CZ2008566A3

CZ2008566A3 - Multifunkcní zarízení pro modifikaci celulózových materiálu a zpusob modifikace celulózových materiálu

Info

Publication number: CZ2008566A3
Application number: CZ20080566A
Authority: CZ
Inventors: Katušcák@Svetozár; Jablonský@Michal
Original assignee: STU Fakulta chemické a potravinárské technologie
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2009-05-13
Also published as: SK1182007A3; SK287845B6; CZ305566B6; DE102008034100B4; DE102008034100A1

Abstract

Multifunkcní zarízení a zpusob modifikace celulózových materiálu probíhajících v multifunkcním zarízení dle rešení se provádí tak, že se celulózový materiál suší v sušicí komore (1) sušicí tekutinou pri teplote 10 .degree.C až 106 .degree.C na vlhkost menší než 3 %, potom se celulózový materiál impregnuje v modifikacní komore (2) mácením v kapalné impregnacní látce anebo úcinkem rozdílu tlaku bez prístupu vlhkosti a vzduchu, a po odstranení prebytku kapalné impregnacní látky z naimpregnovaného celulózového materiálu a z jeho okolí se dále v odparovací komore (3) v atmosfére suché inertní tekutiny odparí zbytky kapalné impregnacní látky.

Description

Multifimkční zařízení pro modifikaci celulózových materiálů a způsob modifikace celulózových materiálů

Oblast techniky

Vynález se týká multifunkčmho zařízení pro modifikaci celulózových materiálů a způsobu modifikace celulózových materiálů prchavými impregnačními látkami.

Dosavadní stav techniky

Problém deteriorace celulózových materiálů se řeší procesy ochrany a stabilizace celulózových materiálů ve velkokapacitních zařízeních masové deacidifíkace.

Dosud jsou známy různá zařízení pro modifikaci celulózových materiálů jako jsou zařízení s tryskami listujícími v souborech listových materiálů 272960, CS 271527, CS 3274353, CS 270139, CS 187943, CA 2327786 AI, EP 1055031 AI, EP 1055031 Bl, US 5827578 AI, US 6471915 Bl, WO 99/41454, WO 99/518, CS 291713 B6, WO 99/41454, EP 1055031 Bl, US 2004/0056235 AI, WO 00/08250, US 5770148, US 5409736 A, US 5770148, CA 2202475), beztlakové zařízení (^JJS 7211221, US 5770148), tlakové, například vakuové zařízení (JwO 91/04800, WO 91/04797), zařízení na vákuově- tlakovou impregnaci (](JS 5120500, US 3969549, US 393091).

Zvláštním druhem modifikace kyselých celulózových materiálů je jejich neutralizace a stabilizace, pro které jsou navrženy různé deacidifikační a modifikační látky anebo sestavy^ (US 2033452, CA 782604, US 3472611, US 3676182, US 3676055, US 5094888, US 5104997, US 5137760, CA 2317564, US 5277842 US 5482781, US 6071475, CA 2060926, US 6676856, CA 2142195 AI, WO 2005/083176, WO 91/04797, WO 91/04800, US 5120500, US 7211221, DE 4138750 AI, DE 3904111 AI, US 5322558, US 6676856), Některé patenty řeší neutralizaci a stabilizaci pomocí organokovových sloučenin, které reagují s vodou, přičemž před impregnací těmito látkami se celulózový materiál suší vakuovým sušením (jjVO 91/04800, US 5120500, US 7211221, WO 91/04797, DE 4225780, US 5322558. ES 2130994, US 5277842, EP 0545180 Bl, EP 0545180 AI, DE 4225780 Cl, DE 4138750 AI, DE 3904111 AI, US 5322558, US 6676859, US 5104997, US 3969549, US 3969549, US 393091) anebo i ochlazením (iWO 2005/083176 AI, CA 2556626 AI), * * * ·

Je všeobecně známé, že k významnému chlazení a snížení teploty celulózového a nebo jiného pórovitého materiálu dochází v průběhu odpařování vody. Dle patentové přihlášky

WO 91/04800 se zařízení skládá z vakuové sušící komory, kde se knihy suší pomocí vakua při dielektrickém ohřevu. Dopravníkem se dopraví kontejnery s knihami do zásobníku naplněného roztokem s deacidifikačními chemikáliemi v rozpouštědle. Po impregnaci roztokem, dopravník přiváží kontejner s knihami do vypouštěcího zásobníku, kde se vypustí roztok a potom se v sušící komoře za pomoci vakua za dielektrického ohřevu rozpouštědlo odstraní.

Způsoby impregnace a zušlechťování celulózových pórovitých materiálů máčením a působením rozdílu tlaků ve vákuově -tlakových zařízeních, které využívají postupů dle Ruepinga, Lowryho, Brouse von Groenan, Bethela a nebo jejich modifikovaných postupů jsou dobře známy. Dle těchto postupů se obyčejně používají jeden až dva sdružené cykly tlaku vzduchu a tlaku impregnační látky, přičemž funkci úspory zajišťuje tlak vzduchu, který při zrušení tlaku impregnační látky vytlačuje nadbytečnou impregnační látku z materiálu.

