ES2201660T3 - Tratamiento de desacidificacion de materiales celulosicos impresos. - Google Patents
Tratamiento de desacidificacion de materiales celulosicos impresos.Info
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Abstract
Una composición para desacidificar un material celulósico impreso que comprende en solución: 0, 1-4% en peso de al menos uno de un carbonato de magnesio orgánico, un carbonato de aluminio orgánico, y un carbonato de zinc orgánico; 0-10% en peso de un alcohol C1-C4 que tiene un contenido de humedad menor que 100 ppm; y 86 - 99% en peso de un disolvente que tiene un contenido de humedad menor que 100 ppm, que comprende un hidrocarburo alifático y/o un hidrofluorocarbono.
Description
Tratamiento de desacidificación de materiales
celulósicos impresos.
La presente invención se refiere generalmente a
composiciones y a métodos para el tratamiento de desacidificación y
la preservación de materiales celulósicos impresos, tales como
libros, manuscritos, y otros documentos y publicaciones que
contienen imágenes e información, y obras de arte en papel, que se
pueden deteriorar, o que se pueden llegar a deteriorar con los
años.
Durante los últimos 150 años, los archivos y
bibliotecas se han esforzado por prevenir el envejecimiento del
papel, es decir, el amarilleamiento y fragilización del papel en
documentos y libros. Se han propuesto muchos tratamientos para
evitar o parar este envejecimiento. Los principales objetivos de
estos tratamientos son transformar el papel en otro medio más
estable, o estabilizar el papel contra el envejecimiento mediante
desacidificación. La desacidificación tiene ventajas en su eficacia
desde hace muchos años, disponibilidad de los materiales
estabilizados para su uso, y menores costes de tratamiento
unitario.
Aunque los tratamientos conocidos previamente
reducen la velocidad de envejecimiento de los libros y de los
documentos, todos los métodos conocidos tienen la capacidad para
dañar o perjudicar de alguna manera partes significativas de la
colección, de modo que los artículos se vuelven no satisfactorios
para su uso ordinario. Además, existen numerosos problemas y
asuntos medioambientales con los métodos de tratamiento
actuales.
La variación de humedad en las materias primas
anhidras presenta un problema importante cuando se usan la mayoría
de los métodos de tratamiento conocidos. Según aumenta la cantidad
de humedad, se formarán precipitados de polvo o de gel, dependiendo
de las condiciones de tiempo, de la reactividad, de la temperatura y
de la presión. Estos precipitados pueden evitar (intoxicar),
impedir (retrasar) una velocidad de reacción o fabricación y
afectar detrimentalmente a la aptitud para la desacidificación de
soluciones (atascar sustratos de papel). Los precipitados también se
pueden depositar y dañar libros y documentos, y bloquear o atascar
filtros, tuberías, válvulas y otros pasos restringidos en los
equipos para el procesamiento. Se pueden depositar también como
revestimientos gruesos sobre las paredes de los depósitos y,
dependiendo de las densidades relativas, separarse en capas de la
composición en fases superiores o inferiores, o incluso, en casos
extremos, transforman realmente la solución de tratamiento
(inicialmente más diluida que el agua) en un gel de tipo gelatinoso
inmóvil.
Aunque se producen, los disolventes de tipo
hidrocarburo alifático y alcohol de humedad ultrabaja no se
encuentran disponibles comercialmente en contenedores estándar, por
ejemplo en cubos de 19 litros o bidones de 208 litros. Los
fabricantes de disolventes industriales no dan sus disolventes en
una condición ultraseca, es decir, por debajo de 15 ó 25 ppm. Por
ejemplo, la especificación del contenido de humedad máximo para un
bidón de 208 litros de metanol "anhidro" para investigación de
Fisher Scientific es 1.000 ppm.
Se sabe que las partículas de negro de carbón
submicrométricas (menores que 0,2 micrómetros) precipitan en los
concentrados preparados para los métodos de tratamiento actuales.
Las partículas se pueden introducir como impurezas de trazas de
metales pesados (hierro, cobalto, cobre, etc.) en los metales que
reaccionan con alcoholes para producir polvos alcóxido para usarlos
en el tratamiento o mediante condiciones externas. Estas partículas
contaminan y manchan el concentrado para el tratamiento y se deben
retirar antes de usarlo para la preservación. Adicionalmente, dejar
que las partículas se aglomeren de manera natural, y filtrarlas
después con un filtro de membrana absoluta de 0,2 micrómetros,
limita la concentración de los concentrados para el tratamiento que
se pueden producir. Por ejemplo, concentraciones de magnesio
orgánico de hasta sólo 25 por ciento en peso metanol son un
máximo.
Los valores de pH más alcalinos producidos por
los tratamientos con carbonato de magnesio orgánico pueden producir
cambios de color no deseables. Estos tratamientos pueden producir
que las tintas, pigmentos y colorantes delicados, cambien de color
cuando se cambia el material celulósico de un estado ácido
deteriorado a un estado alcalino estable.
Los sistemas disolventes tradicionales CFC y HCFC
para las composiciones de desacidifcación de carbonato de metal
orgánico, tienden a dañar o perjudicar algunos tipos de tintas y,
hacen que los componentes estructurales de los libros se disuelvan
o se reblandezcan. Las tintas más sensibles se reblandecen, se
sangran, se borran, se corren, y en algunos casos, incluso pegan
las hojas de folletos y libros en bloques sólidos. Además, el uso
de disolventes clorofluorocarbonados está prohibida generalmente por
regulaciones medioambientales.
A pesar de los grandes esfuerzos y las muchas
soluciones propuestas para parar el envejecimiento, véase por
ejemplo el documento US-A-5264243
que describe una composición para el tratamiento de materiales
celulósicos impresos, que comprende un carbonato de metal orgánico,
un alcohol, y un hidrocarburo, no se ha desarrollado un método
realmente satisfactorio que prolongue la vida útil de los materiales
celulósicos durante cientos de años. No se conoce un tratamiento
eficaz que sea aceptable esencialmente para todo, papel, tintas,
pigmentos, medios, u otros componentes de materiales impresos, y
que no sea peligroso para los usuarios.
Por lo tanto, es un objetivo principal de esta
invención, proporcionar composiciones de desacidificación mejoradas
y métodos para obtenerlas, para preservar los materiales
celulósicos impresos y escritos, tales como libros, dibujos, mapas,
obras de arte, manuscritos e imágenes.
Es un objetivo adicional de esta invención,
proporcionar un método para preservar universalmente estos
materiales celulósicos que tienen impresiones, escritos, dibujos, y
otros grabados, con poco o ningún daño de las tintas, imágenes,
encuadernaciones u otras características estructurales o
visuales.
Estos y otros objetivos de la invención quedarán
claros a partir de la siguiente memoria descriptiva y de los
dibujos adjuntos.
Según un primer aspecto, la presente invención
proporciona una composición para desacidificar un material
celulósico impreso que comprende en solución: 0,1 - 4% en peso de
al menos uno de un carbonato de magnesio orgánico, un carbonato de
aluminio orgánico, y un carbonato de zinc orgánico; 0 - 10% en peso
de un alcohol C_{1}-C_{4} que tiene un
contenido de humedad menor que 100 ppm; y 86 - 99% en peso de un
disolvente que tiene un contenido de humedad menor que 100 ppm, que
comprende un hidrocarburo alifático y/o un hidrofluorocarbono.
