BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
************************
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2012
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GIẤY HIỆU SUẤT CAO TẨY
TRẮNG TRONG SẢN XUẤT GIẤY IN, GIẤY VIẾT
CHẤT LƯỢNG CAO
Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì:
Công ty TNHH Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô
Chủ nhiệm đề tài
: Ks. Trần Thị Thu Hương
27
3.4. Quy trình công nghệ sản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột hiệu suất cao tẩy
trắng 33
PHẦN IV. SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM 35
4.1. Nguyên liệu vật liệu, hóa chất và phụ gia 35
4.2. Quá trình sản xuất thử nghiệm 35
4.3. Tính chất của sản phẩm giấy in trong quá trình sản xuất thử nghiệm 36
PHẦN V. KẾT LUẬN 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1 : Hiện tượng ô xy hóa lignin bởi ánh sáng 13
Hình 4.1 : Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất thử nghiệm 35
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 3.1 : Tính chất vật lý của các loại bột giấy 18
Bảng 3.2 : Ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng từ gỗ
dương đến tính chất của giấy in có chứa bột giấy BSKP
20
Bảng 3.3 : Ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng từ gỗ
dương đến tính ch
ất cơ lý của giấy in không chứa bột giấy
BSKP
21
dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng
33
Bảng 3.13 : Chỉ tiêu chất lượng của giấy in theo quy trình công nghệ thiết
lập
34
Bả
ng 4.1 : Chỉ tiêu chất lượng của giấy sản xuất thử nghiệm 37
1
MỞ ĐẦU
Các loại giấy in, giấy viết thường được sản xuất từ bột giấy hóa học tẩy trắng,
do bột giấy hóa học có ưu điểm là độ trắng và độ bền cơ học cao. Nhưng bột giấy hóa
học tẩy trắng cho hiệu suất không cao, hơn nữa quá trình sản xuất phát thải ô nhiễm
môi trường lớn. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, sản phẩ
m bột giấy hiệu
suất cao tẩy trắng sản xuất được đã đạt độ trắng cao (xấp xỉ 85% ISO) và có độ bền cơ
học tương đối tốt. Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng có ưu điểm là cho hiệu suất cao, giá
thành rẻ hơn bột giấy hóa học tẩy trắng. Sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng trong
thành ph
ần nguyên liệu của giấy in sẽ cải thiện được tính năng in, tăng độ xốp, độ đục
của giấy. Bởi vậy, hiện nay bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng đã được sử dụng thay thế
một phần bột giấy hóa học tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy viết. Tuy nhiên, bột
hiệu suất cao tẩy trắng lại có nhược
điểm là độ hồi màu cao và độ bền cơ học thấp hơn
bột giấy hóa học tẩy trắng. Do đó trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu được tiến hành
để xác định được tỷ lệ sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng thích hợp, cũng như các
hóa chất phụ gia có tác dụng ức chế sự hồi màu của loại bột giấ
y này trong công nghệ
sản xuất giấy in, giấy viết.
Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học công nghệ tại các trung tâm nghiên
chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về mức giảm độ hồi màu của các sản phẩm giấy
này sau thời gian bảo quản và sử dụng. Chính vì những lý do trên, Công ty TNHH
Viện công nghi
ệp giấy và xenluylô đề xuất đề tài: “ Nghiên cứu sử dụng bột giấy hiệu
suất cao tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy viết chất lượng cao ”.
Mục đích của đề tài:
Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột
giấy hiệu suất cao tẩy trắng.
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
- Nghiên cứu tỷ
lệ sử dụng thích hợp bột hiệu suất cao tẩy trắng trong thành
phần bột giấy để sản xuất giấy in chất lượng cao.
- Nghiên cứu lựa chọn chất tăng trắng quang học thích hợp trong quá trình sản
xuất giấy in.
- Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng cacbonat canxi nghiền kết hợp với
chất tăng trắng quang học trong quá trình sản xuất giấy in.
