[go: up one dir, main page]

RO128766A2 - Composition for paper deacidification, process for obtaining and process for applying the same - Google Patents

Composition for paper deacidification, process for obtaining and process for applying the same Download PDF

Info

Publication number
RO128766A2
RO128766A2 ROA201101405A RO201101405A RO128766A2 RO 128766 A2 RO128766 A2 RO 128766A2 RO A201101405 A ROA201101405 A RO A201101405A RO 201101405 A RO201101405 A RO 201101405A RO 128766 A2 RO128766 A2 RO 128766A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
paper
composition
isopropyl alcohol
hydroxyapatite
carboxymethyl cellulose
Prior art date
Application number
ROA201101405A
Other languages
Romanian (ro)
Other versions
RO128766B1 (en
Inventor
Rodica Mariana Ion
Sanda Maria Doncea
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim
Priority to ROA201101405A priority Critical patent/RO128766B1/en
Publication of RO128766A2 publication Critical patent/RO128766A2/en
Publication of RO128766B1 publication Critical patent/RO128766B1/en

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

The invention relates to a composition for the neutralization of the deteriorated paper acidity for preservation and restoration purposes and to a process for obtaining and applying the same. According to the invention, the composition consists of hydroxyapatite and carboxymethyl cellulose in a 50 : 50 ratio, expressed in mass percentage, as a solution in 100 ml of isopropyl alcohol. As claimed by the invention, the process consists in preparing a suspension of 0.2 g of carboxymethyl cellulose in 100 ml of isopropyl alcohol, there being obtained hydroxyapatite nanoparticles and there being added 0.2 g of nanoparticles to the previous suspension, while vigourously stirring. The said composition is applied by spraying onto the paper surface, which was dedusted, straightened and cleaned, having as an effect the pH modification from 4.5 to 7.2, after which the paper is let to dry for 24 h at the room temperature.

Description

Invenția prezentă se referă la o nouă compoziție chimică bazată pe o suspensie de nanoparticule de hidroxiapatită (HA) în carboximetil-celuloză (CMC), în soluție alcoolică (izopropanol), utilizată pentru dezacidificarea hârtiei, prin anilihilarea acidității de la 4,5 la 7,2. Sunt prezentate prepararea compoziției, procedeul de obținere a acesteia, procedeul de aplicare a acestei compoziții.The present invention relates to a novel chemical composition based on a suspension of hydroxyapatite (HA) nanoparticles in carboxymethyl cellulose (CMC), in alcoholic solution (isopropanol), used for deacidification of the paper, by annihilating the acidity from 4.5 to 7. ,2. The preparation of the composition, the process of obtaining it, the process of applying this composition are presented.

Stadiul cunoașteriiThe state of knowledge

Degradarea hârtiei datorită acidității excesive (datorată acțiunii agenților chimici sau biologici), este reflectată prin apariția de tonalități galbene însoțită de creșterea fragilității deoarece hârtia este transformată într-o substanță foarte fragilă ce se distruge la cea mai mică atingere. Hidroliza acidă a celulozei ce are loc pe parcursul îmbătrânirii, reprezintă circa 95% din procesul de deteriorare, și este considerat ca cea mai semnificativă cauză de deteriorare a materialelor celulozice. Atacul acid cauzează atacul aleatoriu asupra legăturilor hemiacetalice între diferiți constituenți ai moleculelor de celuloză. Această reacție scurtează moleculele, și le slăbește în același timp, conducând la fragilizarea materialului celulozic.The degradation of the paper due to the excessive acidity (due to the action of the chemical or biological agents), is reflected by the appearance of yellow tones accompanied by the increase of the fragility because the paper is transformed into a very fragile substance that is destroyed at the slightest touch. Acid hydrolysis of cellulose that occurs during aging represents about 95% of the deterioration process, and is considered to be the most significant cause of cellulose material deterioration. The acid attack causes the random attack on the hemiacetal connections between different constituents of the cellulose molecules. This reaction shortens the molecules, and weakens them at the same time, leading to the fragility of cellulose material.

Cele mai întâlnite tipuri de deteriorări întâlnite la hârtie sunt:The most common types of paper damage are:

• Creșterea acidității (datorată fie agenților poluanți, fie cernelurilor utilizate la imprimare) cu micșorarea rezistenței mecanice până la apariția de perforații. Aceasta este însoțită de erodarea și fragilizarea, subțierea și transparentizarea hârtiei.• Increased acidity (due to either the polluting agents or the inks used in printing) with the decrease of the mechanical resistance until the perforations appear. This is accompanied by the erosion and brittleness, thinning and transparency of the paper.

