NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHỐI TRỘN CÁC LOẠI BỘT VÀ CaCO3 ĐẾN SẢN PHẨM TỐI ƯU GIẤY IB8260

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với nội dung: Nghiên cứu sự ảnh hưởng sự phối trộn các loại bột và chất độn CaC0 3 đến sản phẩm tối ưu giấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

****************

NGUYỄN MINH THIỆN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHỐI TRỘN CÁC

GIẤY IB82-60

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ GIẤY VÀ BỘT GIẤY

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 6/2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

****************

NGUYỄN MINH THIỆN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHỐI TRỘN CÁC

GIẤY IB82-60Ngành: Công Nghệ Giấy & Bột Giấy

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Giáo viên hướng dẫn

ThS LÊ TIỂU ANH THƯ

Trang tựa

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 6/2012

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với nội dung: Nghiên cứu sự ảnh hưởng sự phối trộn các loại bột và chất độn CaC0 3 đến sản phẩm tối ưu giấy in báo độ trắng 82%ISO và định lượng 60 g/m 2

Qua đề tài này, Tôi xin chân thành cảm ơn:

- Th.S Lê Tiểu Anh Thư, giáo viên trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

- Các thầy cô giáo trong khoa Lâm nghiệp và bộ môn Công nghệ giấy và bột giấy trường đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho tôi kiến thức quý báu trong suốt khóa học

- Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp và ban giám hiệu trường đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã cho phép tôi sử dụng phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ giấy và bột giấy trong thời gian thực hiện đề tài

- Kỹ sư Hồ Thị Thùy Dung (chị Chi), người quản lý phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy trường đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện thí nghiệm

- Tất cả các thành viên lớp DH08GB đã góp ý chân thành, giúp tôi khắc phục một số nhược điểm của luận văn

- Ban giám đốc và toàn thể anh chị cán bộ công nhân viên của Công ty cổ phần Giấy Đồng Nai đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi làm thí nghiệm trong thời gian thực tập tại công ty

- Và sau hết, xin dành lời cảm ơn chân thành đến người thân, gia đình là động lực thúc đẩy cho tôi, để tôi luôn cố gắng và phấn đấu hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình

TP.HCM, ngày 15 tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Minh Thiện

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của sự phối trộn các loại bột và chất độn CaC03 đến sản phẩm tối ưu giấy in báo độ trắng 82%ISO và định lượng 60 g/m2(IB82-60)” đã được tiến hành tại phòng thí nghiệm của Công ty cổ phần giấy Đồng Nai và trung tâm phân tích chế biến lâm sản, giấy và bột giấy trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM Thời gian thực hiện từ 15/03/2012 đến 15/05/2012

Nội dung nghiên cứu là khảo sát ảnh hưởng sự phối trộn các loại bột và mức dùng chất độn CaC03 đến chiều dài đứt và độ trắng của giấy IB82-60 Nguyên liệu thí nghiệm là chất độn GCC, bột hóa xớ dài, xớ ngắn và bột CTMP của nhà máy giấy Đồng Nai, thí nghiệm được thực hiện bằng cách giữ cố định độ nghiền của các loại bột (bột CTMP nghiền khoảng 56-60oSR, bột hóa xớ dài, hóa xớ ngắn nghiền khoảng 40-45oSR)

Tiến hành thí nghiệm 1: Xác định chiều dài đứt (độ chịu kéo) và độ trắng của mẫu giấy thông qua sự thay đổi tỷ lệ bột hóa xớ dài là 0%: 10%: 20%: 30%: 40%: 50%: 60%: 70% cố đinh 30% bột CTMP

Từ kết quả của thí nghiệm 1 tiến hành thí nghiệm 2: Chỉ dùng 1 loại bột hóa

và bột CTMP, thay đổi tỷ lệ phối trộn bột hóa theo tỷ lệ: 10%: 20%: 30%: 40%: 50%: 60%: 70%: 80: 90% với mức dùng CaC03 theo tỷ lệ: 0%; 5%; 10%;15% 20%; 25% Để tiến hành thí nghiệm 2 được thuận lợi và giảm được số lượng thí nghiệm tôi chia các tỷ lệ phối trộn bột và các mức dùng chất độn CaCO3 thành 4 vùng chính, ưu tiên tiến hành thí nghiệm trên vùng 1 (giá sản xuất là thấp nhất) có các tỷ

lệ phối trộn bột hóa/CTMP lần lượt là 10/90: 20/80: 30/70: 40/60: 50/50, và mức dùng chất độn CaCO3 lần lượt là 15%; 20%; 25% Từ đó xác định ảnh hưởng của sự phối trộn bột và CaC03 ở các mức dùng khác nhau đến chiều dài đứt, độ trắng và giá sản xuất của giấy IB82-60 và rút ra tỷ lệ phối trộn bột cùng mức dùng CaC03 tối

ưu cho chiều dài đứt, độ trắng và giá sản xuất của giấy IB82-60

Kết quả thu được:

Thí nghiệm 1: Khi thay đổi tỷ lệ bột hóa xớ dài là 0%: 10%: 20%: 30%: 40%: 50%: 60%: 70% cố đinh 30% bột CTMP thì chiều dài đứt của giấy tăng từ

5103 mét đến 6815 mét (tăng 1712 mét), đồng thời độ trắng của giấy giảm từ 79,30%ISO xuống 77,12%ISO (giảm 2,18%ISO)

Thí nghiệm 2: Kết quả thí nghiệm tại vùng 1, dùng bột hóa xớ ngắn, bột CTMP và thay đổi tỷ lệ phối trộn bột hóa xớ ngắn theo tỷ lệ: 10%: 20%: 30%: 40%: 50% chiều dài đứt và độ trắng của giấy có xu hướng tăng Đối với mức dùng 15% CaCO3 chiều dài đứt của giấy tăng 916 mét, độ trắng tăng 5,13%ISO Mức dùng 20% CaCO3 chiều dài đứt của giấy tăng 1000 mét, độ trắng của giấy tăng 5,38%ISO Mức dùng 25% CaCO3 chiều dài đứt của giấy tăng 1009 mét, độ trắng của giấy tăng 4,99%ISO Khi tỷ lệ phối trộn CaCO3 trong mẫu giấy từ 15% đến 20% chiều dài đứt của giấy giảm nhanh, độ trắng của giấy tăng nhanh Khi tỷ lệ phối trộn CaCO3 trong mẫu giấy từ 20% đến 25% chiều dài đứt của giấy giảm chậm

và độ trắng của giấy tăng chậm lại

SUMMARY

The subject "To study the effect of the mixing of pulps and fillers CaC03 to the tensile strength of the newsprint which has 82% ISO whiteness and metering 60 g/m2 (IB82-60)" was conducted at laboratory of The paper stock Dong Nai Company and analyzes processing of forest products, pulp and paper center of HCMC Nong Lam University Implementation period from 15/03/2012 to 15/05/2012

