DK171467B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af tavle- og nåleformede gipskrystaller, navnlig til brug ved fremstilling af papir - Google Patents

Description

DK 171467 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af gipskrystaller som nævnt i kravl, navnlig til brug ved fremstilling af papir. Nærmere bestemt drejer det sig om fremstilling og anvendelse af et mineralsk eller uorganisk fyldstof, som består af tavle- og nåleformede krystaller, især til brug ved fremstilling af papir. Disse krystallers form minder om formen på en 5 spatel.

US-patent nr. 1,962,887 angår fjernelse af biproduktet gips i forbindelse med produktion af phosphorsyre ved mekanisk filtrering. I den forbindelse anvises en metode til at styre størrelse og form af gipskrystalleme, således at de lettere lader sig frafiltrere. Krystalstørrelsen styres 10 ved hjælp af temperaturen og/eller syrekoncentrationen i mediet, hvor gipsen rehydreres. Processen er i alt væsentligt en batchproces. Der produceres i eksemplerne 1-3 og A-E stadigt mere stumpe eller korteftykke krystaller, idet der startes med et dimensionsforhold på 8:1 og sluttes med et forhold på kun lidt højere end 1:1. Den kontinuerte fremgangsmåde ifølge opfindelsen anvises ikke, og det samme gælder de herved fremstillede tavle- og nåleformede kry-15 staller med et længde:bredde-forhold på mindst 10:1, fortrinsvis også med et bredde :tykkelses- forhold på mindst 10:1.

Ved fremstilling af mange typer af papir inkorporeres mineralske fyldstoffer i papirmassen for at forbedre sådanne egenskaber som farve, uigennemsigtighed og modtagelighed for trykfarve.

20 Fyldstofferne gør det også muligt at anvende mindre mængder af cellulosefiber i papirmassen, i surt limet papir tilsættes fyldstof typisk på niveauer fra ca. 5 til ca. 12 vægtprocent, men på det sidste har det vist sig, at man i alkalisk limede papirer kan nærme sig fyldstofniveauer på 20% elelr højere, især hvis der tilsættes dyre tilbageholdelsesstoffer. En stor del af de fyldstoffer, som tilsættes papirmassen, passerer normalt gennem papirfremstillingsviren og tilbagehol-25 des ikke i papirbanen.

Der har været mange forsøg på at anvende calciumsulfat som billigt fyldstof ved papirfremstilling til delvis erstatning af papirmassen. De fleste af disse forsøg er rettet mod anvendelsen af fint formalet gips (calciumsulfatdihydrat) eller sfæroide anhydritpartikler.

30

Disse relativt runde partikulære fyldstoffer tilbageholdes slet ikke godt i papirbanen. Tilbageholdelseshjælpestoffer kan med fordel anvendes, men med betydelige omkostninger. Specialfremstillede, meget langstrakte fiberformer af krystallinsk calciumsulfat, hvor der er meget stor forskel på krystallens udstrækning i dimensionerne, f.eks. med et dimensionsforhold større end 35 50:1 eller endda større end 100:1, er foreslået anvendt i papir. Disse siges at blive udmærket tilbageholdt uden anvendelse af tilbageholdelseshjælpestoffer, men fremstillingsmetoden gør dem meget dyre. De kan være så dyre, at anvendelsen af dem er udelukket ved de fleste typer DK 171467 B1 2 af papir, karton og pap, og anvendelsen er begrænset til stort set kun de mest formalede typer fint papir.

US-patentskrift nr. 848.916 anviser tilsætning af en tynd pasta bestående af fint formalet natur-5 ligt gips og vand som fyldstof ved papirfremstilling. US-patentskrift nr. 105.591 anviser tilsætning af fint formalet naturligt gips eller svovlsyrepraecipitat som papirfyldstof og forbedret tilbageholdelse heraf i papir under anvendelse af sulfatmættet vand sammen med det findelte pulver. US-patentskrift nr. 4.470.877 anviser tilsætning af tørre gipspartikler ved papirfremstilling sammen med betydelige mængder af polymere, harpiksagtige latexbindemidler og tilbagehol-10 delseshjælpestoffer for at råde bod på en dårlig tilbageholdelse og styrkereduktion.

