(57)【要約】  本発明は、繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳のインライン製造方法及び装置に関する。本発明による解決では、石灰を、少なくとも８０度、好ましくは８５度以上、より好ましくは１００度以上の温度で、消化装置（５２）で消化し、製造された石灰乳を、ＰＣＣの製造プロセス中に導入する（３８）直前にそれから過大な水酸化カルシウム粒子を分離することにより、洗浄し（５８）、石灰乳を、繊維状ウェブ装置（２８）の最終あるいは中間生成物の製造ラインに配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中に導入する。
2013528155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳のインライン製造方法であって、
当該方法によれば、生石灰は粉砕装置中で粉砕され、当該粉砕装置は消化装置の第一部分を形成し、当該粉砕装置の中に、消化で要求される水の一部が供給され、粉砕された生石灰と水のスラリーは、消化装置の第二部分に取られ、その中に、消化のために要求される水の残りがもたらされ、その中で、生石灰が少なくとも８０度の温度で石灰乳に消化され、その後、製造された石灰乳が、それから特大の粒子及び凝集体を分離することにより、洗浄され、以下を特徴とする、製造方法：
・ポンプ（３４；５２；７０，７２）またはその圧力管（７２）中の生石灰の保持時間が、生石灰の消化のために要求される時間に本質的に対応するように、ポンプ（３４；５２；７０）中でまたは消化装置の第二部分を形成するその圧力管（７２）中で、生石灰が消化され、
・製造された石灰乳が、ポンプ（３４，５２，７０）またはその圧力管（７２）から、洗浄（５８，６０）に供給され、
・石灰乳をＰＣＣのインライン製造プロセスに導入する直前に、過大な水酸化カルシウム粒子が除去され、そして、
・繊維状ウェブ装置の最終あるいは中間生成物の製造ラインに配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中に、石灰乳が導入される。
【請求項２】
石灰乳の消化が、加圧容積（７２）で実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
石灰乳から水酸化カルシウム凝集体を除去前に、ふるい分け（３６，５４）において、くず岩石などの不純物が、石灰乳から除去されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
仕分け（３６，５４）において、水酸化カルシウム凝集体と一緒に石灰乳から不純物が除去される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
消化装置の第二部分が少なくとも消化スクリュー（５２）を含むように石灰乳が消化され、それにより、
・水と粉砕された生石灰のスラリーが、粉砕装置（５０）から消化スクリュー（５２）に排出され、
・消化で使用される液体が、消化スクリュー（５２）に導入され、そして
・消化された石灰が消化スクリュー（５２）から排出される、
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
・水と粉砕された生石灰のスラリーが、粉砕装置（５０）から動力ポンプ（７０）に排出され、
・生石灰を消化するために使用される液体Ｗ２が、ポンプ（７０）に関連しているように供給され、
・形成された懸濁液の圧力が、ポンプ（７０）で上昇し、そして
・懸濁液がポンプ（７０）から圧力管（７２）に導入され、それにより、生石灰の消化が、上昇した圧力及び高温で、ポンプ（７０）に続く容積で起こる、
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
・水と粉砕された生石灰のスラリーが、粉砕装置（５０）から遠心ポンプ（７０）に排出され、
・消化／希釈液体Ｗ２が、水と粉砕された生石灰のスラリーの中に、ポンプ（７０）の取入れ側で添加される、
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法，
【請求項８】
消化のために使用される液体Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が、消化の中へのその導入の前に、加熱されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
・石灰乳から不純物を分離するために、消化装置（５２）から仕分けの中に、石灰乳が排出され、
・石灰乳が緩衝槽の中に取られ、
・石灰乳から水酸化カルシウムの粒子を除去するために、洗浄装置（５８）の中に、石灰乳が導入され、そして
・石灰乳が、繊維状ウェブ装置のアプローチシステムの中に導入される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
水酸化カルシウム粒子が、粉砕装置のフィードにリサイクルされることを特徴とする、求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つの工程を持つサイクロン洗浄プラントが、洗浄のために使用され、その第一工程において、ＰＣＣの製造に適した石灰乳が、第二工程の中に導入される水酸化カルシウム凝集体及びくず岩石から分離され、そこから、当該凝集体が粉砕装置（５０）のフィードに戻り、そして、くず岩石１０などがプロセスから除去されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
二酸化炭素も、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に導入され、そして、二酸化炭素及び石灰乳が、沈殿した炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を製造するように反応することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
二酸化炭素及び石灰乳が、ＰＣＣのインライン製造プロセスにおいて、お互いに接近して導入されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項１４】
１つ以上の注入混合機（３８，４０）が、二酸化炭素及び／または石灰乳を導入するために使用されることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項１５】
二酸化炭素及び／または石灰乳が、繊維状ウェブ装置のアプローチシステムのパイプラインの一部の中に、または、そのポンプ、混合機、槽などの１つの中に導入されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
生石灰が、好ましくは８０度以上の温度で、より好ましくは１００度以上の温度で消化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳のインライン製造装置であって、
当該装置は、消化装置の第一部分として、生石灰を粉砕してそれを消化水の一部と混合するための粉砕装置を含み、消化水の残りを生石灰と混合して生石灰を消化して石灰乳を形成するための消化装置の第二部分を含み、そして石灰乳を洗浄するための装置を含み、
消化装置の第二部分の構成要素として少なくともポンプ（５２，７０）と、石灰乳から不純物を除去するためにそれに連続流関連して配置された手段（３６，５４，５８，６０，６２）と、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を導入するための手段（３８）を含むことを特徴とする、前記装置。
【請求項１８】
消化装置の第二部分が、置換ポンプ、好ましくは消化スクリュー（５２）、または動力ポンプ（７０）及びその圧力管（７２）を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
動力ポンプ（７０）が、従来の遠心ポンプまたは円板回転子ポンプであることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
