TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ sản XUẤT GIẤY đề tài tìm hiểu về việc lựa chọn nguyên liệu và ảnh hưởng của tính chất xơ sợi đến việc sản xuất giấy tissue

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC
⸺⸺⸺⸺⸺⸺⸺

TIỂU LUẬN
CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY
Đề tài : Tìm hiểu về việc lựa chọn nguyên liệu và ảnh hưởng của tính
chất xơ sợi đến việc sản xuất giấy tissue
Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Phan Huy Hoàng
Sinh viên thực hiện : Nhóm
Bùi Thị Hà Anh

20180607

Cao Văn Quang

20180911

Hồ Lê Hạnh Trang

20180968

Đỗ Phạm Thùy Linh

20180807

Nguyễn Thị Trang

20180975

Hoàng Nhật Biển

20180640

Hà Nội, 12/2021

Mục lục


ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................2
PHẦN 1. TỔNG QUAN NGÀNH SẢN XUẤT GIẤY VÀ GIẤY TISSUE
...............................................................................................................................2
1.1.Tình hình sản xuất, nhập khẩu, xuất khẩu giấy ở Việt Nam..........2
1.2.Tổng quan về giấy Tissue...................................................................2
PHẦN 2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GIẤY TISSUE........................2
2.1 Giấy tissue và ứng dụng......................................................................2
2.2. Phân loại nguyên liệu.........................................................................2
2.3. Lựa chọn nguyên liệu.........................................................................2
PHẦN 3. ẢNH HƯỞNG CỦA XƠ SỢI ĐẾN TÍNH CHẤT GIẤY
TISSUE.................................................................................................................2
3.1.Cấu trúc của xơ sợi.............................................................................2
3.2. Ảnh hưởng của kích thước xơ sợi đến tính chất của giấy tissue....2
KẾT LUẬN................................................................................................2
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................2


ĐẶT VẤN ĐỀ
Có thể nói giấy và các sản phẩm từ giấy đóng vai trị hết sức quan trọng
trong mọi lĩnh vực và hoạt động của con người, đặc biệt trong xã hội văn minh
giấy khơng thể thiếu được, nó là một trong những vật dụng gần gũi nhất với con
người. Giấy ngoài việc sử dụng để cung cấp phương tiện ghi chép, lưu chữ và phổ

biến thơng tin, nó cịn dùng rộng rãi để bao gói, làm vật liệu xây dựng, vật liệu
cách điện. Ngoài những ứng dụng truyền thống đó, việc sử dụng và ứng dụng giấy,
các sản phẩm từ giấy hầu như khơng có giới hạn, một số sản phẩm mới đang và sẽ
tiếp tục được khám phá, phát triển, đặc biệt trong lĩnh vực điện, điện tử.
Giấy tissue cũng là sản phẩm của ngành giấy được ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực. Trong hơn 30 năm qua, tiêu thụ giấy tissue trên thế giới đã tăng liên tục.
Ngay cả năm 2009 – trong cuộc đại suy thoái 2008-2009, một năm bết bát đối với
hầu hết các loại giấy và bìa khác, nhưng thị trường giấy tissue tồn cầu vẫn tiếp tục
mở rộng, mặc dù chỉ đạt 1,2% so với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là
3,7% trong suốt 25 năm trước đó (kể từ năm 1993). Năm 2018, tiêu thụ giấy tissue
toàn cầu đạt 38,7 triệu tấn và có thể đạt mức 40 triệu tấn trong năm 2019, so với
năm 1993, khi đó mức tiêu thụ chỉ đạt 15,5 triệu tấn. Hiện nay mức tiêu thụ giấy
tissue đã vượt qua giấy in báo ở quy mơ thị trường, một điều khó có thể tin được
20 năm trước.Vì vậy, nhóm em chọn đề tài: “ Tìm hiểu việc lựa chọn nguyên liệu
và ảnh hưởng của xơ sợi đến tính chất giấy tissue” làm đề tài tiểu luận của mình.


PHẦN 1. TỔNG QUAN NGÀNH SẢN XUẤT GIẤY VÀ GIẤY TISSUE
1.1.Tình hình sản xuất, nhập khẩu, xuất khẩu giấy ở Việt Nam
Giấy bao bì chiếm tỷ trọng lớn nhất trong cơ cấu ngành giấy của Việt Nam;
thứ hai là các nhóm giấy in và giấy viết, xếp sau đó lần lượt là giấy tissue, giấy
vàng mã và giấy báo. Cơ cấu sản xuất theo sản phẩm của ngành công nghiệp giấy
Việt Nam được các loại giấy được mô tả qua Hình 1.

