TÌM HIỂU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ GIA KEO AKD CHO GIẤY IN ÁNH TÍM ĐỊNH LƯỢNG 80GM2 TẠI NHÀ MÁY GIẤY XUÂN ĐỨC.

Tuy nhiên, trong sản xuất có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chống thấm của tờ giấy như mức độ chống thấm trên tờ giấy không đều, giấy dễ bị hồi keo sau một thời gian sử dụ

TÌM HIỂU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ GIA KEO

MÁY GIẤY XUÂN ĐỨC

Tác giả

NGUYỄN THỊ HUYỀN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng kỹ sư ngành Công nghệ giấy và bột giấy

Giáo viên hướng dẫn:

TS PHAN TRUNG DIỄN

Tháng 6/2012

LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp được hoàn thành theo chương trình đào tạo chính quy chuyên ngành công nghệ sản xuất giấy và bột giấy của khoa Lâm Nghiệp thuộc Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, niên khóa 2008-2012

Qua đề tài này đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý công ty giấy Xuân Đức đã tạo điều kiện cho em học tập, tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất giấy, giúp em có kiến thức thực tế sản xuất trên cơ sở những lý thuyết đã học ở trường, bước đầu làm quen với nền sản xuất công nghiệp hiện đại

Em xin chân thành cảm ơn cô, chú, anh, chị các phòng ban, phân xưởng đã hết lòng giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập tại công ty, đồng thời cũng là những người đầu tiên giúp em tiếp cận với thực tế

Qua bài báo cáo này, em xin gửi đến BGH trường Đại Học Nông Lâm, thầy cô giáo khoa Lâm Nghiệp lời cảm ơn sâu sắc và lời chúc sức khỏe dồi dào Nhà trường đã tạo điều kiện cho em có cơ hội thâm nhập thực tế để so sánh đối chiếu từ thực tiễn với những gì mình đã được học

Em xin gửi lời cảm ơn đến chị Trần Thị Kim Chi, người quản lý phòng thí nghiệm

bộ môn công nghệ giấy và giấy trường đại học Nông Lâm TP.HCM đã nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình tiến hành thí nghiệm

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thầy Phan Trung Diễn

đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức bổ ích và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian làm báo cáo thực tập qua

Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, những người thân trong gia đình, bạn bè, những người luôn bên em động viên em trong suốt khóa học

Với những kiến thức còn hạn chế trong việc nghiên cứu làm đề tài, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng khó tránh khỏi những thiếu sót trong lúc thực hiện đề tài, em rất mong nhận được những góp ý quý báu của Thầy, Cô và các bạn để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn

SUMMARY Topic “Learn several factors affecting the sizing efficiency AKD for paper

80g/m2 quantitative at the paper mill Xuan Duc” This topic was performed on the

basis of the fact-finding study at the paper mill manufacturing Xuan Duc and conducted some experiments in research laboratories and processing of forest products and pulp paper Nong Lam University.Ho Chi Minh from 10-3-2011 to 30-5-2011 under the guidance of Dr Phan Trung Diễn

In this topic material used is 100% recycled pulp , chemicals used including: AKD Hercon TD-15, Canxicarbornat,

Order for chemical into the pulp slurry:

Whitener AKD CaCO3 Retention aids

The result : the change of use of AKD , fillers are effective influence of glue sizing AKD

If the use of glue , fillers too high or too low will reduce the effectiveness of waterproof paper when sizing Level of use proposed for the study factors were as follows : AKD

1.5% , 10% CaCO3

TÓM TẮT

Đề tài “Tìm hiểu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả gia keo AKD đối với giấy

in ánh tím định lượng 80g/m 2 tại nhà máy giấy Xuân Đức” Đề tài được thực hiện trên

cơ sở nghiên cứu tìm hiểu thực tế sản xuất tại nhà máy giấy Xuân Đức và tiến hành một

số thí nghiệm tại phòng thí nghiệm Nghiên cứu và chế biến lâm sản giấy và bột giấy trường đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh từ ngày 10-3-2011 đến 30-5-2011 dưới sự hướng dẫn của TS Phan Trung Diễn

Trong đề tài nguyên liệu được sử dụng là 100% bột tái chế, hóa chất được sử dụng bao gồm: huỳnh quang, keo AKD Hercon TD-15, chất độn CaCO3, chất trợ bảo lưu, lơ tím

Thứ tự gia hóa chất vào huyền phù bột:

Huỳnh quang Lơ tím AKD CaCO3 Trợ bảo lưu

Nội dung đề tài:

- Tiến hành khảo sát quá trình gia keo và mức dùng thực tế của keo AKD tại công ty

- Thí nghiệm được thực hiện nhằm tìm hiểu mức độ ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng keo AKD, tỷ lệ sử dụng chất độn CaCO3 lên hiệu quả gia keo chống thấm Các yếu tố thay đổi theo các mức thang:

+ AKD : 0%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%

+ CaCO3: 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%

Kết quả thu được: khi thay đổi lượng dùng của AKD, chất độn đều ảnh hưởng lên hiệu quả gia keo của keo AKD Nếu lượng dùng keo, chất độn quá cao hay quá thấp đều làm giảm hiệu quả chống thấm của giấy khi được gia keo Mức dùng đề nghị cho các yếu

tố đã được nghiên cứu như sau: AKD 1.5%, CaCO3 10%

MỤC LỤC

Trang tựa i

TÓM TẮT iii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG x

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích đề tài 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về công ty cổ phần giấy Xuân Đức 3

