NGHIÊN CỨU MỨC DÙNG VÀ ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHO MỖI LOẠI KEO CHỐNG THẤM NỘI BỘ Ở GIẤY BAO BÌ CARTON

Tuy nhiên sự phân loại này chỉ mang tính chất tương đối, trong một số trường hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng, một số loại có định lượng nhỏ hơn 225 g/m2 vẫn được gọi là giấy Carton nh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU MỨC DÙNG VÀ ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHO MỖI LOẠI KEO CHỐNG THẤM NỘI BỘ Ở GIẤY

BAO BÌ CARTON

Họ và tên sinh viên: TRẦN HOÀI BẢO Ngành: CÔNG NGHỆ BỘT GIẤY VÀ GIẤY Niên khoá: 2006 – 2010

NGHIÊN CỨU MỨC DÙNG VÀ ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHO MỖI LOẠI KEO

CHỐNG THẤM Ở GIẤY BAO BÌ CARTON

Tác giả

TRẦN HOÀI BẢO

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Công nghệ sản xuất giấy & bột giấy

Giáo viên hướng dẫn ThS ĐẶNG THỊ THANH NHÀN

Tháng 07 năm 2010

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý công ty cổ phần giấy An Bình, công ty giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân, công ty Thuận Phát Hưng đã tạo cho em có điều kiện học tập, tìm hiểu qui trình công nghệ sản xuất bột giấy, giúp cho em có kiến thức thực tế sản xuất trên cơ sở những lý thuyết đã học trong nhà trường, bước đầu làm quen với nền sản xuất công nghiệp hiện đại

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

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

từ thực tiễn với những gì mà mình đã được học

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến cô Đặng Thị Thanh Nhàn đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức bổ ích và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian làm bài báo cáo thực tập vừa qua Đó chính là hành trang quý giá nhất giúp em tự tin khi rời mái trường để bước vào đời

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

SVTH: Trần Hoài Bảo

Trong đề tài này, nguyên liệu được sử dụng là sự phối trộn theo tỉ lệ 75 % carton nội và 25% carton ngoại Sau khi xác định độ ẩm và tính toán khối lượng hợp lý, chúng sẽ được xé nhỏ ngâm trong nước khoảng 4h Tiếp theo khuấy bột rồi đem nghiền ở nồng độ 2% để đạt được độ nghiền 35 – 45oSR Bột sau khi nghiền sẽ được

phối trộn hóa chất và đây là khâu cần được nghiên cứu Các hóa chất được cho vào (CaCO3, phèn, tinh bột Cation, Keo chống thấm, chất bảo lưu) theo những thí nghiệm sau:

 Thí nghiệm 1 : Hóa chất được cho vào theo thứ tự như sau:

Phèn -> Tinh bột Cation -> Keo chống thấm -> CaCO3 -> Bảo lưu

Trong đó, dùng 3 loại keo AKD plus 15, Hi-phase R 35, Eka CRM 1718 ở các mức dùng khác nhau

 Đối với keo Hi-Phase và Eka CRM 1718 ở mức 1 - 1.2% (tương ứng với 10 – 12 kg cho 1 tấn bột KTĐ) là tốt nhất với hiệu quả chống thấm lần lượt là 22.33g/m2

và 20.33 g/m2, và là giá trị thích hợp để đạt độ bục và độ nén vòng cao nhất Môi trường pH hiệu quả là 5 – 6

 So sánh về hiệu quả chống thấm, độ bục và độ nén vòng đạt được cho giấy bao bì carton cũng như toàn bộ chi phí cho khâu gia keo chống thấm nội bộ thì keo Eka CRM 1718 tốt hơn AKD và Hi-Phase Vì vậy có thể thay thế keo Eka CRM 1718 cho AKD plus 15 và Hi-Phase R 35

Tp.HCM, ngày 22 tháng 07 năm 2010

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục v

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình và các biểu đồ viii

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Mục đích đề tài 2

1.4 Giới hạn đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN 4

2.1 Tổng quan về giấy carton 4

2.1.1 Khái niệm giấy Carton 4

2.1.2 Phân loại 4

2.2 Nguyên liệu sản xuất bìa carton 8

2.2.1 Nguyên liệu thường 8

2.2.2 Nguyên liệu cao cấp 8

2.3 Ưu nhược điểm của tái chế giấy 9

2.3.1 Ưu điểm của nguyên liệu giấy tái chế OCC 9

2.3.2 Nhược điểm 9

2.4 Lực liên kết giữa các lớp trong cấu trúc bìa carton: 10

2.5 Các hóa chất phụ gia sử dụng 11

2.5.1 Tìm hiểu về các chất gia keo chống thấm 11

2.5.2 Một số chất chống thấm thông dụng trong sản xuất 12

2.5.2.1 Keo nhựa thông 12

2.5.2.2 Keo AKD dùng làm keo chống thấm ở phương pháp xeo trong môi trường kiềm 18

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Nội dung nghiên cứu 23

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 23

3.3 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 23

3.3.1 Hóa chất nghiên cứu 23

3.3.2 Thiết bị nghiên cứu 25

3.3.3 Tiêu chuẩn sử dụng 25

3.4 Phương pháp nghiên cứu 26

3.4.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 26

3.4.2 Thuyết minh sơ đồ thí nghiệm 27

3.4.3 Các thí nghiệm thực hiện trong công đoạn nghiên cứu 29

3.4.4 Xử lý số liệu 34

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các mức sử dụng keo đến tính chất của bao bì carton35 4.1.1 Đối với keo AKD 35

4.1.2 Đối với keo Hi-Phase R 35 39

4.1.3 Đối với keo Eka CRM 1718 42

4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của PH trong công đoạn gia keo đến kết quả chống thấm của giấy bao bì carton 44

4.3 So sánh hiệu quả chống thấm cho mỗi loại keo tương ứng với chi phí cho phần gia keo chống thấm nội bộ ở giấy bao bì carton 51