Hình 1: Cơ cấu sản xuất theo sản phẩm (2019) [1]
Theo báo cáo hằng năm của Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA)
thì trong giai đoạn 2019 – 2020, dưới sự tác động của trước và sau dịch COVID –
19 mà tình hình sản xuất, tiêu dùng, xuất – nhập khẩu trong nước của ngành Giấy
có nhiều sự biến động. Sản lượng tương ứng được chỉ ra trong Hình 2 dưới đây.
6

Triệu tấn

5
4

Tiêu dùng
Sản xuất
Nhập khẩu
Xuất khẩu

3
2
1
0

Năm 2019

Năm 2020

Hình 2: Sản lượng sản xuất, tiêu dùng, xuất – nhập khẩu ngành giấy năm 2019
và 2020 [2]


Dựa trên số liệu ta có thể thấy được Việt Nam hiện đang là nước nhập siêu
về Giấy. Sản xuất trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng cũng như để
đẩy mạnh phát triển xuất khẩu. Thị trường xuất khẩu chủ yếu của chúng ta là
Trung Quốc, các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á, … Thị trường tiêu dùng
trong nước cũng gặp nhiều thách thức khi gặp phải sự cạnh tranh khốc liệt đến từ
giấy nhập khẩu từ Indonesia, Thái Lan, … có giá thành rẻ, mẫu mã đa dạng.

Đầu tư FDI vào ngành giấy Việt Nam đã tăng rất nhanh trong 2 năm 2018,
2019 và hiện chiếm tới gần 50% sản lượng giấy các loại của Việt Nam, tập trung
chủ yếu vào các loại giấy bao bì thơng thường (giấy lớp mặt và lớp sóng) với nhiều
lợi thế vượt trội và đang gây nên hiện tượng cung vượt cầu đối với loại giấy này,
nhưng xu hướng vẫn tiếp tục được đầu tư mạnh, tạo áp lực rất lớn cho các doanh
nghiệp Việt Nam. Dự kiến đến năm 2022, khi các dự án đã được cấp phép đi vào
hoạt động, sản lượng của các doanh nghiệp FDI sẽ chiếm trên 60% sản lượng cả
nước. Điều này tạo ra áp lực vô cùng lớn cho các doanh nghiệp Việt Nam để có thể
tiếp tục tồn tại và phát triển. Nhiều khả năng thị trường sẽ chịu sự chi phối mạnh
của các doanh nghiệp FDI. [1]
Tình hình dịch COVID – 19 vẫn đang diễn biến phức tạp, kinh tế toàn cầu
đang khủng hoảng, GDP của nhiều nền kinh tế lớn khơng có tăng trưởng, thậm chí
tăng trưởng âm. Nhưng kinh tế Việt Nam đang nổi lên là một điểm sáng về phòng
chống dịch COVID – 19, ổn định xã hội và tăng trưởng kinh tế, là điểm đến đáng
tin cậy của các nhà đầu tư quốc tế. Nền kinh tế Việt Nam nói chung và của ngành
giấy nói riêng vẫn có những tín hiệu khả quan trong giai đoạn khủng hoảng vì
COVID – 19.
1.2.Tổng quan về giấy Tissue.
- Ngành giấy Tissue đã bùng nổ trong vài năm qua. Giấy Tissue hiểu đơn
giản là một loại giấy nhẹ. Giấy Tissue thường được làm bằng bột giấy từ gỗ hoặc
bột giấy tái chế… để chế tạo thành các loại giấy sinh hoạt trên thị trường hàng
ngày. Ngoài ra, giấy tissue cũng được sử dụng làm sản phẩm giữ vệ sinh, y tế,…


- Năm 2018, tiêu thụ khăn giấy toàn cầu đạt 38,7 triệu tấn.Quy mơ thị
trường giấy Tissue tồn cầu là 65,66 tỷ USD vào năm 2019 và dự kiến đạt 102,57
tỷ USD vào năm 2026. Tại Việt Nam, tổng lượng tiêu dùng giấy tissue chủ yếu là
các sản phẩm dùng làm khăn ăn, khăn mặt, giấy vệ sinh năm 2018 đạt khoảng
164,453 tấn.
Dưới đây là biểu đồ thể hiện lượng tiêu thụ giấy Tissue tính cho bình qn đầu

người của các khu vực.


PHẦN 2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GIẤY TISSUE
2.1 Giấy tissue và ứng dụng
Giấy tissue là loại giấy được sử dụng và ứng dụng rất phổ biến trong đời
sống .Là loại giấy được sản xuất từ bột giấy bằng gỗ , giấy tái chế , bột giấy .. để
tạo thành các sản phẩm giấy lụa mềm như giấy vệ sinh, khăn tay, giấy ăn.
Các đặc tính của giấy chính là: độ bền, độ xốp để thấm ướt tốt, độ bền ướt,
độ mềm mại, trọng lượng cơ bản, độ dày (khối lượng lớn), độ sáng, vẻ ngoài và sự
thoải mái. Tùy thuộc vào phạm vi ứng dụng thì các thơng số sẽ khác nhau
2.2. Phân loại nguyên liệu.
Nguyên liệu sản xuất giấy tissue thì bao gồm : bột giấy và các phụ gia hóa
chất
a.Bột giấy
Là nguyên liệu có dạng xơ sợi, được chế tạo từ các loại gỗ , phi gỗ , giấy
loại ,…
Bột giấy sử dụng trong sản xuất giấy tissue bao gồm :


