WO2006097180A1 - Method and device for charging fibers contained in a fibrous suspension with a filler - Google Patents

Method and device for charging fibers contained in a fibrous suspension with a filler Download PDF

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WO2006097180A1
WO2006097180A1 PCT/EP2006/001587 EP2006001587W WO2006097180A1 WO 2006097180 A1 WO2006097180 A1 WO 2006097180A1 EP 2006001587 W EP2006001587 W EP 2006001587W WO 2006097180 A1 WO2006097180 A1 WO 2006097180A1
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WO
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pulp suspension
screw
pulp
arrangement according
suspension
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Application number
PCT/EP2006/001587
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Inventor
Klaus Doelle
Stefan Hartmann
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/70Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30Defibrating by other means
    • D21B1/34Kneading or mixing; Pulpers
    • D21B1/342Mixing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for charging a pulp suspension with
  • Pulp suspension is formed, wherein the pulp suspension is at least partially compressed in a screw, introducing gaseous carbon dioxide into the moist 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.
  • DE 197 12 653 A1 discloses a method and a device for dispersing paper pulp.
  • the paper pulp is converted into fine Faserstoffkrümel so that it can be heated relatively quickly to the temperature required for dispersing.
  • the heating and dispersing of the pulp takes place according to the invention in the same apparatus, in particular in a disperser.
  • this object is achieved in that the pulp suspension is heated by steam in the region of the screw.
  • Tissue paper is produced at a very low basis weight, depending on the final product to be produced, for example, cellulosic filling material (8 to 30 g / m 2 ), cosmetic or tissue paper for the sanitary sector (14 to 25 g / m 2 ), sanitary paper (8 to 30 g / m 2 ), napkin paper (20 to 30 g / m 2 ) and tissue paper (20 to 40 g / m 2 ) is between 8 and 40 g / m 2 .
  • Another factor is the low degree of grinding of the tissue papers, which is required for a high suction and drying capacity of the end products. As is known, the freeness is an important parameter for determining the mechanical properties of each paper product.
  • the invention describes a method for producing a loaded one
  • the material that is currently used in a conventional process is currently either a precipitated material or an artificial material, such as plastic.
  • a precipitated material such as plastic.
  • an artificial material such as plastic.
  • the conventional materials can be replaced by the fiber-loading process.
  • sanitary papers, tissue paper, wax tissue paper, wrapping papers for example, for fruits and vegetables, various toilet, sanitary or cosmetic papers, tissue papers, napkin or diaper papers, wipes, wax papers, wrapping papers, all for sanitary, but also for non-sanitary use, as well as various other tissue products.
  • Cigarette paper is a paper with a basis weight of 16 to 26 g / m 2 . It should be very thin, smoldering and tasteless. In addition, it should have good optical values with respect to the whiteness. The glowing power is usually achieved through impregnation to leave a good-looking white ash. Cigarette paper is mostly made from linen or hemp fibers, cotton, sulphate pulp, papermaking pulp and other fiber sources. The filler content of cigarette paper is between 5 and 40%, with 30% being the standard value.
  • Packaging papers and cardboard can be divided into three main classes:
  • Crate board for packaging applications crate board for consumer packaging applications and specialty papers such as wallpaper,
  • Packaging papers are usually called multilayer - A -
  • Product produced with basis weights above 150 g / m 2 The freeness varies from 600 to 50 CSF or 20 to 80 0 SR, based on the final product produced.
  • Sack papers require high porosity and high mechanical strength to meet the high demands of rough handling during filling and during use, such as cement bags.
  • the paper must be strong enough to absorb shock, and accordingly have a high rate of energy absorption.
  • the sack paper must also be porous and sufficiently air permeable to ensure easy filling.
  • Sack papers are commonly produced as a product having basis weights between 70 and 80 g / m 2 from a long fiber kraft pulp and with a freeness between 600 to 425 CSF or 20 to 30 ° SR.
  • a medium freeness, as described above, is sought, which is usually achieved by high consistency milling, while conventional grades of paper, such as graphic papers, use low consistency milling. The result of the high consistency milling are good connections between the fibers and a high porosity.
  • the sack kraft paper is predominantly made from bleached and unbleached fibers, with a filler content of 5 to 15% in the sack paper produced.
  • Filter paper requires a high controlled porosity and pore distribution. It must have a sufficiently high mechanical strength to counteract the flow of the medium to be filtered.
  • Filter paper is produced with a basis weight of 12 to 1200 g / m 2 .
  • an air filter it is between 100 and 200 g / m 2
  • an oil and fuel filter between 50 and 80 g / m 2
  • for a coffee filter up to 100 g / m 2 with a teabag between 12 and 20 g / m 2 and with a vacuum cleaner bag between 100 and 150 g / m 2 .
  • All filters are bleached and bleached from a variety of fibers, such as pulp fibers unbleached fibers, Kraft pulp, DIP (deinked) paper, recycled fiber, TMP (thermo-mechanical) paper, etc.
  • the invention is suitable, but especially for the production of tissue papers for various applications.
  • a new process for producing a fibrous web in particular a tissue web and new tissue products, is created, in which the process of fiber loading (loading of the fibrous suspension with calcium carbonate) is integrated.
  • This process allows the production of individual calcium carbonate particles which are equally spaced and which adhere well to and coat the fibers uniformly. This is achieved through an online manufacturing process in which the calcium carbonate is generated simultaneously with the processing of the pulp suspension.
  • filler particles are introduced into the pulp suspension according to the following variables or constraints: a wet pulp suspension, calcium or calcium hydroxide in liquid or dry form, carbon dioxide, a gas feed area, a stator co-operating with a stator, producing the crystals in a gas atmosphere without the use of mixing energy.
  • the pulp suspension After being mixed with calcium hydroxide, the pulp suspension is introduced into a disperser, fluffer or refiner, the pulp suspension having a solids content of between 5 and 60%, in particular between 15 and 35%.
  • a disperser fluffer or refiner
  • the pulp suspension is contacted with carbon dioxide.
  • the carbon dioxide can be added at temperatures between -15 ° C and 120 ° C, especially in a temperature range between 20 ° C and 90 ° C.
  • the pulp suspension enters a gas zone in which each individual fiber is exposed to a gas atmosphere, so that directly the reaction of the Calcium hydroxide to calcium carbonate occurs. This forms different crystal types, for example rhombohedral or scalenohedral crystals. The crystal size depends on the selected temperature range, the carbon dioxide and the Calciumhydroxdid content in the pulp suspension.
  • pulp suspension After this pulp suspension has passed through a zone for the introduction of carbon dioxide and the precipitated calcium carbonate crystals have formed in the lumen on the fibers and embedded between the fibers, they are passed between a stator and a rotor, whereby the final position of the crystals in the pulp suspension induced becomes; Here, only a low shear energy is used.
  • the shape of the filler particles is substantially rhombohedral with a spatial size in the range between 0.05 and 2.0 microns or scalenohedrisch with a length between 0.05 and 2.0 microns and a diameter between 0.01 and 0.5 microns in Dependence on the paper quality used.
