SE1251278A1 - Inlineförfarande för precipiterad kalciumkarbonat - Google Patents

Abstract

16 SAMMAND RAG In-lineproduktionsmetod for att tillhandahalla ett vatskeflOde av atminstone ett tillsatsmedel i den korta cirkulationen och in i vatskeflodet av 5 papperstillverkningsmald i en fibervavsmaskin, genom inmatning av vatskeflodet av namnda atminstone ett tillsatsmedel till vatskeflodet i den korta cirkulationen varvid en lamplig mangd mikrofibrillerad cellulosa eller nanofibrillerad polysackarid tillhandahalls vasentligen samtidigt med inmatningen av vatskeflOdet av namnda atminstone ett tillsatsmedel. Figur vald for publicering: 2

Description

Tekniskt om rade FOreliggande dokument avser en in-lineproduktionsmetod for en pappers- och kartongtillverkningsprocess, och for simultant inforande av minst ett tillsatsmedel samt mikrofibrillerad cellulosa i den korta cirkulationen i en papperstillverkningsprocess. Mer specifikt relaterar foreliggande dokument till kristallisering och utfallning av kalciumkarbonat i en in- I ineprodu ktionsprocess.

Bakqrund FOr att jamna till ytan pa ett papper tillsatts fyllnadsmedel som fyller ut de mellanrum som inte utgOrs av pappersfiber. Detta leder exempelvis till att tryckbarhet, storleksbestandighet, form och glans forbattras. Utover detta forbattras vanligtvis aven papprets optiska egenskaper sa som ogenomskinlighet, ljusspridning och ljushet eftersom spridningskoefficienten och ljusheten ofta är hogre for fyllnadsmedlet an for pappersmassan.

Da fyllnadsmedel är billigt i forhallande till trafiber anvands det i papperstillverkning for att reducera kostnaden for ramaterial. Dessutom fordrar torkning av pappersvav som innehaller fyllnadsmedel mindre energi. Trots fyllnadsmedlens laga pris och positiva effekter pa pappersegenskaperna har de ocksa negativa sardrag. De paverkar bindningarna mellan fibrerna genom adsorption eller fanning pa fiberytorna. Pa grund av della reduceras papprets draghallfasthet och dragstyvhet och vid tryckning kan ludd uppsta. Notning av pappersmaskiner kan ocksa uppsta pa grund av fyllnadsmedel. Den vidhaftande formagan hos fyllnadsmedlen är ocksa ganska undermalig vilket kan leda till oliksidighet hos pappret.

Nar det galler forpackningspapp anvands fyllnadsmedel i valdigt sma mangder jamfort med andra papperssorter. Att fyllnadsmedlen okar vikten has pappen utan att ge starkande egenskaper, samt att de reducerar kalibern vid samma ytvikt är typiska skal till att de inte anvands. Nar det galler bojstyvhet är papprets kaliber den viktigaste parametern. Fyllnadsmedel minskar aven elasticitetsmodulen, vil ken är en viktig parameter for bojstyvhet.

Formatted 2 I pappens toppskikt anvands ofta blekt pappersmassa. Malet med detta är att erhalla hogre ljushet, och ett pa det hela taget forbattrat utseende has pappen. Aven i dessa fall anvands sma mangder av fyllnadsmedel och vanligtvis anvands ganska dyra sadana sa som Ti02, kalcinerad kaolin och sa vidare far att optimera toppskiktets elasticitetsmodul samt maximera pappens bOjstyvhet. I manga fall optimeras toppskiktets ytvikt gentemot vithet och ljushet och visuellt utseende istallet far att optimeras med avseende pa maximal bOjstyvhet.

Saledes finns det ett behov av att kunna forbattra vitheten och 0 ogenomskinligheten for pappens toppskikt medan beijstyvheten bibehalls och samtidigt anvanda billiga fyllnadsmedel.

Ett vanligt fyllnadsmedel vid papperstillverkning är utfallt kalciumkarbonat (FCC, precipitated calcium carbonate). Vanligtvis har framstallningen av FCC skett separat fran sjalva papperstillverkningsprocessen. FCC framstalls normalt pa en for andamalet avsedd anlaggning i narheten av pappersbruket.

I WO 2011110744 Al beskrivs en metod samt en reaktor for inlineproduktion av kalciumkarbonat (FCC, precipitated calcium carbonate) i anslutning till produktionsprocessen for en fibervav. Det avses inlineproduktion av FCC i en suspension i produktionen av fibervav, !O foretradesvis foredras det att produktionen ska ske direkt i flodet av fibermassan i ett av de delflOden, eller ett filtrerat flode, som finns i fibermassaproduktionen. Denna metod har flera fordelar sa som minskade investeringskostnader, eftersom det inte finns nagot behov av en separat anlaggning for framstallandet av FCC. Vidare minskas behovet av kemikalier fOr vidhaftning eftersonn FCC atnninstone delvis falls ut direkt pa fibrerna.

