bột hiệu suất cao tẩy trắng 22
PHẦN IV KẾT LUẬN 24
MỞ ĐẦU
Các loại giấy in, giấy viết thường được sản xuất từ bột giấy hóa học tẩy trắng, do bột giấy hóa học có ưu điểm là độ trắng và độ bền cơ học cao. Nhưng bột giấy hóa học tẩy trắng cho hiệu suất không cao, hơn nữa quá trình sản xuất phát thải ô nhiễm môi trường lớn. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, sản phẩm bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng sản xuất được đã đạt độ trắng cao (xấp xỉ 85% ISO) và có độ bền cơ học tương đối tốt. Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng có ưu điểm là cho hiệu suất cao, giá thành rẻ hơn bột giấy hóa học tẩy trắng. Sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng trong thành phần nguyên liệu của giấy in sẽ cải thiện được tính năng in, tăng độ xốp, độđục của giấy. Bởi vậy, hiện nay bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng đã được sử dụng thay thế một phần bột giấy hóa học tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy viết. Tuy nhiên, bột hiệu suất cao tẩy trắng lại có nhược điểm là độ hồi màu cao và độ bền cơ học thấp hơn bột giấy hóa học tẩy trắng. Do đó trên thế
giới đã có nhiều nghiên cứu được tiến hành để xác định được tỷ lệ sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng thích hợp, cũng như các hóa chất phụ gia có tác dụng ức chế sự hồi màu của loại bột giấy này trong công nghệ sản xuất giấy in, giấy viết.
Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học công nghệ tại các trung tâm nghiên cứu bột và giấy của Canada kết hợp với các nhà nghiên cứu của phòng thí nghiệm Andritz R&D, Ohio Mỹ cho thấy nếu sử dụng một tỷ lệ hợp lý bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng [4] và sử dụng các chất phụ gia (cacbonat canxi, chất tăng trắng quang học) [6] sẽ cho sản phẩm giấy in, giấy viết có chất lượng và cho độ hồi màu gần tương đương với sản phẩm giấy cùng loại sản xuất từ
100% bột giấy hóa học tẩy trắng.
Các nhà công nghệ của Trung Quốc cũng có các nghiên cứu hạn chế sự hồi màu của các sản phẩm giấy in, giấy viết có sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng [3]. Nghiên cứu cho thấy sử dụng cacbonat canxi trong quá trình sản xuất và sử dụng chất tăng tắng quang học trong quá trình gia keo bề mặt giấy đã cho hiệu quả cao trong việc ức chếđộ hồi màu của giấy.
Ở Việt Nam, Công ty cổ phần Tập đoàn Tân Mai đã có dây chuyền sản xuất bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng có độ trắng đạt 70 - 75% ISO và được sử dụng để thay thế một phần bột giấy hóa học tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy viết. Vì độ trắng của bột thấp nên để sản xuất giấy in có độ trắng ISO > 80% phải sử dụng lượng chất tăng trắng quang học tương đối cao.
Theo kế hoạch, năm 2012, Nhà máy bột giấy Phương Nam với công suất 100 nghìn tấn/năm bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ cây đay sẽđi vào sản xuất. Ngoài ra còn một số dự
án nhà máy sản xuất bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng khác được triển khai trong thời gian tới sẽ
Ngoài nguồn bột giấy sản xuất trong nước, bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng có độ trắng ISO > 80% cũng được nhập khẩu về Việt Nam. Một số doanh nghiệp sản xuất Giấy trong nước đã sử dụng loại bột này trong cơ cấu thành phần bột giấy để sản xuất giấy in, giấy viết nhưng tỷ lệ sử dụng chỉ chiếm khoảng 10%. Hiện nay, ở Việt Nam chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về mức giảm độ hồi màu của các sản phẩm giấy này sau thời gian bảo quản và sử
dụng. Chính vì những lý do trên, Công ty TNHH Viện công nghiệp giấy và xenluylô đề xuất
đề tài: “ Nghiên cứu sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy
viết chất lượng cao ”.
Mục đích của đề tài:
Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng.
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
- Nghiên cứu tỷ lệ sử dụng thích hợp bột hiệu suất cao tẩy trắng trong thành phần bột giấy để sản xuất giấy in chất lượng cao.
