RU2780610C1 - Способ реставрации документов аэродинамическим формованием - Google Patents

Способ реставрации документов аэродинамическим формованием Download PDF

Info

Publication number
RU2780610C1
RU2780610C1 RU2021130502A RU2021130502A RU2780610C1 RU 2780610 C1 RU2780610 C1 RU 2780610C1 RU 2021130502 A RU2021130502 A RU 2021130502A RU 2021130502 A RU2021130502 A RU 2021130502A RU 2780610 C1 RU2780610 C1 RU 2780610C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sheet
restored
loss
fibers
suspension
Prior art date
Application number
RU2021130502A
Other languages
English (en)
Inventor
Галина Кирилловна Малиновская
Екатерина Григорьевна Смирнова
Дарья Игоревна Малютина
Альберт Константинович Хрипунов
Александра Владимировна Мигунова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна"
Application granted granted Critical
Publication of RU2780610C1 publication Critical patent/RU2780610C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к реставрации документов на бумажной основе, книг, газет, архивных материалов и карт путем напыления целлюлозных волокон на утраченные части листов аэродинамическим способом формования бумаги. Способ реставрации документов аэродинамическим формованием включает разрыхление края листа документа по контуру утраты, нанесение по контуру утраты связующего компонента, увлажнение хвойного полуфабриката водой до влажности 45%, диспергирование полуфабриката с образованием аэровзвеси волокон, формование волокнистого слоя напылением волокон из аэровзвеси на недостающие части реставрируемого листа, увлажнение реставрируемого листа с напыленной волокнами частью водой, прессование и сушку отреставрированного листа. В качестве связующего по контуру утраты листа наносят предварительно подготовленную суспензию бактериальной целлюлозы, синтезированную штаммом Komagataeibacter xilinus В-13015, при концентрации суспензии 1,0±0,1% в количестве 4⋅10-2 г/см2 площади разрыхленного края утраты. Обеспечивается повышение прочности соединительного шва между реставрируемым листом и напыленным волокнистым слоем. 4 ил., 2 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к реставрации документов на бумажной основе аэродинамическим способом формования бумаги и может быть использовано для восполнения утраченных частей листов, например, книг, газет, архивных материалов, карт.
Известно применение бактериальной целлюлозы для консервации документов при нанесении водной суспензии бактериальной целлюлозы на поверхность реставрируемого листа кисточкой [L. Volkel, K. Ann, U. Hahner, W. GindlAltmutterand A. Potthast. Nano meets the sheet: adhesive-free application ofhanocellulosicsuspensions in paper conservation. HeritageScience. 2017, №5. p. 23. DOI: 10.1186/s40494-017-0134-5]. Такая обработка сохраняет структуру листов исторических документов и укрепляет края листов. В процессе искусственного старения бумаги бактериальная целлюлоза не вызывает негативного изменения листов документов. Однако, используемый метод не восполняет утраченные части листов, не закрывает дыры и изъяны в структуре листа.
Известен способ восстановления недостающих частей листов бумаги (патент РФ №2472891, опубл. 20.01.2013, Бюл. №2. D21H 17/25; D21H 25/18), где в качестве связующего в бумажную массу вводят бактериальную целлюлозу, которую получают путем поверхностного культивирования штамма Gluconacetobacter xylinus Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов В-880. Использование рода грамотрицательной бактерии Gluconacetobacter на питательной среде с различными источниками углерода позволяет получать бактериальную целлюлозу в виде гидратированной мембраны или нано-гель-пленки. Условия диспергирования пленки влияют на состояние бактериальной целлюлозы. В данном способе бактериальную целлюлозу подвергают роспуску в течение 100-120 мин с последующим рафинирующим размолом в течение 20-30 мин, рубкой в течение 1-3 мин при концентрации массы 0,2%. При таких условиях обработки получают длинноволокнистую бактериальную целлюлозу. Сульфатную хвойную целлюлозу размалывают до 35 и 45° ШР, в размолотую массу добавляют подготовленную бактериальную целлюлозу в количестве 2-6% к массе абсолютно сухого волокна, перемешивают в течение 10-15 минут и используют для долива недостающих частей листов документов на реставрационной машине. Длительный по времени размол бактериальной целлюлозы и предварительный размол хвойной целлюлозы увеличивают время реставрационного процесса.