US-patentskrifteme nr. 3.822.340, 3.961.105 og 4.152.408 anviser andre krystallinske varieteter af calciumsulfat i en whisker-fiberform og foreslår anvendelse heraf som forstærkningsfiber i produkter som f.eks. papir. Sådanne whisker-fibermaterialer fremstilles af udvalgte materialer 15 under energikrævende autoklaveringsbetingelser med en dyr afvanding og tørring. Det engelske patentskrift nr. 1.526.165 og US-patentskrift nr. 4.270.954 beskriver fremstilling ved opløsning af meget lange calciumsulfatdihydrat-fibre med et gennemsnitligt længde-diameterdi-mensionsforhold over 100:1 og med en længde i den længste dimension på mindst 0,2 mm med mulighed for anvendelse i papir. Fibrene fås ved en opløsningsreaktion med komplet op-20 løsning af calciumsulfat, under rolige betingelser i løbet af en periode på op til 16 timer. Sådanne fibre vil være alt for dyre at anvende inden for et område, hvor en prisforøgelse på få øre pr. kg. i forhold til almindeligt tilgængelige sfæroide partikler af andre mineraler stort set udelukker anvendelse af det pågældende tilsætningsstof. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 US-patentskrift nr. 2.304.361 beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af papir med tilsæt 2 ning af gips som fyldstof, hvilken fremgangsmåde menes at være mere økonomisk, da en del 3 af fortyndingsvandet fra papirfremstillingsprocessen anvendes til fremstilling af calciumsulfat- 4 dihydratopslemningen, og opslemningen tilsættes under papirfremstillingsprocessen uden at 5 afvande eller tørre gipsen. Skønt disse gipskrystaller på ansøgningens indleveringstidpunkt har 6 været betragtet som "af fibrøs karakter" og "med lang nålelignende struktur," skal dette ses i 7 forhold til det dengang kendte alternativ bestående af fint formalet eller pulveriseret gips. Ved 8 den omtalte fremgangsmåde fremstilles faktisk en mængde ekstremt små nåle på grund af 9 dihydratets store grad af selv-kimdannelse under krystalliseringen. Sådanne krystaller er eks 10 tremt små i sammenligning med de senere udviklede calciumsulfatdihydrat-whisker-fibre og 11 andre -fiberformer.

DK 171467 B1 3

Af det ovenstående fremgår det, at der er et behov for gipsfyldstoffer med en god tilbageholdelse i papir. Yderligere er der behov for billige papirtilsætningsstoffer med større gipskrystaller.

5 Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes en fremgangsmåde til fremstilling af uorganiske gipsfyldstoffer med en partikelstørrelse og -form, som er egnet til tilbageholdelse. Fremgangsmåden Ifølge opfindelsen er hurtig og økonomisk og kan benyttes i forbindelse med fremstilling af papir.

10 Herved forbedres papirfremstillingsprocessen, idet et gipsfyidstof med en anderledes form og størrelse tilsættes, hvilket gipsfyldstof tilbageholdes meget bedre end små, nåle-formede gips-partikler, og idet de store produktionsomkostninger, som er forbundet med fremstilling af de ekstremt lange og tynde whisker- og fibermaterialer, kan undgås.

15 Disse og andre fordele beskrives i det følgende og opnås ved at lade store, tavle- og nåleformede gipskrystaller vokse frem i løbet af ca. 15 minutter i en podet, kontinuerlig omrørt reaktor under svagt overmættede betingelser. Podningen gør, at overmætningen kan holdes på et minimum. Der fremstilles en opslemning af krystaller med et dimensionsforhold på omkring 100:10:1 og en gennemsnitlig længde på omkring 100-450 μηη (mikrometer) i partiklens største 20 dimension og omkring 10-40 μπι i den næststørste dimension. Den fremstillede opslemning kan under papirfremstillingsprocessen tilsættes papirmassen på ethvert trin før papirbanen dannes ved afvanding.

Opfindelsen skal forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor 25 fig. 1 er et fotografi taget gennem et skanderende elektronmikroskop af tavle- og nåleformede gipskrystaller ifølge opfindelsen, fig. 2 et fotografi taget gennem et skanderende elektronmikroskop af bittesmå gipskrystaller, og fig. 3 grafisk viser den procentvise tilbageholdelse af dihydrat-fyldstof i forhold til fyldstoffets 30 længde i mikrometer for diverse gipspartikler.

