VI. Cactong sóng (corrugated carton)
6.3. Công nghệ sản xuất giấy bìa cactong sóng
Thơng thường nhà máy sản xuất hịm hộp cactong sóng bao gồm
2 phân xưởng:
-phân xưởng sản xuất giấy bìa cactong sóng (corrugator) -phân xưởng sản xuất hịm hộp nhằm chế tạo các hộp cactong thông qua các công đoạn: printing, cutting, scoring (creasing) and gluing (or possibly, taping or stitching).
Tuy nhiên, cũng có những nhà máy chỉ sản xuất giấy bìa sóng,
sau đó phân phối ra thị trường cho các nhà máy sản xuất hịm hộp, họ mua về để đóng thành hộp cactong sóng.
Lớp sóng được xử lý bằng nhiệt và hơi ở điều kiện thích hợp đủ dẻo
để có thể tạo hình sóng.
Để tạo hình sóng, giấy lớp sóng được ép giữa 2 lơ tạo hình (lơ sóng)
hoặc 1 lơ tạo hình kết hợp áp suất chân khơng.
Sau q trình tạo hình ở bộ phận tạo sóng, chất kết dính tinh bột
được đưa vào trên đầu của mơ sóng để dán với lớp mặt.
Trước đó, giấy lớp mặt cũng được xử lý ở các điều kiện thích hợp
Bộ phận chính của máy xeo cactong sóng 1 mặt là:
- lơ tạo sóng, dùng để tạo sóng từ tấm giấy phẳng.
- lơ phủ (lơ ép) được dùng để phủ lớp keo dính lên trên đầu của rãnh sóng (mơ sóng).
- lơ áp suất để dảm bảo hình thành vết nối và tạo sự liên kết tốt giữa lớp sóng và lớp mặt
Các loại máy xeo cactong sóng 1 mặt khác nhau ở chỗ là cách
mà lớp sóng tiếp xúc với lơ tạo sóng thứ 2 (lơ thấp hơn) ngay sau khi tạo sóng và trước khi được dán với lớp mặt.
Máy xeo giấy 1 mặt truyền thống có thanh đỡ (finger)
- Ở loại máy xeo này, lớp sóng tiếp xúc với lơ tạo sóng thứ 2 (lơ thấp hơn) nhờ thanh đỡ cơ học.
- Thanh đỡ này nằm ở phía dưới của lơ tạo sóng thứ 2, ngay trước lô phủ keo và điểm tiếp xúc với giấy lớp mặt.
- Tốc độ máy theo thiết kế khoảng 200 m/min trong khi tốc độ thực tế khi chạy máy khoảng 60 m/min.
- Để đạt được tốc độ trên thì phải có cơng đoạn xử lý tấm giấy phù hợp, bao gồm các lô gia nhiệt và tạo ẩm (sử dụng hơi nước áp suất thấp)
•Hơi sử dụng phải đủ nóng và khơng có nước ngưng tụ. Xử lý hơi hiệu quả nhất là ngay sau khi xử lý nhiệt.
•Các lơ tạo sóng u cầu có phần cắt bớt để phù hợp cho từng loại lớp sóng sử dụng.
•Lơ tạo sóng thiết kế cho lớp sóng định lượng thấp (thường bị mài mịn) vẫn có thể sử dụng để sản xuất các loại định lượng lớn.
•Hàm lượng chất rắn và điểm tạo gel của chất kết dính cũng phải được điều chỉnh phù hợp.
•Keo dán phải được tuần hồn và khơng được sấy khơ trên vùng sấy. •Nhiệt độ cũng phải được điều khiển chính xác.
•Sức căng ở cạnh của giấy ở cả 2 mặt của lớp mặt của giấy single face và lơ sóng phải bằng nhau để giúp cho q trình chạy máy tạo sóng tốt nhất.
•Tránh xảy ra việc giấy bị dừng ở giữa quá trình xử lý nhiệt ban đầu và lơ tạo sóng.
•Tốc độ của lô xử lý nhiệt phải nhanh hơn tốc độ tấm giấy ở single facer.
•Giá đỡ lơ phải có cơ cấu phanh hợp lý khi mà lơ xử lý nhiệt kéo tấm giấy.
•Nếu lơ xử lý nhiệt khơng quay, sóng sẽ bị rách, vỡ khi tốc độ chạy máy tăng do lực căng của tấm giấy tăng.
•Thanh đỡ (fingers) phải được điều chỉnh theo bề dày của lớp sóng. •Giấy định lượng lớn cần sử dụng keo có khả năng kết dính tốt (hiệu quả) hơn so với giấy định lượng thấp.
• Độ nhớt Stein-Hall khoảng 50-60 s, hàm lượng rắn khoảng 22%, và điểm tạo gel khoảng 60-62°C là điều kiện thích hợp của keo tinh bột ngơ cho lớp sóng định lượng cao (đối với tinh bột khoai tây và lúa mì sẽ khác).