- Thiết lập quy trình công nghệ s
ản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột
hiệu suất cao tẩy trắng.
- Tiến hành sản xuất thử nghiệm tại Xưởng Thực nghiệm của Công ty TNHH
Viện công nghiệp giấy và xenluylô
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ giúp các cơ sở sản xuất giấy in sử dụng bột
giấy hiệu suất cao tẩy trắng thay thế một phần bột gi
ấy hóa học tẩy trắng, góp phần
giảm giá thành sản phẩm, giảm ô nhiễm môi trường và tìm được đầu ra cho các doanh
nghiệp sản xuất bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng.
miếng cao su này lên giấy. Mực in mang tính dầu nên không tan trong nước. Phương
pháp in này có các ưu điểm sau:
- Chất lượng hình ảnh cao - nét và sạch hơn in trực tiếp từ bản in lên giấy vì
miếng cao su áp đều lên bề mặt cần in.
- Khả năng ứng dụng in ấn lên nhiều bề mặt, kể cả bề mặt không phẳng (như gỗ,
vải, kim loại, da, giấy thô nhám).
- Việc chế t
ạo các bản in dễ dàng hơn.
4
- Các bản in có tuổi thọ lâu hơn - vì không phải tiếp xúc trực tiếp với bề mặt cần
in.
Phương pháp in lito về nguyên tắc thì tương tự như phương pháp in offset,
nhưng khác ở chỗ mực in đậm đặc hơn, hình ảnh in được truyền trực tiếp từ bản in
sang giấy không cần qua lô cao su trung gian. Phương pháp in lito thường được áp
dụng khi in số lượng nhỏ trên giấy in cao cấp ở dạng tờ
.
Phương pháp in flexo, phần cần in nằm nổi lên trên bề mặt bản in tương tự như
phương pháp in nổi, nhưng khác ở chỗ bản in flexo được làm bằng vật liệu cao su hoặc
nhựa đàn hồi và được đúc nguyên tấm rồi gắn lên trục in. Mực in trong phương pháp
này là loại mực in tan trong nước. Phương pháp in này được sử dụng rộng rãi để in các
loại nhãn decal, bao bì hoặc thùng cactông.
1.1.2 Yêu cầu về tính chất gi
ấy cho các công nghệ in khác nhau
Tất cả các phương pháp in trên đều có điểm chung là mực in được phết lên bản
in, sau đó nhờ lực ép để truyền hình ảnh cần in từ bản in lên giấy. Sự khác nhau giữa
các phương pháp in trên là đặc điểm của chữ cần in hay hình ảnh cần in sẽ nổi hay
chìm hay không nổi không chìm trên bản in, và chất liệu mực in được áp dụng trong
từng phương pháp cũng khác nhau.
Chất lượng sả
hình ảnh của màu in trước, hình ảnh sẽ bị nhoè.
Giấy dùng cho phương pháp in lõm thường không c
ần độ nhẵn cao như phương
pháp in nổi. Những tính chất cần có trong phương pháp in lõm là:
- Giấy có độ mềm mại cao để tờ giấy có thể dễ dàng ép sát lên bề mặt bản in,
chất lượng hình ảnh sẽ rõ nét từng chi tiết nhỏ.
- Độ bền bề mặt cao, độ bụi thấp.
- Tỷ lệ dùng chất độn trong giấy in lõm thường rất cao vì giấy đòi hỏi độ đục
cao.
- Độ bền cơ lý tương đối cao, vì trong quá trình in giấy phải chịu một độ căng
nhất định.
- Sự khác nhau giữa hai bề mặt giấy rất thấp để chất lượng in trên hai mặt giống
nhau.