Det mineralske fyldstof ifølge opfindelsen fremstilles ved hydrering af calciumsulfathemihydrat i en reaktor, som har konstant volumen, er podet, er kontinuerligt omrørt (med blid, fejende omrøring), og som er under atmosfærisk tryk, idet der opretholdes et lavt niveau af overmæt-35 ning, fortrinsvis under anvendelse af en opslemning med 20-25 vægtprocent totaltørstof ved omkring 50-60eC, under dannelse af krystaller med en tavle- og nåleformet konfiguration og med en middel partikelstørrelse i den største dimension på omkring 100-450 mikrometer og omkring 10-40 μητι i den næststørste dimension. Den fremstillede partikelopslemning sorteres DK 171467 B1 4 fortrinsvis, idet de mindre partikler ledes tilbage til reaktoren, medens de større partikler ledes til papirmassen.

Det som udgangsmateriale anvendte calciumsulfathemihydrat kan være af enhver almindeligt 5 tilgængelig kvalitet. Hemihydratet kan f.eks. være almindeligt gips, som er former af beta-cal-ciumsulfathemihydrat, eller det kan være en form af alpha-calciumsulfathemihydrat, også kaldet alpha-gips. Sådanne hemihydrater kan fremstilles ved forbrænding af naturligt gips eller afledes af calciumsulfater, som fremstilles ved diverse kemiske processer, såsom fra røggasafsvovlingsprodukter, fra gips udfældet med citronsyre, phosphorsyre eller lignende. Selv-10 følgelig kan reaktionsbetingelseme ifølge opfindelsen afhænge ganske let af den anvendte hemihydrat- eller gipskilde, som kan have forskellige opløsnings- og genudfældningshastigheder eller forskellig krystalkonstitution.

I reaktoren bør gipsen være omkring mætningspunktet, idet omkring 20-25% totaltørstof fore-15 trækkes. Et lavt niveau af overmætning foretrækkes til opnåelse af en optimal krystalvækst på podningskrystaller uden en væsentlig grad af selv-kimdannelse. Reaktionshastigheden er en funktion af de hastigheder, hvormed hemihydratet først opløses i vand og derpå bundfælder uden på eksisterende gipskrystaller. Hvis et uønsket højt overmætningsniveau opnås, vil denne diffusionskontrollerede reaktion foregå med stor hastighed med en homogen selv-kimdannelse, 20 som fører til en massiv opblomstring af meget små kim og en lille vækst af de enkelte krystaller. Dette leder til dannelse af en næsten geleagtig masse bestående af meget små nålekrystai-ler som beskrevet i US-patentskrift nr. 2.304.361.

Den foretrukne reaktionstemperatur er mellem ca. 50 og ca. 60°C. Denne temperatur kan fast-25 holdes i reaktoren på enhver passende måde såsom ved direkte eller indirekte opvarmning, dampinjektion, elektriske varmelegemer og lignende. Der kan anvendes en temperatur så lav som 35°C og så høj som 90°C.

Ved denne temperatur er dihydratet den stabile fase i reaktionsblandingen, og reaktionshastig-30 hederne er af en fornuftig størrelse ved de foretrukne tørstofniveauer. Reaktorens totaltørstof-indhold kan være fra ca. 20 til ca. 25 vægtprocent ved den foretrukne arbejdstemperatur under fastholdelse af et lavt niveau af overmætning. Højere niveauer fører til en større grad kontakt-kimdannelse, som igen fører til mere stumpe og mere blokformede krystaller.

35 Omrøringen bør være tilpas kraftig til at holde partiklerne i opslemning, uden at man får for skydninger, som ville medføre, at partiklerne går i stykker, og at der sker en højere grad af kontaktkimdannelse, som fører til mere blokformede krystaller.

