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DE10120526A1 - Process for the production of pulp - Google Patents

Process for the production of pulp

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Publication number
DE10120526A1
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DE
Germany
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pulp
production
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Withdrawn
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DE10120526A
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German (de)
Inventor
Helmut Heinzmann
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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    • C08L1/02Cellulose; Modified cellulose
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
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    • D21C9/002Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
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Abstract

The invention relates to a method for the production of woodpulp for further use in the preparation of a fibre web, in particular a paper or cardboard web, whereby the woodpulp obtained from a woodpulp production process is firstly treated with adjuncts in a chemical precipitation reaction and the treated woodpulp subsequently dried and prepared for further use or brought into a form for dispatch.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zellstoff zur wei­ teren Verwendung für die Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn.The invention relates to a method for producing pulp for white teren use for the production of a fibrous web, in particular Paper or cardboard web.

Zellstoff wird in Zellstoffabriken durch verschiedene Verfahren hergestellt. Die Ausgangsstoffe sind Naturrohstoffe, wie (hauptsächlich) Holz, Stroh, Jute, usw. Holz wird beispielsweise in einem Kochprozeß aufgeschlossen, und die Zellstoffasern werden herausgelöst und weiteren Verfahrens­ schritten (z. B. Bleiche, Wäsche, usw.) zur Qualitätssteigerung unterwor­ fen. Am Ende des Prozesses wird der Zellstoff entwässert, getrocknet und z. B. in Ballenform zu den Papierfabriken transportiert. Dort werden die Zellstoffe in Stofflösungen wieder aufgelöst und für den Papierherstel­ lungsprozeß aufbereitet, z. B. gemahlen und mit Füllstoffen versetzt. Dies kann durch direkte Zugabe von Füllstoff, z. B. Calciumcarbonat (CaCO3), geschehen, oder durch Beladen der Oberflächen der Zellstoffasern mit ge­ fälltem Zusatzstoff, z. B. Füllstoff wie beispielsweise Calciumcarbonat.Pulp is manufactured in pulp mills by various methods. The raw materials are natural raw materials, such as (mainly) wood, straw, jute, etc. Wood is, for example, broken down in a cooking process, and the pulp fibers are removed and further processes (e.g. bleaching, washing, etc.) are subjected to quality improvement , At the end of the process, the pulp is dewatered, dried and z. B. transported in bale form to the paper mills. There the pulps are dissolved again in fabric solutions and processed for the paper manufacturing process, e.g. B. ground and filled with fillers. This can be done by adding filler, e.g. As calcium carbonate (CaCO 3 ), happen, or by loading the surfaces of the cellulose fibers with GE additive, z. B. filler such as calcium carbonate.

Das Beladen mit einem Zusatzstoff, z. B. Füllstoff, kann beispielsweise durch eine chemische Fällungsreaktion, d. h. inbesondere durch einen sog. "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgen, wie er u. a. in der US-A-5 223 090 be­ schrieben ist. Bei einem solchen "Fiber Loading™"-Prozeß wird an die be­ netzten Faseroberflächen des Fasermaterials wenigstens ein Zusatzstoff, insbesondere Füllstoff, eingelagert. Dabei können die Fasern beispielsweise mit Calciumcarbonat beladen werden. Hierzu wird dem feuchten, des­ integrierten Fasermaterial Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid so zu­ gesetzt, daß zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial vor­ handenen Wasser assoziiert. Das so behandelte Fasermaterial wird an­ schließend mit Kohlendioxid beaufschlagt.Loading with an additive, e.g. B. filler, for example by a chemical precipitation reaction, d. H. especially by a so-called "Fiber Loading ™" process done as u. a. in U.S. Patent No. 5,223,090 is written. In such a "Fiber Loading ™" process to be wet fiber surfaces of the fiber material at least one additive, especially filler. The fibers can, for example  be loaded with calcium carbonate. For this, the moist, the integrated fiber material calcium oxide and / or calcium hydroxide set that at least a part of it with that in the fiber material existing water associated. The fiber material treated in this way turns on finally loaded with carbon dioxide.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzu­ geben, mit dem die Effizienz eines eingesetzten "Fiber Loading™"- Prozesses und die Wirtschaftlichkeit der Bereitstellung von Rohstoffen insbesondere zur Papier- und Kartonherstellung erhöht werden.The aim of the invention is to start a method of the type mentioned with which the efficiency of a "Fiber Loading ™" - Process and the economics of raw material supply in particular for paper and cardboard production.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Her­ stellung von Zellstoff zur weiteren Verwendung für die Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem der durch einen Zellstofferzeugungsprozeß gewonnene Zellstoff zunächst durch eine chemische Fällungsreaktion mit Zusatzstoff beladen und anschließend der bereits beladene Zellstoff getrocknet und für die weitere Verwendung be­ reitgestellt bzw. in Versandform gebracht wird.According to the invention, this object is achieved by a method for manufacturing provision of pulp for further use in the manufacture of a Fibrous web, in particular paper or cardboard web, in which the through a pulp production process first obtained by a load chemical precipitation reaction with additive and then the already loaded pulp dried and be for further use is provided or brought into shipping form.