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

5.1 Kết luận 54

5.2 Kiến nghị 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC 57

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 2.1: Công dụng một số loại bìa carton 4 Bảng 2.2: Các loại giấy Carton 5 Carton lớp mặt 5 Bảng 4.1: Độ thấm hút, độ bục và độ nén vòng của giấy carton với các mức dùng khác nhau khi sử dụng keo AKD plus15 35 Bảng 4.2: Độ thấm hút của giấy carton ở các mức dùng khác nhau đối với keo Hi-Phase R 35 39 Bảng 4.3: Độ thấm hút của giấy carton ở các mức dùng khác nhau đối với keo Eka CRM 1718 42 Bảng 4.4: Độ thấm hút khi sử dụng keo AKD (mức dùng keo cố định 0.7 %) ở các môi trường pH khác nhau 44 Bảng 4.5: Độ thấm hút khi sử dụng keo Hi-Phase (mức dùng keo cố định 1,2 %) ở các môi trường pH khác nhau 47 Bảng 4.6: Độ thấm hút khi sử dụng keo Eka CRM 1718 (mức dùng keo cố định 1.2

%) ở các môi trường pH khác nhau 48

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ CÁC BIỂU ĐỒ

Trang

Hình 2.1 : Các sản phẩm từ giấy Carton 6

Hình 2.2: Cấu trúc cơ bản của giấy Carton 4 lớp 6

Hình 2.3: Hình dạng các rảnh của giấy carton theo chuẩn 8

Hình 2.4: Phản ứng tổng hợp AKD 22

Hình 2.5: Phản ứng giữa AKD và nhóm OH của xenlulo 24

Hình 2.6: Phản ứng thủy phân AKD 24

Hình 2.7: Sơ đồ minh họa cơ chế gia keo 26

Hình 3.1: Sơ đồ thí nghiệm chung 31

Biểu đồ 4.1 : Độ thấm hút nước ở các mức dùng khác nhau đối với keo AKD 41

Biểu đồ 4.2: Độ chịu bục và độ nén vòng ứng với mỗi mức dùng của keo AKD 42

Biểu đồ 4.3: Độ thấm hút nước ở các mức dùng khác nhau đối với keo Hi-Phase 43

Biểu đồ 4.4: Độ chịu bục và độ nén vòng ứng với mỗi mức dùng của keo Hi-Phase 45

Biểu đồ 4.5: Độ thấm hút nước ở các mức dùng khác nhau đối với keo Eka CRM 1718 46

Biểu đồ 4.6: Biểu đồ độ chịu bục và độ nén vòng với mỗi mức dùng của keo Eka CRM 1718 47

Biểu đồ 4.7: Biểu đồ thể hiện độ thấm hút của giấy carton ở những giá trị pH khác nhau khi dùng keo AKD 49

Biểu đồ 4.8: Độ chịu bục và độ nén vòng với khoảng pH khác nhau của keo AKD 49

Biểu đồ 4.9: Biểu đồ thể hiệ độ thấm hút của giấy carton ở những giá trị pH khác nhau khi dùng keo Hi- Phase 51

Biểu đồ 4.10: Biểu đồ độ chịu bục và độ nén vòng với khoảng pH khác nhau của keo Hi-Phase 52

Biểu đồ 4.11: Biểu đồ thể hiện độ thấm hút của giấy carton ở những giá trị pH khác nhau khi dùng keo Eka CRM 1718 .53

Biểu đồ 4.12: Biểu đồ độ chịu bục và độ nén vòng với khoảng pH khác nhau của keo Eka CRM 1718 53

dỡ hàng hóa Ngoài ra, giấy bìa gợn còn có thể tái sản xuất, tiết kiệm nguyên liệu, ít gây ô nhiễm môi trường

Để tăng độ bền cơ cho giấy, người ta thường ghép nhiều lớp giấy lại với nhau Các loại giấy có chất lượng khác nhau là do sự kết hợp với những loại nguyên liệu khác nhau Giấy là loại vật liệu bao bì lâu đời không gây hại cho môi trường, đã được

xử lý để có thể tăng cường tính kháng hơi ẩm, chống oxy hóa, kháng vi khuẩn, chống dính, khó cháy, chống thấm nước, bề mặt có độ trượt cao, độ bóng cao, chống thấm chất béo

Chống thấm cho giấy đặc biệt cho giấy bao bì, giấy in … ngày càng trở thành một yêu cầu tất yếu Nhưng cách thức chống thấm như thế nào để vừa tiện lợi vừa kinh

tế lại luôn là một vấn đề mà các nhà máy sản xuất giấy quan tâm Các hóa chất thường được sử dụng cho mục đích này thường là nhựa thông xà phòng hóa (Soap rosin), nhựa thông cường tính (fortified rosin) hay nhựa thông phân tán nhũ hóa (anion dispersed rosin) trong môi trường axit (pH = 4.5 – 5.5) hoặc bằng AKD (alkyl ketene dimer) trong môi trường kiềm nhẹ (pH = 7.5 - 8.2) Tuy nhiên, việc sử dụng phèn quá mức cho việc hạ pH và kết tủa nhựa thông đang tạo ra những vấn đề về giá thành, tạo

bọt, sự mài mòn thiết bị, sự đóng cặn … Còn đối với AKD, thời gian lưu hóa (khoảng

24 giờ), lưu trữ trong điều kiện lạnh, kiểm soát pH … cũng không phải là một lựa chọn tối ưu cho nhà sản xuất giấy Do vậy, tìm ra giải pháp tối ưu trong điều kiện hiện nay đặc biệt đối với nguyên liệu tái sinh có chứa chất độn hoặc hệ thống có sử dụng chất độn CaCO3 thật sự có ý nghĩa quan trọng

Nắm bắt xu thế đó, đề tài “ Nghiên cứu mức dùng và điều kiện tối ưu cho các loại keo chống thấm nội bộ ở giấy bao bì carton” đã được ra đời

Do kiến thức còn hạn chế và quỹ thời gian có hạn nên không thể tránh được những sai sót Mong quý thầy cô và quý bạn đọc góp ý chân thành để khóa luận được hoàn thiện hơn

1.2 Mục tiêu đề tài

Thí nghiệm sử dụng keo Eka CRM 1718 thay thế cho Hi- phase R 35 (đang sử dụng tại nhà máy giấy An Bình) và keo AKD plus 15 (hiện đang sử dụng tại nhà máy giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân) bằng cách:

- Nghiên cứu mức dùng và điều kiện tối ưu cho mỗi loại keo chống thấm nội bộ ở giấy bao bì carton