DK 171467 B1 5

Tabel 1

Prøve nr. Temperatur og opholdstid Middelpartikelstørrelse Dimensionsforhold 1 50°-10 min 324 μτη 10:1 2 50®-15 min 125 μηι 7:1 3 50“-20 min 109 μΠΊ 10:1 4 55®-10 min 187 μηι 9:1 5 55®-15 min 167 μηι 8:1 6 55® - 20 min 221 μπι 9:1 7 60® -10 min 110 μηι 11:1 8 60®-15 min 153 μηι 12:1 9 60®-20 min 216 μηι 11:1

Tabet 2 5

Prøve^ Indhold^f^ldsto^ ^^JTilbageholdelse^^ <_Porøsitet^ekunde^

Prøve 1 25% 83% 54 usorteret

Prøve 1 29% 98% 58 sorteret

Prøve 2 27% 89% 74 usorteret

Prøve 2 29% 97% 44 sorteret

Eksempel 1 I en række forsøg ledes varmt vand og gips til en opvarmet krystallisationsreaktor, som er udstyret med en motor og en omrører, som sørger for tilstrækkelig omrøring til at holde det 10 faste stof opstemmet. Gips og vand tilsættes i sådanne mængder, at man får en opslemning med 20% totaltørstof, og omrøreren startes med en sådan hastighed, at partiklerne holdes i opslemning uden at sedimentere. Slutproduktet ledes gennem en hydrocyklon til sortering, hvorved produktpartikler skilles fra, og det finere materiale ledes tilbage til anvendelse i de følgende forsøg. Der udtages prøver ved forskellig temperatur og ved forskellig opholdstid som 15 vist i tabel 1, og krystalvæksten måles ved mikroskopisk bestemmelse af krystallens største dimension, og krystalvæksten udtrykkes som prøvens middelpartikelstørrelse. Resultaterne er vist i tabel 1.

DK 171467 Bl 6

Faktisk har alle prøverne, som er vist i tabel 1, bestået af krystaller med den ønskede konfiguration. Ved mikroskopisk undersøgelse af de forskellige prøver ses generelt meget ensartede partikler med en nåleformet struktur med et længde:bredde-dimensionsforhold på omkring 9:1 og en tavleformet konfiguration med jævne sider og studse ender og et bredde:dybde-forhold 5 på omkring 10:1. Fig. 1, som er et fotografi taget med skanderende elektronmikroskop, viser konfigurationen af de tavleformede gipsfyldstofkrystaller fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Dele af prøve nr. 1 og 8 udvælges til papirfremstillingsforsøg, idet en del af prøven tilsættes 10 papirmassen direkte, og en anden del sorteres eller klassificeres før tilsætning til massen.

Med hensyn til de sorterede dele passeres prøven gennem en 50-mesh si (åbning på 300 μιτι), og herefter tilsættes den del, som holdes tilbage på en 140-mesh si (åbning på 106 pm) til papirmassen, så man opnår et forhold mellem vægten af tør fiber og fyldstof på 70:30 vægt-15 andele. Papirmassen omfatter calciumsulfat, som er mættet med vand, blandet med tørre fibre til dannelse af en papirmasse med 1,5% tørstof, hvilken papirmasse formales til 350 Canadian Standard Freeness. Papirmassens fibertørstof er 30% affaldsaviser og 70% gamle bølgepapkasser. Papirmassen sammenfiltes til enkeltlags håndark, som fremstilles ifølge en TAPPI-metode T-205 på en standardarkmaskine (159 mm diameter), hvorved man får håndark på 20 1,5 g. De fysiske egenskaber af de fremstillede håndark vises i tabel 2.

Af tabel 2 fremgår det, at de prøver, hvor de fine partikler er fjernet, har en bedre tilbageholdelse, også selv om de frasorterede partikler i det ene tilfælde har et mindre dimensionsforhold og er mere blokformede med hensyn til den gennemsnitlige udstrækning i den største dimen· 25 sion. Hidtil har man ment, at kun mere fibrøse krystaller medfører en større tilbageholdelse i papiret.

Eksempel 2 I en anden række forsøg, stort set som i eksempel 1, fremstilles et antal calciumsulfathydrat-30 partikler med forskellig partikelform og -størrelse ved følgende fremgangsmåde:

Prøve 10, små sfæroide partikler:

Naturlige gipssten, som er formalet til små, stort set runde partikler med en middelpartikelstørrelse på 24 μηη bestemt ved mikroskopi, kan fås fra kommercielt tilgængelige kilder.

35

Prøve 11 og 12, små nåle:

Friskbrændt hemihydrat fyldes i form af en opslemning med 10% tørstof i en batch-reaktor, som er udstyret med en turbineomrører med kraftig omrøring og forskydning ved 3000 rpm.