消化装置が、石灰乳から水酸化カルシウム凝集体及び／またはくず岩石を除去するための手段（３６，５８，６０）を更に含み、当該手段（３６，５８，６０）が、ＰＣＣのインライン製造プロセスへの接続点（３８）の直前に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を供給するための手段が、少なくとも１つの注入混合機（３８）を含むことを特徴とする、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
当該装置が、消化で使用される液体Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の少なくとも１つを加熱ための手段を含むことを特徴とする、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
生石灰ホッパー（３０）と、粉砕装置（５０）と、消化スクリュー（５２）と、使用に適さない材料を石灰乳から除去するために用いる仕分け装置（５４）と、主に水酸化カルシウム粒子を石灰乳から除去するために用いる１つ以上のサイクロンクリーナー（５８）と、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を導入ために用いる注入混合機（３８）とを、主に含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
生石灰ホッパー（３０）と、粉砕装置（５０）と、その圧力管を持つ円板回転子ポンプと、使用に適さない材料を石灰乳から除去するために用いる仕分け装置（５４）と、主に水酸化カルシウム粒子を石灰乳から除去するために用いる１つ以上のサイクロンクリーナー（５８）と、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を導入ために用いる注入混合機（３８）とを、主に含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
生石灰ホッパー（３０）と、粉砕装置（５０）と、その圧力管を持つ遠心ポンプと、使用に適さない材料を石灰乳から除去するために用いる仕分け装置（５４）と、主に水酸化カルシウム粒子を石灰乳から除去するために用いる１つ以上のサイクロンクリーナー（５８）と、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を導入ために用いる注入混合機（３８）とを、主に含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立形式の請求項１及び１７の前段部分に記載されているような繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳の製造方法及び装置に関する。特に有利なことに、本発明の好ましい形態による方法及び装置は、生石灰を消化することによる石灰乳の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
生石灰の消化は、酸化カルシウム（生石灰）からの水酸化カルシウム（消石灰、石灰乳）の製造を意味する。製紙業では、生石灰の消化は、紙のコーティング材または充填材として使用される炭酸カルシウムの製造に関連して、通常なされる。伝統的に、生石灰は、初期の材料として作用する粉末生石灰（ＣａＯ）のある比率で水性スラリーを製造することによって消化され、そして、炭酸カルシウム／石灰石を加熱することによって製造される。伝統的に、これは、大きい消化槽の中に水と酸化カルシウムを混ぜることによってなされ、そして、当該混合物は、大きい混合機の手段により、混合される。当該プロセスでは、酸化カルシウムが水と反応すると、それは水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）に転化される。同時に、加熱が解放される。粗い未反応フラクションは、例えば沈降／浄化の手段により、製造された水酸化カルシウムスラリーから分離され、当該フラクションは、ウォッシャースクリューを介して、輸送容器に、さらには例えば農業における土壌改良での使用のために、輸送される。石灰乳とも呼ばれるふるい分けされた水酸化カルシウムは、その後、貯蔵容器にポンプ輸送され、そして、沈殿した炭酸カルシウム（ＰＣＣ）の製造用などの更なる用途のために、そこから輸送される。
【０００３】
フィンランド特許ＦＩ１０３９６４（図１）は、異なるタイプの生石灰の消化方法を記載し、そこでは、上述の製造方法で言及された混合消化槽が、消化／分離槽とインパクトミル粉砕機の組合せによって、取って替わられている。当該特許に記載されて方法では、酸化カルシウム及び過剰の水が、インパクトミル粉砕機に送られる。インパクトミル粉砕機から排出された材料、すなわち水酸化カルシウムを含有する水性懸濁液は、生石灰を完全に消化することと懸濁液から不純物を沈降させることの両方の目的で、容器中で数十分間保持される。沈降フラクションは、過大な生石灰からの特大粒子と共に他の不純物も含み、その砂及びケイ酸塩が特に言及され得る。これらの特大粒子すべては、インパクト粉砕機に戻され、そこでは、すべての材料が均一に十分に細かくなるまで、それらのサイズは再び低減される。強烈に粉砕された細かい不純物も含む、沈降プロセスからの洗浄水酸化カルシウムは、多少、炭酸カルシウムの製造などの更なる用途を待つために、貯蔵容器の中に取られる。
【０００４】
当該特許に記載された解決は、例えば以下の問題を有する。過剰の水がインパクト粉砕機の中に送られた時、炭酸カルシウムの粉砕は、水の潤滑及び湿らせる効果に起因して損なわれる。同時にまた、生石灰の消化で生成した熱のかなりの部分も、過剰の水を加熱するために使用され、このことは、生石灰消化プロセスを促進するための最良に可能なやり方では当該熱は使用できないことを、意味する。更に、更なる使用を待っている石灰乳の貯蔵は、石灰乳の品質を自然に悪化させる水酸化カルシウム凝集体の成長となる。
【０００５】
ＦＩ特許１２０７３３（図２）は、インパクト粉砕機の手段によって細かく粉砕された水酸化カルシウムを製造するための従来の特許からの更に発展した方法を記載し、それにより、酸化カルシウムはインパクト粉砕機で粉砕され、その中に、少量の水が、形成された粒子を湿らせてほこりを結合するために送られる。インパクト粉砕機中で形成されて湿らせた酸化カルシウム粉末は、インパクト粉砕機に関連して配置されたスクリューコンベヤの中に送られ、予備消和機として作用し、その中に水が添加され、そこで、当該材料が摩擦効果を受ける。当該スクリューから、当該材料、ここでは水酸化カルシウムと酸化カルシウムの混合物は、予備消和機として作用する槽に取っていかれ、その中に、消化に必要な合計水容積の残りを添加する。予備消和機及びインパクト粉砕機に添加された水の量は、消化水の必要合計量の約２０〜５０％、好ましくは消化水の合計量の約１／３、であり、予備消和機に添加される水の量は、消化水の合計量の８０〜５０％、好ましくは消化水の合計量の約２／３である。消化後、腐食土、鉄、砂、ケイ酸塩及び非粉砕酸化カルシウム粒子などの粗い不純物が、沈降によって石灰乳から除去され、それは、数十分から数時間にさえかかることがあり、不純物は、プロセスから最終的に除去される。最後に、形成された石灰乳は、貯蔵槽に送られ得るか、あるいは、炭酸カルシウムの製造に直接送られ得るか、どちらかである。
【０００６】
上記の両刊行物では、生石灰の最終消化は、比較的大きいサイズを要求し混合することが与えられる槽で実施される。更に、両刊行物は、大きい槽を前提とする沈降によって石灰乳の洗浄を実施することを提案する。消化槽及び沈降槽は、ある状況では、１つ及び同じ槽であってもよい。石灰乳が消化槽で洗浄される時、決して望まれない使用に、生石灰を消化槽からドリフトすることが可能である。上述したタイプの石灰乳の消化及び洗浄は、本発明のインラインＰＣＣ製造プロセスにとっては、例えばそれらのスペースの要求の理由で、適切ではない。
【０００７】
刊行物ＷＯ２００５／０３３４０３及びＷＯ２００５／０６１３８６は、例えば、ふるい、細かいふるい、遠心分離またはサイクロン分離機中で、消化した石灰を如何にして洗浄し得るか、開示する。しかし、言及された当該刊行物は、生石灰の消化を実際に如何にして実施するかに注意を払っていない。