2.1.1 Quá trình hình thành và phát triển của công ty 3

2.2 Cơ cấu tổ chức của công ty 4

2.2.1 Sơ đồ bộ máy quản lý công ty cổ phần giấy Xuân Đức. 4

2.2.2 Chức năng và nhiệm vụ của từng phòng ban 6

2.3 Dây chuyền công nghệ 7

2.3.1 Sơ đồ khối. 7

2.3.2 Thuyết minh dây chuyền 9

2.3.3 Các thiết bị chính trong dây chuyền 10

2.4 Tổng quan về gia keo 20

2.4.1 Khái niệm về gia keo 20

2.4.2 Mục đích gia keo 21

2.4.3 Cơ chế gia keo chống thấm 21

2.4.4 Cách đo gia keo chống thấm. 21

2.4.5 Sự thâm nhập của chất lỏng vào tờ giấy 22

2.4.6 Các yếu tố làm giảm hiệu quả chống thấm cho giấy 23

2.4.7 Sự gia keo 24

2.5 Keo alkyl keten dimer (AKD) 25

2.5.1 Tổng hợp và nhũ hóa 25

2.5.2 Hoạt tính của keo AKD 27

2.5.3Cơ chế phản ứng của keo AKD và xơ sợi 28

2.5.4Lượng dùng 30

2.5.5Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả dùng keo AKD 30

2.5.6Ưu nhược điểm của keo AKD 30

2.6 Tổng quan về chất độn 31

2.6.1 Mục đích của việc sử dụng chất độn trong giấy 31

2.6.2 Ưu nhược điểm của chất độn 32

2.6.3 Ảnh hưởng của chất độn đến cấu trúc và tính chất của giấy 32

2.6.4 Chất độn CaCO3 34

2.7 Chất trợ bảo lưu 37

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 40

3.2 Nội dung nghiên cứu 40

3.3 Phương pháp nghiên cứu 40

3.3.1 Khảo sát quá trình gia keo AKD Hercon TD-15 tại công ty 40

3.3.2 Tiến hành các thí nghiệm 41

3.3.2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị thí nghiệm 41

3.3.2.2 Sơ đồ tiến hành thí nghiệm. 44

3.3.2.3 Mô tả thí nghiệm. 46

3.3.2.4 Tiến hành thí nghiệm. 48

3.4 Phương pháp xử lý số liệu 52

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53

4.1.1 Keo AKD Hercon TD-15. 53

4.1.3 Khảo sát mức dùng keo AKD Hercon TD-15. 55

4.2 Kết quả thí nghiệm 58

4.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ dùng AKD đến hiệu quả gia keo AKD trong môi trường bột kiềm tính. 58 4.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ dùng CaCO3 (GCC) đến hiệu quả gia keo AKD trong môi trường bột giấy kiềm tính. 59

Chương 5: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 60

5.1 Kết luận 60

5.2 Kiến nghị 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ISO Internetional Standardization

Organization

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

AKD Alkyl Keten Dimer Keo chống thấm

ASA Alkenyl Succinic Anhydric Keo chống thấm

SCAN Scandinavian Pulp, Paper and Board

Testing Committee

Hội đồng kiểm tra giấy, bột giấy và carton Bắc Âu

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ bộ máy quản lý của công ty 5

Hình 2.2: Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ 8

Hình2.3: Cấu tạo của sàng rung 11

Hình 2.4: Cấu tạo sàng nghiêng 12

Hình 2.5: Cấu tạo máy nghiền đĩa 14

Hình 2.6: Cấu tạo lô bụng 16

Hình 2.7: Lô ép 17

Hình 2.8: Cấu tạo của lô sấy 19

Hình 2.9: Cấu tạo bên trong lô sấy 20

Hình 2.10: Phản ứng tổng hợp AKD (R = C14H29 C20H39) 25

Hình 2.12: Phản ứng giữa AKD và nhóm OH của xenlulo 27

Hình 2.13: Sơ đồ minh họa cơ chế gia keo 29

Hình 2.14: Chất độn CaCO3 34

Hình 2.15: Hình ảnh phóng đại của PCC và GCC 36

Hình 2.16: Các hình dạng phóng đại của chất độn CaCO3 37

Hình 3.1: Sơ đồ thí nghiệm chung 44

Hình 4.1: Sơ đồ quá trình gia keo AKD 53

Hình 4.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ dùng AKD đến hiệu quả gia keo 58

Hình 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ dùng CaCO3 đến hiệu quả gia keo AKD 59

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Hệ số tán xạ ánh sáng s và hệ số hấp thụ k của một vài loại bột và chất độn 31

Bảng 2.2: Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ bảo lưu các chất phụ gia 39

Bảng 3.1: Đặc điểm kỹ thuật bột 40

Bảng 3.2: Độ nghiền của từng nguyên liệu 46

Bảng 3.3: Tìm hiểu sự thay đổi độ hấp thụ nước của giấy (độ COBB) khi thay đổi lượng dùng keo AKD Hercon TD-15 47

Bảng 3.4: Tìm hiểu sự thay đổi độ hấp thụ nước của giấy (độ COBB) khi thay đổi lượng dùng chất độn CaCO3 48

Bảng 3.5: Độ nghiền và thời gian nghiền của từng loại nguyên liệu 49

Bảng 3.6: Độ khô của từng nguyên liệu 49

Bảng 4.1: Các đặc tính của AKD Hercon TD-15 54

Bảng 4.2: Định mức keo AKD Hercon TD-15 và một số hóa chất sử dụng tại công ty giấy Xuân Đức đối với giấy in……… 55

Bảng 4.3: Mức dùng thực tế keo AKD Hercon TD-15 đối với giấy in định lượng 80 56

Bảng 4.4: Kết quả khảo sát chỉ tiêu chống thấm 60 giây của giấy in ánh tím 57

Ngoài ra, ngày nay đối với công việc hòa nhập nền văn minh thế giới, đời sống ngày càng hiện đại, nhu cầu con người tăng lên, nền công nghiệp không ngừng phát triển Theo

đó ngành công nghiệp giấy cũng không ngừng phát triển Các công ty nước ngoài đầu tư ồ

ạt vào nước ta, tạo ra môi trường cạnh tranh khốc liệt về dòng sản phẩm, chất lượng sản phẩm và trên hết là giá thành sản phẩm Mỗi nhà sản xuất luôn tìm hướng đi cho riêng mình sao cho chi phí sản xuất thấp nhất mà chất lượng sản phẩm luôn được đảm bảo để tạo uy tín với khách hàng

Và để nâng cao chất lượng tờ giấy ngoài các đặc tính cơ lý của giấy như độ bền kéo,

độ bền xé…chống thấm cho giấy cũng được các nhà sản xuất đặc biệt quan tâm Đặc biệt chống thấm cho giấy bao bì, giấy in…ngày càng trở thành một yêu cầu tất yếu Tuy nhiên, trong sản xuất có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chống thấm của tờ giấy như mức độ chống thấm trên tờ giấy không đều, giấy dễ bị hồi keo sau một thời gian

sử dụng, hiệu quả chống thấm kém….Để tránh được những nhược điểm trên, trong quá trình sản xuất cần chú trọng hơn nữa đến các yếu tố làm ảnh hưởng đến hiệu quả gia keo

Từ đó nâng cao được chất lượng sản phẩm và phát triển hơn nữa thị hiếu tiêu dùng trong nước

Xuất phát từ những vấn đề trên tôi thực hiện đề tài “Tìm hiểu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình gia keo AKD đối với giấy in ánh tím định lượng 80g/m2

tại nhà máy giấy Xuân Đức”

Do kiến thức còn hạn chế và thời gian nghiên cứu còn hạn hẹp nên đề tài không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự chỉ dẫn quý báu của thầy cô và các bạn để đề tài hoàn thiện hơn

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về công ty cổ phần giấy Xuân Đức

2.1.1 Quá trình hình thành và phát triển của công ty

- Trước năm 1977, công ty cổ phần giấy Xuân Đức là một xưởng tư nhân, với tên gọi là “công ty giấy Nam Phát” (COGINAFA), được hình thành năm 1962 do ông Huỳnh Quốc Cường làm chủ

- Theo chủ trương của nhà nước, Ủy Ban Nhân Dân TP.HCM tiếp quản công ty giấy Nam Phát và đổi tên là “Xưởng Công Ty Hợp Doanh Giấy Số 3” theo quyết định số 1770/QĐ-UB ngày 21/07/1978 trực thuộc xí nghiệp giấy số 1, với nhiệm vụ sản xuất giấy bao bì, tập học sinh…