- Bột giấy nguyên thủy :được sản xuất từ các loại cây thân gỗ và nguồn nguyên
liệu chủ yếu đến từ các loại gỗ cứng , gỗ mềm , và phi gỗ .
+ Gỗ cứng : nguồn nguyên liệu chủ yếu đến từ các loại cây như bạch đàn,gỗ bạch
dương , dương liễu ,đa ,dầu,… Về tính chất thì có thể kể đến một số ưu điểm của
loại gỗ cứng như : khả năng thoát nước cao giúp cho quá trình sấy bột gỗ trở nên
dễ dàng , thuận tiện,qua đó tiết kiệm được chi phí trong q trình sản xuất .Từ đó
giúp cho máy xeo chạy được với tốc độ cao,ổn định .Qua đó tăng năng xuất trong
q trình sản xuất .Bột giấy làm từ gỗ cứng cũng giúp cho giấy sản xuất ra có độ
đồng đều hơn ,bề mặt nhẵn hơn so với các loại bột giấy khác và độ đục cao hơn
.Không những vậy , bột giấy làm từ xơ sợi gỗ cứng còn chứa chủ yếu các loại xơ

sợi nhỏ,mảnh,nhẵn và chứa ít xơ sợi mịn từ đó tránh được tình trang mất mát
ngun liệu trong quá trình xeo giấy . Mức sử dụng bột gỗ cứng phổ biến hiện nay
được áp dụng là từ 50-80% nguyên liệu bột giấy đầu vào .Một số loại giấy tissue
được sản xuất từ bột gỗ cứng như bạch đàn mang lại những ưu điểm như đạt độ
xốp cao , độ thấm hút cao và độ mềm mại cao tạo nên chất lượng của tờ giấy và
cùng với tốc độ thoát nước ,bột gỗ bạch đàn tạo cho tờ giấy ướt có độ bền cao hơn
so với tờ giấy khác.
Tuy nhiên bột gỗ cứng lại có những hạn chế như gỗ cứng thường có kích
thước lớn và trọng lượng lớn .Điều này dẫn đến khó khăn trong q trình sản xuất
khi nguyên liệu kồng kềnh ,dễ bị cong vênh, nứt , khó gia cơng.Đồng thời sợi gỗ
cứng ngắn và dày , chứa nhiều tạp chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý và sử dụng
hóa chất.
+ Gỗ mềm : Bột giấy được sản xuất từ nguyên liệu cây gỗ mềm (là những loại cây
lá kim, quả tròn, cây xanh suốt năm), ví dụ như tùng, bách, thơng, sam hồng, sam
mây… Bột giấy từ thân cây gỗ mềm có tính linh hoạt tốt, tạo nên các đặc tính về
độ bền của giấy, như: độ chịu kéo, độ chịu bục, độ chịu xé….Hầu hết, các loại gỗ
mềm mọc ở khu vực cao. Phần Lan, Canada, Thụy Điển là nơi sản xuất bột gỗ
mềm chính trên tồn thế giới.


Nguồn nguyên liệu đến từ gỗ mềm mang lại nhiều ưu điểm quan trọng đối
với quá trình sản xuất giấy tissue như :mang lại sợi gỗ dài,mỏng , tinh khiết cung
cấp độ bền cho giấy nhưng không làm giảm độ mềm mại của giấy .Bột giấy làm từ
gỗ mềm giúp cho giấy ướt bền hơn từ đó giúp cho máy xeo chạy ổn định hơn .Bột
gỗ mềm chứa ít xơ sợi nhỏ giảm sử dụng hóa chất trong q trình sản xuất ,tăng độ
bảo lưu trong quá trình xeo và giảm độ bụi của giấy từ đó tiết kiệm chi phí trong
sản xuất làm giảm giá thành của sản phẩm .Bột gỗ mềm có độ bền xơ sợi cao giúp
tăng cường độ bền của giấy .Tuy nhiên trong sản xuất giấy tissue thì người ta
khơng cần chú trọng đến độ bền kéo của giấy.Xơ sợi gỗ mềm mảnh hơn giúp cho
tờ giấy mỏng hơn , xốp hơn và giúp giấy tách ra khỏi lô sấy dễ hơn .Tuy nhiên gỗ

