含有偏三角面体沉淀碳酸钙(s-PCC)的纸的制作方法

本发明涉及一种含有确定规格的偏三角面体沉淀碳酸钙(s-pcc)的纸。本发明还涉及确定规格的s-pcc作为纸的填充材料的用途。

背景技术：

纸是二维材料，其基本上由植物来源的纤维组成，并且通过从筛状网上的纤维悬浮液中除去水分而形成。由此形成的纤维物被压缩和干燥。

纸的主要成分之一是纤维素纤维，其长度在几毫米到几厘米的范围内。纤维素首先广泛暴露，即与半纤维素、树脂和其他植物组分分离开。由此获得的纸浆与水混合并且去纤维。含水悬浮液在细网状筛网上的薄层中沉积，并且通过在其从筛网滴落时移动筛网而被机械地增稠。当纸干燥后，其表面被浸渍(该过程称为上浆)。

纸的基本原料可以被分为四组。

a)纤维材料(木浆，半化学浆，纸浆，废纸，其他纤维)

b)上浆和浸渍(动物胶，树脂，石蜡，蜡)

c)填充材料(高岭土，滑石，石膏，硫酸钡，白垩，钛白等)

d)辅助材料(染料，消泡剂，分散剂，助留剂，絮凝剂，润湿剂)

本发明涉及pcc作为填充材料的用途。pcc是一种合成工业矿物，其由生石灰、石灰石作为原料制成。与其他工业材料不同，pcc是一种合成产品，其能够进行成形和改性，以赋予要生产的纸张各种性能。pcc的物理形态能够在反应器中发生显着地变化。可变因素包括反应温度、加入二氧化碳气体的速度、及移动速度。这些变量影响pcc颗粒的晶粒度和形状、其表面积和表面化学以及晶粒尺寸分布。虽然可以借助于pcc控制纸张性能的能力获得许多优点(比使用重质碳酸钙gcc具有更高的亮度、不透光性和厚度)，到目前为止，传统的pcc作为填充材料的可能用途因为它使纤维不太稳定而受限。

实际上，常规制造的平均晶粒尺寸d4.3为1.5μm至约5μm的s-pcc特别地在复印纸中用作填充材料，但仅达到约30％的填料度，否则抗撕裂强度很低。因此，亟需能够在不降低纸张性能的情况下增加s-pcc的填充度。

技术实现要素：

通过制备根据本发明的纸可以克服上述缺点。为此目的，该纸含有改性的偏三角面体沉淀碳酸钙(s-pcc)。s-pcc的晶粒尺寸分布乘以100≥59，优选地≥60，特别优选地≥62，尤其优选地≥65，并且s-pcc的平均粒径d4.3在1.5至5.0μm的范围内，特别优选地为2.0至4.0μm，特别是2.9至3.1μm。

本发明由实验实施引出，随着s-pcc的d4.3值的增加以及晶粒尺寸分布的宽度增加，对一些纸的性能如抗撕裂性具有不利影响。已经证明，窄的晶粒尺寸分布有助于抵消这种情况。

根据本发明的纸优选是图纸。图纸是用于打印、书写和复印的纸张。随着对图纸的需求的增长，专门为这些类型的纸张设计的工艺技术也变得更加重要。

该纸的克重优选地为自20至90g/m²，特别优选地为40至80g/m²，特别是自50至60g/m²。因此，该纸可以特别地是薄纸(约20至30g/m²)、圣经纸(约40g/m²)、新闻纸或lwc纸(约50g/m²)、便条纸或文具纸(约60g/m²)、打字纸(约70g/m²)或复印纸(约80g/m²)。然而，还可能使用根据本发明的这种s-pcc填充“重”纸如克重为200至500g/m²的纸板，以获得良好的效果。

可以增加纸张填充有规定规格的s-pcc的程度，相应地可以降低明显更昂贵的纸浆的百分比，而不损害基本纸张性能。相反，已经发现，添加根据本发明使用的s-pcc改善了重要的纸张性质，例如不透明度、拉伸强度和比容。

s-pcc在纸中作为填充剂的比例在10％至30％灰分范围内。样品中含有的无机材料的总量称为“灰”。当有机材料燃烧时，基本上仅产生co2和水蒸气，可能还产生so2或nh3。这些气体消散，没有残留物。相反，无机组分形成盐或氧化物，其典型地在正常火焰温度下甚至不熔化。因此，燃烧残余物，灰，包含样品的所有无机组分。焚烧应理解为通过加热至575±25℃来控制燃烧，直至观察不到进一步的失重。燃烧必须在没有空气流通的情况下进行，并且不得过于剧烈地进行以防止任何细小的飞灰被带走。未经涂布的纸的“灰”主要由填充材料组成，涂布纸的“灰”还包含无机涂层颜料。灰的量表示为(干燥的)纸质总重量的百分比。