- Khảo sát yếu tố pH ảnh hưởng đến hiệu quả gia keo chống thấm

- So sánh hiệu quả chống thấm ở mỗi loại keo xét về mặt kỹ thuật lẫn mặt kinh tế

1.3 Mục đích đề tài

Khảo sát về các hóa chất chống thấm đang sử dụng cho giấy bao bì carton, phân tích ảnh hưởng của nó đến tính chất của giấy bao bì carton So sánh giữa các loại chất gia keo chống thấm hiện đang sử dụng phổ biến (Hi- Phase R 35, keo AKD plus 15, Eka CR M1718) ở Việt Nam từ đó đưa ra nhận xét và giải pháp sử dụng hiệu quả hóa chất chống thấm cho giấy bao bì carton

Song do thời gian và điều kiện có hạn nên đề tài chỉ tập trung thực hiện trên giấy bao bì carton lớp mặt (test liner board) với các yếu tố ảnh hưởng như: mức dùng

và môi trường pH

Chương 2

TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về giấy carton

2.1.1 Khái niệm giấy Carton

Carton là từ thông dụng để chỉ các sản phẩm giấy có định lượng cao hơn 225g/m2, độ

dày và độ cứng cao

Tuy nhiên sự phân loại này chỉ mang tính chất tương đối, trong một số trường hợp phụ

thuộc vào mục đích sử dụng, một số loại có định lượng nhỏ hơn 225 g/m2 vẫn được

gọi là giấy Carton (như các loại làm hòm hộp, làm thành phần Carton sóng…) và một

số loại có định lượng lớn hơn 225g/m2 vẫn được gọi là giấy (như giấy lọc, giấy

thấm…)

2.1.2 Phân loại

Bìa carton có thể có cấu trúc một lớp hoặc nhiều lớp, được hình thành trên máy

xeo dài một lưới hoặc nhiều lưới, hoặc trên máy xeo tròn một lô lưới hoặc nhiều lô

lưới Bảng 2.1 thể hiện công dụng một số loại bìa carton và Bảng 2.2 là các loại giấy

carton

Bảng 2.1: Công dụng một số loại bìa carton

Giấy Duplex

Loại bìa có ít nhất hai lớp, lớp ngoài cùng có chất lượng tốt nhất và thường có màu trắng, lớp dưới có màu bột không tẩy Được tạo hình trên máy xeo dài hoặc xeo tròn (ít nhất từ hai trục lưới)

Bao bì thực phẩm Loại bìa được sử dụng trong bao gói thực phẩm, có cấu trúc một

hay nhiều lớp, thường làm từ bột chính phẩm đã tẩy trắng

Carton sóng

Loại bìa nhiều lớp dùng làm những hộp chịu gấp Lớp ngoài cùng được làm bằng bột chính phẩm, những lớp khác (lớp sóng và lớp thẳng nằm phía trong) có thể làm từ bột giấy thu hồi

Giấy đế Loại giấy được dùng để tráng hay áp dụng một xử lý bề mặt nào đó Bìa làm bao gói

Giấy bao gói thực phẩm Loại này có cấu trúc một lớp hay nhiều lớp, thường làm

từ 100% bột kiện đã tẩy trắng

Carton làm hòm hộp

Carton nhiều lớp được sử dụng để gấp hòm hộp Lớp mặt được tạo nên từ bột kiện, còn các lớp khác được tạo từ xơ sợi thứ cấp

Chip board Loại Carton nhiều lớp được tạo từ 100% xơ sợi thứ cấp Carton đế (để tráng phấn) Carton được sử dụng để tráng phấn hay tẩm phủ

Carton sóng Carton nhiều lớp được tạo thành từ 100% xơ sợi thứ cấp,

làm lớp sóng thùng bao bì

Các sản phẩm làm từ bìa Carton

 Sự kết hợp giữa carton lớp mặt và lớp sóng :

a Single face : b Single Wall : ( Double Wall )

Gồm có : một lớp mặt và một lớp sóng Gồm có : hai lớp mặt và một lớp sóng

c Double Wall : d Triple Wall :

Gồm có : hai lớp mặt và hai lớp sóng Gồm có : ba lớp giữa và bốn lớp mặt

 Đường rãnh sóng :

Mục đích : có tác dụng như lớp đệm chịu được áp lực và chống lại sự bóp méo, trọng lượng Đường rãnh sóng còn giống như lớp cách cách ly để bảo vệ sự biến đổi đột ngột của nhiệt độ

- Hình dạng : giữa dạng U và V

- Các loại hình dạng theo chuẩn như sau (A,B,C,E,F…) ,

A-flute the largest profile

Carton lớp

mặt

Carton

lớp sóng

B-flute smaller than A

C-flute between A and B

E-flute smaller than B

2.2.1 Nguyên liệu thường

Là loại nguyên liệu thông thường đã qua sử dụng, có chất lượng không cao như: giấy vụn, giấy báo, giấy tập, các loại giấy bao bì, thu hồi trong nước, một số loại nhập về từ nước ngoài

2.2.2 Nguyên liệu cao cấp

Là loại nguyên liệu có chất lượng cao, đồng đều, chủ yếu được nhập từ nước ngoài như: giấy hồ sơ ngoại, giấy OCC cao cấp, bìa carton ngoại, một số loại bột

giấy… thường được dùng để sản xuất lớp mặt của bìa carton Duplex

2.3 Ưu nhược điểm của tái chế giấy

2.3.1 Ưu điểm của nguyên liệu giấy tái chế OCC

+ Bảo vệ môi trường

Sản xuất giấy từ giấy đã dùng nhìn chung là sạch hơn và hiệu quả hơn là sản xuất giấy từ gỗ, vì việc tách xơ sợi và tẩy trắng đã được làm trước đó Nghĩa là sử dụng ít năng lượng, nước và hoá chất hơn, do đó thải ra không khí và nước ít chất độc hại hơn

+ Sản xuất giấy tái chế dùng ít năng lượng hơn nhiều so với sản xuất từ bột nguyên thuỷ Sản xuất bột từ giấy tái chế sẽ tiết kiệm được 60% năng lượng so với bột nguyên thủy, giảm 95% ô nhiễm từ khí thải, giảm 30 % m3 nước/tấn bột

