Nghiên cứu sản xuất giấy in sách chỉ dẫn sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu gỗ bạch đàn và keo tai tượng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
**************&************









BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2010


NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN
(DIRECTORY PAPER) SỬ DỤNG BỘT GIẤY HIỆU SUẤT CAO
TẨY TRẮNG TỪ NGUYÊN LIỆU GỖ BẠCH ĐÀN
VÀ KEO TAI TƯỢNG





Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì: VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Hoàng Mạnh Vinh
Kỹ sư công nghệ giấy

8234



HÀ NỘI 12/2010
MỤC LỤC
STT
NỘI DUNG
Trang
MỞ ĐẦU 1
PHẦN I TỔNG QUAN VỀ GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN,
NGUYÊN LIỆU VÀ HOÁ CHẤT SỬ DỤNG CHO
SẢN XUẤT GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN
3
1.1
TỔNG QUAN VỀ GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN
3
1.1.1 Giới thiệu sơ lược về sách chỉ dẫn và giấy in sách chỉ dẫn 3
1.1.2 Tính chất của giấy in sách chỉ dẫn 4
1.1.2.1
Độ đục của giấy
5
1.1.2.2 Tính chất in của giấy 6
1.1.2.3 Độ bền cơ lý của giấy 7
1.2
NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GIẤY IN
SÁCH CHỈ DẪN

9
1.2.1 Xu hướng sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng hiện
nay trên thế giới và ở nước ta
9
1.2.1.1 Xu hướng sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng trên thế
giới
9
1.2.1.2 Xu hướng sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng ở nước ta 10
1.2.2 Công nghệ sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng theo
phương pháp peroxyt – kiềm (APMP)
10
1.2.3 Lựa chọn nguyên liệu cho sản xuất giấy in sách chỉ
dẫn
13
1.3
HOÁ CHẤT SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GIẤY IN
SÁCH CHỈ DẪN
14
1.3.1 Chất chống thấm 14
1.3.2 Chất độn 15
1.3.3 Chất tăng độ bền khô 16
1.3.4 Chất trợ bảo lưu 16
1.3.5 Chất bắt tạp chất “Anion” 17

Kết luận và định hướng nghiên cứu 18
PHẦN II
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
19
2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 19
2.1.1 Nguyên liệu 19

2.1.2 Hóa chất 19
2.1.3 Thiết bị 19
2.2 Phương pháp nghiên cứu 20
PHẦN III
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
21
3.1 Tính chất của bột giấy sử dụng cho nghiên cứu sản
xuất giấy in sách chỉ dẫn

21
3.1.1 Tính chất của bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên
liệu gỗ bạch đàn và keo tai tượng
21
3.1.2 Tính chất của bột giấy hoá học tẩy trắng gỗ cứng và gỗ
mềm
22
3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột giấy
hiệu suất cao tẩy trắng và bột giấy hóa tẩy trắng đến
chất lượng của giấy in sách chỉ dẫn
22
3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột hiệu suất
cao tẩy trắng và bột xơ sợi dài tẩy trắng
22
3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột hiệu suất
cao tẩy trắng và bột xơ sợi ngắn tẩy trắng
23
3.2.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột hiệu suất cao tẩy
trắng,bột xơ sợi dài tẩy trắng và bột xơ sợi ngắn tẩy
trắng
25

3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiền bột giấy đến
chất lượng của giấy in sách chỉ dẫn
27
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng chất độn đến
tính chất của giấy in sách chỉ dẫn
30
3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng trợ bảo lưu đến
tính chất của giấy in sách chỉ dẫn
31
3.6 Lựa chọn quy trình công nghệ thích hợp trong phòng
thí nghiệm cho sản xuất giấy in sách chỉ dẫn
33
3.7 Sản xuất thử nghiệm 33
3.7.1 Sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng 34
3.7.1.1 Nguyên liệu và quy trình công nghệ sản xuất 34
3.7.1.2 Vận hành dây chuyền 36
3.7.2 Sản xuất thử nghiệm giấy in sách chỉ dẫn 37
3.7.2.1 Giai đoạn chuẩn bị bột giấy 38
3.7.2.2 Giai đoạn xeo giấy 40
3.8 Chất lượng in của giấy sản xuất thử nghiệm 41
3.9 Ước tính chi phí nguyên vật liệu trực tiếp cho sản
xuất một tấn giấy in sách chỉ dẫn
41
Kết luận 43
Tài liệu tham khảo 44

1

MỞ ĐẦU
Sách chỉ dẫn là những quyển sách rất thông dụng trong đời sống con

người. Nó thường là các ấn phẩm như: Niên giám điện thoại, các bản mục lục, chỉ
dẫn, các quyển sách nhỏ,… Ngày nay, cùng với sự phát triển của mạng internet
toàn cầu, nhiều phương tiện tìm kiếm trực tuyến xuất hiện, tuy vậy, phương tiện
tra cứu thông tin truyền thống từ sách chỉ dẫn vẫn là phương ti
ện được mọi người
ưa dùng bởi những ưu điểm riêng của nó. Chẳng hạn, đối với người tiêu dùng, nó
là một nguồn thông tin chỉ dẫn chính xác và tương đối đầy đủ, hơn nữa lại rất dễ
sử dụng và tiện lợi, chỉ cần người sử dụng biết đọc là có thể tra cứu một cách dễ
dàng ở bất cứ nơi nào. Sách chỉ d
ẫn còn là một phương tiện quảng cáo hiệu quả
đối với các doanh nghiệp, các ấn phẩm này có số lượng phát hành cao, số người
sử dụng lớn và có giá trị quảng cáo lâu dài với chi phí thấp vì người sử dụng có
thể tra cứu trong suốt cả năm.
Các cuốn sách chỉ dẫn thường được in trên loại giấy có định lượng thấp
gọi là giấy in sách chỉ dẫn (directory paper). Loại giấy này có thành phần nguyên
li
ệu gần giống với giấy in báo, nhưng có định lượng thấp hơn, chỉ trong khoảng
35 ÷ 40 g/m
2
(định lượng của giấy in báo là 40 ÷ 65 g/m
2
theo TCVN 5900:
2001), độ đục của giấy yêu cầu tương đối cao (không nhỏ hơn 85%). Về mặt sử
dụng, giấy in báo phục vụ cho việc sản xuất các ấn phẩm hàng ngày, trong khi
giấy in sách chỉ dẫn lại phục vụ cho việc sản xuất các ấn phẩm hàng năm và được
sử dụng thường xuyên.
Hiện nay, trên thế giới, giấy in sách chỉ dẫn thường được sản xuất từ
hỗn
hợp bột giấy hóa học tẩy trắng, bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng như bột gỗ mài,
bột nhiệt cơ tẩy trắng, bột hoá nhiệt cơ tẩy trắng, bột APMP và bột giấy tái chế.

