Various approaches have been tried to reduce the emission of carbon dioxide in paper industry. One of important approaches is to use PCC manufactured from emission gas as a filler. However, it was recognized that PCC is inferior to other fillers in the paper strength properties of view. Therefore, pretreatment of PCC with pulp powder was tried to mitigate the strength reduction of paper. Pretreatment of PCC with pulp powder improved the bulk(7.4~12.9%) and air permeability(24.8~42.98%), but there is no significant change in opacity. Tensile index, burst index and stiffness were decreased by the use of pretreated PCC with pulp powder. Anionic and cationic PAM were used as a additive for PCC pretreatment in order to improve strength properties. There was no significant change in bulk in all kinds of PAM used in this study. Most strength properties were improved by the pretreatment of PCC with the anionic and cationic PAM and pulp powder, although the opacity and stiffness were more or less decreased.
Kwak, Yujung;Tuan, Lai Quang;Jung, Euntae;Jangb, Changsun;Oh, Chaewoon;Shin, Kyung Nam
에너지공학
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제29권3호
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pp.42-49
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2020
Precipitated Calcium Carbonate (PCC) can be utilized in energy-effective paper production. Limestone is a raw material for synthesizing PCC. Since the PCC production yield depends on the physicochemical properties of the limestone, a basic investigation of the raw limestone is required. This study provides a brief review of the origin of limestone, limestone distribution characteristics, and limestone deposits in Korea and Vietnam. Most limestones in Korea were formed in the Paleozoic era. On the other hand, limestones in Vietnam have various ages from the Precambrian to the Triassic. Limestone is the most largely produced mineral in Korea, but Vietnam has 5 times more amount of limestone reserves than Korea.
In order to improve the refresh rate of old newspaper(ONP), PCC shape-controlling experiments were carried out. The effect of a PCC polymorph on improving the quality of old newspaper was studied for a transformation from waste paper to eco-friendly paper. The synthesis of PCC consists of an in-situ process and a loading process to enhance the refresh rate of old newspaper. The characteristics between the in-situ process and the loading process could be analysed by SEM analyses of coated fiber surfaces. The retention rate ranges from 65 to 67% after the application of the in-situ process, and that after the loading process ranges from 55 to 58%. The retention rates thus show a difference of about 7-10%. In addition, the whiteness and ERIC characteristics of the in-situ process gave more efficient results than those of the loading process.
Increasing ash content of the paper is one of the most effective methods for saving raw materials and steam consumption and improving optical properties and better print quality. However, the increase of filler loading or filler content using a conventional wet end system is limited due to severe loss in strength properties, affecting runnability and product quality. This is because the filler has no ability to make bonding with cellulosic fibers. Therefore, if the technology to give filler the bonding ability is developed, the ash content of the paper can be increased more than ever. This study was carried out to modify PCC by coating its surface with starch contributing to better bonding with fibers. To prepare the modified PCC, cationic starch was selected as a polymer and then pretreatment was done by mixing PCC and cationic starch. Consequently, the pretreated PCC contributed to higher tensile strength, stiffness and opacity than the conventional filler, such as GCC and untreated PCC. However, CIE whiteness and ISO brightness decreased slightly compared to conventional fillers.
In-situ $CaCO_3$ formation onto recycled wood pulp was studied to improve optical properties and ash attachment to the fiber furnish in papermaking. We controlled initial reaction temperature of in-situ $CaCO_3$ formation method from $30^{\circ}C$ to $50^{\circ}C$. It was found that the attachment of newly formed $CaCO_3$ to recycled fibers, old newspaper (ONP) in this case, was stronger than that of ground calcium carbonate (GCC, mean dia. $2.4{\mu}m$) addition case, but was not much different among those formed at different temperature. Morphologies of newly formed $CaCO_3$ were changed according to the reaction temperature. More aragonite shape was seen at higher temperature. In-situ $CaCO_3$ formation increased brightness and lowered ERIC value of ONP sheet greatly at the same level of ash contents when compared to GCC addition method, but gave equivalent ERIC and brightness when compared to those of the precipitated calcium carbonate (PCC) addition method. However, tensile strength of the handsheets of the in-situ $CaCO_3$ formation method were much greater than those of the PCC addition method.