Известен метод напыления волокон из аэровзвеси волокнистого материала, в основе которого лежит способ аэродинамического формования бумаги [патент RU 2169223, D21F1/00, D21H27/00, B27N3/00, опубл. 20.06.2001; патент RU 2157867, D21F1/00, 1100 D21H27/00, B27 N3/00, опубл. 20.10.2000] и способ аэродинамического изготовления картона, писчей или печатной бумаги [патент RU 2100508, D21H27/00, D21H27/10; D21F11/00 D21B1/00, опубл. 27.12.1997]. Метод применяется при реставрации документов аэродинамическим способом формования.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и результату является способ восстановления недостающих частей листов бумаги аэродинамическим способом (прототип) [Г.К. Малиновская, Л.В. Литвинова, С.А. Добрусина, Н.И. Подгорная. Новый метод восполнения утраченных частей документов - возможности и перспективы // Материалы II международной научной конференции: Миллеровские чтения - 2018. Преемственность и традиции в сохранении документального академического наследия, СПб.: 24-25 мая 2018, с. 724-729]. Полуфабрикат из хвойной целлюлозы увлажняют до 45%, разделяют на отдельные волокна в диспергаторе, волокна осаждают из аэровзвеси на утраченные участки реставрируемого листа, находящегося на формующей сетке. С формующей сетки восполненный волокнистой массой лист снимают, увлажняют до 60% в вальцовом прессе при удельном давлении 7 кг/см2, прессуют при удельном давлении 140 кг/см2 и сушат при 100°С. При реализации этого способа для увеличения прочности шва между реставрируемым документом и восполняющим волокнистым слоем применяют обработку документа по контуру утраты водными растворами натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы или катионного крахмала при концентрации растворов 1,0% масс. Дополнительно для увеличения разрывной прочности бумаги перед диспергированием хвойную целлюлозу обрабатывают раствором натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, а реставрируемый документ после восполнения утраты увлажняют раствором катионного крахмала, что увеличивает расход применяемых химических компонентов. Реставрационный процесс является многостадийным, так как включает подготовку реактивов, предварительную обработку полуфабриката, промывку прессовых сукон после увлажнения листа раствором крахмала.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является устранение избыточных технологических стадий при реставрации документов, а также повышение прочности соединительного шва между реставрируемым листом и напыленным волокнистым слоем за счет формования идентичной по массе и плотности исходному документу структуры восполняющей части и использования в качестве связующего суспензии бактериальной целлюлозы для создания межволоконных связей при проникновении волокон бактериальной целлюлозы в структуру разрыхленного края листа, образовании поверхности контакта с напыленными волокнами и соединении через водородные связи волокон листа и напыленных волокон в процессе прессования и сушки бумаги.
Поставленная задача достигается тем, что реставрация документов аэродинамическим формованием бумаги включает разрыхление края листа документа по контуру утраты, нанесение по контуру утраты связующего компонента, увлажнение полуфабриката из хвойной целлюлозы водой до влажности 45%, диспергирование полуфабриката с образованием аэровзвеси волокон, формование из аэровзвеси волокнистого слоя на недостающих частях восполняемого листа, увлажнение реставрируемого листа водой, прессование и сушку отреставрированного листа, причем в качестве связующего по контуру утраты листа наносят суспензию бактериальной целлюлозы Komagataeibacter xilinus В-13015 Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов с концентрацией 1,0±0,1%. Нано-гель пленку бактериальной целлюлозы получают с использованием бактерии Komagataeibacter на питательных средах, содержащих в качестве источника углевода отходы целлюлозно-бумажного производства, имеющие моносахара. Размол нано-гель пленки бактериальной целлюлозы проводят в воде в соотношении пленка:вода (1:100) в дезинтеграторе JTC OmniBlend ITM-767 А при 15000±50 об/мин в течении 10±1 мин. Данным способом дезинтеграции нано-гель пленки бактериальной целлюлозы получают ассоциаты определенного макрообъема, образующие сметанообразную консистенцию суспензии.