Según un segundo aspecto, la presente invención
proporciona un proceso para obtener una composición para
desacidificar materiales celulósicos impresos que comprende:
tratar un alcohol C_{1}-C_{4}
con un tamiz molecular u otro desecante para reducir su contenido
de humedad por debajo de 100 ppm, para producir un alcohol de
humedad ultrabaja;
añadir dióxido de carbono y un metal en la forma
de virutas metálicas o un alcóxido metálico, eligiéndose el metal
entre aluminio, magnesio o zinc, al alcohol de humedad ultrabaja,
para formar una composición de carbonato de metal orgánico e
impurezas susceptibles magnéticamente de tamaño submicrométrico;
separar magnéticamente las impurezas magnéticas
submicrométricas de la composición;
filtrar la composición de carbonato de metal
orgánico resultante a través de un filtro submicrométrico para
producir un concentrado para el tratamiento de
desacidificación;
y mezclar el concentrado para el tratamiento de
desacidificación con disolvente adicional que tiene un contenido de
humedad menor que 100 ppm, que comprende un hidrocarburo alifático
y/o un hidrofluorocarbono para preparar la composición
desacidificante.
Los disolventes ultrasecos, que generalmente se
encuentran disponibles en contenedores de volumen comerciales
estándar, se obtienen en un procedimiento que comprende hacer pasar
el disolvente a través de una o más columnas de secado. Después, el
disolvente se recircula hacia el contenedor, teniendo lugar la
recirculación del disolvente a través del contenedor y la columna
durante un período eficaz para reducir el contenido de humedad
hasta menos de alrededor de 100 ppm para dar un disolvente
ultraseco.
Para los fines de la invención, "metal" o
"agente metálico" se refiere a aluminio, magnesio, zinc
orgánicos o sus mezclas. Según se usa en esta memoria, "alcóxido
metálico" se refiere a un alcóxido de aluminio, alcóxido de
magnesio, alcóxido de zinc orgánicos o sus mezclas. Según se usa en
esta memoria, "carbonato metálico" se refiere a un carbonato
de aluminio, carbonato de magnesio, carbonato de zinc orgánicos o
sus mezclas.
La Figura 1 es un diagrama de flujo que muestra
el método de obtención de las composiciones para el tratamiento de
materiales celulósicos impresos.
La Figura 2 es una ilustración de un aparato para
secar los disolventes de la solución de desacidificación según la
presente invención.
La Figura 3 es una segunda realización del
aparato de la Figura 2.
La presente invención se dirige a una composición
y a un método para tratar materiales celulósicos impresos para
preservar los materiales sin, o con poco, efecto negativo sobre
tintas, imágenes, encuadernaciones u otras características. La
invención se dirige también a métodos para obtener la composición.
Más particularmente, la invención está dirigida a composiciones que
incluyen agentes aluminio, magnesio, y/o zinc orgánicos y
disolventes ultrasecos. Los agentes metálicos se mezclan con
disolventes alcohólicos ultrasecos con dióxido de carbono para
producir una composición del concentrado de desacidificación no
acuosa. Esta composición del concentrado se mezcla con disolventes
ultrasecos para producir una composición de desacidificación que se
puede usar en sprays y soluciones para proteger los libros y
documentos contra el envejecimiento.
Con relación a la Fig. 1, que muestra un método
de una sola fase para obtener las composiciones de la presente
invención, primero, los metales 10 se mezclan con un disolvente
ultraseco 12 y dióxido de carbono 14. En un aspecto importante, los
metales usados en la composición son aluminio, magnesio, zinc
orgánicos o sus combinaciones. El metal puede estar en forma de
virutas metálicas o un alcóxido metálico. Preferiblemente, el
disolvente es un alcohol que tiene 1 a 4 átomos de carbono. El metal
y el disolvente se pueden mezclar removiendo, agitando, u otra
agitación necesaria para proporcionar una composición de
mezcla.
El metal, el disolvente ultraseco, y el dióxido
de carbono reaccionan para dar un agente de desacidificación 16 que
comprende carbonato metálico. Los imanes 18 se sumergen o se ponen
en contacto de otro modo con el agente de desacidificación para
retirar las impurezas de partículas submicrométricas, para dar una
composición intermedia 20 del agente de desacidificación.
Los concentrados de carbonato de metal orgánico
se refinan y se purifican retirando el hierro y los metales pesados
asociados (por ejemplo cobre y cobalto) presentes en las partículas
magnéticas negras. Las partículas submicrométricas se retiran por
unión a imanes, aglomeración y filtración a través de filtros de
membrana. Adicionalmente se puede usar, dejar que los aglomerados
se depositen, y decantar el concentrado, así como cualquier
combinación de estos procedimientos. La filtración magnética puede
tener lugar en una filtración magnética de un sola etapa (Fig.1) o
de múltiples etapas (no se muestra).
Las ventajas principales de un procedimiento de
una sola etapa son la velocidad de eliminación y minimización de la
contaminación de la humedad. Adicionalmente, los concentrados
resultantes son menos espesos y se filtran rápidamente, los
procedimientos posteriores de unión, de mezclan, y de transferencia
tienen lugar más fácilmente, y se evitan los costes de más
procesamiento y pérdidas de la composición del concentrado durante
las etapas de filtración de membrana adicionales.
La filtración magnética en una sola etapa acentúa
la atracción de las partículas a los polos magnéticos. Aunque son
posibles concentraciones más altas, típicamente se producen
concentraciones de 25,0, 37,5, 50,0, 62,5, ó 75,0 por ciento en
metanol. Las concentraciones en etanol e isopropanol son típicamente
25,0 a 37,5 por ciento en peso. Los imanes se sumergen en el
concentrado final para aglomerar, atraer y recoger las
partículas.
Se pueden usar imanes en forma de barra
revestidos de teflón (ALNICO V) (13 mm x 150 mm) destinados para
usarlos como barras giratorias en mezcladores magnéticos. Otros
imanes, incluyendo electroimanes, rejillas magnéticas, o partículas
magnéticas que se pueden separar fácilmente de las soluciones que se
están tratando, y cámaras de tratamiento magnético de flujo
continuo, se pueden sustituir por los imanes de barra giratorios.
Los imanes se pueden colocar dentro o fuera de la solución de
concentrado que se filtra magnéticamente.
La filtración multietapa implica repetir completo
el ciclo de una sola etapa en dos o más concentraciones
preseleccionadas. Por ejemplo, el concentrado de carbonato de metal
orgánico se fabrica inicialmente a una concentración de 37,5 por
ciento en peso, se trata mediante filtración magnética, y se filtra
con membrana a través de un filtro de 0,2 micrómetros. Después, se
mezcla un 25 por ciento más de carbonato de metal orgánico con el
concentrado, y el concentrado de 62,5 por ciento ahora, se filtra de
nuevo con membrana y magnéticamente. Finalmente, se mezcla un 12,5
por ciento más de carbonato de metal orgánico, se filtra con
membrana y magnéticamente para producir un nivel de concentración
de 75,0 por ciento en peso en metanol.
Las principales ventajas del procedimiento
multietapa son que se pueden producir concentrados más fuertes que
exceden del 100 por ciento en peso, y las cantidades de pequeñas
partículas negras no crecen, pues se retiran según se forman.
Además, la capacidad de los alcoholes resultantes de los
concentrados multietapa para dañar libros y documentos por
disolución de tintas se elimina esencialmente. La cantidad de
alcohol libre es muy baja, típicamente por debajo de 1 por ciento, y
preferiblemente por debajo de 0,5 por ciento en peso en las
soluciones de tratamiento de papel.
Tras el tratamiento magnético se filtra, 22, la
composición usando filtración con membrana. Tras alcanzarse la
concentración deseada, típicamente a las concentraciones 37,5 y
62,5 por ciento, y tras separase la solución de los imanes que tiene
las partículas magnéticas negras, tiene lugar una filtración de
membrana plegada submicrométrica (0,2 micrómetros o menor tamaño de
poro). Las concentraciones de 25,0 por ciento en peso de carbonato
de metal orgánico se pueden filtrar a través de un filtro de 0,2
micrómetros tras el tratamiento durante la noche, el concentrado de
37,5 por ciento dos días después de la fabricación.
