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

Tháng 07/2010


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

i


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

ii



TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu mức dùng và điều kiện tối ưu cho các loại keo chống thấm
nội bộ ở giấy bao bì carton” được thực hiện tại công ty cổ phần giấy An Bình, công ty
giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân và phòng thí nghiệm Trung Tâm Chế Biến Lâm Sản Bột
Giấy và Giấy Trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM. Đề tài được thực hiện từ tháng
03/3/2010 đến ngày 30/05/2010 dưới sự hướng dẫn của Thạc sĩ Đặng Thị Thanh Nhàn.
Mục tiêu đề tài nhằm so sánh hiệu quả của các loại keo chống thấm thích hợp trong
quá trình sản xuất carton, cũng như tìm hiểu ảnh hưởng của môi trường gia keo đến
hiệu quả gia keo cho các loại keo chống thấm khác nhau. Từ đó có thể cải thiện quá
trình xeo giấy, nâng cao hiệu quả sản xuất.
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.
 Thí nghiệm 2 :
Sau khi xác định được mức dùng tối ưu của mỗi loại keo, ta bắt đầu cố định mức dùng
tối ưu đó và thay đổi giá trị pH bằng phèn hoặc NaOH.
Sau đó so sánh hiệu quả gia keo và chi phí cho toàn bộ phần gia keo nội bộ để tìm ra

điều kiện tối ưu nhất của từng loại.
Kết quả đạt được:
 Đối với Keo AKD plus 15 điều kiện tối ưu là: mức dùng 0,5- 0.7% tương
ứng với 5-7kg/tấn bột KTĐ và môi trường pH = 7 – 8 để vừa đạt độ chống thấm tốt
và độ bục, độ nén vòng cao nhất
iii


 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

iv


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
v


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

vi


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 HiPhase 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

vii


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
Biểu đồ 4.13: Biểu đồ so sánh hiệu quả gia keo tương ứng với chi phí cho phần gia keo
chống thấm nội bộ cho giấy bao bì carton.....................................................................57
viii


ix


i


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Các sản phẩm giấy và bao bì carton đang dần được sử dụng để làm bao bì ngoài
cho đa số các loại sản phẩm, thay thế một số các sản phẩm làm từ nhựa, gỗ, kim loại,
v.v… và do có ưu điểm có thể tái sử dụng nhiều lần, đảm bảo giữ vệ sinh môi trường,

giá cả cạnh tranh, sản phẩm đa dạng, tiện dụng, có tính bền rất cao, có thể bảo vệ sản
phẩm chứa đựng bên trong, chống lại những tác động cơ học, v.v… Do vậy, các loại
sản phẩm này ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống sinh hoạt con người,
bao gói bảo quản hàng hoá trong lưu thông, kéo theo nhu cầu sử dụng ngày càng tăng.
Bên cạnh đó, đặc tính nhẹ của giấy bao bì gợn sóng rất hiệu dụng khi vận chuyển, bốc
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
1


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.
1.4. Giới hạn đề tài
Có 2 nhóm ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình chống thấm cho giấy bao bì carton
Nhóm 1 : Chất lượng keo
Nhóm 2 : Quá trình công nghệ sản xuất giấy: loại nguyên liệu, tỷ lệ nguyên liệu,
mức dùng và điểm cho các chất phụ gia, pH, nhiệt độ nước trắng, nhiệt độ sấy…

2



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.

3


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
Loại giấy

Công dụng
Loại bìa có ít nhất hai lớp, lớp ngoài cùng có chất lượng tốt nhất và


Giấy Duplex

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.
Loại bìa nhiều lớp dùng làm những hộp chịu gấp. Lớp ngoài cùng

Carton sóng

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.

Bìa ép

Loại bìa nhiều lớp làm từ 100% bột thu hồi chất lượng thấp
4


Giấy đế

Loại giấy được dùng để tráng hay áp dụng một xử lý bề mặt nào đó.