【０００８】
いかなる上述した方法またはいかなる他の従来の方法によって製造された水酸化カルシウムが、沈殿炭酸カルシウム、すなわちＰＣＣ、の製造のための出発点である時、プロセスの第二化学薬品として二酸化炭素が必要である。これは純粋な二酸化炭素として入手できるか、あるいは、それは、ＰＣＣの製造ポイントに近い煙道ガスを製造するプラントから回収可能である。例えば、二酸化炭素製造プロセスの中の約５〜１５％の二酸化炭素含有量を有する工業プラント煙道ガスまたは近接する発電所のスタックから取ることが可能である。煙道ガスから得た二酸化炭素がＰＣＣ製造反応器に持って行かれ得る前に、煙道ガスは煙道ガス洗浄機で洗浄されて冷却されなければならない。洗浄中、ガス中に存在する固体粒子は、水中で洗浄される。洗浄されて冷却された煙道ガスは、従来技術のやり方で、続いて、水酸化カルシウムを充填したＰＣＣ沈殿反応器に送ることができ、そこでは、それらに含まれる二酸化炭素が、強力な混合下で、水酸化カルシウムの炭酸カルシウムへの沈殿を引き起こす（Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  ＣＯ２  ＞  ＣａＣＯ３  ＋  Ｈ２Ｏ）。過剰の煙道ガスは、排出管を介して大気中に排出される。調製された炭酸カルシウムスラリーは、槽の中に貯蔵され、そこから、それは、更にポンプ輸送されるかまたはタンクローリーで顧客に運ばれる。
【０００９】
従来技術（例えばＷＯ−Ａ２−２００５／０４４７２８）は、繊維状ウェブ装置のアプローチシステム中でＰＣＣを繊維パルプに直接製造する方法も記載する。他の従来技術の刊行物では、ＰＣＣの沈殿、すなわち繊維間での炭酸カルシウムの結晶化が、さらに数分または少なくとも数十秒かかると言われる。従来技術によれば、ＰＣＣの結晶化はとても長くかかるというのが自明のようだ。なぜなら、抄紙機とは別個の沈殿反応器におけるその従来の製造は、同様に少なくとも数分かかるからである。ほとんどの場合、ＰＣＣの従来の製造は、バッチ式反応器で起こる。結晶化の長い時間の理由は、弱い混合と考えられた。なぜなら、もし石灰乳と二酸化炭素がお互いに適切に均一に接触していないならば、結晶化反応は長時間かかることが自明だからである。
【００１０】
刊行物ＷＯ−Ａ２−２００９１０３８５４では、１秒のフラクションで繊維懸濁液の中に化学薬品を混合可能とするために用いる石灰乳及び／又は二酸化炭素の混合のために注入混合機を利用することによって、ＰＣＣの初期の材料の混合を明白に改善することがアイデアであった。当該刊行物による解決の目的は、約１秒であるいはそれよりも明らかに更に短い時間で、できるだけ速くＰＣＣの結晶化反応を完成することができることであった。当該刊行物で教示された速く効果的な混合後のＰＣＣの結晶化を検討する時、２つの観察がなされた。１つ目は、ＰＣＣ結晶のサイズ分布におけるかなり大きいサイズ偏差が依然として存在した。この段階で、ＰＣＣ結晶のサイズ分布は、結晶化反応のスピードに加えて、石灰乳の粒子サイズにも、大きい程度で依存しなければならないことが、明確に理解された。同時に、結晶化反応は比較的長い反応時間を依然として要求することが観察された。それは、化学薬品（石灰乳及び二酸化炭素）の実際の混合が非常に早くしかも間近で起こるという事実にもかかわらず、繊維状ウェブ装置のアプローチシステムにおける比較的長い反応帯を意味する。言い換えると、ＰＣＣの所望の結晶化反応が速いほど（短い反応帯と同様に一定のサイズのＰＣＣの両方を実際には意味する）、石灰乳の粒子サイズが良好に制御されなければならない。実際、上述の特許出願の方法を使用する時、炭酸カルシウムの結晶化は非常に急速に進むが、全ての微粒子の石灰乳が消費された時、残りのより大きい水酸化カルシウム粒子の溶解には、速い初期の結晶化反応と比べると不比例な量の時間がかかる。こうして、本発明の手段によって解決されるべき課題は、石灰乳中に何かの理由で存在するより大きい粒子の処理の仕方、又は、石灰乳中のそれらの形成を避ける仕方を決定することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
２つの解決策が存在する。１つ目は、ねらいは、そのような小さい粒子サイズを持つ石灰乳を製造することであり得るのであり、それは、炭酸カルシウムを速く、すなわち、繊維状ウェブ装置のアプローチシステムに適切な長さの反応帯を与えることが容易な時間で、溶解して結晶化させる。他の方法は、所望のサイズすなわち十分に小さい粒子のみがＰＣＣの製造プロセスの中に取り入れられるように、石灰乳を洗浄することである。
【００１２】
我々が実施した試験では、石灰乳の製造中及び石灰乳の後の処理中の両方で、石灰乳の粒子サイズに影響することが可能であることを、確認した。上で言及した刊行物ＦＩ−１２０７３３は、微粒子の水酸化カルシウムの製造方法を開示する。当該特許に開示された微粒子の水酸化カルシウムを実現する方法は、消化する前に生石灰を粉砕して、消化時間を短くすることである。しかし、石灰乳が混合タンク中で３分以上保存される後消化機において当該特許にしたがって石灰の最終消化がなされた時に、如何に小さい粒子サイズを実現できるかは、疑わしい。当該刊行物は、我々の試験で確認されたような石灰乳の粒子サイズを低減するための温度によって与えられる可能性を議論しない。
【００１３】
我々の試験では、石灰の温度及び消化時間によって製造された石灰乳の粒子サイズへの影響を及ぼすことに加えて、石灰乳の製造及び処理プロセスの様々な段階で発生する遅滞が石灰乳の粒子サイズへのかなりの影響を及ぼし、したがって前記遅滞は石灰乳とＰＣＣの両方の製造における問題を引き起こすことに、我々は注目した。石灰乳が更なる使用前に少しの時間とどまっていなければならないとすぐに、石灰乳中の水酸化カルシウム粒子は、凝集体すなわち水酸化カルシウムの固体粒子を形成する傾向をまさに有する。これらの粒子がＰＣＣの製造で終わる時、それらは物質移動を遅くする。なぜなら、水酸化カルシウムは、ＰＣＣ製造反応中に粒子の表面から始まって自然に溶解し始めるからである。これらの粒子が大きいほど、すなわち、使用前の沈降中に石灰乳が長く保存又は単に保持されているほど、粒子が溶解するのに長くかなり、そして、二酸化炭素と反応する水酸化カルシウムを反応器が長く含んでいる。これは、次々に、製造されたＰＣＣ中の結晶サイズの偏差の増加を意味する。なぜなら、ＰＣＣの製造中に、新しい結晶の形成及び存在する結晶のサイズ増加の両方共に、両方の初期の化学薬品が存在する限り、起こるからである。上述の状況は、石灰乳中の異なるサイズの粒子が存在する時は、したがって上記のＷＯ−Ａ２−２００９１０３８５４の方法を適用する方法でも、いつも存在する。しかし、もしＰＣＣが別個のプラントで製造されるならば、繊維パルプとの混合前に例えばサイクロン分離器などの手段によってＰＣＣを処理することが可能であり、それにより、所望のサイズのＰＣＣ結晶を繊維中に導入することが可能である。しかし、そのような方法は、例えばＷＯ−Ａ２−２００９１０３８５４に記載されているように繊維状ウェブ装置のアプローチシステム（いわゆるインライン方法）中でＰＣＣが直接製造される時には、可能ではない。
【００１４】
言い換えると、最適に操作するためにサイズのそろった粒子中にＰＣＣの結晶化を得るために、石灰乳の製造及び処理は、ＰＣＣの製造に関する他のプロセス及び装置のレベルに発展されなければならない。
【００１５】
この段階では、先行技術の石灰消化液は通常、沈降又は機械的ふるい分けのどちらかによる石灰乳からの不純物の分離をほとんど一般に含むことを、述べることができる。例えば、ＷＯ−Ａ２−２００５／０４４７２８は、石灰乳のふるい分けを議論する。しかし、沈降又はふるい分けの目的は、くず岩石又は他のそのような不純物を除去することのみである。なぜなら、ふるい分け又は沈降は消化後に直ちに実施されるからであり、そして、石灰乳は、ふるい分け及び沈降後、中間の又は貯蔵槽に運ばれるからである。言い換えると、石灰乳の凝集傾向は先行技術の刊行物では認識されてこなかった。
【００１６】