Los concentrados se pueden someter a un
calentamiento moderado durante su fabricación. Se pueden mezclar
cantidades adicionales de disolventes ultrasecos con los
concentrados, según sea necesario para la filtración. La filtración
por debajo del punto de ebullición del alcohol que se está usando
es esencial. El calor reduce la viscosidad de los concentrados, y
mejora la filtración magnética reduciendo la presión de impulsión
requerida y aumentando el caudal a través de los filtros de
membrana.
Los filtros de membrana disponibles
comercialmente que tienen poros más grandes que 0,2 micrómetros no
retiran completamente las partículas aglomeradas y las partículas
pequeñas residuales de las soluciones de concentrado. Los filtros de
membrana ultrafinos, por ejemplo con tamaño de poro real 0,1, 0,05
y 0,01 micrómetros (el más fino disponible actualmente es 0,01
micrómetros) se pueden sustituir por los filtros de 0,2 micrómetros
para producir filtrados más puros.
La filtración proporciona un concentrado de
desacidificación 24. Después, el concentrado de desacidificación se
mezcla con un disolvente ultraseco 26 para proporcionar una
composición de desacidificación 28. En un aspecto importante, el
disolvente es un alcohol con 1 a 4 átomos de carbono, un
hidrocarburo alifático con 1 a 8 átomos de carbono, un hidrocarburo
fluorado, o sus mezclas. El concentrado de desacidificación y el
disolvente se pueden mezclar removiendo, agitando, u otra agitación
según sea necesario para proporcionar una composición de
mezcla.
En una realización alternativa, los alcóxidos de
aluminio orgánico, con o sin un aducto de dióxido de carbono, y
bien solos o en combinación con agentes de magnesio o zinc
orgánicos, son también agentes de desacidificación útiles. Estos
pueden ser solubles directamente en disolventes alifáticos y
fluorocarbonados sin un codisolvente alcohólico.
Los disolventes disponibles comercialmente que se
pueden usar en la presente invención incluyen alcoholes que tienen
1 a 4 átomos de carbono, y disolventes hidrocarburos halogenados y
alifáticos. Tales disolventes incluyen metanol, etanol,
isopropanol, isobutanol, propano; butanos, pentanos, isohexanos,
heptanos, difluoroetano (HFC-152a), y
tetrafluoroetano (HFC-134a), HFC-32,
HFE-7100, HFE-7200, y
HFC-10-43MEE.
La humedad que puede estar presente en
disolventes, presenta un problema importante en la preparación de
composiciones, sprays, y soluciones de desacidificación de
carbonato de metal orgánico no dañinas. La humedad, incluso por
debajo de 50 ó 100 ppm, puede reaccionar con los carbonatos de
metal orgánico para formar geles o hidratos solubles que pueden
espesar la solución o producir precipitados. En un aspecto
importante de la invención, el nivel de humedad de los disolventes
alcohólicos no es más de alrededor de 100 ppm, y en un aspecto muy
importante, no más de alrededor de 25-50 ppm. En un
aspecto importante de la invención, el nivel de humedad de
disolventes fluorocarbonados y alifáticos no es más de alrededor de
100 ppm, y en un aspecto muy importante, no más de alrededor
de
5-15 ppm.
5-15 ppm.
En un aspecto importante, la composición de la
invención comprende disolventes fluorocarbonados. Preferiblemente,
el disolvente fluorocarbonado es HFC-134a. Las
soluciones para la desacidificación en masa que contienen el
disolvente HFC-134a apenas tienen un efecto
perjudicial sobre todas las tintas de impresión ensayadas. Son
posibles, si se desea, mayores reservas alcalinas, ya que los
carbonatos metálicos, especialmente los concentrados MMMC, tienen
mayor solubilidad en HFC-134a. Es posible conseguir
mayor solubilidad del concentrado usando disolventes
fluorocarbonados en la composición de la presente invención,
comparado con los disolventes clorofluorocarbonados.
Las tintas solubles previamente, tales como
tintas de mimeógrafo púrpura, de fotocopias, de impresión rápida y
offset, que los disolventes HCFC tales como HCFC-22
destruían, no se afectan por el tratamiento con
HFC-134a o HFC-142a, con el mismo y
con niveles muchos más altos de alcohol.
Una falta casi total de solubilidad de la tinta
(cuando se sustituye el disolvente HFC-134a) indica
que los alcoholes no han hecho que las tintas formen manchas, se
extiendan, o se corran, etc. como se ha creído hasta ahora. (lo más
probable es que los disolventes CFC y HCFC produjeran tales
resultados). Por consiguiente, es posible un tratamiento de
desacidificación en masa universal de bajo coste unitario para la
preservación de colecciones generales de archivos y bibliotecas. Ya
no es necesaria la preselección o exclusión de colecciones o libros
individuales para la idoneidad para la desacidificación, por
ejemplo, sensibilidad de la tinta, estado físico, o tipo de
papel.
Los disolventes en la composición de
desacidificación en masa de la presente invención se pueden
recuperar completamente y reciclar indefinidamente con requisitos
mínimos de beneficios tras el ajuste del alcohol adicional
introducido en el concentrado formado.
La mezcla de etóxidos de metal en polvo (o
metales) con un alcohol ultraseco (metanol, etanol, isopropanol, o
isobutanol) con dióxido de carbono tiene lugar más rápidamente. Los
concentrados de carbonatos metálicos en metanol/etanol son mucho
menos espesos, más fáciles de procesar y filtrar, y más puros tras
la filtración.
Los contenidos sólidos de alrededor de 25 a
alrededor de 110 por ciento en peso del carbonato de metal orgánico
en metanol se pueden producir fácilmente, de alrededor de 25 a
alrededor de 50 por ciento en etanol, de alrededor de cero a
alrededor de 40 por ciento en isopropanol, y de alrededor de 0 a
alrededor de 30 por ciento es isobutanol.
Estos concentrados más fuertes, ultrasecos de
carbonatos de metal orgánico forman soluciones estables en
disolventes fluorocarbonados no clorados tales como difluoroetano
(HFC-152a) y tetrafluoroetano
(HFC-134a). Cuando se mezclan primero, los
concentrados pueden precipitar instantáneamente desde la solución al
entrar en contacto con HFC-134a, y lentamente,
gradualmente con agitación (agitando o removiendo) durante uno a
tres o más días,
forman una solución estable. Los concentrados tienden a disolverse en HFC-134a muy rápidamente cuando se añade el HFC-134a en incrementos, por ejemplo, 1:1, 1:4, 1:8, etc.; mientras que la mezcla directa a una razón 1:8 produce un precipitado.
forman una solución estable. Los concentrados tienden a disolverse en HFC-134a muy rápidamente cuando se añade el HFC-134a en incrementos, por ejemplo, 1:1, 1:4, 1:8, etc.; mientras que la mezcla directa a una razón 1:8 produce un precipitado.
La variación de la temperatura de la solución
final sobre un intervalo de alrededor de -23 a alrededor de 54ºC y
su concentración de menos de alrededor de 1 a alrededor de 50 por
ciento en peso no afecta a la estabilidad de la solución en
disolvente HFC-134a.
Una composición de desacidificación preferida
para preservar el papel incluye de alrededor de 0,1 a alrededor de
4,0 por ciento de carbonato de metal orgánico, de alrededor de 0,5
a alrededor de 10 por ciento en peso de alcohol ultraseco y de
alrededor de 86 a alrededor de 99 por ciento de disolvente
fluorocarbonado o alifático, referido cada uno al peso de la
composición total. En un aspecto importante, de alrededor de 0,5 a
alrededor de 3,0 por ciento de carbonato metálico de la composición
de desacidificación se impregna bien por todo el papel que se
protege contra el envejecimiento.
Una composición de desacidificación comprende
agente de desacidificación metilcarbonato de
metoxi-magnesio (MMMC) (que puede incluir
componentes etoxi) mezclado con HFC-134a a 0,5 a
4,0% en peso con un nivel muy bajo, menor que 1% en peso, de
metanol libre en la composición de tratamiento. Si se desea, se
puede usar más metanol hasta 10 por ciento.