因此，本发明的另一方面涉及作为纸张的填充材料的偏三角面体沉淀碳酸钙(s-pcc)的用途，该s-pcc具有的晶粒尺寸分布，其比率乘以100被解析为：乘以100≥59，并且其平均晶粒尺寸d4.3在1.5至5.0μm的范围内。比率乘以100(d4.3/d90x100)优选地≥60，特别优选地≥62，尤其优选地≥65。s-pcc的平均晶粒尺寸d4.3优选地在2.0至4.0μm的范围内，特别地为2.9至3.1μm。

因此，需要乘以100比率大于等于59且平均粒径d4.3在1.5至5.0μm的范围内的s-pcc。但到目前为止，还没有能够提供这种材料的工业方法。但是，这个问题也根据本发明被解决了。

根据现有技术已知的许多方法，其中pcc通过向水性悬浮液ca(oh)2(“石灰乳”)中加入co2形成。co2可以是液体形式，或者可以经由合适的通风系统作为气体被引入至石灰乳中。可以借助于添加剂或晶种以及相应适应的工艺管理来产生所需的pcc形态。在大规模生产中，通常采用批量生产模式。

在文献中充分地描述了对pcc的改性。在当前内容中，术语“改性”应理解为是指具有定义形态的工业制造的晶体的族，其中文石和方解石是特别重要的代表，并且球霰石和六水方解石的相关性较低。还有特殊的过渡形式，例如碱性碳酸钙或无定形碳酸盐，其也可以是分离的。本行业的技术人员典型地从许多成功和不成功实验的会熟悉pcc系统的限制条件——其中一些非常复杂——可能会影响改性。预先规定基本控制参数，例如典型批量循环开始时的起始温度连同供应的石灰乳的浓度和co2浓度。来自原材料的影响在大量的测试系列中被消除，并且如果需要，可以使用各种类型的添加剂以易于控制。还可能通过调节反应条件来改变pcc晶体的聚集度。

然而，到目前为止，还没有系统的方法来生产具有定义的晶粒尺寸和定义的(窄)晶粒尺寸分布的pcc。其原因可能在于众多参数的复杂相互作用。这些包括例如气体处理参数连同co2浓度、反应器的大地测量学的有效高度和耗散能量输入。此外，在目前为止工业中最常使用的典型间歇反应中，在反应的任何时刻，重要的工艺参数能够在每种情况下在不同的特性方面改变，例如待气体处理的悬浮液的ph值、电导率、温度、游离钙离子和碳酸氢根离子的比率、悬浮液的密度和悬浮液的粘度。所有这些变化的动力学在任何时候都不一致稳定，一些参数例如ph值和电导率在接近间歇式循环结束以前不会明显改变，但是随后它们会显著地发生变化；同时，其他参数如温度升高、密度变化和粘度变化表现出几乎线性的变化特征。由于在羧化期间明显产生两个主要阶段，在反应开始时优选的成核阶段，和趋于优选的随后的颗粒生长阶段，而更加复杂化。如最近的文献中所述，甚至粒子生长也不是以线性方式发生，而是经由一系列的具有极其不同形态的中间状态发生。

这些原因，对于平均晶粒尺寸(d4.3值)和晶粒尺寸分布的宽度的特征变化，关于许多现象中的哪些是决定性的、可控的和可调节的信息至多非常有限。因此，几乎没有任何指标表明本领域技术人员必须采用现有pcc系统来采取哪些步骤以便获得具有定义的晶粒尺寸和定义的晶粒尺寸分布的产品。因此，到目前为止，还不可能始终如一地实现这一目标。

us6,251,356b1建议通过控制工作压力的阶数来调节压力反应器中的平均晶粒尺寸。令人满意的是，晶粒尺寸比与传统工艺控制比更窄。这个过程本身在技术上非常复杂。

ep1222146b1涉及一种两阶段的连续工艺。在第一阶段，产生一定浓度的颗粒。为此，能够在恒定的气体流速下改变石灰乳的体积流量。此外，通过供应具有增强的反应性的细石灰乳，能够对所需的晶粒尺寸进行影响。