  • the concentration of the pulp suspension flowing past the rotor disk is between 0.1 and 50%, preferably between 5 and 35%.
  • the pressure used in the carbon dioxide feed line is between 0.1 and 6 bar, preferably between 0.5 and 3 bar, to ensure uniform delivery of the carbon dioxide and to maintain the chemical reaction. Since the carbon dioxide is a compressible gas, the feed can be increased slightly with increasing pressure to ensure complete reaction with the calcium hydroxide.
  • the supply of carbon dioxide and thus the precipitation reaction to calcium carbonate is controlled by the pH. This should be between 6.0 and 10.0, preferably between 7.0 and 8.5.
  • the energy used in this process is between 0.3 kWh / t and 8 kWh / t, preferably between 0.5 kWh / t and 4 kWh / t.
  • dilution water is added and mixed with the pulp suspension to achieve a final dilution of the filler-laden pulp suspension ranging between 0.1 and 16% solids, preferably between 2 and 6% solids.
  • the pulp suspension is introduced at normal pressure in a subsequent machine or chest or in a paper machine.
  • the rotational speed of the rotor is at its outer diameter between 20 and 100 m / s, preferably between 40 and 60 m / s.
  • the gap between the rotor and the stator has a width between 0.5 and 100 mm, preferably between 25 and 75 mm.
  • the diameter of the rotor and the stator is between 0.5 m and 2 m.
  • the reaction time is preferably between 0.01 and 60 seconds, preferably between 0.1 and 10 seconds.
  • Fibrous fibers have a lower water retention level of between 2 and 25%, depending on the pulp used. This will be a more economical
  • Pulp suspension can be removed, and the sheet dries faster.
  • the free precipitated calcium carbonate i. H. the calcium carbonate not bound in or on the fibers to be removed by a washing process before the
  • Pulp suspension is forwarded to a paper machine, or even more before the grinding process. Also in this case, calcium carbonate-covered fibers remain, giving the advantage of good drainability and good drying as well as less rewetting of the finished tissue product.
  • the fiber loading process can be implemented as needed for the final product before or after a milling process. Since the loading of the pulp gives higher freeness values, a higher freeness can be achieved, which leads to better mechanical properties of the final product. The better water retention and better drying also have a positive effect if the product is to be printed later.
  • vapor is introduced from openings in a shaft of the screw in the pulp suspension.
  • the openings are in the lateral surface and / or additionally on a side facing a downstream transfer cylinder end face.
  • a further advantage results if the pulp suspension is subsequently converted and dispersed in a pulp crumb in a comminution step.
  • Another advantage is a method in which the pulp suspension is mixed in an arrangement with relatively rotating plates, in particular with a stator and a rotor, with low shear energy.
  • the invention also relates to an arrangement for carrying out one of the methods listed above.
  • the arrangement is characterized in that it has a
  • Screw for thickening the pulp suspension and heating the Fiber suspension by means of steam one of the screw in the transport direction of the pulp suspension downstream transfer cylinder and a disperser comprises.
  • the screw is designed as a screw press.
  • the screw comprises a shaft formed as a hollow shaft through which heating steam can be passed, which can be introduced from openings in the shaft in the pulp suspension.
  • the transfer cylinder comprises rotation crushers for receiving a component of movement of the pulp suspension in the direction of rotation.
  • the disperser comprises a distribution cross.
  • the crystalliser has a disc set of triangular finishes whose teeth are e.g. seen in the circumferential direction have a triangular contour.
  • An advantageous arrangement is also characterized in that supply lines for introducing reactants, in particular chemicals, are connected to the transfer cylinder and / or the disperser.
  • a further advantageous arrangement is that at the Disperger a circular surrounding supply line for water is connected.
  • filler calcium oxide or calcium hydroxide
  • the screw press 1 comprises a motor-driven hollow shaft 3, through which heating steam is introduced in the direction of an arrow A 1, which also denotes the direction of movement of the pulp suspension or pulp. This flows out of openings 4 of the hollow shaft 3 out to heat the pulp suspension.
  • a coil 5 Around the hollow shaft 3 around a coil 5 extends, which presses the pulp suspension so that the water escapes from the holes in the casing wall 2.
  • the transfer cylinder 8 is provided with rotation crushers 9, d. H. with projections on the inside of its shell wall, which receive the rotational component in the movement of the pulp suspension. Subsequently, this is forwarded to a distribution cross 10 of a disperser or crystallizer 11.
  • the pulp suspension passes through a gap of a crystallizer pulley set 12 comprising a stator 13 and a rotor 14.
  • the rotor 14 preferably moves together with the distribution cross 10.
  • the stator 13 and the rotor 14 each have projections with a triangular cross-section to comminute the pulp.
  • a shaft 15, on the rotor 14 is mounted, can be moved in the direction of a double arrow B to change the gap width of the gap between the stator 13 and the rotor 14. It is understood that alternatively and / or additionally, the stator can be arranged to be movable in the direction of arrow B.
  • a supply line 16 is provided for supplying carbon dioxide. It can also be provided several, distributed over the circumference leads. Or it is an annular ring over the circumference of the transfer cylinder 8 extending, supplied by one or more leads with carbon dioxide feed ring available to achieve the most uniform distribution of carbon dioxide in the pulp suspension. Likewise, at least one supply line 17 for reaction chemicals is provided in the connection region of the transfer cylinder 8 to the crystallizer 11.
  • a drain line 19 for the pulp suspension, d. H. the Accept provided, which is forwarded from there to further processing units, for example, to a refiner, or directly to a machine for producing a fibrous web.
  • the pulp suspension is already heated in the screw press 1 and not only in the crystallizer 11, the temperature and pressure of the heating steam can be adjusted independently of the required conditions in the crystallizer 11 boundary conditions.

Abstract

A method for charging fibers contained in a fibrous suspension with calcium carbonate comprises the following steps: introducing calcium hydroxide in a liquid or dried form or calcium oxide into the fibrous suspension; dewatering the fibrous suspension until a fibrous suspension is obtained that is no longer liquid but still moist, the fibrous suspension being at least partially thickened in a screw (1); introducing gaseous carbon dioxide into the moist fibrous suspension; and precipitating the calcium carbonate by means of the carbon dioxide. The inventive method is characterized in that the fibrous suspension is heated by steam in the area of the screw (1).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Füllstoff Method and device for loading fibers contained in a pulp suspension with filler
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen einer Faserstoffsuspension mitThe invention relates to a method for charging a pulp suspension with
Zellulosefasern mit Calciumcarbonat mit den folgenden Verfahreήsschritten: Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder vonCellulose fibers with calcium carbonate with the following procedural steps: introduction of calcium hydroxide in liquid or dry form or from
Calciumoxid in die Faserstoffsuspension,Calcium oxide in the pulp suspension,
Entwässern der Faserstoffsuspension, bis eine nicht mehr flüssige, aber noch feuchteDehydrate the pulp suspension until a no longer liquid but still moist
Faserstoffsuspension entsteht, wobei die Faserstoffsuspension wenigstens teilweise in einer Schnecke verdichtet wird, Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die feuchte Faserstoffsuspension,Pulp suspension is formed, wherein the pulp suspension is at least partially compressed in a screw, introducing gaseous carbon dioxide into the moist pulp suspension,
Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid.Precipitation of calcium carbonate by the carbon dioxide.
