СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИОСТОЙКОЙ БУМАГИ Российский патент 1997 года по МПК D21H27/00 D21H21/36 D21H17/54 D21H11/00 

Предполагаемое изобретение относится к области получения биостойких волокнистых материалов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности, а также для защиты документов на бумажной основе при механизированной реставрации методом долива недостающих частей листа бумажной массой на реставрационно-отливной машине.

Среди факторов, влияющих на состояние документов в процессе хранения, значительную роль играет биофактор.

Аварийные ситуации и нарушение условий хранения в книгохранилищах создают благоприятные условия для повреждения документов мицелиальными грибами.

Защитить бумажную продукцию от такого воздействия можно, используя вещества, обладающие биоцидными свойствами (биоциды).

В известном способе получения материалов на бумажной основе в качестве биоцида используется водная дисперсия сополимера трибутилоловометакрилата с бутилакрилатом, акрилонитрилом и акриловой кислотой с размером частиц 0,10 - 0,15 мкм при его расходе 0,45 0,55% от массы воздушно-сухой целлюлозы. После долива проводят прессование и сушку при 75 80^oC.

Биоцид вводят на стадии подготовки бумажной массы, используемой при отливе бумажного полотна или доливе недостающих частей реставрируемых документов.

Применение в качестве биоцида сложной композиции указанного сополимера вследствие повышенной вязкости последнего приводит к неравномерному его распределению в бумажной массе и снижению эффективности защиты готовых листов от плесневых грибов.

Ближайшим аналогом является способ получения бумажной массы для изготовления бактерицидной бумаги, в котором в качестве биоцида используют полигексаметиленгуанидинхлорид (ПГМГхлорид) с молекулярной массой 10000 - 100000. Обработку биоцидом осуществляют путем введения в волокнистую суспензию указанного продукта в количестве 0,1 2,0% от массы абсолютно сухого волокна. Затем производят отлив бумажного полотна или отдельных листов с последующей сушкой. Компонентом этого биоцида является ион хлора, осаждающийся на бумаге при ее производстве.

Известно, что ион хлора, являясь сильным окислителем, вызывает деструкцию целлюлозы, что значительно ухудшает физико-механические свойства бумаги в процессе ее хранения.

Кроме того, по интегральным показателям токсикометрии ПГМГхлорид является токсичным продуктом независимо от пути поступления в организм человека.

Задачей настоящего изобретения является повышение биостойкости целлюлозосодержащих материалов, придание новых потребительских качеств бумаге, обеспечение безопасности при работе с антимикробными препаратами.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе изготовления биостойкой бумаги, включающем приготовление бумажной массы, обработку биоцидом путем введения последнего в бумажную массу и отлив бумажного полотна, согласно изобретению в качестве биоцида используется водорастворимый полигексаметиленгуанидинфосфат (ПГМГфосфат) в количестве 1,50 2,50% к массе воздушно-сухого волокна.

Сущность изобретения заключается в том, что использование в качестве биоцида ПГМГфосфата в виде водного раствора с выявленными количественными характеристиками позволяет подавить рост плесневых грибов-деструкторов, повысить биостойкость целлюлозосодержащих материалов, их прочность и придать им новые потребительские качества.

Для реализации способа ПГМГфосфат в количестве 1,5 2,5% от массы воздушно-сухого вещества в виде водного раствора вводят в бумажную массу при ее подготовке. Затем производят отлив бумажного полотна или отдельных листов с последующей сушкой.

Возможность осуществления заявляемого способа подтверждается следующим примером.

Перед отливом бумаги осуществляют подготовку полуфабриката, т.е. 200 г сульфатной беленой целлюлозы размалывают в ролле до степени помола 55^oШР. ПГМГфосфат берут в количестве 1,5% к массе воздушно-сухой целлюлозы, что составляет 3,0 г. Приготавливают водный раствор ПГМГфосфата и при перемешивании вводят в целлюлозную суспензию. Затем отливают бумагу массой 50 г/м² и высушивают контактным способом.

Определение биостойкости бумаги ведут согласно ГОСТ 9.048 89 "Изделия технические. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов" по 6-балльной шкале, где 0 баллов соответствует максимальной грибостойкости, а 5 баллов минимальной.

Из бумаги нарезают образцы размером 10 х 10 мм, размещают на поверхности агаризованной среды в чашках Петри и инфицируют водной суспензией спор грибов каждой из тест-культур: Aspergillus niger van Tieghem, Aspergillus terreus Thom. Aureobasidium pullulans (de Bary) Arnaud. Paecilomyces vauiotii Bainier. Penicillium funiculosum Thom. Penicillium ochxo-chloron Biourge. Scopulariopsis brevicaulis Bainier. Trichoderma viride Pers. ex S. F. Gray с титром (1 2) х 10⁶ конидий/мл по 0,1 мл. Культивирование проводят в течение 28 суток при T 28±0,5^oC.

Результаты определения грибостойкости представлены в таблице.

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что грибостойкость образцов бумаги, не содержащих биоцид, оценивается 4 5 баллами и характеризуется наличием значительного количества грибов-деструкторов. На образцах бумаги с ПГМГфосфатом (в количестве 0,25% к массе воздушно-сухой целлюлозы) не наблюдается подавления роста грибов-деструкторов. Увеличение концентрации биоцида до 1,5 2,5% обеспечивает надежную защиту бумаги от грибов-деструкторов целлюлозных материалов. Грибы либо не росли совершенно (0 баллов), либо имелись только признаки оживления инокулюма (1 балл). Дальнейшее повышение содержания ПГМГфосфата не приводит к повышению грибостойкости бумаги.

Значение разрывного груза бумаги с увеличением содержания в ней ПГМГфосфата возрастает, сопротивление излому растет и достигает максимального значения при содержании биоцида 1,5 2,5% к массе воздушно-сухой целлюлозы. При дальнейшем увеличении содержания ПГМГфосфата сопротивление излому снижается.

Поэтому на основании данных таблицы установлен рекомендуемый интервал концентрации 1,5 2,5% ПГМГфосфата к массе воздушно-сухой целлюлозы.

Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности, а также при защите документов на бумажной основе в процессе реставрации методом долива бумажной массы недостающих частей листа. Сущность изобретения: готовят бумажную массу. Вводят в нее биоцид. Из полученной массы отливают бумажное полотно. В качестве биоцида используют полигексаметиленгуанидинфосфат в количестве 1,5 - 2,5% от массы воздушно-сухого волокна. 1 табл.

Способ изготовления биостойкой бумаги, включающий приготовление бумажной массы, обработку биоцидом путем введения его в бумажную массу и отлив бумажного полотна, отличающийся тем, что в качестве биоцида используют полигексаметиленгуанидинфосфат в количестве 1,5 2,5% к массе воздушного волокна.