+ Nếu có một hệ thống thu gom giấy tái chế tốt thì ở công đoạn này có tính kinh

tế hơn vận chuyển các cây gỗ từ rừng về để sản xuất bột

Về góc độ kinh tế thì ý nghĩa lớn hơn cả là tạo ra một ngành công nghiệp dịch

vụ mang tính xã hội hóa cao, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên đáng kể từ việc giảm khai thác rừng tương đương với lượng giấy thải loại đưa vào tái chế

+ Nguồn nguyên liệu rất phong phú từ trong nước hay nhập khẩu

Năm 2005 cả nước thu gom 538.000 tấn giấy loại = 40,41 %

Năm 2006 VN sản xuất 480.000 tấn bột từ giấy loại thì cần 650.000 tấn giấy

loại

2.3.2 Nhược điểm

+ Chiều dài xơ sợi ngắn hơn 2-3,5 mm, liên kết kém hơn so với bột nguyên thủy

+ Chất lượng giấy làm ra có độ bền cơ lý kém

+ Có lẫn nhiều tạp chất nên phải có hệ thống lọc nhiều hơn

Từ nguyên liệu giấy tái chế khi qua công đoạn chuẩn bị bột ta có loại bột giấy tái chế hay bột tái sinh Đây là nguyên liệu chính để làm giấy Carton Ngoài ra nếu sản xuất giấy Duplex trắng thì cần có thêm bột hóa xớ dài (>4 mm) làm lớp mặt tạo độ trắng bóng cho tờ giấy

2.4 Lực liên kết giữa các lớp trong cấu trúc bìa carton:

Lực liên kết giữa các lớp của bìa carton là một thông số rất quan trọng, nhất là đối với những loại hộp carton Lực liên kết giữa các lớp là chỉ số liên quan đến khả năng chống lại sự tách lớp trong cấu trúc bìa nhiều lớp dưới tác động của lực kéo áp dụng theo phương thẳng góc với mặt phẳng giấy Liên kết này phụ thuộc vào tương tác

cơ học của thành phần mịn và các sợi con có tại bề mặt tiếp giáp giữa các lớp và sự phát triển của liên kết hydro giữa các sợi khi tiếp xúc với nhau Để đạt được mức độ liên kết cao nhất, cần phải có một số điều kiện sau:

Thành phần mịn tại bề mặt tiếp xúc sẽ lấp đầy lỗ trống và làm tăng cường hơn

bề mặt tiếp xúc giữa các lớp Thực tế đã chứng minh rằng, nếu thành phần mịn bị lấy

đi khỏi một hay hai bề mặt thì lực liên kết lớp sẽ giảm đi một nửa Như vậy, nếu các lớp có tính hai mặt (tính không đồng nhất về thành phần ở mặt trên và dưới của băng giấy) khá lớn thì sẽ gây những ảnh hưởng bất lợi cho liên kết lớp

Nước tự do phải được hiện diện tại khe ép để hỗ trợ cho sự di chuyển của thành phần mịn Do vậy nồng độ bột lên lưới thấp là một yếu tố thuận lợi

Quá trình trương nở (thủy hóa) và phân tơ chổi hóa sợi cũng làm phát triển liên kết

Khi các lớp giấy càng mỏng, lực liên kết giữa chúng càng lớn (khi so sánh hai

tờ bìa ở cùng một bề dầy) Với các lớp mỏng, sự định hướng của sợi tại bề mặt tiếp xúc được xem là tương đương như sự định hướng trong khối sợi, do vậy lực liên kết giữa chúng sẽ gần tương đương như lực liên kết trong từng lớp thành phần

Khi áp suất ép giữa trục bụng và trục ép tăng thì lực liên kết giữa các lớp cũng tăng Tuy nhiên, áp suất này chịu giới hạn nghiêm ngặt của lượng nước hiện diện, do vậy chỉ tại hai hoặc ba khe ép sau cùng thì mới có thể giữ được một tải trọng đủ lớn vì

sự phân bố tải trọng khe ép rộng hơn

Việc tạo thành liên kết giữa các lớp thường dễ dàng hơn việc duy trì được liên kết đó Ở các giai đoạn gia công tiếp theo, do có sự hiện diện của lực chuyển dịch, có thể gây ra ảnh hưởng đối với liên kết này

 Sự giảm liên kết này do hai yếu tố cơ bản sau:

Lực nén ở khe ép có khuynh hướng làm cuốn mép của bề mặt giấy tại cạnh đi vào khe ép Nếu một trong các trục ép có lớp phủ tương đối mềm thì sự biến dạng này

tờ bìa Các loại chất phụ gia thường được sử dụng gồm: một số loại keo chống thấm, các chất độn, chất trợ bảo lưu, các chất màu và một số phụ gia khác

2.5.1 Tìm hiểu về các chất gia keo chống thấm

Khái niệm về tính chống thấm của giấy: Hầu hết các loại giấy (ngoại trừ giấy vệ sinh và một vài loại giấy đặc biệt khác) đều cần mang tính chống thấm nước để chúng không dễ bị phân rã ra khi gặp nước

 Nước thấm được vào tờ giấy chủ yếu do hai hiện tượng:

- Xơ sợi làm giấy mang tính hợp nước

- Nước thấm qua các lỗ nhỏ trên bề mặt vào bên trong tấm giấy

Vì vậy, bản chất của hiện tượng chống thấm của giấy dựa trên hai nguyên tắc: hoặc là làm cho tờ giấy mang tính kỵ nước; hoặc là lấp kín những lỗ hổng nhỏ trên bề mặt giấy ngăn cản không cho nước thấm vào bên trong

 Để truyền cho giấy tính chống thấm, người ta thường áp dụng hai cách sau:

- Một là dùng những chất có tính kỵ nước như keo nhựa thông, keo AKD, keo ASA trộn chung với bột giấy trước khi xeo Phương pháp gia keo như vậy gọi là gia keo nội bộ Trong phương pháp này, chất kỵ nước khi bám lên bề mặt xơ sợi sẽ làm cho xơ sợi và cả băng giấy cũng mang tính kỵ nước Tuy nhiên, khả năng kỵ nước nhiều hay ít phụ thuộc vào mức dùng các loại keo này