Máy xeo giấy sóng 1 mặt khơng thanh đỡ với hệ thống áp suất chân không
Vận tốc thiết kế của máy khoảng 300 m/min, có thể đạt được với cả
khi chạy loại giấy bìa sóng có định lượng rất cao và cứng.
Tốc độ tối thiểu khi chạy giấy bìa sóng bán hóa định lượng cao là
khoảng 180 m/min (khi đường kính lơ là 40 cm).
Khi đường kính lơ tạo sóng bé hơn thì tốc độ tối thiểu khoảng 80
m/min.
Cịn các thơng số và điều kiện khác như việc cắt bớt của lơ tạo sóng
(để phù hợp với các loại giấy khác nhau), khâu xử lý nhiệt bằng lô quay, và xử lý hơi nước tấm giấy tương tự như máy xeo có thanh đỡ.
Lơ xử lý nhiệt phải có thanh gạt bọc 2 mặt với hệ thống điều chỉnh tự
động theo tốc độ máy.
Áp suất chân khơng ở các lơ tạo sóng phải tương đương theo phương
ngang của tấm giấy kể cả ở cạnh.
Các loại giấy bìa sóng định lượng cao u cầu:
- áp suất chân không cao hơn so với loại giấy thông thường (112 g/m2).
- độ nhớt và hàm lượng chất rắn của keo dính (làm từ tinh bột ngơ) phải cao hơn một ít so với giấy bìa sóng 1 mặt thơng thường (single facer) là độ nhớt Stein-Hall: 60-70 s và hàm lượng rắn 25%.
- điểm tạo gel thấp hơn 55-60°C.
Keo tinh bột khoai tây làm cho các lơ tạo sóng bẩn nên ít được sử dụng, trong khi tinh bột mì thì dễ cháy.
Máy xeo giấy sóng 1 mặt khơng thanh đỡ với hệ thống áp suất cao
(positive pressure)
Đối với loại máy xeo này thì tốc độ tối đa theo thiết kế cho tất cả
các loại giấy là 300 m/min.
Tốc độ tối thiểu cho loại giấy cứng nhất (Power flute) là khoảng
180 m/min khi đường kính lơ khoảng 40 cm.
Với đường kính lơ bé hơn thì tốc độ tối thiểu khoảng 80 m/min. Việc cắt giảm của lơ tạo sóng (để phù hợp với các loại giấy khác nhau), khâu xử lý nhiệt bằng lô quay, và xử lý hơi nước tấm giấy tương tự như máy xeo có thanh đỡ.
Lơ xử lý nhiệt phải có thanh gạt bọc 2 mặt với hệ thống điều chỉnh tự động theo tốc độ máy.
Các loại giấy bìa sóng định lượng cao yêu cầu áp suất dương
cao hơn so với loại giấy thông thường (112 g/m2).
Các máy xeo hiện đại xeo giấy bìa sóng single facer định lượng
cao thường có lơ xử lý nhiệt mới.
Tốc độ chạy giấy loại B-flute khoảng 220 m/min, đây là tốc độ
phù hợp hiện nay, trong đó khoảng 590 đường keo (gluelines, đường nối bằng keo) tạo thành từng giây.
Tăng tốc độ lên 300 m/min sẽ tăng số lượng đường nối bằng
Lớp sóng
Khi lớp sóng đến cơng đoạn tạo giấy một mặt single face (dán các lớp giấy với nhau), có một số yêu cầu như sau:
- độ ẩm trung bình của giấy khoảng 8-9% (tương đương với độ ẩm quá trình đo đạc bằng máy 9-9.5%).
- độ ẩm theo chiều ngang của giấy phải đủ theo yều cầu. - Độ bền kéo của giấy khoảng 15-20 kN/m2.
- Má phanh trên giá đỡ lô chỉ sử dụng trong trường hợp muốn giấy chạy theo sự kiểm soát khi mà giấy bị dừng đột ngột không mong muốn.
Tiền xử lý nhiệt
•Mục đích của tiền xử lý nhiệt là để nâng nhiệt độ của giấy lên, do đó sẽ làm cho giấy mềm hơn để dễ tạo sóng (do lớp sóng làm từ bột bán hóa vẫn cịn chứa nhiều lignin và hemi, là những polyme nhiệt dẻo).
•Điều này sẽ khơng đạt được nếu khoảng cách (vật lý) giữa lô tiền xử lý nhiệt và lơ tạo song q lớn.
• Lơ xử lý nhiệt hiện đại thường liền kề hoặc đặt ngay trên công đoạn dán.
•Lơ xử lý nhiệt tách biệt thường có nhược điểm là nó gia nhiệt cho giấy, giảm độ ẩm của giấy nhưng cũng nhanh chóng bị hạ nhiệt trược cơng đoạn tạo sóng.