mềm cũng mang lại những nhược điểm như là trong cùng điều kiện, bột giấy gỗ
mềm thường đắt hơn bột giấy gỗ cứng vì chu kỳ tăng trưởng của cây gỗ mềm dài
hơn đáng kể so với cây gỗ cứng, tạo ra mức tiêu thụ năng lượng cao hơn làm cho
chi phí sản xuất chung của bột gỗ mềm cao .Do đó chi phí ngun liệu cho gỗ
mềm cao hơn.
+ Bột phi gỗ : Là nguồn nguyên liệu đa dạng và có rất nhiều đối với một nước
nơng nghiệp như Việt Nam.Có thể kể đến một số loại nguyên liệu sản xuất bột phi
gỗ như rơm,tre , bã mía ,….Là nguồn nguyên liệu có thể thay thế các loại gỗ cứng
và gỗ mềm vì vậy bột phi gỗ thường cũng mang những đặc điểm như có chiều dài
xơ sợi phân bố trong khoảng rộng .Một số bột phi gỗ từ rơm ,rạ ,bã mía và một số
phế thải nơng nghiệp có chiều dài xơ sợi như bột gỗ cứng .Một số bột từ cây
lanh ,cây gai dầu,cây dâm bụt (nằm ở phía Đơng Ấn Độ ) có chứa xợi dài , có tính
chất tốt hơn bột gỗ mềm.Tuy nhiên trong sản xuất hiện nay lại gặp một số vấn đề
với việc sản xuất bột phi gỗ như:Chi phí trong q trình thu hoạch .Là một nguyên
liệu nhẹ dẫn đến chi phí vận chuyển tăng cao .Đồng thời việc nguyên các loại
nguyên liệu của quá trình sản xuất bột phi gỗ dễ mục nát do tác động của môi
trường ,hàm lượng silica cao gây khó khăn trong việc thu hồi hóa chất ,khả năng
thoát nước của bột kém do chứa nhiều xơ sợi vụn và thành phần hóa học dễ bị thay


đổi .Là một nước nơng nghiệp vì vậy nguồn ngun liệu đến từ các loại cây phi gỗ
đang dần dần được quan tâm đến trong công nghiệp giấy
- Bột giấy tái chế:
Giấy tái chế được coi là nguyên liệu rẻ và dồi dào khi mà ta có thể tái sử
dụng các loại giấy đã qua sử dụng .Việc sử dụng các phế phẩm của giấy vừa có tác
dụng giúp giảm giác thải ra mơi trường ,đồng thời chi phí về nguyên liệu giảm
.Theo thống kê ,trung bình cứ một tấn giấy được tái chế lại chúng ta có thể tiết
kiệm được :24 cây rừng ,605 lít dầu thơ ,gần 4000kw điện ,40000 lít nước ,hạn chế
co2 .Việc sử dụng giấy tái chế giúp tiết kiệm chi phí ,nhân lực cho các doanh
nghiệp và xã hội chưa kể đến môi trường được bảo vệ tốt hơn .Tuy nhiên việc tái

sử dụng các loại giấy tái chế có những nhược điểm sau đây : thứ nhất là tốn kém
hóa chất ,cơng đoạn trong sản xuất ,đặc biệt là sử lý mực , nhựa , chất độn trên
giấy tái chế. Thứ hai là giấy tái chế trương nở kém và cứng .Tính chất giấy của bột
giấy tái chế bị ảnh hưởng và chất lượng giảm hơn bột giấy thơng thường.
b.Phụ gia hóa chất
Hóa chất được sử dụng trong quá trình sản xuất giấy tissue phải tuân thủ
quy định trong luật hóa chất số 06/2007/QH12 ban hành ngày 21 tháng 11 năm
2007.Trường hợp hóa chất nguy hiểm phải lập phiếu an tồn hóa chất theo quy
định. Hóa chất có thể sử dụng :
+COTAC / RELEASE AGENT: Các hóa chất dùng để khống chế lớp phủ, kiểm
soát chất lượng giấy tissue
+SOFTLAYER: Chất làm mềm được sử dụng bằng cách cho vào bột giấy
+DE-COTAC: Phụ gia có chức năng tái chế các loại giấy tái chế
+ISOGRIND PAP: Chất để mài dao,dùng trong chế tạo và mài lại dao gạt


+ISOCUT PAP: Chất chống mài mòn dùng để bảo vệ và nâng cao tuổi thọ ở công
đoạn chia cuộn
+DẦU CÁN NỔI: Chất bôi trơn đặc biệt dùng bảo vệ và làm sạch trục cán nối.
Đồng thời nó giúp giảm bớt mùi khó chịu sản sinh ra trong q trình cán
+THIẾT BỊ PHUN: Thiết bị có chức năng bơm hóa chất phủ chống yankee
2.3. Lựa chọn nguyên liệu.
Việc lựa chọn nguồn nguyên liệu cũng liên quan đến tính chất và phạm vi của việc
sử dụng giấy tissue .Trong quá trình sản xuất tùy thuộc vào loại giấy tissue từ đó
đưa ra được các tính chất yêu cầu của giấy và cuối cùng là lựa chọn nguyên liệu.
- Bột giấy tái chế :là loại nguyên liệu rẻ tiền và được làm nguyên liệu cho các sản
phẩm giấy có chất lượng trung bình .Như các loại giấy ăn sử dụng một lần tại các
quán ăn .
- Bột BEK, SBHK, NBSK, bột tre :phù hợp cho sản xuất các sản phẩm giấy chất
lượng cao. Như các loại giấy ăn đòi hỏi độ mềm mịn cao.

- Ở độ nghiền thấp SBHK, bột tre tạo cho giấy có độ hấp thụ nước cao .Ví dụ như
giấy ướt dùng trong ăn uống thực phẩm.
- Ở độ nghiền cao, SBSK, NBSK, bột tre phù hợp cho giấy có độ hấp thụ nước cao
và độ bền tốt . Ví dụ như giấy ướt dùng trong ăn uống thực phẩm.
- BEK, ACACIA, NBHK phù hợp cho các sản phẩm cao cấp có độ mềm mịn cao
Như các loại giấy vệ sinh , giấy ăn ,…


Trong đó :
BEK,SBHK,NBSK :là các loại bột giấy được sản xuất từ nguyên liệu gỗ cứng
SBSK,NBSK : Là các loại bột giấy được sản xuất từ nguyên liệu gỗ mềm.

PHẦN 3. ẢNH HƯỞNG CỦA XƠ SỢI ĐẾN TÍNH CHẤT GIẤY
TISSUE
Các kích thước xơ sợi đóng một vai trị then chốt trong sự phát triển của rất
nhiều tính chất giấy, đặc biệt là độ bền của chúng và đóng góp tới các tính chất độ
đục và các tính chất liên quan đến bề mặt của giấy. Các xơ sợi gỗ đã sử dụng trong
quá trình sản xuất giấy chỉ ra các thay đổi chủ yếu trong khía cạnh này, nhưng các
kích thước của xơ sợi gỗ có thể bị biến đổi bởi các q trình thích hợp và sự phân
bố kích thước xơ sợi của một huyền phù cũng có thể bị thay đổi bởi quá trình sàng
và phối trộn. Khả năng làm giấy của xơ sợi gỗ được quyết định chủ yếu bởi chiều
dày thành xơ sợi và chiều dài xơ sợi của chúng. Chiều rộng xơ sợi không quan
trọng bằng hai thông số này. Chiều dày thành xơ sợi chưa được đo một cách chính
xác trên bất kỳ thiết bị tự động nào. Tuy nhiên, các thiết bị phân tích xơ sợi hiện tại


có thể đo chiều dài và độ thơ của xơ sợi với một giá trị đáng tin cậy và chúng có
mối tương quan rất gần với chiều dày thành xơ sợi.
Các tính chất của xơ sợi có thể được phân loại thành các tính chất hình thái
học, cấu trúc và hóa học. Đối với bột sunphát gỗ mềm, thơng số quan trọng nhất là

chiều dày thành xơ sợi. Chiều dài xơ sợi và độ thơ có thể được đo một cách chắc
chắn với các thiết bị phân tích xơ sợi chiệu lực hiện hành. Vẫn chưa có một thiết bị
tự động nào cho phép đo chiều dày thành xơ sợi và sự phân tích của các thiết bị
phân tích xơ sợi hiện nay vẫn rất thơ sơ, thậm chí đối với cả phép đo chiều rộng xơ
sợi.
3.1.Cấu trúc của xơ sợi.

Hình 3: Cấu trúc của xenlulose
Xenluloza tập hợp thành thành tinh thể cơ bản theo trật tự nhất định. Trong
tự nhiên, cấu trúc cơ bản của xenluloza có chiều dài khoảng 100-250 nm, với tiết
diện ngang hình chữ nhật có cạnh khoảng 3 nm và 7-10 nm.
Với kích thước của đại phân tử xenluloza khoảng 5000 nm, các mạch
xenluloza có thể trải qua nhiều vùng tinh thể và vô định hình hoặc tồn tại ở dạng
gấp nếp trong phạm vi một tinh thể.


Các tinh thể cùng với vùng vơ định hình tập hợp thành tổ chức lớn hơn gọi
là vi xơ, có kích thước chiều ngang khoảng 10-20nm. Các vi xơ lại tập hợp thành
tổ chức lớn hơn gọi là xơ, có kích thước ngang khoảng 100-300nm.
Xenluloza tập hợp hồn tồn thành các tinh thể, mà một phần ở dạng vơ
định hình. Giữa 2 vùng này khơng có ranh giới rõ rệt, thường trải qua một vùng
chuyển tiếp.
Đối với các loại nguyên liệu xenluloza khác nhau, mức độ kết tinh của
xenluloza có thể xếp theo trật tự sau: bông > xenluloza gỗ > xenluloza sau kiềm
hóa > xenluloza hồn ngun. Do độ kết tinh của xenluloza bơng cao hơn, nên một
số tính chất cơ lý của vật liệu bông cao hơn vật liệu xenluloza gỗ, nhưng xét về khả
năng phản ứng, xenluloza gỗ dễ tham gia phản ứng hơn xenluloza bông.
Trong quá trình nấu bột giấy, dưới tác dụng của dịch nấu, phần xenluloza ở
vùng vơ định hình tan vào dịch nấu cùng với các thành phần khác như lignin, các
chất trích ly,… Vùng tinh thể xenluloza khơng bị hịa tan ta thu được bột giấy chưa

tẩy trắng.Sau quá trình tẩy trắng thu được bột giấy tẩy trắng.

