sản xuất giấy in
Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng bên cạnh các ưu điểm là cho hiệu suất sản xuất bột giấy cao, tăng độ xốp, độ đục, tính bắt mực,… nhưng nhược điểm lớn nhất là loại
23 bột giấy này có hàm lượng lignin còn lại trong thành phần lớn, do đó giấy được sản xuất từ loại bột này thường bị vàng đi theo thời gian hay còn gọi là sự hồi màu. Điều này đã được chứng minh ở kết quả phân tích trong bảng 3.1. Mức giảm độ trắng sau lão hóa nhân tạo của bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng lớn hơn rất nhiều, gấp hơn ba lần so với bột giấy hóa học tẩy trắng. Điều này là do hàm lượng lignin còn lại trong bột giấy HSC lớn hơn rất nhiều so với bột giấy hóa học. Sự có mặt một lượng đáng kể
lignin trong thành phần bột giấy sẽ làm cho bột giấy bị vàng đi dưới tác động của môi trường (nhiệt độ, ánh sáng…). Bột hiệu suất cao tẩy trắng từ đay có mức độ giảm độ
trắng sau lão hóa nhân tạo thấp hơn so với bột giấy từ gỗ cây dương có thể do hàm lượng lignin trong đay thấp hơn so với nguyên liệu gỗ.
Một trong những phương pháp giảm thiểu sự hồi màu của giấy là sử dụng chất tăng trắng quang học (OBA) ở phần ướt của quá trình sản xuất giấy và/ hoặc ở công
đoạn gia keo bề mặt giấy. Chất tăng trắng quang học hoạt động như tấm chắn bảo vệ
xơ sợi khỏi tác hại của tia cực tím (là nguyên nhân gây ra hiện tượng hồi màu của giấy). Hiện tại, trên thị trường chất tăng trắng quang học thường có các dạng: chất tăng trắng quang học dạng 2 nhóm – SO3H (disulpho) có hiệu quả tăng trắng ở phần ướt của qúa trình sản xuất giấy; dạng có 4 nhóm –SO3H (tetrasulpho) có hiệu quả trăng trắng trong cả giai đoạn ướt và giai đoạn gia keo bề mặt; chất tăng trắng quang học dạng 6 nhóm – SO3H (hexasulpho) có hiệu quả trong giai đoạn gia keo bề mặt của quá trình sản xuất giấy.
Do bột hiệu suất cao có mức độ hồi màu lớn, do vậy khi sử dụng trong thành phần nguyên liệu cho sản xuất giấy in nó sẽ là tác nhân chính gây ra độ hồi màu cao cho giấy. Chính vì vậy, trong nội dung nghiên cứu này, các thí nghiệm được tiến hành
để lựa chọn chất tăng trắng quang học có tác dụng ức chế tốt độ hồi màu cũng như cải thiện độ trắng đối với bột hiệu suất cao tẩy trắng
3.2.1 Sử dụng chất tăng trắng quang học trong giai đoạn gia keo nội bộ
Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng được nghiền tới độ nghiền 50 0SR. Sau đó phối trộn với chất tăng trắng quang học với mức dùng từ 0,5% đến 2,0% so với bột giấy khô tuyệt đối. Tiến hành xeo trên máy xeo Rapid với định lượng 200g/m2. Các tấm bột giấy
được xác định độ trắng và đưa vào lão hóa nhân tạo để xác định mức độ giảm độ trắng. Các kết quảđo độ trắng và mức độ giảm độ trắng sau lão hóa nhân tạo được chỉ
24
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của các chất OBA đến độ trắng và mức giảm độ trắng của bột giấy HSC sau lão hóa nhân tạo
Chất OBA Mức dùng, % Độ trắng ISO, % Mức giảm độ trắng sau lão hóa nhân tạo, %
Mẫu đối chứng 0 80,6 17,4 0,5 83,2 14,4 Star – UP 1,0 85,7 13,3 2,0 86,0 13,2 0,5 83,5 12,9 Leucophor-AP 1,0 85,7 12,1 2,0 86,1 12,0 0,5 82,7 14,8 Optiblanc NP 1,0 84,4 14,5 2,0 84,8 14,0
Các kết quả thí nghiệm cho thấy cả ba chất tăng trắng quang học trên đều có hiệu quả trong việc tăng độ trắng và ức chếđộ hồi màu cho bột hiệu suất cao tẩy trắng. Leucophor-AP và Star-UP cho mức độ tăng độ trắng xấp xỉ nhau, Optiblanc - NP cho mức tăng độ trắng thấp hơn. Nhưng về khả năng ức chế độ hồi màu, thể hiện qua mức
độ giảm độ trắng sau lão hóa nhân tạo thì chất tăng trắng quang học Leucophor- AP cho hiệu quả cao hơn hẳn so với Star-UP và Optiblanc NP. Các kết quả thí nghiệm này cũng cho thấy các chất tăng trắng quang học cũng có một mức sử dụng hợp lý. Sử dụng
ở lượng dùng thấp cho hiệu quả không cao, nhưng nếu sử dụng quá nhiều cũng không cho hiệu quả cao hơn. Mục đích của nghiên cứu này là lựa chọn chất OBA thích hợp nên dựa trên kết quả này, chất tăng trắng được lựa chọn cho quá trình gia keo nội bộ là Leucophor-AP.