EP 2287398 Al beskriver en metod for att erhalla kalciumkarbonat, dar troligtvis fiber och fiberfibrill innehallande en sammansattning erhalls i vil ken kalciumkarbonatpartiklarna vid behov är forbundna med fibriller och fibrer, vilken karaktariseras av god awattningsformaga och for papperstillverkning med en star mangd fyllnadsmedel, med hog styvhet och star specifik volyrn. Denna uppfinning uppnas genom en kombination av fern atgarder: genom anvandning av speciella kalciumkarbonatpartiklar, vilka är (d 50) och har en oliksidig morfologi samt har en medelpartikeldiameter som är mellan 2,5-4 pm, genom att satta en viktkvot for fibrill gentemot kalciumkarbonatpartiklar i sammansattningen fore sammanfallningen till mellan 0.2:1 och 4:1, genom anvandning av fiberfibrill och genom att satta en viktkvot for kalciumkarbonatjoner gentemot fibrill fore sammanfallningen till mellan 0.02:1 3 och 0.2:1. Emellertid beskriver denna metod en traditionell fristaende process for utfallt kalciumkarbonat med anvandning av koldioxid och kalciumhydroxid med fiber.

Det finns saledes ett behov for en ny process for tillverkning av ett 5 pappskikt med onskvart visuellt utseende, men ocksa med optimerad elasticitetsmodul.

Sammanfattninq Det är ett syfte med fareliggande ansokans innehall att tillhandahalla en forbattrad metod for inmatning av tillsatsmedel in i den korta cirkulationen has en fibervavformningsmaskin. Namnda vav kan aven vara en del i ett skikt i ett flerlagers pappers- eller kartongstruktur. De inmatade tillsatsmedlen kan ocksa betraktas som ett separat lager som formar en flerlagrig pappersstruktur sa som exempelvis beskrivs i US 2005034827.

Ett specifikt syfte med fOreliggande anstikans innehal är att tillhandahalla en forbattrad metod for in-lineutfallning av kalciumkarbonat in i den korta cirkulationen.

Syftet uppnas helt eller delvis genom en metod enligt det bifogade sjalvstandiga kravet. Utforingsformer beskrivs i de bifogade osjalvstandiga kraven samt i foljande beskrivning och ritningar.

Enligt en forsta aspekt tillhandahalls en in-line roduktionsmetod for att tillhandahalla ett vatskeflode av Minst ett tsatsinedel till den korta cirkulationen och in i vatskeflodet av papperstillverkningsmaid hos en fibervavsmask.in qenorn aft mate in namnda vatsketiode av rninst ett tillsatsmedel till vatskefladet i den korta cirkulatiorien, varvid nar det firms tva eller fler tillsatsi-nedel innefaftar rnetoden viclare att tillata (Jesse att rea era med varandra; varvid rnetoden innefattar kristalliserinq av e.tt fyilnadsmedel och varvid namnda tillsatsrnedel Or koldioxid och kalciurnhvdroxid (lime milk), dar narnncla koldioxid sarnt kalciurnhvdroxid rnatas in i den korta dirkulationen, varvid en ampliq mandd mikrolibrillerad cellulose eller nanofibrillerad ook sackarid tillhandahails vasentlic en sarntidiL t rned inmatninoen vatskeflodet av de tva tisatsrneden, sO att narnnda tillsatsmedei reaclerar eller starter karnbildninq p0 cellulesayten eller falls ut vtan av den rnikrofibrillerade cellulosan och darrned bildar sammansattninc ar riled den i-nikrofibrillerade cellulosan.

Med "tillsatsmedel" menas ett reaktivt tillsatsmedel som reagerar fore vatpressning av vaven eller i den korta cirkulationen, vilket medfor att 0 5 !O 15 10 4 tillsatsmedlet i den foreliggande uppfunna metoden kan vara ett fyllnadsmaterial eller ett fiberkompositfyllnadsmaterial.

Genom namnda in-lineproduktionsmetod erhalls ett satt for matning av tillsatsmedel, sa som kalciumhydroxid (lime milk) och koldioxid till den korta cirkulationen, vilka kan blandas med mikrofibrillerad cellulosa (MFC) sa att de fordelaktiga egenskaperna med denna blandning darmed uppnas. Namnda tillsatsmedel kan till exempel paverka eller starta karnbildning pa cellulosaytan eller fallas ut pa ytan av microfibrillerad cellulosa och darigenom bilda sammansattningar med MFC:n som har forbattrade eller forandrade 0 egenskaper jamfort med de tillsatsmedel som matas in i den korta cirkulationen utan tillagg av MFC eller tillsatsmedel som reagerar fore det att MFC Or narvarande.