Dle patentů BRD 898803 , BRD 965765 a US 945693 se před impregnací materiál suší v jednom médiu a impregnuje se v druhém médiu.

Další skupinu známých postupů pro modifikaci celulózových materiálů tvoří patenty

CČS 94367, CS 101587, CS 144399, CS 233 451, CS 240456), kde se využívá jedna impregnační látka, která je současně nositelem tepelné energie.

Dle patentu CS 233451 se celulózový materiál impregnuje impregnační kapalinou tak, že se nejdříve natlačí do materiálu tekutina, např. vzduch, při tlaku 0,1 až 0,6 MPa po dobu 10 až 40 minut a poté se do materiálu natlačí impregnační prostředek, který cirkuluje v impregnační nádobě při tlaku 0,5 až 1,3 MPa po dobu 60 až 300 minut za teploty 100 až 150 °C a přebytek prostředku se z celulózového materiálu zpětně získá působením vzduchu při tlaku 1 až 40 kPa.

Jsou známá dýzová zařízení a způsoby impregnace souborů listových celulózových pórovitých materiálů s oddělováním jednotlivých listů, anebo listováním působením proudu tekutiny, tedy kapaliny anebo plynu, která proudí z pohybující se trysky směrem mezi jednotlivé listy dle čs. patentůý272960)|270139^71527,((272960,^274353. Dle čs. patentu č. CS 187943 se hydrodýzové zařízení pro impregnaci souborů listových celulózových pórovitých ··· • ♦* materiálů s oddělováním jednotlivých listů používá^ k zušlechťování, například k barvení dýhových listových materiálů. Dle čspatentu č.y-272960 zařízení sestává z nádrže na zušlechťovací roztok a nosiče zušlechtěného materiálu, přičemž mezi dnem nádrže a spodní částí nosiče je těleso na rozvod plynného média, které má alespoň jeden otvor a je na jedné straně spojené s přívodní trubkou a na straně druhé s pohyblivým ramenem. Dle čs. patentu č. CS· 272960 sestává z nádrže na zušlechťovací roztok a nosiče zušlechťovaného materiálu, přičemž mezi dnem nádrže a spodní částí nosiče je těleso na rozvod plynného média, které má alespoň jeden otvor a je na jedné straně spojené s přívodní trubkou a na druhé straně s kyvným ramenem. Podle čs. patentu č. 272960 jsou průtokové průřezy po sobě následujících otvorů větší ve směru proudění, a nebo jsou vzdálenosti po ^obě následujících otvorů menší ve směru proudění,případně otvor může být štěrbinový. ^le~čši(patentu č. 274353 zařízení k zušlechťování sestává z nádrže na zušlechťovací roztok a nosiče zušlechtěného materiálu, přičemž mezi dnem nádrže a spodní částí nosiče je rotační proudová turbínka, která je pomocí přívodu spojena se zásobníkem plynného média, přičemž aspoň jedno otočné rameno rotační proudové turbínky může mít s výhodou výstupní otvory a aspoň jedno otočné rameno má pohonné otvory. Pohonné otvory rotační proudové turbínky mohou mít s výhodou regulovatelný výtokový průřez. Dle čs^atentu Č.^ 271527 zařízení na zušlechťování celulózových materiálů sestává z nádrže se zušlechťovacím médiem, v kterém je ponořený nosič se zušlechťovaným materiálem, jehož hlavní plochy jsou uspořádány vertikálně a pod úrovní spodních hran zušlechťovaného materiálu je alespoň jedno duté těleso s alespoň jedním otvorem pro výstup plynného média. Těleso může mít alespoň jednu trubku s otvory, případně je těleso tvořeno ze soustavy paralelně spojených trubek s otvory anebo je těleso vytvořené ze soustavy sériově spojených trubek s otvory.

Dle čs.^atentu čJ\-2743 53 zařízení k zušlechťování celulózových materiálů sestává z nádrže se zušlechťovacím roztokem, v kterém je nosič se zušlechťovaným materiálem. Mezi dnem nádrže a spodní částí nosiče je těleso pro přívod plynného média, které je spojené přívodní trubkou. Výtokové průřezy otvorů v tělese jsou s přibývající vzdáleností od přívodní trubky větší. Dle čs. patentu č.ý274353 jsou vzdálenosti mezi otvory na tělese s přibývající vzdáleností od přívodní trubky kratší. Těleso pro přívod plynného média má alespoň jeden štěrbinový otvor. Šířka štěrbinového otvoru může být s přibývající vzdáleností od přívodové trubky postupně větší.