- Từ năm 1982 đến năm 1986 đổi tên là “Xưởng công ty hợp doanh giấy

Xuân Đức” trực thuộc liên hiệp giấy của TP.HCM Sản phẩm lúc này là giấy bao

gói và giấy vệ sinh

- Đến năm 1991 đổi thành “Xí nghiệp công ty hợp doanh giấy Xuân Đức” trực thuộc

sở công nghiệp TP.HCM, theo quyết định số 49/CN5 ngày 20/3/1991

- Tháng 3 năm 1993, sau khi hoàn vốn cho các công ty cổ đông, xí nghiệp đăng kí thành lập doanh nghiệp nhà nước theo nghị định 388 và đổi tên là “ Xí nghiệp giấy Xuân Đức” Trong thời gian này xí nghiệp trang bị thêm một hệ thống máy xeo 2, sản xuất giấy carton định lượng cao (từ 175g/m đến 210g/m) và lắp ráp thiết bị sản xuất mặt hàng giấy cao cấp Duplex phục vụ ngành bao bì cả nước

- Đến tháng 5 năm 1995 theo quyết định số 3207/QĐ-UB, ngày 28/4/1995 xí nghiệp giấy Tiến Đức xác lập vào xí nghiệp giấy Xuân Đức và công ty giấy Xuân Đức được thành lập từ đây

- Tháng 12 năm 2000 công ty giấy Xuân Đức bố cáo chuyển thể thành “công ty cổ phần giấy Xuân Đức” nguyên là công ty đơn vị kinh tế quốc doanh trực thuộc sở công nghiệp TP.HCM, chuyển hình thức sở hữu quốc doanh sang cổ phần, có 20% vốn nhà nước được giữ lại

- Tháng 2 năm 2001 với đà thắng lợi cổ phần hóa, công ty đã đầu tư thêm

một dây chuyền gia công hàng hộp carton 5 lớp, công suất 1.500.000 m/năm, dây

chuyền này nhập từ Đài Loan có vốn đầu tư 2.5 tỉ

- Năm 2003: đầu tư mới một máy nghiền thủy lực

- Năm 2004: đầu tư mới một dàn máy xeo 2400 mm

- Năm 2005: xây dựng mới một hệ thống thu hồi nước thải 600 m3/ngày, và

đầu tư trang bị thêm máy xeo 5

- Công ty cổ phần giấy Xuân Đức đã nỗ lực bền bỉ vượt qua nhiều thử thách

để khẳng định và từng bước phát triển vững chắc

2.2 Cơ cấu tổ chức của công ty

2.2.1 Sơ đồ bộ máy quản lý công ty cổ phần giấy Xuân Đức

Hình 2.1: Sơ đồ bộ máy quản lý của công ty

kê

Bộ phận kế toán vật

tư

2.2.2 Chức năng và nhiệm vụ của từng phòng ban

- Hội đồng quản trị: là bộ phận có quyền hạn cao nhất trong công ty, quyết định các vấn đề quan trọng trong công ty Hội đồng quản trị sẽ bầu ra chủ tịch hội đồng quản trị, ban kiểm soát

- Ban kiểm soát: có nhiệm vụ kiểm soát mọi hoạt động của giám đốc và bộ phận ban ngành khác

- Giám đốc: là người có trách nhiệm và quyền hạn cao nhất về mọi hoạt động và kết quả của công ty Ký hợp đồng kinh tế liên doanh, liên kết, hợp đồng đầu tư xây dựng cơ bản

- Phó giám đốc: là người phụ trách kinh tế, điều hành phòng tài vụ và một số bộ phận khác Tìm đối tác nghiên cứu và đề xuất các hợp đồng cho giám đốc xem xét và

ký nhận các chứng từ về thuế xuất nhập khẩu, thay mặt giám đốc ký kết một số hợp đồng kinh tế

- Phòng sản xuất kinh doanh:

Xây dựng kế hoạch sản lượng theo từng thời kỳ, soạn thảo hợp đồng lao động giao dịch với khách hàng Báo cáo định kì về tình hình thực hiện kế hoạch của công ty theo yêu cầu của ban giám đốc

Theo dõi tiến độ sản xuất, quá trình kiểm nhập kho, xuất kho thành phẩm, nhằm đảm bảo cho sản xuất hoạt động liên tục và đúng lịch xuất giao hàng

Nghiên cứu tổ chức xây dựng và thực hiện các định mức sử dụng vật tư sao cho tiết kiệm và hợp lý Đồng thời thường xuyên kiểm tra chất lượng sản phẩm, quy cách sản phẩm…theo đúng tiêu chuẩn chất lượng đã đề ra Xử lý nhanh chóng, kịp thời phế phẩm, phế liệu thu hồi để giảm chi phí sản xuất

- Bộ phận tài chính- hành chính: nghiên cứu và xây dựng phương án tổ chức nhân sự , tổ chức cán bộ, quản lý cán bộ công nhân viên Lập kế hoạch tuyển dụng lao động, đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ, khen thưởng, kỷ luật

- Bộ phận kế toán – thống kê:

