Prípravok na predĺženie životnosti starého papiera

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Opísaný je prípravok na predĺženie životnosti starého papiera pozostávajúci z poly(2-(C1-C4)alkyl-2-oxazolínu) alebo poly(2-fenyl-2-oxazolínu) a organickej alebo anorganickej bázy.

Text

Pozerať všetko

SLOVENSKÁ REPUBLIKA r (1 l) Číslo dokumentu PATENTO V Y SPIS 2 8 77(22) Dátum podania prihlášky 29. 1. 2007 (13) Druh dokumentu B 5(24) Dátum nadobudnutia účinkov patentu 4. 10. 2011 (51) Int. Cl. (201 1.01) Vestník UPV SR č. 10/2011(31) Číslo prioritnej prihlášky DŽIH 25/00(32) Dátum podania prioritnej prihlášky DZIH 17/00(33) Krajina alebo regionálna C 08 L 79/00 organizácia priority ÚRAD , (40) Dátum zverejnenia prihlášky 5. s. 2008 PRIEMYSELNEHO Vestnüc UPV SR č. 8/2008 VLASTNÍCTVA (47) Dátum spristupnenía SLOVENSKEJ REPUBLIKY patentu verejnosti 19. 9. 2011(62) Číslo pôvodnej prihlášky v prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Ústav polymérov SAV, Bratislava, SK(54) Názov Prípravok na predĺženie životnosti starého papiera(57) Anotácia Opisaný je prípravok na predĺženie životnosti starého papiera pozostávajúci z poly(2-(Cl-C 4)alkyl-2-oxazolinu) alebo poly(2-fenyl-2-oxazolinu) a organickej alebo anorganickej bázy.Vynález sa týka prípravku na predĺženie životnosti starého papiera a jeho použitia na úpravu starého papiera zlepšením jeho mechanických vlastností a terrnooxidačnej stability.Papier ako základná zložka knih, novín a iných tlačovín patrí medzi tradičné nosiče informácií. Jedným z limitujúcich faktorov ich použitia je ich obmedzená životnosť. Na starnutie knih pôsobí viacero fyzikálnych a chemických činiteľov, ktore vyvolávajú rôzne degradačné procesy. Z chemického hľadiska je to najmä termooxidácia a kyslá hydrolýza celulózových a ligninových reťazcov. Výroba papiera je známa niekoľko tisíc rokov a počas tohto obdobia došlo k zmenám zloženia a vývoju výrobnej technológie, ako aj samotných vlastností papiera. Navyše, vlastnosti papiera sú modifikované aj podľa druhu aplikácie. To znamená, že existuje nespočetné nmožstvo papierov s rôznymi charakteristikami a pre každý druh papiera je potrebný osobitný prístup pri hľadaní vhodného spôsobu konzervácie. Hoci je v súčasnosti dostupných niekoľko prípravkov konzervácie papiera, ich použitie a účinok nie je univerzálny, ale je limitovaný spomenutou rozmanitosťou dostupných kníh a archivnych materiálov.Je známe, že knižné dokumenty z prvej polovice 20. storočia obsahujú papier s hodnotou pH približne 3 až 4, teda kyslej povahy, čo urýchľuje hydrolytickú degradáciu papiera. Pri degradácii dochádza k hydrolýze glykozidických väzieb, čim dochádza k poklesu mólovej hmotnosti celulózových vlákien a tým aj k značnému zníženiu pevnosti. Rozklad celulózového vlákna zapríčiňuje aj termooxidačná a fotooxidačná degradácia spôsobená hydroperoxidrni vznikajúcimi pôsobením vzdušného kyslíka Kalinina IG, Gurnargalieva KZ, Zaikov GE, Semenov SA, Chem. Phys. Reports, 1998, 17, l 7 l 7-l 72 l V. Bukovský, Restaurator, 2000, 229-237 M, Strlic, I. Kolar, B. Pihlar, L. Matisová-Rychlá, I. Rychlý, Eur. Polym. I. 2000, 36, 2351.Medzi najpoužívanejšie metódy konzervácie patrí deacidiñkácía kyslého papiera V. Bukovský, Restaurator, 1999, 77-96. Základom je snaha neutralizovať prítorrmé minerálne a organické kyseliny a vytvoriť alkalickú rezervu na povrchu aj v hmote papiera. Na deacifidikáciu sa testovali rôzne roztoky