• Pătarea prin apariția de pigmentații brune, gălbui, verzi, roz, mov, portocalii, însoțite de de degradări mai profunde nesesizabile cu ochiul liber, datorate ciupercilor și în special pigmenților difuzibili produși de acestea;• Spotting by the appearance of brown, yellow, green, pink, purple, orange pigments, accompanied by deeper unsensitive degradation with the naked eye, due to the fungi and especially the diffusible pigments produced by them;

0 1 1 - 0 1 4 0 5 -’ 5-»-2011 • „foxing-ul: sau apariția de pete roșcate-cafenii de 0,5-5 mm diametru, datorate tot ciupercilor, și în special încetării acțiunii lor. Aceste pete de foxing pot fi produse și de mucegaiuri, care în general trăiesc neobservate în hârtie, și devin vizibile prin mirosul iute și culoarea cafenie marcată ce apar la permeabilizarea hârtiei.0 1 1 - 0 1 4 0 5 - '5 - »- 2011 •„ foxing: or the appearance of reddish-brown spots of 0.5-5 mm diameter, due also to the fungi, and especially the cessation of their action. These foxing spots can also be produced by molds, which generally live unobserved in paper, and become visible through the sharp smell and marked brown color that appear when the paper is permeabilized.

Procesele de eliminare a acidității hârtiei sunt cunoscute și ca dezacidificare a hârtiei. In pofida cercetărilor efectuate până în prezent, problema dezacidificării hârtiei este departe de a fi rezolvată integral. Unele metode de dezacidificare în masă au fost dezvoltate și îmbunătățite, dar cu toate acestea nu se poate afirma că vreuna din acestea satisface pe deplin criteriile de calitate recomandate în domeniu, cum ar fi preselecția materialului ce urmează a fi restaurat, pre-uscarea, durata tratamentului, efectul cernelurilor, culoarea, coperțile, neutralizarea acidității hârtiei, pH-ul final, rezerva alcalină, riscurile la care este supus restauratorul și cititorul, impactul asupra mediului, costurile echipamentului și costul tratamentului.Processes to eliminate paper acidity are also known as paper deacidification. Despite the research done so far, the problem of paper deacidification is far from being fully resolved. Some mass deacidification methods have been developed and improved, but it cannot be said that any of them fully meet the quality criteria recommended in the field, such as the pre-selection of the material to be restored, the pre-drying, the duration of the treatment, the effect of the inks, the color, the covers, the neutralization of the acidity of the paper, the final pH, the alkaline reserve, the risks to which the restaurador and the reader are subject, the impact on the environment, the costs of the equipment and the cost of the treatment.

Descoperirile în domeniu existente până în acest moment, sunt:The discoveries in the field existing so far are:

> Brevetul german DE19921616 (A1), în care se prezintă o metodă de neutralizare a acidității hârtiei istorice utilizând o dispersie de carbonat de calciu sau carbonat de magneziu (1,2% procente de masă) cu stabilizator de acid organic în ciclohexan. Dar această metodă utilizează solvent organic (ciclohexan, cu grad ridicat de inflamabilitate și toxicitate) existând pericolul aprinderii materialului (cărții) supuse tratamentului. In plus, materialul tratat se usucă greu și poate căpăta pe anumite porțiuni aspecte de brunificare.> German patent DE19921616 (A1), which presents a method of neutralizing the acidity of historical paper using a dispersion of calcium carbonate or magnesium carbonate (1.2% by weight) with organic acid stabilizer in cyclohexane. But this method uses organic solvent (cyclohexane, with a high degree of flammability and toxicity), with the danger of ignition of the material (book) being treated. In addition, the treated material dries hard and may have browning aspects on certain portions.

> Brevetele AU2003215817 și WQ03082742 intitulat: Proces de preparare a nano și micro-particulelor oxizilor și hidroxizilor metalelor tranziționale și din grupa a ll-a, nano și micro-particulele astfel obținute și utilizarea lor în industriile ceramică, textile și de hârtie, în care sunt prezentate doar metodele de sinteză ale acestor ¢- 2 0 1 1 - 0 1 4 0 5 -1 5 -12- Zfl1î nanoparticule menționându-se potențiala lor aplicare în domeniile mai sus menționate;> Patents AU2003215817 and WQ03082742 entitled: Process for the preparation of nano- and micro-particles of oxides and hydroxides of transition metals and of the group III, nano- and micro-particles thus obtained and their use in the ceramic, textile and paper industries, in which only the synthesis methods of these ¢ - 2 0 1 1 - 0 1 4 0 5 -1 5 -12- Zfl1î nanoparticles are mentioned, mentioning their potential application in the above-mentioned fields;

> Brevetul US2005042380(A1), intitulat: Suspensie bazică, preparare și proces de deacidificare a hârtiei, în care sunt abordate suspensii bazice de tip Li20, Na20, K2O, MgO, CaO, SnO, SnO2, PbO, Pb2O, Pb2O3, BiO, Bi203, Sb203 sau amestecuri ale acestora, precum și hidroxizii acestora cu dimensiuni cuprinse între 10 nm și 500 nm și procedurile de dezacidificare ale hârtiei prin imersarea materialelor papetare în băi cu suspensii ale oxizilor și bazelor mai-sus menționate. Această metodă are ca efect secundar depolimerizarea celulozei, datorită condițiilor alcaline puternice.> Patent US2005042380 (A1), entitled: Basic suspension, preparation and deacidification process of paper, in which basic suspensions of type Li 2 0, Na 2 0, K 2 O, MgO, CaO, SnO, SnO 2 , PbO are addressed. , Pb 2 O, Pb 2 O 3 , BiO, Bi 2 0 3 , Sb 2 0 3 or mixtures thereof, as well as their hydroxides having dimensions between 10 nm and 500 nm and the de-acidification procedures of the paper by immersing the paper materials in baths with suspensions of the above-mentioned oxides and bases. This method has the secondary effect of cellulose depolymerization, due to the strong alkaline conditions.