Bìa làm bao gói

Loại bìa dùng làm các loại túi chịu lực cao như bao xi măng, làm từ


chịu lực

100% bột hóa.
Bảng 2.2: Các loại giấy Carton
Với loại Carton có ít nhất hai lớp, lớp mặt có tính chất

Carton lớp mặt

quyết định tới tính chất của giấy, thường làm từ 100% bột
kiện.

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 nhiều lớp được sử dụng để gấp hòm hộp. Lớp mặt

Carton làm hòm hộp

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

5


Carton sóng sau khi gia công

Carton Duplex

Carton sóng (Medium)

Carton da (Testliner màu)

Hình 2.1: Các sản phẩm từ giấy Carton
Carton nhiều lớp được hình thành từ sự kết hợp của các lớp lại với nhau, sản phẩm này
được sử dụng cho việc sản xuất hòm hộp cứng, Carton gấp hay các sản phẩm tương tự.

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

6


Carton lớp
mặt


Carton
lớp sóng

 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
7



B-flute ----smaller than A
C-flute ----between A and B
E-flute ---- smaller than B
F-flute ---- micro-flute
New flute---Macro-flute

Hình 2.3: Hình dạng các rảnh của giấy carton theo chuẩn
2.2. Nguyên liệu sản xuất bìa carton
Nguyên liệu để sản xuất bìa carton gồm rất nhiều chủng loại như giấy hồ sơ, giấy
vụn, giấy báo, giấy tập, bìa carton, hộp giấy phế liệu, … Thông thường được chia
thành hai loại chính: nguyên liệu thường và nguyên liệu cao cấp.
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.

8


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.

9


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.

10


 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
là đáng kể.
Sự uốn cong lớp bìa càng trở nên nghiêm trọng hơn khi băng giấy khô hơn,
dầy hơn, cứng hơn hay là khi bán kính uốn cong nhỏ hơn. Để giảm thiểu những vấn
đề liên quan đến hiện tượng uốn cong, cần tăng đường kính trục ép để giữ ứng suất
trong một giới hạn cho phép.
2.5. Các hóa chất phụ gia sử dụng
Để tờ giấy nâng cao được các tính năng đa dạng, trong quá trình sản xuất giấy,
người ta cho vào một số chất phụ gia. Tại nhà máy giấy, trong quá trình sản xuất bìa
Carton cũng sử dụng một số chất phụ gia nhằm nâng cao một số đặc tính kỹ thuật cho
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.

11



- 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.
Trong phương pháp xeo axit thì chất chống thấm chính là keo nhựa thông. Có
hai loại keo nhựa thông được chuẩn bị sẵn để phối trộn với bột giấy trước khi xeo là:
12


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.

13


 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
(resin axit)
[Al(OH)(H2O)5]2 + Ab- => [AlAb(OH)(H2O)] + H2O
(Al-monoresinate)
Các chất Al-monoresinate và resin axit mang tính kỵ nước, không tan sẽ bám
trên bề mặt xơ sợi nhờ lực hút tĩnh điện hoặc kết tủa do xơ sợi tích điện âm. chính nhờ
cơ chế này keo nhựa thông được bảo lưu trên tấm giấy. Điều này cũng giả thích vì sao
keo xà phòng hoá chỉ đạt hiệu quả chống thấm cao nhất khi pH của dòng bột có giá trị
là 4,5-5. Nếu pH của môi trường lớn hơn 5,5 thì các ion nhôm sẽ chuyển thành các
hydroxit phức hợp của nhôm không tan. Các chất này sẽ kết tủa trên bề mặt xơ sợi chứ
không có tác dụng tạo thành các cation với keo nhựa thông. Kết quả nghiên cứu của
các nhà khoa học cho thấy rằng khi pH= 4,6 tỷ lệ bảo lưu của Al-monoresinate là 70%,

khi pH= 5,8 thì tỷ lệ này chỉ còn 20%.
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
chống thấm tốt. Nói chung là khi sử dụng nhựa thông xà phòng hoá thì hiệu quả chống
thấm không phụ thuộc vào thứ tự gia phèn hay nhựa.
14