Tổ chức vận dụng các chính sách, thể lệ kế toán được quy định, để thực hiện: hệ

thống chứng từ, sổ sách, báo cáo kế toán

Thực hiện các phương pháp tính toán để tập hợp, phân loại, xử lý và tổng hợp các

Hình 2.2: Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ

Hồ quậy thủy lực Quậy ly tâm Sàng rung Sàng nghiêng

Hồ chứa

Hồ chứa Nghiền đĩa

Bể lắng Lọc ly tâm Thùng điều tiết

Quá trình hình thành tờ giấy

Ép quang Sấy

2.3.2 Thuyết minh dây chuyền

Nguyên liệu giấy thu hồi gồm: couche, for, giấy vệ sinh, bistan, trắng nhập….được thu mua về chứa trong bãi chứa nguyên liệu Tại đây nguyên liệu được vận chuyển lên băng tải và nạp lên băng tải có chiều rộng 0,5m sau đó đưa sang hồ quậy thủy lực Hồ quậy là một khối hình trụ có đường kính 1,5m, chiều cao 2m Bên trong có gắn cánh khuấy được nối với một motor có công suất 1400 vòng/phút, tại đây nước sạch được bơm vào để phối trộn cùng nguyên liệu Nồng độ bột trong hồ quậy lúc này là 3,5-4%, sau đó bột được bơm lên máy quậy thủy lực, bên trong máy quậy thủy lực có một cánh hút (có 4 lá) và một vỉ thép có nhiều lỗ nhỏ, công suất của máy quậy thủy lực là 1480 vòng/phút Tại đây phần lớn các tạp chất như: nhựa, cao su, ni lông…và một ít bột sẽ bị vỉ thép giữ lại, những tạp chất này sẽ đi qua sàng rung để thu hồi phần bột bị sót lại và dẫn qua bể chứa Còn dòng bột tốt sau khi qua máy quậy li tâm sẽ được bơm qua sàng nghiêng Sàng nghiêng là hệ thống gồm một tấm lưới có kích thước rất nhỏ và được bố trí nghiêng một góc 450 so với mặt nằm ngang, tại đây nước trắng trong dòng bột sẽ được tách ra và được bơm lên hồ quậy thủy lực để tận dụng tối đa xơ sợi còn sót lại cũng như tận dụng nguồn nước để cung cấp cho hồ quậy Dòng bột sau khi qua sàng nghiêng sẽ được cô đặc lại và được đưa xuống hồ chứa Tại hồ chứa bột có gắn một cánh khuấy lắp dưới đáy hồ quậy liên tục nhằm mục đích không cho bột lắng và đóng vón thành cục Bột sau đó được đưa lên máy nghiền đĩa để được nghiền, nhằm mục đích làm cho sơ sợi được đồng đều về kích thước giúp cho sơ sợi phân bố đồng đều trên lưới từ đó tạo ra tờ giấy có chất lượng cao hơn Sau khi qua máy nghiền bột lại tiếp tục đi qua một bể lắng có chiều dài 8m, rộng 1m, cao 0,5m, trong bể có các vách ngăn nhằm tạo cho dòng bột bị ngăn cản dòng chảy từ đó các chất có trọng lượng lớn và các chất lơ lững có thời gian lắng xuống đáy bể lắng Ở đầu dòng bể lắng người ta cho chất chống tạo bọt vào để hạn chế sự tạo bọt trong dòng chảy Dòng bột này sẽ cho vào bể chứa nhằm mục đích dự trữ cũng như để cho hóa chất thấm đều trong bột Sau khi thấm đều hóa chất dòng một đưa lên hệ thống lọc ly tâm gồm

12 ông được đặt song song thành hai hàng, tại đây bột sẽ được lọc một lần cuối cùng các chất cặn còn xót lại và những thớ sợi không hợp cách Dòng bột tốt sau khi qua lọc ly tâm

sẽ được đưa lên 2 thùng điều tiết tại đây ta phối trộn hóa chất như AKD, trợ bảo lưu…,

còn các chất thải sẽ được thải ra ngoài Tại hòm điều tiết dòng bột dẽ được ổn định về dòng chảy trước khi cho vào 4 lô lưới để hình thành tờ giấy, bột sau khi ổn định về dòng cũng như nồng độ sẽ được cho vào bột phận hình thành tờ giấy Tại đây các lô lưới sẽ được nhúng trong huyền phù bột, do sự chênh lệch áp suất bên trong và ngoài của lô lưới bột sẽ được bám vào lưới của lô lưới và bám vào chăn len để hình thành tờ giấy ướt di chuyển sang bộ phận ép Tờ giấy ướt qua bộ phân ép (gồm 3 trục ép) sẽ được ép bỏ bớt một phần nước bên trong tờ giấy, sau khi qua ép tờ giấy sẽ còn đô ẩm 60-65% Nước trắng sau khi ép sẽ được đưa xuống hồ và được bơm trở lại thùng điều tiết Tờ giấy qua ép

sẽ được tiếp tục qua một khâu rất quan trong là sấy, tờ giấy sẽ đi qua tổ sấy thứ nhất có một lô sấy, đường kính 2m, chính đường kính của lô này lớn hơn các lô khác (đường kính 1,5m), tại đây cách bố trí giấy tiếp xúc với lô sấy này chiếm đến hơn 80% bề mặt của lô sấy, đồng thời nhiệt độ sấy ở đây cũng cao hơn nên giấy sẽ được làm khô đi rất nhiêu Sau

đó băng giấy đi qua tổ sấy hai gồm 5 lô sấy có kích thước nhỏ hơn, tổ sấy này làm nhiệm

vụ sấy khô phần còn lại của tờ giấy theo mong muốn trước khi đi ra ngoài và cuộn lại

2.3.3 Các thiết bị chính trong dây chuyền

Hồ quậy thủy lực:

Mục đích: Mục đích của hồ quậy là làm cho nguyên liệu giấy thu hồi thành dung dịch bột

có nồng độ từ 3,5-4%, tạo điều kiện cho các xơ sợi trương nở, bền dẻo trước khi qua các

hệ thống xử lý sau

Sàng rung

Mục đích: nhằm loại bỏ những tạp chất, giữ lại phần bột tốt

Cấu tạo:

Hình2.3: Cấu tạo của sàng rung

- Vỏ thiết bị được làm bằng sắt, có đường kính 1m, chiều rộng 0.5m, chiều cao 0.3m, được gắn với một motor có công suất 1400v/phút, ở gần bốn phía của hai đầu thiết

bị được gắn với bốn thanh có chiều dài 0.2m Bốn thanh này được gắn bốn lò xo có đường kính 0.05m, bốn lò xo này sẽ tạo ra dao động ( rung) khi motor hoạt động Bên trong được gắn với một vỉ lưới được làm bằng thép có nhiều lỗ nhỏ

Nguyên tắc hoạt đông:

-Dòng thải tạp chất của quậy ly tâm vẫn còn bột tốt, cho nên cho dòng tạp chất từ quậy ly tâm qua sàng rung này nhằm tận thu những bột tốt còn xót lại trong dòng tạp chất

-Trước khi có dòng bột qua sàng rung, ta phải đóng dòng điện để motor hoạt động, chuyển động của motor sẽ truyền chuyển động cho một thanh truyền, thanh truyền này chuyển động kết hợp với hệ thống lò xo sẽ tạo ra chuyển động rung ( chủ yếu theo

phương thẳng đứng ) Chuyển động rung này làm cho vỏ thiết bị và lưới rung theo Như vậy dòng bột ( dòng chất thải từ quậy ly tâm ) được dẫn vào sàng rung sẽ chuyển động rung, các lỗ nhỏ của lưới chỉ cho các thớ sợi có kích thước nhỏ hơn chui qua, còn những tap chất ( ni long, nhựa, các thớ sợi có kích thước lớn, kim loại …) sẽ bị giữ lại

Sàng nghiêng

Mục đích:

-Nhằm mục đích tách bớt nước ra khỏi dòng bột, làm cho bột được cô đặc lại Cấu tạo:

Hình 2.4: Cấu tạo sàng nghiêng

Cấu tạo của sàng nghiêng như sau :

-Vỏ thiết bị được cấu tạo bằng thép có chiều dài 1.5m, chiều rộng 1m, chiều cao phía trước 0.5m, chiều cao phía sau 1m Lưới có các lỗ lưới rất nhỏ được đặt nghiêng một góc 450, có chức năng tách nước và giữ bột lại trên lưới Nơi có chiều cao 1m là nơi bột vào, còn nơi có chiều cao 0.5m là nơi bột ra sau khi sàng

Nguyên tắc hoạt đông:

-Bột được đưa vào nơi có chiều cao 1m, tại đây với góc nghiêng 450 của lưới và có cấu tạo bởi các lỗ quá nhỏ nên bột di chuyển từ nơi cao đến chỗ thấp, đồng thời trong quá trình di chuyển đó dưới tác dụng của trong lực một phần lớn nước trong huyền phù bột sẽ được tách ra và chảy thẳng xuống phía dưới trong lòng thiết bị Còn phần bột sau khi tách

nước sẽ di chuyển về nơi thấp và đi ra khỏi thiết bị Quá trình này gọi là quá trình cô đặc bột