> In lucrarea „Conservarea și restaurarea înscrisurilor și cărților”, autori: Carmen Crespo și Vicente Vinas, sunt abordate mai multe metode de restaurare a hârtiei deteriorate, printre care și utilizarea de hidroxid de calciu și hidroxid de magneziu, dar barbotate în soluție de dioxid de carbon, astfel încât pe suprafața hârtiei să se formeze un strat de carbonat al celor două metale mai-sus menționate. Metoda are ca dezavantaje: formarea de carbonați, sub formă de strat solid distribuit neuniform și ușor de exfoliat de pe suprafața hârtiei, utilizarea de dioxid de carbon ce poate să conducă la formarea de acid carbonic, fapt ce ar crește aciditatea hârtiei tratate cu efecte distructive accentuate asupra hârtiei supuse tratamentului, iar carbonații formați putând acoperi pigmenții utilizați la figuri sau desene pe hârtia respectivă, producând decolorarea acestora și îngreunând revigorarea culorii acestora.> In the work "Conservation and restoration of documents and books", authors: Carmen Crespo and Vicente Vinas, several methods of restoration of damaged paper are addressed, including the use of calcium hydroxide and magnesium hydroxide, but bubbled in solution of dioxide carbon so that on the surface of the paper a carbonate layer of the two metals mentioned above is formed. The method has disadvantages: the formation of carbonates, in the form of a solid layer distributed unevenly and easily exfoliated from the surface of the paper, the use of carbon dioxide which can lead to the formation of carbonic acid, which would increase the acidity of the paper treated with destructive effects. emphasized on the paper subjected to the treatment, and the carbonates formed can cover the pigments used in figures or drawings on the respective paper, producing their discoloration and making it difficult to reinvigorate their color.

> Lucrarea: Nanoparticulele de Mq(QH)?: Sinteză și aplicații în conservarea hârtiei, autori: Giorgi, R., Bozzi, C., Dei, L., Gabbiani, C., Ninham, B. W., Baglioni, P. Langmuir 21, 8495-8501 (2005), prezintă metode alternative de preparare a Mg(OH)2 și influențele reactanților asupra calității acestui hidroxid, precum și utilizarea acestuia în cj- 2 Ο 1 1 - 0 1 4 0 5 -1 5 -12- ζοπ dezacidificarea unor probe de hârtie prin transformarea lui la suprafața hârtiei tratate în carbonatul corespunzător.> The paper: Nanoparticles of Mq (QH) ?: Synthesis and applications in paper conservation, authors: Giorgi, R., Bozzi, C., Dei, L., Gabbiani, C., Ninham, BW, Baglioni, P. Langmuir 21 , 8495-8501 (2005), presents alternative methods for the preparation of Mg (OH) 2 and the influence of the reactants on the quality of this hydroxide, as well as its use in cj- 2 Ο 1 1 - 0 1 4 0 5 -1 5-12. ζοπ deacidification of some paper samples by transforming it to the surface of the treated paper into the corresponding carbonate.

> Lucrarea „O nouă metodă de dezacidificare a hârtiei bazată pe hidroxid de calciu dispersat în medii ne-apoase”, autori: Giorgi, R., Dei, L., Schettino, C., Baglioni, P, publicată în Preprint of the IIC Baltimore Congress 2002, Work of Art on Paper, Books, Documents and Photographs: Techniques and Conservation, 69, Baltimore (2002) prezintă utilizarea hidroxidului de calciu în suspensii alcoolice. Din nefericire, hidroxizii de calciu, magneziu și bariu în soluții apoase intens utilizați în ultimile decade, induc efecte secundare nedorite, din cauza condițiilor alcaline puternice ce provoacă depolimerizarea celulozei după aplicarea tratamentului. In plus, pentru probele de hârtie cu rezervor alcalin ce au suferit procesul de dezacidificare, CO2 atmosferic ca acid slab, provoacă scăderea pH-ului soluțiilor utilizate pentru dezacidificare cu mai mult de 1,5 unități de pH. La aceasta contribuie și dizolvarea ușoară a carbonarilor metalelor alcalinopământoase prezente în sistem.> The paper "A new method of deacidification of paper based on calcium hydroxide dispersed in non-aqueous media", authors: Giorgi, R., Dei, L., Schettino, C., Baglioni, P, published in Preprint of the IIC Baltimore Congress 2002, Work of Art on Paper, Books, Documents and Photographs: Techniques and Conservation, 69, Baltimore (2002) presents the use of calcium hydroxide in alcohol suspensions. Unfortunately, calcium, magnesium and barium hydroxides in intensely aqueous solutions used in the last decades, induce undesirable side effects, due to the strong alkaline conditions that cause the cellulose depolymerization after the treatment application. In addition, for paper samples with alkaline tank that have undergone the process of deacidification, atmospheric CO 2 as a weak acid, causes the pH of the solutions used for deacidification to be lowered by more than 1.5 pH units. This also contributes to the easy dissolution of the carbonates of the alkaline earth metals present in the system.