- Hai là dùng những chất có tính tạo màng như keo tinh bột, keo polyvinylalcol, CMC (Carboxy Methyl Cellulose), để tráng phủ lên bề mặt tờ giấy Phương pháp này gọi là gia keo bề mặt Trong phương pháp này chất tạo màng sẽ lấp kín đa số những lỗ trên bề mặt giấy làm cho nước khó có khả năng thâm nhập vào bên trong tờ giấy Phương pháp gia keo bề mặt còn có thêm tác dụng tạo cho giấy có tính bền bề mặt, tăng độ bóng bề mặt, thích hợp cho các loại giấy in cao cấp không bị bong xơ bề mặt khi gặp ma sát trong quá trình in

Đối với một số loại giấy cần có độ bền bề mặt cao như giấy in cao cấp, giấy photocopy, người ta áp dụng cả hai phương pháp gia keo nội bộ và gia keo bề mặt Mục đích của việc gia keo nội bộ vào bột giấy trước khi gia keo bề mặt cho băng giấy

là để làm giảm khả năng keo bề mặt thấm sâu vào bên trong lớp giấy, như vậy sẽ giảm được lượng tiêu thụ chất keo bề mặt, mà vẫn đảm bảo yêu cầu bền bề mặt của tờ giấy

2.5.2 Một số chất chống thấm thông dụng trong sản xuất

2.5.2.1 Keo nhựa thông

Trong phương pháp xeo axit, keo nhựa thông được dùng làm chất chống thấm cùng với phèn nhôm được sử dụng làm chất bảo lưu Chính vì sự có mặt của phèn nhôm nên pH của dòng bột lên máy xeo trong khoảng 4,5 – 5 và phương pháp xeo này được gọi là phương pháp xeo axit Phương pháp xeo như vậy đã được áp dụng từ năm

1807 Sử dụng keo nhựa thông làm chất chống thấm có những ưu điểm là keo rẻ tiền,

dễ kiếm, hiệu quả chống thấm tốt, không gặp những rắc rối nhiều do hiện tượng kết tủa hoặc tích đọng của keo trên máy xeo, giấy đứt trên máy xeo dễ phân tán và dễ xử

lý lại để thu hồi bột

 Cơ chế bảo lưu keo nhựa thông trong phương pháp xeo axit

Phương pháp xeo axit là phương pháp xeo lâu đời vì nó sử dụng các chất phụ gia rẻ tiền, dễ kiếm là keo nhựa thông làm chất chống thấm, bột đất sét (cao lanh) làm chất độn và phèn nhôm làm chất bảo lưu Do vậy phương pháp xeo axit ngày nay vẫn được ứng dụng rộng rãi để sản xuất các loại giấy không cần độ trắng cao, các loại giấy

có chứa bột cơ (vì trong môi trường axit bột cơ không bị sẫm màu đi) như các loại giấy bao bì, giấy báo

keo xà phòng hoá và keo phân tán Mỗi loại keo này có các cơ chế bảo lưu khác nhau, điều kiện và hiệu quả sử dụng cũng khác nhau

 Cách sử dụng keo nhựa thông xà phòng hoá

Cơ chế bảo lưu: Thành phần chính của nhựa thông chưa xà phòng hoá là các axit nhựa Abietic Sau khi xà phòng hoá các axit nhựa đều tan dưới dạng các anion abietate (Ab-) Khi pH của môi trường là 4,5-5,5 các anion nhôm tan ra từ phèn nhôm tồn tại ở dạng cation Al3+ sẽ tác dụng với anion Abietic để tạo thành Al-monoresinate mang điện dương là chủ yếu và một lượng nhỏ các axit nhựa (resin axit):

[Al(H2O)6] 3 + Ab- => [Al(OH)(H2O)5]2 + Hab

Sự có mặt của các cation Ca2+, Mg2+ sẽ làm giảm tác dụng của cation Al3+ và do

đó làm giảm hiệu quả của sự bảo lưu keo nhựa thông Như vậy là việc sử dụng chất độn là Canxicarbonate sẽ không thích hợp khi dùng chất chống thấm là keo xà phòng hoá

Tỷ lệ sử dụng keo nhựa thông dạng xà phòng hoá khoảng 0,5-1,5% so với bột giấy lượng phèn nhôm khoảng 1,0-3,0% (gấp đôi lượng nhựa) là thích hợp

Từ trước đến nay keo nhựa thông xà phòng hóa thường được phối trộn vào bột giấy trước khi gia phèn vì người ta nghĩ rằng nếu cho phèn trước khi gia keo nhựa thông, keo sẽ bị kết tủa ngay khi gặp phèn do đó không phân bố đều được Ngày nay một số nơi người ta gia phèn trước khi gia nhựa xà phòng hoá mà vẫn đạt hiệu quả

Sự tăng nhiệt độ trong quá trình sấy cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của keo chống thấm Nhiệt độ sấy cần phải tăng từ từ và không quá cao, nhiệt độ sấy cao nhất khoảng 1200C đạt tới khi độ khô của giấy khoảng 60%, sau đó nhiệt độ giảm dần thì sẽ cho hiệu quả sử dụng keo chống thấm cao nhất

 Cách sử dụng keo nhựa thông phân tán

Cơ chế bảo lưu: Các hạt nhựa trong keo nhựa phân tán là những hạt tích điện

âm có kích thước khoảng 0,2-0,5m, thành phần chính của mỗi hạt là các axit nhựa chưa bị xà phòng hoá (>90%) nên không tan trong nước Để các hạt nhựa (mang điện tích âm) này có thể bảo lưu lại trên mặt xơ sợi (cũng tích điện âm) thì phải nhờ các hạt mang điện dương- đó là các hạt cation nhôm từ phèn nhôm Các cation nhôm sẽ làm đông tụ các hạt mang điện âm là những hạt keo và những xơ sợi mịn thành từng chùm Những đám đông tụ này mang điện tích dương sẽ bám vào bề mặt các xơ sợi tích điện

âm nhờ lực hút tĩnh điện Kết quả là các hạt nhựa thông được bảo lưu trong quá trình xeo Một số ion nhôm còn có thể tác dụng với phân tử axit nhựa tạo thành Al-monoresinate không tan kết tủa trên mặt xơ sợi, nhưng lượng này rất ít