Det kan alltsa vara mojligt att exempelvis "limma ihop" MFC-fiber med hjalp av olika typer av tillsatsmedel som falls ut i den \rata delen av papperstillverkningsprocessen, sa som till exempel upplost cellulosa.

Enligt en uldringeferrn hoe den forgta agpskten kan metoden, nar det med-siavandray 0 Genom namnda metod tillhandahalls en "in-lineproduktion" av unlit kalciumkarbonat (PCC, Precipitated Calcium Carbonate) som saledes framstalls direkt in i den korta cirkulationen has pappersmaskinen. Sadana nnetoder finns beskrivna i exempelvis US 2011000633 och WO 2011/110744.

Anvandningen av MFC eller sa kallad nanocellulosa i papperstillverkning har studerats i ganska star utstrackning. Det har upptackts att Oven am MFC forbattrar styrkeegenskaperna (inklusive elasticitetsmodulen vilken Or viktig for pappens toppskikt) sa reduceras 0 samtidigt porositeten och krympning till foljd av torkning Okar. Detta har dO negativa effekter pa exempelvis papptillverkning samt kartongegenskaper pa sa satt att porositeten reduceras till fOljd av MFC:n, vilket leder till risker sa som dekantering. Torkningen av ett skikt med lag porositet ger upphov till anga inuti pappen som inte kan frigoras fort nog och pappen delamineras.

Dessutom akar MFC:n kryrnpningen vid torkning och smaskalig torkning kommer att Oka ytraheten has pappen och leda till dalig tryckkvalitet. Vidare Or det kant att en in-line-FCC-process kommer att tillhandahalla ett rent pappersmaskinsystem eftersom behovet av fasthallande kemikalier ar mycket mindre (eller tydligt reducerat).

Genom att kombinera en in-line-FCC-process med tillhandahallande eller dosering av mikrofibrillerad cellulosa (MFC) har ett flertal forbattringar observerats, exempelvis inom toppskiktsanvandning. Vitheten och jamnheten has pappen Okar och grumligheten hos vita ytor minskar.

Elasticitetsmodulen okar for samma porositet och vitheten forbattras.

Genom anvandning av in-line-FCC reduceras kostnaderna fOr processkemikalier och det sker en okning i pappmaskinsprocessens renhet 0 vilket visar sig genom farre vavbrott, farre orenheter och avsaknaden av ansamlingar i rorledningar.

Det har forvanansvart nog upptackts att utfallningen av PCC-partiklar hellre sker pa ytan av sma partiklar som existerar i processvattnen, vilket ocksa är kopplat till star ytarea, hog ytenergi och pH-egenskaper has dessa sma partiklar.

Med en "Iamplig mangd" MFC avses en mangd som är tillracklig for att interagera med kalciumhydroxiden och vidare ge utfallning av en effektiv mangd FCC pa eller i MFC:n. Mangden kan variera beroende pa slutprodukten av papperstillverkningsmald, men som ett exempel kan 0 doseringen av MFC ligga mellan 5-50 kg/ton for ett papptoppskikt och FCC mellan 1-20% (10-200 kg/ton) av toppskiktet, beroende pa papperstillverkningsmaldens ursprung och toppskiktets onskade egenskaper.

Genom att tillsatta mikrofibrillerad cellulosa eller "nanocellulosa" (MFC) vasentligen samtidigt som kalciumhydroxiden i in-linereaktorn for vidare reaktion med koldioxid, vilket nnotsvarar den beskrivna nnetoden for produktion av MFC-PCC-material och saledes mangden sallspan som behovs for att erhalla en tillfredsstallande vithet och visuellt utseende, medan man fortfarande har mojlighet att kontrollera krympningen till foljd av torkning och uppratthalla forbattringen av elasticitetsmodul, kan med latthet kontrolleras da 0 den stOrre delen kalciumkarbonat falls ut pa MFC-partiklarna eller i MFClosningen.

Saledes, genom att tillsatta eller dosera MFC i en in-line-FCC-process erhalls ett satt att kontrollera mangden okornat material, da yt-pH-vardet och kemin f6r MFC:n kan justeras vilket medf6r att partikelstorleken och dimensionerna has det FCC som tillsatts till den korta cirkulationen eller fibermaldsflodet kan kontrolleras. 6 Vidare, genom att PCC-partiklarna befinner sig pa MFC-ytan kan pappens porositet kontrolleras, krympning till foljd av torkning kan kontrolleras och den forbattrade elasticitetsmodulen erhallen till foljd av MFC kan uppratthallas. Genom att ha PCC-partiklar pa pappens toppskikt kan pappens vithet och tryckbarhet forbattras utan att bojstyvheten reduceras.