Hình 4.1.Bột sufat chưa tẩy trắng

Hình.4.2.Bột sunfat tẩy trắng


3.2. Ảnh hưởng của kích thước xơ sợi đến tính chất của giấy tissue.
Các kích thước của xơ sợi gỗ (trong gỗ) được minh họa trong hình 1.

lc :chiều dài xơ sợi
w : chiều rộng của xơ sợi
(tl + t2)/2 = chiều dày vách xơ sợi trung bình

Bảng 1. Các kích thước cơ bản của xơ sợi

Gỗ mềm

Gỗ cứng

Chiều dài, mm

3-4

1,0 - 1,4

Chiều rộng, μm

20 - 40

14 - 40

1-8

3-6,5

Dày thành xơ sợi, μm

Các cấu tử của xơ sợi bột và kích thước tương ứng của chúng được biểu diễn
trong hình 5.


 Hình 5. Các cấu tử của xơ sợi bột giấy

Chiều dài xơ sợi:
Mối liên quan giữa chiều dài xơ sợi và độ bền xé và độ bền kéo của giấy đã
được chứng minh trong một vài nghiên cứu. Mối quan hệ này được minh họa trong
hình 6, 7.
Xơ sợi càng dài, giấy càng bền do số các xơ sợi khác tiếp xúc hay liên kết
với nó càng lớn. Q trình kéo căng các xơ sợi qua các vùng đứt xác định độ bền
kéo của giấy, tương tự trong phép đo độ bền kéo. Khi các xơ sợi ngắn hơn, độ bền
kéo giảm.


Hình 6: Ảnh hưởng của chiều dài xơ sợi đến độ bền kéo, bột Kraft + TMP

Hình 7: Ảnh hưởng của độ dài xơ sợi đến độ bền xé, TMP
Tuy nhiên, có sự thay đổi đáng kể giữa các kết quả tìm được của các nghiên
cứu khác nhau, lý do có thể là độ thơ của các xơ sợi có thể thay đổi theo chiều dài
xơ sợi, hình 8.

Ví dụ : các xơ sợi dài và rộng có thể có một độ thơ lớn, trong khi đó chiều
dài xơ sợi lớn sẽ cho một độ bền kéo tốt hơn, độ thơ lớn có một ảnh hưởng ngược
lại rõ ràng.


 
Hình 8: Mối quan hệ giữa chiều dài xơ sợi và độ thô của bột kraft gỗ
mềm
Độ thô của xơ sợi:
Độ thô của xơ sợi phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố : loài gỗ, các điều kiện sinh
trưởng của cấy, vị trí của các xơ sợi trên thân cây. Phần cắt ngang xơ sợi giữa ngọn
và thân, giữa lõi và phần gỗ sống. Độ thơ của xơ sợi góp phần vào tỉ trọng của cả
nguyên liệu gỗ và giấy tạo ra sử dụng các phương pháp tiêu chuẩn. Ảnh hưởng của
độ thơ của xơ sợi lên các tính chất của giấy đã được nghiên cứu trực tiếp trên một
vài trường hợp, bằng cách so sánh tỉ trọng của gỗ và tỉ trọng của giấy.
Tỉ trọng của gỗ khô phụ thuộc vào tỉ lệ giữa các thành xơ sợi và khơng khí
trong thân cây và vào chiều dày thành xơ sợi : các thành xơ sợi dày cho tỉ trọng gỗ
cao hơn. Điều này có nghĩa là các xơ sợi của gỗ cũng có độ thơ cao hơn và cứng
hơn các xơ sợi của gỗ có tỉ trọng thấp.
Các sợi cứng không liên kết một cách dễ dàng. Giấy làm từ các xơ sợi gỗ
mềm có một độ bền và tỉ trọng thấp, bề mặt của chúng ráp và có độ khẩu khí cao.


Hình 9: Ảnh hưởng của tỉ trọng gỗ đến độ bề kéo

Hình 10: Ảnh hưởng của tỉ trọng gỗ đến độ bền xé
Độ bền kéo giảm theo hướng các giá trị tỉ trọng gỗ khô tăng do ở cùng một
thời điểm, độ thô của xơ sợi tăng và chúng tạo thành ít liên kết hơn. Theo một
hướng khác, độ bền xé của giấy làm bởi các xơ sợi đã nghiền tăng với tỉ trọng gỗ:
các xơ sợi thô với một khả năng liên kết nhất định sẽ chống lại các lực xé tốt hơn

các xơ sợi có độ thơ thấp.
Độ cứng và thơ của xơ sợi đóng góp tới tỉ trọng của giấy và dường như nó
ảnh hưởng tới cả độ bền và các tính chất quang của tờ giấy. Mối quan hệ giữa tỉ
trọng giấy và độ bền kéo được chỉ ra trong hình 11.
 