- Giấy cần có độ ẩm thích hợp, vì nếu giấy có độ ẩm quá cao hình ảnh sẽ bị
nhoè, làm giảm chất lượng in
1.1.3 Tính chất của giấy in
Tính chất của giấy in không có m
ột quy định chung, vì với các công nghệ in
khác nhau đòi hỏi các tính chất của giấy khác nhau. Tuy nhiên, có một số chỉ tiêu chất
lượng của giấy có ảnh hưởng đến chất lượng giấy in mà không phụ thuộc vào kỹ thuật
in:
* Độ đồng đều của tờ giấy
Độ đồng đều của tờ giấy là chỉ tiêu quang trọng cho phép đảm bảo chất lượng in
cao: các nét in sắc, đồng đều, liên tụ
c. Độ đồng đều của giấy liên quan đến quá trình
6
hình thành giấy trên lưới xeo và chủng loại bột giấy sử dụng. Thông thường, tỷ lệ sử
dụng bột giấy xơ sợi ngắn càng cao sẽ càng làm tăng độ đồng đều của giấy.
* Khả năng bắt mực in của giấy
ng pháp
in offset thường được áp dụng nhiều nhất để in nhiều màu trong nhiều trường hợp: in
sách, in báo, in tạp chí, in quảng cáo, Để tăng độ bền bề mặt của giấy in offset, người
ta gia keo tinh bột vào bột giấy trước khi xeo (0,75 - 0,1)% so với bột khô tuyệt đối).
Phương pháp tốt nhất để tăng độ bền bề mặt của giấy in offset là gia keo bề mặt sẽ hạn
chế sự biến dạ
ng của giấy khi độ ẩm cao.
7
1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới tính chất in
* Ảnh hưởng của thành phần bột giấy đến tính chất in của giấy.
Sự có mặt của bột giấy cơ học trong thành phần giấy sẽ làm tăng độ đục, khả
năng thấm mực in tốt, sự phân bố xơ sợi đồng đều, nên sẽ làm tăng tính chất in của
giấy. Do vậy trong thành phần gi
ấy in các loại thường chứa một tỷ lệ bột giấy cơ học
phụ thuộc vào từng chủng loại giấy. Tuy nhiên sự có mặt của bột giấy cơ học trong
giấy lại làm tăng độ hồi màu, giảm độ bền cơ lý và giảm tuổi thọ của giấy. Chính vì
vậy đối với các loại giấy in cao cấp có độ bền và tuổi thọ cao thì bột c
ơ học không
được có trong thành phần giấy. Trong thành phần giấy in cao cấp, thành phần bột giấy
chủ yếu là bột giấy sunphat tẩy trắng từ gỗ cứng có phối trộn một tỷ lệ nhỏ bột giấy
sunphát tẩy trắng từ gỗ mềm hoặc không phối trộn. Như vậy vẫn duy trì được những
tính chất in của giấy như độ đục cao, khả năng b
ắt mực tốt, độ biến dạng thấp, độ bền
cơ lý và độ nhẵn cao.
* Ảnh hưởng của chất độn, chất gia keo lên tính chất in của giấy
Các nghiên cứu về ảnh hưởng của chất độn lên tính chất in của giấy cho thấy
rằng: những hạt chất độn do có kích thước nhỏ nên lấp vào khoảng trống giữa các xơ
sợi làm tăng số lượng nh
ưng giảm kích thước của các lỗ mao dẫn, kết quả là tăng được
giấ
y nhiều hay ít, nhanh hay chậm, khả năng của mực xâm nhập vào chiều sâu của giấy
nhiều hay ít. Những tương tác này phụ thuộc vào cấu trúc của giấy như số lượng và
kích thước các lỗ mao dẫn trên bề mặt giấy, vào tính chất của mực in. Cấu trúc mao
dẫn của giấy được biểu thị qua độ xốp của giấy và tính chất mực in được biểu thị qua
độ nhớt củ
a nó.
Những yếu tố làm tăng tính chất in của giấy là thành phần giấy có chứa bột cơ
và chất độn sẽ làm tăng độ xốp của giấy, nên tăng khả năng thấm hút mực in. Những
yếu tố làm giảm tính chất in của giấy là khi tăng độ nghiền, tăng áp lực ép trong quá
trình cán láng là làm tăng tỷ trọng giấy, do đó làm giảm khả năng bắt mực của gi
ấy in.