- Nghiên cứu lựa chọn chất tăng trắng quang học thích hợp trong quá trình sản xuất giấy in.
- Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng cacbonat canxi nghiền kết hợp với chất tăng trắng quang học trong quá trình sản xuất giấy in.
- Thiết lập quy trình công nghệ sản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng.
- Tiến hành sản xuất thử nghiệm tại Xưởng Thực nghiệm của Công ty TNHH Viện công nghiệp giấy và xenluylô
Chuyên đề này báo cáo kết quả nghiên cứu nội dung: Thiết lập qui trình công nghệ
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ GIẤY IN VÀ BỘT GIẤY HIỆU SUẤT CAO TẨY TRẮNG 1.1. Tính chất của giấy in
1.1.1 Các khái niệm về công nghệ in
Tính chất của giấy in không có một quy định chung, vì với các công nghệ in khác nhau thì đòi hỏi các tính chất của giấy khác nhau.
Nhìn chung các phương pháp in được gồm loại chính như sau:
Phương pháp in nổi hay còn gọi là in typo: Trong phương pháp này thì phần cần in sẽ
nổi lên trên bề mặt bản in.Trong quá trình in, mực in sẽđược phết một lớp mỏng trên bề mặt phần nổi này, sau đó khi bản in tiếp xúc trực tiếp với bề mặt giấy, nhờ lực ép tương đối lớn hình ảnh in sẽđược truyền sang giấy. Mực in thường mang tính dầu không tan trong nước.
Phương pháp in lõm là phương pháp in mà trên bản in những chữ hoặc hình ảnh cần in
được khắc lõm xuống so với những phần không in. Trong quá trình in, lô mang bản in sẽ quay và nhúng vào máng mực in, khi ra khỏi máng đựng mực in, thanh gạt sẽ gạt đi những phần mực in dính lại trên bề mặt phần không in, chỉ còn lại mực in trong những phần lõm là phần cần in , sau đó bản in sẽđược ép lên giấy để truyền hình ảnh cần in sang giấy. Mực in cần có
độ nhớt thấp (thường là mực gốc nước) để dễ dàng xâm nhập vào chiều sâu của những của những phần lõm có kích thước rất nhỏ trên bản in, khi đó thì toàn bộ mọi chi tiết của hình ảnh cần in mới được tái hiện lại trên giấy, chất lượng in sẽ cao.
Phương pháp in offset là phương pháp in phổ biến nhất trong in ấn thương mại. In offset là phương pháp in theo nguyên lý phẳng, phần hình ảnh, cả phần cần in và phần không in đều nằm trên cùng một mặt phẳng. Trong quá trình in các hình ảnh dính mực in được ép lên các tấm cao su (còn gọi là các tấm offset) trước rồi mới ép từ miếng cao su này lên giấy. Mực in mang tính dầu nên không tan trong nước. Phương pháp in này có các ưu điểm sau:
- Chất lượng hình ảnh cao - nét và sạch hơn in trực tiếp từ bản in lên giấy vì miếng cao su áp đều lên bề mặt cần in.
- Khả năng ứng dụng in ấn lên nhiều bề mặt, kể cả bề mặt không phẳng (như gỗ, vải, kim loại, da, giấy thô nhám).
- Việc chế tạo các bản in dễ dàng hơn.
Phương pháp in lito về nguyên tắc thì tương tự như phương pháp in offset, nhưng khác
ở chỗ mực in đậm đặc hơn, hình ảnh in được truyền trực tiếp từ bản in sang giấy không cần qua lô cao su trung gian. Phương pháp in lito thường được áp dụng khi in số lượng nhỏ trên giấy in cao cấp ở dạng tờ.
Phương pháp in flexo, phần cần in nằm nổi lên trên bề mặt bản in tương tự như phương pháp in nổi, nhưng khác ở chỗ bản in flexo được làm bằng vật liệu cao su hoặc nhựa đàn hồi và được đúc nguyên tấm rồi gắn lên trục in. Mực in trong phương pháp này là loại mực in tan trong nước. Phương pháp in này được sử dụng rộng rãi để in các loại nhãn decal, bao bì hoặc thùng cactông.