Pro impregnaci celulózových materiálů, například papíru se používají procesy a zařízení na deacidifikaci organickými sloučeninami (IDE 4225780, US 5322558, ES 2130994, US 5277842, EP 0545180 Bl, EP 0545180 Al, DE 4225780 Cl, DE 4138750 Al, DE 3904111

B a

Al, US 5322558, WO 91/04797, US 6676856, US 5208072, US 5264243, US 5322558, US

5104997, US 3969549, WO 87/00217) v hořlavých rozpouštědlech (|US 5120500, US 5277842, US 5482781, EP 0386436 Bl, DE 3904111 Al, US 5104997, US 3969549, US 393091, US 3676055),

Výhodou některých organických impregnačních látek jako jsou roztoky organokovových sloučenin v hexametyldisiloxánu je lepší průnik deacidifikační látky do souboru listů jako jsou zavřené archivní krabice s dokumenty a knihami (JUS 5277842, EP 0545180 Bl, EP 0545180 Al, US 5322558). Deacidifikace celulózových materiálů se uskutečňuje například tak ( US 5277842, EP 0545180 Bl, EP 0545180 Al, US 5322558), že se tyto materiály vloží do impregnační komory, v které je nejprve materiál předsušený při teplotě menší než 50 °C při vakuu po dobu 48 hodin na vlhkost menší než lj/o. Po předsušení následuje deacidifikace roztokem organokovových sloučenin, například podvojným

etanolátem hořečnatd- titaničitým a izopropylátem titaničitým v hexametyldisiloxánu.Po deacidifikaci se deacidifikační roztok vypustí, impregnační komora se evakuuje a materiál se vakuově suší po dobu cca 24 hodin. Odstraňování zápachu zbytků VOC trvá dlouhou dobu po impregnaci. Proces deacidifikace pomocí impregnačního roztoku organokovových sloučenin podvojným etanolátem hořečnato - titaničitým a izopropylátem titaničitým v hexametyldisiloxánu (jHMDO) se dělá v jedné komoře (jl krok - předsušení, 2 - krok impregnace, 3 - krok dosušení).

Hlavní nevýhody současných procesů deacidifikace papíru roztoky deacidifikačních látek v HMDO je velký objem impregnační komory na jednotkový výkon impregnační komory, vyjádřený například jako hmotnost impregnovaného celulózového materiálu za jednotku času. Z toho vyplývají další nevýhody: velký objem používaného hořlavého rozpouštědla při nízkém specifickém výkonu a vysoké riziko požáru. Malý specifický výkon impregnačního zařízení vyjádřený jako výkon vztahovaný na 1 m³ objemu impregnační komory je způsoben dlouhým časem sušení vody a jiných difuzních procesů. Objem používaného hořlavého rozpouštědla anebo impregnační látky je v rozsahu 10³ až 10⁴ litrů na jednu várku, při roční kapacitě zařízení 10^l tun/rok , Nevýhodou je i velký objem impregnačního roztoku citlivého na přítomnost vody, který se musí používat a chránit před přítomností vody anebo vodních par, při určitém jednotkovém výkonu. Takovéto zařízení se proto nedá z důvodu velikosti a bezpečnosti transportovat a nemůže být mobilní, anebo přenosné. Nevýhodou známých způsobů deacidifikace papíru roztokem organokovových sloučenin v hexametyldisiloxánu je i dlouhý čas, řádově desítky hodin,potřebný k odstranění kapalných a plynných složek z papíru po impregnaci a následné potřebné odstraňování prchavých látek.

« ··

Cílem předloženého vynálezu je zařízeni s multifunkčním charakterem, které má při malých rozměrech vysoký výkon, snížení objemu používaného hořlavého rozpouštědla při daném specifickém výkonu, zvýšení bezpečnosti práce, snížení času na odstranění kapalných a plynných složek z celulózového materiálu a možnost transportu zařízení z důvodu menších rozměrů impregnační části zařízení při daném výkonu.

Podstata vynálezu

Tento cíl do značné míiy řeší multifunkční zařízení pro modifikaci celulózových materiálů, především novinových a papírových výrobků, knih, časopisů, dokumentů, manuskript, map, uměleckých prací na papíru, technických výkresů, jejichž podstata spočívá v tom, že sestává z kombinace nejméně jedné sušicí komory na sušení celulózových materiálů, případně opatřené výhřevným tělesem a/nebo vnitřním cirkulačním zařízením a/nebo regulačním zařízením na regulaci teploty a/nebo infračerveným zařízením, a/nebo jejich kombinací. Zařízení dále sestává zmodifikační komory spojené sodpařovací komorou ochranným pláštěm s inertní tekutinou, která je opatřena zařízením na ohřev inertní tekutiny, zařízením na cirkulaci inertního plynu a zařízením na oddělování odpařeného rozpouštědla, případně nádobou pro sběr odděleného kapalného rozpouštědla a prchavých látek. ModifíkaČní komora je spojená sodpařovací komorou ochranným pláštěm sinertní tekutinou, případně sušicí komora je spojena s modifikaČní komorou s ochranným pláštěm.

Sušicí komora může být opatřena dvojitými stěnami, anebo dvojitým dnem s vnitřní perforovanou stěnou, ventilem na přívod, ventilem na odvod sušicí tekutiny, ventilem pro vnější recirkulaci a zařízením na regeneraci sušicí tekutiny.

Sušicí komora může být opatřena nejméně jedním kontejnerem s regenerovatelným sušicím činidlem, případně nejméně jedním externím kontejnerem s regenerovatelným sušicím činidlem.

Sušicí komora může být opatřena policemi, případně oplášťovanými a/nebo kontejnerem na celulózové materiály, anebo sušicí komoru tvoří opláštěný sklad anebo opláštěné regály celulózových materiálů.

Zjistilo se, že je výhodné, když externí kontejner s regenerovatelným sušicím činidlem a/nebo sušicími činidly je opatřený zařízením na regulaci teploty, průtoku a rychlosti proudění sušicí tekutiny a/nebo zařízením na vymrazování vody ze sušicího činidla.

··

Taktéž je výhodné, když zařízení sestává nejméně ze dvou externích kontejnerů, přičemž nejméně jeden externí kontejner slouží k regeneraci sušicího činidla a nejméně jeden externí kontejner slouží na sušení sušicí tekutiny ze sušicí komory.

Modifíkační komora může být opatřena zařízením na vytváření a regulování vakua a tlaku a zařízením na regulaci teploty.

Modifíkační komora, a/nebo sušicí komora a/nebo odpařovaci komora mohou být opatřeny dýzami pro proudění tekutiny mezí listy celulózového materiálu a zařízením, které pomocí převodového mechanismu zabezpečuje vzájemný pohyb celulózových materiálů a dýz.

Výhodou zařízení je, že sušicí komora, modifíkační komora a odpařovaci komora mohou být umístěny nejméně na jednom společném nosném rámu a mohou být připojitelné na dopravní prostředek.

Způsob modifikace celulózových materiálů podrobených sušení a následné impregnaci máčením a nebo účinkem rozdílu tlaků při teplotách impregnace v rozsahu 458 až 30 °C hořlavými kapalnými prchavými impregnačními látkami obsahujícími aktivní a modifíkační látky reagující s vlhkostí, jako jsou organokovové sloučeniny, dále prchavé hořlavé rozpouštědla jako jsou alkalsiloxány, zpevňující, konzervační, biologicky aktivní látky, antioxidanty, deacidifikační částice a/nebo nanočástice, látky reagující s karbonylovými skupinami, monoméry, změkčovadla a jiné pomocné průmyslové přípravky, a nakonec odpařením rozpouštědla na nárokovaném zařízení dle vynálezu spočívá vtom, že se celulózový materiál suší v sušící komoře sušící tekutinou při teplotě 10 až 106 °C na vlhkost menší jak 3%, s výhodou na vlhkost menší než 0,6 %. Potom se celulózový materiál impregnuje v modifíkační komoře máčením v kapalné impregnační látce a/nebo účinkem rozdílu tlaků bez přístupu vlhkosti a vzduchu. Po odstranění přebytku kapalné impregnační látky z naimpregnovaného celulózového materiálu a z jeho okolí se dále v odpařovaci komoře v atmosféře suché inertní tekutiny odpaří zbytky kapalné impregnační látky.

Celulózový materiál se suší v sušicí komoře, která je opatřena policemi, případně oplášťovanými a/nebo kontejnerem (33) na celulózové materiály anebo v opláštěném sklady anebo se celulózový materiál nachází na regálech, sušící tekutinou za atmosférického tlaku při teplotě nejvíce do 50 °C.

Sušicí tekutinou je přehřátá pára, vzduch, inertní a/nebo reaktivní anebo hygroskopická tekutina a/nebo jejich kombinace a/nebo hydrofobní a/nebo s vodou reagující tekutiny, jako jsou dietylzinek, kapalný amoniak, dimetylsilfoxid, alkylénoxidy, anebo izokyanáty anebo jejich směs s rozpouštědly.

Zjistilo se, že je výhodné když se celulózový materiál v sušicí komoře vysuší nejméně při 2 stupních, při prvním stupni se celulózový materiál za atmosférického tlaku předsuší při teplotě nejvíce do 50 °C na vlhkost 1 až 3% a následně se dosuší v inertní atmosféře při teplotě nejvíce do 106 ^QC při vlhkosti menší než 0,6 %, a to vakuovým sušením, lyofilizací, anebo tekutinou obsahující hygroskopické anebo s vodou reagující sloučeniny, jako jsou dietylzinek, amoniak, kapalný amoniak, dimetylsulfoxyd, alkylénoxidy, anebo izokyanáty, anebo jejich kombinací.

Dále se zjistilo, že je výhodné, když se celulózový materiál sušený při atmosférickém tlaku vlhkost l až 3 % před vystavením účinku kapalné impregnační látky ochladí na teplotu menší než-10 °C.

Na celulózový materiál předsušený v sušicí komoře o vlhkosti 0,2 až 0,7 % se výhodně působí vmodifikační komoře inertní tekutinou za přetlaku 0,05 až 0,2 MPa, a následně kapalnou impregnační látkou za přetlaku 0,2, až 0,7 MPa. Je výhodné, když se následně po impregnaci odstraní přebytečná kapalná impregnační látka z okolí naimpregnovaného celulózového materiálu snížením tlaku na atmosferický, centrifugováním, evakuací anebo kombinací těchto způsobů anebo se odstraní účinkem gravitačních sil anebo vyjmutím celulózového materiálu anebo ochlazením na teplotu -10 °C až -55 °C a následnou evakuací.

