КАРТОН ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ ДОКУМЕНТОВ Российский патент 2000 года по МПК D21H27/00 D21H17/64 D21H17/67 D21H11/04 

Настоящее изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и касается композиции бескислотного картона для консервации документов, предназначенного для изготовления микроклиматических контейнеров, а также папок, коробок и паспарту, обеспечивающих сохранность и доступность документальных коллекций в библиотечных, музейных и архивных фондах.

Известен бескислотный картон для консервации документов, полученный из трех слоев: два слоя (наружные) - картонные гофрированные или негофрированные, между ними - средний водо-, паронепроницаемый слой полиэфирной пленки.

Первый (верхний) картонный слой изготовлен из бумажной массы, содержащей целлюлозу, а на его поверхность нанесено проклеивающее вещество с щелочной реакцией.

Второй (нижний) картонный слой изготовлен из бумажной массы, содержащей щелочной буфер (резерв)-карбонат кальция. На его поверхность также нанесено проклеивающее вещество с щелочной реакцией (см. US 4489120 A1, н.кл. 428102, МПК B 32 B 29/00, опубл. 18.12.1984 г.).

Изделие, изготовленное из такого картона, является непроницаемым для обменных процессов между внешней средой (макросредой) и газовой фазой внутри изделия (микросредой), т.е. сохраняемый документ не может "дышать". Поэтому изделие пригодно только для кратковременного хранения или хранения стабильных документов, когда вся свободная кислота, образующаяся в результате естественного старения документа или стенки самого изделия, в том числе полиэфирной пленки, может быть нейтрализована за счет щелочного резерва в нижнем слое картона. В противном случае, когда масса свободной кислоты превысит буферную емкость нижнего картонного слоя, произойдет процесс образования свободной кислоты и соответственно деструкции документа, и стенки изделия перейдут в режим автокатализа.

Трехслойная структура, включающая пленочный слой, является вероятной причиной разделения картона на элементарные слои в процессе переработки в изделия, особенно сложной конструкции, что снижает технологичность картона.

Известен также бескислотный картон для микроклиматических контейнеров, представляющий собой склеенный картон, состоящий из двух внешних (наружных) слоев и одного внутреннего слоя. Общая масса картона составляет 1200-1300 г/м². Бумажная масса каждого слоя содержит сульфатную небеленую хвойную целлюлозу, а также вещество для проклейки в слабокислой среде. Слои склеены поливинилацетатной эмульсией (см. Г. В. Старова и др. , Препринт N 13, "Бескислотный архивный картон для микроклиматических контейнеров". Библиотека Российской Aкадемии наук, Санкт-Петербург, 1995, стр. 7-13).

Изделие из такого картона является самостоятельным источником образования свободной кислоты ввиду следующих факторов:
- слои картона изготовлены из небеленой хвойной и лиственной целлюлоз, содержащих ингредиенты соответственно остаточный лигнин и гемицеллюлозы, и подвержены окислительной гидролитической деструкции в большей степени, чем хвойная беленая целлюлоза;
- слои картона склеены поливинилацетатной эмульсией, обладающей высокой реакционной способностью и подверженной интенсивному старению;
- слои картона имеют слабокислую реакцию, что усиливает интенсивность деструкционных процессов во всей массе картона;
- трехслойная структура картона ухудшает его технологичность при переработке в изделия и приводит к отслоению элементарных слоев по линиям изгиба.

Ближайшим аналогом описываемого изобретения является картон для консервации документов, полученный из бумажной массы, содержащей целлюлозное волокно, щелочной буфер-карбонат кальция и алюмосодержащий компонент (см. US 5633054 A, н.кл. 428-34.2, МПК B 32 B 29/00, опубл. 27.05.1997 г.).