根据gernotkrammer等人(part.thepart.syst.charact.19(2002)348-353)，co2浓度的增加导致平均晶粒尺寸的减小。bofeng等人(materialsscienceandengineeringa445-446(2007)170-179“effectofvariousfactorsontheparticlesizeofcalciumcarbonateformedinaprecipitationprocess(各种因素对沉淀过程中形成的碳酸钙的晶粒尺寸的影响)”)描述了co2浓度对平均晶粒尺寸的不利影响。

石灰乳的浓度是影响平均晶粒尺寸的另一个参数(kraljetbrecivicfromcroaticachimicaacta，80(3-4)467-484(2007)“oncalciumcarbonatesfromfundamentalresearchtoapplication(碳酸钙的基础研究到应用)”)。石灰乳中较高的固体含量通常会导致较粗的颗粒，较低的固体含量会导致较细的颗粒。

还已知在pcc设备的连续操作中，文石晶体逐渐变大。

pust(题为“die-pcc”[沉淀碳酸钙——pcc的生产]的论文，rwthaachen，1992)描述了生石灰生产中淬火参数对随后在羧化过程中形成的晶体的尺寸的影响。

ep1712597a1描述了添加各种添加剂如zn盐、mg盐以及阳离子和阴离子分散剂对晶粒尺寸分布的影响。

因此，一直需要系统的解决方法，以便能够用给定的pcc装置生产具有定义的晶粒尺寸和定义的晶粒尺寸分布的沉淀碳酸钙。如前文所述的现有技术的限制可以通过最近开发的通过在pcc设备中将二氧化碳引入至石灰乳中来生产s-pcc的方法来解决。该方法包括以下步骤：

a)捕获pcc设备的在pcc设备运行时大幅地影响比摩尔能量输入的所有参数，其中该比摩尔能量输入对应于整个系统的在间歇式生产模式中从反应开始到直到达到90％的转化率时在羧化反应过程中引入一摩尔co2所需的能量输入。

b)根据比摩尔能量输入确定平均晶粒尺寸d4.3；

c)根据以下参数中的至少一个确定比率乘以100：反应期间的co2浓度，石灰乳的温度，pcc设备的反应器中的填充水平，以及pcc设备的气体处理搅拌器的旋转速度；及

d)将二氧化碳引入石灰乳中，同时保持步骤b)和步骤c)中所确定的要求条件。

有多种方法来描述晶粒尺寸分布的宽度或窄度。在本文中，使用比率乘以100进行表征，其通常用于颗粒领域例如pcc领域。这里，d90意味着90％的粒子小于指定值并且具有体积加权。

平均晶粒尺寸d4.3是所有颗粒分布的算术平均值。例如，如果d4.3是3.1并且相关联的d90是5.0μm，则获得非常窄的晶粒尺寸分布。然后乘以100比率产生数值62。这些数字适用于pcc工艺的“原始颗粒”的形成。随后的聚集被忽略。

尺寸的确定能够用激光衍射粒度分析仪进行。所有数值均基于分散产物，以尽可能防止聚集。在本例中，所有测量均使用来自malvern公司(仪器名称malvern3000)或quantachrome公司(仪器名称cilas1064l)的粒度分析仪进行。这两种设备在造纸行业中非常普遍，并且始终返回非常相似的值。

新开发的方法基于除了其他方面以外的以下发现：比摩尔能输入是用于控制晶粒尺寸的决定性参数。这个值描述了整个系统的比能量输入的总和，当羧基化反应以间歇模式进行时，需要将反应的决定性部分中的一摩尔co2从约0输入到90％。测量能量输入而不考虑其来源。在传统的pcc设备中，必须考虑特别是来自气体的环境co2浓度的输入、体积比气体流速、反应器的填充水平、频率控制的析气涡轮机和/或析气搅拌器的旋转速度、上游风扇的功率输出。