Contents of survey research is assessment of the influence mixing of pulps and amount of fillers CaCO3 to the tensile strength and the whiteness of IB82-60 paper Experimental materials include GCC fillers, long staple chemical pulp, short staple chemical pulp, CTMP pulp of The paper stock Dong Nai Company, experiment was done by holding fixed the level of slowness tester (oSR) (CTMP pulp about 56-60oSR, long staple chemical pulp and short staple chemical pulp about 40-45oSR)

Experiment : Determine the tensile strength and the whiteness of the paper form through the change of long staple chemical pulp is 0%: 10%: 20%: 30%: 40%:

50 %: 60%: 70% and 30% fixed CTMP pulp

Conducting experiment 2 base on results of experiment 1: Use only one type

of chemical pulp and CTMP pulp, mixing ratio changes of chemical pulp: 10%: 20%: 30%: 40%: 50%: 60%: 70%: 80: 90% with the ratio of amount of CaC03 : 0%; 5%; 10%; 15%; 20%; 25% To make the experiments 2 convenient, I divide ratio mixing pulps and amount of fillers CaCO3 into 4 main parts, giving priority to conduct experiments on the first part (lowest cost of production) have ratio mixing chemical pulp/CTMP in turn is 10/90: 20/80: 30/70: 40/60: 50/50, and levels of amount of fillers CaCO3 respectively 15%; 20%; 25% Since then determine the effect of the mixing pulps and CaC03 at different levels effect to the tensile strength and the whiteness of IB82-60 paper and conclusion mixing pulps ratio and amount

of fillers CaCO3 with optimal levels for the tensile strength and the whiteness of IB82-60 paper

We received these results :

Experiment 1: When change ratio of long staple chemical pulp is 0%: 10%: 20%: 30%: 40%: 50%: 60%: 70% and 30% fixed CTMP pulp, the tensile strength

of paper is increased from 5103 meters to 6815 meters (increased 1712 meters), and the whiteness of paper decreased from 79.30% down 77,12% ISO (down 2,18%ISO)

Experiment 2: Results of experiments in the first part, use only of short staple chemical pulp, CTMP pulp and change mixing ratio of short staple chemical pulp: 10%: 20%: 30%: 40%: 50% the tensile strength and whiteness of paper tends

to increase Using amount of 15% CaCO3, the tensile strength of paper increased

916 meters, the whiteness of paper increased 5,13%ISO Using amount of 20% CaCO3 the tensile strength of paper increased 1,000 meters, the whiteness of paper increased 5,38%ISO Using amount of 25% CaCO3 the tensile strength of paper increased 1009 meters, the whiteness of paper increased 4,99%ISO When the mixing rate of CaCO3 in paper from 15% to 20% the tensile strength of paper was decreased, the whiteness of paper was increased When increased the mixing rate of CaCO3 from 20% to 25% the tensile strength of the paper decreased slowly and the whiteness increased slowly

MỤC LỤC

TRANG

Trang tựa i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

SUMMARY v

MỤC LỤC vii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG x

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.3 Giới hạn của đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về các loại bột 3

2.1.1 Bột cơ học ( mechanical pulp): 3

2.1.2 Bột hóa học (chemical pulp): 5

2.1.3 Bột bán hóa (bột hóa cơ) 5

2.1.4 Tổng quan về bột CTMP 6

2.2.Tổng quan về chất độn 9

2.2.1 Khái niệm về chất độn 9

2.2.2 Các loại chất độn thường dùng trong sản xuất giấy 9

2.2.3 Ưu nhược điểm của chất độn 11

2.2.4 Tính chất của chất độn 12

2.2.5 Ảnh hưởng của chất độn đến tính chất của giấy 13

2.2.6 Sựu bảo lưu của chất độn trên giấy 14

2.2.7 Tổng quan về chất độn CaCO3 17

2.3 Các khái niệm về tính chất quang học của giấy 20

2.3.1 Độ trắng của giấy 20

2.3.2 Độ thấu sáng của giấy 20

2.3.3 Độ trong suốt của giấy 20

2.3.4 Độ đục của giấy 20

2.4 Tổng quan về độ bền cơ lý của giấy 20

2.5 Tổng quan về giấy in 21

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Nguyên liệu và thiết bị 24

3.1.1 Nguyên liệu 24

3.1.2 Thiết bị 26

3.2 Nội dung nghiên cứu 30

3.2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 31

3.2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 32

3.2.3 Mô tả trình tự các bước tiến hành thí nghiệm 33

3.3 Phương pháp nghiên cứu 37

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột hóa đến chiều dài đứt và độ trắng của giấy 40

4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột hóa xớ ngắn, bột CTMP và mức dùng chất độn CaCO3 đến chiều dài đứt của giấy 42

4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột hóa xớ ngắn, bột CTMP và mức dùng chất độn CaCO3 đến độ trắng của giấy 44

4.4 Tỷ lệ phối trộn bột và mức dùng chất độn CaCO3 tối ưu 46

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

5.1 Kết luận 48

5.2 Kiến nghị 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 51

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ISO International standards Organization

PPTMP Pressure / Pressure Thermo Mechanical Pulp PRMP Pressureid Refiner Mechanical Pulp

PGW – S Supper Pressure Groundwood Pulp

GCC Grounding Calcium Carbonate

PCC Precipitated Calcium Carbonate

Handsheet Tờ giấy xeo tay

PAC Polyaluminium Chloride Hydroxide

OBA Optical Brightening Agents

DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG TRANG Bảng 2.1: Điều kiện sản xuất và hiệu suất của một số loại bột cơ 4

Bảng 2.2: Độ bền cơ lý của giấy 7

Bảng 2.3: Thành phần hóa học nguyên liệu gỗ keo lai tại Tân Mai 7

Bảng 2.4: Tính chất cơ lý của bột TMP và CTMP từ nguyên liệu gỗ vân sam 8

Bảng 2.5: Phân loại một số chất độn thông dụng và các chỉ tiêu kỹ thuật 11

Bảng 2.6: Kích thước của các thành phần trong huyền phù bột 16

Bảng 3.1: Đặc điểm kỹ thuật bột CTMP 24

Bảng 3.2: Đặc điểm kỹ thuật bột hóa xớ ngắn 25

Bảng 3.3: Đặc điểm kỹ thuật của bột hóa xớ dài 25

Bảng 3.4: Đặc điểm kỹ thuật chất độn GCC 25

Bảng 3.5: Thời gian đánh tơi mỗi loại bột 33

Bảng 3.6: Các tỷ lệ phối trộn bột được bố trí trong thí nghiệm 1 khi tiến hành thay tỷ lệ bột hóa xớ dài và bột hóa xớ ngắn 34