Chất lượng in cũng phụ thuộc vào sự phân bố của các xơ sợi trong giấy. Các xơ
sợi cần phân bố đều theo các hướng khác nhau, và theo cả chiều sâu của giấy. Nếu các
xơ sợi chỉ phân bố chủ yếu theo chiều chạy của máy xeo (chiều dọc giấy) thì mực in sẽ
dễ lan truyền dọc theo xơ sợi chứ không theo các hướng khác, làm cho hình ảnh không
có độ nét cao.
Sự tươ
ng tác giữa giấy và mực in phụ thuộc vào kích thước các lỗ mao quản của
giấy và độ nhớt của mực in. Thành phần mực in bao gồm chất bột màu ở dạng rắn và
chất mang ở dạng lỏng. Nếu bề mặt giấy có các mao quản kích thước lớn hơn kích
thước các hạt rắn trong mực in thì cả chất màu và chất lỏng đều thấm sâu vào chiều sâu
của giấy, tiêu tốn nhi
ều mực in và dễ gây ra hiện tượng in hình ảnh sang mặt kia của
giấy.
Tương tác giữa giấy và mực in gốc nước phụ thuộc vào tính háo nước hay kỵ
nước của giấy, nghĩa là phụ thuộc vào độ gia keo của giấy. Tính háo nước của giấy có
được là nhờ sự có mặt của các nhóm OH tự do trên xơ sợi xenluylô. Nếu giấy có độ gia
keo thấp thì số nhóm OH tự do nhiều, do đó có tính háo nước nên tạ
o điều kiện tốt để
tráng nhẹ (LWC), giấy dán tường, giấ
y in giấy viết thông thường
Nhìn chung công nghệ sản xuất bột cơ học đã có bề dầy lịch sử hơn 150 năm và
luôn được cải tiến và phát triển không ngừng, cho ra đời những công nghệ và thiết bị
hiện đại, tiên tiến đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao về các sản phẩm giấy của người
tiêu dùng.
Công nghệ bột cơ học có lẽ đầu tiên bắt đầu bằ
ng ý tưởng của J.Ch.Shäffer
người Đức ngay đầu thế kỷ 18 khi ông phát hiện ra mùn cưa và các sản phẩm thừa từ
gỗ đem nghiền nhỏ có thể sản xuất giấy. Mặc dù vậy mãi sau này này mới được thừa
nhận, khi Friedrich Gottlod Keller (1816 - 95) và Charles Fenerty (1821-92) khám phá
ra bột gỗ nghiền và lần đầu tiên áp dụng. Năm 1843, Keller cho ra đời thể hệ máy đầu
tiên: lô nghiền bằng đá và hoạt động bằng tay quay.
Trải qua nhiều nă
m, từ nguyên mẫu ban đầu đã có rất nhiều cải tiến. Từ năm
1852 đến 1867, Heninrich Voelter và Jonhann Matthäus Voith đã phát triển thành một
hệ thống sản xuất hoàn chỉnh bao gồm: bộ phận mài bột, bột phận sàng lọc và bộ phận
tách nước khỏi bột giấy. Cũng trong khoảng thời gian này đã có hơn 20 dây chuyền
10
được lắp đạt tại Châu Âu. Năm 1867 hệ thống này đã được giới thiệu tại hội chợ quốc
tế ở Paris.
Năm 1880 đánh dấu một bước cải tiến mới trong công nghệ bột gỗ mài bằng sự
xuất hiện hệ thống máy mài ở nhiệt độ cao với sự dẫn động bằng động cơ hơi nước tại
Mỹ
, chất lượng bột được cải thiện rất nhiều.