Es sind bereits mehrere Verfahren 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-M ischverfahren unterworfen wird, um ein Fasermaterial mit einer beträchtlichen Menge Calciumcarbonat in dem hohlen Innern und innerhalb der Faserwände der Zellulosefasern zu erzeugen.Several processes for loading pulp fibers with calcium carbonate are already known. 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. Subsequently, alternatively 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. Subsequently, 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.
Weitere Verfahren und Anordnungen zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit einem Füllstoff oder Hilfsstoff sind aus der DE 101 07 448 A1 und der DE 101 13 998 A1 bekannt.Further methods and arrangements for loading fibers contained in a pulp suspension with a filler or auxiliary substance are known from DE 101 07 448 A1 and DE 101 13 998 A1.
Aus der DE 197 12 653 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dispergieren von Papierfaserstoff bekannt. Dabei wird der Papierfaserstoff in feine Faserstoffkrümel umgewandelt, so dass er relativ schnell auf die zum Dispergieren benötigte Temperatur aufgeheizt werden kann. Das Erhitzen und Dispergieren des Faserstoffes findet erfindungsgemäß in derselben Apparatur statt, insbesondere in einem Disperger.DE 197 12 653 A1 discloses a method and a device for dispersing paper pulp. In this case, the paper pulp is converted into fine Faserstoffkrümel so that it can be heated relatively quickly to the temperature required for dispersing. The heating and dispersing of the pulp takes place according to the invention in the same apparatus, in particular in a disperser.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein weiteres Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension zu schaffen.It is the object of the invention to provide another method for loading a pulp suspension.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Faserstoffsuspension im Bereich der Schnecke durch Dampf erwärmt wird.According to the invention, this object is achieved in that the pulp suspension is heated by steam in the region of the screw.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für alle Papier- und Kartonsorten, insbesondere aber auch für Tissuepapier, dessen Herstellung eine große Menge Wasser erfordert. Tissuepapier wird mit einem sehr niedrigen Basisgewicht produziert, das in Abhängigkeit von dem zu produzierenden Endprodukt, beispielsweise Zellulosefüllmaterial (8 bis 30 g/m2), Kosmetik- oder Tissuepapier für den Sanitärbereich (14 bis 25 g/m2), Hygienepapier (8 bis 30 g/m2), Serviettenpapier (20 bis 30 g/m2) und Tuchpapier (20 bis 40 g/m2), zwischen 8 und 40 g/m2 liegt. Ein anderer Faktor ist der geringe Mahlgrad der Tissuepapiere, der für eine hohe Saug- und Trocknungsfähigkeit der Endprodukte gefordert wird. Bekanntermaßen ist der Mahlgrad eine wichtige Einflussgröße zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften jedes Papierprodukts.The inventive method is suitable for all types of paper and board, but especially for tissue paper whose production requires a large amount of water. Tissue paper is produced at a very low basis weight, depending on the final product to be produced, for example, cellulosic filling material (8 to 30 g / m 2 ), cosmetic or tissue paper for the sanitary sector (14 to 25 g / m 2 ), sanitary paper (8 to 30 g / m 2 ), napkin paper (20 to 30 g / m 2 ) and tissue paper (20 to 40 g / m 2 ) is between 8 and 40 g / m 2 . Another factor is the low degree of grinding of the tissue papers, which is required for a high suction and drying capacity of the end products. As is known, the freeness is an important parameter for determining the mechanical properties of each paper product.
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Herstellen ejner beladenenThe invention describes a method for producing a loaded one
Faserstoffsuspension und der daraus resultierenden Papiere, wofür im wesentlichen eine mit Sulfit oder Sulfat gebleichte Faserstoffsuspension zum Einsatz kommt, unterPulp suspension and the resulting papers, for which essentially a sulphate or sulphate bleached pulp suspension is used under
Umständen in einem Gemisch mit einer anderen Faserstoffsuspension, die anschließend auf einer Maschine mit einem Zylinder oder einer Fourdrinier-Yankee- Maschine weiterverarbeitet wird oder auf einer anderen Papiermaschine, unabhängig davon, ob das Produkt ein Füllmaterial umfasst, welches durch einen Fällungsprozess wie in einem Mahlungsprozess der in einem anderen Herstellungsprozess gewonnen wurde. Das Material, das in einem konventionellen Prozess gegenwärtig eingesetzt wird, ist zur Zeit entweder ein gefälltes Material oder ein künstliches Material, wie z. B. Calciumcarbonat, Talkum, Silikat, usw.. Die konventionellen Materialien lassen sich durch den Fiber-Loading-Prozess ersetzen. Die davon, betroffenen Produkte sind: sanitäre Papiere, Tissue-Packpapier, Wachs- Tissuepapier, Einpackpapiere, beispielsweise für Obst und Gemüse, verschiedene Toiletten-, Hygiene- oder Kosmetikpapiere, Tuchpapiere, Servietten- oder Windelpapiere, Wischtücher, Wachspapiere, Einwickelpapiere, alles für den sanitären, aber auch für den nicht-sanitären Einsatz, sowie verschiedene andere Tissueprodukte.Circumstances in a mixture with another pulp suspension, the subsequently processed on a machine with a cylinder or a Fourdrinier Yankee machine, or on another paper machine, regardless of whether the product comprises a filler material obtained by a precipitation process, such as in a refining process, in another manufacturing process. The material that is currently used in a conventional process is currently either a precipitated material or an artificial material, such as plastic. As calcium carbonate, talc, silicate, etc. The conventional materials can be replaced by the fiber-loading process. The products concerned are: sanitary papers, tissue paper, wax tissue paper, wrapping papers, for example, for fruits and vegetables, various toilet, sanitary or cosmetic papers, tissue papers, napkin or diaper papers, wipes, wax papers, wrapping papers, all for sanitary, but also for non-sanitary use, as well as various other tissue products.
Die Erfindung eignet sich aber auch für die Herstellung von graphischen Papieren, Karton- . und Verpackungspapieren aller Art, Sackkraftpapier aller Art, Filterpapier, usw.. Ebenso ist die Erfindung bei der Herstellung von Zigarettenpapier einsetzbar. Hierfür gilt folgendes: Zigarettenpapier ist ein Papier mit einem Flächengewicht von 16 bis 26 g/m2. Es soll sehr dünn, glimmfähig und geschmacklos sein. Außerdem soll es gute optische Werte bezüglich des Weißgrades aufweisen. Die Glimmfähigkeit wird meistens durch Imprägnierungen erreicht, um eine gut aussehende weiße Asche zu hinterlassen. Zigarettenpapier wird meistens aus Leinen oder Hanffasern, Baumwolle, Sulfatzellstoff, Papiermaschinenausschuss sowie aus anderen Faserquellen hergestellt. Der Füllstoffgehalt von Zigarettenpapier beträgt zwischen 5 und 40 %, wobei 30 % als Standardwert angesehen wird.The invention is also suitable for the production of graphic papers, cardboard. and packaging papers of all kinds, sack paper of all kinds, filter paper, etc. Likewise, the invention can be used in the production of cigarette paper. The following applies to this: Cigarette paper is a paper with a basis weight of 16 to 26 g / m 2 . It should be very thin, smoldering and tasteless. In addition, it should have good optical values with respect to the whiteness. The glowing power is usually achieved through impregnation to leave a good-looking white ash. Cigarette paper is mostly made from linen or hemp fibers, cotton, sulphate pulp, papermaking pulp and other fiber sources. The filler content of cigarette paper is between 5 and 40%, with 30% being the standard value.