Bảng 3.7: Các tỷ lệ phối trộn bột được bố trí trong thí nghiệm 2 khi tiến hành thay đổi tỷ lệ phối trộn bột và chất độn CaCO3 35

Bảng 3.8: Bảng giá sản xuất của các tỷ lệ phối trộn bột được bố trí trong thí nghiệm 2 35

Bảng 3.9: Bảng chia các tỷ lệ phối trộn bột thành các vùng tiến hành thí nghiệm chính 36

DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG

Hình 2.1: Hình ảnh phóng đại của PCC và GC 18

Hình 2.2: Sơ đồ khối quá trình sản xuất chất độn GCC 18

Hình 2.3: Sơ đồ khối quá trình sản xuất chất độn PCC 19

Hình 3.1: Bột CTMP 26

Hình 3.2: Bột hóa xớ ngắn 26

Hình 3.3: Bột hóa xớ dài 26

Hình 3.4: Cân kỹ thuật 26

Hình 3.5: Máy đánh tơi 27

Hình 3.6: Máy nghiền Hà Lan 27

Hình 3.7: Thiết bị đo độ nghiền SR 27

Hình 3.8: Xeo handsheet 28

Hình 3.9: Máy ép bán tự động 28

Hình 3.10: Tủ sấy 28

Hình 3.11: Bình hút ẩm 29

Hình 3.12: Máy đo độ trắng 29

Hình 3.13: Thiết bị cắt giấy 29

Hình 3.14: Máy đo độ chịu kéo GOTECH 29

Hình 3.15: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 31

Hình 3.16: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 32

Hình 4.1: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của chiều dài đứt và độ trắng của giấy vào tỷ lệ phối chế bột hóa 40

Hình 4.2: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc chiều dài đứt của giấy vào tỷ lệ phối trộn bột hóa xớ ngắn, bột CTMP và mức dùng chất độn CaCO3 42

Hình 4.3: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc độ trắng của giấy vào tỷ lệ phối trộn bột hóa xớ ngắn, bột CTMP và mức dùng chất độn CaCO3 44

Hình 4.4: Đồ thị thể hiện giá sản xuất trên các tỷ lệ phối trộn bột 47

Chương 1

MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Giấy là mặt hàng không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của mỗi người Sản phẩm giấy ngày càng đa dạng và được sử dụng rộng rãi nhằm phục vụ cho con người trong nhiều lĩnh vực như: thông tin văn hoá, quảng cáo , thực phẩm, kinh tế,

…Sản phẩm giấy bao gồm: giấy in, giấy viết, giấy in báo, giấy photocoppy, … Đất nước ngày càng phát triển trên mọi lĩnh vực và nhu cầu sử dụng giấy không ngừng tăng lên đòi hỏi ngành giấy phải không ngừng cải tiến công nghệ để đáp ứng được nhu cầu của xã hội, đặc biệt là mặt hàng giấy in cũng như giấy in báo

Nhu cầu tiêu thụ giấy gia tăng lên bên cạnh đó những yêu cầu về chất lượng cũng được quan tâm đến Giấy in, giấy viết phải đảm bảo được độ bền cơ lý, độ trắng, khả năng bắt mực khi in ấn, tránh hiện tượng bị lem mực và giá cả phải cạnh tranh

Để sản xuất ra được sản phẩm giấy có chất lượng về độ bền cơ lý, độ trắng, với giá cả cạnh tranh, có nhiều cách lựa chọn sự phối trộn các loại xơ sợi khác nhau cùng với chất độn để sản xuất ra cùng một loại giấy với những tính chất đã định trước, tuy nhiên điều này không có nghĩa là muốn sử dụng bất kì một loại bột nào cũng có thể sản xuất ra một loại giấy với những tính chất đã định trước mà chỉ có thể sử dụng được sự phối trộn các loại bột thích hợp Bởi vì sự phối trộn các loại bột với chất độn có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng giấy mà đặc biệt là chiều dài đứt và độ trắng của giấy in Thông thường mục tiêu là phải làm như thế nào để sản phẩm giấy đạt chất lượng tốt nhất mà giá thành sản phẩm là thấp nhất

Xuất phát từ những vấn đề trên tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của sự phối trộn các loại bột và chất độn CaC03 đến chiều dài đứt của giấy in báo độ trắng 82%ISO định lượng 60 g/m2(IB82-60)”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột và chất độn CaCO3 ở các mức dùng khác nhau đến chiều dài đứt (độ chịu kéo) và độ trắng của giấy IB82-60 thông qua việc thay đổi tỷ lệ phối trộn giữa các loại bột và chất độn CaCO3 trong tờ giấy handsheet Từ đó rút ra tỷ lệ phối trộn các loại bột và mức dùng CaC03 tối ưu cho chiều dài đứt và độ trắng của giấy IB82-60

1.3 Giới hạn của đề tài

Trong khuôn khổ thời gian có hạn đề tài chỉ nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa bột CTMP và bột hóa xớ dài, xớ ngắn, chất độn CaCO3 (canxi cacbonate nghiền GCC) ở các mức dùng khác nhau đến chiều dài đứt và độ trắng của giấy in báo độ trắng 82%ISO định lượng 60 g/m2 Nghiên cứu dựa trên kết quả

độ nghiền bột CTMP và bột hóa xớ dài, hóa xớ ngắn là tối ưu cho độ chịu kéo của giấy in, không nghiên cứu đến các tính chất khác

Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm của nhà máy giấy Đồng Nai và phòng thí nghiệm của trung tâm phân tích chế biến lâm sản giấy và bột giấy trường

ĐH Nông Lâm TP.HCM từ ngày 15/03/2012 đến 15/05/2012

Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai xót, rất mong nhận được sự góp ý và chỉ dẫn của quý thầy cô và các bạn để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về các loại bột

2.1.1 Bột cơ học ( mechanical pulp):

Là sản phẩm thu được bằng cách xử lý gỗ bằng phương pháp cơ học do vậy trong thành phần bột cơ chứa đầy đủ các thành phần giống như của gỗ và hàm lượng lignin cao hơn hẳn so với bột hóa, vì vậy giấy làm từ bột cơ có đặc điểm là cứng và giòn hơn hẳn so với giấy làm từ xơ sợi bột hóa [1]

- Phương pháp mài: các khúc gỗ được áp sát vào bề mặt lô đá mài, khi lô đá mài quay sẽ mài mòn gỗ và tạo thành bột, sản phẩm thu được gọi là bột gỗ mài [1]

- Phương pháp nghiền: gỗ được chặt nhỏ thành dăm mảnh rồi được ngâm rửa bằng nước hoặc hóa chất sau đó được nghiền trong máy nghiền đĩa, sản phẩm thu