Ở Việt Nam, chưa thấy có cơ sở nào sản xuất giấy in sách chỉ dẫn. Giấy
dùng để in sách chỉ dẫn chủ yếu được nhậ
p khẩu, phần còn lại được in trên các
loại giấy in thông thường với các mức chất lượng khác nhau. Mặt khác, nguồn
nguyên liệu dùng để sản xuất loại giấy này là các loại bột giấy hiệu suất cao tẩy
trắng nhẹ. Loại bột này hiện đang được nghiên cứu đầu tư sản xuất mạnh mẽ
trong nước (Nhà máy bột giấy Phương Nam, tỉnh Long An, Dự án nhà máy bột
giấ
y và giấy Tân Mai - Kontum, Dự án nhà máy bột giấy Tân Mai – Quảng Ngãi,
Dự án nhà máy bột giấy Tân Mai – Lâm Đồng,…) đang cần có thị trường tiêu
thụ. Vì vậy, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất giấy in sách chỉ dẫn
(directory paper) sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng từ nguồn nguyên liệu gỗ
bạch đàn và keo tai tượng” là rất cần thiết. Mục tiêu của đề tài là xác lập quy
trình công nghệ
sản xuất giấy in sách chỉ dẫn sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy
2

trắng từ nguyên liệu gỗ bạch đàn và keo tai tượng trong nước đạt chất lượng
tương đương với giấy in sách chỉ dẫn nhập ngoại:
+ Định lượng, (g/m
2
) :36 ÷ 38
+ Chiều dài đứt trung bình theo 2 chiều; không nhỏ hơn, (m) :3000
+ Độ bền xé trung bình theo 2 chiều; không nhỏ hơn, (mN) :210
+ Độ trắng ISO; không nhỏ hơn, (%) :60
+ Độ đục; không nhỏ hơn, (%) :88
+ Độ tro không nhỏ hơn, (%) :4,0
+ Độ hút nước; Cobb
60
không cao hơn, (g/m

2
) :47
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần tạo ra sản phẩm giấy sử dụng bột
giấy từ các dự án, nhà máy nói trên đồng thời thúc đẩy quá trình đa dạng hóa mặt
hàng giấy.
3

PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN, NGUYÊN LIỆU VÀ
HÓA CHẤT SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN
1.1. TỔNG QUAN VỀ GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN
1.1.1. Giới thiệu sơ lược về sách chỉ dẫn và giấy in sách chỉ dẫn
Ngày nay, trong thời đại bùng nổ của nghành công nghệ thông tin với sự kết
nối không giới hạn về không gian và sự tương tác nhanh chóng, tiện ích của nó,
thì sách chỉ dẫn vẫn giữ một vai trò, vị trí quan trọng trong nhu cầu truyền bá
thông tin và cập nhật thông tin hằng ngày của con người. Đ
ây thực sự là “đại sứ
thông tin” hoạt động hiệu quả, là cầu nối giữa các nhà sản xuất, các nhà cung ứng
và người tiêu dùng. Sách chỉ dẫn là những ấn phẩm rất thông dụng trong đời sống
của con người, nó bao gồm các quyển niên giám điện thoại (trang vàng, trang
trắng), sách chỉ dẫn du lịch, các quảng cáo sản phẩm và dịch vụ (catalog, tờ rơi).
Các ấn phẩm chỉ dẫn thường chứ
a một lượng thông tin lớn, do đó các ấn
phẩm này cần in trên loại giấy có định lượng thấp (giấy mỏng), có thể in trên cả
hai mặt để đảm bảo tính gọn, nhẹ và thông thường được đóng thành quyển để
thuận tiện cho mục đích tra cứu.
Hiện nay, ở nước ta, loại giấy này đang được các đơn vị trong ngành bưu
điện và một số đơn vị khác nh
ập khẩu, chỉ tính riêng cho nhu cầu in danh bạ điện
thoại của bưu điện, lượng giấy này đã hơn 500 tấn/năm (số liệu của năm 2009 do

Vietnam Yellow Pages - thành viên của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt
Nam cung cấp).
Một số hình ảnh về sách chỉ dẫn:

Hình 1.1. Hai ấn phẩm: Niên giám điện thoại và Trang vàng tiêu dùng được
in trên giấy in sách chỉ dẫn.
4



Hình 1.2. Một hình ảnh về sử dụng sách chỉ dẫn.


Hình 1.3. Hình ảnh quảng cáo sản phẩm và dịch vụ được in trên giấy in sách
chỉ dẫn (catalog, tờ rơi).
1.1.2. Tính chất của giấy in sách chỉ dẫn
Giấy in sách chỉ dẫn cũng giống như các chủng loại giấy in khác, đều cần có
các tính chất của giấy in nói chung như độ đục, độ bền cơ lý cao, có các tính chất
in tốt, thích hợp để in trên các máy in tốc độ cao. Tuy nhiên, điều khác biệt là
giấy in sách chỉ dẫn có định lượng thấp hơn so với các chủng loại giấy in khác
(định lượng ≤ 40g/m
2
). Vì vậy, cần thiết phải có những nghiên cứu tổng quan về
các tính chất của loại giấy này, từ đó làm cơ sở cho quá trình định hướng nghiên
cứu.


5

1.1.2.1. Độ đục của giấy

Độ đục của giấy phản ánh khả năng nhìn từ phía bên này không thấy được
hình ảnh, chữ viết ở phía mặt bên kia của tờ giấy. Các loại giấy cần có độ đục cao
là giấy in, giấy viết, giấy photocopy, giấy làm phong bì,
Một số chỉ tiêu chất lượng của mẫu giấy in sách chỉ dẫn của nước ngoài cho
thấy sản ph
ẩm giấy in sách chỉ dẫn tuy có định lượng thấp nhưng lại có yêu cầu
tương đối cao về độ đục (bảng 1.1).
Bảng 1.1: Một số chỉ tiêu chất lượng của mẫu giấy in niên giám điện
thoại sản xuất tại Thụy Điển, Trung Quốc*
Giấy Thụy Điển
STT

Chỉ tiêu
Giấy trắng Giấy vàng
Giấy Trung
Quốc
1 Định lượng, g/m
2
36,0 36,0 37,4
2 Độ đục, % 88,5 - 85,5
3 Độ trắng ISO, % 55,2 - 57,4
4 Độ tro, % 3,9 4,5 4,8
5 Độ hút nước; Cobb
60
, g/m
2
47,1 47,2 46,5
Ghi chú:* Giấy được đo trong phòng phân tích hoá lý của Viện công nghiệp
giấy và xenluylô
Độ đục của giấy phụ thuộc vào bản chất của các loại bột dùng để sản xuất

giấy. Về bản chất, xenlulô là polyme không màu và trong suốt, xơ sợi thực vật có
màu trắng hoặc nâu tối là do chứa lignin, nhựa và các chất khác. Bột giấy hiệu
suất cao từ gỗ lá rộng, bột từ rơm rạ do trong thành ph
ần có chứa các chất không
phải là xenluylô cao, xơ sợi ngắn vì vậy làm tăng sự không đồng nhất về hướng
của các tia khúc xạ. Sử dụng loại bột này làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất
thì giấy sẽ có độ đục rất cao. Chính vì vậy, người ta thường sử dụng bột hiệu suất
cao để sản xuất các loại giấy cần độ đục cao như giấy in báo, giấy in sách chỉ dẫ
n
[7].
Trong thực tế sản xuất, các chất độn vô cơ và phẩm màu thường được sử
dụng để làm tăng độ đục của giấy. Thông thường, nếu sự khác biệt giữa hệ số
khúc xạ ánh sáng của chất độn vô cơ và xơ sợi xenlulô càng lớn thì độ đục của
giấy càng cao. Hệ số khúc xạ ánh sáng của xơ sợi xenlulô, nước, không khí, một
số chất
độn vô cơ và chất gia keo hữu cơ được giới thiệu trong bảng 1.2.

6

Bảng 1.2: Hệ số khúc xạ ánh sáng của một số nguyên liệu, phụ gia thông
dụng trong nghành giấy [7]
STT Nguyên vật liệu Hệ số khúc xạ
1 Xenlulô 1,530
2 Không khí 1,000
3 Nước 1,333
4 Tinh bột 1,530
5 Cao lanh 1,560
6 Canxi cácbônát 1,560
7 Bari sunphát 1,650
8 Kẽm ôxít 2,010

9 Titan điôxít 2,550
Từ bảng 1.2 cho thấy, giấy có độ đục cao nhất nếu sử dụng chất độn là titan
điôxít. Không khí có hệ số khúc xạ ánh sáng thấp hơn nhiều so với xenlulô, do đó
các túi khí có trong giấy sẽ làm tăng độ đục của giấy vì sự có mặt của chúng làm
giảm tính đồng nhất quang học của môi trường. Do đặc tính này nên trong quá
trình sản xuất một số loại giấy có độ trong suốt cao thường được ngâm tẩ
m với
một số chất dầu mỡ có hệ số khúc xạ ánh sáng gần với xenlulô nhằm mục đích
đuổi hết không khí. Ngược lại, các loại giấy có yêu cầu cao về độ đục thường
được sản xuất với độ chặt tương đối thấp nhằm giữ lại các túi khí trong giấy. Các
chất độn thông dụng và rẻ tiền như canxi cácbônát và cao lanh đều có hệ số khúc
xạ
gần giống với xơ sợi xenlulô, nhưng thực tế thì canxi cácbônát cũng như các
chất độn khác có tác dụng làm tăng độ đục cho giấy, bởi vì sự có mặt của các hạt
canxi cácbônát sẽ làm tăng sự hình thành các túi khí trong giấy.
Độ nghiền của bột cũng là một yếu công nghệ có ảnh hưởng quan trọng đến
độ đục của giấy, các loại giấy trong suốt thường được nghiền tới
độ nghiền rất
cao (70 ÷ 80
o
SR), trong khi giấy có yêu cầu về độ đục cao thường chỉ được
nghiền tới độ nghiền thấp nhất có thể [7].
1.1.2.2. Tính chất in của giấy
Tính chất in là khái niệm tương đối rộng liên quan đến rất nhiều các chỉ tiêu
chất lượng của giấy. Thông thường, các kỹ thuật in khác nhau có các yêu cầu
7

khác nhau về chất lượng giấy, mặt khác ngay cả khi xác định một kỹ thuật in cụ
thể thì các tính chất in của giấy cũng không thể biểu thị bằng một vài chỉ tiêu chất
lượng nào đó. Một số chỉ tiêu chất lượng của giấy có ảnh hưởng đến các tính chất

in mà không phụ thuộc vào kỹ thuật in là:
* Độ đồng đều của tờ giấy
Độ đồng đều của tờ giấy là chỉ tiêu quan trọng cho phép đảm bảo đạt được
chất lượng in cao (các nét in sắc nét, đồng đều, liên lục). Độ đồng đều của giấy
liên quan đến quá trình hình thành giấy trên lưới xeo và chủng loại bột giấy sử
dụng. Thông thường, đối với các loại giấy định lượng thấp, tỷ lệ sử dụng bột giấy
xơ sợi ngắ
n càng cao sẽ càng làm tăng độ đồng đều của tờ giấy.
* Khả năng bắt mực in của giấy
Khả năng bắt mực in của giấy là cần thiết, nhất là trong quá trình in nhiều
màu. Ở đây, mực có các màu khác nhau được in, lớp mực này in trên lớp mực kia
để nhận được độ sắc nét, độ sáng bóng nhất định mà không bị nhòe. Để tăng khả
năng bắt mực in thì giấy c
ần phải có cấu trúc tương đối xốp (khối lượng thể tích
tương đối thấp) và có sức hút của các mao dẫn cao. Giấy được sản xuất từ các loại
bột giấy hiệu suất cao thường đáp ứng được các chỉ tiêu này.
* Độ nhẵn của giấy
Độ nhẵn của giấy là một chỉ tiêu chất lượng cần thiết đối với tất cả các kỹ
thuật in. Độ nhẵn của giấy ảnh hưởng đến mật độ in và màu in. Một tờ giấy có
mật độ in cao và phạm vi màu rộng có yêu cầu rất cao về độ nhẵn.
* Độ đục
Để bảo đảm chất lượng in, nhất là in màu, giấy phải có độ đục cao (từ 85%
trở lên). Bột giấy hiệu suất cao từ gỗ lá rộng, bột từ rơm rạ do trong thành phần
có chứa các chất không phải xenlulô cao, xơ sợi ngắn vì vậy làm tăng sự không
đồng nhất về hướng của các tia khúc xạ. Sử dụng các loại bột này làm nguyên
liệu cho quá trình sản xuất thì sẽ cho giấy có độ đục rất cao.
1.1.2.3. Độ bền cơ lý của giấy
Độ bền cơ lý của giấy biểu thị khả năng của giấy chịu được những lực tác
dụng t
ừ bên ngoài lên giấy. Các chỉ tiêu cơ bản về độ bền cơ lý của giấy in chủ

yếu là độ bền kéo và độ bền xé. Đối với giấy in sách chỉ dẫn thì độ bền kéo (hay
chiều dài đứt) và độ bền xé là hai chỉ tiêu quan trọng giúp cho giấy không bị đứt,
rách khi giấy qua máy in tốc độ cao và tạo ra độ bền trong quá trình sử dụng các
8

ấn phẩm chỉ dẫn. Dựa vào các số liệu trong bảng 1.3 ta thấy giấy in sách chỉ dẫn
nhập ngoại đều có độ bền xé tương đối cao, đặc biệt là giấy của Thụy Điển.
Bảng 1.3: Một số chỉ tiêu chất lượng của mẫu giấy in niên giám điện
thoại sản xuất tại Thụy Điển, Trung Quốc*
Giấy Thụy
Điển
STT Chỉ tiêu
Giấy trắng Giấy vàng
GiấyTrung
Quốc
1 Định lượng, g/m
2
36,0 36,0 37,4
2
Chiều dài đứt trung bình theo 2
chiều, m
3140 2570 2760
3
Độ bền xé trung bình theo 2
chiều, mN
240 211 203
Ghi chú:* Giấy được đo trong phòng phân tích hoá lý của Viện công nghiệp
giấy và xenluylô
Độ bền kéo của giấy phụ thuộc nhiều nhất vào liên kết giữa các xơ sợi, tiếp
đó là độ bền của bản thân xơ sợi và chiều dài xơ sợi. Do vậy, giai đoạn đầu của

quá trình nghiền, độ bền kéo của giấy tăng khi tăng độ nghiền của bột giấy, vì khi
đó xơ
sợi được chổi hóa nhiều hơn làm tăng lực liên kết giữa các xơ sợi. Độ bền
kéo của giấy đạt cực đại khi độ nghiền đạt giá trị xác định tùy thuộc vào từng loại
bột giấy, sau đó nếu tiếp tục nghiền thì xơ sợi sẽ bị phá hủy và cắt ngắn rõ rệt, do
vậy độ bền kéo của giấy sẽ giảm.
Độ
bền xé của giấy phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài xơ sợi và khả năng chịu
giãn của giấy. Giấy làm từ bột xơ sợi dài thường có độ chịu xé cao hơn giấy làm
từ bột xơ sợi ngắn. Nếu giấy làm từ hỗn hợp bột có cả xơ sợi dài và xơ sợi ngắn
thì khi tăng tỷ lệ bột xơ sợi dài sẽ
làm tăng độ bền xé của giấy. Xơ sợi xenlulô gỗ
mềm có chiều dài cao hơn xơ sợi xenlulô gỗ cứng, do đó nếu trong thành phần
nguyên liệu sản xuất giấy có bổ sung thêm một phần xơ sợi xenlulô gỗ mềm thì
sẽ làm tăng độ bền xé của giấy. Khi tăng độ nghiền của bột, lúc mới nghiền thì độ
bền xé của giấy tăng, sau đó n
ếu tiếp tục tăng độ nghiền thì độ bền xé của giấy lại
giảm, vì khi đó xơ sợi bị cắt ngắn [7].
Thực tế sản xuất cho thấy độ bền xé của giấy còn phụ thuộc vào điều kiện
công nghệ trong quá trình sấy giấy. Khi giấy đạt độ khô 60 ÷ 85% , không nên
kéo chăn sấy quá căng, vì sẽ làm giảm khả năng chịu giãn của giấy và kế
t quả là
làm cho độ bền xé của giấy giảm.
9

1.2. NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY IN
SÁCH CHỈ DẪN
1.2.1. Xu hướng sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng hiện nay trên thế giới
và ở nước ta
1.2.1.1. Xu hướng sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng trên thế giới [1]

Ngày nay, do sự đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng của sản phẩm giấy nên
công nghệ bột hi
ệu suất cao đã có những thay đổi, song song với bột gỗ mài và
bột cơ nghiền đã xuất hiện bột nhiệt cơ (TMP), bột nhiệt cơ tẩy trắng (BTMP) và
bột hoá nhiệt cơ (CTMP), bột hoá nhiệt cơ tẩy trắng (BCTMP), bột cơ học
peroxyt kiềm (APMP) và một số công nghệ cải tiến của nó… cho chất lượng bột
tốt hơn như: tỷ lệ xơ
sợi dài cao hơn, độ bền cơ lý của bột được cải thiện đáng kể
và độ trắng của bột rất cao. Phần lớn các nhà máy bột hiệu suất cao có công suất
lớn trên thế giới đều áp dụng công nghệ BCTMP, APMP, đặc biệt một số công
nghệ cải tiến từ APMP như công nghệ: peroxyt kiềm có tiền xử lý hoá chất khi
nghiền (P-RC-APMP) do công nghệ này tiết kiệm về
đầu tư, chi phí điện năng,
lượng COD thải ra môi trường thấp trong khi chất lượng bột cao, khả năng tẩy
trắng tới độ trắng cao hơn, hệ số tán xạ ánh sáng tốt hơn (tại cùng một độ trắng,
độ bền).
Nguyên liệu dùng để sản xuất bột hiệu suất cao trên thế giới chủ yếu từ gỗ
rừng với cả hai loại gỗ
cứng và gỗ mềm. Đối với gỗ mềm, bao gồm: gỗ cây vân
sam (Norway spruce, Black spruce, White spruce ); gỗ cây linh sam (Blasam fir,
Silver fir ); gỗ thông (Radiata pine, White pine, Red pine, Papula pine, Pitch
pine, Longleaf pine ); gỗ cây độc cần (Hemlock) Bột hiệu suất cao làm từ
nguyên liệu này cho chất lượng bột rất tốt, xơ sợi mảnh, dài, mềm mại, độ trắng
cao. Tuy nhiên, do công nghệ và thiết bị ngày càng phát triển và hoàn thiện nên
một số loài gỗ cứng cũng đã được đưa vào sử dụ
ng như: gỗ cây Dương (loài
Populus tremuloides ở vùng Bắc Mỹ; loài Populus tremula ở Châu Âu); một số
dòng bạch đàn Urophylla ở Nam Mỹ, Trung Quốc chất lượng bột khá tốt, không
thua kém nhiều so với bột làm từ gỗ mềm, độ trắng của bột có thể đạt tới trên
80%ISO tuỳ thuộc vào công nghệ. Các cải tiến mới đây trong quá trình thẩm

thấu, nghiền và tẩy trắng đối với công nghệ P-RC-APMP (Công nghệ bộ
t hiệu
10

suất cao peroxyt – kiềm có sử dụng hoá chất trong quá trình nghiền) cho phép
sản xuất ra bột có chất lượng và độ trắng rất cao (trên 84%ISO) đối với nguyên
liệu là gỗ cây Dương. Cũng với công nghệ này, đối với nguyên liệu là cây bulô
(Birch) độ trắng của bột cũng đạt 84,8%ISO (với độ nghiền CSF 285ml ).
1.2.1.2. Xu hướng sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng ở nước ta
Ở
Việt Nam, Công ty cổ phần Tập đoàn Tân Mai được đầu tư xây dựng một
dây chuyền bột TMP (nay đã cải tạo thành BCTMP) công suất 40.000 tấn/năm
với nguyên liệu đầu vào là gỗ thông nhập khẩu. Tuy nhiên, hiện nay công ty đã
chuyển sang dùng nguyên liệu gỗ keo, bột sản xuất ra được sử dụng chủ yếu cho
sản xuất giấy in báo với hai loại sản phẩm là độ trắng 65%ISO và 75%ISO. Hiện
tạ
i, công ty đang tiến hành triển khai 3 dự án: Dự án nhà máy giấy Tân Mai –
Kontum với dây chuyền sản xuất bột BCTMP công suất 150.000 tấn/năm; Dự án
nhà máy giấy Tân Mai – Quảng Ngãi với dây chuyền sản xuất bột BCTMP công
suất 40.000 tấn/năm; Dự án nhà máy bột giấy Tân Mai – Lâm Đồng công suất
200.000 tấn bột TMP/năm. Sản phẩm của các dự án nói trên được sử dụng làm
nguyên liệu phục vụ cho sản xuất giấy tráng phấn, giấ
y in báo và giấy in, giấy
viết.
Bên cạnh công nghệ BCTMP, thì công nghệ P-RC-APMP lần đầu tiên được
triển khai qua dự án của Nhà máy bột giấy Phương Nam (Long An) với nguyên
liệu là cây đay. Thiết bị cũng như công nghệ của nhà máy được cung cấp bởi
hãng Andritz. Các nghiên cứu ban đầu về loại nguyên liệu này cũng được hãng
thực hiện tại phòng thí nghiệm cũng như dây chuyền pilot của hãng, kết quả
khẳng định, b

ột cơ từ nguyên liệu cây sản xuất theo công nghệ P-RC-APMP cho
chất lượng bột khá cao, hoàn toàn đáp ứng được tiêu chuẩn bột dùng cho sản xuất
giấy in, giấy viết.
1.2.2. Công nghệ sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng theo phương pháp
peroxyt – kiềm (APMP)
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 . Nhìn chung, các
công đoạn c
ủa công nghệ APMP thường bao gồm [1]:
11


* Chuẩn bị nguyên liệu:
Từ bãi nguyên liệu, các khúc nguyên liệu được xe cạp vào mâm phân phối.
Từ đây, nguyên liệu được cấp vào hệ thống băng tải xích, băng tải cao su chuyển
tới tang bóc vỏ (kiểu ướt hoặc khô). Khúc nguyên liệu được chặt trong máy cắt
dăm dạng mâm dao. Mảnh nguyên liệu thoát ra từ máy cắt mảnh được tách bụi
bởi xiclon và sàng trên hệ thống sàng. Mảnh hợp cách được bă
ng tải chuyển tới
bãi chứa mảnh. Mảnh quá cỡ được quay lại máy cắt mảnh, mảnh quá nhỏ cùng
với bụi được thu gom tới đốt ở lò hơi.
* Xông hơi mảnh nguyên liệu
Mảnh nguyên liệu từ bãi nguyên liệu được chuyển tới bình gia nhiệt sơ bộ
bằng băng tải. Tại đây mảnh nguyên liệu được xông hơi sơ bộ bằng hơi thu hồi từ

hệ thống nghiền và hơi áp suất thấp. Tuỳ từng quy trình sản xuất bột hiệu suất
cao, người ta có thể tiến hành xông hơi ở nhiệt độ từ 100 – 150
0
C. Thời gian xông
hơi từ 15 –20 phút.

Tiếp đó, mảnh nguyên liệu được chuyển dần tới máy rửa mảnh bằng hệ
thống vít tải. Nguyên liệu sau rửa được vắt ép tách nước và qua hệ thống vít tải
tới phễu nạp liệu vào bình gia nhiệt. Tại đây, mảnh nguyên liệu được xông hơi
trực tiếp trong một thời gian nhất định trước khi được vít nạp đặc biệt nạ
p vào
thiết bị thẩm thấu hoá chất.
* Thẩm thấu hoá chất
Thiết bị thẩm thấu hoá chất có dạng trụ hoặc dạng nghiêng với vít tải kép,
nguyên liệu đi ngược từ dưới lên, dịch thẩm thấu được bơm vào liên tục, mức
dịch trong thiết bị được khống chế tuỳ thuộc vào quy trình công nghệ.
Thông thường, quá trình thẩm thấu thường tiến hành ở nhiệt
độ dưới 100
0
C
với thời gian từ 10 -25 phút.
Mảnh nguyên liệu từ đỉnh thiết bị thẩm thấu được chuyển vào chứa trong
tháp chứa. Đối với công nghệ APMP, quá trình thẩm thấu thường tối thiểu là 2
giai đoạn, có dây chuyền, quá trình thẩm thấu lên tới 4 giai đoạn.

12

*Nghiền bột
Máy nghiền dùng trong công nghệ APMP thường là máy nghiền đĩa công
suất lớn với hệ thống đĩa nghiền và cơ cấu nạp liệu chuyên dụng. Quá trình
nghiền bột thường tiến hành với 2 giai đoạn. Giai đoạn 1: nồng độ nghiền khoảng
35 – 50%, nhiệt độ nghiền 120 -130
0
C (2-3 at), giai đoạn 2: nồng độ nghiền 20 -
25%, áp suất môi trường. Bột sau nghiền có độ nghiền khoảng 17 - 19
0

SR được
pha loãng và chứa trong bể ở nồng độ khoảng 3%.
* Sàng chọn và làm sạch
Bột từ bể chứa tiếp tục được pha loãng trước khi được bơm tới sàng áp lực.
Các mảnh nguyên liệu còn sót lại và các búi xơ sợi được tách ra, qua hệ thống
sàng cong, cô đặc và được nạp trở lại vào giai đoạn nghiền thứ 2. Bột tốt sau sàng
được đưa tới hệ thống lọc cát nồng độ
thấp (2 hoặc 3 cấp) nhằm loại bỏ cát sạn.
Bột sau khi đã được làm sạch được đưa tới hệ thống tẩy trắng bột. Bột thô loại ra
từ sàng được đưa đến hệ thống nghiền lại.
*Tẩy trắng bột
Tuỳ từng loại nguyên liệu cũng như yêu cầu chất lượng bột sử dụng cho các
mục đích nhất đị
nh mà bột APMP sẽ được tẩy trắng thêm bằng H
2
O
2
, dithionit.
Bột từ bể chứa sau thiết bị cô đặc được chuyển tới thiết bị trộn hoá chất và
gia nhiệt tới nhiệt độ nhất định theo yêu cầu kỹ thuật trước khi chuyển vào tháp
tẩy. Tuỳ công nghệ mà quá trình tẩy có thể được tiến hành tẩy một giai đoạn hoặc
2 giai đoạn với các loại hoá chất tẩy khác nhau. Bột sau tẩy ở giai đoạn cu
ối cùng
được rửa sạch và trung hoà bằng khí SO
2
hoặc axit sunphuric trước khi tới bể
chứa.
* Tồn trữ bột
Đối với các nhà máy sản xuất bột APMP thương phẩm, bột sau rửa được
sàng chọn – làm sạch một lần nữa bằng hệ thống sàng áp lực và lọc cát nồng độ

thấp. Bột sau cô đặc, vắt ép tới nồng độ khoảng 30 -35% sẽ được phun vào hệ
thống hầm sấy để sấy khô. Bột khô sẽ
được ép, đóng bành và bao gói.
13

1.2.3. Lựa chọn nguyên liệu sử dụng cho sản xuất giấy in sách chỉ dẫn ở
nước ta
Trong điều kiện Việt Nam không có nguyên liệu gỗ mềm, bột giấy chủ yếu
được sản xuất từ hai dòng cây nguyên liệu chính là bạch đàn (E.Urophylla) và các
loại keo, đặc biệt là keo tai tượng. Các dòng cây này rất phù hợp với nhiều khu
vực trên cả nước, năng suất khá cao và đặc biệt là chu kỳ sinh tr
ưởng khá ngắn (5
– 7năm/chu kỳ khai thác). Các cây nguyên liệu này đã được trồng đại trà tại các
lâm trường trên cả nước, đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cho các nhà máy bột hiện
tại, và chúng đang được quy hoạch trồng phục vụ cho các dự án sản xuất bột giấy
trong tương lai như: dự án mở rộng công ty giấy Bãi Bằng giai đoạn II, Công ty
cổ phần giấy An Hoà (Tuyên Quang),… Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu keo và
bạch đàn vẫ
n không được sử dụng hết, hàng năm nước ta vẫn xuất khẩu hàng
triệu tấn dăm mảnh, do đó hiệu quả kinh tế không cao, lãng phí tài nguyên. Năm
2007, Bộ Khoa Học và Công Nghệ đã giao cho Viện công nghiệp giấy và
xenluylô thực hiện đề tài khoa học công nghệ cấp Nhà nước KC 08.06/06-10:
“Nghiên cứu công nghệ và dây chuyền thiết bị sản xuất bột giấy hiệu suất cao từ
nguồn nguyên liệu trong nước
đạt tiêu chuẩn xuất khẩu”. Kết quả nghiên cứu cho
thấy công nghệ APMP hoàn toàn phù hợp với hai loại nguyên liệu nói trên. Chỉ
với mức sử dụng 7-8% H
2
O
2

đã cho sản phẩm có độ trắng trên 75% với các chỉ
tiêu cơ lý tương đương các sản phẩm cùng loại đang lưu thông trên thị trường thế
giới. Điều đó cho thấy quy trình công nghệ đã nghiên cứu hoàn toàn có thể áp
dụng sản xuất sản phẩm thay thế nhập khẩu và đáp ứng xuất khẩu.
Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng hoàn toàn có thể sử dụng cùng một quy
trình để
sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng cho từng loại riêng biệt hoặc hỗn hợp
hai loại nguyên liệu bạch đàn và keo tai tượng mà sự thay đổi tính chất của sản
phẩm không đáng kể. Điều này rất quan trọng vì nó phù hợp với điều kiện thực tế
của sản xuất , nhất là trong điều kiện Việt nam.



14

Bảng 1.4. Một số chỉ tiêu chất lượng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ
hỗn hợp nguyên liệu bạch đàn và keo tai tượng [1].
STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
1 Hiệu suất % 90
2 Độ trắng % ISO ≥75
3 Độ đục % 87
4 Chiều dài đứt m 3500
5 Độ bền xé mN 125
* Bột được nghiền tới 55
o
SR trên máy nghiền Hà lan, xeo mẫu định lượng
36g/m
2
trước khi xác định độ bền cơ lý.
Các kết quả được chỉ ra trong bảng 1.4 cho thấy bột hiệu suất cao tẩy trắng

sản xuất theo công nghệ APMP từ gỗ bạch đàn và keo tai tượng hoàn toàn có thể
dùng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy in sách chỉ dẫn do loại bột này
cho giấy có độ đục cao, khả năng bắt mực in tốt. Hơn nữa, bột giấy hiệu suất cao
tẩy trắng thường có giá thành thấp hơn so với các lo
ại bột giấy hóa học tẩy trắng.
Bột giấy hóa học tẩy trắng được bổ sung với một tỷ lệ nhất định để đảm bảo độ
bền cơ lý và một số chỉ tiêu chất lượng khác của giấy.
1.3. HOÁ CHẤT SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GIẤY IN SÁCH CHỈ DẪN
Trong quá trình sản xuất giấy, ngoài nguyên liệu cơ bản là bột giấ
y, người ta
còn sử dụng thêm các hóa chất bổ sung vào trong huyền phù bột giấy trước khi
xeo nhằm mục đích tăng cường một số chỉ tiêu chất lượng của giấy hoặc tạo cho
giấy những tính chất riêng biệt mà bột giấy không mang lại cho giấy. Những hóa
chất đó được gọi là các chất phụ gia. Các chất phụ gia thường được phân loại theo
tác dụng của chúng thành những nhóm chất sau
đây:
1.3.1. Chất gia keo chống thấm nội bộ
Hầu hết các loại giấy (ngoại trừ giấy vệ sinh và một số loại giấy đặc biệt
khác) đều cần mang tính chống thấm nước ở mức độ nhất định. Ngày nay, với xu
hướng xeo giấy trong môi trường trung tính và kiềm yếu do những ưu điểm vượt
trội của nó so với xeo giấy trong môi trường axít (như có th
ể sử dụng chất độn
CaCO
3
thay cho cao lanh làm tăng độ trắng của giấy, máy móc, thiết bị hoạt động
trong môi trường trung tính và kiềm yếu ít bị ăn mòn hơn trong môi trường
axít,…), chất chống thấm được sử dụng phổ biến là ankylketendimer (AKD).
15

Đối với các chủng loại giấy in, việc sử dụng một tỷ lệ hợp lý chất chống

thấm sẽ tạo cho giấy có tính chất in tốt. Tùy từng phương pháp in khác nhau sẽ
yêu cầu giấy có độ chống thấm khác nhau. Giấy có độ chống thấm thấp mang tính
hiếu nước nên có những ưu điểm là chỉ cần một thời gian ngắn đã ổn định độ
ẩm
của giấy, dễ dàng đạt được độ mềm mại, dễ trung hòa điện nếu trong quá trình in
với tốc độ cao phát sinh sự tích điện. Loại giấy này có thể sử dụng cho cả hai
trường hợp mực in gốc nước và gốc dầu, nghĩa là có thể in theo phương pháp in
lõm (mực in gốc nước) hoặc in nổi (mực in gốc dầu). Nhược điểm của loại gi
ấy
này là dễ bị biến dạng khi gặp ẩm nên không dùng trong phương pháp in offset.
Đối với loại giấy có độ gia keo chống thấm cao thì giấy mang tính kỵ nước, giấy
này có ưu điểm là ít bị biến dạng khi gặp ẩm, khả năng bắt mực in gốc nước kém
nhưng khả năng bắt mực in gốc dầu tốt. Vì vậy, loại giấy này thích hợp sử dụng
cho phương pháp in offset và in lito (mự
c in gốc dầu). Nhược điểm của loại giấy
này là tốn nhiều thời gian để ổn định độ ẩm trước khi in, lâu đạt được độ mềm
mại, khó khử tĩnh điện khi in [7].
1.3.2. Chất độn
Chất độn là những chất dạng bột mịn màu trắng, không tan trong nước,
chúng thường là những chất khoáng có trong tự nhiên như bột đá vôi (CaCO
3
),
cao lanh (Al
2
O
3
.SiO
2
), bột talc, hoặc bột nhân tạo như bột titan dioxit (TiO
2

), bột
đá vôi kết tủa (PCC). Công dụng của chất độn là làm tăng độ trắng, độ đục và độ
nhẵn của tờ giấy, giảm sự biến dạng của tờ giấy nếu gặp nước.
Các nghiên cứu về ảnh hưởng của chất độn lên tính chất in của giấy cho
thấy: những hạt chất độn do có kích thước nhỏ nên lấp vào khoảng trống giữ
a các
xơ sợi làm tăng số lượng nhưng giảm kích thước của các lỗ mao dẫn, kết quả là
tăng được khả năng thấm hút mực in của giấy. Sự có mặt của chất độn còn làm
giảm hiện tượng ngả vàng của giấy có sử dụng bột cơ do lớp chất độn có tác dụng
ngăn cản ánh sáng và nhiệt dẫn tới sự hồi màu của b
ột cơ.
Trong số các chất độn thì canxi cácbônát kết tủa (PCC, hay bột đá nhẹ) là
chất độn thích hợp nhất cho các loại giấy in định lượng thấp vì nó làm cho giấy có
độ đục và độ trắng cao, không bị ngả vàng, độ bền với thời gian cao hơn hẳn so
với sử dụng chất độn là bột cao lanh [7].
Tỷ lệ sử dụng chất độn trong giấy tùy thuộc vào chủng loại giấ
y in với
những yêu cầu về độ nhẵn, độ trắng, khả năng bắt mực in và độ bền cơ lý của
giấy. Tỷ lệ dùng chất độn trong giấy được thể hiện qua độ tro của giấy. Độ tro của
giấy in cao cấp thường trong khoảng 18 ÷ 30%, của giấy in mỏng dùng để in từ
16