したがって、上述の先行技術プロセスの１つの具体的な問題は、石灰乳の粒子サイズが非常に大きく偏差することである。この理由は、石灰の消化で、又は、消化に続く石灰乳の処理で、見つけることができる。石灰乳中に形成される水酸化カルシウム粒子のサイズが比較的大きく偏差するが依然として最も大きな水酸化カルシウム粒子さえも消化に続く仕分けで分離されないように、生石灰は、容易に消化され得る。一方、ＰＣＣの製造前の石灰乳の更なる処理において、実際の生成物の品質又は収率のどちらかを低減させるかあるいは中間又は最終生成物の品質を低減させる不必要な遅滞が存在する。遅滞の考えられる原因は、例えば以下のことを含む：
・効率的に操作するためにかなり長い沈降時間（ほとんど何時間）を必要とする、沈降による石灰乳からの不純物の分離、
・施行に運ぶ前の石灰乳の保存、及び
・施行への石灰乳の運搬／移動であって、その全ては結果として固体水酸化カルシウム粒子の形成を有する。
【００１７】
これに加えて、石灰乳又はＰＣＣの製造に関するいくつかの先行技術方法で、追随する問題を注意でき、その問題は、上述の遅滞によって部分的に引き起こされる：
・石灰消化プロセスでのくず岩石又は他の不適用な生成物を強烈に粉砕する、それにより、最終生成物中に終わった例えばくず岩石が生成物の白さを低減させる、
・ＰＣＣの製造用の固体粒子を有する石灰乳の使用は、ＰＣＣの品質を、したがって、最終生成物の品質を、低減させる、
・ＰＣＣの製造前の固体粒子を有する石灰乳の仕分けは、プロセスからの固体粒子を廃棄物及び除去へ導き、それは、実際に石灰のより少ない収率になる、
・タンクでの従来の消化又はそれに続く前に、生石灰は時々、ふるい分けもされ、それにより、その中の石灰石粒子は廃棄物で終わりプロセスから除去される。
【００１８】
石灰乳の粒子サイズとその粒子形成の両方に関する上述の問題は、炭酸カルシウムが繊維状ウェブ装置のアプローチシステムの中に直接に結晶化されるＰＣＣの現代のインライン製造では、強調される。言い換えると、現在のねらいは、繊維状ストックの中で直接に、好ましくは繊維の表面上に直接に、炭酸カルシウムを沈殿させることであり、それにより、正しいサイズを有するＰＣＣ粒子の形成が、主に重要になる。そのようなシステムでは、ねらいは非常に短い時間でＰＣＣの沈殿を完結させること、主に、一定サイズの結晶を製造することであるので、原料として使用される石灰乳の粒子サイズは、従来よりも最終生成物の品質への本質的な重要性がかなり高い。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
したがって、本発明の目的は、繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳のインライン製造用のそのような方法及び装置を提案することによって業界の技術の状態を上げることであり、当該方法及び装置は、先行技術の問題及び不利益を最小限に抑える。
【００２０】
本発明の目的は、繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣの製造プロセス中の石灰乳のインライン製造用のそのような方法及び装置を提供することであり、当該方法及び装置は、効率的にかつ信頼性を持って操作され、利用する原料、水及びエネルギーをできるだけ効率的に使用する。
【００２１】
本発明の他の目的は、水酸化カルシウムの凝集を制御して、それが全く起こらないようにするか、又は、プロセスへのその不利益ができるだけ小さいようにすることである。
【００２２】
本発明の第３の目的は、繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳のインライン製造方法を提供することであって、効率的で単純なやり方での石灰乳の製造に続いて、繊維状ウェブ装置のヘッドボックスのアプローチパイプライン中に沈殿した炭酸カルシウムを製造する時に、当該方法は使用される。
【００２３】
本発明の上述の及び他の目的は、独立形式の請求項１及び１７に記載されているように、主に実現される。
【００２４】
本発明の他の追加の特徴は、添付の引用形式の請求項及び図面に例証された本発明の形態の以下の記載から、明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の主な有利な効果は、以下に列挙する：
・石灰乳の効率的な製造方法、エネルギー、新鮮な水及び原料を節約する当該方法、
・ＰＣＣの製造前の石灰乳の効率的な後処理、及び
・最終生成物用に最適化されたＰＣＣの効率的な製造。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
以下で、本発明とその操作が、添付の概略図面を参照することにより記述される。
【図１】図１は、石灰乳及び更にＰＣＣを製造する先行技術の方法の略図である。
【図２】図２は、石灰乳及び更にＰＣＣを製造する別の先行技術の方法の略図である。
【図３】図３は、石灰乳及び更にＰＣＣを製造する第３の先行技術の方法の略図である。
【図４】図４は、石灰乳及び更にＰＣＣを製造する第４の先行技術の方法の略図である。
【図５】図５は、抄紙機の短循環に接続された石灰乳及びＰＣＣの製造用の図４に概略的に示された方法のより詳細な図である。
【図６】図６は、石灰乳及びＰＣＣの両方のインライン製造用の本発明の有利な形態による装置の略図である。
【図７】図７は、ＰＣＣのインライン製造前に石灰乳を洗浄する本発明の有利な形態による方法の略図である。
【図８】図８は、石灰乳を洗浄しインライン製造用の本発明の別の有利な形態による装置の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
概略の図１及び２を参照して上記ですでに詳細に議論した先行技術の刊行物ＦＩ−Ｂ１−１０３９６４及びＦＩ−Ｂ１−１２０７３３は、微粒子の石灰乳を製造する異なる方法を主に提示する。両方の刊行物共に、沈降による石灰乳からの粗い不純物の分離を教示する。これらの刊行物は、石灰乳が、沈殿炭酸カルシウム、すなわちＰＣＣ、の製造用に使用されることを、単に記述する。当該刊行物のいずれも、ＰＣＣが如何にして実際に製造されるかを、実際に議論していない。更に、当該刊行物に記載された石灰乳の製造方法は、この発明が補充することを試みるある弱点を包含する。
【００２８】
図３は、ＰＣＣを製造する従来の方法の非常に概略の図である。製造は、専用のＰＣＣプラント中で起こり、そこで、石灰乳は例えば混合消化槽中で生石灰を最初に消化することによって製造され、それに続いて消化された水酸化カルシウム懸濁液、石灰乳は、大きい粒子を除去するために例えば沈降によって仕分けされる。仕分け後、石灰乳（ＭｏＬ）は、ほとんど中間／貯蔵槽を介してＰＣＣ反応器に導入され、その中に、二酸化炭素、ＰＣＣの他の成分もまた導入され、そこから、製造されたＰＣＣが、パイプラインを介するポンプ輸送によって、又は、ずっと向うに配置された繊維状ウェブ装置へのタンクローリーで、抄紙機へ可能な中間貯蔵後に輸送される。
【００２９】
図４は、ＷＯ−Ａ２−２００９１０３８５４に開示された、ＰＣＣを製造するより現代的な非常に概略の図である。ここで、二酸化炭素及び消化によって生石灰から製造された石灰乳、ＰＣＣの成分は、繊維状ウェブ装置のアプローチシステム中に導入され、そこでは、ＰＣＣの実際の結晶化反応は、好ましくは、しかし必ずしも限らないが、製紙用パルプの繊維又は製紙用パルプの他の固体の存在下に起こる。
【００３０】
すでに述べたように、ＰＣＣの製造に狙いを定めた石灰乳製造及びプロセス解決のいずれも、凝集体を形成する石灰乳の傾向を考慮しなかった。したがって、凝集体の形成を妨げるやり方も、それらの除去も、議論されなかった。しかし、石灰乳を仕分けするのに使用される方法、例えばふるい分けの穴サイズ、が同様にこの目的で適切な場合には、凝集体はしばらくの間除去される。しかし、ほとんどの場合、仕分けに続く先行技術のプロセスは、いくらかの種類の貯蔵又は少なくとも比較的長期間の輸送段階を含み、その間に、凝集体は再び形成され得る。
【００３１】