Trước khi tấm giấy đi qua bộ phận sấy thì mỗi hạt nhựa phân tán tuy chứa nhiều phân tử axit nhựa nhưng những phân tử này do chưa được định hướng tốt nên tính kỵ nước chưa phát triển tốt Khi đi qua bộ phận sấy, các hạt nhựa này bị chảy mềm làm tăng diện tích phủ trên bề mặt xơ sợi, các phân tử nhựa dễ dàng định hướng lại để những phần hydrocacbon mang tính kỵ nước thì chĩa ra ngoài Do vậy tính kỵ nước mới phát triển tối đa Sự khác biệt giữa keo nhựa thông xà phòng hóa và keo phân tán

là nhiệt độ nóng chảy của các hạt keo phân tán thấp hơn, do vậy diện tích xơ sợi mà keo có thể phủ được sẽ nhiều hơn Điều này cũng giải thích vì sao hiệu quả chống thấm của keo phân tán cao hơn so với khi dùng keo xà phòng hoá

Độ bảo lưu của keo phân tán giảm khi mức độ khuấy trộn của dòng bột trước khi lên máy xeo tăng hoặc độ hút chân không trên máy xeo tăng Nguyên nhân là lực khuấy trộn hoặc hút chân không tăng làm phá vỡ các đám keo tụ tạo thành giữa các cation nhôm với các hạt keo và các xơ sợi

Độ bảo lưu của keo nhựa phân tán khi độ bảo lưu của các xơ sợi mịn tăng Để đạt được kết quả này người ta sử dụng chất bảo lưu xơ sợi mịn là tinh bột cation hặc các cation polymer tổng hợp khác Khi sử dụng các cation tinh bột hoặc các cation

tổng hợp thi có thể giảm lượng phèn cần dùng Nhưng lượng phèn không được giảm nhiều quá vì khi thiếu phèn thì độ bảo lưu của nhựa phân tán lại giảm

Tỷ lệ dùng nhựa phân tán khoảng 0,4-0,6% so với xơ sợi bột giấy (ít hơn so với dùng keo xà phòng hoá) Tỷ lệ dùng phèn khoảng 0,6-1,0% (so với 1-3% khi dùng nhựa keo xà phòng hoá) pH tối ưu của dòng bột khi dùng keo phân tán là 5,5-6,5 Như vậy khi dùng keo phân tán thì tiêu tốn ít phèn hơn so với khi dùng keo xà phòng hoá

Khi gia nhiều phèn quá mà giá trị pH thấp hơn giá trị tối ưu trên sẽ xảy ra hiện tượng keo nhựa dễ làm bít lưới xeo, chăn xeo, đóng cặn trên đường ống

Khi các ion Ca2+, Mg2+ có mặt trong bột giấy thì chúng sẽ tác dụng với các axit nhựa tạo thành các resinate canxi và resinate magie Các resinate này là chất kết tủa dạng giống như phô mai, tính kỵ nước yếu hơn Al-resinate và axit nhựa nên sẽ làm giảm hiệu quả chống thấm

Các chất độn có khả năng hấp thụ keo nhựa nhiều hơn cả xơ sợi do vậy khi sử dụng chất độn thì làm tăng lượng keo cần sử dụng hoặc làm giảm độ chống thấm của keo

Thứ tự gia phèn nhựa: Người ta thường gia chất độn trước, rồi gia phèn theo tỷ

lệ ấn định trước vào bột, điều chỉnh pH về giá trị tối ưu đối với khi dùng keo phân tán

là 5,5-6,5 (có thể dùng dung dịch xút để điều chỉnh pH về khoảng giá trị tối ưu) Sau cùng mới gia nhựa phân tán Thứ tự như vậy thường được áp dụng khi dùng keo phân tán làm chất chống thấm, nó sẽ cho hiệu quả chống thấm cao hơn Lý do là trong bột giấy trước khi gia phèn nhựa có chứa nhiều các anion tạp chất, các cation Ca2+, Mg2+-

Khi gia phènvào trước , một phần cation nhôm sẽ keo tụ với các anion tạp chất trước

để gia nhựa vào các axit nhựa sẽ tác dụng ngay với các anion nhôm chứ không bị các cation canxi, cation magie làm giảm hiệu quả chống thấm đi nữa Nguyên nhân nữa của sự gia nhựa phân tán sau cùng là để hạn chế sự khuấy trộn vì khuấy trộn sẽ làm vỡ các đám keo tụ giữa cation nhôm và keo phân tán, làm giảm độ bảo lưu của keo

Khi thành phần bột giấy không chứa bột cơ, hiệu quả chống thấm nếu dùng keo phân tán tốt hơn hẳn so với dùng keo xà phòng hóa Còn khi thành phần giấy chứa bột

cơ thì hiệu quả chống thấm của hai loại keo này là tương đương nhau Các nhà nghiên

thì nên dùng keo phân tán, còn khi xeo các loại giấy chứa bột cơ hoặc bột chưa tẩy trắng thì nên dùng keo xà phòng hoá để giá thành thấp

 Keo nhựa thông dùng trong phương pháp xeo trung tính (pH = 6.5 - 7.5)

Keo nhựa thông biến tính phân tán có thể sử dụng làm chất chống thấm trong phương pháp xeo trung tính Phương pháp biến tính nhựa thông là cho nhựa thông tác dụng với 8 - 15% maleic anhydrid hoặc axit fumaric, mục đích là đưa thêm các nhóm carboxyl vào trong phân tử axit nhựa làm cho nhựa thông dễ phân tán hơn trong môi trường nước mà không cần qua công đoạn xà phòng hoá

 Nguyên tắc sử dụng keo nhựa thông trong phương pháp xeo trung tính là:

- Keo nhựa thông dạng biến tính phân tán được sử dụng kèm với phèn làm chất bảo lưu Cơ chế bảo lưu keo nhựa thông trong phương pháp xeo trung tính khác biệt so với phương pháp xeo axit là: trong môi trường trung tính pH = 6,5 - 7,5, các hạt keo hydroxit nhôm tích điện dương với các hạt axit nhựa tích điện âm không nhất thiết phải tác dụng với nhau ngay tại phần ướt của máy xeo khi nhiệt độ chưa cao, mà chúng còn tác dụng với nhau tại bộ phận sấy của máy xeo khi có nhiệt độ cao