•Thơng thường người ta cũng kết hợp cả xử lý hơi và nhiệt cùng 1 lô để tăng hiệu quả truyền nhiệt.
•Nếu tốc độ lơ xử lý nhiệt được điều chỉnh tương đương với tốc độ công đoạn dán, sức căng của giấy sẽ được kiểm sốt.
•Nếu tốc độ lơ này nhanh hơn cơng đoạn dán 5%, cơng suất của cả q trình sẽ được cải thiện đặc biệt khi tăng tốc độ lơ tạo sóng.
•Nếu tốc độ lơ xử lý nhiệt q thấp sẽ tạo ra sức căng của giấy và dẫn đến gãy hoặc nứt sóng.
Tiền xử lý hơi
Sau khi xử lý nhiệt thì giấy được xử lý hơi.
Mục đích của q trình xử lý này là nâng cao độ ẩm cũng như
nhiệt độ của giấy, giúp cho giấy dễ tạo sóng.
Độ ẩm cũng có thể làm giảm nhiệt độ hóa dẻo của các thành
phần trong giấy sóng.
Về bản chất, q trình xử lý hơi quan trọng hơn xử lý nhiệt. Áp suất của hơi dùng để xử lý là 1 yếu tố quan trọng ảnh
Áp suất cao ảnh hưởng khơng có lợi đến độ ẩm, tuy nhiên tăng được
nhiệt độ giấy. Hơi thứ áp suất thấp (low pressure salvage steam) ở khoảng 300-700 kPa là hợp lý nhất.
Trong thực tế, tiền xử lý hơi tăng độ ẩm của giấy lên 0.5-2%.
Nhiệt độ cuối cùng của giấy trước cơng đoạn tạo sóng thường thấp hơn
100°C.
Chất sáp silicon hóa hoặc polyetylen tỷ trọng thấp thường được đưa lên
giấy lớp sóng ở dạng lỏng hoặc rắn để giảm ma sát nhằm giúp q trình tạo sóng diễn ra hiệu quả. Việc này tiến hành ở sau khâu xử lý nhiệt.
Sau xử lý hơi, tấm giấy sẽ tiến vào vùng tạo sóng trên lơ sóng, có 2
phương pháp dẫn giấy là:
- lớp sóng sẽ lướt nhanh qua đầu (bánh răng) của lơ sóng, lớp sóng
có thể chạy được là do tỷ lệ sức căng nhanh hơn khoảng 30-50% so
với đầu của lơ sóng phía trên. Sự tiếp xúc này sẽ làm cho giấy nóng lên, mài mịn đầu lơ và tăng sức căng giấy.
- một số máy thì dẫn giấy qua đầu lô (bánh răng) nhờ lô dẫn để
Tạo sóng
Các bước đề cập ở trên chỉ là khâu chuẩn bị cho cơng đoạn tạo
sóng. Khi các bước trên hồn thành sẽ giúp cho cơng đoạn tạo sóng thực hiện đơn giản.
Có một số yêu cầu cơ bản sau:
- Nhiệt độ của lơ sóng phải được giữ đủ cao trong suốt q trình sản xuất ở khoảng 160-190°C (Trong đó áp suất hơi 1.3 MPa và 1.4 Mpa tương ứng với nhiệt độ bề mặt tối đa là 175°C và 185°C).
- Áp suất giữa các lơ sóng phải được kiểm sốt chính xác.
- Với giấy định lượng cao thì yêu cầu áp suất cao hơn trong quá trình hình thành.
- Áp suất phải tương ứng với răng của lơ bởi vì nếu áp một tải trọng quá mức lên cạnh của tấm giấy có thể làm hỏng sóng tại vùng này.
- Phải hạn chế hiện tượng mài mịn lơ, việc này sẽ được kiểm tra thông qua các dấu hiệu từ bề mặt lô.
- Các lô phải được đặt song song.
- Hệ thống răng của lô trên phải chính xác.
Khi lớp sóng đã được tạo ra, các mơ sóng này phải được giữ ngun
hình dáng cho đến khi dán vào lớp mặt.
Cơng đoạn xeo hiện đại single facer khơng có thanh đỡ sẽ giữ lớp sóng
Dưới điều kiện bình thường, giấy lớp sóng dễ dàng giữ trên lơ
sóng, và tất cả các mơ sóng có cùng chiều cao.
Các yếu tố gây nhiễu sẽ là nguyên nhân làm cho giấy lớp sóng bị
rơi ra (giũ ra) khỏi lơ chân không.
Hiện tượng rơi ra này xuất hiện với chiều dài khoảng vài rãnh
sóng tạo thành hình như cái túi.
Ngun nhân chính là do khơng đủ áp suất chân khơng đễ giữ
giấy, một số nguyên nhân khác như là giấy lớp sóng có độ xốp cao, liên kết kém, khơng đủ nhiệt...