Una segunda composición comprende de alrededor de
0,25 a alrededor de 5,0 por ciento en peso de isopropilcarbonato de
isopropoxi-magnesio (PMPC) mezclado con disolvente
HFC-134a incluyendo de alrededor de 1,0% a alrededor
de 10% de isopropanol. El concentrado de PMPC puede incluir
componentes metil y/o etilcarbonato.
Los agentes de desacidificación, MMMC y PMPC
producen resultados del tratamiento de desacidificación similares
con HFC-134a. Se prefiere el MMMC porque se pueden
preparar concentrados más fuertes, los disolventes recuperados se
reciclan más fácilmente, los libros tratados tienen un nivel de olor
mucho más bajo inmediatamente después del tratamiento, y se reducen
los riesgos porque se implica menos material inflamable.
Las soluciones de concentrado de PMPC en
disolventes hidrocarbonados alifáticos, son extremadamente estables
y las combinaciones de disolventes incluso se secan hasta polvo en
vasos de precipitado al aire sin precipitación. Se pueden preparar
sprays aerosoles inatascables, soluciones para barnizar y esmaltar
papel, que no producen depósitos blancos durante el
tratamiento.
El ultrasecado según la presente invención
proporciona productos de desacidificación más estables durante el
transporte, almacenamiento, y uso, así como, permite la fabricación
de productos no posible hasta ahora. Las composiciones de la
presente invención, además, se mezclan con disolventes ultrasecados
para producir composiciones de desacidificación no acuosas, para
usarlas como sprays y soluciones para preservar libros y
documentos. Con el ultrasecado de los disolventes, la calidad y la
pureza de los disolventes de partida se establecen en un estado
estándar y se pueden usar para producir productos acabados con
propiedades predecibles y reproducibles.
Los disolventes, que se presentan en bidones
estándar de 208 litros o contenedores similares, que tienen
típicamente niveles de humedad de al menos alrededor de 1000 ppm,
se pueden transformar económicamente en disolventes ultrasecos
usando el aparato de la presente invención, como se muestra en la
Fig. 2. Los bidones 50 tienen dos aperturas roscadas, una apertura
51 de 5 cm de D.I, y una apertura 61 de 2 cm de D.I. A lo largo del
bidón se extiende un tubo de inmersión 52 o una tubería similar a
través de la apertura 51 de 5 cm de D.I, preferiblemente hasta
abajo o hasta cerca del fondo del bidón.
Una o más bombas 56, tales como bombas
electromagnéticas o accionadas por aire comprimido, arrastran el
disolvente desde el bidón 50 a lo largo del tubo de inmersión 52 y
a través de la tubería de entrada 54, a una o más columnas de secado
58. El disolvente se pasa a través de las columnas y se devuelve al
bidón mediante una tubería de retorno 60. La línea de retorno se
extiende a través de la apertura 61 de 2 cm de D.I. Dentro del
bidón, el disolvente devuelto se descarga mediante una tubería 62.
Preferiblemente, la tubería 62 es angular o se configura de otro
modo para fomentar la rociadura y la circulación según se descarga
el disolvente, para fomentar una acción de mezclado.
El disolvente se recircula por el bidón y por la
columna hasta que el contenido de humedad se reduce hasta el nivel
deseado para dar un disolvente ultraseco. El disolvente se puede
retirar mediante una tubería de eliminación 68 y transferir a
contenedores más pequeños, tales como garrafas de 25 litros, para su
uso posterior, si se desea.
Se conecta una fuente 64 de gas nitrógeno, o
equivalente, al espacio libre superior del bidón para proporcionar
una atmósfera inerte y una presión dinámica para bombeo. Las
válvulas 66 controlan el flujo de gas en el bidón.
Diversas válvulas 72 controlan el flujo a través
del bidón y de las columnas. Según sea necesario, se colocan
válvulas indicadoras 74 a lo largo de las tuberías. Los materiales
preferidos para las mangueras de transferencia, conexiones y
válvulas, son Teflón y acero inoxidable. Por seguridad, los equipos
y las mangueras se deben conectar a tierra pues los disolventes que
fluyen por ellos pueden producir cargas eléctricas estáticas que,
si no se descargan, pueden causar chispas eléctricas.
El tamiz molecular UOP M/S 3A es eficaz secando
metanol, etanol, e isopropanol; disolventes HFC e hidrocarburos
alifáticos. Los tamices moleculares UOP M/S 4A,
XH-7, y XH-9 se pueden usar para
secar y también para separar alcohol de disolventes HFC e
hidrocarburos alifáticos. También se pueden usar desecantes
equivalentes de otros fabricantes, por ejemplo
MS-592 y MS-594 de Grace.
Productos de secado alternativos incluyen gel de
sílice altamente desecante y desecante de óxido de aluminio y
polvos silicato. Todos estos desecantes se pueden usar de formas
alternativas; por ejemplo, los desecantes en un núcleo moldeado
preparados para ajustarse a una estructura de acero específica. Los
disolventes fluorocarbonados, tal como HFC-134a,
pueden hacer que algunos de estos desecantes, por ejemplo UOP M/S
3A, se convierta en un polvo blanco, fino que se puede retirar
durante la filtración.
En una segunda realización, como se muestra en la
Fig. 3, ambas tuberías se extienden a través de la misma apertura
del bidón. Para facilitar la lectura, a los elementos de la primera
realización, en la Fig. 3 se les dará la misma referencia numérica
que se ha usado anteriormente. La tubería de entrada 54 y la tubería
de retorno 60 se extienden ambas a través de la apertura 51 de 5 cm
de D.I. La tubería de eliminación 80 se extiende desde la tubería
de retorno 60 que está encima del bidón. Los restantes elementos son
como se han mostrado y se han descrito anteriormente para la
Fig.2.
Las composiciones de desacidificación de la
presente invención se pueden usar en procedimientos para tratar y
preservar materiales celulósicos impresos. Las composiciones se
pueden usar para preparar aerosoles, soluciones u otras formas,
según se desee.
La composiciones de desacidificación se pueden
usar con cualquier procedimiento de tratamiento conocido.
Generalmente, un procedimiento para la desacidificación en masa
usando la composición en forma de solución incluye primero, secar
bien a vacío los materiales que se van a tratar. Después, los
materiales se ponen en contacto con la composición durante un
período de tiempo eficaz para humedecer bien los materiales.
Durante el contacto, se puede impregnar en los materiales mediante
presión. Una vez que se retira la solución de los materiales,
cualquier resto de solución que quede en los materiales, se
vaporiza para recuperarlo y reciclarlo en condiciones de vacío. En
este procedimiento, es posible recuperar al menos alrededor de
93-95% de la solución de desacidificación, la cual
se puede volver a utilizar en el procedimiento.
Los siguientes ejemplos ilustran composiciones y
métodos para llevar a cabo la invención. Estos ejemplo se deberían
entender como ilustrativos, pero no limitantes, del alcance de la
invención que se define en las reivindicaciones adjuntas.
Se trata metanol anhidro suministrado en un bidón
de 200 litros, usando el aparato de la Fig.1. El metanol contiene
inicialmente 900 ppm de agua. Las columnas de secado son columnas
de 61 cm de alto rellenas con el tamiz molecular desecante UOP M/S
3A, conectadas mediante tuberías de 0,6 cm de diámetro interior. La
circulación a través de la columna 1 y posteriormente la columna 2,
se continúa durante 36 horas consecutivamente en cada columna de
secado. El contenido en agua final del metanol después del
tratamiento es 25 ppm.
Se ultraseca un bidón de 208 litros de
isopropanol como se ha descrito en el Ejemplo 1. El contenido de
humedad del isopropanol se reduce de 800 ppm al comienzo, a 20 ppm
al final.
Se trata el disolvente isopentano en un bidón de
acero inoxidable de 208 litros con el aparato de la Fig.3. El
contenido de humedad de los disolventes isopentano se reduce de
1.000 ppm al comienzo, a 15 ppm al final.