Để hạn chế phản ứng giữa phèn nhôm mang tính axit với các hạt chất độn là CC thì nên giảm lượng phèn nhôm tới mức tối thiểu cho phép, mà vẫn đảm bảo hiệu quả bảo lưu keo nhựa thông, nghĩa là phải duy trì pH trong khoảng 6,5 - 7,5 Vì nếu nhiều phèn nhôm quá (pH < 6,5) thì CC bị phân huỷ và tạo bọt Nếu ít phèn nhôm quá thì pH

> 7,5; độ bảo lưu của nhựa thông quá thấp, hiệu quả chống thấm của nhựa thông không còn

- Khi muốn tăng độ bảo lưu của nhựa thông thì cần phải tăng nồng độ cation nhôm mà không làm giảm độ pH xuống dưới 6,5 Để thực hiện điều này người ta có 2 cách:

Cách 1: Thay thế một phần phèn nhôm bằng Aluminate natri

Cách 2: Thay thế hoàn toàn phèn nhôm bằng PolyAlumium Cloride (PAC)

- Tỷ lệ nhựa thông biến tính sử dụng trong phương pháp xeo trung tính thường cao hơn so với phương pháp xeo axit

 Kết luận: Khi xeo các loại giấy mà trong thành phần có sử dụng bột cơ và

chất độn CC tỷ lệ thấp (các loại giấy in) nếu chọn phương pháp xeo trung tính sẽ cho giấy có độ bền tốt hơn và độ trắng cao hơn so với phương pháp xeo axit Keo nhựa

thông dạng biến tính phân tán có thể dùng làm chất chống thấm trong phương pháp xeo trung tính này: tỷ lệ keo dùng nhiều hơn, nhưng tỷ lệ phèn nhôm dùng ít hơn (hoặc được thay thế bằng PAC) so với phương pháp xeo axit

2.5.2.2 Keo AKD dùng làm keo chống thấm ở phương pháp xeo trong môi trường kiềm

a Điều chế keo AKD (Alkyl Ketene Dimer)

Xét về cấu trúc, AKD là một keton không no Quá trình tổng hợp có liên quan

sự chuẩn bị axitclorua carboxylic, kế là phản ứng ngưng tụ vòng lacton thông qua sự tạo một axit trung gian bằng phản ứng tách hydrohalogenua trong dung môi hữu cơ

Hình 2.4: Phản ứng tổng hợp AKD (R = C14H29 -> C20H39

Trong phản ứng điều chế trên, axit béo thường dùng ở dạng sáp, là hỗn hợp của

ít nhất 5 axít béo khác nhau trở lên (chứa 14-22 nguyên tử cacbon Trong mỗi loại AKD, một trong các axit sẽ chiếm tỷ lệ lớn nhất là axit palmitic, axit lauric hoặc axit stearic, axit myristic…

AKD nguyên thể điều chế được ở dạng sáp, không tan trong nước, nhiệt độ trong khoảng 44-520C

Muốn sử dụng keo AKD làm keo chống thấm cho giấy thì cần phân tán chúng vào trong nước thành các hạt keo có kích thước thật nhỏ ( khoảng 0,5 – 2 µm) và phải tích điện cho các hạt này bằng cách dùng các hạt polyme Cation bám lên các hạt keo để

chúng tích điện dương thì chúng mới có khả năng bảo lưu được trên xơ sợi trong quá trình xeo

 Quá trình nhũ tương hoá keo AKD thực hiện như sau:

- Phân tán sáp AKD dạng vảy nến trong dung dịch nước đun nóng tới nhiệt độ khoảng 75 - 90oC đã có chứa các chất phụ trợ khác là:

- Chất ổn định nhũ tương : thí dụ như tinh bột cation

- Chất hoạt động bề mặt: thí dụ như lignin sulphonate natri

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

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

- Để hạn chế phản ứng thủy phân của phân tử AKD trong quá trình bảo quản người

ta phải hạ pH của nhũ tương xuống trong khoảng 2,5 - 3,5 bằng axit H2SO4 hoặc axit HCl Nếu pH = 6 thì phân tử AKD dễ tham gia phản ứng mở vòng lactone, làm giảm hiệu quả bảo lưu keo AKD trên sơ sợi Vì pH của nhũ tương là môi trường axit nên thiết bị chứa hoặc xử lý nhũ tương AKD trước khi gia vào bột giấy phải được làm bằng vật liệu chống axit ăn mòn

- AKD trên thị trường thường được bán dưới dạng chuẩn bị sẵn là nhũ tương AKD Trong quá trình vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, nhũ tương AKD thường được giữ ở nhiệt độ thích hợp là khoảng 20oC, thì thời gian sống của nhũ tương được khoảng một tháng Khi về nơi sử dụng, nếu muốn bảo quản trong kho lâu hơn một tháng thì phải bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn nữa

- Trước khi sử dụng thì nhũ tương này sẽ được hoà loãng ra khoảng 10 lần để dễ dàng trộn đều với bột

Trước đây người ta chỉ điều chế được nhũ tương AKD nồng độ thấp chứa 6-13% chất khô Ngày nay người ta điều chế được nhũ tương AKD nồng độ cao chứa 20-25% chất khô Trong thành phần chất khô đó thì 20-40% là tinh bột cation hoặc là các cation polymer có mật độ tích điện dương cao Nhũ tương AKD thế hệ thứ ba có nồng độ chất khô cao hơn nữa, trong đó lượng cation polymer gấp 1,5-2 lần AKD (về khối lượng) Chất lượng của keo AKD cũng ngày càng được hoàn thiện hơn theo xu hướng:

dễ phân tán hơn, ít xảy ra phản ứng thuỷ phân của AKD hơn, thời gian bảo quản lâu hơn

b Cách sử dụng keo AKD

AKD có khả năng tham gia hai loại phản ứng:

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

Hình 2.5: Phản ứng giữa AKD và nhóm OH của xenlulô

Các dimer alkyl keten cũng phản ứng với nước để tạo thành axit β keton không bền và nó sẽ decarboxyl để tạo ra các keton tương ứng

Hình 2.6: Phản ứng thủy phân AKD

c Cơ chế phản ứng của keo AKD và xơ sợi

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

Những hạt keo phân tán được ổn định bằng điện tích dương trước hết sẽ được hấp thụ trên xơ sợi bằng lực hút tĩnh điện Hàm lượng AKD để thực hiện giai đoạn này sẽ thay đổi và nó liên quan với diện tích bể chứa bột, bơm, mực lưu chất trong thùng đầu, việc thêm tinh bột cation chính là để hỗ trợ cho sự bảo lưu AKD Vị trí gia keo AKD vào dòng bột là từ bể chứa đầu máy đến bơm quạt hoặc hòm điều tiết