-Làm sơ sợi bị cắt đứt ngắn tạo cho việc hình thành tờ giấy đẹp

-Nghiền bột làm bột đập dập phân tơ khả năng phân tán trong dung dịch dễ dàng Cấu tạo:

Hình 2.5: Cấu tạo máy nghiền đĩa

1-Dao đế 2-Dao bay 3-Gối đỡ 4-Buồng nghiền 5-Motor

* Cấu tạo: Máy nghiền được cấu tạo bởi một motor chuyển động Một hộp giảm tốc và một hộp nghiền trong hộp gồm 4 bộ đĩa, bộ ở giữa gắn với trục chuyển động gọi là dao bay, hai bộ phận còn lại gọi là dao đế, chúng được lắp cố định vào hai mâm, hai mâm này chúng có thể chuyển động tịnh tiến ra vào Bộ đĩa nghiền được lắp lại bởi nhiều đĩa trên bề mặt có xẻ rãnh tạo thành nhiều đĩa dao

- Động cơ truyền chuyển động cho dao bay nhờ hộp giảm tốc Đầu các đầu trục chuyển động được nâng đỡ và làm trơn nhờ hệ bạc đạn

- Bột vào buồng nghiền theo hai đường ống dẫn vào tâm của hai dao đế

- Bột ra ngoài theo phương tiếp tuyến với vỏ hộp máy

Nguyên tắc hoạt đông:

-Trước khi cho máy chạy ta kiểm tra toàn bộ thiết bị máy móc sao cho ổn định rồi mở van dẫn bột vào buồng nghiền đóng van gió điều chỉnh áp lực nghiền cho thích hợp

- Khi motor hoạt động truyền chuyển động cho dao bay quay Bột được bơm nén dẫn vào tâm của hai dao đế khi dao bay quay tạo ra lực li tâm bột chui vào hai khe nghiền dưới tác động của lực ma sát Bột bị trà sát làm cắt đứt đập dập và phân tơ dưới tác dụng của lực li tâm do dao bay tạo ra, bột chui qua rãnh đĩa nghiền văng ra chuyển động sát vỏ

máy và đi ra ngoài ( vì đường ống bột được đặt tiếp tuyến với vỏ máy)

Lọc cát hình côn

Mục đích: loại bỏ những tạp chất như cát, đất, đá ra khỏi bột

Cấu tạo: ống ly tâm có dạng côn, góc côn khoảng 7-100 Ống có cấu tạo thân bằng thép, côn bên trong bằng sành sứ

Nguyên lý hoạt động: bột được bơm vào theo phương tiếp tuyến vào phí trên của thiết bị lọc cát với áp suất từ 1,5-2 bar (kg/cm2) dòng bột này sẽ tạo nên một chuyển động xoáy

và tốc độ tăng dần khi đường kính giảm dần, khi dòng chuyển dịch sinh ra, tại đó áp lực tăng lên Có sự chênh lệch về áp suất giữa đường bột vào và bột ra Vì vậy những tạp chất

có tỷ trọng lớn hơn bột như cát, đá, sẽ đi xuống, còn bột nhẹ hơn sẽ đi lêm theo đường dẫn tại tâm ống

Lô bụng

Lô bụng nằm trên lưới xeo, có độ lệch tâm so với lô lưới từ 18-200 ở về phía sau lô lưới

Hình 2.6: Cấu tạo lô bụng

Công dụng của lô bụng :

-Trước hết là để cho chăn xeo ép điều trên suốt chiều dọc lô lưới giúp chăn len bóc được hoàn chỉnh lớp giấy ướt ra khỏi lô lưới, lớp giấy dính vào chăn xeo và được chăn mang đi đến bộ phận ép

- Sau nữa lô bụng cũng tạo ra sức ép nhẹ lên lưới để cho tờ giấy ướt được thoát nước sơ bộ

-Đồng thời có sự lệch tâm chính là để tạo lực ép từ từ, tránh hiện tượng ép nát tờ giấy khi còn đang ướt

Lô ép

Mục đích:

-Mục đích của bộ phận ép là tách nước ra khỏi bề mặt tờ giấy ướt và tăng sự liên kết giữa các thớ sợi, tăng độ bền và độ nhẵn cho tờ giấy, tạo điều kiện thuận lợi cho tờ giấy khi di chuyện trong hệ thống sấy

Cấu tạo:

Hình 2.7: Lô ép

-Lô ép tại công ty được cấu tạo từ đá graphit, có đường kính 0.3m-0.5m

Nguyên tắc điều chỉnh tuyến ép

-Điều chỉnh lực ép tăng dần từ thấp đến cao

-Điều chỉnh áp lực hai đầu lô phải luôn luôn bằng nhau để lực phân bố trên chiều ngang của bề mặt tiếp xúc đồng đều

-Điều chỉnh tuyến ép phải nằm ngay miệng hút

Thông số kỹ thuật

- Áp lực ép : 2 KG/cm2

Chăn ép

Chức năng

-Chức năng quan trọng nhất của chăn ép là hút nước và thải nước ra khỏi tờ giấy ướt, vì vậy đặc tính quan trọng nhất của chăn ép cũng là để thoát nước

Mục đích

-Nhờ vào sự chuyển động của chăn nên lô lưới chuyển động một cách liên tục Đồng thời còn bảo đảm cho tốc độ mọi lô lưới được đều như nhau , làm cho giấy dính chặt chẽ với nhau

-Nhờ chăn để bóc giấy ướt từ lưới đồng ra và đỡ giấy đưa vào bộ phận ép bớt nước xong rồi chuyển qua lô sấy

-Chăn có tính hút nước và lọc nước Khi ép giấy ướt cùng với chăn thì nước trong giấy ướt đi vào chăn , sau đó nước được lọc qua chăn để thoát đi

Yêu cầu

-Có độ thoát nước cao

-Không bị co giãn

-Có đô bền cao

-Có cấu trúc thoáng ( không bị bít )

-Không hề hằn vết trên giấy

Hình 2.8: Cấu tạo của lô sấy

3- Bánh răng 4- Xi phong

5- Cửa hơi nóng vào 6- Cửa nước ngưng ra

Hình 2.9: Cấu tạo bên trong lô sấy

-Lô sấy là một ống hình trụ được làm bằng thép pha gang, chiều dài 4650mm, đường kính 1500mm ( lô lớn có đường kính 2000mm) Hai đầu lô bịt kín có ống dẫn hơi quá nhiệt vào, bên trong có đường thải nước ngưng Ống xiphông được đặt nối liền với ống dẫn nước ngưng để thải nước ngưng ra noài khi sấy