Eftersom in-line-PCC är ett relativt billigt fyllnadsmedel kan pappens kostnad minskas, i relation till anvandning av dyrare fyllnadsmedel for att erhalla de optiska egenskaperna.

Det sker ocksa en forbattring gallande renhet for 0 papptillverkningsmaskinen.

Enligt en utforingsform kan inmatningen in i den korta cirkulationen ske genom insprutning av minst ett tillsatsmedel och/eller mikrofibrillerad cellulosa i vatskeflodet av papperstillverkningsmald. Inmatningen till den korta cirkulationen kan utforas genom insprutning av atminstone antingen koldioxid, kalciumhydroxid och/eller mikrofibrillerad cellulosa in i vatskefledet av papperstillverkningsmald.

Enligt en alternativ utforingsform kan koldioxiden, kalciumhydroxiden och/eller den mikrofibrillerade cellulosan matas in separat genom insprutning.

Med "MFC tillhandahalls vasentligen samtidigt" menas att koldioxid, 0 kalciumhydroxid och MFC matas in i vatskeflodet vid samma tid och i narheten av varandra.

Enligt en alternativ utfOringsform kan den mikrofibrillerade cellulosan tillhandahallas i vatskeflodet av papperstillverkningsmald och kalciumhydroxiden och koldioxiden kan matas in separat eller samtidigt genom insprutning.

Med "tillhandahallas vasentligen samtidigt" menas i detta fall att MFC finns i vatskeflOdet och att kalciumhydroxiden och koldioxiden slapps simultant eller separat (och i narheten av varandra).

Enligt ytterligare en alternativ utforingsform kan kalciumhydroxiden och 0 den mikrofibrillerade cellulosan sammanblandas fore insprutning i vatskeflodet av papperstillverkningsmald och koldioxiden kan matas in separat fran blandningen av kalciumhydroxid och mikrofibrillerad cellulosa.

Med "tillhandahallas vasentligen samtidigt" menas i della fall att kalciumhydroxiden och MFC:n blandas fore att de matas in i vatskeflodet av papperstillverkningsmald och att koldioxiden matas in separat men i narheten av blandningen. 7 Enligt ytterligare en alternativ utforingsform kan den mikrofibrillerade cellulosan blandas med andra valfria tillsatsmedel och blandningen kan matas in separat fran matningen av kalciumhydroxid och koldioxid.

Insprutningen i vatskeflOdet av papperstillverkningsmald kan genomforas fran ett eller flera munstycken i en riktning vasentligen tvargaende mot vatskeflodets riktning, och i en flodeshastighet som är hogre an den for vatskeflodet.

Denna snabba utfallningsreaktion, eller snabbt tillforande och en foljande reaktion hos kalciumhydroxid och koldioxid i maldflodet, tillhandahaller ett enkelt satt att falla ut PCC som kristaller, det viii saga utfallningen av kalciumkarbonat pa MFC bildas mycket snabbt. Detta kan framja bildandet av nya typer av fyllnadsmedel-fiber-sammansattningar i vilka PCC:t formar nya typer av kristaller pa ytan hos MFC:n.

VatskeflOdet av papperstillverkningsmald kan innehalla atm instone en av foljande komponenter: nyrnassasuspension (langfibermassa, kortfibermassa, mekanisk massa, kemomekanisk massa, kemisk massa, mikrofibermassa, nanofibermassa), atervunnen massasuspension (atervunnen massa, atergangsmassa, fiberfraktioner fran fiberatervinningsfiltret), sa kallade "cellulosawhiskers", regenererade cellulosafiber, upplosningsmassa, tillstatssuspension och filtrat innehallande fasta delar.

Enligt en alternativ utfOringsform kan fibervaven ocksa formas till skum, det viii saga en substans som astadkoms genom att gasfickor bildas i en flytande eller fast form, och inte bara finnas i flytande eller vattenhaltig form.

Beskrivning av ritningar Utforingsformer far den aktuella lOsningen kommer nu all beskrivas genom exempel, med referenser till de bifogade schematiska ritningarna i vilka: Fig. 1 visar schematiskt ett kort cirkulationsarrangemang enligt tidigare kand teknik.

Fig. 2 visar schematiskt ett kort cirkulationsarrangemang enligt en utforingsform for uppfinningen.

Fig. 3a-b visar schematiskt ett kort cirkulationsarrangemang enligt en alternativ utforingsform for uppfinningen. 8 Fig. 4 visar schematiskt ett kort cirkulationsarrangemang enligt ytterligare en alternativ utforingsform for uppfinningen.

