tìm hiểu quá trình xeo giấy photocopy và tiêu chuẩn việt nam xác Định Độ bền bề mặt theo phương pháp nến
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY
Lịch sử hình thành và phát triển ngành công nghiệp giấy nói chung
Chữ “giấy” (paper) bắt nguồn từ chữ “papyrus” Người Ai Cập đã dùng loại cây Papyrus bên dòng sông Nile đập dẹp, đan lại thành miếng làm giấy Trước khi có sự xuất hiện của giấy người ta ghi chép lại các văn kiện bằng nững kí hiệu ngôn ngữ khắc lên gỗ, trên đá, xương, bia nung bằng đất sét, kim loại, thạch cao
Năm 105 sau Công nguyên được coi là năm mà nghề làm giấy được phát minh ra Vào năm đó, các ghi chép lịch sử cho thấy rằng việc phát minh ra giấy đã được Ts’ai Lun (Thái Luân) - một quan chức của Triều đình đã báo cáo với Hoàng đế Trung Quốc Tuy nhiên, các cuộc điều tra khảo cổ học gần đây cho thấy nghề làm giấy được phát minh ra khoảng 200 năm trước đó Những mảnh giấy cổ từ tàn tích Huyền Tuyền ở Đôn Hoàng ở tỉnh Cam Túc phía tây bắc Trung Quốc dường như được làm trong thời kỳ của Hoàng đế Wu, người trị vì từ năm 140 trước Công nguyên đến năm 86 trước Công nguyên.
Hình 1- Tranh vẽ Thái Luân
Từ khoảng thế kỷ VII thì giấy viết không chỉ phổ biến ở Trung Quốc mà còn xuất hiện rất nhiều ở Nhật Bản Người Nhật không chỉ dùng giấy để viết mà còn để trang trí tường, vẽ tranh, gấp hoa Nghệ thuật origami – gấp hình từ giấy rất nổi tiếng
Nhóm 5 4 trong văn hóa của người Nhật cũng ra đời từ thời gian này Đặc biệt vào cuối thế kỷ thứ VII, trong một cuộc giao tranh ở Samarcande, người Trung Quốc bị thua và bí quyết làm giấy của người Trung Quốc cũng bị lộ Kỹ thuật làm giấy nhanh chóng lan truyền sang các nước Ả Rập, Tây Ban Nha Từ đây, kỹ thuật sản xuất giấy lan truyền khắp thế giới và ngày càng có nhiều cải tiến nâng cao chất lượng và sản lượng giấy. Tại Paris, nước Pháp, một người làm công cho một hãng giấy đã chế tạo ra một máy sản xuất giấy hàng loạt Loại máy này cần sử dụng đến bột của những loại gỗ có thớ dài Dần dần bột được nghiền từ gỗ thớ dài được sử dụng để sản xuất giấy ngày càng phổ biến Đặc biệt đến khi ngành in ra đời là lúc ngành giấy phát triển vượt bậc Lần lượt các nhà máy giấy được ra đời trên thế giới Khoảng năm 1250, nhà máy giấy tại Ý ra đời Khoảng năm 1348 có nhà máy giấy tại Pháp và nhiều nơi khác Đặc biệt năm
1445, khi người Đức phát minh ra máy in với công nghệ in hàng loạt đã tạo động lực cho ngành giấy phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ.
Hình 2- Quy trình sản xuất giấy thời xưa
Mốc son chói lọi trong lịch sử ngành giấy chính là vào đầu năm 1799, một chàng trai trẻ làm việc trong một nhà máy giấy của Pháp có tên là Louis-Nicolas Robert (1761 – 1828), đã phát minh ra máy sản xuất giấy hàng loạt Từ đây giấy được sản xuất nhanh hơn và giá thành cũng rẻ hơn Dựa trên nguyên lý công nghệ máy làm giấy của Louis-Nicolas Roberyt hàng loạt máy làm giấy đã được sản xuất tại Anh,
Pháp vào những năm 1850 Các máy sản xuất giấy hiện đại ngày nay cũng vẫn đang sử dụng nguyên lý công nghệ này Cũng vào khoảng cuối thế kỷ XIX, việc sử dụng giấy và bao bì carton bắt đầu phát triển mạnh Năm 1850, đã xuất hiện nhiều máy xeo giấy carton nhiều lớp Năm 1856, Edward C Haley (một kỹ sư nguời Anh) đã phát minh ra loại giấy bồi (undultated) dùng làm mũ cối Nhà máy sản xuất giấy bồi đầu tiên tại Mỹ là năm 1871, tại Pháp là vào năm 1888 ở vùng Limousin. Ở Việt Nam, theo các nghiên cứu lịch sử, từ thế kỉ thứ III người Việt ở Giao Châu đã biết dùng vỏ cây mật hương làm thành thứ giấy bán rất tốt, gọi là mật hương. Sau đó nhiều loại giấy khác nhau đã làm vỏ dó, rêu biển, từ vỏ trầm, … Kỹ nghệ làm giấy ở nước ta gắn liền với nhu cầu của xã hội và liên tục được phát triển qua các thời Ngô, Lý, Trần, Lê, Nguyễn Giấy luôn đồng hành với sự phát triển của văn hóa dân tộc, góp phần tạo nên những “Chiếu dời đô”, những kỳ thi chọn nhân tài đất nước, những tranh Đông Hồ,…
Hình 3- Tranh mô tả sản xuất giấy thời xưa ở Việt Nam
Tình hình sản xuất và tiêu thụ giấy in viết, photocopy
Hình 4: Sản xuất giấy các loại của Việt Nam trong năm 2021(đvt: nghìn tấn)
Năm 2021, tổng tiêu dùng giấy toàn ngành ước đạt 5,242 triệu tấn, tăng trưởng đạt 4,6% Xuất khẩu giấy đạt 1,532 triệu tấn, nhưng mức tăng trưởng lại giảm -16% so với 1,757 triệu tấn năm 2020, nguyên nhân chính của việc xuất khẩu giảm là do ảnh hưởng của dịch Covid-19, tắc nghẽn chuỗi cung ứng hàng hóa cả hai đầu nhập khẩu nguyên liệu sản xuất đầu vào và tiêu thụ sản phẩm đầu ra Tiêu dùng giấy tissue đạt
241 nghìn tấn, mặc dù vẫn duy trì được mức tăng trưởng, nhưng chỉ đạt mức tăng trưởng 1,7% so với 237 nghìn tấn trong năm 2020.