因此，在该方法的步骤a)中，捕获了对比摩尔能量输入作出显着贡献的pcc设备的各个影响因素。已经发现，所有这些影响因素对比摩尔能量输入的累积贡献与目标晶粒尺寸直接相关。

因此，在步骤b)中，该相关性针对所讨论的pcc设备进行计算。通常地，发现随着比摩尔能量输入的增加，晶粒尺寸减小。为此目的，优选地在步骤b)中，计算平均晶粒尺寸d4.3与整个系统的比摩尔能量输入之间的线性相关性。为了确定比摩尔能量输入与特定pcc设备处的晶粒尺寸之间的相关性，实际上例如以预定义的比摩尔能量输入运行多个测试设置，然后确定晶粒尺寸。将这两个值相互标绘，并通过图形评估过程来确定相关的线性函数。现在借助于该函数能够确定用于所需的晶粒尺寸所需要的能量输入。然后，适当地调整影响因子以表示这个能量输入。

令人惊讶的是，之后发现仅物质输送系统的比能量输入代表所得晶体的晶粒尺寸的决定性参数。可以通过气体处理参数与环境co2浓度的任何组合进行调节，使得形成所需晶粒尺寸的目标值。因此，首次可能使用与析气设备的特征值有关的基本信息来选择性地设定对pcc晶体的晶粒尺寸的要求。

在常规生产的粒度中，比率乘以100在约2.8μm和更大至最大值55范围内，并且通常在数值上小得多。这可归因于羧化期间的旋节线分离过程，其导致形成连续较小的区域，与平均值相比具有更高或更低的过饱和度。结果，不仅形成了新的较小的晶粒，而且已经存在的晶体也继续生长成更大的晶体。

仅在本发明的研究过程中，通过实验证明，来自过多的实际无限可能性的影响因素对于晶粒尺寸分布实际上是重要的，并且在定义乘以100比率相应的期望值时要考虑这些因素。识别以下参数：(、步骤c))反应期间的co2浓度、石灰乳的温度、pcc设备的反应器的填充水平以及pcc设备的析气搅拌器的旋转速度。这四个测量值可以单独应用或以任何组合方式应用，并且当连贯地观察时具有降低晶粒尺寸分布的效果。

特别地，在步骤c)中，反应开始时的co2浓度优选对应于反应结束时co2浓度的0.5至0.8，特别对应于反应结束时co2浓度的0.6至0.7，并且co2浓度逐步地或递增地增加。因此，如果来源的co2浓度的固定值已知，几乎总是如此(例如，在发电站中为在10％至11％之间，在生产生石灰的窑中为约22％至26％，在沼气厂中为约35％至55％之间，或在合成气体中为约98％)，起始浓度降低到约20％至50％的值，特别是比来源的co2浓度小30％到40％，并且逐步地或递增地增加到最大可能的浓度直到反应结束。这可以通过用空气稀释来最简单地实现。令人惊讶的是，发现这个动作增加了乘以100比率的值，特别地至59或更高。

进一步优选的是，在步骤c)中，在反应开始时将温度固定，pcc在该温度以各自所需的形态沉淀，并且这个温度在反应期间保持恒定或者逐步地或递增地降低至15℃，特别是10℃，直至反应结束。因此，起始温度被指定为所需形态能够最终形成的温度。对于s-pcc的情形，起始温度在25至45℃的范围内。起始温度也是照惯例规定的，但随后温度不受控制，因此温度由于反应的放热特性而升高。相反，根据本发明，温度保持恒定或者递增地或逐步地降低到低至15℃。令人惊讶的是，发现这个措施增加了乘以100的值，特别地至59或更高。

进一步优选的是，在步骤c)中，石灰乳的填充水平等于反应开始时反应器的工作容积的50％至80％，特别地是50％至70％，和在晶粒形成阶段之后，逐步地或递增地加入石灰乳直至反应结束。因此，在反应开始时，反应器的工作容积仅为50％至80％，其中填充有所需强度的石灰乳。在“晶粒形成阶段”结束之前，在所有形态的实际操作中，在大约20分钟之后是这种情况，以实测量递增地或逐步地添加更多的石灰乳，石灰乳在整个t90运行时间内尽可能均匀地分布，直到反应器已达到其标称工作容积。在t90时间结束时，也就是说，在总转化率的90％完成的重要反应时间时，不再添加石灰乳。令人惊讶的是，发现这个措施增加了乘以100的值，特别地至59或更高。