Fig. 5 visar schematiskt ett kort cirkulationsarrangemang enligt ytterligare en alternativ utforingsform for uppfinningen.

Beskrivning av utforingsformer Definition av nanofibrillerad polysackarid Denna definition inkluderar bakteriell cellulosavav eller nanocellulosavav med antingen traditionella vavtekniker eller med 0 elektrostatisk vavning. Fibrerna kan ocksa bildas pa andra satt, exempelvis med joniska vatskor eller membranteknik (utfallning eller koagulering av upplost cellulosa), och saledes erhalls antingen en form av regenererad cellulosa eller frigjorda fibrill genom selektiva upplosande vatskor. I dessa fall ar materialet foretradesvis en polysackarid men inte begransat till en bait en polysackarid.

Aven mikrokristallcellulosa, sa kallade whiskers och nanocellulosakristaller inkluderas i denna definition. Namnda komponent kan aven vara en blandning av de presenterade materialen eller en kombination av organiska och syntetiska nanofibrer. 0 Definition av mikrofibrillerad cellulosa Den mikrofibrillerade cellulosan (MFC) kallas aven nanocellulosa. Det är ett material som vanligtvis är gjort av tracellulosafiber, bade fran harda och mjuka trafiber. Det kan ocksa bildas Iran mikrobiella kallor, jordbruksfiber sa som vetestrannassa, bannbu eller andra icke-trafiberkallor. I nnikrofibrillerad cellulosa sa har de individuella mikrofibrillerna eller grundfibrillerna delvis eller helt separerats fran varandra. En mikrofibrillerad cellulosafibrill är normalt sett valdigt tunn (-20 nm) och langden ligger ofta mellan 100 nm till 10 pm. Mikrofibrillerna kan emellertid ocksa vara langre, exempelvis mellan 10-200 0 pm, och langder pa 2000 pm kan finnas pa grund av stor langddistribution. Fiber som har blivit fibrillerade och som har mikrofibrill pa ytan, samt mikrofibrill som är separerade och befinner sig i vattenfasen for slam inkluderas i definitionen fOr MFC. Dessutom är whiskers ocksa inkluderade i definitionen for MFC.

MFC, nanocellulosa eller nanokristallincellulosa kan tillverkas pa olika satt sa som mekaniskt, kemiskt, enzymatiskt, genom anvandning av bakterier 9 eller genom att kombinera exempelvis kemiska och mekaniska behandlingssteg.

Olika typer av spinning- och utfallningsprocesser kan ocksa anvandas.

I detta fall kan startmaterialet for att tillverka nanofiber eller MFC vara en 5 polysackarid.

Aven om det är kant att mikrofibrillerad cellulosa (MFC) !Aar elasticitetsmodulen for papper, är den inte bra fOr toppskiktet hos papp pa grund av reducerad porositet (dalig porositet/elasticitetsmodul-kvot) och okad krympning vid torkning.

Det finns emellertid ett behov att Oka vitheten fOr olika pappsorter, men det har inte varit mojligt tidigare med fyllnadsmedel pa ett effektivt satt pa grund av reduktion av elasticitetsmodulen. For papp av duplextyp (3- skiktspapp med brunt mittenskikt) Ors detta genom att oka toppskiktsytvikten (och 3 `)/0 fyllnadsmedel).

Definition av utfallt kalciumkarbonat (PCC) Nastan alit PCC Ors genom direkt karbonisering av vattenhaltig kalk, den sa kallade kalciumhydroxidprocessen. Kalciumoxid (CaO) blandas med vatten och bildar slackt kalk, kalkmjolk eller kalciumhydroxid.

Kalciumhydroxid, aven kallat kalkmjolk i denna ansokan, och koldioxid blandas och tillts reagera fOr att bilda unlit kalciumkarbonat (PCC). PCC kan sedan anvandas som fyllnadsmedel i papper, kartong, specialpapper sa som cigarettpapper, lamineringspapper etc. PCC kan ocksa anvandas vid ytlimning av papper eller kartong, eller som pigment i belaggningsmineral eller i sparrskikt. Nannnda PCC kan aven anvandas som fyllnadsmedel i plast. !nom definitionen av unlit kalciumkarbonat innefattas ocksa mOjligheten att inkludera andra metal(11)oxider som blandas med vatten sa som Mg(OH)2.