Tiêu dùng giấy in, viết và giấy photocopy loại không tráng vẫn tiếp tục đà suy giảm của năm 2020, kéo theo sang năm 2021: tiêu dùng trong năm 2021 đạt 476 nghìn tấn giảm 5,9%, trong khi đó tiêu thụ giấy in, viết loại có tráng lại đạt mức tăng trưởng cao đạt 203 nghìn tấn, đạt mức tăng trưởng 6,3%, so với mức 191,0 nghìn tấn năm
2020 Thách thức lớn nhất với giấy in, giấy viết loại không tráng, giấy photocopy là do ảnh hưởng tiếp diễn và liên tục của dịch Covid-19, các hoạt động du lịch, hội nghị, hội thảo, các sự kiện bị dừng hoạt động, trường học phải học online nên mức tiêu thụ giảm, cùng với đó tình trạng nhập khẩu ồ ạt từ Indonesia, Trung Quốc và Thái Lan và bán ra thị trường với giá rất rẻ, tại nhiều thời điểm được coi là bán dưới giá thành, đã tạo nên sự cạnh tranh khốc liệt và gây áp lực lớn đối với các doanh nghiệp nội địa sản
Nhóm 5 7 xuất mặt hàng này như Công ty CP Giấy An Hoà, Tổng Công ty Giấy Việt Nam, Công ty Xuất-nhập khẩu Bắc Giang…
Nhập khẩu giấy các loại đạt 2,13 triệu tấn và tăng 6,2% so với mức 2,02 triệu tấn của năm 2020, trong đó giấy bao bì có tráng là loại nhập khẩu lớn nhất 829 nghìn tấn, kế đến là giấy bao bì không tráng 600 nghìn tấn, tiếp theo là giấy in, viết không tráng cao cấp đạt 249 nghìn tấn, kế đến là giấy bao bì có tráng.
Tổng tiêu dùng giấy in, viết và giấy photocopy năm 2021 ước đạt 0,679 triệu tấn, tăng 2,6% so với cùng kỳ năm 2020 Trong đó, giấy in, viết không tráng đạt 0,476 triệu tấn, giảm 5,9% (năm 2020 tiêu dùng 0,506 triệu tấn) Tuy nhiên tiêu dùng giấy in có tráng phủ lại có mức tăng cao đạt 0,203 triệu tấn, tăng 6,3% so với năm 2020 (tiêu dùng 0,191 triệu tấn).
Năm 2021, tổng lượng xuất khẩu giấy in, viết đạt 802 tấn, giảm 77,2% so với cùng kỳ năm 2020 (xuất khẩu 3,32 nghìn tấn), chủ yếu là giấy in, viết không tráng.
Năm 2021, tổng lượng nhập khẩu đạt 0,452 triệu tấn, tăng 5,9% so với năm
2020 (đạt 0,427 triệu tấn) Trong đó, giấy in, viết và giấy photocopy không tráng đạt 0,249 triệu tấn, tăng 5,5% (tăng giấy in, giấy viết, nhưng giảm mạnh đối với giấy photocopy); giấy in có tráng đạt 0,203 triệu tấn, tăng 6,3% so với 0,191 triệu tấn năm
2020 Nguồn cung giấy photocopy cho thị trường Việt Nam chủ yếu là từ Thái Lan 49,3%, Indonesia 48,7%, khác 1% Nguồn cung giấy in, viết không tráng là từ Indonesia 48%, kế đến là Trung Quốc 22,1%, tiếp theo là Thái Lan 10,7%, Nhật Bản 8%, Đài Loan 4,0% và các quốc gia khác 7,3%.