最后，优选的是，在步骤c)中，气体处理搅拌器在反应开始时的旋转速度等于反应结束时的旋转速度的0.5至0.9，特别地是反应结束时的旋转速度的0.8至0.9，并且在达到转化反应的90％时，该速度逐步地或递增地增加至最终速度。相应地，反应器以预先计算的旋转速度启动，选择该转速使得其仍然可能增加约10％至50％。在晶粒形成阶段完成之后，但不迟于t90时间结束，气体处理搅拌器的旋转速度以剩余的10％至50％逐步地或递增地增加直至反应结束。令人惊讶的是，发现这个措施增加了乘以100的值，特别地至59或更高。根据该方法可以获得的s-pcc具有晶粒尺寸d4.3和比率乘以100的特定组合。使用先前已知的pcc方法不能获得这些性质。

从权利要求和以下描述中，本发明的进一步优选的变换将是显而易见的。

附图说明

在下文中，将参考示例性实施例和相关附图更详细地解释本发明。附图示出了

图1是pcc设备的示意图；

图2是用于s-pcc的中试反应器中的间歇式羧化的结果，其中d4.3被标绘为比能量输入的函数；

图3是用于s-pcc的技术反应器中的间歇式羧化的结果，其中d4.3被标绘为比能量输入的函数；

图4是根据本发明的s-pcc样品和两个对比样品的晶粒尺寸分布；和

图5-10是对于具有各种含量水平的根据本发明的s-pcc的纸样品与常规s-pcc和gcc的纸样品，对每种纸样品的比容、刚度、不透明度、白度、撕裂长度和厚度的比较测量结果。

具体实施方式

图1是一个——高度简化的——pcc设备10的基本结构的图示，其可用于执行pcc方法：该方法提供具有获得的乘以100值的数值≥59的晶粒尺寸分布，平均晶粒尺寸d4.3在1.5至5.0μm的范围内的的s-pcc。pcc设备10包括间歇式反应器20，向其中引入ca(oh)2的水性悬浮液(也称为“石灰乳”)，然后通过输入co2形成s-pcc。石灰乳经由供应系统30进料。在此，将co2作为气体通过合适的通风系统40与石灰乳混合，在这个示例中，通风系统40包括气体处理搅拌器42。还可以提供另外的搅拌机构50。反应器20中的温度是可控的。在这种情况下，pcc设备10包括传感器装置——未详细示出——用于监控反应器20的填充水平和捕获石灰乳的温度。还可以提供另外的传感器装置使得能够对石灰乳中的co2浓度作出直接或间接的评估。

本发明的依据之一是比摩尔能量输入是用于控制晶粒尺寸的决定性参数。因此，pcc设备10的对于运行期间的比摩尔能量输入重要的所有参数必须被捕获。关于这点，该比摩尔能量输入对应于整个系统的在间歇式生产模式中从反应开始到直到达到90％的转化率时在羧化反应过程中引入一摩尔co2所需的能量输入。

众所周知，由氢氧化钙和co2形成碳酸钙的过程在反应的主要部分中是近似线性的。在总反应的约90至95％的值之后，ph和电导率值急剧下降，并且co2产率也迅速降低。因此，将总反应时间的前90％中的co2产率的平均值作为定义的反应时间。

为了测量比气体处理速率，通常使用值“vvm”，意为：每单位时间每单位体积反应器内容量的气体单位体积。在工业实践中并且在10m³的典型反应器容量中，例如通常为约0.25vvm至5vvm的气体处理速率，其在转化后意味着反应器可能以每小时150nm³至约每小时3000nm³的气体处理速率进行气体处理。较小的值被认为是不经济的，而较大的值在技术上是不可能的，因为反应器中的气体处理空气合并的风险增加。合并意味着当超过允许的气体处理速率时，气泡立即聚结，并且不再能够以显着的规模进行物质转移。

pcc设备通常地配备有用于向反应器供应气体的复杂装置，其允许co2尽可能均匀地引入反应器的全部高度和横截面，同时具有尽可能低的能量消耗。整个系统的每小时能量消耗基本上来自位于反应器中的搅拌器元件和气体处理涡轮机的能量消耗的总和，其与任何提供进气压力的通风站一起由电动机驱动。相对于所产生的pcc的量，能量消耗的指标典型地在每吨pcc约60kwh至250kwh的范围内，这取决于气体处理装置的特性和预定义的co2浓度。工厂操作员通常对这种能量消耗有非常准确的了解。为简单起见，可以假设消耗的总能量是表现为对于实际输入的能量成比例的能量。