Definition av in-lineprocessen for utfallt kalciumkarbonat Genom "in-lineproduktion" menas att det utfallda kalciumkarbonatet (PCC) bildas direkt inne i flodet av papperstillverkningsmald, dvs. den infangade koldioxiden kombineras med slackt kalciumhydroxid i inlineproduktionen, istallet for att den produktionen sker separat Iran papperstillverkningsprocessen. Separat produktion av PCC kraver dessutom anvandning av fasthallande material for att fà PCC:t att fasta pa fibrerna. En in-line-PCC-process kannetecknas allmant som ett renare pappersmaskinsystem, och det finns ett minskat behov av fasthallande kemikalier. En in-line-FCC-process beskrivs exempelvis i WO 2011/110744.

Figur 1 visar en tidigare kand metod for in-lineproduktion av utfallt kalciumkarbonat, sa som beskrivet i US 2011/0000633 och ett schematiskt processarrangemang for en papperstillverkningsmaskin 2. Bakvattnet F forslas exempelvis till en blandningstank eller filtreringstank 4, till vilken olika fiberkomponenter tillsatts for forberedelse av papperstillverkningsmald. Utifran provningar forslas atminstone en av 0 nymassasuspension (langfibermassa, kortfibermassa, mekanisk massa, kemomekanisk massa, kemisk massa, mikrofibermassa, nanofibermassa), atervunnen massasuspension (atervunnen massa, atergangsmassa, fiberfraktioner fran fiberatervinningsfiltret), regenererad cellulosa, upplosningsmassa, tillstatssuspension och filtrat innehallande fasta delar till blandningstanken, och transporteras darifran med en blandningspump 14 till en virvelrenare 16, dar tyngre partiklar separeras. Resten fran virvelreningen fortsatter till en gasseparationstank 18, dar luft och/eller andra gaser tas bort fran papperstillverkningsmalden. Papperstillverkningsmalden transporteras sedan till en matningspump 20 i inloppsladan, vilken pumpar 0 papperstillverkningsmalden till en sakallad inloppsladesil, dar stora partiklar separeras fran papperstillverkningsmalden. Acceptdelen transporteras till papperstillverkningsmaskinen 2 genom dess inloppslada. Den korta cirkulationen hos fibervavsmaskiner som skapar mindre kravande slutprodukter kan dock inte innefatta en virvelrenare, gasseparationsanlaggning och/eller inloppslada.

I tidigare kanda processer utfors PCC-produktionen i den korta cirkulationen has papperstillverkningsmaskinen, fore virvelreningsanlaggningen 16. Koldioxiden (CO2) tillfOrs pa trycksidan av virvelrenaren och kalciumhydroxiden (MoL) tillsatts nagra meter efter det att koldioxiden har 0 upplosts i samma rOr. Det är dock tankbart att denna PCC-produktion kan aga rum narmre inloppsladan, eller att avstandet mellan injektorerna är mycket litet, sa att koldioxid och kalciumhydroxid i realiteten sprutas in pa samma plats i den korta cirkulationen. Detta är beroende av krav som finns pa slutprodukten och designen pa papperstillverkningsmaskinen.

Enligt uppfinningen tillhandahalls en in-lineproduktionsmetod dar tillsatsmedel, sa som koldioxid, kalciumhydroxid etcetera matas in i den korta cirkulationen hos en papperstillverkningsmaskin, dvs. in i fibervaven eller 11 papperstillverkningsmalden, och dar en lamplig mangd av en mikrofibrillerad cellulosa, MFC, tillhandahalls vasentligen samtidigt som dessa tillsatsmedel matas in i den korta cirkulationen.

Vad som menas med "vasentligen samtidigt" kan variera sa som beskrivs nedan, dock ska det i denna kontext inses att MFC tillhandahalls sa att tillsatsmedlet, sa som t.ex. FCC kan bildas, det viii saga kristalliseras pa eller i MFC:n.

Da tva eller flera tillsatsmedel matas in i den korta cirkulationen är de foretradesvis tillatna att reagera med varandra, vilket medfOr att de matas in i 0 den korta cirkulationen pa ett sadant satt att tillsatsmedlen tillats reagera, i fallet med kalciumhydroxid och koldioxid sa att utfallt kalciumkarbonat bildas pa eller i MFC:n.

Enligt en utforingsform av den aktuella uppfinningen kombineras en inline-FCC-process med doseringen av MFC in i in-line-PCC-processen. Detta medfOr ett helt nytt satt att tillhandahalla FCC till exempelvis en fibervav i en papperstillverkningsprocess.

I en utforingsform av den aktuella uppfinningen sprutas, som visas i Figur 2, kalciumhydroxid, koldioxid samt MFC in separat in i den korta cirkulationen och fibervaven i papperstillverkningsmaskinen. 0I en alternativ utforingsform, som visas i Figur 3a och 3b, tillhandahalls MFC t.ex. under forberedelsen av papperstillverkningsmalden, och saledes är den innefattad i papperstillverkningsmalden, och koldioxiden samt kalciumhydroxiden sprutas in separat (Figur 3a) eller simultant (Figur 3b) i den korta cirkulationen.