Verpackungspapiere und Pappen lassen sich in drei Hauptklassen unterteilen:Packaging papers and cardboard can be divided into three main classes:
Kistenpappe für Verpackungsanwendungen, Kistenpappe für Anwendungen im Bereich der Konsumentenverpackungen und Spezialpapiere wie Tapeten,Crate board for packaging applications, crate board for consumer packaging applications and specialty papers such as wallpaper,
Buchrücken, etc.. Verpackungspapiere werden üblicherweise als mehrlagiges - A -Spine, etc .. Packaging papers are usually called multilayer - A -
Produkt mit Flächengewichten über 150 g/m2 hergestellt. Der Mahlgrad variiert von 600 bis 50 CSF oder 20 bis 80 0SR, bezogen auf das hergestellte Endprodukt.Product produced with basis weights above 150 g / m 2 . The freeness varies from 600 to 50 CSF or 20 to 80 0 SR, based on the final product produced.
Sackpapiere benötigen eine hohe Porosität und hohe mechanische Festigkeit, um den hohen Anforderungen gerecht zu werden, die durch die rauhe Behandlung während des Füllvorgangs und während der Dauer der Verwendung entsteht, wie beispielsweise bei Zementsäcken. Das Papier muss stark genug sein, um Schläge zu absorbieren, und dementsprechend eine hohe Energieabsorptionsrate aufweisen. Das Sackpapier muss auch porös und genügend luftdurchlässig sein, um eine einfache Befüllung zu gewährleisten. Sackpapiere werden üblicherweise als ein Produkt mit Flächengewichten zwischen 70 und 80 g/m2 aus einem Langfaser- Kraftzellstoff und mit einem Mahlgrad zwischen 600 bis 425 CSF oder 20 bis 30 0SR hergestellt. Außerdem wird ein mittlerer Mahlgrad, wie oben beschrieben, angestrebt, der meistens durch eine Hochkonsistenzmahlung erreicht wird, während bei konventionellen Papiersorten, beispielsweise graphischen Papieren, eine Niedrigkonsistenzmahlung zum Einsatz kommt. Das Ergebnis der Hochkonsistenzmahlung sind gute Verbindungen der Fasern unter einander sowie eine hohe Porosität. Das Sackkraftpapier wird überwiegend aus gebleichten und ungebleichten Fasern hergestellt, wobei ein Füllstoffgehalt von 5 bis 15 % im hergestellten Sackpapier vorhanden sein kann.Sack papers require high porosity and high mechanical strength to meet the high demands of rough handling during filling and during use, such as cement bags. The paper must be strong enough to absorb shock, and accordingly have a high rate of energy absorption. The sack paper must also be porous and sufficiently air permeable to ensure easy filling. Sack papers are commonly produced as a product having basis weights between 70 and 80 g / m 2 from a long fiber kraft pulp and with a freeness between 600 to 425 CSF or 20 to 30 ° SR. In addition, a medium freeness, as described above, is sought, which is usually achieved by high consistency milling, while conventional grades of paper, such as graphic papers, use low consistency milling. The result of the high consistency milling are good connections between the fibers and a high porosity. The sack kraft paper is predominantly made from bleached and unbleached fibers, with a filler content of 5 to 15% in the sack paper produced.
Filterpapier benötigt eine hohe kontrollierte Porosität und Porenverteilung. Es muss eine genügend hohe mechanische Festigkeit aufweisen, um dem Durchfluss des zu filternden Mediums entgegenzuwirken.Filter paper requires a high controlled porosity and pore distribution. It must have a sufficiently high mechanical strength to counteract the flow of the medium to be filtered.
Filterpapier wird mit einem Flächengewicht von 12 bis 1200 g/m2 produziert. Zum Beispiel beträgt es bei einem Luftfilter zwischen 100 und 200 g/m2, bei einem Öl- und Treibstofffilter zwischen 50 und 80 g/m2, bei einem Lebensmittelfilter bis zu 1000 g/m2, bei einem Kaffeefilter bis zu 100 g/m2, bei einem Teebeutel zwischen 12 und 20 g/m2 und bei einem Staubsaugerbeutel zwischen 100 und 150 g/m2. Alle Filter werden aus einer Vielzahl von Fasern, wie Zellstofffasern, gebleichten und ungebleichten Fasern, Kraftzellstoff, DIP- (Deinked-) -Papier, recycelten Fasern, TMP- (thermomechanischem) -Papier, etc. hergestellt. Für alle diese Papiere ist die Erfindung geeignet, insbesondere jedoch für die Herstellung von Tissuepapieren für verschiedene Einsatzzwecke.Filter paper is produced with a basis weight of 12 to 1200 g / m 2 . For example, for an air filter it is between 100 and 200 g / m 2 , for an oil and fuel filter between 50 and 80 g / m 2 , for a food filter up to 1000 g / m 2 , for a coffee filter up to 100 g / m 2 , with a teabag between 12 and 20 g / m 2 and with a vacuum cleaner bag between 100 and 150 g / m 2 . All filters are bleached and bleached from a variety of fibers, such as pulp fibers unbleached fibers, Kraft pulp, DIP (deinked) paper, recycled fiber, TMP (thermo-mechanical) paper, etc. For all these papers, the invention is suitable, but especially for the production of tissue papers for various applications.
Gemäß der Erfindung wird ein neuer Prozess zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn und neuer Tissueprodukte, geschaffen, in den der Prozess des Fiber Loading (Beladen der Faserstoffsuspension mit Calciumcarbonat) integriert ist. Dieser Prozess erlaubt die Herstellung von einzelnen Calciumcarbonat- Partikeln, die gleich beabstandet sind und die gut an den Fasern haften und diese gleichmäßig beschichten. Dies wird durch einen Online-Herstellungsprozess erreicht, bei dem das Calciumcarbonat gleichzeitig mit der Aufbereitung der Faserstoffsuspension erzeugt wird. Damit werden Füllpartikel in die Faserstoffsuspension gemäß den folgenden Variablen oder Randbedingungen eingebracht: eine feuchte Faserstoffsuspension, Calciumoxid oder Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form, Kohlendioxid, ein Gaszuführbereich, ein mit einem Stator zusammenwirkender Rotor, Erzeugung der Kristalle in einer Gasatmosphäre ohne Einsatz von Mischungsenergie.According to the invention, a new process for producing a fibrous web, in particular a tissue web and new tissue products, is created, in which the process of fiber loading (loading of the fibrous suspension with calcium carbonate) is integrated. This process allows the production of individual calcium carbonate particles which are equally spaced and which adhere well to and coat the fibers uniformly. This is achieved through an online manufacturing process in which the calcium carbonate is generated simultaneously with the processing of the pulp suspension. Thus, filler particles are introduced into the pulp suspension according to the following variables or constraints: a wet pulp suspension, calcium or calcium hydroxide in liquid or dry form, carbon dioxide, a gas feed area, a stator co-operating with a stator, producing the crystals in a gas atmosphere without the use of mixing energy.