> In cartea Tehnologii de prezervare a cărților”. Congresul SUA, Biroul de promovarea tehnologiilor, Washington, D.C, se prezintă câteva probleme și soluțiile la aceste probleme. Un process suplimentar fiabil, de la Preservation Technologies, Inc., utilizează MgO cu particule cu dimensiuni între 0,2 și 0,9 microni, un surfactant și perfluoroheptan ca solvent.> In the book Technologies of book preservation ”. The US Congress, Office of Technology Promotion, Washington, D.C., presents some issues and solutions to these problems. An additional reliable process, from Preservation Technologies, Inc., uses MgO with particles between 0.2 and 0.9 microns, a surfactant and perfluoroheptane as a solvent.

> Metoda Wei T'o, conduce la rezultate de dezacidificare bune, dar nu are rezultate bune în ceea ce privește omogenitatea rezervei alcaline; datorită slabei solubilități a reactanților în metanol, aceștia produc efecte secundare asupra cernelurilor. Rezerva alcalină creată în hârtie în urma procesului este relativ slabă, astfel că după un timp scurt se impune repetarea dezacidificării.> Wei T'o method, leads to good de-acidification results, but does not have good results regarding the homogeneity of the alkaline reserve; due to the poor solubility of the reagents in methanol, they produce side effects on the inks. The alkaline reserve created in the paper following the process is relatively weak, so after a short time it is necessary to repeat the de-acidification.

> Brevetele U8 5091111 și US 5208072, prezintă o compoziție pentru deacidificarea hârtiei ce conține 0,1 - 20% de carbonat de metil> Patents U8 5091111 and US 5208072, have a composition for deacidifying paper containing 0.1 - 20% methyl carbonate

C'C 2 0^- 0 1 4 0 5 -î 5 -12- 2011C'C 2 0 ^ - 0 1 4 0 5 -î 5 -12- 2011

magneziu într-un solvent organic ce nu atacă hârtia, dar impune măsuri speciale de utilizare datorită toxicității acestuia.magnesium in an organic solvent that does not attack the paper, but requires special use measures due to its toxicity.

> Brevetul US 5770148, se referă la o metodă îmbunătățită de dezacidificare a cărților, hârtiei imprimate și a altor materiale imprimate ce conțin celuloză, prin tratarea acestora cu oxizi metalici bazici, hidroxizi sau săruri dispersate în hidrofluoreter, singur sau în combinație cu transportori perfluorinați, în prezență de surfactanți. Rezultatele sunt de asemenea greu de obținut și cu precauții speciale datorită mediilor dispersante.> US Patent 5770148 relates to an improved method of deacidifying books, printed paper and other printed materials containing cellulose by treating them with basic metal oxides, hydroxides or salts dispersed in hydrofluoreter, alone or in combination with perfluorinated carriers, in the presence of surfactants. The results are also difficult to obtain and with special precautions due to the dispersing media.

> Brevetul US 6676856 prezintă îmbunătățiri ale compoziției și metodei de conservare a materialelor celulozice prin utilizarea soluțiilor carbonați metalici organici multi-valenți, alcooli C1-C4 cu un grad de umiditate mai mic de 100 ppm, și 86-99 % solvent cu un grad de umiditate mai mic de 100 ppm.> US patent 6676856 shows improvements in the composition and method of preservation of cellulose materials by using multi-valent organic metal carbonate solutions, C1-C4 alcohols with a humidity degree of less than 100 ppm, and 86-99% solvent with a degree of humidity less than 100 ppm.

> Brevetul RO126570 (A2) intitulat: Compoziție și procedeu de tratare, restaurare chimică și desinfecție biologică a suprafeței hârtiei istorice cu nanoparticule de hidroxiapatită (HA), prezintă prepararea și aplicarea unei suspensii de HA 0,8% în izopropanol pentru restaurarea chimică și desinfecția biologică (pentru ciupercile Aspergillus și Penicillium) a suprafeței hârtiei deteriorate.> Patent RO126570 (A2) entitled: Composition and method of treatment, chemical restoration and biological disinfection of the surface of historical paper with hydroxyapatite (HA) nanoparticles, presents the preparation and application of a suspension of 0.8% HA in isopropanol for chemical restoration and disinfection biological (for Aspergillus and Penicillium fungi) of damaged paper surface.

Descrierea detaliată a invențieiDetailed description of the invention

Pentru această invenție s-a utilizat hidroxiapatită (HA) sub formă de nanoparticule, preparată prin mojararea într-un vibrator a unei pulberi de hidroxiapatită, până ce aceasta a atins dimensiuni de circa 30 nm.For this invention, hydroxyapatite (HA) was used in the form of nanoparticles, prepared by soaking in a vibrator of a hydroxyapatite powder, until it reached dimensions of about 30 nm.

In scopul evitării scăderii rezervei alcaline a hârtiei supusă dezacidificării, HA sub formă de pulbere nanometrică a fost amestecată cu o soluție de carboximetil-celuloză (CMC) în alcool izopropilic în proporție de 50%:50% (procente de masă), iar suspensia obținută este aplicată pe suprafața hârtiei deteriorate de atacul acid.In order to avoid lowering the alkaline reserve of the paper subject to deacidification, HA in the form of nanometric powder was mixed with a solution of carboxymethyl cellulose (CMC) in isopropyl alcohol at 50%: 50% (mass percentage), and the suspension obtained is applied to the surface of the paper damaged by the acid attack.

Λ· 2 ? 4 4 C 5 - Î 5 -1?- 2οπ Λ · 2? 4 4 C 5 - Î 5 -1? - 2οπ

Prin utilizarea carboximetil-celulozei (CMC) se urmărește supra-activarea suprafeței hidroxiapatitei (HA) prin intensificarea legăturilor de hidrogen și a legăturilor electrostatice între cele două componente, și netezirea suprafețelor de hârtie pe care este aplicată suspensia celor două componente. Pe de altă parte, grupele funcționale conțin perechi încărcate pozitiv de ioni de calciu și clustere de șase atomi de oxigen încărcați negativ asociați cu tripleți de cristale fosfat, generând cristale columnare hexagonale cu un raport ideal Ca:P=1,67. Ionii Ca, P și grupele hidroxil sunt poziționate pe suprafața HA. La contactul cu CMC, are loc și o interacție electrostatică între ionii Ca2+ ai HA cu anionii carboxil din structura CMC, care nu este o interacție de schimb ionic clasică, fiind mult accentuată în mediu acid [Bernardi, G. Chromatography of proteins on hydroxyapatite, Methods Enzymol 22, 32-339 (1971)]. Aceasta înseamnă că în mediul acid al hârtiei degradate, cele două componente vor forma o pulbere compactă atât între ele cât și cu suportul papetar (hârtia).The use of carboxymethyl cellulose (CMC) aims to over-activate the hydroxyapatite (HA) surface by increasing hydrogen bonds and electrostatic links between the two components, and smoothing the paper surfaces on which the suspension of the two components is applied. On the other hand, the functional groups contain positively charged pairs of calcium ions and clusters of six negatively charged oxygen atoms associated with phosphate crystal triplets, generating hexagonal column crystals with an ideal ratio Ca: P = 1.67. Ca, P ions and hydroxyl groups are positioned on the surface of HA. Upon contact with CMC, there is also an electrostatic interaction between the Ca 2+ ions of HA with the carboxyl anions of the CMC structure, which is not a classical ion exchange interaction, being much accentuated in acidic environment [Bernardi, G. Chromatography of proteins on hydroxyapatite, Methods Enzymol 22, 32-339 (1971)]. This means that in the acidic environment of the degraded paper, the two components will form a compact powder both with each other and with the paper support (the paper).

In invenția noastră, cele două componente ale amestecului HA:CMC la contactul primar, interacționează numai prin legături slabe de hidrogen, această interacție fiind vizibilă în spectrul FTIR prin lărgirea benzilor grupării OH din domeniul (3000-3500 cm’1).In our invention, the two components of the HA mixture: CMC at the primary contact, interact only through weak hydrogen bonds, this interaction being visible in the FTIR spectrum by widening the bands of the OH group in the domain (3000-3500 cm ' 1 ).

Depunerea pe hârtie cu aciditate ridicată (pH 4,5) favorizează și legarea electrostatică a celor două componente, întrucât în domeniul valorilor de pH acid, ionii Ca2+ poziționați predilect pe suprafața HA vin în contact cu ionii COO2 de la suprafața CMC. Legătura electrostatică formată stabilizează cele două componente și neutralizează în acest fel pH-ul hârtiei pe care se pulverizează (vizibilă și prin banda 1460 cm'1 din spectrul FTIR, atribuită perechii ionice COO2'Ca2+). Din acest motiv, CO2 atmosferic nu mai are capacitatea de a reacționa cu niciuna din cele două componente, riscul de transformare al pH-ului hârtiei din domeniul bazic în acid fiind practic nul.Deposition on high acidity paper (pH 4.5) also favors electrostatic bonding of the two components, since in the range of acid pH values, the Ca 2+ ions pre- positioned on the HA surface come in contact with the COO 2 ions on the CMC surface. The electrostatic bond formed stabilizes the two components and thus neutralizes the pH of the paper to be sprayed (also visible through the 1460 cm ' 1 band in the FTIR spectrum, attributed to the COO 2 ' Ca 2+ ion pair). For this reason, atmospheric CO 2 no longer has the capacity to react with either component, the risk of transforming the pH of the paper from the basic domain into acid being practically zero.