Bylo zjištěno, že je výhodné, když se celulózový materiál vmodifikační komoře (2) impregnuje vakuovou impregnací při teplotě -58 °C až -10 °C elulózový materiál obsahující prchavé látky se po transportu zmodifikační komory |(2) do odpařovací komory (3) suší prouděním inertní tekutiny okolo celulózového materiálu, přičemž odpařování prchavých látek probíhá podjejich bodem varu.

Odpařování rozpouštědla z naimpregnovaného celulózového materiálu může probíhat v odpařovací komoře v proudící inertní tekutině při atmosférickém tlaku, přičemž se od inertní tekutiny oddělí prchavé látky ve vnějším okruhu známými postupy jako jsou vymrazování, lyofilizace, adsorpce,reverzní osmóza anebo jejich kombinací.

Výhodou multifunkčního zařízení a způsobu dle vynálezu je, že se podstatně sníží objem modifikační komory a zvýší její specifický výkon. Další předností vynálezu je podstatné snížení času na odstranění kapalných a plynných složek z celulózového materiálu a následného odstraňování prchavých organických látek.

Zařízením a způsobem dle vynálezu se vmodifikační komoře obsah volné kapalné impregnační látky v celulózovém materiálu sníží na 25 až 35 % a v odpařovací komoře se kapalná impregnační látka anebo rozpouštědlo celkem odstraní.

V neposlední řadě je třeba vyzdvihnout výhodu zařízení v tom, že z důvodu jeho velikosti se může transportovat.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu bude blíže vysvětlena na přiložených výkresech

Na obr. 1 je znázorněno multifunkční zařízení k modifikaci celulózových materiálů dle nároků 1 až 10.

Na obr. 2 je znázorněno multifunkční zařízení k modifikaci celulózových materiálů dle nároku 9.

Příklady provedení vynálezu

Multifunkční zařízení k modifikaci celulózových materiálů znázorněné na obr. 1 sestává z kombinace nejméně jedné sušicí komory 1. na sušení celulózových materiálů, případně opatřené výhřevným tělesem 5 anebo vnitřním cirkulačním zařízením 6 anebo regulačním zařízením 7 k regulaci teploty anebo infračerveným zařízením 8 a/nebo jejich kombinací. Multifunkční zařízení dále sestává z modifikační komory 2 spojené s odpařovací komorou 3, která je opatřena zařízením 5.1 na ohřev inertního plynu, zařízením 6.1 k cirkulaci inertního plynu a zařízením 9 k oddělování odpařeného rozpouštědla, případně nádobou 10 ke sběru odděleného kapalného rozpouštědla a prchavých látek. Modifikační komora 2 s odpařovací komorou 3, případně sušicí komora l^s modifikační komorou 2 jsou připojené ochrannými plášti 4.1^ případně 4.2.

Sušicí komora 1 může být opatřena dvojitými stěnami, anebo dvojitým dnem s vnitřní perforovanou stěnou, ventilem 11 na přívod, ventilem 12 na odvod sušící tekutiny, ventilem 13 pro vnější regulaci a zařízení 14 k regeneraci sušicí tekutiny.

Sušící komora 1 může být opatřena nejméně jedním kontejnerem 15 s regenerovatelným sušícím činidlem, případně nejméně jedním externím kontejnerem 15.1 s regenerovatelným sušícím činidlem.

Sušici komora 1. může být opatřena policemi 16, případně oplášťovanými a/nebo kontejnerem 33 na celulózove materiály, anebo opláštěným skladem, anebo regálem s celulózovými materiály.

»· ♦· ·· • · · · · ·

Externí kontejner 15.1 s regenerovatelným sušicím činidlem a/nebo sušicími činidly může být opatřen zařízením 17 na regulaci teploty, průtoku a rychlosti proudění sušicí tekutiny a/nebo zařízením 18 pro vymrazování vody ze sušicího činidla.

Multifúnkční zařízení může obsahovat nejméně dva externí kontejnery 15.1, 15.2, přičemž nejméně jeden externí kontejner 15.1 slouží k regeneraci sušicího činidla a nejméně jeden externí kontejner 15.2 slouží k sušení tekutiny ze sušící komory 1.

Modifikační komora 2 může být opatřena zařízením 19 pro vytváření a regulování vakua a tlaku a zařízením 5.3 pro regulaci teploty.

Modifikační komora 2 a/nebo sušicí komora 1 a/nebo odpařovací komora 3 mohou být opatřeny dýzami 20 pro proudění tekutiny mezi listy celulózového materiálu a zařízením 21, které pomocí převodového mechanismu 22^ zabezpečuje vzájemný pohyb celulózových materiálů a dýz 2(1

Způsob modifikace celulózových materiálů podrobených sušeni a následné impregnace dle vynálezu se uskutečňuje tak, že se celulózový materiál suší v sušicí komoře l_sušicí tekutinou při teplotě 10 až 106 °C a vlhkosti menší než 3%. Potom se celulózový materiál impregnuje v modifikační komoře 2 máčením v kapalné impregnační látce anebo účinkem rozdílu tlaků bez přístupu vlhkosti a vzduchu, a po odstranění přebytku kapalné impregnační látky z naimpregnovaného celulózového matriálu a z jeho okolí se v odpařovací komoře 3 v atmosféře suché inertní tekutiny odpaří zbytky kapalné impregnační látky.

Příklad 1

Modifikace celulózových materiálů v multifúnkčním zařízení znázorněném na obr. 1 se uskutečňuje tak, že se knihy vysuší při atmosférickém tlaku v sušicí komoře 1 na vlhkost 0,3 % ve vzduchu při teplotě 45 °C, potom se knihy impregnují máčením v modifikační komoře 2 v impregnačním roztoku podvojného etanolátu hořečnato-títaničitého a izopropylátu titaničitého v hexametyldisiloxáne. Po odstranění přebytku modifikační látky z okolí naimpregnovaného materiálu vypuštěním přebytku modifikační látky z komory 2, se vloží celulózový matriál v atmosféře suchého dusíku do odpařovací komory 3, kde se z něho odpaří zbytky rozpouštědla a prchavých organických látek . Modifikační komora 2 a odpařovací komora 3 je spojena pláštěm 4.

Příklad 2

Modifikace celulózových materiálů v multifúnkčním zařízení znázorněném na obr. 1 se uskutečňuje tak, že se knihy vysuší při atmosférickém tlaku v sušicí komoře 1, která je φ ♦♦ φφ φ φ ♦ ♦* φ · · φ φ · φφ* φ*

opatřena jedním kontejnerem lS^s regenerovatelným tuhým sušicím činidlem, výhodné je použít silikonový gel, na vlhkost 0,5 ve vzduchu při teplotě 45 °C. Potom se knihy přemístí v atmosféře suchého vzduchu do modifíkační komory 2. Knihy se impregnují máčením v modifíkační komoře 2 v impregnačním roztoku podvojného etanolátu horečnato-titaničitého a izopropylátu titaničitého v hexametyldisiloxáne, Po odstranění přebytku modifíkační látky z okolí naimpregnovaného materiálu vypuštěním přebytku modifíkační látky z okolí naimpregnovaného materiálu vypuštěním přebytku modifíkační komory 2, se vloží celulózový materiál v atmosféře suchého dusíku do odpalovací komory 3. kde se z něho odpaří zbytky rozpouštědla a prchavých organických látek. Sušicí komora 1 je propojena s modifíkační komorou pláštěm 4.2 a modifíkační komora 2 a odpalovací komora 3 jsou spojeny pláštěm 4.1.

Příklad 3

Způsob modifikace celulózových materiálů v multiíunkčním zařízení znázorněném na obr. 1 se uskutečňuje tak, že se knihy vysuší při atmosférickém tlaku v sušicí komoře 1 na vlhkost 0,3 % ve vzduchu při teplotě 45 °C, potom se knihy vloží do uzavíratelného kontejneru 33, kontejner se vloží do modifíkační komory 2^ kde následuje modifikace v impregnačním roztoku podvojného etanolátu hořečnato-titaničitého a izopropylátu titaničitého v hexametyldisiloxáne. Po odstranění přebytku modifíkační látky z okolí naimpregnovaného materiálu vypuštěním přebytku modifíkační látky z okolí naimpregnovaného materiálu vypuštěním přebytku modifíkační látky z komory 2? se do uzaviratelné přepravky 5 napustí atmosféra suchého dusíku. Kontejner 33 se vloží do odpalovací komory 3, kde se z nich odpaří zbytky rozpouštědla a prchavých organických látek.

Příklad 4

Způsob modifikace celulózových materiálů v multiíunkčním zařízení znázorněném na obr. 2 se uskutečňuje tak, že se knihy vysušily při atmosférickém tlaku v sušicí komoře 1 na vlhkost 0,3 % ve vzduchu při teplotě 45 °C, potom se kniha přemístila do modifíkační komory 2, která je tvořena reaktorem, který je opatřený dýzami (20) pro proudění tekutiny mezi listy celulózového materiálu a zařízením (21), které pomocí převodového mechanismu (22) zabezpečuje vzájemný pohyb celulózových materiálů a dýz (20), které se reverzním pohybem posouvaly napravo a nalevo, a přes dýzy se nastřikoval impregnační 2 % roztok podvojného etanoiu hořečnato-titaničitého a izopropylátu titaničitého v hexametyldisiloxáne. Po odstranění přebytku modifíkační látky z okolí naimpregnovaného materiálu vypuštěním přebytku modifikační látky z modifikační komory 2, se vloží celulózový materiál v atmosféře suchého dusíku do odpařovací komory 3, kde se z něho odpařily zbytky rozpouštědla a prchavých organických látek.

Průmyslová využitelnost

Multifunkční zařízení a způsob dle vynálezu je možné využívat pro modifikaci celulózových materiálů, především tištěných a papírenských výrobků, knih, časopisů, dokumentů, manuskript, map, uměleckých prací na papíru, technických výkresů, knih a jiných dokumentů prchavými impregnačními deacidifikačními a stabilizačními látkami.