図５は、図４に非常に概略的にかつ簡潔に示されている比較的従来のヘッドボックスアプローチシステムでのＰＣＣの製造と組合せた、更に別の先行技術の石灰乳製造溶液の略図である。繊維状ウェブ装置のアプローチシステムは、ワイヤー貯水槽／混合槽１０を含み、その中に、繊維ウェブ生成物の製造に使用される潜在的な添加剤及び充填材材料も、及び、様々な繊維成分と繊維状ウェブ装置のワイヤー部分の両方からのろ液が、導入される。混合槽１０から繊維懸濁液が、ポンプ１２の手段により、ほとんど通常サイクロン洗浄プラント１４にポンプ輸送され、そこでは、重い不純物は、繊維懸濁液から除去され、当該不純物は、さもなければ、最終生成物の製造に有害であろう。その後、繊維懸濁液は、ガス分離槽１６の中に持って行かれ、そこでは、ほとんど空気であるガスは、真空ポンプ１８の手段によって懸濁液から分離され、当該ガスは、ワイヤー部分で終わるべきならば、最終生成物の製造に有害であろう。ガス分離槽１６から、繊維懸濁液は、繊維状ウェブ装置のヘッドボックス２４にヘッドボックスふるい２２を介して繊維懸濁液をポンプ輸送するヘッドボックスフィードポンプ２０に、流れる。上述のサイクロン洗浄プラント、ガス分離器及びヘッドボックスふるいの１つ以上が、いくつかの繊維状ウェブ装置で、アプローチシステムから省かれてもよいことが、この段階ですでに思い出されるべきである。ヘッドボックス２４は、繊維状ウェブ装置のワイヤー部分２６上のパルプを広げ、この図におけるワイヤーは、長網抄紙機ワイヤーとして示されている。長網抄紙機ワイヤー部分２６の下の矢印は、当該ワイヤー部分からのろ液が、混合槽１０に関連してここで配置されたワイヤー貯水槽中に通常向けられることを、示している。
【００３２】
上述の繊維状ウェブ装置のヘッドボックスの全部の先行技術のアプローチシステムは、例として、それに接続した生石灰消化装置を備えており、当該装置は、先行技術から原則公知のやり方で生石灰が消化される、消化槽３４、コンベヤ／フィードスクリュー３２、及び、生石灰を含有するホッパー３０から成る。水酸化カルシウムすなわち消化槽３４で製造される石灰乳は、消化槽３４で使用される水の量に依存して、希釈され又は希釈されずに、洗浄３６（ここでは１つ以上のサイクロン分離器として示されている）に導入され、そこでは、腐植、鉄、砂、シリケート及び未粉砕酸化カルシウム粒子などの望ましくない不純物が、石灰乳から分離され、それらは、サイクロン分離器の廃棄物としてプロセスから除去される。沈殿した炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を繊維状ウェブ装置の短循環に直接製造するために、サイクロン分離器の受け入れ、すなわちきれいな石灰乳は、抄紙機のアプローチシステムのパイプラインへ、好ましくはポンプ１２とサイクロン洗浄装置１４との間の点３８へ、中間貯蔵なしに図５に示された形態で直接輸送される。洗浄プラント３６又は洗浄段階は、ＰＣＣの製造の反応帯４４の前に直接配置されているとみなし得る。なぜなら、洗浄３６からＰＣＣの製造へ、より具体的には石灰乳の導入点３８への距離は、不利益な量の水酸化カルシウムの固体粒子／凝集を形成する十分な時間がないようにするべきである。これは、石灰乳の粒子サイズが沈降技術に基づいてＳｅｄｉＧｒａｐｈ法で測定した時に１．２μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下、にあること、及び／又は、洗浄からＰＣＣの製造の混合段階への流れ時間が好ましくは３０秒未満、最も好ましくは１０秒未満、であることを、を意味している。しかし、この段階では、プロセスの技術的理由に起因して、消化中のいかなる妨害の場合には、石灰乳が貯蔵されるシステム中に緩衝槽が通常存在しなければならないことを、考慮すべきである。言い換えると、洗浄された石灰乳のほんの一部が、連続流として緩衝槽の中に送られ、そこから、しばらくの間貯蔵された石灰乳の対応する流れが、ＰＣＣの製造プロセスに排出もされる。言い換えると、石灰乳を洗浄からＰＣＣの製造に直接送ることについて話しをする時、意味することは、洗浄された石灰乳のほとんどがＰＣＣの製造の中に取り入れられることである。同様に、石灰乳フィードポイント３８のわずかに上流のアプローチシステムの同じパイプラインでは、例えばＰＣＣの製造に適するようにプラントの煙道ガスが洗浄される煙道ガス洗浄装置又は二酸化炭素を含有する圧力槽であってもよい源４２から、二酸化炭素がポイント４０で導入される。図５に示されるものとは異なり、二酸化炭素は、所望により、ヘッドボックスに導くパイプ中に石灰乳フィードポイントの下流で導入され得る。パイプラインの上述の確かな点３８及び４０に加えて、石灰乳及び／又は二酸化炭素は、パイプラインに配置された装置間への及び／又は実際の装置、すなわちいくらかの可能性を決めるために混合機、ポンプ、混合槽、ワイヤーピット等、への繊維状ウェブ装置アプローチシステムの他の点の中に、導入され得る。より詳細に上記したケミカルフィードポイントに加えて、液体流Ｐ��Ｃがインライン製造されるポンプミル、厚紙又は紙の中間生成物又は最終生成物の製造ラインのいかなる適切な液体流に関連して、石灰乳のインライン製造が提供され得る。このケースでは、可能性は、数個の例にまさに言及するために、主に、（化学的、機械的及びリサイクルパルプの両方を含む）ポンプミル、厚紙及び紙からの処理された又は処理されないろ液、充填材材料成分、様々なパルプ成分である。
【００３３】
上記の図５に示す石灰消化装置は、本発明の第一の好ましい形態によれば、図６に示すかなり速い装置で置き換えることができ、当該装置は、図５の消化槽を置き換え、及び、生石灰ホッパー３０に続いて配置された大きいせん断力を形成し、及び、消化装置の第一部分を形成する粉砕装置５０又は回転混合を含む。この形態の粉砕装置５０の特徴は、当該装置が、お互いに関連して速く回転する２つの部品を含むことであり、当該部品は、処理された材料の中に大きなせん断力を発揮する。当該部品は、回転ロータ及び非回転固定子であってもよいが、二重反転ロータを使用することももちろん可能である。ＦＩ特許１２０７３３に記載されている衝撃粉砕機は、粉砕装置の例として言及し得るが、多くの他の代替物がなお存在する。粉砕装置５０での生石灰の粉砕は、粉砕されるべき生石灰に消化で要求される容量の水全体を混ぜることにより、又は、粉砕されるべき生石灰にいくらかの消化水を混ぜることにより完全にドライとしてのどちらかで、３つのやり方で原則実施され得る。消化液（矢印Ｗ１で示された消化液の任意のフィード）の存在下又はドライのどちらかで粉砕装置５０によって粉砕された生石灰は、この形態では有利にはスクリュー５２である消化装置に装置５０から排出される。
【００３４】
本発明の最も好ましい形態の特徴は、生石灰の消化反応で温度を最も速く上昇させる粉砕装置５０の中に、その量の水を供給することである。実際には、これは、粉砕装置での消化プロセスを開始する時間がある水量を意味し、それは、消化反応で本質的に十分に消費される。粉砕装置５０は、生石灰を、大きい表面積を有する非常に細かい粉末に粉砕する。その後、粉砕装置５０によって当該粉末と混合された水Ｗ１は、消化反応を非常に急速に開始させ、温度は非常に速く上昇する。この温度上昇は、消化反応を更に促進する。粉砕装置５０の中に供給される水の消費速度は生石灰の品質に、主にその反応性に、依存することが実際の事実であるので、温度の上昇速度を最大にするために供給される水Ｗ１の容量は、生石灰の反応性に従って投与されなければならない。言い換えると、過剰の水の加熱はエネルギーを消費して温度の上昇を減速させるので、消化反応で消費されるものよりも多くの水を粉砕装置５０に供給することは、価値がない。実際のおおざっぱなことは、消化水で要求される水の３分の１を粉砕装置５０に供給し、消化装置の第二部分を形成するスクリュー５２に残りを供給することでも良く、その中に、生石灰を消化してこうして酸化カルシウムを水酸化カルシウムに転化するために１又は数段階で消化液Ｗ２が導入される。スクリューへの消化水の供給は、スクリューで移動されるべき水酸化カルシウム及び酸化カルシウムのスラリーの粘度が目的に適した範囲内にあるように、言い換えると、スラリーがスクリューで容易に動くように、好ましくは指定される。消化に使用される液体の温度とスクリュー５２の長さは、輸送スクリュー５２中で生石灰が本質的に完全に消化されるように、適合される。言い換えると、粉砕装置中で消化を開始して輸送スクリュー又は目的に適した他の移動装置中でそれを競争することによって制御された条件で、本発明に従って生石灰の消化が実施される。
【００３５】
