außen, insbesondere durch Dampfenergie oder elektrische Energie, erwärmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid vor, während oder nach der Zugabe des Kohlen¬ dioxids oder des Calciumhydroxids oder des Calciumoxids zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (2) durch ein Ventil oder eine Schleuse (3) vor der Reaktion der Faserbeladung geschlossen und nach der Reaktion geöffnet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Energieaufwand für die Ausfällung der beladenen Fasern zwischen 0,3 und 8 kWh/t, insbesondere zwischen 0,5 und 4 kWh/t liegt, wenn keine Vorrichtung zum Mahlen des Faserstoffs zum Einsatz kommt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstoff innerhalb des Druckbehälters (3) während des Ausfällungsprozesses einer Mahlbehandlung unterzogen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur zwischen -15 und 120 0C, insbesondere zwischen 20 und 90 0C, beträgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass rhomboedrische, skalenohedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristalle mit Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, erzeugt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Mischele¬ mente (8) zum Durchmischen der Faserstoffsuspension eingesetzt werden.
18. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zuführeinrichtung (1) zum Zuführen von Faserrohstoff und einen Druckbehälter (2) umfasst.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter eine Schleuse oder ein Ventil umfasst, über die bzw. das der Faserrohstoff zur Herstellung der Faserstoffsuspension mit be- ladenen Fasern zuführbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (2) Einlasse (4, 5, 10) für Verdünnungs- oder
Pressenwasser, für Calciumoxid oder Calciumhydroxid und für Kohlendioxid umfasst.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (2) einen Rotor (8) zum Durchmischen der Faser¬ stoffsuspension umfasst.
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