Hầu hết các thế hệ máy mài thời gian này hoạt động giãn đoạn nạp liệu kiểu ống
thủy lực, công suất nhỏ. Tuy nhiên năm 1922, lần đầu tiên xuất hiện thế hệ máy mài
với cơ cấu nạp liệu kiểu xích cho phép quá trình sản xuất diễn ra liên tục, chiều dài
khúc gỗ có thể đạt tới 1m, đường kính lô mài
11
độ trắng có thể đạt tới 89%ISO, tùy theo từng loại nguyên liệu), hệ số tán xạ ánh sáng
tốt hơn (tại cùng một độ trắng, độ bền). Một trong những hãng nổi tiếng về công nghệ
và thiết bị sản xuất bột cơ học là hãng Andritz.
Công nghệ APMP lần đầu tiên được trình bầy tại hội nghị bột cơ học quốc tế
năm 1989 bởi hãng Andritz và nhà máy vậ
n hành thành công đầu tiên công nghệ này là
Malette, Quebec - Canada và nhà máy Yalujiang Paper Dandong, Trung Quốc. Các
thông số vận hành cho thấy công nghệ này cho chất lượng bột tốt hơn bột BCTMP và
giảm khá nhiều chi phí năng lượng.
Ngày nay, phần lớn các dây chuyền mới xây dựng đều sử dụng công nghệ
APMP và công nghệ cải tiến từ APMP như: P - RC - APMP (Preconditioning Refiner
chemical treatment alkaline peroxide mechanical pulp).
Công nghệ P - RC - APMP hiện nay là công nghệ tốt nhất được ứng dụng cho
các nhà máy sản xuất bột cơ học trên thế giới nh
ư: ở Trung Quốc (Yue Yang Pulp
Paper Co.Ltd; Gaotang Paper Group (Shandong); QiQiHar Paper mill (Jilin); Baoshan
Paper Mill (Yunnan); Yalujiang Paper Mill (Dandong); Yibin Paper Mill (Sichuan);
Yincheng Paper Mill (Liaoning) ), ở Iran (Maragheh Pulp & Paper Ind. Co., (Tehran);
Gharb Paper Ind Co., (Tehran)), ở Canada (Millar Western (Meadow Lake); Malette
paper Mill (St. Raymond); Millar Western (Whitecounrt)); ở Costa Rica (Scott Paper),
ở Mỹ (Appleton Paper (Combined Locks) phần lớn công nghệ và thiết bị các dây
chuyền đều do công ty Andritz Inc. cung cấp.
Sản xuất bột giấy cơ học theo công nghệ P-RC-APMP lần đầu tiên được triển
khai ở Việt Nam, qua dự án của Nhà máy bột giấy Phương Nam (Long An) với nguyên
liệu là cây đay. Các nghiên cứu mới nhất của Dr. Eric Chao Xu (hãng Andritz) chỉ ra
rằng bột sản xuất t
ừ đay (kenaf) có thể cho độ trắng trên 83%ISO, bột sử dụng tốt cho
sản xuất giấy in, giấy viết, giấy tráng phấn chất lượng cao. Đối với cây Đay trồng ở
có tính chọn lọc kém, nghĩa là nó vừa cắt mạch lignin còn lại trong bột, vừa phá hủy
xenluylô và hemixenluylô, sản phẩm của sự phân hủy này là các nhóm keton, aldehyd,
cacboxyl, axit uronic. Chính những nhóm này làm tăng độ hồi màu của bột. Các nhà
khoa học còn tìm ra là: nếu hầu hết các nhóm aldehyd -CHO bị oxy hóa triệt để thành
các nhóm cacboxyl -COOH thì sự hồi màu của bột trắng sau tẩy giảm dần, còn nếu quá
trình oxy hóa này diễn ra không triệt để, nghĩa là vẫn còn nhiều nhóm -CHO không bị
oxy hóa thì làm tăng độ hồi màu của bột sau tẩy.
Kết quả nghiên cứu của Gs. Xtupinxka - Phần Lan chỉ ra rằng độ hồi màu của
bột giấy sau t
ẩy trắng phụ thuộc nhiều vào hóa chất dùng ở giai đoạn cuối của qui trình
tẩy nhiều giai đoạn [1]. Theo đó, thì dùng đioxyt clo ClO
2
ở giai đoạn tẩy cuối sẽ cho
bột có độ hồi màu thấp nhất so với các hóa chất khác.