Claims

1. Multifunkční zařízení k modifikaci celulózových materiálů především tištěných a papírových výrobků, knih, časopisů, dokumentů, manuskript, map, uměleckých prací na papíru, technických výkresů se vyznačuje tím, že sestává z kombinace nejméně jedné sušicí komory (1) na sušení celulózových materiálů, případně opatřené výhřevným tělesem (5) a/nebo vnitřním cirkulačním zařízením (6) a/nebo regulačním zařízením (7) na regulaci teploty a/nebo infračerveným zařízením (8), a/nebo jejich kombinací, dále z modifikační komory (2) spojené s odpařovací komorou (3), která je opatřena zařízením (5.1) na ohřev inertního plynu, zařízením (6.1) pro cirkulaci inertního plynu a zařízením (9) na oddělování odpařeného rozpouštědla, případně nádobou (10) pro sběr odděleného kapalného rozpouštědla a prchavých látek, přičemž modifikační komora (2) je spojena s odpařovací komorou (3) ochranným pláštěm (4.1) s inertní tekutinou, případně sušicí komora (1) je spojena s modifikační komorou (2) s ochranným pláštěm (4.2).

2. Multifunkční zařízeni dle nároku 1, se vyznačuje tím, že sušicí komora (1) je opatřena dvojitými stěnami, anebo dvojitým dnem s vnitřní perforovanou stěnou, ventilem (11) pro přívod, ventilem (12) pro odvod sušicí tekutiny ventilem (13) pro vnější recirkulaci a zařízením (14) pro regeneraci sušicí tekutiny.

3. Multifunkční zařízení dle nároků 1 a 2, se vyznačuje tím, že sušicí komora (1) je opatřena nejméně jedním kontejnerem (15) s regenerovatelným sušicím činidlem, případně nejméně jedním externím kontejnerem (15.1) s regenerovatalným sušicím činidlem.

4. Multifunkční zařízení dle nároků 1 až 3, se vyznačuje tím, že sušicí komora (1) je opatřena policemi (16), případně oplášťovanými a/nebo kontejnerem (33) na celulózové materiály.

5. Multifunkční zařízení dle nároků 1,3 až 4, se vyznačuje tím, že sušicí komoru tvoří opláštěný sklad a/nebo regál celulózových materiálů.

6. Multifunkční zařízení dle nároků 1 až 5, se vyznačuje tím, že externí kontejner (15.1) s regenerovatelným sušicím činidlem a/nebo sušicími činidly je opatřen zařízením (17) pro regulaci teploty, průtoku a rychlosti proudění sušicí tekutiny a/nebo zařízením (18) na vymrazování vody ze sušicího činidla.

«·

7. Multifunkční zařízení dle nároků 1 až 6, se vyznačuje tím, že obsahuje nejméně dva externí kontejnery (15.1), (15.2), přičemž nejméně jeden externí kontejner (15.1) slouží k regeneraci sušicího Činidla a nejméně jeden externí kontejner (15.2) slouží k sušení sušicí tekutiny ze sušicí komory (1).

8. Multifunkční zařízení dle nároků 1 až 7, se vyznačuje tím, že modifikační komora (2) je opatřena zařízením (19) k vytváření a regulaci vakua a tlaku a zařízením (5.3) k regulaci teploty.

9. Multifunkční zařízení dle nároků 1 až 8, se vyznačuje tím, že modifikační komora (2), a/nebo sušicí komora (1) a/nebo odpařovací komora (3) je opatřena dýzami (20) pro proudění tekutiny mezi listy celulózového materiálu a zařízením (21), které pomocí převodového mechanismu (22) zabezpečuje vzájemný pohyb celulózových materiálů a dýz (20).

10. Multifunkční zařízení dle nároků 1 až 4 a 6 až 9, se vyznačuje tím, že sušicí komora (1), modifikační komora (2) a odpařovací komora (3) jsou umístěny nejméně na jednom společném nosním rámu a jsou připojitelné k dopravnímu prostředku.

11. Způsob modifikace celulózových materiálů podrobených sušení a následné impregnaci máčením anebo účinkem rozdílu tlaků při teplotách impregnace v rozsahu -58 °C až 30 °C hořlavými kapalnými prchavými impregnačními látkami obsahujícími aktivní modifikační látky reagující vlhkost, jako jsou organokovové sloučeniny, dále prchavá hořlavá rozpouštědla jako jsou alkylsiloxány, zpevňující, konzervační, biologicky aktivní látky, antioxidanty, deacidifikační částice a/nebo nanočástice, látky reagující s karbonylovými skupinami, monoméry, změkčovadla a jiné pomocné průmyslové přípravky, a nakonec odpařením rozpouštědla na zařízení dle nároků 1 až 10, se vyznačuje tím, že se celulózový materiál suší v sušicí komoře (1) sušicí tekutinou při teplotě 10 °C až 106 °C na vlhkost menší než 3%, potom se celulózový materiál impregnuje v modifikační komoře (2) máčením v kapalné impregnační látce anebo účinkem rozdílu tlaků bez přístupu vlhkosti a vzduchu, a po odstraněni přebytku kapalné impregnační látky z naimpregnovaného celulózového materiálu a z jeho okolí se dále v odpařovací komoře (3) v atmosféře suché inertní

12. Způsob dle nároků 11, se vyznačuje tím, že se celulózový materiál suší v sušicí komoře (1) sušicí tekutinou za atmosférického tlaku a při teplotě 10 °C až 106 °C na vlhkost menší než 0,6 %.