El primer día se añaden cuatro kilogramos de
etóxido de magnesio granulado y gas dióxido de carbono a dos
garrafas de vidrio flint de 25 litros que contienen 14 litros de
metanol ultraseco preparado en el Ejemplo 1. Se hacen reaccionar los
componentes para producir una solución de carbonato de magnesio
orgánico de MMMC en metanol, con negro de carbón. El etóxido de
magnesio se mantiene en suspensión en el metanol usando un
mezclador electromagnético: el gas dióxido de carbono se añade a
presión ambiente a una velocidad de 0,14 m^{3}/h a través de una
piedra de difusión de gas.
El segundo día se hacen reaccionar dos kilogramos
más de etóxido de magnesio para producir un concentrado de 37,5 por
ciento. Al completarse la reacción, se introducen cuatro agitadores
magnéticos unidos con alambre, de 1,3 x 15 cm cada uno, en uno de
los dos concentrados para filtrar magnéticamente. La garrafa y los
contenidos de ambos concentrados se mantienen a 38ºC.
El tercer día se retiran los cuatro imanes, y las
aguas madre, ahora de color gris translúcido, se filtran usando una
presión de gas nitrógeno de 100 kPa, a través de un filtro de
membrana de 0,2 micrómetros, de 50 cm de largo, en 15 minutos para
producir como filtrado, una solución de concentrado de color paja
claro, transparente al agua. Los polos de los imanes se revistieron
con un polvo negro fino de 1,6 mm a 3,2 mm de espesor, cuando se
retiraron del concentrado.
El tercer día, las aguas madre sin filtración
magnética en la segunda solución de concentrado aún son negro
carbón. Tiene un color ámbar grisáceo oscuro, turbio_después de
filtrarlo a través de un filtro de 0,2 micrómetros. La mayoría de
las partículas negras son tan pequeñas que atraviesan los poros de
0,2 micrómetros.
El primer día se añaden tres kilogramos de
etóxido de magnesio granulado y gas dióxido de carbono a dos
garrafas de vidrio flint de 25 litros que contienen 15 litros de
isopropanol ultraseco preparado en el Ejemplo 2, y se hacen
reaccionar como se describe en el Ejemplo 4 para formar
isopropilcarbonato de isopropoxi-magnesio (PMPC). Al
completarse la reacción, los imanes se introducen en una garrafa
para filtrar magnéticamente, y los concentrados se mantienen a 43ºC
como se describe en el Ejemplo 4.
El quinto día se retiran los imanes, y las aguas
madre, ahora de color gris-marrón oscuro, se
filtran en 25 minutos para dar un filtrado de concentrado ámbar
transparente.
Sin filtración magnética, las aguas madre se
quedan negras y, después de filtrar a través de un filtro de 0,2
micrómetros, son de un color gris carbón oscuro.
Sin filtración magnética y calentamiento del
concentrado, el concentrado de PMPC necesita semanas de
envejecimiento natural para la aglomeración antes de que se pueda
filtrar para dar un concentrado ámbar oscuro.
El primer día se añaden 1,5 kilogramos de
pequeñas virutas de zinc con un catalizador a una garrafa de vidrio
flint de 25 litros agitada magnéticamente, que contiene 14 litros
de metanol ultraseco preparado en el Ejemplo 1, y se hacen
reaccionar a 38ºC para formar metóxido de zinc. Se añade dióxido de
carbono como se describe en el Ejemplo 4 para formar metilcarbonato
de metoxi-zinc (MZMC). Al completarse las
reacciones, se introducen imanes para filtrar magnéticamente, y los
concentrados se mantienen a 38ºC como se describe en el Ejemplo
4.
El segundo día se retiran los imanes, y las aguas
madre, ahora de un color gris translúcido, se filtran usando una
presión de 69 kPa a través de un filtro de membrana de 0,2
micrómetros en 15 minutos para dar un filtrado casi blanco
transparente al agua.
El primer día se añade 1 kilogramo de pequeñas
virutas de zinc con un catalizador a una bombona de vidrio flint de
25 litros agitada magnéticamente, que contiene 15 litros de
isopropanol ultraseco preparado en el Ejemplo 2, y se hacen
reaccionar a 43ºC para formar isopropóxido de zinc. Se añade
dióxido de carbono como se describe en el Ejemplo 4 para formar
isopropilcarbonato de isopropoxi-zinc (PZPC). Al
completarse las reacciones, se introducen imanes para filtrar
magnéticamente, y los concentrados se mantienen a 43ºC como se
describe en el Ejemplo 4.
El segundo día se retiran los imanes, y las aguas
madre, ahora de un color gris translúcido, se filtran usando una
presión de 70 kPa a través de un filtro de membrana de 0,2
micrómetros en 15 minutos para producir un filtrado de concentrado
casi blanco, transparente al agua.
Los tres primeros días se prepara un concentrado
de MMMC de 37,5 por ciento, y se filtra magnéticamente como se
describe en el Ejemplo 5. También el tercer día, se hacen
reaccionar cuatro kilogramos más de etóxido de magnesio granulado y
gas dióxido de carbono con el filtrado para producir un concentrado
de MMMC negro carbón, del 62,5 por ciento. De nuevo, se introducen
cuatro imanes para filtrar magnéticamente, y el concentrado se
mantiene a 43ºC.
El quinto día se retiran, se limpian, se secan y
se sustituyen los cuatro imanes. Sus polos, cuando se retiran del
concentrado, se revisten con un polvo negro fino de 1,6 mm a 3,2 mm
de espesor. Los cuatro imanes limpios se vuelven a colocar el quinto
día, y los contenidos se mantienen a 43ºC. El séptimo día, los
imanes (revestidos, de espesor 1,6 mm a 3,2 mm) se retiran de
nuevo; y el concentrado del 62,5 por ciento se filtra la primera
vez con una presión de gas nitrógeno de 140 kPa mediante un filtro
de 0,2 micrómetros en 45 minutos. El filtrado del concentrado es de
un color ámbar claro que se seca dando un polvo blanco como
nieve.
Se añaden 20 kg de concentrado de PMPC del
Ejemplo 5, bajo gas nitrógeno, a un depósito de acero inoxidable de
60 litros, se diluye con 20 kg de HFC-134a, y se
mezclan durante 30 minutos en un agitador a vibración para producir
una razón PMPC/HFC-134a 1:1. El depósito se
presuriza a 1100 kPa con gas nitrógeno en la preparación para la
fabricación de una solución de desacidificación en masa de gas
licuado.
Se transfieren 32 kg de HFC-134,
4 kg de concentrado de PMPC/HFC-134a al 50/50, y 18
kg de HFC-134a, a un cilindro de acero para
transporte, de 47 litros, secado a vacío, que se invierte y se
mezclan durante 30 minutos en un agitador a vibración.
Los libros y documentos que representan
materiales tratados con éxito, y dañados o destruidos en soluciones
de desacidificación en masa con disolvente CFC y CFC, se eligen
para el tratamiento con el sistema de desacidificación en masa de
gas licuado Wei T'o.
La solución de PMPC, inicialmente turbia debido a
pequeñas burbujas, se aclara para dar en los vidrios de nivel una
solución blanca acuosa, de transparencia cristalina, sin signos de
decoloración, precipitación, o separación de fases antes y después
del uso, comparado con la solución de HCFC-22 y las
soluciones previas que contienen CFC que presentan un ligero
amarilleamiento después del uso.
Todos los materiales tratado con la solución de
PMPC/HFC-134a muestran menores signos de cambios
con el tratamiento que los que tienen lugar en los libros tratados
con la formulación HCFC-22. Los libros tratados
regularmente en HCFC-22 tienen el mismo o mejor
aspecto después del tratamiento con la solución de
PMPC/HFC-134a. La mayoría de los libros, tintas y
otros componentes identificados normalmente como no tratables en
CFCs y HCFCs presentan muy pocos, o ninguno, cambios con el
tratamiento. Estos materiales incluían tintas para impresión rápida
usadas para informes y folletos gubernamentales efímeros, y tintas
para mimeógrafos_púrpuras. Las tapas o ilustraciones (incluso las
de tinta negra más fuerte) no muestran feos depósitos blancos
iridiscentes u oscuros.