Nguyên lý làm việc

-Hơi nước quá nhiệt được lấy từ nồi hơi hay từ bình phân ly cấp vào lô sấy làm cho

lô sấy nóng lên, nhiệt được truyền ra mặt ngoài của lô sấy Khi tờ giấy ướt tiếp xúc với lô sấy do sự chênh áp nước từ trong tờ giấy bay ra Còn hơi nóng trong lô sấy đến bề mặt lô sấy gặp lạnh của giấy bên ngoài nên được ngưng tụ và được lấy ra ngoài nhờ ống xiphong

và sự chênh áp

2.4 Tổng quan về gia keo

2.4.1 Khái niệm về gia keo

Gia keo chống thấm là một công đoạn trong quy trình công nghệ sản xuất giấy nhằm kiểm soát quá trình thâm nhập của chất lỏng vào tờ giấy khi chất lỏng tiếp xúc với giấy Các chất keo sử dụng trong gia keo chống thấm: nhựa thông, tinh bột, keo tổng hợp

2.4.2 Mục đích gia keo

Keo chống thấm làm cho tờ giấy thành phẩm đảm bảo độ Cobb theo tiêu chuẩn cũng như tăng khả năng chống thấm nước vào bề mặt giấy – một chỉ tiêu quan trọng về chất lượng giấy

Điều chỉnh tỉ lệ thẩm thấu của chất lỏng trong quá trình vận hành như gia keo bề mặt hay tráng phủ

Điều chỉnh tỉ lệ thẩm thấu của mực nước khi in hay viết

Tạo ra những sản phẩm với sự yêu cầu về độ chống thấm đặc biệt như bìa các tông, giấy in, giấy viết, giấy dán tường, giấy bao gói đựng thực phẩm, sữa………

2.4.3 Cơ chế gia keo chống thấm

Gia keo nội bộ: các hạt keo chống thấm được gia vào huyền phù bột và được bảo lưu lại trong quá trình hình thành tờ giấy ( vị trí gia keo trước khi lên máy xeo) Nhờ tính

kị nước của các mạch hydro cacbon dài và các vòng benzen trong phân tử hạt keo mà giấy trở nên có tính kỵ nước

Gia keo bề mặt: sử dụng những chất có tính tạo màng để tráng phủ lên bề mặt tờ giấy khi tờ giấy đã có một độ khô nhất định (vị trí gia keo ở giữa bộ phận sấy) Tờ giấy sau khi tạo thành sẽ có những lỗ nhỏ li ti trên bề mặt, chất tạo màng sẽ lắp kín đa số những lỗ nhỏ này và làm cho nước khó thâm nhập vào tờ giấy hơn

2.4.4 Cách đo gia keo chống thấm

Sau khi sản xuất giấy người ta thường tiến hành đo độ chống thấm của giấy Có nhiều phương pháp đo độ chống thấm của giấy, nhưng phương pháp hay được áp dụng nhất là phương pháp cobb test đã được áp dụng trên thế giới từ hơn 60 năm nay do tính chất dễ thực hiện của nó Người ta đặt một khuôn thép inox hình trụ rỗng có diện tích ngang 10cm2 lên trên một mẫu giấy đã được cân khối lượng trước khi đo Sau đó, đổ 100ml nước cất vào trong khuôn thép đó, bấm đồng hồ để đo thời gian nước thấm vào tấm giấy mẫu Thời gian đo có thể dao động từ 30 giây đến 10 phút tùy theo quy định về định lượng và chủng loại giấy cần đo, thời gian đo phổ biến nhất với nhiều loại giấy là 60 giây Sau đó tấm mẫu giấy được lấy ra, thấm bỏ lớp nước dư còn bám trên giấy rồi đem cân lại để xác định lượng nước là 100cm2 tấm giấy mẫu đã hấp phụ lượng nước này được

tính lại ra g/m2 giấy, như vậy lượng nước hấp phụ càng nhiều thì khả năng chống thấm của giấy càng thấp

Mức độ chống thấm của giấy phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như nhiệt độ của nước, độ ẩm của giấy mẫu, độ ẩm của môi trường… do vậy nên trước khi đo cần phải ủ giấy mẫu ở trong phòng có đủ điều kiện tiêu chuẩn để đảm bảo tính chính xác của số liệu

đo nhận được

Phương pháp đo này hay áp dụng để đo độ chống thấm của những loại giấy có độ gia keo trung bình như giấy in, giấy viết, giấy bìa, định lượng nhỏ hơn 200 g/m2

Nhược điểm của phương pháp này là không áp dụng được cho những loại giấy có

độ gia keo rất cao như những loại giấy làm mặt ngoài hộp carton đựng thực phẩm, hoặc rất thấp như những loại giấy vệ sinh, giấy thấm Các loại giấy đặc biệt này thì áp dụng các phương pháp khác để đo độ chống thấm

2.4.5 Sự thâm nhập của chất lỏng vào tờ giấy

 Nguyên nhân chất lỏng thâm nhập vào giấy:

Bản chất xơ sợi xenlulo là vật liệu ái nước, vì trong công thức phân tử xenlulo có nhiều nhóm OH nên dễ dàng tạo liên kết hydro với phân tử nước

Các khoảng trống trên bề mặt giấy, các khoảng trống giữa xơ sợi và xơ sợi, các ống mao dẫn bên trong xơ sợi

 Con đường chất lỏng thâm nhập vào giấy

+ Bằng sự lấp đầy các lỗ xốp và chỗ trũng trên mặt giấy

+ Bằng sự thấm ướt của chất lỏng qua những ống mau dẫn, lỗ xốp

+ Bằng sự di chuyển theo bề mặt sợi (qua sự tiếp xúc với sợi)

+ Bằng sự hấp phụ khuyếch tán bên trong sợi

+ Bằng sự di chuyển của chất khí

+ Bằng quá trình hấp phụ và giải hấp

Dựa vào những tính chất động học thì không thể tách rời từng cơ chế một (mặc dù luôn có một cơ chế giữ vai trò quyết định) Điều này phụ thuộc tính chất của pha lỏng (nước), cấu trúc giấy, điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, thời gian thẩm thấu và tính kỵ nước

trong quá trình thẩm thấu, nước đã làm bẻ gãy liên kết hydro giữa các sợi, buông lỏng sợi, làm trương mạng và làm thay đổi kích thước của lỗ xốp và ống mao dẫn Xử lý một cách định lượng các hiện tượng thấm ướt do đó là một vấn đề khó khăn

 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thâm nhập của chất lỏng vào giấy

Độ gia keo (hay độ kỵ nước) của xơ sợi

Cấu trúc bên trong tờ giấy, như lỗ trống giữa các xơ sợi

Cấu trúc bề mặt tờ giấy, như bề mặt sần sùi hay láng mịn

 Nguyên tắc chống lại sự thâm nhập của chất lỏng vào tờ giấy

Thay đổi bản chất xơ sợi, như bằng quá trình gia keo chống thấm

Giảm khoảng trống giữa các xơ sợi, tăng độ chặt của tờ giấy, như bằng quá trình nghiền để tăng sự chổi hóa và liên kết xơ sợi

Che kín các lỗ nhỏ, lỗ mao dẫn trên bề mặt tờ giấy, như bằng quá trình gia keo có tính chất tạo màng trên bề mặt tờ giấy