13. Způsob dle nároku 4 a 11, se vyznačuje tím, že se celulózový materiál suší v sušicí komoře (1), která je opatřena policemi (16), případně oplášťovanými a/nebo kontejnerem (33) na celulózové materiály sušicí tekutinou za atmosférického tlaku při teplotě maximálně do 50 °C.

14. Způsob dle nároků 5 all, se vyznačuje tím, že se celulózový materiál suší v opláštěném skladu anebo regály celulózových materiálů sušicí tekutinou za atmosférického tlaku při teplotě maximálně do 50 °C.

15. Způsob dle nároků 11 a 12, se vyznačuje tím, že sušicí tekutinou v sušicí komoře (1) je přehřátá pára, vzduch, inertní, anebo reaktivní, anebo hygroskopická tekutina anebo jejich kombinace.

16. Způsob dle nároků 11 až 15, se vyznačuje tím, že sušicí tekutinou v sušicí komoře (1) jsou hygroskopické anebo hydrofobní a/nebo s vodou reagující tekutiny, jako jsou dietylzinek, kapalný amoniak, dimetylsulfoxid, alkylénoxidy, anebo izokyanáty anebo jejich směsi s rozpouštědly.

17. Způsob dle nároků 11 až 16, se vyznačuje tím, že se celulózový materiál v sušicí komoře (1) vysuší nejméně ve 2 stupních, v prvním stupni se celulózový materiál za atmosférického tlaku předsuší při teplotě maximálně do 50 °C na vlhkost 1 až 3 % a následně se dosuší v inertní atmosféře při teplotě maximálně do 106 °C na vlhkost menší než 0,6 %.

18. Způsob dle nároků 11 až 17, se vyznačuje tím, že se celulózový materiál předsuší v sušicí komoře (1) při atmosférickém tlaku na vlhkost 1 až 3 %, potom se dosuší na vlhkost menší než 0,6 % vakuovým sušením, lyofílizací, anebo tekutinou obsahující hygroskopické a/nebo s vodou reagující sloučeniny, jako jsou dietylzinek, amoniak, kapalný amoniak, dimetylsulfoxid, alkylénoxidy, nebo izokyanáty , nebo jejich kombinací.

19. Způsob dle nároků 11 až 18, se vyznačuje tím, že se celulózový materiál suší při atmosférickém tlaku na vlhkost 1 až 3 %, a než začne působit kapalná impregnační látka se ochladí na teplotu menší než -10 °C.

20. Způsob dle nároků 11 až 19, se vyznačuje tím, že se na celulózový materiál předsušený v sušicí komoře (1) na vlhkost 0,2 až 0,7 % působí v modifikační komoře (2) inertní tekutinou za přetlaku 0,05 až 0,2 MPa, a kapalnou impregnační látkou za přetlaku 0,2 až 0,7 MPa, a následně se po impregnaci odstraní přebytečná kapalná impregnační látka z okolí naimpregnovaného celulózového materiálu snížením tlaku na atmosferický, centrifugováním, evakuací, nebo kombinací těchto způsobů.

21. Způsob dle nároků 11 až 20, se vyznačuje tím, že se přebytečná kapalná impregnační látka z okolí naimpregnovaného celulózového materiálu z modifikační komory (2) odstraní účinkem gravitačních sil a/nebo vyjmutím celulózového materiálu.

22. Způsob dle nároků 11 až 20, se vyznačuje tím, že se po impregnaci celulózového materiálu přebytečná kapalná impregnační látka z naimpregnovaného celulózového materiálu odstraní ochlazením na teplotu -10 °C až -55 °C a následnou evakuací.

23. Způsob dle nároků 11 až 20, se vyznačuje tím, že celulózový materiál se v modifikační komoře (2) impregnuje vakuovou impregnací při teplotě -58 °C až -10 °C.

24. Způsob dle nároků 11 až 23, se vyznačuje tím, že celulózový materiál obsahující prchavé látky se po transportu z modifikační komory (2) do odpařovací komory (3) suší prouděním inertní tekutiny okolo celulózového materiálu, přičemž odpařování prchavých látek probíhá pod jejich bodem varu.

25. Způsob dle nároků 11 až 24, se vyznačuje tím, že odpaření rozpouštědla z naimpregnovaného celulózového materiálu probíhá v odpařovací komoře (3) v proudící inertní tekutině při atmosférickém tlaku.

26. Způsob dle nároků 11 až 25, se vyznačuje tím, že od inertní tekutiny se oddělí prchavé látky ve vnějším okruhu známými postupy jako jsou vymrazování, lyofilizace, adsorpce, reverzní osmóza, anebo jejich kombinaci.

27. Způsob dle nároků 11 až 26, se vyznačuje tím, že v modifikační komoře (2) se obsah volné kapalné impregnační látky v celulózovém materiálu sníží na 25 až 35 % a v odpařovací komoře (3) se kapalná impregnační látka anebo rozpouštědlo celkem odstraní.