輸送／消化スクリュー５２に続いて、消化に使用される液体が石灰乳を低い十分な乾燥固体含有量に希釈しなかった場合には、石灰乳は液体ＤＷで希釈され、一貫して仕分けする際の石灰乳は、ポンプの手段で又はそれなしで、上述の適用可能な仕分け／仕分け機５４に導入され、その手段により、大きい不純物が石灰乳から除去される。これらの不純物も、プロセスから除去される。なぜなら、それらは、最終生成物にとってほとんどそれだけで不利益な材料を含んでいるからである。時々、洗浄装置を仕分け５４の廃棄物ラインにアレンジすることが可能であり（代替例が図７の形態に関連してより詳細に示される）、その手段により、使用可能な材料、すなわち水酸化カルシウム、が廃棄物から回収される。好ましくはこの仕分け段階５４は、プロセスのそのような点に持って行かれ、そこでは、水酸化カルシウムが粒子を形成する時間を全く持っていなかったので、プロセスから除去された実際にはすべての材料は、製紙中への導入用の少なくとも不適切な粒子サイズを有している。
【００３６】
仕分け５４からの受け入れの更なるプロセスにとって３つの代替があり、実際には細かく粉砕した水酸化カルシウムのみを含有する石灰乳である。それは、仕分け５４に続いて直ちにＰＣＣの製造に向けられてもよく（別個のＰＣＣ反応器又は繊維状ウェブ装置のアプローチシステムのどちらか）、それは、繊維状ウェブ装置のアプローチシステム中で又は別個のＰＣＣ反応器中で起こり得るＰＣＣの製造に更に向かってポンプ輸送されてもよく、あるいは、それは、ＰＣＣの製造への石灰乳の定常流が保証され得るように製造の偏差をバランスさせることが主な目的である緩衝槽などに向けられてもよい。緩衝槽は、繊維状ウェブ装置及び石灰消化の両方の製造停止の間にも、又は、適切なやり方でのそれらの後に、自然に使用できる。せいぜい、緩衝槽は、消化からＰＣＣの製造への石灰乳の輸送時に数秒の遅滞を引き起こすのみである。こうして、最適の条件では、緩衝槽を、例えば仕分け機５４に続くドロップレッグに置き換えることが可能である。しかし、ＰＣＣの製造用の石灰乳を使用前に後者の両方の場合には、石灰乳は、洗浄装置５８に、好ましくはサイクロン洗浄に、ポンプ輸送され、その手段により、粒子を形成する時間を持っていてＰＣＣの製造にはあまりにも大きいいかなる水酸化カルシウム粒子は、パイプライン又は繊維状ウェブ装置のアプローチシステム又は反応器のどちらかの中に、ＰＣＣの製造に導入されている石灰乳から、分離される。オーバーサイズ粒子は、再び粉砕されるべき粉砕装置５０のフィードにそれらが戻るように、十分に使用できる材料である。上述の洗浄工程５８は、単一のサイクロン洗浄装置、平行に接続した多くのサイクロン洗浄装置又は直列に接続した多くのサイクロン洗浄装置、のいずれかを好ましくは含み得る。
【００３７】
図７は、本発明の別の好ましい形態による仕分け配置を示す。この配置では、スクリュー５２から排出された石灰乳は、２段階サイクロン洗浄に送られ、そこでは、第一工程６０からの受け入れはＰＣＣの製造に直ちに持って行かれ、ＰＣＣの製造にとってあまりにも粗い材料を含有する廃棄物は、第２サイクロン洗浄工程６２中に導入される。実際に水酸化カルシウム凝集体のみを含有する第２サイクロン洗浄工程６２からの受け入れは、粉砕装置５０のフィードに戻され、プロセスに適さないほとんどくず岩石及び他の材料のみを含有する廃棄物は、洗浄スクリュー６４に送られる。廃棄物中に潜在的に存在する廃棄物水酸化カルシウム粒子からフラッシュする洗浄スクリュー６４に、向流洗浄で必要な液体Ｗ３もまた、供給され、そして、当該粒子は洗浄水Ｗ３によって、生石灰の消化に、例えばスクリュー５２に、持って行かれる。もちろん、粉砕装置５０においても生石灰消化水として液体Ｗ３を働かせることが可能である。最終生成物の製造に適さないくず岩石及び他の材料は、プロセスの廃棄物として洗浄スクリュー６４の排出末端から除去される。上記の記述から、サイクロン洗浄工程６０及び６２の両方は、１つ以上のサイクロン洗浄装置を含んでもよいことが、注目されるべきである。上記の２工程よりも多くの洗浄工程を提供することが更に可能である。同様に、最後の（この形態では第２の）洗浄工程の廃棄物の洗浄処理は、本発明では必要ではない。
【００３８】
本発明の第１の形態に記載された粉砕装置５０の使用は、消化前に生石灰粒子を微粉末に粉砕することによって、消化をより速くするという事実に加えて、それは、比較的軟らかい石灰石粒子を、より硬い石材料（石英など）又は焼結酸化カルシウム粒子よりも、使用可能なサイズに特徴的により容易に壊し、それにより、より粗いものが残る不純物は、仕分け５４においてプロセスから除去し得る。石灰石粒子は石灰の燃焼ですなわち形成され、そこでは、炭酸カルシウムが９００から１２００度の温度に加熱され、目的は、炭酸カルシウムを酸化カルシウム及び二酸化炭素に分解することである。燃焼において、炭酸カルシウムの一部は、酸化カルシウムに転化されることなく、いつも炭酸塩の形状のままである。しかし、この炭酸カルシウムは、適用可能な粒子サイズに粉砕される限り、紙用の充填材として十分に使用し得る。本発明で使用される粉砕装置５０は、これを成すことが可能であり、従って、石灰石すなわち粉砕された炭酸カルシウムは、（図６のプロセスにおいて）仕分け５４及び洗浄５８の両方を通過し、それは、最終生成物中に充填材材料として伴われる。従って、本発明による方法及び装置は、いかなる利用可能な材料を廃棄することなく石灰の燃焼から得られる材料の利用割合を改善する。
【００３９】
更に、すなわち水酸化カルシウム懸濁液である石灰乳からの不純物を除去するための様々な形態での上記で示されたサイクロン洗浄工程３６及び５８の代わりにふるい分け型の装置を使用することは、本発明の追加の形態として言及され得る。そのようなふるい分け型装置は、ほんの数個の例に言及すると、振動ふるい分け、曲線ふるい分け、仕分け機又は圧力仕分け機であってもよい。対応する装置は、上記図６に関連して示された発明の形態の仕分け機５４として使用するのにも自然に適している。
【００４０】
図７の形態で石灰乳を洗浄する最終工程の廃棄物の洗浄を実施するための又は図５〜７の形態で石灰の消化を実施するためのプロセス液体として、従来のように、ミル水を本発明で使用してもよく、ここではミル水とは、洗浄されたミルろ液又は様々な方法で洗浄された原水を意味する。しかし、本発明ではいくらかの非洗浄水もまた石灰を消化するために使用して、こうして水の不必要な洗浄を避けたり又は原水を使用したりしてもよいことが、本発明の方法の１つのバージョンの特徴である。言い換えると、プロセス液体は、超透明な、透明な又は濁ったろ液、白水、プロセス廃水からのろ液、漂白からの洗浄ろ液、プレスからのろ液、又はヘッドボックスストック又は非希釈繊維懸濁液であってもよい。
【００４１】
更に、消化をできるだけ速く実施するために、消化において高い乾燥固体濃度及び／又は消化用に適した高温で液体を使用することが、本発明のすべての形態にとって有利である。好ましくは、液体の温度は、本発明の上述した形態では、３０〜６０℃の範囲であるべきであり、及び／又は、乾燥固体濃度は、８０度以上、好ましくは９０度以上、より好ましくは１００℃付近、あるいは更にそれよりも高い温度範囲の消化温度を実現するのに、３０％以上であるべきであり、それにより、生石灰の消化が最も効率的に起こる。例えば、もしも生石灰が非常に純粋ならば、３５度の消化水は、１７％の乾燥固体含有量の生石灰の消化温度を、約１００度に上昇させることができる。実際、生石灰の効率的でこうして速くもある消化は、最終結果が高品質の石灰乳でありその粒子形状及びサイズが例えばＰＣＣの製造にとって最適であるという点で、証明され得る。こうして、総経済にとって、消化水用の最良な代替は、プロセス温度でプロセスから直接受ける温液である。プロセスからそのまま取られる液体又はミル水であろうが液体は、例えばプロセスからの２次加熱を利用して目的に適した加熱装置の手段によって、更に加熱されることもまたあり得る。様々なプロセスろ液が、使用可能な液体代替物として言及され得る：超透明な、透明な又は濁ったろ液、白水、プロセスの流出水からのろ液、漂白からの洗浄ろ液、プレスろ液などと共に、ヘッドボックスストック及び濃度５％までの非希釈パルプ。
【００４２】