2.4.6 Các yếu tố làm giảm hiệu quả chống thấm cho giấy

Sự xuất hiện các lỗ xốp lớn trong cấu trúc giấy, với giấy có tỷ trọng thấp hay do bột nghiền thô

Sự xuất hiện lỗ châm kim trong cấu trúc giấy, có thể do sự thấu khí

Lưu lượng không phù hợp của các tác nhân gia keo

Sự phân hủy của các tác nhân gia keo, đặc biệt nếu giấy được lưu kho hay giữ nhiệt quá lâu

Sự có mặt của các tác nhân hoạt tính bề mặt, thường có trong các dây chuyền bột DIP

Khúc tuyến sấy chưa hợp lý, keo chưa lưu hóa hoàn toàn Đặc biệt trong quá trình gia keo AKD

Sự có mặt của các hợp chất vô cơ, đặc biệt là chất độn PCC

Trong trường hợp gia keo nhựa thông: tỷ lệ không thích hợp của phèn và nhựa thông Tỷ lệ thích hợp Phèn/nhựa thông = 1.5/1, vì phèn còn có tác dụng trung hòa điện tích dòng bột

Lưu lượng tinh bột cationic không thích hợp trong quá trình nhũ hóa keo ASA Tỷ

lệ thích hợp: tinh bột Cationic/keo ASA = 3/1

2.4.7 Sự gia keo

Phần lớn các loại giấy và bìa cactong, ngoại trừ các loại giấy lụa như giấy vệ sinh, đều cần có khả năng chống thấm chất lỏng Gia keo được định nghĩa là quá trình sử dụng các hóa chất để cung cấp cho giấy khả năng chống thấm này Khi các hóa chất được đưa vào huyền phù bột và được giữ lại trên bề mặt sợi trong phần ướt máy xeo thì quá trình được gọi là gia keo nội bộ Còn khi keo được đưa vào bề mặt băng giấy đã được sấy tương đối khô thì quá trình này là gia keo bề mặt Cho đến nay, gia keo nội bộ vẫn luôn là cách gia keo phổ biến nhất Nó đã được bắt đầu gần hai thế kỷ nay (áp dụng đầu tiên vào năm 1807) và cho đến trước năm 1980 gia keo nội bộ được thực hiện chủ yếu nhờ nhựa thông và phèn nhôm (công nghệ axit) Ngày nay gia keo bằng các dẫn suất có khả năng phản ứng với xenlulo như loại alkyl keten dimer (AKD) hay các dẫn suất alkenyl succinic axit (ASA) đang rất được quan tâm vì cho phép sử dụng chất độn CaCO3 với rất nhiều lợi điểm (công nghệ kiềm tính)

Gia keo nội bộ là một phần quan trọng trong vận hành phần ướt trên các máy xeo giấy hay bìa carton Mục đích, như vừa nêu trên, là biến tính bề mặt sợi để có thể kiểm soát được quá trình thấm ướt của các chất lỏng vào bề mặt giấy Sự thấm ướt này là quá trình có liên quan đến khả năng hấp phụ, độ kỵ nước và khả năng phân bố (khả năng chảy dàn) của chất lỏng trên bề mặt sợi Việc kiểm tra những tính chất quan trọng này nhằm ba mục đích sau:

 Kiểm tra tốc độ thấm ướt của pha lỏng trong quá trình gia công vật phẩm như gia keo bề mặt hay tráng phấn

 Kiểm tra sự hấp phụ hay sự thấm ướt chất lỏng trong quá trình in

 Kiểm tra khả năng sử dụng của nhiều loại giấy và bìa carton (như carton làm bao

bì đựng sữa hay nước trái cây, giấy dán tường, giấy bao gói )

2.5 Keo alkyl keten dimer (AKD)

2.5.1 Tổng hợp và nhũ hóa

Xét về cấu trúc, AKD là một keton không no Trong phân tử AKD có hai phần: Một phần là mạch hydrocarbon làm cho nó có tính kỵ nước, một phần là vòng lactone chứa các nhóm chức carbonyl làm cho nó có thể tham gia phản ứng với các nhóm OH của

xơ sợi xenlulo, nhờ vậy mà nó được giữ lại trên bề mặt xơ sợi Quá trình tổng hợp có liên quan sự chuẩn bị axit clorua carboxylic, kế đến là phản ứng ngưng tụ vòng lactone thông qua sự tạo một axit trung gian bằng phản ứng tách hydrohalogenua trong dung môi hữu

cơ (như Hình 2.6) AKD đầu tiên được sử dụng cho công nghiệp giấy vào năm 1956 và đã được phát triển ở Mỹ bởi công ty Hercule

Hình 2.10: Phản ứng tổng hợp AKD (R = C14H29 C20H39) Các axit béo bão hòa loại kỹ thuật được sử dụng để tổng hợp sáp AKD thương mại cho công nghiệp giấy Việc tách các axit tinh khiết là một vấn đề rất khó khăn và thường thì một loại chất béo nào đó có chứa từ 5 đến 10 loại axit béo khác nhau Các loại phổ biến là palmitic, lauric, myristic, steraric Nguyên liệu để tổng hợp sáp AKD sử dụng trong công nghiệp giấy là hỗn hợp của các axit đồng đẳng từ C14 – C22 (mạch phân tử chứa từ 14 đến 22 nguyên tử carbon) trong đó ưu tiên nhất là axit stearic Sáp stearic là chất rắn không tan trong nước và nóng chảy khoảng 51-520 C Loại kỹ thuật luôn có chứa

ít axit oleic, myristic, palmitic những loại này sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy của AKD còn 44-480 C

Quá trình nhũ tương hóa keo AKD được thực hiện như sau:

+ Phân tán sáp AKD dạng vảy nến trong dung dịch nước đun nóng tới nhiệt độ khoảng 75-900 C đã có chứa các chất phụ trợ khác là:

+ Chất ổn định nhũ tương như: tinh bột cation

+ Chất hoạt động bề mặt như: lignin sulphonate natri

+ Sau khi sáp AKD tan hết thì nén ép dung dịch này chảy qua màng có lỗ thật mịn (khoảng 0,5-2 m) rồi làm nguội để thu được nhũ tương AKD

+ Một lượng nhỏ chất phân tán là tinh bột cation dạng mạch ngắn có độ tích điện cao, cùng với một lượng nhỏ chất diệt khuẩn cần cho thêm vào nhũ tương để làm tăng thời gian bảo quản của nhũ tương AKD

+ Để hạn chế phản ứng thủy phân của phân tử AKD, trong quá trình bảo quản người ta phải hạ pH của nhũ tương xuống trong khoảng 2,5-3,5 bằng axit H2SO4 hoặc axit HCl Nếu pH > 6 thì phân tử AKD dễ tham gia phản ứng mở vòng lactone, làm giảm hiệu quả bảo lưu keo AKD trên xơ sợi Vì pH của nhũ tương là môi trường axit nên chứa hoặc

xử lí nhũ tương AKD trước khi gia vào bột giấy phải được làm bằng vật liệu chống axit