Этот материал является трехслойным. Наружные слои выполнены из картона, изготовленного из бумажной массы, содержащей целлюлозное волокно, щелочной буфер-карбонат кальция и алюмосодержащий компонент - алюмосиликат (цеолит), а внутренний слой - из водо-, паронепроницаемой полиэфирной пленки. Этот материал не может в полной мере обеспечить сохранность и доступность документальных коллекций, а также требуемое качество изготовленных из него изделий ввиду следующих присущих ему недостатков:
- присутствие в составе цеолита, одним из элементов структуры которого является кислотообразующее соединение - диоксид кремния;
- полиэфирная пленка в слоистой структуре картона;
- низкая буферная емкость, обусловленная наличием щелочного буфера только в одном слое;
- трехслойная структура картона, включающая пленочный слой и способная к отделению элементарных слоев.

Эти недостатки приводят к следующим негативным последствиям в процессе переработки картона в изделия и эксплуатации этих изделий, соответственно:
- увеличение вероятности образования свободной кислоты и развития деструктивных процессов в стенке изделия;
- возможность перехода деструктивных процессов в режим автокатализа - препятствие для осуществления "дыхания" документа;
- ухудшение способности изделия поглощать образующуюся кислоту;
- низкая технологичность в процессе переработки в изделие сложной конструкции и образование трещин и других дефектов в изделии.

Новым результатом от использования настоящего изобретения является улучшение качества картона для консервации документов за счет предотвращения образования свободной кислоты и перехода деструктивных процессов в автокаталитический режим при одновременном повышении способности картона поглощать кислоту и улучшении технологичности при изготовлении изделий сложной конструкции за счет исключения возможности его расслаивания и повышения гибкости.

Этот результат достигается тем, что в картоне для консервации документов, выполненном из бумажной массы, содержащей целлюлозное волокно, щелочной буфер-карбонат кальция и алюмосодержащий компонент, согласно изобретению бумажная масса в качестве алюмосодержащего компонента содержит мелкодисперсный гидроксид алюминия с массовой долей водорастворимых веществ 0,5-1,0% при следующем соотношении указанных компонентов, мас.ч.: целлюлозное волокно - 100, карбонат кальция - 2-7 и гидроксид алюминия - 1-4, при этом картон выполнен однослойным и имеет массу 400-1000 г/м². Картон может дополнительно содержать вещество для щелочной проклейки в количестве 0,2-1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозного волокна.

В качестве целлюлозного волокна бумажная масса преимущественно содержит сульфатную беленую хвойную целлюлозу с содержанием α-целлюлозы 86-96%.

Авторами настоящего изобретения было установлено, что использование в качестве алюмосодержащего компонента мелкодисперсного гидроксида алюминия (средний размер частиц 5-20 мкм), обеспечивающего в данной композиции высокую степень осаждения карбоната кальция на целлюлозном волокне и щелочную среду в пределах 7-9, позволяет практически исключить возможность образования свободной кислоты и возникновения деструктивных процессов в картоне (стенке изготовляемого изделия), а также обеспечить в полном объеме нейтрализацию свободной кислоты, образующейся в результате естественного старения сохраняемого документами и проникающей в микросреду извне. Кроме того, использование гидроксида алюминия именно с низким содержанием водорастворимых веществ (0,5-1,0%), являющегося химически инертным веществом, способствует повышению химической стабильности картона.

Однослойная структура картона в сочетании с вышеизложенным обеспечивает его однородность, увеличение буферной емкости и равномерное распределение щелочного буфера в стенке изделия с одновременным улучшением технологичности картона при переработке в изделие, полностью исключая его разделение на элементарные слои.

В качестве вещества для щелочной проклейки бумажная масса может содержать различные агенты, обеспечивающие проклейку в щелочной среде при pH картона = 7-9, преимущественно полиаминамидные смолы.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. Картон для консервации документов изготавливают следующим образом.

Cульфатную беленую хвойную целлюлозу (СФА) с содержанием в ней α-целлюлозы 86% размалывают в роле при концентрации 2% до степени помола 30^oШР и смешивают с карбонатом кальция и гидроксидом алюминия до получения следующей композиции, мас. ч.: целлюлоза - 100, карбонат кальция - 2, гидроксид алюминия - 1. Из полученной бумажной массы на листоотливном аппарате получают отливки при концентрации массы в отливной форме 0,15%. Отливки прессуют на двухвальном прессе и сушат на сушильном цилиндре при температуре 105^oC и пропускают через каландр при давлении 90 кг/см² и зазоре между валами 0,7 мм.