図６のプロセス図解に従って実施する時、ヘッドボックスアプローチシステム配管中のＰＣＣへの本質的に十分な転化が、好ましくは２分以内で、より好ましくは１分以内で、最良では約３０秒以内で点４６で起こるまで、粉砕装置５０へ図６のホッパー３０から石灰の排出から出発してＰＣＣの製造を実施することが可能である。ＰＣＣの製造で速く反応する形状とサイズの水酸化カルシウム粒子を形成し、消化に使用される水ができるだけ熱い時には特に、スクリューで速く（好ましくは１０秒未満以内で、より好ましくは５秒未満で）消化される小粒子への生石灰の速い粉砕に、プロセスの速度は自然に基づく。
【００４３】
我々が実施した試験では、沈降技術を基礎としたＳｅｄｉＧｒａｐｈ法で測定した、発明に従って製造された石灰乳の平均粒子サイズは、１．０μｍ未満であり、（約１５％の固体含有量での）粘度は、約５００ｍＰａｓ以上であり、ふるい分け残渣（直径１００μｍを超える粒子）は０．１％未満である。
【００４４】
図８に示される本発明の有利な第２の形態によれば、図６の粉砕装置５０に続いて配置され消化装置の第二部分を形成する、より広くは置換ポンプと考えられる、輸送／消化スクリュー５２は、動力ポンプ７０及びそれに続く圧力管７２によって置き換えられてもよい。しかし、このケースでは、主な代替物は、他の動力ポンプも排除しない、様々な遠心ポンプである。目的に適したポンプの有利な例として、高速で回転する円板回転子によってポンプ輸送が実施されるＤｉｓｃｆｌｏ型ポンプ及び従来の遠心ポンプが言及できる。
【００４５】
Ｄｉｓｃｆｌｏ型の円板回転子ポンプ７０は、高い乾燥固体濃度で、装置中にすでに部分的に消化されている粉砕された石灰をさらに粉砕装置５０からポンプ輸送できる。当該ポンプの圧力導管に続く圧力管７２の温度が１００度以上や更に１５０度以上であってもよいように、円板回転子ポンプ７０は圧力を発展もさせ、その結果、有利に、石灰が非常に速く消化され、形成された石灰乳が非常に小さい粒子サイズとなる。図６のスクリューのように、Ｄｉｓｃｆｌｏポンプ７０で、消化に必要な液体Ｗ２は、ポンプ輸送前、ポンプ輸送中、及びポンプ輸送後の少なくとも１つの好ましくはそれを超える点で、粉砕された石灰中に導入され、従来の形態の消化液にとってこの形態で液体Ｗ２のために適用する温度を除いて同じ特徴である。輸送／消化スクリューのように、消化期間の温度がポンプ７０の圧力管７２中を１００度以上に増加する時、石灰の消化速度が最大になるように、ポンプ輸送に関連して導入された液体がもし十分に熱いならば（この形態では温度はポンプ輸送の加圧効果に起因して８０〜９５度であってもよい）、石灰の消化にとって有利である。仕分け濃度への石灰乳の希釈は、実際の消化反応後又はその最終段階で、後に起こる。
【００４６】
従来の遠心ポンプは、粉砕装置から届く粉砕され部分的に消化された石灰を更に輸送するのにも使用できる。しかし、遠心ポンプの操作原則、すなわちポンプ輸送される材料の必須の低い濃度、に起因して、粉砕装置からの粉砕された石灰の流れは、懸濁液の乾燥固体含有量が数パーセント（好ましくは  ２〜６％の程度）であるように、消化液と混合されなければならない。石灰を速く消化して微粒子の石灰乳を製造することが目的の時、希釈用に使用される液体の温度は、できるだけ高いべきである（好ましくは８０〜９５℃）。遠心ポンプはＤｉｓｃｆｌｏポンプのように圧力を増加させるという理由で、ポンプの圧力導管の後の圧力管中で、温度が１００度以上、更には１５０度以上に上昇されるのが、好ましい。
【００４７】
粉砕装置からの粉砕された石灰を、遠心ポンプのポンプ輸送濃度へ希釈することは、ポンプ輸送前に希釈／消化水中に粉砕装置からいかなる潜在的な石灰粒子を分散させるために混合機を備えた適切な槽の中で希釈を実施することによって、進められてもよい。粉砕された石灰を希釈する別のやり方は、遠心ポンプのフィード開口を粉砕装置の排出開口の近くに配列することであり、それによって、（好ましくは熱い）希釈／消化液がプロセスのこの点の中に導入される時、遠心ポンプは必要な分散を実施して、実際の消化は、遠心ポンプの圧力導管の後の流路中の上昇した圧力及びより高い温度で起こる。遠心ポンプの手段によって消化されたそのような石灰乳は、そのまま仕分けの中に送られてもよく、もし必要ならより低い乾燥固体含有量に希釈されてもよい。しかし、それにより、必要な希釈液体の量は、Ｄｉｓｃｆｌｏ型の円板回転子ポンプを使用する時よりも低い。
【００４８】
上記の議論は、生石灰からの石灰乳の製造に関する。しかし、乾燥水酸化カルシウムである水和物から同様に石灰乳を製造することも可能である。言い換えると、それは、消化反応で全体的に又はほぼ全体的に使用されている消化に使用される水、消石灰である。水和物からの石灰乳の製造は、水和物を水中に所望の乾燥固体含有量に溶解し、そして、こうして形成された石灰乳を本発明に従うサイクロン洗浄の中に導入することにより、なされるが、より一般的には、仕分けを介して繊維状ウェブ装置のアプローチパイプライン中でのＰＣＣの製造に対してただちである。
【００４９】
上記では、繊維状ウェブ装置のアプローチパイプライン中のＰＣＣの形成方法は詳細には議論されなかった。必ずしも必要ではないが、好ましくは、それは刊行物ＷＯ−Ａ２−２００９１０３８５４に詳細に記述されているように実施される。要するに、最も好ましくは、ＰＣＣの製造は、二酸化炭素及び石灰乳の両方を繊維状ウェブ装置のアプローチシステム中に、より具体的にはそのパイプライン、装置又は槽の中に、（参照番号３８及び４０として言及されていると考慮され得る）注入混合機を使用することによって、実施され、その手段により、両方の化学薬剤は、相互の反応用の最適な条件が形成されるように、繊維状ストックの中に実際均一に混合され得る。こうして、当該反応は、図５及び６の参照番号４４によって示される反応帯の長さの範囲内で非常に速く進行する。図５及び６は、参照番号４６で計量装置をも示し、その手段により、反応の進行、実際は反応の終結、が確認され得る。計量装置は、例えばほんの数個の例に言及すると、ｐＨ−測定、又は導電率、又は断層撮影に基づき得る。アプローチシステムのパイプラインにおいては、サイクロン洗浄とガス分離との間で、又は、ガス分離とヘッドボックスふるい分けとの間で、又は、ヘッドボックスふるい分けとヘッドボックスとの間で、混合槽前での繊維パルプフラクションの導入に対しても、図に示されたような上流側にサイクロン洗浄を配置することに加えて、注入混合機が配置されてもよい。更に、薬剤（１個又は両方のどちらか）が、場合によっては、アプローチシステムの槽、ポンプ及び／又は混合機に導入されてもよい。
【００５０】
ほんの数個の最も好ましい形態が上記で議論されていることに、注目すべきである。こうして、本発明は上述の形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって定義された範囲内で多くのやり方で応用されてもよいことが、自明である。所望されるなら及び技術的に可能なら、様々な形態に関連して開示された特徴は、本発明の範囲内の他の形態に関連して使用されてもよく、及び／又は、異なる集まりが、開示された特徴から組合されてもよい。
【図１】
2013528155.tif 000003
【図２】
2013528155.tif 000004
【図３】
2013528155.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013528155.tif 000009
【図８】
2013528155.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月13日(2013.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳のインライン製造方法であって、
当該方法によれば、生石灰は粉砕装置中で粉砕され、当該粉砕装置は消化装置の第一部分を形成し、当該粉砕装置の中に、消化で要求される水の一部が供給され、粉砕された生石灰と水のスラリーは、消化装置の第二部分に取られ、その中に、消化のために要求される水の残りがもたらされ、その中で、生石灰が少なくとも８０度の温度で石灰乳に消化され、その後、製造された石灰乳が、それから特大の粒子及び凝集体を分離することにより、洗浄され、以下を特徴とする、製造方法：