DK 171467 B1 7

Temperaturen holdes på 20-21 °C. I løbet af 10 minutter sker en massiv selv-kimdannelse, som resulterer i en opblomstring af små nåleformede krystaller i meget stort antal, hvilke krystaller har en gennemsnitlig længde på 11,3 μπι og et dimensionsforhold på omkring 5:1 for prøve 11.

5 Ifølge fremgangsmåden fra US-patentskrift nr. 2.304.361 fyldes brændt hemihydrat i form af en opslemning med 10% tørstof og 0,5% alun i en batch-krystallisationsreaktor som i eksempel 1. Temperaturen holdes på 20-21 °C, og i løbet af ca. 5 minutter sker en massiv opblomstring af små, nåleformede krystaller. Krystallerne har en gennemsnitlig længde på 29 μπι og et dimensionsforhold på omkring 10:1 for prøve 12.

10

Prøve 13, tavleformede krystaller på omkring 45 μπι:

En opslemning af alpha-hemihydrat (Hydrocal B base hemihydrat) med 20% tørstof ledes til en reaktor som i eksempel 1 og fastholdes ved 50°C. Gennem podemateriale tilvejebringes udgangspunkter for krystalvækst, og graden af kimdannelse minimeres, hvilket resulterer i en 15 større krystalstørrelse og en mere ensartet fordeling. Den optimale størrelse af podekrystallerne ved reaktionens begyndelse synes at være omkring 20 μπι. Efter 15 minutters reaktion fås pladelignende, tavleformede krystaller med en gennemsnitlig partikelstørrelse i den største dimension på omkring 45 μπι, 4-5 μτη i den næststørste dimension og en tykkelse på 1-2 μπι.

20 Prøve 14-16, tavleformede krystaller på omkring 100-200 μτη:

Med hensyn til prøve 14 forbrændes calciumsulfatdihydrat fra en svovldioxid-scrubber i et røggasafsvovlingsanlæg til hemihydrat og formales til et overfladeareal efter Blaine på 10.400 cm2/g. En opslemning af dette hemihydrat med 20% tørstof ledes til krystallisatoren i eksempel 1 og holdes ved 60eC. Efter reaktion i 15 minutter fås en opslemning af tavleformede 25 gipskrystaller med en gennemsnitlig partikelstørrelse i den største dimension på 127 μτη, 10-50 μτη i den næststørste dimension og en tykkelse på 1-3 μπι.

Yderligere forsøg under samme betingelser som prøve 14, men med tilsætning af 0,7 vægtprocent svovlsyre som krystalmodificeringsmiddel, resulterer i større, tavleformede 30 krystaller med en gennemsnitlig partikelstørrelse i den største dimension på 155 μτη, 15-20 μπι i den næststørste dimension og en tykkelse på 1-3 μτη, jf. prøve 15.

Med hensyn til prøve 16 udføres forsøg under samme betingelse som ved prøve 13, men uden at formale hemihydratet efter forbrændingen. Det tilledte hemihydrat har et overfladeareal efter 35 Blaine på omkring 3000 cm2/g. De fremkomne tavleformede krystaller har en gennemsnitlig partikelstørrelse i den største dimension på 171 μτη, 20-30 μτη i den næststørste dimension og en tykkelse på 1-3 μτη.

DK 171467 B1 8

Prøve 17, tavleformede krystaller på 192 μπ>:

Til en opslemning af beta-calciumsulfathemihydrat med 20% tørstof tilsættes 1 vægtprocent natriumchlorid-krystalvækstmodificeringsmiddel. Blandingen ledes til en reaktor som i eksempel 1 ved 60eC. Efter 15 minutter fås en opslemning af tavleformede gipskrystaller med en 5 gennemsnitlig partikelstørrelse i den største dimension på omkring 192 μπι, omkring 20 μπι i den næststørste dimension og omkring 3 μπι i tykkelse.

Prøve 18 og 19, gipsfibre på 350 og 1200 μπι:

Ifølge US-patentskrift nr. 4.270.954 afkøles en varm (omkring 95°C) 5% calciumsulfatopløs-10 ning med 6% salpetersyre tilsat til stuetemperatur. Ved 63°C filtreres blandingen, hvorved man får gipsfibre med en gennemsnitlig længde på omkring 350 μΐη og et dimensionsforhold på omkring 200:1 som prøve 18. Filtratet filtreres igen ved stuetemperatur, og man får et andet sæt af fibre med en gennemsnitlig længde på 1200 μπι og et dimensionsforhold på omkring 300:1 som prøve 19.