organických aj anorganických báz, pričom medzi najúčinnejšie patria zlúčeniny alkalických kovov a kovov alkalických zemin R. D. Smith, U. S. Patent, č. 3.676.182 z roku 1972. Z uvedených skupín majú najväčší význam zlúčeniny sodíka, vápnika, horčíka a bária a taktiež organokovové zlúčeniny zinku. V súčasnosti sa využívajú najmä systémy neobsahujúce vodu. R. D. Smith ako prvý zaviedol použitie chlórtluóralkánov R. D. Smith,US Patent, č. 3.676.182 z roku 1972.Deacidiñkácia bola robená aj v plynnej a tuhej fáze. V Bavorskej štátnej knižnici sa už v roku 1950 použil plynný amoniak. Ďalšími príkladmi sú alifatické arníny, ako napríklad cyklohexylamín Langwell, 1975 alebo Z-aminoetanol pripravený in sítu reakciou amoniaku s etylénoxidom. Najprepracovanej šou metódou v plyrmej fáze sa stala konzervácia dietylzinkom J, B. G. A. Haverrnans, Environmental influences on the deterioration of paper. Rotterdam, Barjesteh, MeeuwesCo., 1995, str. 148-170. Z metodík v tuhej fáze sa komerčne presadila aplikácia rnikročastíc MgO zo suspenzie v periluoroheptáne, známa ako metóda Bookkeper Magnesium bicarbonate solutions. Technical Information of Bookkeper Preservation Technologies,Inc. 1996. Nevýhodou spomenutých metód sú nepriaznivé ekologické dopady, ako aj zistená karcinogenita niektorých použitých činidiel.Rizikom použitia zásaditých látok na neutralizáciu kyselín prítorrmých v hmote papiera je skrehnutie a zníženie jeho mechanických vlastností, spôsobené vytvorenýrni soľami. Ďalšou nevýhodou je možné zníženie optickej kvality papiera. Je známe, že niektoré organokovové zlúčeniny, ako napríklad alkoxidy horčíka,spôsobujú žltnutie papiera H. Cheradame, S. Ipert, E. Rousset, Restaurator, 2003, 227-239 V. Bukovský,Restaurator, 1997, 25-38 Napriek tomu, organokovove aj minerálne zlúčeniny obsahujúce kovalentne alebo iónovo viazaný horčík, respektíve zinok, predstavujú hlavný komponent používaných prípravkov.Osobitne postavenie pri konzervácii celulózových materiálov majú polymćry, pričom ich využite je všestrannejšie. Polyetylénglykol (PEG) bol použitý ako bieliace činidlo a taktiež ako prevencia proti žltnutiu papiera G. Scott, Pure Appl. Chern., 1983, 55, 1615. Zlepšenie fyzikálne-mechanických vlastností papiera sa dosiahlo pomocou impregnácie PEG, resp. polyvinylalkoholom (PVA) A. M. A. Nada, S. Kamel, M. ElSakhawy, Restaurator, 2000, 238, alebo polyvinylacetátom A. M. A. Nada, A. A. Abd El-Hakim, A. S. Badran, Restaurator, 1999, 30. V prípade použitia 10 hmotn. vodnej disperzie polyvinylacetátu sa dosiahlo až 60 zlepšenia mechanických vlastností reprezentovaných tzv. tržnou dĺžkou. Tržná dĺžka predstavuje tradičný parameter využívajúci sa na vyjadrenie pevnosti materiálu a fyzikálne vyjadruje dĺžku papiera, pri ktorej sa papier pretrhne vlastnou hmotnosťou.Dôležitou vlastnosťou polymérov využívaných pri konzervácii papiera je ich polarita. Mechanizmus účinku konzervačných prostriedkov závisí od polarity použitého polyméru. Polyméry s vyššou polaritou vytvárajú poláme interakcie s molekulami celulózy, čím dochádza k spevneniu materiálu. Príkladmí polymérovso zvýšenou polaritou sú už spomínaný polyetylénglykol alebo polyvinylalkohol. Naopak, zníženie polarity celulózových vlákien a zároveň zníženie množstva hydroxylových skupín zapojených do hydrolytickej degradácie celulózy zvýši flexibilitu reťazcov. V tomto prípade sa používajú polyméry na báze esterov akrylovej a metakrylovej kyseliny