・ポンプ（３４；５２；７０，７２）またはその圧力管（７２）中の生石灰の保持時間が、生石灰の消化のために要求される時間に本質的に対応するように、ポンプ（３４；５２；７０）中でまたは消化装置の第二部分を形成するその圧力管（７２）中で、生石灰が消化され、
・製造された石灰乳が、ポンプ（３４，５２，７０）またはその圧力管（７２）から、洗浄（５８，６０）に供給され、
・石灰乳をＰＣＣのインライン製造プロセスに導入する直前に、過大な水酸化カルシウム粒子が除去され、そして、
・繊維状ウェブ装置の最終あるいは中間生成物の製造ラインに配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中に、石灰乳が導入される。
【請求項２】
石灰乳の消化が、加圧容積（７２）で実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
石灰乳から水酸化カルシウム凝集体を除去前に、ふるい分け（３６，５４）において、くず岩石などの不純物が、石灰乳から除去されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
仕分け（３６，５４）において、水酸化カルシウム凝集体と一緒に石灰乳から不純物が除去される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
消化装置の第二部分が少なくとも消化スクリュー（５２）を含むように石灰乳が消化され、それにより、
・水と粉砕された生石灰のスラリーが、粉砕装置（５０）から消化スクリュー（５２）に排出され、
・消化で使用される液体が、消化スクリュー（５２）に導入され、そして
・消化された石灰が消化スクリュー（５２）から排出される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
・水と粉砕された生石灰のスラリーが、粉砕装置（５０）から動力ポンプ（７０）に排出され、
・生石灰を消化するために使用される液体Ｗ２が、ポンプ（７０）に関連しているように供給され、
・形成された懸濁液の圧力が、ポンプ（７０）で上昇し、そして
・懸濁液がポンプ（７０）から圧力管（７２）に導入され、それにより、生石灰の消化が、上昇した圧力及び高温で、ポンプ（７０）に続く容積で起こる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
・水と粉砕された生石灰のスラリーが、粉砕装置（５０）から遠心ポンプ（７０）に排出され、
・消化／希釈液体Ｗ２が、水と粉砕された生石灰のスラリーの中に、ポンプ（７０）の取入れ側で添加される、
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法，
【請求項８】
消化のために使用される液体Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が、消化の中へのその導入の前に、加熱されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
・石灰乳から不純物を分離するために、消化装置（５２）から仕分けの中に、石灰乳が排出され、
・石灰乳が緩衝槽の中に取られ、
・石灰乳から水酸化カルシウムの粒子を除去するために、洗浄装置（５８）の中に、石灰乳が導入され、そして
・石灰乳が、繊維状ウェブ装置のアプローチシステムの中に導入される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
水酸化カルシウム粒子が、粉砕装置のフィードにリサイクルされることを特徴とする、求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つの工程を持つサイクロン洗浄プラントが、洗浄のために使用され、その第一工程において、ＰＣＣの製造に適した石灰乳が、第二工程の中に導入される水酸化カルシウム凝集体及びくず岩石から分離され、そこから、当該凝集体が粉砕装置（５０）のフィードに戻り、そして、くず岩石１０などがプロセスから除去されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
二酸化炭素も、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に導入され、そして、二酸化炭素及び石灰乳が、沈殿した炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を製造するように反応することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
二酸化炭素及び石灰乳が、ＰＣＣのインライン製造プロセスにおいて、お互いに接近して導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
１つ以上の注入混合機（３８，４０）が、二酸化炭素及び／または石灰乳を導入するために使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
二酸化炭素及び／または石灰乳が、繊維状ウェブ装置のアプローチシステムのパイプラインの一部の中に、または、そのポンプ、混合機、槽などの１つの中に導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
生石灰が、好ましくは８０度以上の温度で、より好ましくは１００度以上の温度で消化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
繊維状ウェブ装置に関連して配置されたＰＣＣのインライン製造プロセス中の石灰乳のインライン製造装置であって、
当該装置は、消化装置の第一部分として、生石灰を粉砕してそれを消化水の一部と混合するための粉砕装置を含み、消化水の残りを生石灰と混合して生石灰を消化して石灰乳を形成するための消化装置の第二部分を含み、そして石灰乳を洗浄するための装置を含み、
消化装置の第二部分の構成要素として少なくともポンプ（５２，７０）と、石灰乳から不純物を除去するためにそれに連続流関連して配置された手段（３６，５４，５８，６０，６２）と、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を導入するための手段（３８）を含むことを特徴とする、前記装置。
【請求項１８】
消化装置の第二部分が、置換ポンプ、好ましくは消化スクリュー（５２）、または動力ポンプ（７０）及びその圧力管（７２）を含み、動力ポンプ（７０）が、従来の遠心ポンプ及び円板回転子ポンプの１つであることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
消化装置が、石灰乳から水酸化カルシウム凝集体及び／またはくず岩石を除去するための手段（３６，５８，６０）を更に含み、当該手段（３６，５８，６０）が、ＰＣＣのインライン製造プロセスへの接続点（３８）の直前に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を供給するための手段が、少なくとも１つの注入混合機（３８）を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
当該装置が、消化で使用される液体Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の少なくとも１つを加熱ための手段を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
生石灰ホッパー（３０）と、粉砕装置（５０）と、消化スクリュー（５２）、その圧力管を持つ円板回転子ポンプ及びその圧力管を持つ遠心ポンプの１つと、使用に適さない材料を石灰乳から除去するために用いる仕分け装置（５４）と、主に水酸化カルシウム粒子を石灰乳から除去するために用いる１つ以上のサイクロンクリーナー（５８）と、ＰＣＣのインライン製造プロセス中に石灰乳を導入ために用いる注入混合機（３８）とを、主に含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【国際調査報告】
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