15

Flere af de opnåede prøver tilsættes i mængde på omkring 10 eller 20 vægtprocent som fyldstof til papirmassen som beskrevet i eksempel 1, og der fremstilles håndark, stadig ifølge fremgangsmåden i eksempel 1. Håndarkets fyldstofindhold bestemmes, og den procentvise fyldstoftilbageholdelse beregnes som vist i tabel 3 og på diagramform i fig. 3. Af fig. 3 fremgår 20 det tydeligt, at de nemt og hurtigt dannede, tavleformede gipskrystaller med gennemsnitlig partikelstørrelse i den største dimension på 45 μτη og derover giver tilsvarende tilbageholdelse som fibre på 350 μπι. Prøvens 19 tilbageholdelse er ikke vist på fig. 3, men passer med kurven.

25 Håndarkenes fiber-brudlængde bestemmes ved anvendelse af TAPPI-standardproceduren T220OS-71. Resultaterne er vist i tabel 3. Jo mindre fald i fiber-brudlængde i forhold til kontrol-håndark uden fyldstof, desto stærkere er håndarket og jo mere fyldstof kan tilsættes under bibeholdelse af de minimale styrkekrav.

30 Håndarkenes procentvise fald i porøsitet undersøges desuden ved en TAPPI Useful Test Method 524. Resultaterne er også vist i Tabel 3. Man bør huske på med hensyn til disse resultater, at meget fine partikler kan udfylde porerne mellem de filtede fibre i modsætning til de større fyldstofpartikler, som danner bro over porerne eller åbningerne mellem de filtede fibre. Konsekvensen heraf er, at nogle små partikler kan give et falsk negativt fald i porøsitetsvær-35 dien, jf. prøve 12.

Diverse krystalkonstitutionsmodificeringsmidler kan tilsættes under fremstilling af de tavleformede krystaller til forstærkning af krystalvæksten i den længste dimension. F.eks. kan tilsættes DK 171467 B1 9 lange, nåleformede eller fibrøse podekrystaller, mineralsyre såsom svovlsyre og diverse halogen-, sulfat- eller nitratsalte, som f.eks. natriumchlorid.

De tavleformede krystaller ifølge opfindelsen kan med fordel anvendes som tilsætnings- eller 5 fyldstoffer og/eller til forbedring af de mekaniske egenskaber ved matrixmaterialer af enhver art. De anvendes fortrinsvis som fyldstof til forskellige slags papir såsom groft karton eller pap og til forskellige typer fint papir. De tavleformede krystaller ifølge opfindelsen er generelt hvidlige afhængigt af kilden til og urenhederne i udgangsmaterialets calciumsulfatstruktur. Diverse affarvningsmidler, klaringsmidler og lignende kan tilsættes for at forbedre hvidheden og klar-10 heden, om ønsket, afhængig af den påtænkte anvendelse af papirmassen. Krystallerne kan f.eks. også anvendes som fyldstof ved fremstilling af alle typer plastic.

Tabel 3

Prøve nr. % fyldstof i papir % tilbageholdt % fald i % fald i fyldstof brudlængde porøsitet 10; 5,52 55,20 6,70 34,70 24 μτη sfæroid 11; 9,40 46,90 35,00 23,00 11 μηι nåle 12; 4,90 49,00 7,30 -5,00 29 μπη nåle 13; 45 μηι tav- 14,90 74,50 21.80 45,50 leformet 14; 127 μτη 7,90 79,00 10,10 44,80 tavleformet 15; 155 μτη 15,90 79,40 23,30 44,40 tavleformet 16; 171 μτη 16,30 81,50 25,70 46,00 tavleformet 17; 192 pm 7,51 75,10 10,90 55,20 tavleformet 18; 350 μτη 16,40 82,00 23,70 52,30 fiber 15