Kết quả các nghiên cứu còn cho thấy, hiện tượng hồi màu của giấy bởi nhiệt độ,
bởi tia tử ngoại xảy ra đều cùng với sự thay đổi về tính chất hóa học của xenluylô, cụ
thể là độ nhớt và độ trùng hợp của xenluylô giảm, trị số đồng và
độ hòa tan của
xenluylô trong dung dịch kiềm tăng. Các hiện tượng trên chứng tỏ rằng trong quá trình
lão hóa hồi màu của giấy thì các phân tử xenluylô bị cắt mạch [1].
1.3.2 Sự hồi màu của giấy có chứa bột hiệu suất cao tẩy trắng
Nếu trong giấy có chứa bột hiệu suất cao thì giấy ngả vàng rất nhanh, ví dụ như
giấy báo bị vàng đi nhiều sau khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Theo các nhà khoa
13
học thì nguyên nhân là do sự oxy hóa lignin, có trong bột hiệu suất cao, tạo thành các
hợp chất mang màu sẫm. Có thể mô tả hiện tượng ôxy hóa lignin bởi ánh sáng như sau:
t này có thể cải thiện được tính chất cơ bản của bột, liên kết giữa
các xơ sợi tốt hơn, cải thiện được quá trình xeo giấy. Có thể phối trộn trên 20% bột
Phân tử được
kích thích
Lignin
Gốc tự do
Sản phẩm màu
vàn
g
Ánh sáng
O
2
Hình 1.1 Hiện tượng ôxy hóa lignin bởi ánh sáng
14
HSC tẩy trắng từ gỗ cứng với bột hóa học cho sản phẩm giấy có độ chịu kéo, chịu xé
ngang với sản phẩm giấy được sản xuất từ 100% bột giấy hóa học tẩy trắng từ nguyên
liệu cùng loại.
- Nghiên cứu sử dụng kết hợp cacbonat canxi và chất tăng trắng quang học trong
phần ướt của quá trình sản xuất giấy và trong công đoạn gia keo b
ề mặt giấy. Các nhà
nghiên cứu công nghệ tại Trường Đại học Brunswick Canada đã đưa ra được các kết
luận: Hiệu ứng cộng hưởng của cacbonat canxi và chất tăng trắng quang học có tác
dụng giảm thiểu rõ rệt độ hồi màu của giấy khi sử dụng đến 20% bột giấy hiệu suất cao
tẩy trắng thay thế một phần bột giấy hóa học tẩy trắng trong sả
n xuất giấy in, giấy viết
[3]. Tuy nhiên, hiện nay chất tăng trắng quang học được khuyến cáo chỉ sử dụng trong
sản xuất giấy với lượng hợp lý vì nó có thể gây hại đối với sức khỏe người tiêu dùng.
Đánh giá mức độ hồi màu của giấy người ta căn cứ vào mức giảm độ trắng của
giấy sau một thời gian sử dụng nhất định. Trên thự
2.1 Nguyên liệu
- Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ gỗ dương nhập khẩu từ Indonesia.
- Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ cây đay Long An, được sản xuất trong
phòng thí nghiệm của Công ty TNHH Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylo.
- Bột giấy hóa học tẩy trắng từ gỗ cứng (BHKP) từ nhập khẩu từ Indonesia.
- Bột giấy hóa học t
ẩy trắng (BSKP) từ gỗ mềm nhập khẩu từ Mỹ.