được gọi là bột cơ nghiền [1]

Xơ sợi bột cơ ngắn hơn hẳn so với xơ sợi bột hóa, bột cơ thì không thể tẩy trắng đến độ trắng bằng độ trắng của bột hóa

Khi phối trộn thêm bột cơ vào giấy thì làm giảm độ bền cơ lí của giấy, giảm

độ nhẵn bề mặt giấy, giảm độ chặt và độ bền thời gian của giấy, giấy mau bị ngả vàng Nhưng bột cơ làm tăng được độ xốp, độ thấm hút nước và khả năng bắt mực

in của giấy, tăng độ đục của giấy và điều quan trọng nhất là hiệu suất bột cơ rất cao (thường khoảng 80 - 95 %) giá thành rẻ hơn so với bột hóa [1]

Với các ưu điểm trên bột cơ thường được sử dụng để sản xuất giấy in báo, cho sản phẩm giấy có tính chất in tốt, sản xuất các loại giấy vệ sinh hoặc được sử dụng phối trộn với các loại bột khác để sản xuất một số loại giấy có chất lượng cao

Các loại bột cơ học phổ biến hiện nay:

- Bột SWG: Là bột gỗ mài dưới áp suất khí quyển

- Bột PWG: Là bột gỗ mài có áp lực, mài ở nhiệt độ < 1000C

- Bột PWG - S: Là bột gỗ mài có áp lực, mài ở nhiệt độ trên 1000C

- Bột TGW: Là bột mài ở áp suất khí quyển, mài ở nhiệt độ > 80 oC

- Bột RMP: Nghiền ở áp suất khí quyển, không có xử lý trước

- Bột TRMP: Nghiền có gia nhiệt, xông hơi dăm mảnh trên 1000C và nghiền ở

áp suất thường

- Bột PPTMP: Bột nghiền cơ nhiệt có áp suất Giai đoạn 1 nghiền ở > 1000C

và giai đoạn 2 nghiền ở > 1000C

- Bột PRMP: Bột nghiền cơ có áp lực không xông hơi Giai đoạn 1 nghiền ở >

1000C và giai đoạn 2 nghiền ở > 1000C

- Bột TMP: Xông hơi dăm mảnh trên 1000C Giai đoạn 1 nghiền ở >1000C và

giai đoạn 2 nghiền ở áp suất thường

(Nguồn: Gary A Smook, 1992; Vũ Tiến Hy, 2006)

Bảng 2.1: Điều kiện sản xuất và hiệu suất của một số loại bột cơ.[4]

RMP Bột nghiền đĩa từ dăm , áp suất khí quyển 97,5

PRMP Bột nghiền đĩa từ dăm, ở áp suất và nhệt độ

2.1.2 Bột hóa học (chemical pulp):

Là loại bột được sản xuất bằng phương pháp nấu dăm mảnh gỗ với với hóa chất để loại bỏ lignin và giữ lại xenlulo để sản xuất giấy Có hai loại bột hóa thông dụng:

- Bột hóa nấu bằng phương pháp sulphat hay kraft: hóa chất nấu là NaOH và

Bột hóa thường được sử dụng phối trộn với các loại bột giấy khác để làm tăng độ bền của giấy, hoặc được sử dụng một mình để sản xuất một số loại giấy đặc biệt có độ bền cao.[1]

2.1.3 Bột bán hóa (bột hóa cơ)

Bột có hiệu suất từ 50 – 90 % được ngâm vào hóa chất rồi dùng phương pháp cơ học để tách xơ sợi

Các loại bột hóa cơ phổ biến hiện nay:

- Bột CMP: Gỗ được xử lý sơ bộ với hóa chất rồi mới tiến hành nghiền

- Bột TCMP: Dăm mảnh được xông hơi xử lý với hóa chất trên 1000C Xử lý hóa chất ở áp suất thường, nghiền ở áp suất thường

- Bột CRMP: Dăm mảnh được xử lý hóa học ở áp suất thường, nhiệt độ thấp

và nghiền ở áp suất thường

- Bột CTMP: Dăm mảnh được xử lý hóa học và xông hơi ở trên 1000C Giai đoạn 1 nghiền ở >1000C (thường là hơi nóng ở nhiệt độ 105 – 115 0C, hoặc hơi quá nhiệt ở 130 0C), giai đoạn 2 nghiền ở áp suất thường

- Bột BCTMP: công nghệ tương tự như sản xuất bột CTMP nhưng có bổ sung giai đoạn tẩy trắng sau giai đoạn nghiền

- Bột LFCMP hay CTLF: công nghệ tương tự như sản xuất bột CTMP, bổ sung thêm công đoạn tách bột thớ dài ra riêng, sau đó xử lý bằng hóa chất và nghiền [5]

- Dùng nhiệt và lực cơ học để tách xơ sợi tạo thành bột giấy

- Xơ sợi thường được tách theo lớp liên kết giữa các tế bào sợi, do vậy ít bị tổn hại hơn, xơ sợi dài hơn so với bột nghiền cơ RMP, và nhiệt cơ TMP

- Hiệu suất bột thường trong khoảng 60-80% do một phần lignin bị hòa tan trong quá trình xử lý bằng hóa chất

- Bột có màu tối hơn so với bột RMP, TMP

 Nguyên liệu sản xuất bột CTMP

Nguyên liệu dùng cho sản xuất bột CTMP khá đa dạng bao gồm cả nguyên liệu gỗ mềm, gỗ cứng và cả nguyên liệu phi gỗ, tuy nhiên trong phạm vi giới hạn của đề tài chỉ tập trung tìm hiểu về nguyên liệu gỗ keo lai

Keo lai là tên gọi tắt để chỉ giống lai tự nhiên giữa keo tai tượng (Acacia mangium) và keo lá tràm (Acacia auriculformis) Keo lai mang tính trung gian giữa

hai loài bố mẹ về hoa và hạt, lá và hình dáng thân cây… song cây lai tự nhiên đời F1 thể hiện ưu thế lai hơn so với cây bố mẹ về sinh trưởng nhanh (Theo Huỳnh Đức Nhân, điểm nổi bật của cây keo lai là sinh trưởng nhanh gấp 1,2 – 1,6 lần về chiều cao, 1,3 – 1,8 lần về đường kính, 2 lần về thể tích ở giai đoạn 4,5 tuổi so với keo tai tượng), độ tròn đều của thân cây, thân cây đơn trục, đỉnh ngọn phát triển tốt Keo lai

tập trung ở Ba Vì (Hà Tây), Đông Nam Bộ và Tân Tạo (TP Hồ Chí Minh), Trung

Bộ, các tỉnh Tây Nguyên…

Đã có nhiều nghiên cứu về việc ứng dụng keo lai làm nguyên liệu cho sản

xuất giấy và kết quả thấy rằng đây là loại nguyên liệu rất thích hợp cho sản xuất

giấy Chất lượng bột giấy nấu từ keo lai theo phương pháp sunphat cao hơn hẳn so

với cây bố mẹ, hiệu suất bột đạt 51 % (keo lá tràm 47,5 %; keo tai tượng 47,1 %)

với mức dùng kiềm như nhau (17 % Na2O so với nguyên liệu KTĐ)