QUY TRÌNH XEO GIẤY PHOTOCOPY
Đặc điểm của giấy photocopy
Giấy viết là loại giấy không tráng phủ bề mặt, có mức độ gia keo phù hợp với việc dùng các loại bút mực để viết Giấy viết thường được làm từ bột giấy hóa học tẩy trắng hoặc các loại bột giấy tẩy trắng khác như bột giấy cơ học, bột giấy bán hóa học,
Mục đích chính của giấy viết là đảm bảo khả năng viết và khả năng đọc tốt. Khả năng viết yêu cầu giấy phải bắt mực Để đọc được, giấy phải cho nét viết rõ ràng, không bị lem, nhòe, giữ nét mực được đủ lâu, có độ tương phản với màu mặc Nếu màu mực là sẫm thì giấy càng sáng, nét viết càng dễ nhận; nếu màu mực viết là sáng thì giấy phải có màu sẫm và ngược lại Ví dụ, các loại giấy màu sẫm như màu đỏ, màu đen, màu xanh đen thường được viết với các loại mực màu trắng đục hoặc màu phát quang.
Hiện tượng lem, nhòe nét là hiện tượng giọt mực (cả chất tạo bột màu và dung môi của mực) thấm vào bề mặt và lớp dưới bề mặt giấy, loang ra to hơn kích cỡ mong muốn của nét viết Nguyên nhân thường là do:
- Bề mặt giấy không nhẵn
- Có nhiều lỗ hổng trên bề mặt và bên trong kết cấu liên kết sơ sợi (thường là sợi dài)
- Bên trong tế bào sợi có những lỗ hổng nhỏ (lumen) có tính ưa nước
Bảng 1 Chỉ tiêu ký thuật giấy photocopy Việt Nam
Tên chỉ tiêu Đơn vị Mức Phương pháp
Mức A Mức B thử Định lượng gam 70 –
1270:2000 Chỉ số độ bền xé
Chiều dài đứt ≥ Chiều dọc M 3800 3200 TCVN
Giấy photocopy là loại giấy có gia keo (nội bộ hoặc bề mặt hoặc cả 2) có đặc tính thích hợp cho mục đích in ấn Giấy in có thể được sản xuất từ bột giấy hóa học tẩy trắng hoặc hỗn hợp bột giấy hóa học tẩy trắng phối trộn với các loại bột giấy tẩy trắng khác như bột giấy cơ học hoặc bột giấy bán hóa,… Chất lượng của các cấp giấy in được thể hiện như trong Bảng 2 dưới đây Theo đó, đối với giấy in cấp A, do chất
Nhóm 5 10 lượng cao hơn cấp B và c nên yêu cầu hàm lượng bột giấy hóa học tẩy trắng sử dụng là 100%.
Bảng 2 Hàm lượng bột giấy hóa học của giấy photocopy
Cấp chất lượng của giấy in Hàm lượng bột giấy hóa học tẩy trắng (%)
Giấy photocopy có chức năng chính là dùng để in ấn Mỗi kiểu photocopy có một loại giấy in phù hợp Tuy nhiên giấy in nói chung phải thoả mãn những đặc điểm sau:
- Giấy phải có khả năng thấm hút mực in tốt thể hiện ở độ bóng, khả năng tái tạo điểm tram của ảnh màu sắc nét và có sự mất mát tâng thử ảnh, tông màu là nhỏ nhất.
- Giấy có khả năng gia công tốt: khi in ở tốc độ cao không xảy ra những trục trặc về kỹ thuật, về độ bền, độ đàn hồi, độ co giãn… Khả năng gia công tốt có ý nghĩa quan trọng về kinh tế trong quá trình in ấn và gia công sau khi in ấn.
- Giấy in phải đạt được tính chất quang học như độ trắng, độ bóng, độ mờ đục. Để đạt được những yêu cầu trên, về mặt chất lượng kỹ thuật in, giấy in phải đáp ứng được những tính chất và yêu cầu sau:
- Bền bề mặt khi in và gia công sau in.
- Độ trắng của giấy phải đồng đều trên bề mặt tờ giấy, trên 1 chồng giấy hay toàn bộ cuộn giấy.
- Độ trong hay độ mờ của giấy phải nhỏ nhất (không có hiện tượng trên bề mặt tờ giấy, tính chất quang học không đồng đều, chỗ trong, chỗ mờ đục).
- Độ dày, định lượng giấy, cấu trúc của tờ giấy và những tính chất khác của giấy phải đồng đều trong một ram giấy hay trong 1 lô giấy.
- Độ ẩm của giấy phải đảm bảo 8 ± 1% Nếu độ ẩm của giấy in < 7%, giấy bị giòn, cứng Độ ẩm > 9%, giấy giảm độ bền, bị mềm và quá dẻo Độ ẩm của giấy thay đổi phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường xung quanh Sự co giãn giấy xảy ra theo chiều ngang nhiều hơn theo chiều dọc của hướng xơ sợi giấy, gây ra sự sai lệch khi chồng màu. Độ ẩm làm cho giấy trở nên mềm dẻo, ngăn cản sự xuất hiện tĩnh điện và làm cho độ bền của giấy giảm.
Khi đánh giá chất lượng in cần phải quan tâm đến chất lượng giấy in vì chất lượng in tốt chỉ có thể đạt được trên giấy in có chất lượng tốt.