2.2 Thiết bị và hóa chất dùng trong nghiên cứu
2.2.1 Thiết bị
Cân phân tích : Mỹ, Thụy Sỹ
Tủ sấy : Đức
Tủ nung : Đức
Máy đo độ nhẵn Bekk-Frank : Đức
Máy đo độ bền kéo Housfield : Anh
Máy đo độ bền gấp : Đức
Máy đo độ trắng và độ đục Elrepho Mỹ
Máy đo độ bền xé Elmendof-Frank : Đức
Máy đánh tơi tiêu chuẩn : Áo
Máy nghiền PFI : Áo
Thiết bị đo độ nghiền : Áo
Máy xeo Rappid Kothen : Áo
Dụng cụ thủy tinh : Đức, Trung Quốc
2.2.2 Hóa chất và phụ gia
* Chất tăng trắng quang học
- Leucophor của hãng Clariant: Leucophor AP gốc Stilbene có 2 nhóm -SO
3
H
thích hợp dùng trong giai đoạn gia keo nội bộ; Leucophor U gốc Stilbene có 4 nhóm -
SO
3
Bột giấy sau nghiền được phối trộn với các loại hóa chất, phụ gia với thứ tự
phối trộn như sau:
- Tinh bột cation.
- Keo chống thấm AKD.
- Chất độn cacbonat canxi nghiền (GCC).
- Chất tăng trắng quang học.
- Chấ
t trợ bảo lưu Percol.
17
2.3.3 Xeo giấy
Bột giấy sau khi phối trộn hóa chất, phụ gia được xeo trên máy xeo Rappid-
Kothen để xác định các tính chất của giấy.
2.3.4 Gia keo bề mặt
Các tờ giấy khô sau xeo được đưa vào công đoạn gia keo bề mặt và tiến hành
sấy khô trên máy xeo Rapid
2.4 Các tiêu chuẩn và phương pháp phân tích sử dụng
Phương pháp đánh tơi bột giấy hóa học : ISO 5263-1:2004
Phương pháp đánh tơi bột giấy cơ học : ISO 5263-2:2004
Bột giấy - Xác đị
nh độ khô : TCVN 4407:2001
Phương pháp nghiền bột giấy : ISO 5264-2:2011
Phương pháp xeo tờ mẫu : ISO 5269-2:2004
Phương pháp lão hóa nhân tạo : TCVN 7068 -1: 2008
Xác định định lượng : TCVN 1270 : 2008
Giấy và cáctông - xác định độ bền kéo TCVN 1862-2:2007
Giấy - Xác định độ bền xé : TCVN 3229:2007
Giấy - Xác định độ chịu bục : TCVN 7361:2007
Xác định độ trắng ISO : TCVN 1865:2007
Xác định độ đục : TCVN 6728:2007
SR 38 38 50 50
Chiều dài đứt; m 6.960 8.090 5.400 5.290
Chỉ số xé; mNm
2
/g 6,7 9,8 4,5 4,7
Chỉ số bục; KPa.m
2
/g 4,1 5,6 2,4 2,3
Độ đục, % 79,2 59,1 74 90
Độ trắng ISO; % 87,0 86,0 82,0 77,0
Độ trắng giảm sau lão hóa nhân tạo; % 5,0 5,4 17,5 16,1
* Chú thích: Do nhà máy bột giấy Phương Nam chưa đi vào sản xuất, nên bột
giấy được dùng trong nghiên cứu là bột giấy được sản xuất trong phòng thí nghiện
theo công nghệ P-RC-APMP từ nguyên liệu đay Long An.
Kết quả trong bảng 3.1 cho thấy bột giấy hóa học tẩy trắng có các chỉ tiêu về độ
bền cao hơn hẳn so với bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng. Tuy nhiên, do bột giấy hiệu
suất cao tẩy trắng có các ưu điểm như làm tăng độ đục, độ xốp cũng như cải thiện tính
năng in của giấy, nên xu hướng hiện nay là thay thế một phần bột giấy hóa học tẩy
trắng bằng bột hiệu suất cao mà vẫn đảm bảo chất lượng của giấy in. Do vậy, trong
phần nghiên cứu này, tiến hành các thí nghiệm để tìm tỷ lệ sử
dụng bột hiệu suất cao
tẩy trắng thích hợp trong thành phần nguyên liệu cho sản xuất giấy in đáp ứng được
mức chất lượng cấp A của TCVN 6886:2001.