1.1.2 Yêu cầu về tính chất giấy cho các công nghệ in khác nhau
Tất cả các phương pháp in trên đều có điểm chung là mực in được phết lên bản in, sau
đó nhờ lực ép để truyền hình ảnh cần in từ bản in lên giấy. Sự khác nhau giữa các phương pháp in trên là đặc điểm của chữ cần in hay hình ảnh cần in sẽ nổi hay chìm hay không nổi không chìm trên bản in, và chất liệu mực in được áp dụng trong từng phương pháp cũng khác nhau.
Chất lượng sản phẩm của tất cả các phương pháp in trên đều được đánh giá bằng các tiêu chí sau:
- Đối lập về màu sắc giữa phần hình ảnh cần in và phần không in; - Đồng đều vềđộđậm nhạt của phần cần in;
- Rõ nét của phần cần in;
- Phần cần in không được nhìn thấy ở mặt sau của tờ giấy.
Do các phương pháp in khác nhau, các loại mực có tính chất khác nhau nên tính chất
đỏi hỏi cho từng loại giấy trong từng phương pháp in cũng khác nhau.
Giấy dùng cho phương pháp in nổi yêu cầu độ gia keo chống thấm cho giấy thấp, bởi mực in mang tính dầu nên không xẩy ra hiện tượng nhoè.
Độ nhẵn của giấy phải cao, vì muốn đạt chất lượng in cao, đồng đều thì bề mặt giấy chỉ được tiếp xúc với những phần nổi của bản in, nếu giấy không nhẵn thì nhiều chỗ nổi của bản in không tiếp xúc được đều với bề mặt giấy. Vì yêu cầu này nên giấy dùng cho phương pháp in nổi thường phải qua công đoạn cán láng cao cấp để làm nhẵn bề mặt giấy.
Phương pháp in nổi thường được áp dụng để in sách, báo, tạp chí khi số lượng cần in mỗi bản rất lớn.
Giấy dùng cho in offset cần có có độ bền bề mặt cao. Độ gia keo chống thấm của giấy cao hơn hẳn so với phương pháp in nổi, vì trong quá trình in giấy có gián tiếp, tiếp xúc với nước. Giấy phải có độ biến dạng thấp khi gặp ẩm và sấy khô.
Phương pháp in offset thường được áp dụng nhiều nhất để in nhiều màu trong nhiều trường hợp : in sách, in báo, in tạp chí, in quảng cáo,...
Giấy dùng trong trong phương pháp in lito thường đã qua công đoạn cán láng cao cấp và có độ gia keo cao để làm giảm độ biến dạng của giấy khi gặp nước. Nếu giấy dễ bị biến dạng khi ướt thì làm cho hình ảnh của màu in sau sẽ không trùng với hình ảnh của màu in trước, hình ảnh sẽ bị nhoè.
Giấy dùng cho phương pháp in lõm thường không cần độ nhẵn cao như phương pháp in nổi. Những tính chất cần có trong phương pháp in lõm là:
- Giấy có độ mềm mại cao để tờ giấy có thể dễ dàng ép sát lên bề mặt bản in, chất lượng hình ảnh sẽ rõ nét từng chi tiết nhỏ.
- Độ bền bề mặt cao, độ bụi thấp.
- Tỷ lệ dùng chất độn trong giấy in lõm thường rất cao vì giấy đòi hỏi độđục cao. - Độ bền cơ lý tương đối cao, vì trong quá trình in giấy phải chịu một độ căng nhất
định.
- Sự khác nhau giữa hai bề mặt giấy rất thấp để chất lượng in trên hai mặt giống nhau. - Giấy cần có độẩm thích hợp, vì nếu giấy có độẩm quá cao hình ảnh sẽ bị nhoè, làm giảm chất lượng in
1.1.3 Tính chất của giấy in
Tính chất của giấy in không có một quy định chung, vì với các công nghệ in khác nhau
đòi hỏi các tính chất của giấy khác nhau. Tuy nhiên, có một số chỉ tiêu chất lượng của giấy có
ảnh hưởng đến chất lượng giấy in mà không phụ thuộc vào kỹ thuật in:
* Độđồng đều của tờ giấy
Độđồng đều của tờ giấy là chỉ tiêu quang trọng cho phép đảm bảo chất lượng in cao: các nét in sắc, đồng đều, liên tục. Độ đồng đều của giấy liên quan đến quá trình hình thành giấy trên lưới xeo và chủng loại bột giấy sử dụng. Thông thường, tỷ lệ sử dụng bột giấy xơ sợi ngắn càng cao sẽ càng làm tăng độđồng đều của giấy.