The effects of stirring speed during filler modification by dual polymers on flocculation and reflocculation of PCC (precipitated calcium carbonate) particles and its effect on handsheet properties were elucidated. PCC surface was modified by adsorbing A-PAM (anionic polyacrylamide) and C-starch (cationic starch) in series at various stirring speeds. It was found that increasing stirring speed during filler modification decreased the initial floc size of PCC. Continuous stirring with the same speed for filler modification resulted in the decrease of a floc size, eventually reached a steady state. The variations in a floc size was influenced by the stirring speed during filler modification: the lower the stirring speed during filler modification, the larger the floc size variations. Conclusively, the stability of PCC floc could be improved by increasing the stirring speed. In addition, the stirring speed influenced the handsheet properties. The smaller the PCC floc, the lower the strength of handseet. However, too much larger floc size also deteriorated paper strength. There exists an optimum floc size in term of paper strength which shall be controlled by stirring speed during filler modification.
The study was performed with low-grade limestone, which is used to make cement or is disposed of due to its low CaO content. In this study, the optimal condition of limestone with which to manufacture precipitated calcium carbonate (PCC) and limestone in fiber was determined through in-situ reactions. The best firing condition is with slaked lime with rapid cooling after 2 h of firing at $1000^{\circ}C$. In addition, the content of CaO can be increased by sorting the low-grade limestone using a 200 mesh filter, and the optical quality of old newspaper (ONP) was similar when using both low-grade and high-grade limestone. Also, controlling the particle size of PCC is an important factor pertaining to the optical characteristics of paper.
가장 보편적으로 사용되고 있는 도공용 안료인 클레이와 탄산칼슘의 배합비율을 실제 도공공정의 안료 혼합비와 근사하게 설정한 후, 이온성 라텍스를 적용해 봄으로서 이들의 상호작용과 도공지의 품질에 미치는 영향에 대해 검토해 보았다. 1,2급 클레이를 각각 35부, 탄산칼슘을 30부씩 혼합한 후, 제조한 도공액의 탈수량 및 침강중량비 측정 결과, 양성라텍스는 음이온성 라텍스보다 다분산 안료 배합하에서도 안료와의 상호작용이 크다는 것을 알 수 있었으며, 형성된 필터케이크충의 구조가 다공성임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 제조한 도공지의 표면거칠기 및 투기도 등의 도공지 표면 및 내부육특성 측정을 통해 확인할 수 있었다. 결과적으로 양성라텍스를 사용하여 제조한 도공지의 인쇄적 성이 음이온성 라텍스를 사용한 경우보다 우수하였다. 이는 양성라텍스가 탄산칼슘이 일정비율 첨가된 안료 배합조건 하에서도 이오기의 전하반전 특성을 통해 클레이와의 정전기적 상호작용을 할 수 있다는 사실을 보여주었으며, 1급 클레이의 혼합비율 일부를 2급 및 탄산칼슘으로 대체하여 도공지의 품질 및 인쇄적성을 개량하였다.
In this year, Koreans have a shortage in agricultural and drinking water due to severe algal blooms generated in major lakes. Waste oyster shells were obtained from temporary storage near the workplace at which oysters were separated from their shells. Heating ($1000^{\circ}C$ for 1 h in air) was employed to convert raw oyster shell powders into calcium oxide powders that reacted efficiently with phosphorus and nitrogen to remove algal blooms from eutrophicated wastewater. As the dispersed amount of heated oyster shell powders was increased, water clarity and visual light penetration were improved. Coagulation, precipitation and carbonation process of the heated oyster shell powders in a water purifier facilitated removal of eutrophication nutrient such as phosphorus and nitrogen, which is both beneficial and economically viable. $CO_2$ implantation by carbonation treatment not only produced thermodynamically stable CaO in oyster shells to derive precipitated calcium carbonate (PCC) but also accelerated algal removal by activation of coagulation and precipitation process. The use of oyster shell powders led to a mean reduction of 97% in total phosphate (T-P), a mean reduction of 91% in total nitrogen (T-N) and a maximum reduction of 51% in chemical oxygen demand (COD), compared with the total pollutant load of raw algal solution. Remarkable water quality improvement of algal removal by heated oyster shell powders and PCC carbonation treatment will allow utilization as water resources to agricultural or industrial use.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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