Độ trắng của bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ gỗ dương nhập khẩu có độ trắng
tương đối cao, thấp hơn bột giấy hóa học không nhiều. Bột giấy hiệu suất cao từ
đay có
19
độ trắng không cao là do điều kiện thiết bị trong phòng thí nghiệm. Trong thực tế sản
xuất công nghiệp bột sẽ có độ trắng cũng như các tính chất độ bền cao hơn. Theo số
phải có bột giấy BSKP và hàm lượng thường chiếm từ 10 – 30% so với tổng lượng bột
giấy. Với các loại máy xeo có tốc độ thấp thì thường sử dụng 100% bột giấy BHKP để
sản xuất các loại giấy in.
* Thành phần bột giấy có chứa bột gi
ấy BSKP
Tỷ lệ sử dụng các loại bột giấy:
- BSKP: 10%
- BHKP: 55÷ 80%
- Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng: 10 ÷ 35%
20
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng
từ gỗ dương trong sản xuất giấy in cho thành phần bột giấy có chứa bột giấy BSKP
được chỉ ra trong bảng 3.2.
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng từ gỗ dương
đến tính ch
ất của giấy in có chứa bột giấy BSKP
Mẫu thí nghiệm
Chỉ tiêu
ĐC M1 M2 M3 M4 M5 M6
Tỷ lệ bột giấy HSC; % 0 10 15 20 25 30 35
Tỷ lệ BHKP; % 90 80 75 70 65 60 55
Tỷ lệ BSKP; % 10 10 10 10 10 10 10
Độ trắng ISO; % 87,2 85,7 84,1 84,4 83,6 82,4 80,5
Độ đục; % 87,1 88,8 88,0 88,2 90,5 90,8 93,4
Độ nhẵn Bekk; giây 16 14 13 13 13 12 11
Chiều dài đứt; m 4.880 4.620 4.590 4.390 4.230 3.530 3.470
Chỉ số xé; mNm
2
/g 6,47 6,18 6,11 6,04 5,97 5,04 4,82
Độ trắng, % 87,5 85,4 84,3 83,8 83,2
Độ đục, % 89,6 90,1 90,7 91,2 92,4
Độ nhẵn, giây 16 14 14 13 13
Độ dài đứt, m 4.680 4.340 4.210 3.590 3.210
Chỉ số xé, mNm
2
/g 6,05 6,00 5,91 5,42 5,16
Độ hút nước, g/m
2
28,2 28,5 29,0 29,6 30,0
Độ tro, % 10,7 9,9 9,87 10,5 10,1
Cũng giống như kết quả ở các thí nghiệm trước độ bền cơ học của bột giấy giảm
khi tăng tỷ lệ sử dụng bột giấy hiệu suất cao. Kết quả nghiên cứu trong bảng 3.3 cho
thấy khi tỷ lệ bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng là 20% các chỉ tiêu về độ bền của giấy
giảm hẳn và thấp hơn so yêu cầ
u chất lượng giấy in chất lượng cao theo TCVN
6886:2001. Do đó tỷ lệ sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng trong nội dung nghiên
cứu này được lựa chọn là 15%.
3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên
liệu đay đến chất lượng giấy in
Tính chất vật lý của bột giấy hiệu suấ
t cao tẩy trắng từ đay được sản xuất trong
phòng thí nghiệm và từ gỗ dương trong bảng 3.1 không có sự khác nhau nhiều. Do vậy,
trong nghiên cứu này, quy trình công nghệ sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ
sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu đay đến chất lượng giấy in tương tự
như đối với bột giấy hi
ệu suất cao tẩy trắng từ gỗ dương đã được lựa chọn với tỷ lệ
phối trộn lần lượt là: 10% BSKP/65% BHKP/25% Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng và
85% BHKP/15% Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng.