Сорбційний матеріал для осушування сильнозволожених книжок

1 Сорбційний матеріал для осушування сильнозволожених книжок на основі водопоглинально Винахід відноситься до хімічної технологи, а саме до сорбентів для осушування та відновлення книжок, які постраждали в результаті аварій в бібліотеках, книгосховищах та архівах, і може бути використаний у архівному та бібліотечному господарствах, музеях, церквах та інших галузях народного господарства „ Вода та водні розчини, потрапляючи в книжки, газети або журнали під час аварій, призводять до розбухання паперу, що спричиняє в подальшому зміну структури паперу і появу в таких матеріалах грибкової плісені, яка здатна призвести до повного або ж часткового руйнування паперу і втрати літературних творів, які мають історичну та світову ЦІННІСТЬ Вода та водні розчини можуть локалізуватись на поверхні паперу у вигляді суцільних плівок, диспергуватись і частково руйнувати структуру паперу Як правило, сильнозволожені книжки, що містять різну КІЛЬКІСТЬ води або ж водного розчину, висушують тепловими, фізикоХІМІЧНИМИ, ХІМІЧНИМИ і теплофізичними способами, в яких в залежності від ступеню зволоженості книжок використовують сорбенти різної природи Відомий сорбент на основі фільтрувального паперу для осушування сильнозволожених книжок шляхом його безпосереднього контакту з папером [1] Недоліком цього сорбенту є його висока сорбційна ємність по відношенню до води, а також можливість практичного осушення тільки однієї — двох сторінок книжки Використання фільтрувального паперу в процесі осушення книжок обумовлює повільний процес осушування, тому технологічний процес осушування книжок з го гранульованого сорбенту рослинного походження, наприклад тирси, який відрізняється тим, що він містить додатково подрібнений сорбент мінерального походження при співвідношенні компонентів в сорбційній суміші, в мас % сорбент рослинного походження, наприклад тирса 40-60 сорбент мінерального походження, наприклад цеоліт 60-40 2 Сорбційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що розмір його частинок становить 0,5 - 2мм використанням фільтрувального паперу є досить складним і трудомістким Відомий також сорбент для видалення вологи із книжок на основі целюлозних тканин [2] Недоліком даного сорбенту є висока сорбційна здатність тканини до вологи та можливість практичного осушення тільки однієї — двох сторінок книжки Використання такої тканини значно уповільнює і ускладнює технологічний процес осушування Відомий сорбент на основі силікагелю, який використовують для осушування сильнозволожених книжок шляхом його безпосереднього контакту з папером [3] Недоліком цього сорбенту є його висока сорбційна ємність по відношенню до води в процесі осушування Відомий також сорбент для видалення вологи із сильно зволожених книжок на основі ВІДХОДІВ деревообробної промисловості - тирси [4] Недоліком даного сорбенту є велика водопоглинальна здатність сорбенту, що зумовлює низьку якість осушених книжок, а також довгу тривалість процесу осушування Найбільш близьким до винаходу по технічній суті та досягнутому результату є сорбційний памперс для осушування сильнозволожених книжок на основі таких сорбційних матеріалів, як тканина і тирса [5] Недоліком даного памперсу є низька водопоглинальна здатність, а, головне — складність технологічного процесу осушування за допомогою такого сорбційного памперсу, що зумовлено наявністю в компонентах памперсу значної КІЛЬКОСТІ легколетких сполук, які в процесі осу 00 (О 61798 шування можуть призвести до забруднення структури паперу органічними сполуками Таким чином, ВІДОМІ сорбційні памперси і матеріали, що входять до їх складу, потребують покращення експлуатаційних характеристик, а саме підвищення ступеню осушування паперу та забезпечення мінімальної деформованості паперу після завершення процесу осушування із повним збереженням інформації на папері Задачею, на вирішення якої спрямовано даний винахід, є розробка сорбційного матеріалу на основі рослинної та мінеральної сировини для осушування сильнозволожених книжок, який би забезпечував високий ступінь осушування, скорочував тривалість процесу, тобто сприяв прискоренню ліквідації аварійного стану книжок, а процес його отримання був простим, екологічно безпечним і не потребував складного технологічного обладнання Розроблений сорбційний матеріал на основі мінеральної та рослинної сировини дає можливість одержати технічний результат, що полягає в підвищенні ступеню осушування сильнозволожених книжок, забезпеченні мінімального деформування паперу, збереженні інформації в початковому вигляді, скороченні процесу осушування, зниженні затрат на процес осушування, спрощенні технологічного процесу одержання сорбентів, забезпеченні екологічної чистоти, використанні простого технологічного обладнання Для досягнення вказаного технічного результату відомий сорбційний памперс для осушування сильнозволожених книжок, що включає водопоглинальний гранульований сорбент рослинного походження, наприклад, тирсу, згідно заявленому винаходу, додатково містить подрібнений сорбент мінерального походження, наприклад, цеоліт, при співвідношенні компонентів в сорбційній суміші, в мас % сорбент рослинного походження, наприклад, тирса - 40-60, сорбент мінерального походження, наприклад, цеоліт - 40-60 Розмір частинок сорбційного матеріалу становить, переважно, 0,5-2мм Використання такого сорбційного матеріалу, який містить рослинну речовину на основі ВІДХОДІВ деревообробної промисловості - тирсу та мінеральну сировину - цеоліт, дає можливість підвищити ступінь осушування сильнозволожених книжок, особливо тих, які знаходяться в замороженому стані, що може покращити стан паперу книжок в процесі осушування та звести до мінімуму деформування паперу Використання заявленого сорбційного матеріалу дозволить значно покращити якість паперу книжок в процесі осушування, знизити вартість процесу осушування сильнозволожених книжок за рахунок низької собівартості вихідної сировини тирси та цеоліту - при виготовленні сорбційних памперсів Це сприяє більш широкому використанню таких сорбційних матеріалів для осушування сильнозволожених книжок в великій КІЛЬКОСТІ, що особливо важливо в період ліквідації наслідків аварій в бібліотеках, архівах, книгосховищах і т п В запропонованому сорбційному памперсі, крім відомого застосування гранульованої рослинної речовини, наприклад, тирси, ВІДМІННИМИ ВІД прототипу ознаками у всіх випадках є, насамперед, використання сорбенту мінерального походження, наприклад, цеоліту, який разом з тирсою входить до складу сорбційних памперсів для книжок Таким чином, заявлене технічне рішення повністю відповідає критерію винаходу "новизна" Аналіз відомих сорбційних матеріалів для осушування сильнозволожених книжок показав, що деякі із матеріалів, застосованих в заявленому сорбційному матеріалі, окремо ВІДОМІ, наприклад, тирса, тканина, тощо, тобто матеріали, які містять целюлозу Однак їх використання у відомих технологіях осушування сильонозволожених книжок від вологи не приводить до таких результатів, які досягнуті в заявленому рішенні, а саме — високий ступінь осушування, висока якість осушених книжок, низькі енерговитрати та невелика собівартість сорбційних матеріалів завдяки використанню в сорбційних памперсах рослинної сировини "зеленого типу" — тирси та гранульованої мінеральної сировини - цеоліту Залежність відрізняючих ознак і одержаного результату з літератури невідома Це дає можливість зробити висновок про творчий характер розробки, тобто про ВІДПОВІДНІСТЬ заявленого рішення критерію "винахідницький рівень" Для приготування сорбційного матеріалу використовували тирсу та сорбент мінерального походження, наприклад, цеоліт Гранульований мінеральний компонент одержували шляхом подрібнення цеоліту та його фракціонування до одержання фракції з розміром частинок 0,5-2мм Насипна ЩІЛЬНІСТЬ одержаного мінерального компоненту складає 0,98г/см Об'єм сорбційних пор (по воді) - 0,1см3/г, питома поверхня - 60 -80м2/г Сорбційний матеріал для сорбційного памперсу отримували шляхом змішування тирси та цеоліту при співвідношенні компонентів у суміші, мас % тирса 40-60 сорбент мінерального походження 40-60 при розмірі частинок суміші 0,5-2мм Випробування осушуючої здатності сорбційного матеріалу проводили шляхом осушування сильнозволожених книжок по вперше запропонованій технології сорбційно-конвекційного осушування з наступним обгортанням сильнозволожених книжок сорбційними памперсами та впливом на систему книжка — сорбційний памперс теплофізичних факторів За допомогою секундоміра, термометра та гігрометра контролювали час та температуру в процесі осушування, а також вологість в осушувальній камері Нижче наводяться дані, що підтверджують можливість здійснення винаходу Приклад 1 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали тканиною, що має сорбційні властивості Обгорнуту тканиною книжку піддавали впливу теплофізичного фактора - потоку повітря, нагрітого до температури 40°С, і за до 61798 помогою секундоміра та гігрометра визначали час осушування книжки та вологість повітря в камері осушування, вміст вологи в папері, потім оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осушення книжки та якість осушеного паперу Із даних, наведених в таблиці, видно, що тканина з певними сорбційними властивостями дозволяє отримати якість осушеного паперу, яка відповідає (в балах) 2,5 Приклад 2 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали сорбційним матеріалом типу фільтрувального паперу Обгорнуту книжку піддавали впливу теплофізичного фактора — потоку повітря, нагрітого до температури 40°С, і за допомогою секундоміра та гігрометра визначали час осушування книжки та вологість повітря в камері осушування, вміст вологи в папері, потім оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осушення книжки та якість осушеного паперу Із даних, наведених в таблиці, видно, що такий сорбційний матеріал дозволяє отримати якість осушеного паперу, яка відповідає (в балах) 3,0 Приклад 3 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали сорбційним матеріалом типу силікагель в тканині Обгорнуту книжку піддавали впливу теплофізичного фактора — потоку повітря, нагрітого до температури 40 °С, і за допомогою секундоміра та гігрометра визначали час осушування книжки та вологість повітря в камері осушування, вміст вологи в папері, потім оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осушення книжки та якість осушеного паперу Із даних, наведених в таблиці, видно, що такий сорбційний матеріал дозволяє отримати якість осушеного паперу, яка відповідає (в балах) 3,5 Приклад 4 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали сорбційним памперсом, який містить заявлену сорбційну суміш при співвідношенні сорбційних компонентів, в мас % тирса 50 мінеральний сорбент 50 при розмірі частинок суміші 0,5-2мм Обгорнуту таким чином сильнозволожену книжку піддавали впливу теплофізичного фактора - потоку повітря, нагрітого до температури 40°С, і за допомогою секундоміра та гігрометра визначали час осушування книжки та вологість повітря в осушувальній камері, вміст вологи в папері, потім оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осушення книжки та якість осушеного паперу Із даних, приведених в таблиці, видно, що запропонований сорбційний матеріал (сорбційна суміш) дозволяє отримати якість осушеного паперу, яка відповідає (в балах) 4,5 Приклад 5 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали сорбційним памперсом, який містить заявлену сорбційну суміш при співвідношенні сорбційних компонентів, в мас % тирса 40 мінеральний сорбент 60 при розмірі частинок суміші 0,5-2мм Обгорнуту таким чином сильнозволожену книжку піддавали впливу теплофізичного фактора - потоку повітря, нагрітого до температури 40°С, і за допомогою секундоміра та гігрометра визначали час осушування книжки та вологість повітря в осушувальній камері, вміст вологи в папері, потім оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осушення книжки та якість осушеного паперу Із даних, приведених в таблиці, видно, що запропонований сорбційний матеріал (сорбційна суміш) дозволяє отримати якість осушеного паперу, яка відповідає (в балах) 4,2 Приклад 6 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали сорбційним памперсом, який містить заявлену сорбційну суміш при співвідношенні сорбційних компонентів, в мас % тирса 60 мінеральний сорбент 40 при розмірі частинок суміші 0,5-2мм Обгорнуту таким чином сильнозволожену книжку піддавали впливу теплофізичного фактора - потоку повітря, нагрітого до температури 40°С, і за допомогою секундоміра та гігрометра визначали час осушування книжки та вологість повітря в осушувальній камері, вміст вологи в папері, потім оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осушення книжки та якість осушеного паперу Із даних, приведених в таблиці, видно, що запропонований сорбційний матеріал (сорбційна суміш) дозволяє отримати якість осушеного паперу, яка відповідає (в балах) 4,3 Приклад 7 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали сорбційним памперсом, який містить сорбційну суміш при співвідношенні сорбційних компонентів, в мас % тирса 35 мінеральний сорбент 65 при розмірі частинок суміші 0,5-2мм Обгорнуту таким чином сильнозволожену книжку піддавали впливу теплофізичного фактора - потоку повітря, нагрітого до температури 40°С, і за допомогою секундоміра та гігрометра визначали час осушування книжки та вологість повітря в осушувальній камері, вміст вологи в папері, потім оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осушення книжки та якість осушеного паперу Із даних, приведених в таблиці, видно, що такий сорбційний матеріал (сорбційна суміш) дозволяє отримати якість осушеного паперу, яка відповідає (в балах) 3,75 Приклад 8 Сильнозволожену книжку осушували сорбційно-конвекційним способом Поверхню книжки обгортали сорбційним памперсом, який містить сорбційну суміш при співвідношенні сорбційних компонентів, в мас % тирса 65 мінеральний сорбент 35 при розмірі частинок суміші 0,5-2мм 8 7 61798 Обгорнуту таким чином сильнозволожену вологи до КІЛЬКОСТІ вихідної вологи ступінь осукнижку піддавали впливу теплофізичного фактора шення книжки та якість осушеного паперу Із да- потоку повітря, нагрітого до температури 40°С, і них, приведених в таблиці, видно, що такий за допомогою секундоміра та гігрометра визначасорбційний матеріал (сорбційна суміш) дозволяє ли час осушування книжки та вологість повітря в отримати якість осушеного паперу, яка відповідає осушувальній камері, вміст вологи в папері, потім (в балах) 3,75 оцінювали по відношенню КІЛЬКОСТІ залишкової Таблиця Вплив складу сорбціиного матеріалу комбінованого типу на водний баланс в системі вода-сорбент в процесі осушення № п /п 1 2 3 4 5 6 7 8 КІЛЬКІСТЬ Вид осушення Дифузійне осушення Дифузійне осушення Сорбційноконвекційне осушення Сорбційноконвекційне осушення Сорбційноконвекційне осушення Сорбційноконвекційне осушення Сорбційноконвекційне осушення Сорбційноконвекційне осушення Вид сорбціиного вологи в матеріалу, мас папері, % % КІЛЬКІСТЬ КІЛЬКІСТЬ ад видаленої сорбованої вологи матеріалом зпаперу, вологи, % % Час=40 хв КІЛЬКІСТЬ ад КІЛЬКІСТЬ видаленої Якість сорбованої вологи осушеного матеріалом зпаперу, паперу, вологи, % % бал Час=60 хв Тканина 100 100 2,5 Фільтрувальний папір 100 11,8 47,7 8,9 91,1 3,0 Силікагель втканині 100 10,3 80,3 3,8 100 3,5 Тирса-природ сорбент, 50 50 100 10,1 86,3 3,9 100 4,5 Тирса-природ сорбент, 40 60 100 10,5 89,7 3,5 100 4,2 Тирса-природ сорбент, 60 40 100 10,5 90,3 3,3 100 4,3 Тирса-природ сорбент, 35-65 100 11,2 86,9 4,0 100 3,75 Тирса-природ сорбент, 65 35 100 11,8 87,2 4,2 100 3,75 Джерела інформації 1 Планирование действий на случай бедствия в Вашей библиотеке Методическое руководство — Санкт-Петербург, 2000, С 14 2 Материалы международного обучающего семинара «Библиотеки и архивы в экстремальных ситуациях», 2-6 октября 1995 г (Санкт-Петербург — г Пушкин) СПб Нотабене, 1996, С 85 (Сохранность культурного наследия Наука и практика)/ЛКРД РАН, Вып 1 3 Громов О А , Донченко В К , Калинин А И , Соколов В П Новый способ сушки фондов поврежденных водой //Тезисы докладов на междуна Комп'ютерна верстка Н Кураєва родном семинаре «Стихийные бедствия и спасения культурных ценностей» Ленинград, 24-28 сентября 1990, С 7 4 Планирование действий на случай бедствия в Вашей библиотеке Методическое руководство — Санкт-Петербург, 2000, С 16 5 Материалы международного обучающего семинара «Библиотеки и архивы в экстремальных ситуациях», 2-6 октября 1995 г (Санкт- Петербург — г Пушкин) СПб Нотабене, 1996, с 89 (Сохранность культурного наследия Наука и практика) / ЛКРД РАН, Вып 1 — прототип Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119