I ytterligare en alternativ utforingsform, sonn visas i Figur 4, blandas kalciumhydroxiden och MFC fore det att de sprutas in i den korta cirkulationen och koldioxiden sprutas in separat fran denna blandning. I ytterligare en alternativ utforingsform, som visas i Figur 5, blandas MFC med andra tillsatsmedel och denna blandning sprutas in separat fran 0 kalciumhydroxiden och koldioxiden.

I alla ovan beskrivna utforingsformer ska forstas att ordningen for insprutningen av tillsatsmedel, dvs. kalciumhydroxid, koldioxid, MFC och andra mOjliga tillsatsmedel kan ske i en annan ordning eller pa ett annat stadium i den korta cirkulationen. Det är tankbart att insprutningen sker valdigt nara inloppsladan, eller att MFC doseras fore tillsattandet av koldioxid eller att avstandet mellan "insprutningspunkterna" Or kortare eller langre On 12 beskrivet ovan. Saledes kan MFC, kalciumhydroxid och koldioxid sprutas in i den korta cirkulationen pa vasentligen samma insprutningspunkt.

Punkten eller punkterna dar insprutning ager rum bildar en "PCCreaktionszon".

Enligt en utioringsform tillhandahaller MFC:n en okad fiberytarea pa vii ken FCC kan fallas ut eller pa vilken kalciumhydroxid kan reagera vilket ger en effektivare utfallning av kalciumkarbonat.

Genom att modifiera och justera ytenergi, yt-pH och ytkemi for MFC:n tillhandahalls ett helt nytt salt att kontrollera hur PCC-kristallerna formas pa 0 MFC-ytan. Kristallerna som bildas pa MFC-partikelns yta kan ha olika former och konfigurationer.

Genom att kombinera in-line-PCC-processen med en dosering eller ett tillsattande av MFC erhalls ett nytt satt att kontrollera papperstillverkningsprocessen utan att exempelvis mod ifiera hela bakvattencirkulationen.

Vidare har det vid anvandning av fibervaven for bildning av ett toppskikt observerats ett flertal forbattringar, sa som okad vithet hos pappen och aven minskad grumlighet av vita ytor och en okning i ytjamnhet. Det sker ocksa en okning i elasticitetsmodul for samma porositet samt en forbattrad 0 vithet.

Genom anvandning av PCC reduceras kostnaderna for processkemikalier och det sker en okning i pappmaskinsprocessens renhet genom farre vavbrott, farre orenheter och avsaknaden av ansamlingar i rorledningar.

I EP 1219344 B1 beskrivs en nnetod sannt en apparat vilka är speciellt anyandbara gallande homogent tillfogande av en flytande kemikalie in i ett vatskeflOde. I denna metod anvands ett blandningsmunstycke och den flytande kemikalien matas in i blandningsmunstycket, en andra vatska infors in i samma blandningsmunstycke pa ett sadant satt att kemikalien och den 0 andra vatskan bringas i kontakt med varandra vasentligen samtidigt som kemikalien slapps ut med hog hastighet tillsammans med den andra vatskan fran blandningsmunstycket in i processvatskan transversellt mot processvatskan som flOdar i flodeskanalen. Kemikalien och den andra vatskan kan slappas in direkt i fibersuspensionen som flodar mot pappersmaskinens inloppslada. Den andra vatskan kan vara en cirkulationsvatska fran pappersprocessen sa som bakvatten, eller sa kan det vara farskt vatten beroende pa kraven for den flytande kern ikal ien som ska 13 tillsattas till fiberflodet. Flodeshastigheten fran blandningsmunstycket kan vara kring fern ganger sa hog som den flodeshastighet som fibersuspensionen har i vilken kernikalien och den andra vatskan slapps.

Genom anvandning av denna typ av snabb inblandning av kalciumhydroxid och MFC erhalls ett satt att forma PCC-kristaller pa MFC valdigt snabbt. Denna snabba bildning av PCC-kristaller tillhandahaller nya PCC-fiberkomplexiteter i vilka PCC:t \taxer i en kubformation runt strangar och tradar hos MFC:n. Detta ger mindre steriskt hinder och hog strukturstyrka. En ytterligare fordel med denna nya kristallformation är att den 0 framjar en valdigt ren process utan nagon uppbyggnad av PCC i rifir och sa vidare.

Dessutom, da PCC formas kring MFC:n eller nanocellulosan och binds valdigt nara fibern minskar riskerna med att anvanda sa sma partiklar som MFC kraftigt. Della kan ses som minskad damningstendens (i pappersmaskinens torksektion, vid tryckning, skarning osv.) speciellt da stora mangder av PCC anvands.