Hình 11. ảnh hưởng của tỉ trọng giấy đến độ bền kéo của giấy.
 Tỉ trọng của giấy cũng ảnh hưởng đến hệ số tán xạ. Hệ số tán xạ được xác
định bởi tổng diện tích bề mặt (số các xơ sợi, các kích thước bên ngồi, sự biến thể
của các lumen) và mức độ liên kết của các xơ sợi. Hệ số tán xạ cao đối với giấy có
tỉ trọng thấp làm từ các xợ sợi thô, kém liên kết, hình 12.

Hình 12. Hệ số tán xạ của các xơ sợi từ các quá trình bột khác nhau.

Hình 13. Ảnh hưởng của mức độ loại lignin đến độ thô của
xơ sợi bột kraft gỗ mềm.


Độ thơ của xơ sợi có thể thay đổi bằng các q trình thích hợp như nhau, tẩy
trắng hoặc nghiền. Cả quá trình nấu và tẩy trắng là các quá trình loại bỏ lignin và
hemicellulo khỏi các xơ sợi, do vậy làm giảm độ thô của xơ sợi. Các phương pháp
khác nhằm thay đổi độ thơ trung bình và sự phân bố độ thô trong huyền phù xơ sợi
bao gồm quá trình sàng phân loại xơ sợi và quá trình trộn lẫn giữa các loại xơ sợi
khác nhau.
Độ thô của xơ sợi có thể được đo bằng phương pháp kính hiển vi và bởi các
thiết bị phân tích xơ sợi tự động. Phép đo độ thô và ảnh hưởng của nó đến các tính
chất của giấy đã được cơng bố với rất nhiều nghiên cứu. Một cơ sở của pháp đo độ
thơ nảy sinh từ chính khái niệm về độ thô : độ thô của xơ sợi được xác định bởi các
kích thước ngang, nghĩa là chiều rộng xơ sợi, chiều dày thành xơ sợi và tỉ trọng

của thành xơ sợi, và do vậy mà các xơ sợi hẹp, dày thành có thể có cùng độ thơ
như các xơ sợi rộng, thành mỏng. Và các xơ sợi rộng hơn với thành xơ sợi mỏng sẽ
mềm mại hơn và dễ dàng liên kết hơn các xơ sợi hẹp hơn và có thành dày. Ví dụ,
khi so sánh ở cùng một mức chiều dày thành xơ sợi, các xơ sợi mảnh mùn cưa cho
một độ thô khá cao hơn các thành xơ sợi tăng theo hướng chiều dày thành cao hơn
và chiều rộng thấp hơn, các xơ sợi bột với cùng một diện tích mặt cắt ngang có
một độ thơ lớn như nhau. Nói các khác, độ thơ của xơ sợi có thể được xác định bởi
phép đo chiều rộng xơ sợi và chiều dày thành xơ sợ. Hơn nữa, độ thô có thể cũng
được chỉ ra bằng cách sử dụng duy nhất chiều dày thành xơ sợi.
Giá trị độ thô của xơ sợi khơng phân biệt giữa xơ sợi cịn ngun hình dáng
nguyên thủy và xơ sợi đã biến dạng lumen. Mặc dù vậy, quá trình làm phẳng các
xơ sợi hay q trình collape hóa đóng một vai trị đáng kể đến độ mềm mại của xơ
sợi, khả năng liên kết và do vậy liên quan đến độ bền của giấy. Độ thô không tạo ra
bất kỳ một sự phân bố của các kích thước theo phương ngang; để nhận được thông
tin này, người ta cần các phép đo độ với độ chính xác cao của chiều rộng xơ sợi và
chiều dày thành xơ sợi.


Một hướng khác, các tính chất độ bền và tính chất quang học của giấy có thể
được ước tính bởi các phép đô độ thô. Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, trong
dãy độ thô 0,125-0,247mg/m, độ thô của xơ sợi giải thích hơn 80% tổng sự thay
đổi trong độ bền kéo và xé. Các xơ sợi thơ có một khả năng liên kết thấp và do
vậy, độ bền kéo giảm khi độ thơ của xơ sợ tăng, hình 14.

 
Hình 14. Ảnh hưởng của độ thơ đến độ bền kéo của các loại gỗ mềm
khác nhau ở mức độ nghiền khác nhau.
Hơn nữa, độ thơ giải thích hơn 70% sự thay đổi trong tỉ trọng giấy và độ
thấu khí. Đây là một kết quả thỏa mãn đáng kể ở mức độ tin cậy 99%. Các xơ sợi
thô tạo thành một mạng lưới hổng và do vậy tỉ trọng biểu kiến của giấy và khả

năng kháng khí thấp hơn đối với các xơ sợi mức độ thô hơn.
Chiều dài và độ thô của xơ sợi cũng ảnh hưởng tới sự hình thành của tờ
giấy. Nó được quan sát they rằng khả năng hình thành của các xơ sợi là phụ thuộc
vào khối lượng của một xơ sợi đơn, được xác định bằng độ thơ và chiều dài xơ sợi.
Phương trình:
Npot = 0,147 + 0,622 (L) 1/2
Trong đó :