0V 201 1-01405-7 1 5 -12- 2011 fi0V 201 1-01405- 7 1 5 -12- 2011 at

Noutatea și avantajele pe care le oferă invenția constau în:The novelty and advantages offered by the invention consist of:

> utilizarea de suspensii de nanoparticule de hidroxiapatită Ca10(PO4)6(OH)2 suspendată în soluție alcoolică (alcool izopropilic) de carboximetil celuloză (CMC), 50%:50% (procente de masă), soluția fiind pulverizată pe suprafața hârtiei acide;> use of suspensions of Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 hydroxyapatite nanoparticles suspended in carboxymethyl cellulose (CMC) alcoholic solution (isopropyl alcohol), 50%: 50% (weight percent), the solution being sprayed onto the surface acid paper;

> Depunerea pe hârtie presupune legături de hidrogen între atomii H și grupele OH existente în structurile celor două componente, dar și legarea electrostatică a celor două componente, favorizată de mediul acid al hârtiei (pH 4,5), întrucât în domeniul valorilor de pH acid, ionii Ca2+ poziționați predilect pe suprafața HA vin în contact cu ionii COO2-de la suprafața CMC, formând perechi ionice - COO2' Ca2+. Din acest motiv, CO2 atmosferic nu mai are capacitatea de a reacționa cu niciuna din cele două componente, riscul de transformare al pH-ului hârtiei din domeniul bazic în acid fiind practic nul.> Deposition on paper involves hydrogen bonds between the H atoms and the OH groups present in the structures of the two components, but also the electrostatic bonding of the two components, favored by the acidic environment of the paper (pH 4.5), since in the field of acid pH values , the Ca 2+ ions pre- positioned on the HA surface come into contact with the COO 2- ions from the CMC surface, forming ion pairs - COO 2 'Ca 2+ . For this reason, atmospheric CO 2 no longer has the capacity to react with either component, the risk of transforming the pH of the paper from the basic domain into acid being practically zero.

> Alcoolul izopropilic are o toxicitate redusă, este volatil, are tensiune superficială redusă și este prietenos mediului.> Isopropyl alcohol has low toxicity, is volatile, has low surface tension and is environmentally friendly.

> In comparație cu metodele existente până la acest moment și utilizate în prezent în multe depozite de cărți și biblioteci, compoziția hidroxiapatită: carboximetil-celuloză preparată de noi, are următoarele avantaje:> In comparison with the methods available up to now and used in many books and libraries, the hydroxyapatite composition: carboxymethyl cellulose prepared by us, has the following advantages:

o (1) nanoparticulele de HA și CMC nu sunt toxice, ele fiind recunoscute drept materiale biocompatibile;o (1) HA and CMC nanoparticles are non-toxic, being recognized as biocompatible materials;

o (2) prezintă dezavantaje minore din punct de vedere al solventului utilizat (izopropanol) comparativ cu CFC utilizat în metoda Wei t'O;o (2) has minor disadvantages in terms of the solvent used (isopropanol) compared to CFC used in the Wei t'O method;

o (3) tratamentul cu nanoparticule al hârtiei nu este urmat de carbonatarea reactanților aplicați, și nu există riscul dispariției depozitului alcalin al hârtiei cu reapariția acidității hârtiei.o (3) the nanoparticles treatment of the paper is not followed by the carbonation of the applied reagents, and there is no risk of disappearing the alkaline deposit of the paper with the reappearance of the acidity of the paper.

V 2 Ο 1 1 - 0 1 4 0 5 -”V 2 Ο 1 1 - 0 1 4 0 5 - ”

5 -12- 2Qii5 -12- 2Qii

In continuare invenția este descrisă în legătură cu figurile 1-5 care reprezintă: figura 1, prezintă spectrele FTIR ale probelor de HA, CMC și HA-CMC (50% : 50%) cu evidențierea legăturilor de hidrogen (a) și evidențierea legăturii COO2' Ca2+ (b) figura 2, prezintă microgramele obținute prin microscopie electronică cu baleiaj (SEM) și microscopie de forță atomică (AFM) ale mostrelor de hârtie netratate (cadrane stânga a,b) precum și ale mostrelor de hârtie pulverizate cu HA:CMC 50 %- 50% (în izopropanol) (cadrane dreapta a,b);The invention is further described in relation to Figures 1-5 which represent: Figure 1 shows the FTIR spectra of HA, CMC and HA-CMC samples (50%: 50%) with hydrogen bonding (a) and COO bonding 2 'Ca 2+ (b) Figure 2 shows the micrograms obtained by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) of the untreated paper samples (left quadrants a, b) as well as the paper samples sprayed with HA: 50% - 50% CMC (in isopropanol) (right quadrants a, b);

figura 3, prezintă topologia AFM a hârtiei netratate;Figure 3 shows the AFM topology of the untreated paper;

figura 4, prezintă topologia AFM a hârtiei după tratamentul cu HA:CMC = 50% : 50% în izopropanol;Figure 4 shows the AFM topology of the paper after HA treatment: CMC = 50%: 50% in isopropanol;

figura 5, prezintă aspectul vizual al unei mostre de hârtie acidă înainte (stânga) și după tratamentul cu HA:CMC = 50% : 50% în izopropanol (dreapta).Figure 5 shows the visual appearance of an acid paper sample before (left) and after HA treatment: CMC = 50%: 50% in isopropanol (right).