Die Faserstoffsuspension wird, nachdem sie mit Calciumhydroxid durchmischt ist, in einen Disperger, Fluffer oder Refiner eingebracht, wobei die Faserstoffsuspension einen Feststoffgehalt zwischen 5 und 60 %, insbesondere zwischen 15 und 35 %, aufweist. Soweit im Rahmen dieser Patentanmeldung der Begriff „Disperger" verwendet wird, ist damit alternativ stets auch ein Fluffer, Refiner oder Kristallisator gemeint.After being mixed with calcium hydroxide, the pulp suspension is introduced into a disperser, fluffer or refiner, the pulp suspension having a solids content of between 5 and 60%, in particular between 15 and 35%. Insofar as the term "disperser" is used in the context of this patent application, this always alternatively means a fluffer, refiner or crystallizer.
Die Faserstoffsuspension wird mit Kohlendioxid in Kontakt gebracht. Das Kohlendioxid kann bei Temperaturen zwischen - 15° C und 120° C zugesetzt werden, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 20° C und 90° C. Die Faserstoffsuspension gelangt in eine Gaszone, in der jede einzelne Faser einer Gasatmosphäre ausgesetzt wird, so dass unmittelbar die Reaktion des Calciumhydroxids zu Calciumcarbonat eintritt. Dieses bildet verschiedene Kristalltypen aus, beispielsweise rhomboedrische oder skalenohedrische Kristalle. Die Kristallgröße hängt vom gewählten Temperaturbereich, vom Kohlendioxid- und vom Calciumhydroxdid-Gehalt in der Faserstoffsuspension ab. Nachdem diese Faserstoffsuspension eine Zone zur Einleitung des Kohlendioxids passiert hat und die gefällten Calciumcarbonat-Kristalle im Lumen auf den Fasern und eingebettet zwischen den Fasern entstanden sind, werden diese zwischen einem Stator und einem Rotor hindurchgeführt, wodurch die endgültige Lage der Kristalle in der Faserstoffsuspension herbeigeführt wird; hierbei wird nur eine niedrige Scherenergie eingesetzt.The pulp suspension is contacted with carbon dioxide. The carbon dioxide can be added at temperatures between -15 ° C and 120 ° C, especially in a temperature range between 20 ° C and 90 ° C. The pulp suspension enters a gas zone in which each individual fiber is exposed to a gas atmosphere, so that directly the reaction of the Calcium hydroxide to calcium carbonate occurs. This forms different crystal types, for example rhombohedral or scalenohedral crystals. The crystal size depends on the selected temperature range, the carbon dioxide and the Calciumhydroxdid content in the pulp suspension. After this pulp suspension has passed through a zone for the introduction of carbon dioxide and the precipitated calcium carbonate crystals have formed in the lumen on the fibers and embedded between the fibers, they are passed between a stator and a rotor, whereby the final position of the crystals in the pulp suspension induced becomes; Here, only a low shear energy is used.
Während die Faserstoffsuspension an dem Rotor vorbeigeführt wird, wird infolge der Scherung eine Verteilung der Kristallgrößen hervorgerufen, die im Bereich zwischen 0,05 und 0,5 μm liegt, vorzugsweise zwischen 0,3 und 2,5 μm. Die Form der Füllpartikel ist im wesentlichen rhomboedrisch mit einer räumlichen Größe im Bereich zwischen 0,05 und 2,0 μm oder skalenohedrisch mit einer Länge zwischen 0,05 und 2,0 μm und einem Durchmesser zwischen 0,01 und 0,5 μm in Abhängigkeit von der eingesetzten Papierqualität.As the pulp suspension passes the rotor, a distribution of the crystal sizes is caused due to the shear, which is in the range between 0.05 and 0.5 μm, preferably between 0.3 and 2.5 μm. The shape of the filler particles is substantially rhombohedral with a spatial size in the range between 0.05 and 2.0 microns or scalenohedrisch with a length between 0.05 and 2.0 microns and a diameter between 0.01 and 0.5 microns in Dependence on the paper quality used.
Je weiter die Faserstoffsuspension sich auf der Rotorscheibe nach außen bewegt, um so weniger Scherenergie wirkt infolge des von außen zur Verdünnung zugeführten Wassers auf die Faserstoffsuspension ein. Die Konzentration der Faserstoffsuspension, die an der Rotorscheibe vorbeifließt, liegt zwischen 0,1 und 50 %, vorzugsweise zwischen 5 und 35 %. Der Druck, der in der Zuführleitung des Kohlendioxids zum Einsatz kommt, liegt zwischen 0,1 und 6 bar, vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 bar, um eine gleichmäßige Zuführung des Kohlendioxids zu gewährleisten und um die chemische Reaktion aufrechtzuerhalten. Da das Kohlendioxid ein kompressibles Gas ist, kann die Zuführung unter Erhöhung des Drucks leicht erhöht werden, um eine komplette Reaktion mit dem Calciumhydroxid zu gewährleisten. Die Zuführung des Kohlendioxids und damit die Fällungsreaktion zu Calciumcarbonat wird durch den pH-Wert gesteuert. Dieser sollte zwischen 6,0 und 10,0 liegen, vorzugsweise zwischen 7,0 und 8,5. Die bei diesem Prozess eingesetzte Energie liegt zwischen 0,3 kWh/t und 8 kWh/t, vorzugsweise zwischen 0,5 kWh/t und 4 kWh/t. Zusätzlich wird Verdünnungswasser zugesetzt und mit der Faserstoffsuspension gemischt, um eine endgültige Verdünnung der mit dem Füllstoff beladenen Faserstoffsuspension im Bereich zwischen 0,1 und 16 % Feststoff, vorzugsweise zwischen 2 und 6 % Feststoff, zu erreichen. Anschließend wird die Faserstoffsuspension bei Normaldruck in eine nachfolgende Maschine oder Bütte oder in eine Papiermaschine eingebracht.The farther the pulp suspension moves outwardly on the rotor disk, the less shear energy acts on the pulp suspension due to the water supplied from the outside for dilution. The concentration of the pulp suspension flowing past the rotor disk is between 0.1 and 50%, preferably between 5 and 35%. The pressure used in the carbon dioxide feed line is between 0.1 and 6 bar, preferably between 0.5 and 3 bar, to ensure uniform delivery of the carbon dioxide and to maintain the chemical reaction. Since the carbon dioxide is a compressible gas, the feed can be increased slightly with increasing pressure to ensure complete reaction with the calcium hydroxide. The supply of carbon dioxide and thus the precipitation reaction to calcium carbonate is controlled by the pH. This should be between 6.0 and 10.0, preferably between 7.0 and 8.5. The energy used in this process is between 0.3 kWh / t and 8 kWh / t, preferably between 0.5 kWh / t and 4 kWh / t. In addition, dilution water is added and mixed with the pulp suspension to achieve a final dilution of the filler-laden pulp suspension ranging between 0.1 and 16% solids, preferably between 2 and 6% solids. Subsequently, the pulp suspension is introduced at normal pressure in a subsequent machine or chest or in a paper machine.