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

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

- Phản ứng hóa học giữa AKD với nhóm OH của xenlulo Phản ứng này chỉ diễn ra ở tốc độ cao khi phần lớn nước trong tấm giấy đã được bay hơi nghĩa là ở cuối giai đoạn sấy

Diễn ra quá trình định hướng của các phân tử AKD sao cho phần hydrocacbon là phần kỵ nước thì chĩa ra ngoài bề mặt tờ giấy, phần nhóm chức tạo thành liên kết với

xơ sợi làm cho các phân tử AKD dính chặt lên bề mặt xơ sợi Nhờ định hướng này

mà độ chống thấm tăng lên Sự định hướng này không chỉ xảy ra trong quá trình sấy

mà còn tiếp tục trong khoảng thời gian ngắn sau khi giấy được xeo xong, nghĩa là độ chống thấm vẫn tiếp tục tăng

Hình 2.7: Sơ đồ minh họa cơ chế gia keo

d Lượng dùng

Tỷ lệ dùng AKD là 0,05- 0,15% (tính theo AKD nguyên sáp) so với khối lượng bột KTD Nếu sản xuất giấy có dùng bột giấy tái sinh thì bột giấy này có lẫn keo AKD nên lượng dùng keo sẽ giảm hơn, nên chỉ cần dùng lượng 0,03 – 0,06 %

e Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả dùng keo AKD

- Tỷ lệ chất độn cao thì tăng lượng dùng keo AKD vì chất độn hấp thụ nhiều keo Nên gia keo trước khi gia chất độn

- Tăng lượng dùng tinh bột cation thì tăng hiệu quả gia keo vì tinh bột cation làm tăng khả năng bám dính của keo AKD lên bề mặt xơ sợi

- Chọn chất trợ bảo lưu thích hợp khi gia keo AKD Nên dùng hệ bảo lưu vi hạt

- Độ pH: keo AKD dùng hiệu quả trong khoảng pH = 8-9 Phản ứng của keo AKD với

xơ sợi thường được xúc tác bằng các ion bicarbonat (HCO3)-, do vậy người ta thường dùng một lượng nhỏ NaHCO3 hoặc Na2CO3 vào dòng bột vừa để thúc đẩy phản ứng giữa keo AKD với xơ sợi, vừa để điều chỉnh pH trong khoảng 8-9 Khi dùng CaCO3

làm chất độn thì nồng độ ion (HCO3)- là thích hợp rồi nên không cần bổ sung thêm NaHCO3 hoặc Na2CO3 nữa

 Độ kiềm tính và hiện tượng hồi keo

Độ kiềm tính là nồng độ in OH- có trong dòng bột Các ion OH- có trong dòng bột do hai lý do Thứ nhất là do bổ sung Na2CO3 hoặc NaHCO3 quá nhiều Thứ hai là khi dùng PCC làm chất độn, trong PCC có chứa tạp chất Ca(OH)2 do quá trình điều chế PCC, Ca(OH)2 chưa phản ứng hết với khí CO2 để tạo thành CaCO3 Nếu độ kiềm tính của dòng bột cao nghĩa là nồng độ OH- cao sẽ làm tăng phản ứng thủy phân keo AKD để tạo thành keton, không có tính chống thấm, phản ứng này diễn ra chậm, dẫn đến tính chống thấm của giấy bị giảm dần sau khi tấm giấy được sản xuất – gọi là hiện tượng hồi keo Nên dùng keo AKD với chất độn GCC, dùng keo ASA với chất độn PCC

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

- So sánh giữa các loại chất gia keo chống thấm hiện đang sử dụng phổ biến (keo AKD plus 15, Hi-Phase R 35, Eka CRM1718…) để rút ra ưu và nhược điểm của từng loại

- Phân tích nhận xét về ảnh hưởng của hóa chất đến các tính chất của giấy bao bì carton, từ đó đề xuất hướng để sử dụng hiệu quả hóa chất chống thấm trong quá trình sản xuất giấy bao bì carton

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

- Thời gian: từ ngày 03-3 đến ngày 30 - 5 - 2010

- Địa điểm:

Tại phòng thí nghiệm của công ty giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân

Tại phòng thí nghiệm của công ty giấy An Bình

Tại phòng thí nghiệm của Trung Tâm Nghiên Cứu Chế Biến Lâm Sản Giấy và Bột Giấy – Trường Đại học Nông Lâm

3.3 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu

3.3.1 Hóa chất nghiên cứu

Trong khuôn khổ của đề tài, hóa chất nghiên cứu được sử dụng là keo AKD plus 15, Hi-Phase R 35, Eka CRM1718 từ các công ty giấy đã thực tập

 Keo AKD PLUS 15

Tên hóa học: nhũ tương nước alkyl ketene dimmer

Ngoại quan : Dịch nhũ tương màu trắng có mùi đặc trưng

Dạng ngoài : Chất lỏng nhũ tương màu trắng

Mùi : Có mùi nhựa thông

Nồng độ rắn : 35%

Điện tích : Cation

Tỉ trọng (200C) : 1.08 ± 0.04

Thời hạn lưu trữ (200C) : 6 tháng

3.3.2 Thiết bị nghiên cứu

- Máy nghiền PFI

- Máy đo độ nghiền Schopper- Riegler

- Máy đánh tơi

- Máy xeo tờ handsheet

- Máy đo độ thấm hút nước (độ Cobb)

- Máy khuấy que

- Nghiền bằng máy nghiền PFI theo tiêu chuẩn SCAN – C25

- Xeo handsheet theo tiêu chuẩn SCAN- C 27:76

- Điều hòa mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 6725 : 2000

- Độ thoát nước được đo theo tiêu chuẩn SCAN – C 19: 65

- Đánh tơi bột theo tiêu chuẩn SCAN – M2

- Xác định nồng độ theo tiêu chuẩn SCAN – C3

- Đo độ thấm hút nước (phương pháp Cobb) theo tiêu chuẩn SCAN – P12