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției.An example of the invention is given below.

Exemplul 1.Example 1

Operațiile efectuate de tratare a porțiunilor îngălbenite, decolorate și fragilizate ale hârtiei:The operations performed to treat the yellowed, discolored and fragile portions of the paper:

1. Desprăfuirea mecanică, operație efectuată care s-a realizat cu o pensulă moale, în nișă cu ventilație slabă;1. Mechanical dusting, operation performed with a soft brush, in a niche with poor ventilation;

2. îndreptarea prin mijloace mecanice a filelor supuse tratamentului cu o pensulă moale și cu un fălțuitor de os;2. mechanically straightening the sheets subjected to treatment with a soft brush and a bone splint;

3. Curățarea mecanică uscată: cu praf de gumă și radieră;3. Dry mechanical cleaning: with gum powder and eraser;

4. îndepărtarea depozitelor de ceară cu bisturiul;4. removal of wax deposits with the scalpel;

CV; Ο ι 1 - Ο 1 4 Ο 5 - Î 5 -12- 2011CV; Ο ι 1 - Ο 1 4 Ο 5 - Î 5 -12- 2011

5. 0,2 grame HA sub formă de pulbere nanometrică au fost amestecate cu 100 ml alcool izopropilic conținând 0,2 grame carboximetil-celuloză (CMC) 50%:50% (procente de masă), iar suspensia obținută este aplicată prin pulverizare pe suprafața hârtiei deteriorate. Pulverizarea suspensiei de HA.CMC prin mișcări rotative, în cercuri succesive de la stânga la dreapta și de sus în jos;5. 0.2 grams of HA in the form of nanometric powder were mixed with 100 ml of isopropyl alcohol containing 0.2 grams of carboxymethyl cellulose (CMC) 50%: 50% (percentage by mass), and the suspension obtained was spray-applied. the surface of the damaged paper. HA.CMC suspension spraying by rotating movements, in successive circles from left to right and from top to bottom;

6. hârtia respectivă este lăsată să se usuce în atmosferă la temperatura camerei, astfel încât să se realizeze legături între nanoparticulele pulverizate și fibrele degradate de celuloză din constituția hârtiei, iar hârtia să capete consistență și rezistență. Uscarea filelor respective 24 ore pe rastel, la temperatura camerei.6. The respective paper is allowed to dry in the atmosphere at room temperature, so as to make connections between the pulverized nanoparticles and the fibers degraded by cellulose in the paper's constitution, and the paper to gain consistency and strength. Drying the respective sheets 24 hours on the rack, at room temperature.

7. In urma aplicării jetului uniform de HA-CMC în alcool izopropilic, și uscării, hârtia a fost supusă unor analize fizico-chimice precum: FTIR, microscopia electronică cu baleaj (SEM) și microscopia de forță atomică (AFM). S-a putut observa, pe de o parte, topologia nanoparticulelor de hidroxiapatită în suspensie de CMC, dimensiunea acestora, dar și omogenitatea stratului de hidroxiapatită:carboximetil celuloză pulverizat pe mostra de hârtie.7. Following the application of the uniform jet of HA-CMC in isopropyl alcohol and drying, the paper was subjected to physico-chemical analyzes such as: FTIR, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). It was observed, on the one hand, the topology of hydroxyapatite nanoparticles suspended in CMC, their size, but also the homogeneity of the hydroxyapatite layer: carboxymethyl cellulose sprayed on the paper sample.

8. Eficiența compoziției prezentate în această invenție este determinată prin măsurători de pH. Pentru măsurarea pH-ului, s-au cântărit 0,5 grame de hârtie netipărită, s-au supus defibrilării prin ultrasonicare (timp de 15-20 minute) cu un ultrasonicator, în eprubete speciale închise etanș. După defibrilare, valoarea pH-ului a fost măsurată continuu până la o valoare constantă. Măsurătorile au fost efectuate în triplicat. Pentru determinarea pH-ului s-a utilizat un pH-metru cu electrod de sticlă metrologizat. Dacă la contactul primar între compoziția pulverizată și hârtie, pH-ul a fost 4.5, după tratarea hârtiei, pH-ul acesteia a devenit 7,2. Acesta a fost stabil mai multe luni, fără a surveni vreo modificare vizuală a hârtiilor tratate.8. The efficiency of the composition presented in this invention is determined by pH measurements. For pH measurement, 0.5 grams of unprinted paper were weighed, defibrillated by ultrasonication (for 15-20 minutes) with an ultrasonicator, in special sealed test tubes. After defibrillation, the pH value was continuously measured to a constant value. The measurements were performed in triplicate. To determine the pH, a pH meter with a metrologized glass electrode was used. If at the primary contact between the sprayed composition and the paper, the pH was 4.5, after treating the paper, its pH became 7.2. It was stable for several months, without any visual modification of the treated papers.