kovalentne naviazané na reťazce celulózy S. Margutti, G. Conio, S. Vieini, E. Pedemonte, Restaurator, 2001, 164.Hoci použitie roztokov alebo disperzií polymérov sa zdá veľmi sľubné a účinné, zatiaľ nenašlo v praxi širšie uplatnenie. Príčinou sú vyššie výrobné náklady, ako aj dopad na životné prostredie. Sľubné využitie v danej oblasti naznačujú výsledky vývoja a aplikácie polymérov na báze cyklických iminoéterov a z nich najmä Z-oxazolínov. Poly(2-alkyl-2-oxazolíny) patria medzi polyméry majúce mnohostrannć využitie Kobayashi, S. Prog Polym Sci 1990, 15, 751 Kronek, J. Luston, J. Böhme F. Chem Listy, 1998, 92, 475. Ich štruktúru tvorí polárna etylénimínová kostra a nepolámy alkylový reťazec. V závislosti od použitého alkylového substituenta možno nastaviť polaritu daného polymćru. Výhodné vlastnosti poly(2-alkyl-2-oxazolínov) boli využité pri spracovaní papiera ako adhezíva K. Ueki, T. Oka, JP Patent, č. 323804 z roku 2004 alebo ako nátery na zvýšenie adsorpcie a priľnavosti atramentu R. A. Davis, N. L. Madison, US Patent, č. 4.436.789 z roku 1984. Ako konzervačné prípravky však doteraz neboli použité.Podstatou vynálezu je prípravok na predĺženie životnosti starého papiera, ktorý pozostáva z 1 až 15 hmotnostných poly(2-(C 1-C 4)alkyl-2-oxazolinu) alebo poly(2-fenyl-2-oxazolínu) a 99 až 85 hmotnostných díchlórmetánu.V ďalšom uskutočnení prípravok na predĺženie životnosti starého papiera pozostáva z l až 15 hmotnostných poly(2-(Cl-Cgalkyl-Z-oxazolínu), l až 10 hmotnostných magnézium-metylmetoxykarbonátu a 98 až 75 hmotnostných metanolu.V ešte ďalšom uskutočnení prípravok na predĺženie životnosti starého papiera pozostáva z l až 15 hmotnostných poly(2-(C 1-C 4)alkyl-2-oxazolínu), 1 až 10 hmotnostných oxidu horečnatého a 98 až 75 hmotnostných dichlórrnetánu.Pri prípravku na predĺženie životnosti starého papiera sa ako alkyl použije metyl, etyl, propyl, butyl alebo sa použije poly(2-fenyl-2-oxazolín).Podstatou je aj požitie konzervačného prípravku na predĺženie životnosti starého papiera tak, že sa aplikuje namáčaním V roztoku, nanášaním štetcom alebo sprejovaním.Čiže podstatou vynálezu je prípravok na zvýšenie mechanickej a termooxidačnej odolnosti knižných a archívnych nosičov, vyrobený na báze polymérov. Je zložený z polárneho polyméru a organickej alebo anorganíckej bázy rozpustenej vo vhodnom prchavom rozpúšťadle. Polymér zlepšuje mechanické vlastnosti a báza zabezpečuje neutralizáciu prítomných kyselín. Ako polárny polymér je použitý po 1 y(2-alkyl-2-oxazolín), kde alkyl môže byt metyl, etyl alebo propyl, známy svojou biokompatibilitou a polárnymi interakciami. Takisto sa môžu použiť polyméry s nepolámyrni bočnými skupinami, poly(2-fenyl-2-oxazolín) a poly(2-buty 1-2-oxazolín). Ako báza sú použite magnézium-metylmetoxykarbonát alebo oxid horečnatý. Aj keď obe zložky sa jednotlivo používajú v niektorých technológiách spracovania a konzervovania papiera, nie je známe ich spoločne využitie v doteraz používaných prípravkoch. Prípravok môže byt nanesený na papier sprej ovaním,namočením papiera V danom prípravku alebo nanášaním štetcom. Účinok prípravku zahŕňa kombináciu neutralizačnej reakcie použitej bázy a súčasne plastiñkáciu krehnúcich celulózových vlákien. Ďalšou výhodou je použite dvoch rôznych stabilizačných procesov V jednom kroku, čo je dôležité z ekonomického ako aj ekologiekćho hľadiska. Synergický efekt obidvoch stabilizačných zložiek sa prejavuje zlepšenýrm