điển khoảng 25 ÷ 35%, của giấy in offset khoảng 10 ÷ 15%. Thông thường, người
ta hướng tới tỷ lệ sử dụng chất độn hợp lý nhất để có thể giảm giá thành, tăng khả
năng bắt mực in cho giấy.
1.3.3. Chất tăng độ bền khô
Chất tăng độ bền khô là những chất làm tăng độ bền cơ lý của giấy khi tấm
giấy ở tr
ạng thái khô. Một số chất thường được dùng để làm tăng độ bền khô cho
giấy là [6]:

- Tinh bột nguyên thủy, tinh bột cation
- Chất kết dính có nguồn gốc thực vật
- Carboxy metyl xenlulô (CMC)
- Một số keo tăng bền khô là polyme tổng hợp
Trong các chất tăng bền khô trên thì tinh bột cation là chất được sử dụng
rộng rãi nhất trong thực tế do hiệu quả tăng độ bền khô và kh
ả năng cạnh tranh về
giá so với các chất tăng bền khô khác. Tỷ lệ sử dụng tinh bột cation so với bột
giấy khô tuyệt đối dao động trong khoảng từ 0,2 – 2,5% tùy theo mức độ yêu cầu
tăng độ bền khô của giấy. Khi trong thành phần bột giấy có chất độn thì tỷ lệ tinh
bột cation cần dùng phải tăng lên do tiêu tốn một phần tinh bột cation hấp phụ lên
bề mặt ch
ất độn. Thông thường, tỷ lệ sử dụng tinh bột cation từ 1 – 1,5% so với
bột giấy khô tuyệt đối cho hiệu quả bảo lưu tinh bột cation cao nhất. Một số tài
liệu chỉ ra rằng không nên tăng tỷ lệ sử dụng tinh bột cation lên trên 2,5% so với
bột giấy khô tuyệt đối vì dễ dẫn đến hậu quả là sự quá dư điện tích dương, làm
giảm hiệu quả
của các chất trợ bảo lưu [7].
Tinh bột cation sử dụng để gia keo nội bộ thì làm tăng độ bền của giấy nhiều
hơn là khi sử dụng nó để gia keo bề mặt, vì diện tích tiếp xúc của xơ sợi với keo
tinh bột cation khi gia keo nội bộ thì lớn hơn so với khi gia keo bề mặt.
1.3.4. Chất trợ bảo lưu
Sự bảo lưu là sự giữ lạ
i các hạt mịn như: các xơ sợi mịn, các hạt chất độn,
các hạt keo chống thấm trên tấm giấy trong quá trình thoát nước của huyền phù
bột khi đi qua bộ phận lưới của máy xeo. Đối với một quá trình xeo giấy, sự bảo
lưu tốt hay xấu được biểu thị bằng độ bảo lưu của các hạt mịn trên trong quá trình
xeo.
Độ bảo lưu được biểu thị
bằng tỷ lệ phần trăm về khối lượng của các hạt

mịn còn giữ lại trong giấy đối với tổng số khối lượng những hạt mịn này có trong
17

dòng bột trước khi lên máy xeo. Độ bảo lưu càng cao thì quá trình xeo đó càng
hoàn thiện vì giữ lại được càng nhiều các hạt mịn trong quá trình xeo, như vậy
vừa nâng cao chất lượng giấy, vừa tiết kiệm được hóa chất, vừa ít gây ô nhiễm
môi trường. Độ bảo lưu thường được tính riêng cho một thành phần hạt mịn nào
đó có trong dòng bột, thí dụ như: độ bảo lưu của các xơ sợi mịn,
độ bảo lưu của
chất độn, độ bảo lưu của chất keo chống thấm,…
Chất trợ bảo lưu: Một số hóa chất khi gia vào bột giấy có khả năng làm tăng
độ bảo lưu của các hạt mịn trong tấm giấy – các chất này được gọi là chất trợ bảo
lưu. Chất trợ bảo lưu thông dụng nhất trong quá trình xeo giấy là phèn nhôm và
các polyme cation tự nhiên hay tổ
ng hợp (polyacrylamit cation, polyamin,
polyetylen imin,…). Ngày nay, người ta tìm ra được nhiều chất trợ bảo lưu có thể
dùng một mình hoặc dùng kết hợp hai hay nhiều hóa chất với nhau để đạt hiệu
quả bảo lưu cao đối với các hạt mịn trong quá trình xeo giấy.
1.3.5. Chất bắt tạp chất “Anion”
Trong dòng bột thường có mặt các tạp chất anion, thí dụ như các phân tử
nhựa cây, các ion Cl
-
, Trong bột hiệu suất cao và bột thu hồi thì tạp chất anion
chiếm số lượng đáng kể. Sự có mặt các anion này làm tiêu tốn thêm một lượng
cation polyme dùng làm chất trợ bảo lưu, làm giảm hiệu quả sử dụng của chất trợ
bảo lưu. Các nghiên cứu đều cho thấy, nếu bột được phối trộn trước với các
cation có mật độ điện tích dương cao như phèn nhôm thì có thể gi
ảm thiểu được
tác hại của các anion tạp chất đối với quá trình sử dụng chất trợ bảo lưu. Vì những
chất cation này khi gia vào dòng bột sẽ kết hợp trước với các tạp chất anion, tạo

điều kiện cho các chất trợ bảo lưu sử dụng sau sẽ kết hợp tốt hơn với các anion
không phải tạp chất như các hạt chất độn và các xơ s
ợi mịn, tăng cường hiệu quả
sử dụng của chất trợ bảo lưu[7].
Ngoài các hóa chất trên, một số hóa chất khác như chất tăng trắng quang
học, phẩm màu cũng được sử dụng để tạo cho giấy những chỉ tiêu ngoại quan
theo yêu cầu của khách hàng.





18


Kết luận và định hướng nghiên cứu
+ Hiện nay, ở trong nước chưa thấy có cơ sở nào sản xuất giấy in sách chỉ
dẫn, sách chỉ dẫn được in chủ yếu từ giấy nhập ngoại với giá thành cao.
+ Các kết quả nghiên cứu tổng quan trong nước cho thấy, bột hiệu suất cao
tẩy trắng sản xuất từ gỗ bạch đàn và keo tai tượng có các tính chất phù hợ
p làm
nguyên liệu cho sản xuất giấy in sách chỉ dẫn: giấy làm từ nguyên liệu này cho độ
đục cao, khả năng bắt mực in tốt.
+ Với mục tiêu sản xuất giấy in sách chỉ dẫn đạt chất lượng tương đương với
giấy in sách chỉ dẫn nhập ngoại từ nguồn nguyên liệu trong nước, nhóm đề tài tập
trung nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất giấy in sách chỉ dẫn sử d
ụng bột
hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu gỗ bạch đàn và keo tai tượng.
+ Phương pháp công nghệ được sử dụng trong nghiên cứu là phương pháp
xeo giấy trong môi trường trung tính và kiềm yếu, sử dụng các hóa chất thông

dụng trong sản xuất giấy. Quy trình công nghệ sản xuất đơn giản, chi phí sản xuất
thấp, chất lượng giấy in sách chỉ dẫn đạt yêu cầu đề ra sẽ được s
ử dụng trong
nghiên cứu sản xuất thử nghiệm.
19

PHẦN II
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu
2.1.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu sử dụng trong quá trình nghiên cứu bao gồm:
- Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu gỗ bạch đàn và keo tai tượng
sản xuất theo công nghệ APMP.
- Bột giấy hoá học tẩy trắng
+ Bột giấy hoá học tẩy trắng gỗ cứng (bạch
đàn) nhập khẩu từ Indonesia.
+ Bột giấy hoá học tẩy trắng gỗ mềm (thông) nhập khẩu từ Mỹ.
Hóa chất
* Tinh bột cation được công ty TNHH Thuận Phát Hưng cung cấp.