Enligt ett alternativ kan MFC:n vara ytmodifierad eller blandad med andra tillsatsmedel saval fore och under inmatning. Dessa tillsatsmedel kan vara karboximetylcellulosa (CMC), starkelse, A-PAM, optiska vitmedel (OBA), !O kalciumklorid, PAC eller andra papperstillverkningskemikalier testade for vatpartiapplikationer.

Claims (4)

1. 0 15 20 25 30 35 14 CLAIMS 1. ln-lineproduktionsmetod för att tillhandahålla ett vätskeflöde av åtminstone ett tillsatsmedel iden korta cirkulationen och in i vätskeflödet av papperstillverkningsmäld ien fibervävsmaskin, genom inmatning av vätskeflödet av nämnda åtminstone ena tillsatsmedel till vätskeflödet i den korta cirkulationen. när siat 'firms två elier fier lillsaismedeå inrlelattar miatodert vidare att tiiiàta dessa att readera med varandra, varvid rnetodert innefattar kristaliiserlnc; av ett ftfllnadsntedei och varvid tiilsaisntedlen är koldioxid och kaiciumhvdrexld (lime ntilk), *varvid nämntla koldioxitl och kalciumhi/drexid matas in ideri korta cirltulatlerteri karaktäriserad av att en lämplig mängd mikrofibrillerad cellulosa eller nanofibrillerad polysackarid tillhandahålls väsentligen samtidigt med inmatningen av vätskeflödet-av-aänaneàa-àilïiiristene-ett--tilieaterneràel av nämnda txfà titlsetsrnedei sa att nämnda tllisatsmedei reagerar etter startar kàrnbiidninq på celiuioaavtarl eller 'fälla ut på vtan av den ritiitrotlbrilåera-:le t-.eiiuiosalt iL-ch dariqeriarïi biider ealriniarisàttrtinaar med den ntlkrolibrilierade ceiiulosari. ' L.4*a 9.0; * . " '"*^“* f' ' ' n -~~»» v. ».-»~ » v-w-w ~ iratetatteif-i-aetea-a-st--vieare-att-t-ili-äta-deæa-att-reagera-rriaet-veifaaaret» 24. Metod enligt aäget-aæekravea l-ëï, varvid matningen in iden korta cirkulationen och in i vätskeflödets målsuspension av papperstillverkningsmäld utförs genom insprutning av åtminstone ett tillsatsmedel och/eller mikrofibrillerad cellulosa in i vätskeflödet av papperstillverkningsmäld_ Metod enligt något av kraven 1-24, varvid matningen in i den korta cirkulationen och in i vätskeflödets målsuspension av papperstillverkningsmäld sker genom att spruta in åtminstone antingen 10 15 20 25 30 35 15 koldioxid, kalciumhydroxid och/eller mikrofibrillerad cellulosa in i vätskeflödet av papperstillverkningsmäld_ íljà. Metod enligt något av kraven varvid koldioxiden, kalciumhydroxiden och/eller den mikrofibrillerade cellulosan matas in separat genom insprutning. ål. Metod enligt något av kraven l-ååš, varvid den mikrofibrillerade cellulosan tillhandahålls i vätskeflödet av papperstillverkningsmäld och kalciumhydroxiden och koldioxiden matas in separat eller simultant genom insprutning. Metod enligt något av kraven l-ëå, varvid kalciumhydroxiden och mikrofibrillerad cellulosa sammanblandas före insprutning i vätskeflödet av papperstillverkningsmäld och koldioxiden matas in separat ifrån blandningen av kalciumhydroxid och mikrofibrillerad cellulosa. jl-Q. Metod enligt något av kraven 1-315, varvid den mikrofibrillerade cellulosan blandas med andra valfria tillsatsmedel och blandningen matas in separat från inmatningen av kalk och koldioxid. ëflfšl. Metod enligt något av föregående krav, varvid insprutningen i vätskeflödet av papperstillverkningsmäld genomförs från ett eller flera munstycken i en riktning väsentligen tvärgående mot vätskeflödets riktning, och i en flödeshastighet högre än den för vätskeflödet. gfiffl. Metod enligt något av föregående krav, varvid vätskeflödet av papperstillverkningsmäld innehåller åtminstone en av följande komponenter: nymassasuspension (långfibermassa, kortfibermassa, mekanisk massa, kemomekanisk massa, kemisk massa, mikrofibermassa, nanofibermassa), återvunnen massasuspension (återvunnen massa, återgångsmassa, fiberfraktioner från fiberåtervinningsfiltret), tillstatssuspension och filtrat innehållande fasta delar.