mechanickými parametrami (tržná dĺžka, dvojohyby) v porovnaní s komerčnými výrobkami, ako aj stálosťou mechanických vlastností.Príklad 1 Konzervačnć prípravky, podľa vynálezu, s pracovnými názvami PETOX, boli pripravené rozpustením poly(2-etyl-2-oxazolínu) V rozpúšťadlách podľa nasledovného zloženiaÚčinky prípravkov PETOX boli porovnané s účinkom známeho konzervačného prípravku Bookkeper,Štyri vzorky papiera, vyrobeného v papiemi Větmi, ČR, s pH 5,5 s veľkosťou A 4, boli každá zvlášť ponorené do jedného z uvedených roztokov celým objemom na 2 minúty. Po vytiahnutí boli vysušené na vzduchu pri 20 °C.Na overenie stálosti mechanických vlastností vzoriek papierov boli konzervované papiere, ako aj pôvodný nekonzervovaný papier, podrobené modelovému starnutiu robenému v dvoch rôznych podmienkach Vlhké stamutie (stamutíe A) sa robilo 3 dni pri vlhkosti 60 a teplote 100 °C. Suché stamutie (stamutie B) sa robilo 12 dní za sucha pri teplote 105 °C. Obe boli vykonané podľa normy STN ISO 5630 -I .Pri skúške na univerzálnej trhačke INSTRON 1122, podľa norrny STN ISO 1924-1 (5 00340), sa sledovala tZv. tržná dĺžka konzervovaných papierov pred starnutím apo stamutí aporovnala sa s nekonzervovaným papierom. Tržná dĺžka je mierou pevnosti papiera rôznych plošných hmotnosti. Vyjadruje sa dĺžkou pásu papiera, pri ktorej sa voľne zavesený papier danej šírky pretrhne vlastnou hmotnosťou. Udáva sa v m. Výsledky sú uvedené v tabuľke č. 1.Ako je vidno z tabuľky, tržnć dĺžky sa po úprave konzervačnýnli roztokmi a po modelovom stamutí zmenili. Pri nestamutých vzorkách sa po konzervácii všetkými testovanýrní prípravkamí PETOX zvýšila pevnosť v porovnaní s nekonzervovanou vzorkou, ako aj s papierom obsahujúcim prípravok BOOKKEPER. Pôsobenie vlhkého starnutia sa najmenej prejavilo na vzorke konzervovanej prípravkom PETOX-MMMK. Pri suchom stamutí sú dosiahnuté výsledky podobné. Ako je vidieť, priaznivo sa prejavil synergický efekt pôsobenia polyměru aj bázy, opísaný V podstate vynálezu.Merali sa vzorky papiera nekonzervované, resp. rovnako konzervované prípravkami PETOX, PETOX-MgO, PETOX-MMMK a BOOKKEPER ako v príklade 1. Meranie počtu dvojohybov sa uskutočnilo na prístroji SCHOPPER podľa normy STN ISO 5626 1999. Zo vzoriek určených na meranie sa pripravili pásiky so šírkou 15 mm a dĺžkou 100 mm. Meranie sa vykonalo pri ťahu pružín 3 N. Modelove starnutia boli urobené rovnakým spôsobom ako v príklade l. Výsledky sú uvedené V tabuľke 2.Aj tu je zrejmé, že počet dvojohybov pri nestarnutých vzorkách je najvyšší v prípade prípravku PETOX. Rozhodujúce sú však výsledky namerané po stamutí. Aj v prípade mokrého, ako aj V prípade suchého stamutia boli mechanické vlastnosti najmenej ovplyvnené pri vzorkách konzervovaných prípravkom PETOX-MMMK. To opäť poukazuje na vysokú stálosť a predĺženie životnosti papiera konzervovaného prípravkom podľa vynálezu.Príklad 3 Konzervačné prípravky, podľa vynálezu, s pracovnými názvami METOX, sa pripravili rozpustením poly(2-metyl-2-oxazolínu) V rozpúšťadlách podľa nasledovného zloženia

MPK / Značky

MPK: C08L 79/04, D21H 17/00, D21H 25/18, D21H 25/02, C08L 79/00, D21H 17/33, D21H 25/00

Značky: predĺženie, životnosti, papiera, prípravok, starého

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-287799-pripravok-na-predlzenie-zivotnosti-stareho-papiera.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Prípravok na predĺženie životnosti starého papiera</a>

Podobne patenty