Die Drehgeschwindigkeit des Rotors beträgt an seinem äußeren Durchmesser zwischen 20 und 100 m/s, vorzugsweise zwischen 40 und 60 m/s. Der Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator hat eine Breite zwischen 0,5 und 100 mm, vorzugsweise zwischen 25 und 75 mm. Der Durchmesser des Rotors und des Stators liegt zwischen 0,5 m und 2 m. Die Reaktionszeit liegt vorzugsweise zwischen 0,01 und 60 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 Sekunden. Mit diesen Randbedingungen lässt sich eine Faserstoffsuspension mit gleich beabstandeten Partikeln herstellen, die an den Fasern anhaften.The rotational speed of the rotor is at its outer diameter between 20 and 100 m / s, preferably between 40 and 60 m / s. The gap between the rotor and the stator has a width between 0.5 and 100 mm, preferably between 25 and 75 mm. The diameter of the rotor and the stator is between 0.5 m and 2 m. The reaction time is preferably between 0.01 and 60 seconds, preferably between 0.1 and 10 seconds. With these constraints, a pulp suspension can be made with evenly spaced particles adhering to the fibers.
Eine Faserstoffsuspension, die mit dem Faserbeladungsverfahren behandelt wurde, hat einen höheren Freeness-Grad (Mahlgrad) oder niedrigere SR-Werte. Diese Werte liegen in einem Bereich zwischen 5 und 100 ml CSF (CSF = Canadian StandardA pulp suspension treated by the fiber loading process has a higher freeness degree (freeness) or lower SR values. These values range between 5 and 100 ml of CSF (CSF = Canadian Standard
Freeness) oder im Bereich zwischen 0,2 und 15° R in Abhängigkeit von demFreeness) or in the range between 0.2 and 15 ° R depending on the
Freeness- oder Mahlgrad. Zusätzlich haben mit Calciumcarbonat-Partikeln beladeneFreeness or freeness. Additionally have loaded with calcium carbonate particles
Faserstofffasern einen niedrigeren Wasserrückhaltungsgrad von zwischen 2 und 25 %, je nach dem eingesetzten Faserstoff. Dadurch wird eine wirtschaftlichereFibrous fibers have a lower water retention level of between 2 and 25%, depending on the pulp used. This will be a more economical
Herstellung von Papier ermöglicht, weil das Wasser schneller aus derProduction of paper allows, because the water faster out of the
Faserstoffsuspension entfernt werden kann, und das Blatt schneller trocknet. FürPulp suspension can be removed, and the sheet dries faster. For
Anwendungen von Tissuepapier, in denen kein Bedarf an Füllstoff besteht, kann das freie gefällte Calciumcarbonat, d. h. das nicht in oder an den Fasern gebundene Calciumcarbonat, durch einen Waschvorgang entfernt werden, bevor dieFor applications of tissue paper where there is no need for filler, the free precipitated calcium carbonate, i. H. the calcium carbonate not bound in or on the fibers to be removed by a washing process before the
Faserstoffsuspension zu einer Papiermaschine weitergeleitet wird, oder sogar noch vor dem Mahlvorgang. Auch in diesem Fall verbleiben mit Calciumcarbonat bedeckte Fasern, was den Vorteil einer guten Entwässerbarkeit und einer guten Trocknung sowie einer geringeren Neubefeuchtung des fertigen Tissue-Produkts ergibt. Der Faserbeladungsprozess kann je nach Bedarf für das Endprodukt vor oder nach einem Mahlprozess implementiert werden. Da die Beladung des Faserstoffs höhere Freeness-Werte liefert, kann ein höherer Mahlgrad erreicht werden, was zu besseren mechanischen Eigenschaften des Endprodukts führt. Die bessere Wasserretention und die bessere Trocknung wirken sich auch positiv aus, wenn das Produkt später bedruckt werden soll.Pulp suspension is forwarded to a paper machine, or even more before the grinding process. Also in this case, calcium carbonate-covered fibers remain, giving the advantage of good drainability and good drying as well as less rewetting of the finished tissue product. The fiber loading process can be implemented as needed for the final product before or after a milling process. Since the loading of the pulp gives higher freeness values, a higher freeness can be achieved, which leads to better mechanical properties of the final product. The better water retention and better drying also have a positive effect if the product is to be printed later.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.
Von Vorteil ist insbesondere ein Verfahren, bei dem der Dampf aus Öffnungen in einer Welle der Schnecke in die Faserstoffsuspension eingebracht wird. Die Öffnungen sind in der Mantelfläche und/oder zusätzlich an einer einem nachgeordneten Übergabezylinder zugewandten Stirnseite.Particularly advantageous is a method in which the vapor is introduced from openings in a shaft of the screw in the pulp suspension. The openings are in the lateral surface and / or additionally on a side facing a downstream transfer cylinder end face.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Faserstoffsuspension anschließend in einem Zerkleinerungsschritt in feine Faserstoffkrümel umgewandelt und dispergiert wird.A further advantage results if the pulp suspension is subsequently converted and dispersed in a pulp crumb in a comminution step.
Von Vorteil ist auch ein Verfahren, bei dem die Faserstoffsuspension in einer Anordnung mit relativ zueinander drehenden Platten, insbesondere mit einem Stator und einem Rotor, mit niedriger Scherenergie vermischt wird.Another advantage is a method in which the pulp suspension is mixed in an arrangement with relatively rotating plates, in particular with a stator and a rotor, with low shear energy.
Vorteilhaft ist es, wenn die Faserstoffsuspension zwischen dem Stator und dem Rotor zerkleinert und aufgelockert wird.It is advantageous if the pulp suspension is comminuted and loosened between the stator and the rotor.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung zur Durchführung eines der oben aufgeführten Verfahren. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eineThe invention also relates to an arrangement for carrying out one of the methods listed above. The arrangement is characterized in that it has a
Schnecke zum Eindicken der Faserstoffsuspension und zum Erwärmen der Faserstoffsuspension mittels Dampf, einen der Schnecke in Transportrichtung der Faserstoffsuspension nachgeordneten Übergabezylinder und einen Disperger umfasst.Screw for thickening the pulp suspension and heating the Fiber suspension by means of steam, one of the screw in the transport direction of the pulp suspension downstream transfer cylinder and a disperser comprises.