В качестве полуфабриката для реставрации используют сульфатную хвойную целлюлозу Архангельского ЦБК. Испытания бумаги на прочность шва проводят по ГОСТ 30436-96 (ИСО 1924-1-85) на разрывной машине Hounsfield H1 KS при скорости разрушения 100 мм/мин, расстояние между зажимами прибора 50 мм. Искусственное тепло-влажное старение листов после восстановления утрат проводят в камере «TABAI» согласно ISO 56-30:1986.
При реставрации утраченных частей документов аэродинамическим способом края реставрируемого листа разрыхляют кончиком скальпеля или иголочки по контуру утраты для увеличения связываемой поверхности между документом и восполняющей частью, наносят кисточкой на разрыхленную линию утраты суспензию бактериальной целлюлозы (БЦ) концентрацией 1,0±0,1%, что соответствует 4⋅10-2 г БЦ /см2 площади разрыхленного края утраты, лист размещают на формующей сетке установки аэродинамического формования бумаги. Хвойный полуфабрикат увлажняют водой до 45% влажности, диспергируют с образованием аэросуспензии волокон целлюлозы и осаждают волокнистый слой на открытых участках формующей сетки, восполняя утраченные части листа. Массу напыляемых волокон рассчитывают предварительно, исходя из массы метра квадратного и площади утраты реставрируемого листа. Волокна напыляют на утраченную часть листа, частично волокна накладывают на увлажненный связующим край утраты с формованием соединительного шва, не создавая утолщения при образовании шва. На фиг. 1, 2 представлены листы книги до восполнения утраты (фиг. 1) и после реставрации (фиг. 2). Как видно из фиг. 2, утрата листа полностью восстановлена, изъяны при образовании соединительного шва не наблюдаются.
На сканирующем электронном микроскопе SUPRA 55VP фирмы ZEISS получены микрофотографии поверхности листа книги (фиг. 3) и поверхности листа с нанесенной по краю утраты суспензией бактериальной целлюлозы (фиг. 4). На фиг. 4 видна структура поверхности, образованной при покрытии волокон хвойной целлюлозы суспензией бактериальной целлюлозы, которая является связующим мостиком между напыляемыми волокнами и волокнами листа книги.
На фиг. 4 видна граница между волокнами, составляющими лист книги, и суспензией бактериальной целлюлозы, нанесенной по краю утраты листа. Суспензия бактериальной целлюлозы образует на поверхности бумаги тонкую пленку, площадь поверхности которой значительно выше, чем площадь поверхности волокон реставрируемого листа за счет отсутствия межволоконных пор и пустот между тонкими волокнами бактериальной целлюлозы. Суспензия бактериальной целлюлозы достаточно прочно удерживает воду при концентрации 1,0±0,1% масс. и в процессе напыления аэровзвеси волокон пленка не успевает высохнуть. Волокна из аэровзвеси с влажностью 28-30% оседают на влажную пленку бактериальной целлюлозы, взаимно проникают друг в друга на уровне поверхностных слоев волокон и образуют соединительный шов. С формующей сетки реставрируемый лист снимают, увлажняют водой до 60% влажности в вальцовом прессе при удельном давлении 7 кг/см2, прессуют с использованием фильтровальных блоков для бережного отбора воды, прессуют в сукнах при удельном давлении 140 кг/см2 и сушат при 100°С. В процессе прессования и сушки через развитую поверхность пленки бактериальной целлюлозы фиксируют связи между напыленными из аэровзвеси волокнами хвойной целлюлозы и волокнами реставрируемого листа.
Отреставрированы отдельные листы книги первой половины XX века: масса листа бумаги 75 г/м2, толщина листа 0,13 мм, плотность бумаги 800 г/м3, состав по волокну - хвойная целлюлоза.