Bảng 2.2: Độ bền cơ học của bột giấy ( Nguồn: Viện công nghiệp giấy)

Hiện nay cây keo lai đang được quy hoạch trồng trên diện rộng để làm nguyên

liệu sản xuất bột giấy, tại công ty giấy Tân Mai, keo lai là nguyên liệu chính để sản

xuất bột hóa nhiệt cơ tẩy trắng

Bảng 2.3: Thành phần hóa học nguyên liệu gỗ keo lai tại Tân Mai

(Nguồn: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bột hóa nhiệt cơ tẩy trắng

từ gỗ keo lai, Th.S Cao Văn Sơn, Viện công nghiệp giấy, tháng 11/2006)

 Ứng dụng của bột CTMP

Loại bột hóa nhiệt cơ không tẩy trắng thích hợp cho sản xuất các loại giấy bao bì, làm hộp carton làn sóng Ưu điểm của loại bột này là xơ sợi có chiều dài lớn hơn bột cơ nghiền, không sử dụng hóa chất nên độ bền cơ lý cao hơn, giấy làm từ bột hóa nhiệt cơ có độ cứng cao Nhược điểm của loại bột này là có màu sẫm hơn so với bột cơ nghiền không sử dụng hóa chất (do lignin tác dụng với hóa chất tạo thành hợp chất có màu sẫm) [1]

Loại bột hóa nhiệt cơ tẩy trắng thường được sử dụng để phối trộn với bột hóa trong sản xuất một số loại giấy như giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, giấy bao gói thực phẩm nhằm mục đích hạ giá thành, tăng cường tính chất in và tăng độ đồng đều cho giấy Ưu điểm của bột cơ tẩy trắng là độ trắng đạt khoảng 70 – 75 %, độ đục tương đối cao, độ xốp cao, độ biến dạng giảm Nhược điểm của bột cơ tẩy trắng

là nó mau bị ngả màu vàng do thành phần lignin dễ bị hồi màu dưới tác dụng của nhiệt và ánh sáng mặt trời [1]

Do sự đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng các sản phẩm giấy nên công nghệ bột cơ và bột hóa cơ đã có nhiều thay đổi, đáng chú ý là loại bột CTMP cho chất lượng tốt hơn như: tỷ lệ xơ sợi dài cao hơn, độ bền của bột được cải thiện đáng kể

Bảng 2.4: Tính chất cơ lý của bột TMP và CTMP từ nguyên liệu gỗ vân sam,

(Nguồn: Nâng cao tính chất bột cơ học – Tạp chí công nghiệp giấy tháng 9/2004) 2.2.Tổng quan về chất độn

2.2.1 Khái niệm về chất độn

Chất độn là những chất bột mịn, màu trắng, không tan trong nước, chúng thường là những chất khoáng có sẵn trong tự nhiên như bột đá vôi (CaCO3), bột đất sét (cao lanh = Al2O3.SiO2), bột talc, hoặc bột nhân tạo như dioxit titan (TiO2)…[1]

2.2.2 Các loại chất độn thường dùng trong sản xuất giấy

 Cao lanh (Al2 O 3 SiO 2 )

Cao lanh là sản phẩm phân hủy của alumina silicat kiềm, thành phần hóa học chủ yếu là SiO2 (45 – 47 %), Al2O3 (35 – 38 %), Fe2O3, K2O, TiO2, chất cháy được (12 – 13 %) Thành phần của những chất này phụ thuộc vào nơi khai thác cao lanh Cao lanh có cấu trúc hai lớp, một lớp tứ diện silicat, một lớp bát diện alumina

Thuận lợi khi sử dụng Cao lanh: Giá cả hợp lý, độ trắng tương đối cao, bền trong môi trường hóa học, độ rắn thấp, tỷ trọng vừa phải, hạt có dạng đĩa nên có diện tích bề mặt riêng lớn và hệ số tán xạ cực tốt, khả năng thấm mực và có độ bền màu mực tốt

Một nhược điểm của Cao lanh là hệ số khúc xạ rất gần với Cellulose [1]

 Bột talc

Thành phần hóa học chủ yếu của bột talc là silicat magie ngậm nước (MgO.SiO.3nH2O) Bột talc được sản xuất bằng cách nghiền quặng talc, sau đó tuyển nổi và phân loại theo kích thước hạt

Bột talc có đặc điểm nổi bật là rất mềm, kỵ nước nhất trong số các loại chất độn sử dụng trong ngành giấy, do vậy nó thường được sử dụng làm chất hấp phụ các tạp chất kỵ nước, hạt nhựa cây mịn lẫn trong dòng bột của cả hai quá trình sản xuất bột và sản xuất giấy Khi sử dụng bột talc làm chất độn dễ gặp hiện tượng tạo bọt trong dòng bột do tính kỵ nước của nó gây ra

Bột talc có độ trắng cao nên thường được sử dụng trong các loại giấy cần độ trắng như giấy in, giấy viết [1]

 Bột đá vôi (CaCO3 )

Bột đá vôi có hai loại chủ yếu, đó là sản phẩm thiên nhiên bằng cách nghiền

đá vôi thiên nhiên gọi là GCC hay bột đá nặng, loại sản phẩm kết tủa được tổng hợp

là PCC gọi là bột kết tủa hay bột đá nhẹ

Canxicacbonat xuất hiện trong nhiều khoáng thiên nhiên khác nhau, các khoáng quan trọng nhất là calcite, aragonite và vaterite, trong đó thông dụng nhất là calcite được tìm thấy nhiều trong đá vôi.[1]

 Bột dioxit titan (TiO2 )

TiO2 xuất hiện ở 3 dạng tinh thể: anatas, rutil và brookit, nó có một đặc tính đặc biệt vừa là chất độn và vừa là bột màu Dioxit titan thường là sản phẩm nhân tạo, chỉ một lượng nhỏ là sản phẩm từ khoáng tự nhiên Có hai dạng được sử dụng trong ngành giấy là anatase và rutile, trong đó rutile thì bền và chặt hơn Bột talc có

độ trắng, độ phản xạ và độ tán xạ ánh sáng cao, hạt nhỏ, mịn nên chúng là loại chất độn có chất lượng cao Nhược điểm của bột talc là giá đắt và độ bảo lưu thấp nên ít được sử dụng trong ngành giấy [1]