Khả năng bắt mực in của giấy là yêu cầu cần thiết, nhất là trong kỹ thuật in nhiều màu. Mực có các màu khác nhau được in lớp mực này trên lớp mực kia mà vẫn nhận được độ sắc nét, độ sáng bong không bị nhòe. Để tăng khả năng bắt mực in thì giấy phải có cấu trúc tương
đối xốp (khối lượng thể tích thấp). Giấy được sản xuất từ loại bột giấy hiệu suất cao thường
đáp ứng được chỉ tiêu này.
* Độ nhẵn của giấy
Độ nhẵn của giấy là một chỉ tiêu chất lượng cần thiết đối với tất cả các phương pháp in. Độ nhẵn của giấy ảnh hưởng đến mật độ in và màu in. Muốn đạt chất lượng in cao, đồng
đều thì bề mặt giấy phải nhẵn, nếu giấy không nhẵn thì nhiều chỗ nổi của bản in không tiếp xúc được đều với bề mặt giấy. Một tờ giấy có mật độ in cao và phạm vi màu rộng cần yêu cầu rất cao vềđộ nhẵn.
* Độ trắng
Độ trắng là một trong những tính chất quang trọng của các loại giấy in, giấy viết. Độ
trắng của giấy được tổng hợp từđộ trắng của xơ sợi và độ trắng của các chất phụ gia, nhất là
độ trắng của chất độn sử dụng trong quá trình sản xuất giấy.
* Độđục
Để đảm bảo chất lượng in, nhất là in màu, giấy cần phải có độ đục cao (từ 85% trở
lên). Trong thành phần bột giấy hiệu suất cao từ gỗ lá rộng, bột từ rơm rạ, có chứa hàm lượng các chất không phải xenluylô cao và xơ sợi ngắn, có khả năng làm tăng sự không đồng nhất về
hướng của các tia khúc xạ. Sử dụng các loại bột này làm nguyên liệu để sản xuất sẽ cho giấy có độđục cao.
*Độ bền bề mặt
Giấy dùng cho in offset cần có có độ bền bề mặt cao. Độ gia keo chống thấm của giấy cao hơn hẳn so với phương pháp in nổi, vì trong quá trình in giấy có gián tiếp, tiếp xúc với nước. Giấy phải có độ biến dạng thấp khi gặp ẩm và sấy khô. Phương pháp in offset thường
được áp dụng nhiều nhất để in nhiều màu trong nhiều trường hợp: in sách, in báo, in tạp chí, in quảng cáo,... Để tăng độ bền bề mặt của giấy in offset, người ta gia keo tinh bột vào bột giấy trước khi xeo (0,75 - 0,1)% so với bột khô tuyệt đối). Phương pháp tốt nhất để tăng độ bền bề
mặt của giấy in offset là gia keo bề mặt sẽ hạn chế sự biến dạng của giấy khi độẩm cao.
1.1.4 Các yếu tốảnh hưởng tới tính chất in
* Ảnh hưởng của thành phần bột giấy đến tính chất in của giấy.
Sự có mặt của bột giấy cơ học trong thành phần giấy sẽ làm tăng độ đục, khả năng thấm mực in tốt, sự phân bố xơ sợi đồng đều, nên sẽ làm tăng tính chất in của giấy. Do vậy
trong thành phần giấy in các loại thường chứa một tỷ lệ bột giấy cơ học phụ thuộc vào từng chủng loại giấy. Tuy nhiên sự có mặt của bột giấy cơ học trong giấy lại làm tăng độ hồi màu, giảm độ bền cơ lý và giảm tuổi thọ của giấy. Chính vì vậy đối với các loại giấy in cao cấp có
độ bền và tuổi thọ cao thì bột cơ học không được có trong thành phần giấy. Trong thành phần