Пример 1. Целлюлозную папку из сульфатной хвойной целлюлозы марки ХБ -1 равномерно увлажняют водой до влажности 45±2%. Разрыхляют край утраченной части листа и наносят на край кисточкой суспензию бактериальной целлюлозы концентрацией 0,9% масс. На утраченную часть реставрируемого листа напыляют волокна в количестве, рассчитанном из площади утраты реставрируемого листа и его массы метра квадратного.
Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1, но концентрация суспензии бактериальной целлюлозы составляет 1,0% масс.
Пример 3. Способ осуществляют по примеру 1, но концентрация суспензии бактериальной целлюлозы составляет 1,1% масс.
Пример 4. Способ осуществляют по примеру 1, но наносят на край утраченной части листа кисточкой раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы концентрацией 1,0% масс. (прототип).
Пример 5. Способ осуществляют по примеру 1, но наносят на край утраченной части листа кисточкой раствор катионного крахмала концентрацией 1,0% масс. (прототип).
Figure 00000001
Примеры в таблице 1 показывают, что обработка края реставрируемого листа по месту утраты суспензией бактериальной целлюлозы концентрацией 1,0±0,1% масс. увеличивает значение разрушающего усилия в области шва по сравнению с использованием в качестве связующих катионного крахмала в 2 раза и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в 1,6 раза.
Значения разрушающего усилия при растяжении между реставрируемым документом и восполненной напылением волокон частью листа в процессе искусственного тепло-влажного старения представлены в таблице 2.
Результаты таблицы 2 показывают, что после трех суток старения прочность шва стабилизируется и остается выше при применении для обработки края утрат бактериальной целлюлозы концентрацией 1,0±0,1% масс., чем при использовании в качестве связующего натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и катионного крахмала до искусственного старения (табл. 1, пример 4, 5).
Figure 00000002
Предложенный способ восстановления недостающих частей листов бумаги способом аэродинамического формования с нанесением по краю места утраты суспензии бактериальной целлюлозы Komagataeibacter xilinus В-13015 в количестве 4⋅10-2 Разрушающее усилие в области шва г БЦ/см2 площади разрыхленного края утраты, при концентрации суспензии 1,0±0,1% масс., предварительно размолотой в дезинтеграторе при 15000 об/мин в течение 10 минут, обеспечивает повышение значения разрушающего усилия сформованного шва и повышение устойчивости к искусственному тепло-влажному старению реставрируемой бумаги.
Техническим результатом настоящего изобретения является способ восстановления недостающих частей листов бумаги аэродинамическим формованием при реставрации книг, карт, газет и архивных материалов напылением волокон на недостающие части листа с нанесением суспензии бактериальной целлюлозы, синтезированной штаммом Komagataeibacter xilinus В-13015, на разрыхленный край по контуру утраты листа, увлажнении восполненного листа водой, прессовании и сушки бумаги, что обеспечивает повышение показателя разрывного усилия сформованного шва и повышение устойчивости к искусственному старению реставрируемой бумаги с сохранением прочность шва в течение 100 лет естественного старения документа. Методом аэродинамического формования бумаги можно реставрировать листы документов с утратами как по краю, так и в середине листа независимо от площади утраченной поверхности. Ветхие листы документов не рассыпаются в процессе реставрации благодаря мягким условиям технологического режима аэродинамического формования. Состав по волокну реставрируемого листа может включать любые природные волокна.