Durch die erfindungsgemäße Kombination der Zellstoffherstellung mit dem Beladungsprozeß werden verbesserte Papierqualitäten erreicht. Da zwischen dem Zellstofferzeugungsprozeß und den Beladungsprozeß keine Trocknung erfolgt, kann mehr Calciumhydroxid oder Calciumoxid durch die Faserwände gelangen und somit nach dem Fällungsprozeß ein höherer Füllstoffgehalt an den inneren Zellwandoberflächen erreicht werden, wo­ durch der gewünschte Effekt durch die Beladung vergrößert wird. So wer­ den im Vergleich zu Zellstoff mit auf herkömmlichem Wege direkt zugege­ benem Füllstoff (Calciumcarbonat) beispielsweise die Festigkeiten, optische Eigenschaften, das spezifische Volumen (cm3/g) und die Porosität so­ wie die Formation des produzierten Papiers erhöht bzw. verbessert.The combination of cellulose production with the loading process according to the invention improves paper quality. Since there is no drying between the cellulose production process and the loading process, more calcium hydroxide or calcium oxide can get through the fiber walls and thus a higher filler content can be achieved on the inner cell wall surfaces after the precipitation process, where the desired effect is increased by the loading. For example, the strength, optical properties, specific volume (cm 3 / g) and porosity, as well as the formation of the paper produced, are increased or improved compared to cellulose with filler (calcium carbonate) added directly in the conventional way.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Zellstoffasern zentral in der Zellstoffabrik beladen werden können. Es ist also nur eine einzige größere Beladungsstation für alle Kunden der Zellstoffabrik erforderlich. Im Gegensatz dazu wird bei einer dezentralen Beladung für jeden Kunden eine eigene Beladungsstation benötigt, wobei auch der Beladungsprozeß insgesamt weniger effizient ist, wegen in der Summe längeren Stillstands-, Rüstzeiten.Another advantage of the method according to the invention is that the pulp fibers can be loaded centrally in the pulp mill. It is therefore only one larger loading station for all customers Pulp mill required. In contrast, decentralized Loading requires a separate loading station for each customer, whereby the loading process as a whole is less efficient because of the Total longer downtimes and set-up times.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Zellstoff, der mit gefälltem Füllstoff beladen ist, leichter entwässert und entsprechend auch leichter getrock­ net werden kann. Dadurch können die von der Zellfabrik für den Versand hergestellten Zellstoffplatten, die üblicherweise ein Vielfaches der Dicke von Papier besitzen (< 1000 g/m2), wirtschaftlich auf höhere Trockenge­ halte als bisher gebracht werden. Da entsprechend weniger Wasser trans­ portiert werden muß, werden Transportkosten eingespart. Andererseits kann bei gleichen Versandtrockengehalten erheblich Trocknungsenergie gespart werden.Another advantage is that pulp, which is loaded with precipitated filler, can be more easily dewatered and, accordingly, can be dried more easily. As a result, the cellulose panels produced by the cell factory for shipping, which usually have a multiple of the thickness of paper (<1000 g / m 2 ), can be economically brought to a higher dry weight than before. Since correspondingly less water has to be transported, transportation costs are saved. On the other hand, drying energy can be saved considerably with the same shipping dry contents.

Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß durch die Kombination aus der Zellstoffherstellung und der Beladung das Festigkeitspotential der Fa­ sern und entsprechend die Festigkeit des später in der Papierfabrik pro­ duzierten Papiers erheblich gesteigert werden kann oder für eine be­ stimmte Papierfestigkeit weniger Fasermaterial eingesetzt werden muß. Dies ist zum einen darauf zurückzuführen, daß durch die Kombination des Beladungsprozesses mit der Zellstoffherstellung wesentlich mehr Calciumcarbonat ins Innere der Zellstoffasern eingebracht wird, da die Faserwände noch durchweicht sind und so den Durchtritt z. B. der Kalk­ milch erleichtern. Zum anderen ist dies auch darauf zurückzuführen, daß für einen geforderten Füllstoffgehalt im Papier ein Teil des Füllstoffes in­ nerhalb des Lumens der Fasern gebunden ist und somit die Faserbin­ dungspunkte an der äußeren Oberfläche der Fasern dadurch nicht bloc­ kiert werden.In addition, there is the advantage that the combination of the pulp production and loading the strength potential of the company sern and accordingly the strength of the later in the paper mill pro induced paper can be increased significantly or for a be agreed paper strength less fiber material must be used. This is due to the fact that the combination  the loading process with pulp production much more Calcium carbonate is introduced into the interior of the cellulose fibers because the Fiber walls are still soaked and so the passage z. B. the lime lighten milk. On the other hand, this is also due to the fact that for a required filler content in the paper part of the filler in is bound within the lumen of the fibers and thus the fiber binder points on the outer surface of the fibers are not bloc be cated.

Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens wird der Zellstoff nach oder in Kombination mit dem Faserbelladungsprozeß einer Bleiche unterworfen. Dabei kann dem Zell­ stoff wenigstens ein Bleichmittel wie beispielsweise Peroxide, Chlor, Sau­ erstoff, Ozon und/oder dergleichen zugesetzt werden. Die Bleiche kann insbesondere auch mehrstufig mit unterschiedlichen Bleichmitteln durch­ geführt werden. Von besonderem Vorteil ist, daß der Bleichprozeß nach dem "Fiber Loading™"-Vorgang mit dem üblicherweise in der Zellstoffabrik vorhandenen Bleichvorgang kombiniert werden kann, wodurch der Auf­ wand für die Chemikalienaufbereitung ebenso wie der Aufwand für die Entsorgung und Wiederaufbereitung der Abfallprodukte entsprechend re­ duziert wird.According to an expedient practical embodiment of the Invention According to the method, the pulp is made after or in combination with the Fibrous loading process subjected to bleaching. The cell at least one bleaching agent such as peroxides, chlorine, sow erstoff, ozone and / or the like are added. The bleach can in particular also in several stages with different bleaching agents be performed. It is particularly advantageous that the bleaching process after the "Fiber Loading ™" process with that usually used in the pulp mill existing bleaching process can be combined, making the on wall for chemical processing as well as the effort for Disposal and reprocessing of waste products according to re is induced.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens besitzt der Zellstoff nach dem Trocknungsprozeß einen Trockenge­ halt, der größer als 80%, insbesondere größer als 85%, zweckmäßiger­ weise größer als 90% und vorzugsweise größer als 95% ist. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention After the drying process, the pulp is dry halt, the greater than 80%, especially greater than 85%, more appropriate is greater than 90% and preferably greater than 95%.  

Falls erforderlich, kann der Zellstoff nach dem Beladen gemahlen werden, wodurch dessen Mahlgrad und Festigkeitspotential noch erhöht werden.If necessary, the pulp can be ground after loading, which increases its degree of grinding and strength potential.

Wie bereits erwähnt, kann der Faserstoff insbesondere mit gefälltem Calciumcarbonat geladen werden.As already mentioned, the fibrous material can, in particular, be used with precipitated material Calcium carbonate can be loaded.

Der Zellstofferzeugungsprozeß kann beispielsweise das Kochen von Na­ turfasern umfassen.The pulping process can, for example, boil Na include door fibers.

Der Faserstoff wird zweckmäßigerweise in Ballenform, Rollenform oder dergleichen für die weitere Verwendung bzw. für den Versand bereitge­ stellt.The fibrous material is expediently in the form of bales, rolls or the like ready for further use or for shipping provides.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch für Halbzellstoffe und Holzstoffe (Steinschliff, GMP, Braunschliff, Refinerholzstoff RMP, thermo- mech. Holzstoff TMP, CTMP) anwenden.The method according to the invention can also be used for semi-pulp and Wood materials (stone grinding, GMP, brown grinding, refiner wood pulp RMP, thermo- mech. Apply wood pulp TMP, CTMP).

