Nghiên cứu công nghệ chế tạo giấy thấm sử dụng để kiểm tra độ hút nước của giấy

Độ hút nước (giá trị Cobb) là khối lượng nước hấp thụ của 1 m2 giấy hoặc các tông được tính trong một khoảng thời gian và điều kiện xác định. Đây là một chỉ tiêu quan trọng đối với hầu hết các loại giấy, đặc biệt là giấy in, giấy bao bì công nghiệp. Để xác định được độ hút nước – Phương pháp Cobb, ngoài dụng cụ đo độ hút nước, con lăn, cân phân tích, đồng hồ bấm giây thì vật liệu không thể thiếu là giấy thấm.

Giấy thấm sử dụng trong phương pháp kiểm tra độ hút nước của giấy là một loại vật liệu có tính thấm hút cao, còn được gọi là giấy blotts. Nó được sử dụng để thấm hút nước trên bề mặt giấy trên thiết bị đo độ hút nước. Ngoài ra, giấy thấm còn được sử dụng hấp thụ lượng chất lỏng dư thừa (như nước, mực hoặc dầu) trên bề mặt giấy hoặc đồ vật như trên lam kính (sử dụng trong kính hiển vi). Giấy thấm còn được sử dụng trong các lĩnh vực khác như hội họa, phân tích hóa học, dược phẩm và mỹ phẩm. Tùy vào mục đích sử dụng, giấy thấm sẽ được sản xuất theo các yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Giấy thấm trên thị trường có rất nhiều loại, sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Trong đó, giấy thấm sử dụng để kiểm tra độ hút nước của giấy được đánh giá là sản phẩm đặc thù cho ngành giấy, được nhập khẩu 100% từ Thụy Điển, Đức, Trung Quốc. Đây là loại giấy được sử dụng ở hầu hết các phòng phân tích chất lượng về sản phẩm giấy, phòng KCS tại các nhà máy sản xuất giấy. Đặc điểm của loại giấy này là có định lượng 250 ÷ 300 g/m2 , độ dày 0,4 ÷ 0,8 mm, giấy có độ thấm hút nước, độ bền của giấy ở trạng thái ướt cao. Hiện nay, các đơn vị sử dụng loại giấy này ở Việt Nam đều phải nhập khẩu trực tiếp với giá thành cao, song việc mua bán không thực sự thuận lợi do sản lượng thấp, mua bán nhỏ lẻ. Về công nghệ, giấy thấm được sản xuất trên các dây chuyền xeo lưới dài thông thường (hoặc máy xeo lưới nghiêng), các tính chất cơ bản của giấy thấm phụ thuộc chủ yếu vào nguyên liệu (loại bột giấy có tính thấm hút cao như bột cellulose hòa tan, bột giấy có hàm lượng α - cellulose cao, bột từ sợi bông), với chế độ nghiền phù hợp. Hiện nay, nguyên liệu cho sản xuất giấy thấm đã được thương mại hóa tại thị trường trong nước hoặc có điều kiện công nghệ xử lý nguyên liệu đáp ứng yêu cầu. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào về dòng sản phẩm giấy đặc biệt này. Do vậy, đây là thị trường tiềm năng đối với một sản phẩm của ngành giấy trong nước, tuy sản lượng thấp nhưng có giá trị cao, phù hợp cho sản xuất trên dây chuyền công suất nhỏ.

Với mục tiêu có thể tạo nên những dòng sản phẩm giấy đặc biệt, có tính chất đặc thù phục vụ cho ngành giấy, giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu, thuận lợi cho việc mua bán của các đơn vị trong nước thì việc nghiên cứu và chế tạo giấy thấm sử dụng để kiểm tra độ hút nước cho giấy là rất cần thiết. Trên cơ sở nguồn nguyên liệu và điều kiện dây chuyền, thiết bị trong nước, để làm chủ công nghệ sản xuất giấy thấm đảm bảo các tính chất như độ dày, tính hút nước cao cần có những nghiên cứu bước đầu trong phòng thí nghiệm, làm cơ sở, từng bước tối ưu các điều kiện sản xuất ở quy mô pilot. Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu do KS. Đào Sĩ Hinh, Viện công nghiệp giấy và xenluylô đã đề xuất và được Bộ Công Thương giao thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế tạo giấy thấm sử dụng để kiểm tra độ hút nước của giấy”.

Trên cơ sở các kết quả thu được, nhóm đề tài đưa ra kết luận như sau:

1. Đã khảo sát, đánh giá về tình hình sử dụng giấy thấm để kiểm tra độ hút nước của giấy của 06 doanh nghiệp sản xuất giấy trong nước; phân tích chất lượng của 05 mẫu giấy thấm đang được sử dụng.

2. Đã xác lập được chế độ công nghệ sản xuất giấy thấm (blotting paper) sử dụng để kiểm tra độ hút nước của giấy quy mô phòng thí nghiệm.

3. Đã hiệu chỉnh các thông số công nghệ, thiết bị trên dây chuyền sản xuất công suất 3 tấn/ngày và chế tạo thành công 13.000 tờ giấy thấm (kích thước 165 x 165 mm) đạt chất lượng theo yêu cầu: định lượng giấy: 270 g/m2 ; độ dày: 0,47 mm; sự thay đổi kích thước sau khi ngâm trong nước: 1,5%; độ hút nước Klemm: 80 mm; lượng nước hấp thụ vào giấy thấm: 485 g/m2 .

4. Sản phẩm giấy thấm được thử nghiệm trong phương pháp đo độ hút nước của giấy. Kết quả đánh giá cho thấy, sản phẩm về cơ bản đáp ứng được các yêu cầu chất lượng đề ra, sai số cao nhất 1 g/m2 so với giấy thấm của các đơn vị đang sử dụng. 5. Sơ bộ tính toán chi phí sản xuất 1 tấn sản phẩm giấy trong đợt chế tạo thử nghiệm là 53.037.170 đồng và đang được quảng bá, giới thiệu sản phẩm, từng bước tiếp cận thị trường.

Bên cạnh những kết quả đạt được, đề tài chưa hiệu chỉnh được toàn bộ các thông số công nghệ trong quá trình vận hành dây chuyền sản xuất nên độ xốp của giấy chưa cao.  Chưa tận dụng tối đa được lượng kiềm sử dụng do quá trình sản xuất thử nghiệm công đoạn kiềm hóa tiến hành thủ công.

Những kết quả nghiên cứu của đề tài là tiền đề, cơ sở lý thuyết cho sự phát triển của ngành giấy nói chung, đặc biệt là một số sản phẩm giấy đặc biệt, có tính ứng dụng đặc thù sử dụng cho ngành giấy, là định hướng cho các doanh nghiệp có dây chuyền sản xuất công suất nhỏ mong muốn đầu tư và phát triển công nghệ sản xuất giấy thấm tại thị trường Việt Nam. Với khối lượng sản phẩm giấy thấm sản xuất được còn hạn chế nên nhóm đề tài chỉ tiến hành quảng bá, giới thiệu sản phẩm đến một số đơn vị khách hàng thân quen và làm giấy mẫu cho các đơn vị dùng thử, từng bước tiếp cận thị trường.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16914/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (TH)