 Bột hydroxit nhôm (Al(OH)3 )

Bột hydroxit nhôm là sản phẩm nhân tạo khi chế biến quặng boxit ở điều kiện nhiệt độ 2000C và áp suất 20 at

Bột hydroxit nhôm có độ trắng cao, kích thước hạt nhỏ, hình dạng dẹt, vừa được sử dụng làm chất độn vừa là chất tráng phủ bề mặt để tăng độ trắng, độ bóng cho giấy.[1]

Bảng 2.5: Phân loại một số chất độn thông dụng và các chỉ tiêu kỹ thuật [2]

Tên chất độn Thành phần hoá

học

Hệ số phản

xạ

Kích thước hạt (μm)

Độ trắng (độ ISO)

Bề mặt riêng (m2/g)

Cao lanh Al2O3.2SiO2.H2O 1,56 0,5 - 1 70 – 90 7,5

Bột Talc 3MgO.4SiO2.H2O 1,57 1 - 10 70 – 90

CaCO3 kết tủa CaCO3 1,56 0,2 - 0,5 95

Canxi sunfat CaSO4.2H2O 1,52 1 - 5 70 – 80

Dioxit Titan TiO2 2,55 0,2 - 0,5 98 – 99 9

- Làm giảm mức độ lên kết giữa các xơ sợi dẫn đến hậu quả làm giảm độ bền

cơ lý, giảm độ cứng của tờ giấy, làm cho giấy dễ bị bong xơ trong quá trình in hay photocopy

- Làm tăng tính hai mặt của tấm giấy

- Làm tiêu tốn thêm các chất phụ gia (keo chống thấm, chất bảo lưu, ) trong khi xeo giấy

- Làm tăng sự mài mòn cho bộ phận máy xeo, nhất là bộ phận lưới [1]

2.2.4 Tính chất của chất độn

 Yêu cầu của chất độn [2]

Chất độn được coi là lý tưởng khi nó mang những tính chất sau:

- Phản xạ lại 100% ánh sáng ở tất cả các bước sóng nhìn thấy (nghĩa là độ trắng đạt 100%)

- Hệ số khúc xạ ánh sáng phải cao để đảm bảo tối đa độ đục cho giấy, nhất là khi sử dụng nó trong giấy mỏng

- Không lẫn tạp chất, kích thước hạt nhỏ khoảng bằng một nữa chiều dài của bước sóng ánh sáng nhìn thấy

- Hạt chất độn cần có độ cứng không cao để giảm sự mài mòn lưới, chăn và các thiết bị khác trên máy xeo

- Chất độn cần phải trơ trong môi trường sử dụng nó, vì nếu không trơ nó sẽ bị hòa tan trong môi trường đó

- Tỉ trọng của chất độn không cao lắm để hạn chế sự khác nhau ở hai bề mặt giấy

- Chất độn cần có khả năng bảo lưu tốt trong cấu trúc giấy

Trong thực tế không có loại chất độn nào thỏa mãn tất cả các yêu cầu của chất độn lý tưởng trên Vì vậy ta phải lựa chọn loại chất độn cho thích hợp với yêu cầu của từng loại giấy và môi trường sử dụng nó khi xeo giấy

hình khối, PCC hình kim…) và dạng dẹt (như bột cao lanh và bột talc…) Dạng hạt dày tán xạ ánh sáng tốt hơn hạt dẹt [3]

Kích thước và hình dạng của hạt chất độn ảnh hưởng đến độ bóng của giấy,

độ bền cũng như tính chất in của giấy [1]

- Tính mài mòn

Độ cứng, hình dạng và kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến tính mài mòn của chất độn Chất độn càng lớn thì độ mài mòn càng lớn.[3]

- Tính tan

Tính tan cũng là một tính chất rất quan trọng của chất độn Chất độn cần có

độ hòa tan thấp trong môi trường sử dụng nó để đảm bảo hiệu quả sử dụng và hạn chế sự thất thoát khi xeo

Tính tan của chất độn phụ thuộc nhiều vào môi trường sử dụng nó, đặc biệt

là pH và nhiệt độ.[1]

2.2.5 Ảnh hưởng của chất độn đến tính chất của giấy

 Ảnh hưởng của chất độn đến cấu trúc của tờ giấy

Cấu trúc của tờ giấy như độ xốp, độ hỏng…phụ thuộc rất nhiều vào hình dạng và kích thước của hạt chất độn Một số nhà nghiên cứu cho rằng khi sử dụng chất độn, chúng sẽ lắp đầy vào các lổ trống trong cấu trúc của tờ giấy làm tờ giấy chặt hơn, nhưng thực tế thì ngược lại Điều này được giải thích là vì các hạt chất độn làm cản trở sự tiến lại gần nhau của các xơ sợi nên kết quả là độ xốp và độ thấu khí của giấy sẽ tăng lên Độ xốp của tờ giấy càng tăng khi kích thước của hạt chất độn càng lớn Nhưng khi giấy có sử dụng chất độn và qua cán láng thì độ chặt của

tờ giấy sẽ tăng lên và làm ổn định kích thướt của giấy khi gặp ẩm [2]

Khi sử dụng chất độn làm tăng tính chất hai mặt của tờ giấy Điều này được giải thích là khi tờ giấy được hình thành trên bộ phận lưới, quá trình thoát nước và lực hút chân không làm cho các thành phần mịn và các hạt chất độn bị hút về phía bề mặt tiếp xúc với lưới tạo nên tính hai mặt của tờ giấy Tính hai mặt của tờ giấy được khắc phục bằng cách xeo giấy bằng máy xeo lưới đôi, khi đó quá trình thoát nước diễn ra ở cả hai mặt, làm giảm sự khác biệt ở hai mặt của tờ giấy [3]

 Ảnh hưởng của chất độn đến tính chất cơ lý của giấy

Khi tăng tỉ lệ sử dụng chất độn sẽ làm giảm độ bền cơ lý của giấy, nhất là độ chịu kéo Vì độ bền cơ lý của tờ giấy phụ thuộc vào liên kết giữ các xơ sợi, chất độn không có khả năng hình thành liên kết, mà còn hạn chế sự liên kết của xơ sợi làm số lượng liên kết trên một đơn vị diện tích tờ giấy giảm [3]

Độ chịu lực của giấy giảm do các ứng suất hình thành trong cấu trúc tờ giấy như ở các lổ, các chổ rạn Khi xơ sợi được thay bằng chất độn thì số lượng xơ sợi trên một đơn vị thể tích sẽ giảm vì thế khả năng chiu lực của giấy cũng giảm [7]