ăn mòn

+ AKD trên thị trường thường được bán dưới dạng chuẩn bị sẵn là nhũ tương AKD Trong quá trình vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, nhũ tương AKD thường được giữ ở nhiệt độ thích hợp là khoảng 200 C, thì thời gian sống của nhũ tương được khoảng 1 tháng Khi về nơi sử dụng, nếu muốn bảo quản trong kho lâu hơn 1 tháng thì phải bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn nữa

+ Trước khi sử dụng, nhũ tương này sẽ được hòa loãng ra khoảng 10 lần để dễ dàng trộn đều với bột

Trước đây người ta chỉ điều chế được nhũ tương AKD nồng độ thấp chứa 6-13 % chất khô Ngày nay, người ta điều chế được nhũ tương AKD nồng độ cao chứa 20-25 % chất khô Trong thành phần chất khô có 20-40 % tinh bột cation polymer có mật độ tích

điện dương cao Nhũ tương AKD thế hệ thứ ba có nồng độ chất khô cao hơn nữa, trong

đó lượng cation polymer gấp 1,5-2 lần AKD (về khối lượng) Chất lượng của keo AKD cũng ngày càng được hoàn thiện hơn theo xu hướng: dễ phân tán, ít xảy ra phản ứng thủy phân của AKD và thời gian bảo quản lâu hơn

2.5.2 Hoạt tính của keo AKD

AKD có khả năng tham gia hai loại phản ứng:

AKD phản ứng với nhóm OH của xenlulo tạo thành cấu trúc ester β keton

Hình 2.12: Phản ứng giữa AKD và nhóm OH của xenlulo

Đối với phản ứng giữa AKD và xenlulo, cũng có khá nhiều ý kiến khác nhau Dù liên kết ester keton khó đạt được, cơ chế về sự tạo thành liên kết cộng hóa trị là giả thiết thuyết phục nhất Tất cả các khảo sát và giả thiết đề nghị điều được tiến hành ở phòng thí nghiệm Ngoài ra, bằng những kỹ thuật phóng xạ đánh dấu, phương pháp sắc ký, cộng hưởng từ hạt nhân, ESCA, FTIR…, người ta còn khẳng định rằng phần AKD không phản ứng được hấp phụ trên bề mặt sợi cũng có tính năng gia keo Những khảo sát của Lindstom về cơ chế của chất gia keo AKD sẽ cho thấy khoảng 50-80 % (hay hơn nữa) của AKD sử dụng sẽ đóng góp vào sự hình thành các ester keton và phản ứng này đã được xúc tác bởi nhựa polyamid epiclohydrin và ion CO32- Ảnh hưởng của pH, chất điện ly và chất trích ly cũng được đề cập Không có hiệu quả gia keo nếu không có AKD được phản ứng một cách hóa học Phần AKD không phản ứng đóng góp vào tính năng gia keo chứng

tỏ rằng có một phần AKD được phản ứng trên bề mặt sợi và hiệu quả của AKD phản ứng

thì cao hơn từ 2-3 lần so với hiệu quả gia keo của AKD không phản ứng Strom tìm thấy rằng chỉ cần khoảng 15% bề mặt được che phủ bởi keo AKD thì cũng đủ đạt yêu cầu về gia keo Bề dày lớp keo AKD không lớn hơn 3nm Theo những kết quả khảo sát khác (của Bottort) cũng cho rằng AKD phản ứng với xenlulo để tạo ra ester keton trong điều kiện xeo giấy Kỹ thuật đánh dấu với 13C AKD palmitic và kỹ thuật cộng hưởng từ hạt nhân trạng thái rắn đã được sử dụng để theo dõi những phản ứng này một cách trực tiếp Ngoài ra, Pisa và Murkova, với kỹ thuật FTIR áp dụng trên một mẫu giấy gia keo với một loại AKD, đã không phát hiện được sự hiện diện của liên kết keton, nhưng lại phát hiện được sự hiện diện của dimer không phản ứng bằng phổ hấp thu hồng ngoại Isogal và cộng sự, bằng phương pháp chiết với một số dung môi và bằng phản ứng thủy phân xenlulo với enzym, cùng với một số phương tiện phân tích hóa lý khác (IR, GC…) đã cho thấy rằng không có ester keton được hình thành giữa AKD và nhóm OH của xenlulo hay hêmixenlulo khi có nước hiện diện trong hệ

Theo quan điểm thực tế, dường như cũng không thật sự quan trọng nếu như AKD phản ứng một cách hóa học với sợi hay là được hấp phụ trên sợi một cách vật lý, vì hiệu quả gia keo đều thể hiện trong cả hai trường hợp Tuy nhiên, một số kết quả khảo sát cho thấy rằng phần AKD không phản ứng được hấp phụ sẽ có khuynh hướng di trú một cách bất lợi Ngoài ra, cũng khá thú vị khi kết quả khảo sát của Gupta cho thấy rằng hiệu quả chống thấm của một mẫu giấy là tương đương nhau khi sử dụng cùng lượng AKD nhưng theo hai phương cách gia keo khác nhau – một là gia keo theo kiểu thông thường (gia keo vào phần ướt) và một là gia keo bề mặt Cơ chế của hiệu ứng gia keo này có thể được giải thích dựa vào giả thiết về sự di trú của phần AKD dư không phản ứng

2.5.3 Cơ chế phản ứng của keo AKD và xơ sợi

Tương tác giữa keo AKD và xenlulo gồm 4 giai đọan:

Những hạt keo phân tán được ổn định bằng điện tích dương trước hết sẽ được hấp thụ trên xơ sợi bằng lực hút tĩnh điện Hàm lượng AKD để thực hiện giai đọan này sẽ thay đổi và nó liên quan với diện tích bể chứa bột, bơm, mực lưu chất trong thùng đầu, việc

thêm tinh bột cation chính là để hỗ trợ cho sự bảo lưu AKD Vị trí gia keo AKD vào dòng bột là từ bể chứa đầu máy đến bơm quạt hoặc hòm điều tiết

Khi băng giấy được sấy khô, sáp AKD được hấp thu sẽ nóng chảy nhờ nhiệt độ ở

bộ phận sấy và sau đó dàn đều che phủ mặt giấy tốt hơn

Phản ứng hóa học giữa AKD với nhóm OH của xenlulo Phản ứng này chỉ diễn ra

ở tốc độ cao khi phần lớn nước trong tấm giấy đã được bay hơi nghĩa là ở cuối giai đọan sấy

Diễn ra quá trình định hướng của các phân tử AKD sao cho phần hydrocacbon là phần kỵ nước thì chĩa ra ngòai bề mặt tờ giấy, phần nhóm chức tạo thành liên kết với xơ sợi làm cho các phân tử AKD dính chặt lên bề mặt xơ sợi nhờ định hướng này mà độ chống thấm tăng lên Sự định hướng này không chỉ xảy ra trong quá trình sấy mà còn tiếp tục trong khỏang thời gian ngắn sau khi giấy được xeo xong, nghĩa là độ chống thấm vẫn tiếp tục tăng

Hình 2.13: Sơ đồ minh họa cơ chế gia keo