Nopt = khả năng hình thành
L = chiều dài khối lượng xơ sợi trung bình
   = độ thơ của xơ sợi

Hình 15. Ảnh hưởng của khối lượng xơ sợi đến khả năng hình thành tờ giấy,
bột kraft gỗ mềm.
Các xơ sợi càng dài, càng có xu hướng tạo khối bơng tụ, ảnh hưởng đến sự
đồng đều của tờ giấy. Đối với các giấy mà sự hình thành là quan trọng, như giấy
in, giấy viết, các xơ sợi dài có hiệu ứng âm, hơn nữa các xơ sợi thô sẽ tạo ra bề mặt
giấy không bằng phẳng nên chúng chỉ quan trọng cho q trình sản xuất các giấy
bao gói mà ít quan trọng cho giấy in, giấy viết.
Chiều rộng và chiều dày thành xơ sợi :
Các tính chất của xơ sợi được phân thành 3 nhóm chính :
Hình thái học: chiều dài, rộng và chiều dày thành xơ sợi.
Cấu trúc vi mơ : Góc fibril của lớp S2, mức độ định hình, các điểm yếu trên
thành xơ sợi.
Hóa học: Thành phần


Các nghiên cứu đã chứng minh được rằng : khả năng làm giấy của các xơ
sợi gỗ mềm chủ yếu được xác định bởi các tính chất hình thái học của ngun liệu

và tính chất hình tháI học quyết định nhất đối với giấy đã tạo ra chiều dày thành xơ
sợi.
Khi thay đổi các nguyên liệu, các thay đổi trong chiều dày thành xơ sợi giải
thích trên 80% các tính chất sản xuất giấy chủ yếu của bột cường tính (độ bền và
các tính chất về khả năng in, mức độ tin cậy 99%) trong dãy chiều dài xơ sợi 1,92,5mm và chiều dày thành xơ sợi 4-9m.
Chiều rộng của xơ sợi cũng tồn tại như một thông số cần thiết, gần gũi với
chiều dày thành xơ sợi. Một điều cần được ghi nhớ rằng, chiều rộng xơ sợi thường
thay đổi với chiều dày thành xơ sợi. Kết quả này là do những khác biệt giữa gỗ
màu xuân (xơ sợi rộng, thành vách mỏng) với gỗ mùa hè (hẹp hơn, và thành xơ sợi
dày hơn).
Độ mềm mại của xơ sợi và khả năng kháng lại của chúng với quá trình biến
dạng lumen được xác định chủ yếu bởi chiều dày thành xơ sợi. Độ mềm mại và
quá trình biến dạng lumen của các xơ sợi góp phần vào q trình liên kết giữa các
xơ sợi, chủ yếu là do chúng làm tăng diện tích bề mặt liên kết của xơ sợi và do vậy
cải thiện độ bền kéo. Các xơ sợi cứng với thành vách dày tạo thành một cấu trúc
mở, lỏng với một bề mặt ráp và các tính chất giấy yếu. Nói một cách khác, độ dày
thành xơ sợi nhỏ hơn sẽ cho độ bền kéo tốt hơn, hình 16.
Các kết quả trong hình cũng nhận được tương tự đối với độ xốp của giấy.
Đối với các xơ sợi chưa nghiền, sự giảm của độ bền kéo là mối quan hệ
tuyến tính với sự tăng của chiều dày thành xơ sợi, nhưng mối quan hệ là nghịch
đảo đối với các xơ sợi đã qua nghiền. Các xơ sợi với thành vách dày cho độ bền xé
tốt hơn, nhưng đối với độ bền cực đại, các xơ sợi phải có được một khả năng liê


kết nhất định. Điều này giải thích tại sao các xơ sợi chưa nghiền, cứng, thành dày
có độ bền xé thấp hơn các xơ sợi có thành mỏng.
 

Hình 16. Ảnh hưởng của độ dày thành xơ sợi đến độ nhẵn bề mặt giấy

Hình 17. Ảnh hưởng của độ dày thành xơ sợi đến độ nhẵn bề mặt giấy
Hệ số tán xạ ánh sáng được xác định bởi khả năng liên kết và tổng diện tích
bề mặt của mạng xơ sợi (số các xơ sợi, các tính chất về kích thước ngang và khả
năng biến dạng lumen). Hệ số tán xạ ánh sáng giảm với sự tăng chiều dày xơ sợi
và hiệu ứng này là rõ ràng hơn đối với các xơ sợi bột chưa tẩy trắng. Rõ ràng rằng
khả năng phản xạ ánh sáng của xơ sợi chưa tẩy trắng phụ thuộc chủ yếu vào tổng
diện tích bề mặt của mạng xơ sợi.