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhafterweise bei Zellstoffen an­ wendbar, die nach dem Sulfatverfahren und/oder nach dem Sulfitverfah­ ren hergestellt sind. Beim Sulfatzellstoffverfahren wird Calciumhydroxid für die Chemikalienrückgewinnung verwendet. Auch hier ergibt sich also durch die erfindungsgemäße Kombination der betreffenden Verfahrens­ schritte ein deutlicher Synergieeffekt.The method according to the invention is advantageously applied to cellulose reversible after the sulfate process and / or after the sulfite process ren are manufactured. In the sulfate pulp process, calcium hydroxide is used used for chemical recovery. So here, too by the combination of the relevant method according to the invention steps a clear synergy effect.

Beim Beladen der Fasern z. B. mit Füllstoff kann beispielsweise Calcium­ carbonat (CaCO3) an die benetzen Faseroberflächen eingelagert werden, indem dem feuchten Fasermaterial Calciumoxid (CaO) und/oder Calcium­ hydroxid (Ca(OH)2) zugesetzt wird, wobei zumindest ein Teil davon sich mit dem Wasser der Faserstoffmenge assoziieren kann. Das so behandelte Fasermaterial kann dann mit Kohlendioxid (CO2) beaufschlagt werden.When loading the fibers z. B. with filler, for example, calcium carbonate (CaCO 3 ) can be stored on the wetted fiber surfaces by adding calcium oxide (CaO) and / or calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) to the moist fiber material, at least some of which are associated with the Water can associate the amount of fiber. The fiber material treated in this way can then be exposed to carbon dioxide (CO 2 ).

Der Begriff "benetzte Faseroberflächen" kann alle benetzten Oberflächen der einzelnen Fasern umfassen. Damit ist insbesondere auch der Fall mit erfaßt, bei dem die Fasern sowohl an ihrer Außenfläche als auch in ihrem Innern (Lumen) mit Calciumcarbonat bzw. einem beliebigen anderen Fäl­ lungsprodukt beladen werden.The term "wetted fiber surfaces" can mean all wetted surfaces of the individual fibers. This is especially the case with detected, in which the fibers both on their outer surface and in their Inside (lumen) with calcium carbonate or any other precipitate loading product.

Demnach können die Fasern z. B. mit dem Füllstoff Calciumcarbonat be­ laden werden, wobei die Anlagerung an die benetzten Faseroberflächen durch einen sog. "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgt, wie er als solcher in der US-A-5 223 090 beschrieben ist. In diesem "Fiber Loading™"-Prozeß rea­ giert z. B. das Kohlendioxid mit dem Calciumhydroxid zu Wasser und Calciumcarbonat.Accordingly, the fibers can e.g. B. with the filler calcium carbonate be loaded, being attached to the wetted fiber surfaces by a so-called "Fiber Loading ™" process, as it is in the US-A-5 223 090. In this "Fiber Loading ™" process rea yaws z. B. the carbon dioxide with the calcium hydroxide to water and Calcium carbonate.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.The invention is un based on an embodiment ter described in more detail with reference to the drawing.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in rein schematischer Darstellung die wesentlichen Schritte einer beispielhaften Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.The only figure in the drawing shows a purely schematic representation the essential steps of an exemplary embodiment of the inventions method according to the invention.

Danach umfaßt ein erster Verfahrensschritt 10 die chemische Zell­ stoffaufbereitung und -herstellung. Thereafter, a first process step 10 comprises chemical cell preparation and production.

Der durch diesen Zellstofferzeugungsprozeß gewonnene Zellstoff wird dann in einem darauffolgenden Verfahrensschritt 12 durch eine chemi­ sche Fällungsreaktion mit Zusatzstoff, z. B. Füllstoff, beladen.The pulp obtained by this pulp production process is then in a subsequent process step 12 by a chemical precipitation reaction with additive, for. B. filler.