Von Vorteil ist eine Anordnung, in der die Schnecke als Schneckenpresse ausgebildet ist. Vorzugsweise umfasst die Schnecke eine als Hohlwelle ausgebildete Welle, durch die Heizdampf hindurchführbar ist, der aus Öffnungen in der Welle in die Faserstoffsuspension einleitbar ist.An advantage is an arrangement in which the screw is designed as a screw press. Preferably, the screw comprises a shaft formed as a hollow shaft through which heating steam can be passed, which can be introduced from openings in the shaft in the pulp suspension.
Ebenso ist eine Ausgestaltung der Anordnung vorteilhaft, in der der Übergabezylinder Rotationsbrecher zum Aufnehmen einer Bewegungskomponente der Faserstoffsuspension in Drehrichtung umfasst.Likewise, an embodiment of the arrangement is advantageous in which the transfer cylinder comprises rotation crushers for receiving a component of movement of the pulp suspension in the direction of rotation.
Ebenso ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Disperger ein Verteilkreuz umfasst.Likewise, it is advantageously provided that the disperser comprises a distribution cross.
Vorzugsweise weist der Kristallisator eine als Dreiecksrefinergarnitur ausgeführte Scheibengarnitur auf, deren Zähne z.B. in Umfangsrichtung gesehen eine dreieckige Kontur haben.Preferably, the crystalliser has a disc set of triangular finishes whose teeth are e.g. seen in the circumferential direction have a triangular contour.
Eine vorteilhafte Anordnung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass an den Übergabezylinder und/oder den Disperger Zuleitungen zum Einbringen von Reaktionsstoffen, insbesondere Chemikalien, angeschlossen sind.An advantageous arrangement is also characterized in that supply lines for introducing reactants, in particular chemicals, are connected to the transfer cylinder and / or the disperser.
Eine weitere vorteilhafte Anordnung besteht darin, dass an dem Disperger eine diesen kreisförmig umgebende Zuleitung für Wasser angeschlossen ist.A further advantageous arrangement is that at the Disperger a circular surrounding supply line for water is connected.
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher beschrieben. Diese stellt eine Schnittansicht einer Schneckenpresse, eines dieser nachgeordneten Übergabezylinders und eines Dispergers oder Kristallisators dar. .The invention will be described in detail in an embodiment with reference to the single figure. This represents a sectional view of a screw press, one of these downstream transfer cylinder and a Dispergers or crystallizer. ,
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Eine in an sich bekannter Weise, beispielsweise aus der DE 101 07 448 A1 , mit Füllstoff (Calciumoxid oder Calciumhydroxid), Fasern, Zuschlägen und Wasser versehene Faserstoffsuspension wird in eine Schneckenpresse 1 (Figur) eingebracht, in der die Faserstoffsuspension verdichtet wird, wobei Wasser durch Öffnungen in der Mantelwand 2 der Schneckenpresse 1 aus der Faserstoffsuspension herausgepresst wird.A pulp suspension provided in a manner known per se, for example from DE 101 07 448 A1, with filler (calcium oxide or calcium hydroxide), fibers, aggregates and water, is introduced into a screw press 1 (FIG. 1), in which the pulp suspension is compressed, whereby water is pressed out of the pulp suspension through openings in the jacket wall 2 of the screw press 1.
Die Schneckenpresse 1 umfasst eine motorisch angetriebene Hohlwelle 3, durch die in Richtung eines Pfeils A1 der auch die Bewegungsrichtung der Faserstoffsuspension oder Pulpe bezeichnet, Heizdampf eingebracht wird. Dieser strömt aus Öffnungen 4 der Hohlwelle 3 heraus, um die Faserstoffsuspension aufzuheizen. Um die Hohlwelle 3 herum erstreckt sich eine Wendel 5, die die Faserstoffsuspension derart presst, dass das Wasser aus den Löchern in der Mantelwand 2 entweicht.The screw press 1 comprises a motor-driven hollow shaft 3, through which heating steam is introduced in the direction of an arrow A 1, which also denotes the direction of movement of the pulp suspension or pulp. This flows out of openings 4 of the hollow shaft 3 out to heat the pulp suspension. Around the hollow shaft 3 around a coil 5 extends, which presses the pulp suspension so that the water escapes from the holes in the casing wall 2.
Es kann auch vorgesehen werden, dass zusätzlich Dampf aus dem stirnseitigen Ende 6 der Hohlwelle 3 entweicht. Über Klappen 7, die motorisch, insbesondere hydraulisch, betätigt werden, lässt sich der Bereich der Schneckenpresse 1 von einem nachfolgend angeordneten Übergabezylinder 8 abtrennen, wenn zu Beginn des Betriebs innerhalb der Schneckenpresse 1 erst ein gewisser Mindestfeststoffgehalt der Faserstoffsuspension erreicht werden soll.It can also be provided that additional steam escapes from the front end 6 of the hollow shaft 3. By means of flaps 7, which are actuated by a motor, in particular hydraulically, the area of the screw press 1 can be separated from a subsequently arranged transfer cylinder 8, when at the beginning of operation within the screw press 1 only a certain minimum solids content of the pulp suspension is to be achieved.
Der Übergabezylinder 8 ist mit Rotationsbrechern 9, d. h. mit Vorsprüngen an der Innenseite seiner Mantelwand, ausgestattet, die die Drehkomponente in der Bewegung der Faserstoffsuspension aufnehmen. Anschließend wird diese auf ein Verteilkreuz 10 eines Dispergers oder Kristallisators 11 weitergeleitet.The transfer cylinder 8 is provided with rotation crushers 9, d. H. with projections on the inside of its shell wall, which receive the rotational component in the movement of the pulp suspension. Subsequently, this is forwarded to a distribution cross 10 of a disperser or crystallizer 11.
Von dem Verteilkreuz 10 aus passiert die Faserstoffsuspension einen Spalt einer Kristallisator-Scheibengarnitur 12, die einen Stator 13 und einen Rotor 14 umfasst. Der Rotor 14 bewegt sich vorzugsweise gemeinsam mit dem Verteilkreuz 10. Der Stator 13 und der Rotor 14 weisen jeweils Vorsprünge mit einem dreieckigen Querschnitt auf, um den Faserstoff zu zerkleinern. Eine Welle 15, auf der Rotor 14 angebracht ist, lässt sich in Richtung eines Doppelpfeils B bewegen, um die Spaltbreite des Spalts zwischen dem Stator 13 und dem Rotor 14 zu verändern. Es versteht sich, dass alternativ und/oder zusätzlich auch der Stator in Richtung des Pfeils B bewegbar angeordnet sein kann.From the distribution cross 10, the pulp suspension passes through a gap of a crystallizer pulley set 12 comprising a stator 13 and a rotor 14. The rotor 14 preferably moves together with the distribution cross 10. The stator 13 and the rotor 14 each have projections with a triangular cross-section to comminute the pulp. A shaft 15, on the rotor 14 is mounted, can be moved in the direction of a double arrow B to change the gap width of the gap between the stator 13 and the rotor 14. It is understood that alternatively and / or additionally, the stator can be arranged to be movable in the direction of arrow B.