在以下部分中，将参考示例说明比摩尔能量输入的计算。

示例计算

提供以下数据集用于羧化作用，其中目标是重新获得s-pcc：

反应性石灰乳的生产，其具有11％干重的氢氧化钙含量，密度为1,065kg每m³，因此在10m³中含有15.8kmol氢氧化钙。石灰乳的黏度是约50mps。

反应器被填充以10m³的这种石灰乳。

气体处理以2000nm³/h的恒定速率进行，相当于3.33的vvm值。

co2浓度是26％。

co2的平均利用因子是90％。90％羧化完成的决定性时间(t90时间)是46min。

所测得的涡轮机的功率要求是130kw。

上游风扇的功率消耗是40kw。

通过冷却器将气体入口温度调节至40℃。

反应器(石灰乳)中的起始温度为38℃。在羧化完成90％后，反应器中的温度为72℃。

因此，在反应的41分钟内，90％的所供应的石灰乳转化为s-pcc。这相当于形成14.3kmol或1,430kg的s-pcc。未转化的剩余10％的石灰乳需要更长的反应时间，因为已知特定的转化率在间歇循环结束时下降。

t90时间内的总能耗为117kwh。

在此期间，输入14.3kmol的co2。每摩尔co2的比能量输入(ε)是

各个参数对比摩尔能量输入的影响通常是已知的，或者可由本领域技术人员在给定的pcc设备中容易地确定。因此，例如，可以相对于总功率输入(来自风扇、气体处理单元、搅拌器等的总和)绘制反应器的填充水平。还可以捕获和评估气体利用对环境co2浓度、气体处理搅拌器的旋转速度、相对气体输入等的依赖关系。

图2和3分别显示了用中试反应器和技术反应器(technischemreaktor)进行的试验系列的结果。在每种情况下，将特征平均晶粒尺寸d4.3相对于在间歇反应的决定性部分中引入的每摩尔co2的比能量输入从0％至90％作图。在每种情况下，使用malvern生产的mastersizer激光衍射粒度分析仪测定特征晶粒尺寸d4.3。

在一个测试系列中，晶粒尺寸d4.3在约1.1μm至3.0μm范围内的偏三角面体晶体(s-pcc)在中试反应器(图2)和技术反应器(图3)中产生。为了适应能量输入，co2浓度、填充水平、气体处理涡轮机的气体量、转速和进气压力以及其他因素在各个试验中单独地或组合地变化。

以下表示用于中试反应器的示例性数据集。

示例1——中试反应器中的s-pcc的生产

应用以下数据集：

石灰乳11.3重量百分百

反应器填充水平：9i

气体处理涡轮机的速度：35hz

vvm:0.5(0.27nm³/h)

co2浓度：30％

反应时间t90：281min

气体利用率：81％

时间t90中的co2输入：12.8摩尔

时间t90中的总能量输入：536whs

每摩尔co2的比能量输入：42wh每molco2

s-pcc以2.38μm的d4.3产生。

很明显，每摩尔输入co2的摩尔能输入与所得特征晶粒尺寸d4.3之间存在直接关系。应用于一摩尔co2的输入能量越大，晶体变得越小，反之亦然。令人惊讶的是，因此通过组合相应的参数——例如气体处理装置的气体处理、填充水平和旋转速度那些参数——还可能生产具有较低co2浓度的较小颗粒，条件是相应的参数以这样的方式组合使得可以表示相关的所产生的比能量输入。