Khi tỷ lệ sử dụng chất độn thấp trong khoảng 2% - 3% thì độ bền cơ lý của giấy hầu như không thay đổi so với giấy không sử dụng chất độn Khi tỷ lệ chất độn cao hơn và càng tăng thì độ bền cơ lý càng giảm [2]

 Ảnh hưởng của chất độn đến tính chất quang học của giấy

Chất độn làm tăng độ trắng cho giấy, do chất độn có độ trắng cao hơn xơ sợi Chất độn làm tăng độ đục của giấy, do chất độn làm cho số lượng các lổ trống trong tờ giấy tăng lên, làm tăng mức độ khúc xạ của ánh sáng vì thế độ đục của giấy cũng được cải thiện đáng kể

Tỷ lệ sử dụng chất độn càng cao thì độ thấu sáng của giấy càng đều vì khi đó kích thước của các lỗ trống trong kết cấu của tờ giấy trở nên đồng đều hơn so với kích thước của các lỗ trống trong tờ giấy không sử dụng chất độn

Ngoài ra chất độn còn có khả năng làm giảm độ hồi màu của giấy, đặc biệt là giấy làm từ bột cơ [7]

2.2.6 Sựu bảo lưu của chất độn trên giấy

2.2.6.1 Khái niệm về sự bảo lưu

Sự bảo lưu là sự giữ lại các hạt mịn như: các xơ sợi mịn, các hạt chất độn và các hạt keo trên tấm giấy trong quá trình thoát nước của huyền phù bột khi đi qua lưới xeo

Đối với một quá trình xeo giấy sự bảo lưu tốt hay xấu được biểu thị bằng độ bảo lưu các thành phần mịn trong quá trình xeo

Độ bảo lưu được biểu thị bằng tỷ lệ % về khối lượng của những hạt mịn còn lại trên tờ giấy với tổng số lượng hạt mịn này trong huyền phù bột trước khi lên máy xeo

Độ bảo lưu chất độn là tỷ lệ % lượng chất độn còn lại trên tờ giấy so với lượng chất độn đã cho vào huyền phù bột Đối với chất độn sử dụng là CaCO3 thì hàm lượng của nó trong tờ giấy có thể được xác định thông qua khối lượng tro của giấy khi nung ở 9000C

Độ bảo lưu càng cao thì quá trình xeo càng hoàn thiện vì giữ lại được các thành phần mịn cần dùng trong quá trình xeo, nước thoát ra càng trong, thuận lợi cho việc tuần hoàn trở lại, như vậy vừa nâng cao chất lượng giấy vừa tiết kiệm hóa chất, ít gây ô nhiễm môi trường

Sự bảo lưu thường được tính riêng cho từng thành phần hạt mịn trong dòng bột như độ bảo lưu chất độn, độ bảo lưu xơ sợi, độ bảo lưu keo,…

2.2.6.2 Các cơ chế bảo lưu của chất độn

Các chất độn có mặt trong huyền phù bột, khi xeo giấy việc giữ chúng lại trong lớp đệm xơ sợi trên lới xeo là bước quan trọng nhất trong sản xuất giấy Các chất độn có thể được bẩy vào băng giấy theo hai tác động chính là “tác động cơ học” và “tác động hóa học” [3]

 Tác động cơ học

Chất độn được giữ lại trong tờ giấy chủ yếu nhờ lực cản theo cơ chế lọc và một phần nhỏ do lực hấp dẫn Theo cơ chế lọc, các xơ sợi đan kết với nhau tạo nên lớp đệm lọc, khi nước thoát ra chất độn được các xơ sợi giữ lại trong cấu trúc của tờ giấy còn gọi là sự bẩy cơ học

Hiện tượng bẩy cơ học xảy ra khi lớp đệm sợi trên lưới xeo đã đạt được một

độ dày nhất định khi đó phần tử mịn sẽ được giữ lại ở những khoảng trống trong cấu trúc của lớp đệm sợi

Trong quá trình thoát nước trên lưới xeo, các thành phần mịn thường khó được giữ lại vì chúng có kích thước nhỏ hơn nhiều so với kích thước các lỗ trống

giữa các xơ sợi, chính vì vậy kích thước và hình dạng của hạt chất độn ảnh hưởng rất lớn trong sự bảo lưu theo cơ chế bẩy cơ học

Bảng 2.6: Kích thước của các thành phần trong huyền phù bột

STT Các thành phần

trong bột

Kích thước hạt (mm)

Các loại bột được nghiền tới độ nghiền tối ưu cho độ chịu kéo (bột hóa

40-45oSR, bột CTMP 56-60oSR) sẽ giúp cho xơ sợi được chổi hóa, trương nở và mềm mại tốt Hơn nữa trong bột hóa tỷ lệ xơ sợi có chiều dài nhiều hơn trong bột cơ, khi các loại xơ sợi này phối trộn loại với nhau trong quá trình làm giấy thì tạo thành một lớp lưới xơ sợi dày đặc, các xơ sợi dài hình thành lớp khung còn các xơ sợi ngắn đan xen vào lớp khung xơ sợi dài tạo ra các khoảng trống nhỏ đây sẽ là nơi nâng đỡ các thành phần mịn và chất độn chúng sẽ bám vào lớp lưới xơ sợi và lấp đầy các khoảng trống nhỏ trên khung lưới xơ sợi và trên xơ sợi Tỷ lệ xớ sợi dài và

xơ sợi ngắn của các loại bột được phối trộn như thế nào vừa đảm bảo được về độ

chịu kéo và độ bảo lưu chất độn được tối ưu nhất là nội dung nghiên cứu chính của

xơ sợi đều mang điện tích âm, các polyme được gia vào giữ vai trò là cầu nối giữa chất độn và xơ sợi, vì thế chất độn được giữ lại trong tờ giấy

Các polyme hoạt động theo nhiều cơ chế khác nhau như: cơ chế mảng, cơ chế cầu nối, cơ chế kết tụ đôi, cơ chế mạng lưới,…

Khi sử dụng các chất trợ bảo lưu thì khả năng bảo lưu của chất độn và xơ sợi

sẽ được cải thiện đáng kể, ngoài ra còn mang lại một số hiệu quả khác như: Tăng tốc độ máy xeo, cải thiện sự tạo hình, tăng tính đồng đều của tờ giấy, giảm chi phí sản xuất

2.2.7 Tổng quan về chất độn CaCO 3

Như được biết, chất CaCO3 có một số đặc tính ưu việt và một bất lợi to lớn là chúng không bền trong môi trường pH (pH = 4,5 – 5) khi trong quá trình sản xuất giấy có sử dụng phèn nhôm (Al2(SO4)3) làm chất bảo lưu, giống như gia keo nhựa thông