Trong công đoạn xeo single facer truyền thống, thanh đỡ sẽ giữ
giấy lớp sóng tiếp xúc với lơ sóng.
Thiết bị cơ học dùng để đỡ giấy này thì khơng thực sự hồn hảo,
nó tạo ra tải trọng cao.
Tuy nhiên, khi các khâu chuẩn bị, tạo sóng và điều chỉnh thanh đỡ được kiểm sốt tốt thì có thể tạo ra sản phẩm có chất lượng tương đương máy xeo khơng thanh đỡ.
Hiện tượng mài mịn thanh đỡ xảy ra, do đó cần có những điều
Cơng đoạn dán các lớp trong single facer
Khi lớp sóng tiếp xúc với bề mặt của lơ sóng dưới, lơ dán sẽ đưa một
lớp keo lên đỉnh của sóng.
Đây là cơng đoạn quan trọng của xeo giấy bìa sóng single facer, và
có thể là cơng đoạn khởi nguồn của các vấn đề trong máy xeo.
Có một số yêu cầu cơ bản cần phẩn kiểm soát tốt để đưa lượng keo
nhất định lên đỉnh của sóng là:
- Lơ sóng phía dưới, lơ dán keo và lơ điều chỉnh phải được lắp đặt đúng vị trí, sai số chấp nhận là 0.05 mm.
- Khoảng cách giữa các lô trên phải chính xác. - Dao điều chỉnh phải khơng được dị rỉ.
Những yêu cầu trên áp dụng cho quá trình đưa keo dán ở cả xeo giấy
single face loại truyền thống và loại không thanh đỡ.
Tuy nhiên, loại khơng thanh đỡ cịn u cầu việc điều chỉnh vùng ép
giữa lơ sóng và lơ dán keo. Hệ thống chấp nhận vùng ép khoảng vài trăm mm cho loại có bề dày keo thơng thường.
Lớp sóng được kiểm sốt bằng chân khơng tựa vào lơ dán keo như với
máy xeo sóng thơng thường.
Khi thanh đỡ q chặt có thể ngăn chặn q trình dán keo và có thể
Sau khi dán thì giấy sóng sẽ đi qua vùng ép giữa lơ sóng và lơ áp suất. Đây cũng là một cơng đoạn quan trọng của xeo sóng single facer. Một
số yếu tố cần kiểm soát là:
- nhiệt độ của lô áp suất phải đủ lớn khoảng 160-190°C trong suốt quá trình làm việc
- tải trọng phải phù hợp, khoảng 20-40 kN/m, và bộ phận kiểm soát phải điều chỉnh theo độ dày của giấy.
- độ mài mịn của lơ phải vừa phải
- lơ áp suất và lơ sóng phải được đặt song song
- dao cạo của lô phải được làm sạch thường xuyên tránh tích tụ cặn bẩn
Khi giấy lớp mặt đi qua lơ xử lý nhiệt thì có một số yêu cầu sau:
- độ ẩm trung bình khoảng 8,5%
- hàm ẩm phải được kiểm soát theo chiều CD
- sức căng của giấy phải đảm bảo chính xác, và sức căng của
giấy lớp mặt thì khơng quan trọng bằng lớp sóng
- điều chỉnh sức căng bằng các lơ kiểm sốt phải bổ sung cho
- xử lý nhiệt lớp mặt qua 3 công đoạn:
. với lô xử lý riêng biệt lớn đường kính khoảng 900 mm . với 1 hoặc nhiều lơ nhiệt đường kính 200-300 mm
. Với lơ áp suất
Mục đích của xử lý nhiệt là chuẩn bị cho khâu dán các lớp giấy. Nghĩa là
nó cung cấp đủ nhiệt cho q trình gelatin hóa tinh bột.
Bởi vì q trình gelatin hóa cũng u cầu cả độ ẩm, nên giấy lớp mặt
định lượng thấp hơn 200 g/m2 phải được gia nhiệt ở bề mặt không bị dán để đẩy hơi nước sang mặt được dán keo. Nhiệt sẽ truyền đủ qua lớp giấy mỏng.
Với giấy định lượng cao sẽ gia nhiệt ở mặt có keo dán bởi vì nhiệt năng
•Khâu chuẩn bị keo dán tinh bột là một công đoạn quan trọng của quá trình, gồm một hệ thống 4 giai đoạn.
•Nó bao gồm giai đoạn nấu tinh bột (giai đoạn dẫn keo), giai đoạn chuẩn bị tinh bột thô, chuẩn bị dung dịch xút và borax (natri borat). Các thành phần này sẽ được trộn lẫn trong bể hỗn hợp.
-Bộ phận dẫn keo tinh bột (đồng thời với nấu tinh bột) có nhiệm