3.2.2 Sử dụng chất tăng trắng quang học trong quá trình gia keo bề mặt
Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng được nghiền tới độ nghiền 500SR và xeo trên máy xeo Rapid ở định lượng 70g/m2. Các tờ mẫu sau đó được gia keo bề mặt bằng dung dịch tinh bột oxy hóa có bổ sung các chất tăng trắng quang học ở tỷ lệ khác nhau. Sau khi gia keo các tờ mẫu được sấy khô trong máy xeo Rapid. Xác định độ trắng của mẫu giấy trước và sau khi tiến hành lão hóa nhân tạo để xác định mức độ giảm độ
25
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của OBA dùng trong giai đoạn gia keo bề mặt đến độ trắng và mức độ giảm độ trắng của bột giấy HSC sau lão hóa nhân tạo
Chất OBA Mức dùng, % Độ trắng ISO, % Mức giảm độ trắng sau lão hóa nhân tạo, %
Mẫu đối chứng 0 79,4 17,1 0,5 82,4 13,5 OBA Star – AM 1,0 84,3 12,7 2,0 84,8 12,5 0,5 82,5 12,1 Leucophor -U 1,0 84,6 11,5 2,0 85,1 11,4 0,5 81,0 13,7 Optiblanc XL 1,0 83,5 13,3 2,0 83,7 13,1
Khi sử dụng chất trăng trắng quang học ở giai đoạn gia keo bề mặt, cả ba chất
đều có mức tăng độ trắng bột giấy thấp hơn so khi sử dụng ở giai đoạn gia keo nội bộ
với cùng một mức dùng tương ứng. Nhưng khi sử dụng chất tăng trắng ở giai đoạn này trong quá trình sản xuất giấy thì mức độ giảm độ trắng lại thấp hơn ở giai đoạn gia keo nội bộ. Mức tăng độ trắng của cả ba chất tăng trắng quang học không khác nhau rõ rệt, nhưng ở khả năng ức chế độ hồi màu của bột giấy thì chất tăng trắng Leucophor-U có hiệu quả cao nhất, mức độ giảm độ trắng của bột giấy thấp hơn hẳn so với khi sử dụng Star-AM và Optiblanc XL. Cũng giống nhưở phần thí nghiệm trước, kết quả trong các thí nghiệm này cũng cho thấy các chất tăng trắng quang học phải sử dụng với mức dùng hợp lý đối với bột giấy thì mới có hiệu quả.
Chất tăng trắng được lựa chọn để sử dụng cho quá trình gia keo bề mặt là Leucophor-U.
3.2.3 Sử dụng chất tăng trắng quang học trong cả giai đoạn gia keo nội bộ và giai
đoạn gia keo bề mặt
Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy, sử dụng chất tăng trắng quang học ở
giai đoạn gia keo nội bộ cho mức tăng độ trắng cao hơn, nhưng sử dụng trong công
26 các thí nghiệm về sử dụng chất tăng trắng quang học ở cả giai đoạn gia keo nội bộ và gia keo bề mặt được tiến hành nghiên cứu.
* Điều kiện thí nghiệm:
Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng được nghiền tới độ nghiền 50 0SR. Bột giấy sau nghiền được phối trộn với chất tăng trắng quang học Leucophor-AM và xeo trên máy xeo Rapid với định lượng 70g/m2. Mẫu giấy sau xeo được gia keo bề mặt. Dung dịch gia keo gồm tinh bột oxy hóa và chất tăng trắng quang học Leucophor-U. Sau khi gia keo các tờ mẫu được sấy khô trong máy xeo Rapid.
Theo các kết quả nghiên cứu của các phần trước, với mức dùng chất trăng trắng quang học là 1,0% so với bột giấy KTĐ là thích hợp cho bột hiệu suất cao tẩy trắng, nên trong phần nghiên cứu này tổng mức sử dụng chất tăng trắng ở cả hai giai đoạn là 1,0%.
Tiến hành đo độ trắng trước và sau khi lão hóa nhân tạo. Các kết quả đo được chỉ ra trong bảng 3.7.
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của chất tăng trắng quang học sử dụng trong giai đoạn gia keo nội bộ và gia keo bề mặt đến độ trắng và mức giảm độ trắng của bột giấy sau
lão hóa nhân tạo
Chất OBA Mức dùng, % so với bột giấy KTĐ
Leucophor-AM (gia keo nội bộ) 0,25 0,5 0,75
Leucophor-U (gia keo bề mặt) 0,75 0,5 0,25
Độ trắng ISO; % 84,5 85,0 86,7
Mức giảm độ trắng sau LH nhân tạo; % 10,4 10,5 10,5
Các kết quả trong bảng 3.7 cho thấy sử dụng chất tăng trắng quang học trong cả
giai đoạn gia keo nội bộ và gia đoạn gia keo bề mặt của quá trình sản xuất giấy cho hiệu quả cao hơn hẳn so với chỉ dùng cho từng công đoạn cả về mức độ tăng độ trắng và khả năng ức chếđộ hồi màu của bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng. Kết quả trong bảng này cũng cho thấy, với mức dùng chất tăng trắng quang học ở giai đoạn gia keo nội bộ
nhiều hơn so với giai đoạn gia keo bề mặt là thích hợp và cho hiệu quả tốt hơn.
Từ các kết quả nghiên cứu, chếđộ sử dụng chất tăng trắng quang học được lựa chọn là dùng trong cả giai đoạn gia keo nội bộ và giai đoạn gia keo bề mặt của quá trình sản xuất giấy in có bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng.
27