In dem Bereich, in dem sich an den Übergabezylinder 8 der Kristallisator 11 anschließt, ist eine Zuleitung 16 zur Zuführung von Kohlendioxid vorgesehen. Es können auch mehrere, über den Umfang verteilte Zuleitungen vorgesehen sein. Oder es ist ein sich ringförmig über den Umfang des Übergabezylinders 8 erstreckender, durch eine oder mehrere Zuleitungen mit Kohlendioxid versorgter Zuleitungsring vorhanden, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kohlendioxids in der Faserstoffsuspension zu erreichen. Ebenso ist im Anschlussbereich des Übergabezylinders 8 an den Kristallisator 11 wenigstens eine Zuleitung 17 für Reaktionschemikalien vorgesehen.In the area in which adjoins the transfer cylinder 8 of the crystallizer 11, a supply line 16 is provided for supplying carbon dioxide. It can also be provided several, distributed over the circumference leads. Or it is an annular ring over the circumference of the transfer cylinder 8 extending, supplied by one or more leads with carbon dioxide feed ring available to achieve the most uniform distribution of carbon dioxide in the pulp suspension. Likewise, at least one supply line 17 for reaction chemicals is provided in the connection region of the transfer cylinder 8 to the crystallizer 11.
Um den Kristallisator 11 herum erstreckt sich ein Ring 18, der für die Zuführung von Verdünnungswasser dient. Dieses wird unter Druck in den Kristallisator 11 hineingepresst, um den Druck, mit dem das Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension eingebracht wird, zu kompensieren. An einer Stelle ist an dem Kristallisator 11 eine Abflussleitung 19 für die Faserstoffsuspension, d. h. den Accept, vorgesehen, die von dort zu weiteren Verarbeitungsaggregaten weitergeleitet wird, beispielsweise zu einem Refiner, oder unmittelbar zu einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.Around the crystallizer 11 extends a ring 18 which serves to supply dilution water. This is pressed under pressure into the crystallizer 11 in order to compensate for the pressure with which the carbon dioxide is introduced into the pulp suspension. At one point on the crystallizer 11, a drain line 19 for the pulp suspension, d. H. the Accept, provided, which is forwarded from there to further processing units, for example, to a refiner, or directly to a machine for producing a fibrous web.
Dadurch, dass gemäß der Erfindung die Faserstoffsuspension bereits in der Schneckenpresse 1 erwärmt wird und nicht erst in dem Kristallisator 11 , lassen sich Temperatur und Druck des Heizdampfs unabhängig von den in dem Kristallisator 11 geforderten Randbedingungen einstellen. Characterized in that according to the invention, the pulp suspension is already heated in the screw press 1 and not only in the crystallizer 11, the temperature and pressure of the heating steam can be adjusted independently of the required conditions in the crystallizer 11 boundary conditions.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Aufladen einer Faserstoffsuspension mit Zellulosefasern mit Calciumcarbonat mit den folgenden Verfahrensschritten:1. A method of charging a pulp suspension with cellulose fibers with calcium carbonate, comprising the following steps:
Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, - Entwässern der Faserstoffsuspension, bis eine nicht mehr flüssige, aber noch feuchte Faserstoffsuspension entsteht, wobei die Faserstoffsuspension wenigstens teilweise in einer Schnecke (1) verdichtet wird,Introduction of calcium hydroxide in liquid or dry form or of calcium oxide into the pulp suspension, dewatering of the pulp suspension until a no longer liquid, but still moist pulp suspension is formed, wherein the pulp suspension is at least partially compressed in a screw (1),
Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die feuchte Faserstoffsuspension,Introduction of gaseous carbon dioxide into the moist pulp suspension,
Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension im Bereich der Schnecke (1) durch Dampf erwärmt wird.Precipitation of calcium carbonate by the carbon dioxide, characterized in that the pulp suspension in the region of the screw (1) is heated by steam.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf aus Öffnungen (4) in einer Welle (3) der Schnecke (1) in die Faserstoffsuspension eingebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the vapor from openings (4) in a shaft (3) of the screw (1) is introduced into the pulp suspension.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension anschließend in einem Zerkleinerungsschritt in feine Faserstoffkrümel umgewandelt und dispergiert wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pulp suspension is then converted and dispersed in a comminution step in fine pulp crumbs.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension in einer Anordnung (11) mit relativ zueinander drehenden Platten, insbesondere mit einem Stator (13) und einem Rotor (14), mit niedriger Scherenergie vermischt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the pulp suspension in an arrangement (11) with relatively rotating plates, in particular with a stator (13) and a rotor (14) is mixed with low shear energy.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension zwischen dem Stator (13) und dem Rotor (14) zerkleinert und aufgelockert wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the pulp suspension between the stator (13) and the rotor (14) is crushed and loosened.
6. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach eineφ. der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schnecke (1) zum Eindicken der Faserstoffsuspension und zum6. Arrangement for carrying out a method according to aφ. of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a screw (1) for thickening the pulp suspension and the
Erwärmen der Faserstoffsuspension mittels Dampf, einen der Schnecke (1) in Transportrichtung der Faserstoffsuspension nachgeordneten Übergabezylinder (8) und einen Disperger oder Kristallisator (11) umfasst.Heating the pulp suspension by means of steam, one of the screw (1) in the transport direction of the pulp suspension downstream transfer cylinder (8) and a disperser or crystallizer (11).
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke als Schneckenpresse (1) ausgebildet ist.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the screw is designed as a screw press (1).
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke eine als Hohlwelle ausgebildete Welle (3) umfasst, durch die Heizdampf hindurchführbar ist, der aus Öffnungen (4) in der Welle (3) in die Faserstoffsuspension einleitbar ist.8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the screw comprises a shaft formed as a hollow shaft (3) through which heating steam can be passed, which can be introduced from openings (4) in the shaft (3) in the pulp suspension.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergabezylinder (8) Rotationsbrecher (9) zum Aufnehmen einer Bewegungskomponente der Faserstoffsuspension in Drehrichtung umfasst.9. Arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized in that the transfer cylinder (8) comprises rotation crushers (9) for receiving a component of movement of the pulp suspension in the direction of rotation.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Disperger oder Kristallisator (11) ein Verteilkreuz (10) umfasst.10. Arrangement according to one of claims 6 to 9, characterized in that the disperser or crystallizer (11) comprises a distribution cross (10).
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Disperger oder Kristallisator (11) eine als Dreiecksrefinergärnitur ausgeführte Scheibengarnitur (12) aufweist.Having 11. Arrangement according to claim 10, characterized in that the disperser or crystallizer (11) has a designed as Dreiecksrefinergärnitur disc set (12).
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Übergabezylinder (8) und/oder den Disperger (11) Zuleitungen (16,12. Arrangement according to one of claims 6 to 11, characterized in that the transfer cylinder (8) and / or the disperser (11) supply lines (16,
17) zum Einbringen von Reaktionsstoffen, insbesondere Chemikalien, angeschlossen sind.17) for introducing reactants, in particular chemicals, are connected.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Disperger (11) eine diesen kreisförmig umgebende Zuleitung (18) für Wasser angeschlossen ist. 13. Arrangement according to one of claims 6 to 12, characterized in that on the Disperger (11) a circular surrounding this supply line (18) is connected for water.
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