* AKD dạng dung dịch 15% chất khô được cung cấp bởi công ty TNHH hoá
chất Tân Phú Cường.

* Canxi cácbônát kết tủa (PCC) được công ty Ba Nhất cung cấp, một số chỉ
tiêu cụ thể của hóa chất này như sau:

- Độ trắng (%) : 98,0
- Độ tinh khiết (%) : 98,1
- Độ mịn qua sàng 0,125 mm (%) :99,8
* Trợ bảo lưu
20

Chất trợ bảo lưu được sử dụng có tên thương mại là Percol-182 do hãng Ciba
cung cấp. Đây là chất keo tụ polyacrylamit cation không độc tính, có trọng
lượng phân tử lớn. Một số chỉ tiêu cụ thể của hóa chất này như sau:
- Dạng ngoài : Dạng hạt nhỏ màu trắng
- pH của dung dịch 5% : > 4,0
- Đặc tính ion : Cation
- Tính tan : Tan rất tốt trong nước
2.1.2. Thiết bị
- Máy nghiền b
ột giấy kiểu Hà Lan dung tích 4,5 lít (công suất động cơ
5,5 kW, vòng quay động cơ 960 vòng/phút, Ф lô dao bay 190 mm).
- Hệ thống gia nhiệt sinh hơi, xông hơi và thẩm thấu hóa chất
- Máy nghiền bột cơ học do Ấn Độ sản xuất
- Máy xeo Rapid-Kothen, hãng PTI của Áo sản xuất.
- Máy đo độ nghiền Kothen, hãng PTI của Áo sản xuất.
- Máy đo độ chịu xé Elmendorf do hãng Frank Prufgerate sản xuất.
- Máy đo độ b
ền kéo Housfield sản xuất tại Anh.
- Cân điện tử Metler độ chính xác ±0,0001g của Thụy Sĩ.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Mô tả phương pháp nghiên cứu

* Quá trình nghiền bột giấy: Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng và bột giấy
hoá học tẩy trắng được nghiền riêng trên máy nghiền thí nghiệm Hà Lan dung
tích 4,5 lít với nồng độ bột giấy nghiền 2% để đạt đến độ nghi
ền yêu cầu.
* Quá trình phối trộn: Hỗn hợp bột hiệu suất cao tẩy trắng, bột giấy hoá
học tẩy trắng được phối trộn với nhau trong xô nhựa dung tích 5 lít theo các tỷ lệ
nghiên cứu. CaCO
3
, tinh bột cation, phèn nhôm, AKD, trợ bảo lưu Percol được
phối trộn vào huyền phù bột với các tỷ lệ xác định theo thứ tự: CaCO
3
– tinh bột
cation – phèn nhôm – AKD – trợ bảo lưu.
21

* Xeo giấy mẫu thí nghiệm: Huyền phù bột sau phối trộn được xeo thành
mẫu giấy thí nghiệm với định lượng 36g/m
2
trên máy xeo Rapid – Kothen.
2.2.2. Xác định các chỉ tiêu chất lượng của giấy
Tờ giấy mẫu xeo thí nghiệm được bảo quản trong điều kiện tiêu chuẩn, và
sau đó xác định các chỉ tiêu chất lượng theo tiêu chuẩn tại Phòng thí nghiệm của
Viện công nghiệp giấy và xenluylô:
+ Xác định độ khô : TCVN 4407 – 2001
+Xác định độ nhớt động học : TAPPI T230 om – 99
+ Xác định kích thước xơ sợi : TAPPI T 11m – 59
+ Xác định độ trắng ISO : TCVN 6729 – 2008
+ Xác định đị
nh lượng : TCVN 1270 – 2008
+ Xác định chiều dài đứt : TCVN 1862 – 2000

+ Xác định độ bền xé : TCVN 3229 – 2007
+ Xác định độ hút nước : TCVN 6726 – 2007
+ Xác định độ đục : TCVN 6728 – 2007
+ Xác định độ tro : TCVN 1864 – 2001
+ Xác định độ nghiền : ISO 5267 – 1: 1999
Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm được sử dụng làm cơ sở xây
dựng phương án sản xuất thực nghiệm trên máy xeo dài tại Xưởng thực nghiệm –
Viện công nghiệp giấy và xenluylô.
PHẦN III
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tính chất của bột giấy sử dụng cho nghiên cứu sản xuất giấy in sách chỉ
dẫn
3.1.1. Tính chất của bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu gỗ bạch
đàn và keo tai tượng
22

Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu gỗ bạch đàn và keo tai tượng
sản xuất theo công nghệ APMP dựa trên quy trình từ đề tài cấp Nhà nước KC
08.06/06-2010 [1].
Tuy nhiên, vì giấy in sách chỉ dẫn là loại giấy có định lượng thấp nhưng yêu
cầu độ đục cao (≥ 88%) nên trong quá trình sản xuất bột hiệu suất cao tẩy trắng sử
dụng làm nguyên liệu cho nghiên cứu sản xuất giấy in sách chỉ
dẫn, nhóm đề tài
đã điều chỉnh giảm mức dùng NaOH trong giai đoạn thẩm thấu hoá chất từ 2,5%
xuống 2%, đồng thời vì giấy in sách chỉ dẫn không yêu cầu độ trắng cao (chỉ ≥
60%ISO) nên nhóm đề tài đã điều chỉnh giảm mức dùng H
2
O
2
trong giai đoạn

thẩm thấu từ 3% xuống 2% và trong giai đoạn tẩy trắng từ 4% xuống 3%.
Quá trình xông hơi, thẩm thấu, nghiền bột và tẩy trắng bột được tiến hành
trong phòng thí nghiệm. Một số chỉ tiêu chất lượng của bột được đưa ra trong
bảng 3.1.
Bảng 3.1: Chất lượng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu gỗ
bạch đàn và keo tai t
ượng sản xuất theo công nghệ APMP
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
Độ đục % 90
Độ trắng % 68
Chiều dài đứt m 3150
Độ bền xé mN 120
* Bột được nghiền tới 55
o
SR trên máy nghiền Hà lan, xeo mẫu định lượng
36g/m
2
trước khi xác định độ bền cơ lý.



3.1.2. Tính chất của bột giấy hoá học tẩy trắng gỗ cứng và gỗ mềm
Một số chỉ tiêu chất lượng của bột giấy hoá học gỗ cứng và gỗ mềm được
đưa ra trong bảng 3.2.
Bảng 3.2: Chất lượng bột giấy hoá học tẩy trắng gỗ cứng (bột xơ sợi
ngắn tẩy trắng) và gỗ mềm (bột xơ sợi dài tẩ
y trắng)
Chỉ tiêu Đơn vị Bột xơ sợi Bột xơ sợi dài