Nguyên liệu sản xuất
Bột cơ học là loại bột giấy được tạo ra từ gỗ bằng các phương pháp xử lý cơ học như: tách sợi, mài hoặc nghiền gỗ, kết hợp xử lý nhiệt, xử lý hóa học hoặc nhiệt hóa với mức tiêu hao năng lượng cao Ưu điểm của phương pháp sản xuất giấy từ bột cơ học là biến đổi được 85 – 98% gỗ thành bột, tính chất in tốt nhưng kém bền và dễ mất màu khi bảo quản hay đưa ra ánh sáng mặt trời, ngoài ra bột có độ bền cơ học thấp Để sản xuất được giấy in có độ bền yêu cầu thì cần phải pha thêm các loại bột khác Bột có giá thành rẻ, sử dụng trong sản xuất giấy in viết, bao bì và cactong.
Bột hóa học là loại bột giấy được sản xuất bằng phương pháp hóa học Nguyên liệu của loại bột giấy này được chia thành hai loại là nguyên liệu gỗ và nguyên liệu phi gỗ (tre, nứa, rơm rạ) Nguyên liệu gỗ lại được chia thành hai loại là nguyên liệu từ gỗ lá rộng (xử lý bằng phương pháp nấu sunfate và nấu sunfite) và nguyên liệu từ gỗ lá kim (xử lý bằng phương pháp nấu sunfite).
Sau quá trình nấu bột giấy, dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất, thu được bột hóa học đã được tách loại lignin và một phần hemicellulose Trong thực tế các phương pháp nấu bột hóa dù có thể tách loại hầu hết lignin nhưng có thất thoát một phần cellulose và hemicellulose Điều này dẫn đến hiệu suất của bột hóa học thấp hơn bột cơ học, khoảng 40 – 50% so với bột cơ học
Bột từ gỗ lá kim cho xơ sợi dài, mảnh, độ bền cơ lý lớn, phù hợp làm giấy in, viết cao cấp Bột từ gỗ lá rộng cho xơ sợi ngắn, chứa nhiều hemicellulose, có độ xốp, độ hút nước cao nên được dùng cho giấy in, viết có độ mềm dẻo, độ đục cao. Đối với giấy in, đây là loại giấy có yêu cầu về độ trắng sáng, nên có thể sử dụng nguyên liệu chính là bột cơ học hoặc bột hóa học Tuy nhiên với giấy in cao cấp có tráng phủ, để đảm bảo các tính chất của tờ giấy phù hợp với tiêu chuẩn đã được quy định, nguyên liệu được sử dụng là bột giấy hóa học đã tẩy trắng.
Hầu hết các loại giấy (trừ giấy tissue và một số loại giấy đặc biệt) đều cần tính chống thấm nước Nước thấm vào giấy do hai hiện tượng: nước thấm qua mao quản trên bề mặt giấy và nước phản ứng với các nhóm –OH tự do của các xơ sợi bột giấy. Bản chất của việc chống thấm cho giấy chính là hạn chế hai nguyên nhân trên xảy ra Ứng với hai nguyên nhân mà chúng ta có hai cách xử lý sau:
- Phương pháp gia keo nội bộ là sử dụng những chất có tính chất kỵ nước, trộn cùng với bột giấy trong quá trình chuẩn bị bột Các chất kỵ nước này sẽ phân tán trong huyền phù bột giấy, hạn chế tạo ra các lỗ mao quản cũng như tác dụng với nhóm –OH tự do trong xơ sợi, ngăn không cho nước thấm vào Các chất thường được dùng cho phương pháp này là keo nhựa thông, keo AKD, keo ASA.
- Phương pháp gia keo bề mặt là dùng các chất có tính tạo màng tráng phủ lên bề mặt tờ giấy Trong phương pháp này chất tạo màng sẽ lấp kín các mao quản
Nhóm 5 13 trên bề mặt giấy làm cho nước khó có khả năng thâm nhập vào giấy Phương pháp này còn có công dụng tăng thêm tính chất bề mặt cho tờ giấy Các chất thường được sử dụng là keo cation tinh bột, keo poly (vinyl alcohol). Đối với giấy photocopy, người ta áp dụng cả gia keo nội bộ và gia keo bề mặt. Việc gia keo nội bộ trước gia keo bề mặt là để giảm khả năng gia keo bề mặt thấm sâu vào bên trong lớp giấy Như vậy vừa giảm lượng tiêu thụ chất gia keo bề mặt nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu bề mặt giấy Tuy nhiên trong khi sản xuất cần chọn các loại chất gia keo không ảnh hưởng đến yêu cầu về giấy như keo nhựa thông.