Claims (1)

  1. Способ реставрации документов аэродинамическим формованием бумаги, включающий разрыхление края листа документа по контуру утраты, нанесение по контуру утраты связующего компонента, увлажнение хвойного полуфабриката водой до влажности 45%, диспергирование полуфабриката с образованием аэровзвеси волокон, формование волокнистого слоя напылением волокон из аэровзвеси на недостающих частях реставрируемого листа, увлажнение реставрируемого листа с напыленной волокнами частью водой, прессование и сушку отреставрированного листа, отличающийся тем, что в качестве связующего по контуру утраты листа наносят предварительно подготовленную суспензию бактериальной целлюлозы, синтезированную штаммом Komagataeibacter xilinus В-13015, при концентрации суспензии 1,0±0,1% в количестве 4⋅10-2 г/см2 площади разрыхленного края утраты, образуют соединительный шов между напыленным волокнистым слоем и реставрируемым листом через суспензию бактериальной целлюлозы и получают после прессования и сушки монолитный лист бумаги за счет идентичности массы и плотности напыленного волокнистого слоя и реставрируемого листа, что сказывается на прочности соединительного шва.
RU2021130502A 2021-10-19 Способ реставрации документов аэродинамическим формованием RU2780610C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780610C1 true RU2780610C1 (ru) 2022-09-28

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472891C1 (ru) * 2011-06-15 2013-01-20 Учреждение Российской академии наук Институт высокомолекулярных соединений РАН Способ восстановления недостающих частей листов бумаги
CN111622015A (zh) * 2020-05-29 2020-09-04 华南理工大学 一种基于细菌纤维素的纸张脱酸增强修复液的制备方法与应用
RU2755301C1 (ru) * 2020-07-14 2021-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" Способ получения бумаги аэродинамического формования

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472891C1 (ru) * 2011-06-15 2013-01-20 Учреждение Российской академии наук Институт высокомолекулярных соединений РАН Способ восстановления недостающих частей листов бумаги
CN111622015A (zh) * 2020-05-29 2020-09-04 华南理工大学 一种基于细菌纤维素的纸张脱酸增强修复液的制备方法与应用
RU2755301C1 (ru) * 2020-07-14 2021-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" Способ получения бумаги аэродинамического формования

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Малиновская Г.К., Литвинова Л.В., Добрусина С.А., Подгорная Н.И. Новый метод восполнения утраченных частей документов - возможности и перспективы, Миллеровские чтения - 2018: Преемственность и традиции в сохранении и изучении документального академического наследия, Материалы II международной научной конференции, Санкт-Петербург, 2018, с. 724-729. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1106805C (zh) 一种利用烟厂废料生产烟草薄片的方法
EP2616589B1 (en) Method for improving the removal of water
CN110050097B (zh) 基于植物纤维和矿物填料的粘合剂组合物及其制备与用途
ATE234140T1 (de) Verfahren zur herstellung eines filtermediums, das dadurch hergestellte filtermedium und filter in denen dieses medium verwendet wird
JP2021527754A (ja) セルロースナノ繊維を含む材料
CN110023561B (zh) 生产纸、卡纸或纸板的方法
RU2780610C1 (ru) Способ реставрации документов аэродинамическим формованием
Tozluoglu et al. Reinforcement potential of modified nanofibrillated cellulose in recycled paper production
JP2021508007A (ja) セルロースペーパー合成物およびそれを生成するプロセス
US11433565B2 (en) Method for preparing hydrophilic writing sliced bamboo veneer
JP3282168B2 (ja) 高透明度紙の製造方法
JP2002180397A (ja) 高透明度紙
CN1311132C (zh) 一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺
CN114541170A (zh) 一种用于造纸的涂料组合物、凹版轻涂纸及其制造方法
JPH0892893A (ja) 補強シート
Cheng et al. Aloe vera rind nanofibers: effect of isolation process on the tensile properties of nanofibre films
CN111809428A (zh) 一种用于针叶木浆的高速切断方法
RU2426828C1 (ru) Способ введения наполнителя в бумагу
JP3048757B2 (ja) 電気音響変換器用振動板
CN208167415U (zh) 复合墙纸
RU2755301C1 (ru) Способ получения бумаги аэродинамического формования
Beöthy-Kozocsa et al. Parchment codex restoration using parchment and cellulose fibre pulp
Fahmy et al. Whole whey As A New In Bulk Additive During Papermaking and Paper Coating Processes
WO2021152220A1 (en) Production and use of concentrates of nanocellulose
CN113308930A (zh) 一种烟草加工专用纸的制备方法