Полученные образцы картона массой 1000 г/м² испытывают по ТУ ОП N 5434-184-00248645-99.

Примеры 2-3. Образцы картона для консервации документов готовят аналогично примеру 1, однако дополнительно после введения в рол карбоната кальция и гидроксида алюминия в массу добавляют полиаминамидную смолу в количестве 0,2 мас. ч. на 100 мас.ч. целлюлозы. Конкретные соотношения компонентов, а также количественные значения содержания α-целлюлозы и массы картона представлены в таблице.

Из картона, полученного в примерах 1-3, изготавливают на полуавтоматическом станке "BOX-MAKER" микроклиматические контейнеры для фазовой консервации сохраняемых документов.

Из таблицы видно, что предлагаемый картон имеет высокий показатель щелочного резерва, величина которого обеспечивает способность картона нейтрализовать свободную кислоту, образующуюся внутри контейнера в результате старения документа и проникающую из внешней среды.

pH водной вытяжки картона находится в пределах 7,0-8,5, что указывает на отсутствие свободной кислоты в составе картона. Представленные значения зольности свидетельствуют о высокой степени осаждения карбоната кальция на волокне и присутствии в картоне гидроксида алюминия, обеспечивая щелочной резерв картона и повышая его химическую стабильность. Картон обладает высокой прочностью на изгиб.

Таким образом, предлагаемый картон имеет улучшенные показатели качества, подтверждающие его более высокую эксплуатационную эффективность в сравнении с прототипом.

Основными эксплуатационными преимуществами предлагаемого картона в сравнении с прототипом является следующее:
- снижение вероятности возникновения автокаталитического механизма деструкции сохраняемого документа;
- исключение возможности образования свободной кислоты в картоне и соответственно стенке контейнера;
- практически полная нейтрализация свободной кислоты, образующейся при старении документа и проникающей из внешней среды;
- обеспечение возможности осуществления обменных процессов между макро- и микросредой, "дыхание" документа;
- улучшение технологичности процесса изготовления изделий сложной конструкции за счет повышения гибкости картона и предотвращения его расслаиваемости.

Кроме того, за счет использования в композиции указанного гидроксида алюминия предлагаемый картон обладает огнестойкостью.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и касается композиции бескислотного картона для консервации документов. Картон выполнен из бумажной массы, содержащей целлюлозное волокно, щелочной буфер-карбонат кальция и алюмосодержащий компонент -мелкодисперсный гидроксид алюминия с массовой долей водорастворимых веществ 0,5-1,0%. Картон выполнен однослойным и имеет массу 400-1000 г/м². Бумажная масса может дополнительно содержать вещество для щелочной проклейки в количестве 0,2-1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозного волокна. В качестве целлюлозного волокна бумажная масса преимущественно содержит сульфатную беленую хвойную целлюлозу с содержанием α-целлюлозы 86-96%. Изобретение позволяет улучшить качество картона для консервации документов при одновременном улучшении технологичности в процессе изготовления из него изделий сложной конструкции за счет исключения возможности расслаивания картона и повышения его гибкости. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Картон для консервации документов, выполненный из бумажной массы, содержащий целлюлозное волокно, щелочной буфер-карбонат кальция и алюмосодержащий компонент, отличающийся тем, что бумажная масса в качестве алюмосодержащего компонента содержит мелкодисперсный гидроксид алюминия с массовой долей водорастворимых веществ 0,5 - 1,0% при следующем соотношении указанных компонентов, мас. ч: целлюлозное волокно - 100, карбонат кальция - 2 - 7 и гидроксид алюминия 1 - 4, при этом картон выполнен однослойным и имеет массу 400 - 1000 г/м². 2. Картон по п. 1, отличающийся тем, что бумажная масса дополнительно содержит вещество для щелочной проклейки в количестве 0,2 - 1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозного волокна. 3. Картон по п.1, отличающийся тем, что в качестве целлюлозного волокна бумажная масса содержит сульфатную беленую хвойную целлюлозу с содержанием α-целлюлозы 86 - 96%.