Các chất độn và xơ sợi mịn có xu hướng thoát qua lưới cùng với nước trắng trong quá trình hình thành tờ giấy ướt trên lưới máy xeo do chúng có kích thước nhỏ hơn sơ với mắt lưới Vì vậy khả năng bảo lưu chất độn thấp làm giảm nồng độ chất độn, xơ sợi mịn thoát qua lưới nhiều ảnh hưởng đến quá trình vận hành sản xuất cũng như gây vấn đề về ô nhiễm môi trường Để nâng cao hiệu quả của quá trình bảo lưu chất độn và xơ sợi trong giấy, các chất trợ bảo lưu hóa học được sử dụng, nó rất cần thiết đối với loại giấy cần nhiều chất phụ gia như giấy in có tráng phủ
Các chất trợ bảo lưu nếu được sử dụng đạt hiệu quả cao thì giúp tăng sự bảo lưu chất độn, keo chống thấm, xơ sợi trong giấy; đồng thời giúp máy vận hành ổn định. Ngoài ra các bộ phận của dây chuyền hoàn thiện tờ giấy như chăn ép hay lưới cũng trở nên sạch hơn, kéo dài thời gian vệ sinh máy và tăng tuổi thọ chăn lưới do không bị ma sát nhiều với các hạt chất độn có trong nước trắng Đồng thời giúp giảm lượng tạp chất có trong nước thải, giảm tải quá trình xử lý nước thải Các chất trợ bảo lưu thường được sử dụng trong sản xuất giấy là bentonite và PERCOL 47.
Trong quá trình phản xạ ảnh sáng, giấy hấp thụ khoảng bước sóng ảnh sáng xanh và tím Vì vậy chất màu được thêm vào để bù lại màu bị mất này cho giấy Chất màu phổ biến được sử dụng là chất tăng trắng phản quang (Optical Brightening Agents
– OBA) Chất này có khả năng hấp thụ bước sóng ánh sáng trong khoảng tia cực tím và vùng màu tím, đồng thời nhả ra bước sóng trong vùng màu xanh Hợp chất thường được sử dụng 4,4’ – diamino – 2,2’ – stilbenedisulfonic acid.
Hình 1 Công thức cấu tạo của 4,4’ – diamino – 2,2’ – stilbenedisulfonic acid
Chất độn được sử dụng thường là các loại bột mịn, màu trắng, có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp Chúng có tác dụng lấp đầy khoảng trống giữa các xơ sợi, tăng độ trắng, độ đục, độ nhẵn bề mặt, cải thiện tính năng in ấn, độ bóng của giấy cũng như giảm giá thành giấy Những tính chất này rất quan trọng đối với các loại giấy như giấy in, giấy viết Tuy nhiên cũng chúng cũng đem lại một số tác dụng không mong muốn như giảm độ bền của giấy Các loại chất độn phổ biến bao gồm cao lanh (kaolin), canxi cacbonat (calcium carbonate – CaCO3), một số loại chất đặc biệt như đất sét đã nung, titan dioxit (titanium dioxide – TiO2),
Phụ gia tăng bền cơ lý
Chất tạo đặc Carbonxymethyl Cellulose (CMC)
Hình 2 Một số hoạt chất tăng bền cơ lý
Tinh bột tự nhiên là tinh bột thu được từ các loại ngũ cốc trong sản xuất nông nghiệp như sắn, khoai tây, ngô, … Tinh bột có cấu tạo phân tử chứa nhiều nhóm –OH giống như cellulose nên khi ở cùng xơ sợi trong nước sẽ dễ dàng tạo liên kết hydro với cellulose và nước Trong quá trình sấy các phân tử nước bay hơi dần, chỉ còn lại liên kết hydro giữa tinh bột và xơ sợi Số lượng liên kết hydro này rất nhiều nên làm tăng liên kết giữa các xơ sợi với nhau, khiến cho độ bền cơ lý của giấy tăng lên ở trạng thái khô.
Tinh bột có thành phần hóa học tương tự như cellulose, trong phân tử chứa các liên kết α −¿1,4 −¿ D −¿ glucosidic nên trong nước có tính chất tích điện âm Điều này khiến cho các hạt keo tinh bột khó bám lên bề mặt xơ sợi trong quá trình xeo giấy. Nói cách khác, độ bảo lưu tinh bột tự nhiên làm chất bền khô cho giấy là rất thấp Để tăng độ bảo lưu tinh bột, người ta đã tìm ra cách biến tính giúp tinh các hạt tinh bột mang điện tích dương để dễ dàng bám lên bề mặt xơ sợi nhờ lực hút tĩnh điện Loại tinh bột này được gọi là tinh bột cation Tinh bột Cation được sử dụng trong gia keo nội bộ nhiều hơn gia keo bề mặt do diện tích tiếp xúc của xơ sợi trong gia keo nội bộ lớn hơn.
Quy trình xeo giấy photocopy
2.3.1 Tổng quan quy trình sản xuất giấy photocopy
Hình 3 Sơ đồ quy trình sản xuất giấy photocopy
Bột sử dụng để sản xuất giấy photocopy gồm hai loại chính là bột sợi dài, bột sợi ngắn và bột từ giấy rách , giấy đứt từ các bộ phận khác của dây chuyền Bột từ phân xưởng chuẩn bị được đưa lên hòm đầu máy trước khi bắt đầu quá trình xeo giấy trên bàn lưới Bột lên lưới có nồng độ 0,7% Qua bàn lưới, bột được thoát nước một
Nhóm 5 17 phần tại hệ thống suốt đỡ, tấm gạt và hòm hút chân không; độ nhờ đó độ khô tăng lên 13% Ra khỏi trục bụng chân không, độ khô của giấy tăng lên 20% Tại trục bụng chân không, có lắp 2 dao nước làm nhiệm vụ cắt biên, do vậy có giấy cắt rơi ra và được tuần hoàn lại cho sản xuất giấy Nước trắng ở bộ phận dưới lưới được chứa trong bộ bể đặt dưới lưới Tuy nhiên, bể này chia làm hai ngăn, một ngăn chứa nước dưới suốt đỡ lưới. Nước này sử dụng để pha loãng bột trước khi vào lọc cát Một ngăn chứa nước ra từ hòm hút chân không và trục bụng chân không, nước này sau đó được qua thiết bị tuyển nổi Phần bột thu được sẽ được dùng để sản xuất các sản phẩm cấp thấp Phần nước được chứa vào một bể khác sử dụng cho các bể thủy lực, hoặc dùng pha loãng các khâu chuẩn bị nếu cần
Giấy ra khỏi trục bụng chân không có độ khô 20% được chuyển sang bộ phận ép ướt nhờ một lô bắt giấy Khi chuyển từ lô bắt giấy sang bộ phận ép ướt, giấy có thể bị đứt Giấy đứt này cùng với giấy cắt ở biên tập trung ở bể parabol Lượng giấy này sau này sẽ quay lại bổ sung vào nguyên liệu ban đầu dưới dạng giấy tái sinh Ép ướt gồm ba cặp ép chân không, trong đó có 2 cặp ép thuận và một cặp ép nghịch Sau khi ép ướt giấy đạt được 40% độ khô và đi vào bộ phận sấy Sau sấy, độ khô tăng lên đến 94% được gia keo bề mặt Qua bộ phận này, bề mặt giấy được tráng phủ một lớp keo nên độ khô của giấy giảm xuống Vì vậy sau ép keo, cần phải tiếp tục sấy giấy để nâng độ khô đến 94% như bộ phận sấy trước Để tăng độ nhẵn mịn của tờ giấy nhằm vừa tăng tinh năng in ấn, vừa tăng tính cảm quan, giấy được đưa qua hệ thống ép quang Giấy đã hình thành hoàn chỉnh đi ra tới cuộn đầu máy để cuộn thành cuộn lớn Sau đó đến bộ phận cắt cuộn lại
2.3.2 Quy trình xeo giấy photocopy
Hình 4 Sơ đồ khối quá trình xeo giấy photocopy
Hình 5 Sơ đồ quy trình xeo giấy photocopy
Từ bể chứa riêng biệt ở công đoạn chuẩn bị bột, từng loại bột sẽ được đưa vào bể chứa đầu của máy xeo là bể chứa lớn có khuấy liên tục dùng để chứa bột sau khi đã phối trộn Tại bể chứ đầu máy này, các chất phụ gia được bổ sung và phối trộn với bột giấy để tăng cường thêm những tính chất cần thiết Công dụng của bể chứa đầu của máy xeo là duy trì một lượng bột nhất định đã được chuẩn bị sẵn cho máy hoạt động liên tục trong các trường hợp công đoạn nghiền vì một lý do nào đó phải ngừng lại một thời gian ngắn Nếu không có bể này, khi có sự cố ở khâu nghiền mà phải ngừng máy xeo thì sẽ tiêu thụ một lượng lớn sản phẩm trong quá trình dùng máy và khởi động máy trở lại cho đến khi chưa đạt sự ổn định chất lượng giấy Thường thì nồng độ trong bể chứa đầu máy khoảng 3 – 4%.
Hòm điều tiết (Stuff Box) là hòm chứa bột, kích thước nhỏ, nằm ở trung gian bể chứa đầu máy và bơm quạt Công dụng của hòm là duy trì dòng chảy ổn định của dòng bột từ bể chứa đầu máy sang bơm quạt Dòng bột trong hòm phun bột điều tiết lúc ra có nồng độ 3 – 4% sẽ được hoà loãng bằng nước trắng (nước thu hồi từ bộ phận lưới của máy xeo) tới nồng độ 0,6% trước khi vào bơm quạt sẽ sang thiết bị tinh lọc và sàng chọn lọc trước khi lên máy xeo.
Hình 6 :Cấu tạo hòm phun bột
Hòm phun bột nằm ở phần đầu tiên của máy xeo, có nhiệm vụ :
- Tiếp nhận dòng bột đã được chuẩn bị sẵn sàng để xeo giấy.
- Phân phối dòng bột thật đều theo chiều ngang của lưới xeo.
- Phun dòng bột thật đều theo thời gian (hay theo chiều máy chạy) lên lưới. Ở đây, sử dụng hòm phun bột có đệm khí, là một hòm khép kín và một tấm đệm khí ở bên trong Tốc độ của dòng bột phun ra từ vòi phun là do áp lực của bơm đưa bột vào (P1) và áp lực nén của dòng khí (P2).
Trong hòm phun bột có các suốt lỗ, chức năng của suốt lỗ này là tạo ra sự ổn định áp suất và thay đổi hướng chuyển động của dòng bột Nhờ đó mà tốc độ của dòng bột chảy ra đồng đều theo chiều rộng của môi phun Khe phun bột là khe mà qua đó dòng bột được phun từ hòm phun bột lên lưới xeo Khe này được tạo bởi hai tấm, tấm
Nhóm 5 21 bên dưới là tấm đáy và tấm bên trên Tấm môi phun nằm nghiêng một góc tạo thành khe hở với tấm dưới để dòng bột thoát qua khe hở đó lên lưới xeo.
Lưu lượng của dòng bột khi lên lưới có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi độ mở của khe phun.
Thông thường bột được pha loãng trước khi lên lưới, ở đây nồng độ bột được phun lên lưới là 0,6% để đạt được định lượng của giấy yêu cầu.
2.3.2.2 Quá trình hình thành tờ giấy
Quá trình hình thành tờ giấy gồm 3 quá trình thủy động học đó là : thoát nước, chuyển dịch địch hướng, và xáo trộn xơ sợi.
Hình 7 : Quá trình thủy động học khi hình thành tờ giấy
Tác dụng quan trọng nhất của quá trình thoát nước là sự tách nước của huyển phù xơ sợi hình thành màng xơ sợi Khi các xơ sợi tự do chuyển động lệ thuộc lẫn nhau, thoát nước bởi cơ chế lọc và các xơ sợi được tích tụ thành lớp. a Bộ phận lưới của máy xeo
Trên bộ phận lưới diễn ra sự thoát nước và hình thành của băng giấy từ huyền phù bột phun ra từ hòm phun Sự hình thành ấy có ảnh hưởng nhất định tới những tính chất quan trọng của giấy thành phẩm. Ở đây ta sử dụng lưới được căng bởi các trục Trên bộ phận lưới, lưới ôm lấy trục ngực, lưới trên các bộ phận thoát nước là các tấm suốt và các hòm hút chân không, lượn cong qua trục bụng và trục dẫn động rồi trở về với trục ngực.
Với mỗi loại máy, khi chế tạo suốt đỡ có đường kính là không đổi mà để đạt được độ khô cho phép (2.5 ÷ 3.0%) mà không phá vỡ cấu trúc tờ giấy thì người ta điều chỉnh tốc độ lưới xeo.
Quá trình hình thành và thoát nước của băng giấy trên bàn lưới, có nhược điểm là nước thoát về một phía, khiến cho việc phân phối chất độn và xơ sợi không được đồng đều theo chiều dày băng giấy nên thường phải có thêm bộ phận rung lưới để làm cho chất độn và xơ sợi được phân bố đòng đều hơn trên lưới. b Tấm hình thành
Tấm hình thành có tác dụng đỡ lưới ngang tại điểm dòng bột phun ra từ môi phun tiếp xúc với lưới, tờ giấy bắt đầu hình thành trên bề mặt lưới áp sát bề mặt trên của tấm hình thành Nó điều chỉnh sự thoát nước ban đầu của huyền phù bột trên lưới phù hợp, để cho các xơ sợi mịn và chất độn không bị cuốn đi theo nước.
Tờ giấy được hình thành do sự đan dệt các xơ sợi vì vậy nếu sự đa hướng của các xơ sợi càng nhiều thì sự đan dệt này càng tốt Tuy nhiên trong thực tế xơ sợi chủ yếu được phân bố theo chiều dọc Chính vì vậy khi sử dụng nguyên liệu nên phối hợp nhiều loại nguyên liệu, cả sợi ngắn và sợi dài Tấm hình thành còn có tác dụng hãm bớt độ thoát nước nhằm giảm trôi đi của xơ sợi mịn và chất độn trong giấy Càng về sau, tốc độ thoát nước càng tăng dần. c Tấm thoát nước/ tấm gạt
Trong các máy xeo có tốc độ cao, việc sử dụng nhiều suốt đỡ lưới có đường kính lớn sẽ xay ra hiện tượng tốc bột lên khỏi bể mặt lưới tại vị trí các suốt ddwox lưới, thêm vào đó các xơ sợi vụn cùng các hạt chất độn bị trôi thoát nhiều theo nước. Để làm giảm hiện tượng này ta thay thế các suốt đỡ bằng tấm gạt nước Tấm gạt nước vẫn có tác dụng thoát nước cho tấm bột ướt khi đi qua nó, nhờ áp lực hút chân không Điểm yếu khi sử dụng tấm gạt nước này là hiện tượng dính giấy vào lưới. Để tránh hiện tượng dính giấy này cần phải bố trí các tấm gạt nước thành từng vùng trên bàn lưới. d Hòm hút chân không
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6898:2001
Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền bề mặt của các loại giấy tráng phủ và không tráng phủ bề mặt.
Phương pháp này không áp dụng cho các loại giấy xốp như giấy thấm và các loại giấy tráng phủ bề mặt mà trong thành phần chất tráng phủ có chứa keo nhiệt dẻo.
Tiêu chuẩn viện dẫn
TCVN 3649: 2000 Giấy và cactong – Lấy mẫu để xác định chất lượng trung bình.
TCVN 6725:2000 Giấy, cactong và bột giấy – Môi trường chuẩn để điều hóa và thử nghiệm.
Định nghĩa
3.3.1 Chỉ số nến tới hạn (Critical wax strength number)
Là chỉ số của cây nến có chỉ số cao nhất mà khi nhấc lên khỏi mặt giấy trong điều kiện xác định của phương pháp thử, không làm bong bề mặt giấy.
Hiện tượng bong xảy ra khi lớp mặt của tờ giấy rộp, rách và tách ra khỏi phần giấy còn lại cùng với bề mặt tiếp xúc của cây nến.
Làm nóng chảy các cây nến có chỉ số lực bám dính tăng dần và đặt lên trên bề mặt giấy Sau một khoảng thời gian xác định, nhấc từng cây nến lên và ghi lại chỉ số cao nhất của cây nến mà khi nhấc lên lớp bề mặt của tờ giấy không bị bong theo cùng cây nến.
Thiết bị, dụng cụ
3.4.1 Dụng cụ làm nóng nến:
Có thể sử dụng một trong các dụng cụ: đèn Bunsen, đèn cồn, đèn ga hoặc dụng cụ làm nóng bằng điện.
Thanh gỗ có kích thước 90mm x 40mm x 10mm với lỗ tròn đường kính 30mm cách một đầu của thanh gỗ khoảng 10mm.
3.4.3 Tấm phẳng đặt mẫu thử
Tấm phẳng đặt mẫu thử phải nhẵn, cứng có tính dẫn nhiệt thấp như gỗ Không dùng tấm phẳng làm bằng thủy tinh và kim loại.
Các cây nến được đánh số từ 2A đến 26A theo lực bám dính tăng dần Mỗi cây nến được làm theo công thức riêng và có kích thước của mặt cắt ngang 18mm x18mm.
Lấy mẫu
Mẫu được lấy theo TCVN 3649:2000.
Điều hòa mẫu
Mẫu được điều hòa theo TCVN 6725:2000.
Chuẩn bị mẫu
Cắt các mẫu thử có kích thước tối thiểu 100mm x 100mm, đủ để tiến hành thử được năm lần của một cây nến cho mỗi mặt giấy.
Cách tiến hành
Đặt mẫu thử lên tấm phẳng Chọn cây nến có lực bám dính nhỏ hơn độ bền mặt giấy Làm sạch đầu dưới cây nến bằng dao mỏng hoặc bằng cách làm nóng chảy để loại giấy hoặc lớp tráng phủ đã bám vào mặt nến.
Làm nóng đầu dưới cây nến trên ngọn lửa nhỏ hoặc dụng cụ làm nóng bằng điện, xoay cây nến chầm chậm cho tới khi vài giọt nến nóng chảy rơi xuống nhưng không được để cây nến bắt lửa.
Nhanh chóng đặt đầu nến nóng chảy lên mặt mẫu thử một cách chắc chắn, ấn cây nến vừa đủ để sao cho đường kính của đầu dưới cây nến xấp xỉ 20mm và nhấc ngay tay ra Cây nến được đặt thẳng đứng trên bề mặt giấy. Để cây nến đứng trên mặt giấy ít nhất là 15 phút, nhưng không được lớn hơn 30 phút Đặt thanh gỗ với lỗ tròn lồng qua cay nến Một tay nén thanh gỗ để giữ cho giấy không bị nhăn, rách, một tay kéo nhanh và mạnh cây nến ra khỏi tờ giấy theo chiều vuông góc với bề mặt giấy.
Kiểm tra cả đầu dưới của cây nến và bề mặt giấy dưới ánh sáng thông thường không cần kính phóng đại Khi không có xơ sợi giấy hoặc lớp tráng bong theo bề mặt nến, thì tiếp tục thử với các cây nến khác có độ bám dính tăng dần cho tới khi bề mặt giấy bị phồng rộp, rách và bong theo bề mặt cây nến Tiến hành thử ít nhất là 5 mẫu thử cho mỗi mặt giấy.
Ghi lại chỉ số nến cao nhất mà khi nhấc nến lên, lớp mặt giấy không bị bong theo cùng cây nến Tính kết quả trung bình.
Chú thích 2: Khi thử thường tiến hành với 3 cây nến có chỉ số lực bám dính liên tiếp nhau đặt lên mỗi mẫu thử.
Độ chụm
3.9.1 Độ lặp lại (trong một phòng thí nghiệm):
0,56 với các cây nến có chỉ số 14.
3.9.2 Độ tái lập (giữa các phòng thí nghiệm):
2,85 Số liệu đánh giá độ tái lập được lấy ở TAPPI Collaborative ReferenceProgram for paper, khi tiến hành thử 8 loại giấy có chỉ số nến từ 6,6 đến 18.
Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm gồm các thông tin sau:
1 Viện dẫn theo tiêu chuẩn này
2 Thời gian và địa điểm thí nghiệm
3 Chỉ số nến cho mỗi loại giấy
4 Đặc điểm của mẫu thử
5 Các yếu tố ảnh hưởng tới kết quả thử.