以下两个示例2和3示出了具有非常大的乘以100值的s-pcc批次的示例，其通过选择性改变测试条件来实现。

示例2——s-pcc的生产

应用以下数据集：

石灰乳11.3重量百分百

反应器填充水平：羧化开始时为：220l，在20min后为280l，在40min后为240l，直至反应结束

气体处理涡轮机的速度：羧化开始时为：38hz，在20min后为40hz，在40min后为45hz，直至反应结束

温度：45℃，恒定(经由内冷却器散热)

co2浓度：45％(沼气)，恒定

vvm:1.5每min，恒定

在反应刚开始时的每摩尔co2的比能量输入：7wh每molco2

s-pcc以3.0μm的特征d4.3和大于62的乘以100产生。

示例3——s-pcc的生产

应用以下数据集：

石灰乳11.3重量百分百

反应器填充水平：羧化开始时为：220l，在20min后为280l，在40min后为240l，直至反应结束

气体处理涡轮机的速度：羧化开始时为：38hz，在20min后为40hz，在40min后为45hz，直至反应结束

温度：羧化开始时为45℃，在20min后为43℃，在40min后为41℃，直至反应结束(经由内冷却器散热)

co2浓度：羧化开始时为35％，在40min后为45％

vvm:1.5每min，恒定

在反应刚开始时的每摩尔co2的比能量输入：8wh每molco2

s-pcc以2.9μm的特征d4.3和大于61的乘以100产生。

示例4——纸样品的生产

通常地，用于造纸的填充材料根据其定量使用的许多不同标准进行评估。这些标准包括与工艺相关的特征例如上浆、留着、磨蚀性、机械强度、刚度，与应用相关的特征例如压缩性、孔隙率、粗糙度、表面能，以及最终的光学性质例如不透明度、白度、光散射。典型地，根据四个标准进行基本评估：厚度μm、比容g/m²、不透明度和刚度。如果各纸张满足这些基本标准，则通常可以通过重新调整来校正其他属性。如果填料材料即使在填料含量高时也满足基本标准，则它是特别合适的。

在不同情况下，具有各种填充材料和不同情况中15％、20％和24％灰分的填料含量的纸样品作为标准起始材料。然后将这些纸统称为“100％灰分”。这些纸也进一步填充了pcc，直到所得到的灰分含量达到135％灰分和175％灰分。

样品a-1至a-3：表示根据上述方法获得的s-pcc(＝inv.pcc)，其乘以100值为59.3，平均晶粒尺寸d4.3为2.9μm。

样品b-1至b-3：表示市场上可购得的s-pcc(＝hwpcc)，其乘以100值为55.75，平均晶粒尺寸d4.3为2.8μm。

样品c-1至c-3：表示重质碳酸钙(gcc)(＝hwgcc)，其乘以100值为53，平均晶粒尺寸d4.3为1.8μm。具有d4.3大于约1.8μm的gcc由由于其不可接受的高磨蚀性未使用于纸张生产。

如本文前面所述的测定样品中的粒度分布，并在图4中表示。以μm为单位的尺寸分布沿x轴以对数方式绘制，y轴以百分比显示分布。可以看出，与gcc(hwgcc；虚线)和商购pcc(hwpcc；虚线)相比，根据本发明的s-pcc具有非常窄的晶粒尺寸分布(inv.pcc；实线)。

纸样品在工业中常用的常规纸页成型机中生产，实验测试条件根据标准数据集准备。

然后，记录具有不同填充水平的根据本发明的s-pcc以及商购s-pcc和gcc(填充水平100％灰分、135％灰分和170％灰分)的纸样品的比容(图5)、刚度(图6)、不透明度(图7)、白度(图8)、裂断长度(图9)和厚度(图10)。分析结果如图5至10所示。

可以看出，能够增加比容、不透明度、裂断长度、白度和刚度。正如所料，纸张的厚度增加而克重没有变化。

通常地，应该注意关于所有测量结果，大气湿度和温度对测量值有显著影响。为此，测量始终在依据iso标准被固定为标准气候(23℃，50％大气湿度)的空调房间进行。在测量之前将纸样品在室内储存24小时以使其适应。

纸的不透光度(不透明度)是指其阻挡光通过的能力。当入射光在纸中被散射或吸收时，纸不透光。光散射越大，纸就越不透光。不透光性是理想特性，其降低了通过纸张背面可以看到印刷材料的程度。具有100％不透光性的纸张防止任何光线通过，并且除非印刷油墨渗透纸张，否则也会阻止纸张上的印刷渗透。通常，纸的不透光性随着克重的降低而降低。填料的白度和亮度的程度、其晶粒结构和尺寸、其折射率和填料含量是决定纸的不透光性的因素。尽管填充程度增加了近50％，但通过使用根据本发明的pcc，保持或改善了与纸技术相关的所有重要性能。该结果在造纸机上得到证实。