Comparado con el tratamiento con soluciones de
HCFC-22, los libros y las encuadernaciones estaban
más rectos y los bloques de texto menos distorsionados y
expandidos. Todas las películas plásticas protectoras en
encuadernaciones rústicas se afectaron menos. Los adhesivos para
encuadernar casi todos los libros de encuadernación perfecta y
rústica no se afectaron. Las encuadernaciones no se aflojaron ni se
separaron completamente.
\newpage
| Muestra | PH del control^{1} | PH del tratado^{1} | Reserva alcalina del tratado^{2} |
| Libro A^{3} | 3,78 \pm 0,00 | 9,04 \pm 0,02 | 0,65 \pm 0,03 |
| Libro B^{4} | 5,23 \pm 0,03 | 9,05 \pm 0,01 | 0,71 \pm 0,02 |
| Libro C, Papel nº 5^{5} | 6,24 \pm 0,05 | 8,71 \pm 0,02 | 0,96 \pm 0,04 |
| Libro C, Papel nº 6^{6} | 5,23 \pm 0,02 | 9,69 \pm 0,00 | 0,91 \pm 0,01 |
| ^{1} Estándar CPPA G.25P | |||
| ^{2} Estándar ASTM D 3290, 11,4 (modificado usando pH-metro para determinar el punto final) | |||
| ^{3} Departamento de Minas y Estudios Técnicos | |||
| ^{4} Evaluación de cumplimiento en bibliotecas federales | |||
| ^{5} Libro de texto (Biblioteca Nacional de Canadá), Papel nº 5, "Alum rosin" | |||
| ^{6} Libro de texto (Biblioteca Nacional de Canadá), Papel nº 6, "New Newsprint" |
Se diluyen 13 kg de concentrado de MMMC del
Ejemplo 4 con 26 kg de HFC-134a en un depósito
de 60 litros, y se mezclan durante 15 minutos en un agitador a
vibración. Se añaden 26 kg más de HFC-134a, y se
mezclan de nuevo durante 15 minutos para formar una solución de
razón 1:5.
La actual solución de desacidificación en masa se
prepara en cilindros de acero de 47 litros, limpios, secados a
vacío, en cuatro etapas de pesado y dos de mezclado: (1) 12 kg de
disolvente recuperado HFC-134a; (2) 10,8 kg de MMMC
a una razón 1:5; (3) 11 kg de disolvente recuperado
HFC-134a; (3a) mezcla en un agitador a vibración
durante 10 minutos; (4) 22,8 kg de disolvente recuperado
HFC-134a; (4a) mezcla en un agitador a vibración
durante 15 minutos.
Los resultados igualan o superan la calidad de
los tratamientos de todos los tratamientos anteriores incluyendo el
tratamiento con PMPC/HFC-134a del Ejemplo 9. En
conjunto, se prefiere el tratamiento con la solución
MMMC/HFC-134a pues tiene menos olor residual, es
más fácil de fabricar y filtrar, se recupera y se recicla más
fácilmente, y sus concentrados más fuertes producen mayores reservas
alcalinas.
Se diluyen 13 kg del concentrado de MZMC del
Ejemplo 6 con 26 kg de HFC-134a en un depósito
de 60 litros, y se mezclan durante 15 minutos en un agitador a
vibración. Se añaden 26 kg más de HFC-134a, y se
mezclan de nuevo durante 15 minutos para formar una solución de
razón 1:5. La actual solución de desacidificación en masa se
prepara en cilindros de acero de 47 litros, limpios, secados a vacío
en cuatro etapas de pesado y dos de mezclado: (1) 12 kg de
disolvente recuperado HFC-134a; (2) 10,8 kg de MZMC
a una razón 1:5; (3) 11 kg de disolvente recuperado
HFC-134a; (3a) mezcla en un agitador a vibración
durante 10 minutos; (4) 22,8 kg de disolvente recuperado
HFC-134a; (4a) mezcla en un agitador a vibración
durante 15 minutos.
Como el pH del papel desacidificado permanece
próximo a 7,5 después de la desacidificación, los colorantes
sensibles, amarillos, azules, verdes y rojos, usados en las obras
de arte, no cambian de color.
Se transfieren 1,8 kg del concentrado de
PMPC/HFC-134a con razón 1:1, preparado en el
Ejemplo 9 a un cilindro de acero de 17 litros, limpio, secado a
vacío, y se usan in situ para preparar una nueva formulación
de Spray suave de Wei T'o (patente de E.E.U.U nº 4.860.685). Hay
cuatro etapas de adición: (1) 9 kg de HCFC-141b
ultraseco (Ejemplo 4); (2) 1,8 kg de PMPC/HFC-134a
(razón 1:1) (Ejemplo 7); (3) 6,8 kg de HCFC-141b
ultraseco (Ejemplo 4); (4) 0,9 kg de HFC-134a; (4a)
gas nitrógeno a 55 kPa; (4b) mezclado en un agitador a vibración
durante 10 min.
Se prepara un cilindro de spray suave de 17
litros como se describe en el Ejemplo 11, excepto que los
disolventes inflamables se sustituyen por HCFC-141B
y HFC-134a: (1) 0,45 kg de isopropanol
ultraseco (Ejemplo 3); (2) 4,5 kg de heptanos con bajo contenido en
aromáticos (Ejemplo 4); (3) 1 kg de concentrado de PMPC (Ejemplo 7);
(4) 4,5 kg de heptanos con bajo contenido en aromáticos (Ejemplo
4); (5) 1,4 kg de propano; (5a) gas nitrógeno a 55 kPa; (5b) mezcla
en un agitador a vibración durante 10 min.
Se prepara un cilindro de spray suave de 17
litros como se describe en el Ejemplo 12, excepto que los
disolventes inflamables pentano y HFC-152a se
sustituyen por HCFC-141B y HFC-134a
respectivamente. La secuencia de pesado y preparación es: (1) 0,45
kg de isopropanol ultraseco (Ejemplo 3); (2) 3,9 kg de isopentanos
ultrasecos (Ejemplo 4); (3) 1 kg de concentrado de PMPC (Ejemplo
7); (4) 3,9 kg de isopentanos ultrasecos (Ejemplo 4); (5) 1,4 kg de
HFC-152a; (5a) gas nitrógeno a 55 kPa; (5b) mezcla
en un agitador a vibración durante 10 min.
Se rellenan una serie de envases de sprays
aerosoles con un spray aerosol no inflamable del siguiente modo. Se
carga una formulación no presurizada de disolventes y concentrado
en un depósito de acero inoxidable bajo gas nitrógeno, en el
siguiente orden:
| (1) HFE-7100 3M ultraseco | 18 kg | (Ejemplo 4) |
| (2) Concentrado de PMPC | 4 kg | (Ejemplo 7) |
| (3) HFE-7100 3M ultraseco | 18 kg | (Ejemplo 4) |
Se cierra el depósito y se mezcla, al revés, en
un agitador a vibración durante unahora, se deja reposar durante la
noche y se mezcla de nuevo durante una hora. La formulación se
presuriza con 68 kPa de gas nitrógeno, y se cargan 650 gramos por
unidad en envases aerosoles de aproximadamente 0,5l con
revestimiento epoxi-fenólico, de alambres soldados,
que están cerrados a presión con una válvula macho de retención,
toda de acero, excepto las juntas de neopreno. Los envases se
presurizan con 125 gramos de HFC-134a presurizado a
760 kPa con gas nitrógeno a través de la válvula usando una bureta
de presión, y se mezclan posteriormente mediante agitación manual
vigorosa.