Khi sử dụng CaCO3 phải thực hiện trong môi trường trung tính CaCO3 có một số ưu điểm hơn so với cao lanh như giá thành thấp hơn, độ trắng cao hơn và độ bền giảm thấp hơn trong tờ giấy trên một đơn vị khối lượng Một ưu điểm khác của CaCO3 là làm trung hòa các chất acid trong giấy, vì chính những chất acid này sẽ tiếp tục phát triển khi tờ giấy đã thành phẩm dẫn đến làm giảm chất lượng của tờ giấy

CaCO được chia ra làm 2 loại là GCC và PCC

Tuyển nổi

Ly tâm

2

Nghiền

Khí khói lò Nước Vôi

Hình 2.3: Sơ đồ khối quá trình sản xuất chất độn PCC

 Ưu nhược điểm của PCC và GCC

- Ưu điểm

Phổ biến, độ trắng cao, cho giấy có độ đục cao, bảo lưu tốt, giấy lâu bị hồi màu

- Nhược điểm

Khả năng thoát nước thấp, giấy xốp

CaCO3 chỉ được dùng trong môi trường bazơ (kiềm) không dùng trong môi trường axit vì trong môi trường axit CaCO3 bị phân hủy tạo khí CO2 gây sủi bọt ảnh hưởng xấu đến tính chất và cấu trúc của giấy, đặc biệt là các tính chất bề mặt vì khi băng giấy trong quá trình hình thành còn ướt nếu có không khí thoát ra sẽ phá hủy

bề mặt giấy

2.3.2 Độ thấu sáng của giấy

Là khả năng cho ánh sáng đi qua Được xác định bằng cường độ của tia khúc

xạ khi ánh sáng đi qua tấm giấy Tia khúc xạ càng lớn thì độ thấu sáng của giấy càng lớn

2.3.3 Độ trong suốt của giấy

Là khả năng nhìn thấy được hình ảnh đặt ở bên mặt kia của tấm giấy,và được xác định bằng sự đồng nhất về hướng của tia khúc xạ.[2]

2.3.4 Độ đục của giấy

Là khả năng từ phía bên này của tấm giấy không nhìn thấy được hình ảnh đặt

ở bên kia của tấm giấy Độ đục là tính chất rất quan trọng của các loại giấy in, giấy viết, giấy photocopy….[2]

2.4 Tổng quan về độ bền cơ lý của giấy

Độ bền cơ lý của giấy là một tính chất gần như quan trọng nhất đối với hầu hết các loại giấy Độ bền cơ lý của giấy biểu thị khả năng của giấy chịu đựng những lực tác dụng từ bên ngoài lên giấy, thường được biểu thị qua các chỉ tiêu cơ bản bao gồm: độ chịu kéo, độ chịu xé, độ chịu gấp, độ chịu bục, độ chịu giãn [2]

2.4.1 Độ chịu kéo

Độ chịu kéo là khả năng chịu lực kéo dãn cho đến trước lúc giấy bị đứt Độ chịu kéo được đo bằng đơn vị lực (Niuton) hoặc đươn vị chiều dài (m hoặc km), đơn vị chiều dài có ý nghĩa là nếu tấm giấy có chiều dài bằng chỉ số đó được treo lên thì nó sẽ bị đứt do chính bản thân trọng lực của nó gây ra.[2]

Độ chịu bục được đo bằng áp lực không khi đặt lên một diện tích mẫu giấy

có kích thước tiêu chuẩn cho tới khi tờ giấy bị thủng [2]

2.4.5 Độ chịu giãn

Độ chịu giãn được đo bằng chiều dài giãn thêm được một băng giấy có kích thước tiêu chuẩn trước khi bị đứt

Độ bền cơ lý của giấy chịu ảng hưởng bởi các yếu tố như: độ bền bản thân

xơ sợi bột giấy, sự có mặt của các chất phụ gia như chất độn, chất gia keo chống thấm, chất bảo lưu và điều kiện công nghệ trong quá trình sản xuất bột và giấy như nấu bột, nghiền bột, thời gian và nồng độ bột trong quá trình bảo quản trước khi xeo [2]

2.5 Tổng quan về giấy in

Các tính quan trọng của giấy in là các tính chất cơ học như chiều dài đứt (độ chịu kéo) và tính chất quang học như độ trắng, độ đục và độ bóng

- Chiều dài đứt (độ chịu kéo) là một trong những tính chất quan trọng của giấy in, ví dụ như giấy in báo với máy in tốc độ cao thì độ bền, độ chịu kéo dọc tờ giấy phải được nâng cao để giấy không bị đứt khi in, không bị rách khi kéo căng hoặc khi tiếp xúc với các cơ cấu máy in

- Độ sáng quang học: độ sáng quang học là khả năng của giấy phản xạ ánh sáng với độ tán xạ đồng đều trong tất cả mọi hướng Độ sáng quang học cao đối với giấy in là vô cùng cần thiết, bởi vì độ rõ nét của bản in phụ thuộc rất lớn vào sự tiếp xúc giữa bề mặt giấy và khuôn in

Khi in nhiều màu, độ chính xác về màu sắc của hình ảnh và sự trùng khớp với bản gốc chỉ có thể đạt được khi in trên tờ giấy có đủ độ trắng cần thiết Để tăng

độ sáng quang học, người ta bổ sung các chất tẩy trắng quang học và các loại phẩm ánh tím và ánh xanh để ngăn ngừa tông màu vàng do xơ sợi mang lại

Một trong những tính chất quan trọng của giấy in nữa đó là độ đục Độ đục của giấy in đặc biệt quan trọng khi in hai mặt Để tăng độ đục thì chất độn là phương pháp được áp dụng phổ biến hiện nay

- Độ bóng: cũng là một trong những tính chất quang học quan trọng Độ

bóng là kết quả phản xạ của ánh sáng rọi lên bề mặt giấy Tính chất này phụ thuộc vào bề mặt của giấy

Chất lượng giấy in cũng phụ thuộc nhiều vào tính chất bề mặt của giấy như

độ nhẵn, độ mềm mại

- Độ mềm mại của giấy liên quan đến cấu trúc của nó, đó là độ chặt và độ rỗng Loại giấy rỗng như giấy in báo có thể bị biến dạng khi nén đến 28%, còn đối với giấy tráng phấn có độ chặt lớn, mức độ biến dạng không vượt quá 6 - 8% Đối với giấy in chất lượng cao sự biến dạng phải gần như bằng 0, để sau khi “dỡ bỏ” tải trọng, giấy trở về trạng thái hình dạng ban đầu Nếu khác đi, trên bản in sẽ hiện rất

rõ vết của hình dập

- Tính chất hấp thụ của giấy in

Một trong những tính chất quan trọng của giấy in là khả năng hút nước Xác định đúng khả năng hút nước của giấy ta sẽ chọn lựa được mực in, để kết quả thu