Claims (3)

1. Compoziția conform invenției caracterizată prin aceea că este alcătuită din: hidroxiapatită și carboximetil-celuloză (50% - 50%) (procente de masă) în 100 ml soluție în alcool izopropilic;1. The composition according to the invention characterized in that it consists of: hydroxyapatite and carboxymethyl cellulose (50% - 50%) (percentage by mass) in 100 ml isopropyl alcohol solution; 2. Procedeu de obținere a compoziției conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că este alcătuit în următoarele etape: producerea unei suspensii de carboximetil-celuloză în alcool izopropilic, producerea de nanoparticule de hidroxiapatită, combinarea componentelor obținute în următoarele proporții: 0,2 grame HA, 0,2 grame CMC, 100 ml alcool izopropilic prin agitarea energică a acestora.2. The process for obtaining the composition according to claim 1, characterized in that it consists of the following steps: production of a suspension of carboxymethyl cellulose in isopropyl alcohol, production of hydroxyapatite nanoparticles, combination of the components obtained in the following proportions: 0.2 grams HA , 0.2 grams CMC, 100 ml isopropyl alcohol by energetic stirring. 3. Procedeu de aplicare a compoziției conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că este alcătuit din următoarele etape: desprăfuire mecanică, îndreptare prin mijloace mecanice a filelor supuse tratamentului, curățarea mecanică uscată și îndepărtarea depozitelor de ceară, și aplicarea aceastei compoziții prin pulverizare pe suprafața hârtiei deteriorate, pentru dezacidificarea hârtiei cu anihilarea acidității hârtiei de la 4,5 la 7,2, urmat de uscare timp de 24 ore la temperatura camerei.3. Method of applying the composition according to claim 1, characterized in that it consists of the following steps: mechanical dusting, mechanical means straightening of the sheets subjected to the treatment, dry mechanical cleaning and removal of wax deposits, and application of this composition by spraying on the surface. damaged paper, for deacidification of the paper with the acidity of the paper from 4.5 to 7.2, followed by drying for 24 hours at room temperature.
ROA201101405A 2011-12-15 2011-12-15 Composition for paper deacidification and process for preparing the same RO128766B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201101405A RO128766B1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Composition for paper deacidification and process for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201101405A RO128766B1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Composition for paper deacidification and process for preparing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO128766A2 true RO128766A2 (en) 2013-08-30
RO128766B1 RO128766B1 (en) 2016-11-29

Family

ID=49030074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201101405A RO128766B1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Composition for paper deacidification and process for preparing the same

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO128766B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RO128766B1 (en) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2626464A1 (en) Composition for paper deacidification, process to obtain it and method for its application
Giorgi et al. Nanoparticles of Mg (OH) 2: synthesis and application to paper conservation
JP5584290B2 (en) Process for the preparation of surface-reacted calcium carbonate using weak acids, the products obtained and their use
EP1149136B1 (en) Process of treatment of pigments, fillers or minerals containing a natural carbonate and process for obtaining an aqueous suspension from these treated pigments, fillers or minerals
US6420437B1 (en) Titanium oxide colloidal sol and process for the preparation thereof
Saoud et al. Microwave assisted preparation of calcium hydroxide and barium hydroxide nanoparticles and their application for conservation of cultural heritage
BRPI0408413B1 (en) inkjet printing paper
US11872294B2 (en) Preparation of silica-coated calcium carbonates with increased surface area and mesoporosity
CN107847640A (en) The Biocomposite material of the graphene oxide of biomineralization and its purposes for bone tissue engineer
CN104652173B (en) A book processing method
Lussier et al. A review of the phenomenon of lead white darkening and its conversion treatment
RO128766A2 (en) Composition for paper deacidification, process for obtaining and process for applying the same
KR20240000468A (en) Buffer composition comprising first and second buffer components
Giorgi et al. A new method for paper deacidification based on calcium hydroxide dispersed in nonaqueous media
DE69908955T2 (en) DE-ACIDIFICATION OF CELLULAR MATERIAL, ITS PRODUCTION AND USE
US20120111520A1 (en) Method for the preparation of acid-tolerant calcium carbonate fillers and filled paper based on high-lignin-content deinked pulp derived from recycled newspaper
WO2004069946A1 (en) Coating material for forming photocatalyst/titanium oxide composite film
DE4410662C1 (en) Dispersing and grinding aids for inorganic fillers and pigments and their use
Konuklar et al. A new method for paper conservation: triple mixture of methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and nano-micro calcium hydroxide particles
Da Costa et al. Iron-gall ink studies on acid and alkaline papers and their relation to cellulose microbiological degradation.
Bračič et al. Functional coatings with ethyl cellulose-calcium carbonate alkaline nanoparticles for deacidification and mechanical reinforcement of paper artifacts
Chen et al. Effect on the deacidification performance of paper by the synergism of fluorocarbon solvents
Noshyutta et al. Treatment of paper oxidation and acidification by linseed gel with MgHCO3 and zinc oxide (NP)
JPS5930863A (en) Stable ultramarine and its preparation
Ilahi Nanomaterials for the Conservation of Iron Gall Ink-Induced Corrosion on Paper