Se rellenan una serie de envases de sprays
aerosoles con un spray aerosol no inflamable como en el Ejemplo 15,
excepto que el propelente HFC-134a se sustituye por
HFC-152a en una base en peso molecular. Los envases
se presurizan con 100 gramos de HC-152a como en el
Ejemplo 15.
Se rellenan una serie de envases de sprays
aerosoles con un spray aerosol inflamable. Se pesa la siguiente
formulación no presurizada de disolventes y concentrado
(directamente desde sus bidones ultrasecos o contenedor del
filtrado) en un depósito de mezclado de acero inoxidable de 61
litros bajo gas nitrógeno, en el siguiente orden:
| (1) Heptanos ultrasecos con bajo contenido en aromáticos | 9 kg | (Ejemplo 4) |
| (2) Isopentanos ultrasecos | 9 kg | (Ejemplo 4) |
| (3) Concentrado de PMPC | 4 kg | (Ejemplo 3) |
| (4) Isohexanos ultrasecos | 27 kg | (Ejemplo 4) |
El depósito se cierra y se mezcla, al revés, en
un agitador a vibración durante dos horas, y después se presuriza
con gas nitrógeno a 68 kPa. Se cargan 350 gramos/envase en envases
aerosoles con un revestimiento epoxi-fenólico, de
alambres soldados sin estaño, y cerrados a presión con una válvula
macho de retención, toda de acero, excepto las juntas de neopreno.
Los envases se presurizan través de la válvula con 65 gramos de
propano usando una bureta de presión, a la que se ha transferido una
presión de gas nitrógeno de 828 kPa, y se mezclan mediante
agitación manual vigorosa.
Se rellenan una serie de envases de sprays
aerosoles con un spray aerosol inflamable como se describe en el
Ejemplo 17, según la siguiente fórmula:
| (1) Isopentanos ultrasecos | 18 kg | (Ejemplo 4) |
| (2) Concentrado de PMPC | 4 kg | (Ejemplo 3) |
| (3) Isopentanos ultrasecos | 18 kg | (Ejemplo 4) |
Tras mezclarlos, el depósito se presuriza con gas
nitrógeno a 68 kPa, y los envases de aerosoles se rellenan con 300
gramos/envase, y se cierran a presión con una válvula hembra de
metal/plástico. Los envases se presurizan a través de la válvula con
75 gramos de HFC-152a usando una bureta de presión
presurizada con gas nitrógeno a 690 kPa.
Se rellenan una serie de envases de sprays
aerosoles con un spray aerosol inflamable como se describe en el
Ejemplo 17, según la siguiente fórmula:
| (1) Isopentanos ultrasecos | 18 kg | (Ejemplo 4) |
| (2) Concentrado de PZPC | 4 kg | (Ejemplo 3) |
| (3) Isopentanos ultrasecos | 18 kg | (Ejemplo 4) |
Tras mezclarlos, el depósito se presuriza con gas
nitrógeno a 68 kPa, y los envases de aerosoles se rellenan con 300
gramos/envase, y se cierran a presión con una válvula hembra de
metal/plástico. Los envases se presurizan a través de la válvula con
75 gramos de HFC-152a usando una bureta de presión
presurizada con gas nitrógeno a 690 kPa.
Como el pH del papel desacidificado permanece
próximo a 7,0, los colorantes sensibles, amarillos, azules, verdes,
y rojos usados en las obras de arte no cambian de color.
Los envases de sprays aerosoles preparados según
los ejemplos anteriores pueden fallar y atascarse como consecuencia
de la contaminación involuntaria de humedad, que sigue a la
fabricación y al reparto. Este fallo se puede evitar previniendo que
la humedad del aire entre en contacto con las válvulas usando una
película de barrera de humedad (por ejemplo, película de
poli(cloruro de vinilideno) (Dow Chemical Saran Wrap 8)) y
desecante (por ejemplo, gel de sílice United Technologies o UOP M/S
3A), de la siguiente manera:.
- (1)
- Cubrir la apertura de la válvula con una película de barrera de 0,01 mm y presionar.
- (2)
- Colocar una bolsa de desecante de 3 gramos en la parte superior de la película para que ajuste debajo de la tapa.
- (3)
- Cubrir la bolsa de desecante con la película de barrera de 0,01 mm que se extiende por el lateral del envase aerosol y presionar. Se pueden usar películas adicionales o más gruesas.
- (4)
- Cubrir el envase con el plástico de ajuste tirante en el lugar donde está la película de barrera selladora.
- (5)
- Retirar la película de barrera que sale del envase.
- (6)
- Sustituir la película y regenerar(volver a secar) el desecante después del uso parcial para extender el almacenamiento protector.
\newpage
Se rellenan una serie de envases de vidrio de
aproximadamente 1 litro con una solución de desacidificación
inflamable de la siguiente manera. Se carga una formulación de
disolvente y concentrado no presurizada en un depósito de acero
inoxidable bajo gas nitrógeno en el siguiente orden:
| (1) Heptanos ultra secos con bajo contenido en aromáticos | 18 kg | (Ejemplo 4) |
| (2) Concentrado de PMPC | 4 kg | (Ejemplo 3) |
| (3) Isopentanos ultrasecos | 18 kg | (Ejemplo 4) |
Se cierra el depósito y se mezclan, al revés, en
un agitador a vibración durante dos horas. La formulación se
presuriza con 68 kPa de gas nitrógeno, y se transfiere usando
conductos de Teflón, 850 gramos por unidad, a envases de vidrio de
aproximadamente 1 litro.
Los envases se cierran con un tapón de rosca de
plástico convencional cuya parte interior (junta) está compuesta de
cartón cubierto con un composite de sellado compuesto de una hoja
de aluminio cubierta con una película de plástico Mylar (tereftalato
de poliéster) o un material de barrera equivalente, para prevenir
el transporte interior de humedad desde el aire del ambiente.
Posteriormente, los envases se agitan vigorosamente manualmente
para asegurar el mezclado. La solución resultante se puede aplicar
mediante inmersión, cepillado, pulverizando u otra técnica para
mojar bien los objetos de papel.
Esta solución también se puede preparar en
cilindros de acero para aplicación en spray con presión de gas
nitrógeno, envases de acero, con revestimiento
epoxi-fenólico, o de acero inoxidable, y otros
tamaños de envases de vidrio, etc con cierres de barrera apropiados
como se desee. Se puede añadir hasta 10 por ciento, típicamente 3 a
5 por ciento, en peso de codisolventes bromopropano y/o cloruro de
dietileno, para mejorar la solubilidad del concentrado de PMPC si
se desea.
Las proporciones de los disolventes alifáticos se
pueden variar para adaptar la velocidad de secado y la penetración
del tratamiento en el papel, y controlar indirectamente la
evolución de los vapores de disolvente en el aire de la habitación
de trabajo.
La composición de los dos papeles ensayados es la
siguiente:
- Papel
- A: un papel ácido fino hecho de 50% de pulpa kraft de madera dura, 50% de pulpa kraft de madera blanda (post-industrial), 4% de relleno, encolamiento de alumbre-colofonia, y almidón.
- Papel
- B: Un papel de prensa ácido hecho de 100% de pulpa termomecánica (TMP) con encolamiento de alumbre-colofonia.