Claims (14)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af store, tavle- og nåleformede gipskrystaller i anvendelige mængder i en kontinuert, omrørt reaktor med konstant volumen og omfattende følgen- 5 de trin: (a) at man etablerer en steady-state reaktionszone under atmosfærisk tryk med omkring 20 til omkring 25 vægtprocent gipskrystaller i vand ved en temperatur på omkring 50 til omkring 60°C og med kontinuerlig omrøring, som er tilpas kraftig til at holde gipskry- 10 stalleme i opslemning, men ikke så kraftig, at krystallerne udsættes for forskydning, brud, eller så der forekommer kontaktkimdannelse, (b) at man kontinuerligt leder calciumsulfathemihydrat til reaktionszonen med en sådan hastighed, at man fastholder et lavt niveau af overmætning, som er tilstrækkeligt til at 15 vedligeholde den kontinuerte hydrering af hemihydratet uden i for høj grad at fremme selvkimdannelse af hemihydratet, idet hemihydratet reagerer med vand under dannelse af gips, som præcipiterer oven på eksisterende gipskrystaller, og (c) at man kontinuerligt leder en opslemning af gipskrystaller i vand væk fra reaktionszo- 20 nen, hvilken opslemning indeholder krystaller med en gennemsnitlig partikellængde på mindst 45 μπι.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trin (c) omfatter en separering af den bortledte opslemning af gipskrystaller i vand i to grupper, hvoraf mindst en af grup- 25 peme indeholder krystaller med en gennemsnitlig partikellængde større end 45 μπι, idet man kontinuerligt leder en af grupperne med gipskrystaller tilbage til reaktionszonen, og idet man bortleder en gruppe indeholdende krystaller med en gennemsnitlig partikellængde på mindst 45 μτη fra processen. 1 2 3 4 5 6

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at trin (c) omfatter en separe 2 ring af den bortledte opslemning af gipskrystaller i vand i en første gruppe af krystaller med en 3 gennemsnitlig partikellængde større end 45 μπι og en anden gruppe af krystaller med en gen 4 nemsnitlig partikellængde mindre end 45 μπι, hvilken anden gruppe krystaller ledes tilbage til 5 reaktionszonen. 6

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trin (c) omfatter en kontinuerlig bortledelse fra processen af en gruppe af krystaller med en gennemsnitlig partikellængde større end ca. 100 μπι. DK 171467 B1

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at temperaturen i trin (a) er omkring 55®C.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tørstofniveauet i trin(a) er omkring 20%.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trin (a) yderligere omfatter tilsætning af 0,7 vægtprocent af et surt krystalmodificeringsmiddel. 10

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at trin (a) yderligere omfatter tilsætning af omkring 1 vægtprocent natriumchlorid som krystalmodificeringsmiddel.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til fremstilling af store, tavle* og nåleformede gipskry-15 staller, til brug ved fremstilling af papir til beklædning af gipsvægplader, kendetegnet ved, at trin (c) yderligere omfatter, at man bortleder store, tavleformede krystaller af calci-umsulfatdihydrat med en middelpartikelstørrelse i den største dimension på omkring 45-350 μπι og et dimensionsforhold mellem den største dimension og den næststørste dimension på mindst omkring 10:1, og (d) at man tilsætter disse tavleformede dihydratkrystaller til våd pa-20 pirmasse på et trin før banedannelsen.

10. Fremgangsmåde ifølge krav9, kendetegnet ved, at trin (c) yderligere omfatter, at man kontinuerligt udtager og sorterer krystallerne fra hydreringsreaktoren i en del bestående af små krystaller og en del bestående af store krystaller med en middel partikelstørrelse i den 25 største dimension på mindst omkring 45 μτη; at man leder de små krystaller tilbage til reaktoren for yderligere krystalvækst, og at man leder de større krystaller til papirmassen med henblik på papirfremstilling.

11. Fremgangsmåde ifølge krav9, kendetegnet ved, at de tavleformede dihydrat-30 krystaller i trin (d) tilsættes formalingskassen.

12. Fremgangsmåde ifølge krav9, kendetegnet ved, at de tavleformede dihydratkrystaller i trin (d) tilsættes indløbskassen.

13. Fremgangsmåde ifølge krav9, kendetegnet ved, at de bortledte tavleformede dihydratkrystaller har et gennemsnitligt dimensionsforhold mellem den næststørste dimension og den tredjestørste dimension på mindst 10:1. DK 171467 B1

14. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at den vandige hemihydratop-slemning indeholder en lille mængde af et krystalmodificeringsmiddel, fortrinsvis udvalgt fra gruppen bestående af svovlsyre, natriumchlorid, kaliumsulfat, magnesiumsulfat eller blandinger heraf. 5