Dabei kann dem Fasermaterial insbesondere Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid (gelöschter Kalk) so zugesetzt werden, daß zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial, d. h. zwischen den Fasern, in den Hohlfasern und in deren Wänden, vorhandenen Wasser assoziieren kann, wobei sich die folgende chemische Reaktion einstellt:
In particular, calcium oxide and / or calcium hydroxide (slaked lime) can be added to the fiber material in such a way that at least part of it can associate with the water present in the fiber material, ie between the fibers, in the hollow fibers and in their walls, the sets the following chemical reaction:

CaO + H2O → Ca(OH)2
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

Löschen von gebranntem Kalk LöschkalkExtinguishing quicklime

In dem betreffenden Reaktor wird das Fasermaterial dann derart mit Kohlendioxid (CO2) beaufschlagt, daß Calciumcarbonat (CaCO3) an die benetzten Faseroberflächen weitestgehend angelagert wird. Dabei stellt sich die folgende chemische Reaktion ein:
In the reactor in question, the carbon dioxide (CO 2 ) is then applied to the fiber material in such a way that calcium carbonate (CaCO 3 ) is largely deposited on the wetted fiber surfaces. The following chemical reaction occurs:

"Fiber Loading™": Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
"Fiber Loading ™": Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O

(Calciumcarbonat + Wasser)(Calcium carbonate + water)

Im Anschluß an diesen Faserbeladungsprozeß erfolgt dann das Entwäs­ sern und Trocknen des Zellstoffes (vgl. den Verfahrensschritt 14).Following this fiber loading process, the pulp is then dewatered and dried (cf. process step 14 ).

Der beladene, entwässerte und getrocknete Zellstoff wird dann in einem darauffolgenden Verfahrensschritt 16 für die weitere Verwendung bereit­ gestellt bzw. in Versandform (z. B. Ballen, Rollen, . . .) gebracht. The loaded, dewatered and dried pulp is then made available for further use in a subsequent process step 16 or brought into shipping form (e.g. bales, rolls,...).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Zellstofferzeugungsprozeß
Pulp production process

1212

Faserbeladungsprozeß
Fiber loading process

1414

Entwässern, Trocknen
Dewatering, drying

1616

Versand
shipping

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Zellstoff zur weiteren Verwendung für die Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem der durch einen Zellstofferzeugungsprozeß ge­ wonnene Zellstoff zunächst durch eine chemische Fällungsreaktion mit Zusatzstoff beladen und anschließend der bereits beladene Zell­ stoff getrocknet und für die weitere Verwendung bereitgestellt bzw. in Versandform gebracht wird.1. Process for the production of pulp for further use for the production of a fibrous web, in particular paper or Cardboard web in which the ge by a cellulose production process recovered pulp initially through a chemical precipitation reaction loaded with additive and then the already loaded cell dried fabric and made available for further use or is brought into shipping form. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellstoff nach oder in Kombination mit dem Faserbela­ dungsprozeß einer Bleiche unterworfen wird.2. The method according to claim 1, characterized, that the pulp after or in combination with the fiber bela is subjected to a bleaching process. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zellstoff wenigstens ein Bleichmittel wie insbesondere Per­ oxide, Chlor, Sauerstoff, Ozon und/oder dergleichen zugesetzt wird. 3. The method according to claim 2, characterized, that the pulp has at least one bleaching agent, in particular Per oxides, chlorine, oxygen, ozone and / or the like is added.   4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleiche mehrstufig mit unterschiedlichen Bleichmitteln durchgeführt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized, that the bleaching in several stages with different bleaching agents is carried out. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellstoff nach dem Trocknungsprozeß einen Trockengehalt besitzt, der größer als 80%, insbesondere größer als 85%, zweck­ mäßigerweise größer als 90% und vorzugsweise größer als 95% ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the pulp has a dry content after the drying process has greater than 80%, especially greater than 85%, purpose is moderately greater than 90% and preferably greater than 95%. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellstoff nach dem Beladen gemahlen wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the pulp is ground after loading. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff mit gefälltem Calciumcarbonat beladen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the fibrous material is loaded with precipitated calcium carbonate. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellstofferzeugungsprozeß das Kochen von Naturfasern umfaßt.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the pulp making process is the cooking of natural fibers includes. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff in Ballenform, Rollenform oder dergleichen für die weitere Verwendung bzw. für den Versand bereitgestellt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the fibrous material in the form of bales, rolls or the like for the further use or for shipping is provided.   10. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprü­ che bei Zellstoffen, die nach dem Sulfatverfahren und/oder nach dem Sulfitverfahren hergestellt sind.10. Application of the method according to one of the preceding claims che for pulp, which after the sulfate process and / or after the sulfite process are made.
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