Las muestras se condicionaron a 23ºC y una
humedad relativa del 50% antes del ensayo según el estándar CPPA
A.4.
| Muestra | Tiempo de | Número de capas dobles | Extracción en frío^{3}(pH) | Reserva |
| envejecimiento(días)^{1} | (en 500g)^{2} | alcalina^{4}(%) | ||
| A1 | 0 | 1186 \pm 98 | 5,24 \pm 0,04 | - - - |
| 50 | 39 \pm 6 | 4,74 \pm 0,01 | - - - | |
| A2 | 0 | 1499 \pm 171 | 9,47 \pm 0,10 | 1,65 \pm 0,58 |
| 50 | 1199 \pm 110 | 10,19 \pm 0,10 | 1,79 \pm 0,17 | |
| A3 | 0 | 1294 \pm 133 | 9,68 \pm 0,03 | 1,94 \pm 0,04 |
| 50 | 849 \pm 129 | 10,12 \pm 0,04 | 1,74 \pm 0,14 |
| Muestra | Tiempo de | Número de capas dobles | Extracción en frío^{3}(pH) | Reserva |
| envejecimiento(días)^{1} | (en 500g)^{2} | alcalina^{4}(%) | ||
| A4 | 0 | 1467 \pm 159 | 10,28 \pm 0,02 | 5,75 \pm 0,23 |
| 50 | 956 \pm 127 | 10,57 \pm 0,02 | 5,38 \pm 0,18 | |
| A5 | 0 | 1320 \pm 164 | 9,80 \pm 0,06 | 1,98 \pm 0,16 |
| 50 | 853 \pm 87 | 10,13 \pm 0,06 | 1,64 \pm 0,12 | |
| A6 | 0 | 1467 \pm 151 | 9,67 \pm 0,08 | 2,12 \pm 0,17 |
| 50 | 865 \pm 122 | 10,34 \pm 0,10 | 2,15 \pm 0,21 | |
| A7 | 0 | 1131 \pm 121 | 9,74 \pm 0,20 | 2,69 \pm 0,22 |
| 50 | 813 \pm 98 | 10,42 \pm 0,07 | 2,55 \pm 0,30 | |
| A8 | 0 | 1121 \pm 152 | 9,78 \pm 0,01 | 2,33 \pm 0,11 |
| 50 | 612 \pm 72 | 10,20 \pm 0,07 | 1,95 \pm 0,43 | |
| B1 | 0 | 1020 \pm 108 | 5,51 \pm 0,08 | - - - |
| 50 | 115 \pm 12 | 4,82 \pm 0,08 | - - - | |
| B2 | 0 | 929 \pm 87 | 10,03 \pm 0,11 | 1,71 \pm 0,46 |
| 50 | 690 \pm 70 | 9,30 \pm 0,92 | 0,44 \pm 0,30 | |
| B3 | 0 | 1065 \pm 91 | 10,29 \pm 0,04 | 2,98 \pm 0,39 |
| 50 | 690 \pm 77 | 10,41 \pm 0,09 | 1,79 \pm 0,49 | |
| B4 | 0 | 1059 \pm 125 | 10,51 \pm 0,04 | 5,05 \pm 0,57 |
| 50 | 422 \pm 60 | 10,67 \pm 0,07 | 5,98 \pm 0,40 | |
| B5 | 0 | 819 \pm 141 | 10,29 \pm 0,09 | 2,59 \pm 0,10 |
| 50 | 713 \pm 128 | 10,41 \pm 0,08 | 2,11 \pm 0,26 | |
| B6 | 0 | 1037 \pm 139 | 10,31 \pm 0,13 | 3,53 \pm 0,32 |
| 50 | 692 \pm 109 | 10,49 \pm 0,10 | 2,38 \pm 0,47 | |
| B7 | 0 | 1111 \pm 143 | 10,38 \pm 0,10 | 4,18 \pm 1,70 |
| 50 | 627 \pm 71 | 10,54 \pm 0,01 | 3,10 \pm 0,15 | |
| B8 | 0 | 932 \pm 101 | 10,32 \pm 0,02 | 3,27 \pm 0,17 |
| 50 | 501 \pm 64 | 10,50 \pm 0,07 | 2,52 \pm 0,40 |
A1, B1 - Control
A2, B2 - Desacidificación en masa - MMMC
A3, B3 - Aerosol HFE-7100 3M y
PMPC/HFC-152a
A4, B4 - Aerosol - Isopentanos y
PMPC/HFC-152a
A5, B5 - Aerosol - Heptanos con bajo contenido en
aromáticos y PMP/HFC-152a
A6, B6 - Solución - HFE-7100 3M y
PMPC
A7, B7 - Solución - Isopentanos y PMPC
A8, B8 - Solución heptanos con bajo contenido en
aromáticos y PMPC
^{1} Papel y cartón - envejecimiento acelerado.
Parte 3: Tratamiento de calor húmedo a 80ºC y humedad relativa del
65%. Estándar ISO 5630/3. 1986
^{2} Duración del plegamiento del papel (MIT
tester). Método de ensayo oficial T 511 om-88.
Technical Association of the Pulp and Paper Industry Test Methods.
1992-1993.
^{3} Concentración de ión hidrógeno (pH) de
extractos de papel (método de extracción en frío). Método de ensayo
oficial T 509 om-88. Technical Association of the
Pulp and Paper Industry Test Methods.
1992-1993.
^{4} Método de ensayo estándar para la
determinación del contenido de carbonato cálcico del papel.
Estándar ASTM D4988-89. Annual Book of ASTM
Standards 15.09 (1990)
Claims (11)
1. Una composición para desacidificar un material
celulósico impreso que comprende en solución:
0,1-4% en peso de al menos uno de
un carbonato de magnesio orgánico, un carbonato de aluminio
orgánico, y un carbonato de zinc orgánico;
0-10% en peso de un alcohol
C_{1}-C_{4} que tiene un contenido de humedad
menor que 100 ppm; y
86 - 99% en peso de un disolvente que tiene un
contenido de humedad menor que 100 ppm, que comprende un
hidrocarburo alifático y/o un hidrofluorocarbono.
2. Una composición según la reivindicación 1, que
comprende 0,5-10% en peso del alcohol
C_{1}-C_{4}.
3. Una composición según la reivindicación 2, en
la que el alcohol tiene un contenido de humedad menor que 50
ppm.
4. Una composición según la reivindicación 3, en
la que el alcohol tiene un contenido de humedad menor que 25
ppm.
5. Una composición según cualquier reivindicación
anterior, en la que el disolvente tiene un contenido de humedad de
5 - 15 ppm.
6. Una composición según cualquier reivindicación
anterior, en la que el hidrofluorocarbono es
HFC-134a (tetrafluoroetano).
7. Una composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, en la que el disolvente es un
hidrocarburo C_{1}-C_{8} alifático.
8. Un método para preservar un material
celulósico impreso ácido, que comprende las etapas de:
secar bien el material celulósico impreso, a
vacío;
poner en contacto el material con una composición
de desacidificación como se define en cualquier reivindicación
anterior; y
retirar el material celulósico impreso
desacidificado de la composición.
9. Un método para obtener una composición para
desacidificar materiales celulósicos impresos, que comprende:
tratar un alcohol C_{1}-C_{4}
con un tamiz molecular u otro desecante para reducir su contenido
de humedad por debajo de 100 ppm para producir un alcohol de humedad
ultrabaja;
añadir dióxido de carbono y un metal en forma de
virutas metálicas o un alcóxido metálico, eligiéndose el metal
entre aluminio, magnesio, o zinc, al alcohol de humedad ultrabaja,
para formar una composición de carbonato de metal orgánico e
impurezas susceptibles magnéticamente, de tamaño
submicrométrico;
retirar magnéticamente las impurezas magnéticas
de tamaño submicrométrico de la composición;
filtrar la composición de carbonato de metal
orgánico resultante a través de un filtro submicrométrico, para
producir un concentrado para el tratamiento de desacidificación;
y
mezclar el concentrado para el tratamiento de
desacidificación con disolvente adicional, que tiene un contenido
de humedad menor que 100 ppm, comprendiendo un hidrocarburo
alifático y/o un hidrofluorocarbono, para preparar la composición de
desacidificación.
10. Un método según la reivindicación 9, en el
que el alcohol de humedad ultrabaja, tiene un contenido de humedad
menor que 50 ppm.
\newpage
11. Un método según la reivindicación 9 o la
reivindicación 10, en el que el hidrofluorocarbono es
HFC-134a (tetrafluoroetano).
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