SK1472020A3 - Metóda a aparatúra na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu - Google Patents
Metóda a aparatúra na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu Download PDFInfo
- Publication number
- SK1472020A3 SK1472020A3 SK1472020A SK1472020A SK1472020A3 SK 1472020 A3 SK1472020 A3 SK 1472020A3 SK 1472020 A SK1472020 A SK 1472020A SK 1472020 A SK1472020 A SK 1472020A SK 1472020 A3 SK1472020 A3 SK 1472020A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- sample
- characteristic
- parameters
- porous material
- macroscopic
- Prior art date
Links
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 149
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 139
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 128
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 75
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000007793 ph indicator Substances 0.000 claims description 48
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 47
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 41
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 38
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 claims description 35
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 34
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 30
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 29
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 claims description 29
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 24
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 24
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 15
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 13
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 claims description 13
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 13
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 230000001617 migratory effect Effects 0.000 claims description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 9
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 claims description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 7
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 5
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 claims description 4
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009658 destructive testing Methods 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 238000007665 sagging Methods 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 128
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 63
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- 239000002585 base Substances 0.000 description 18
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 17
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 14
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 9
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 9
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 9
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 9
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- LGUZHRODIJCVOC-UHFFFAOYSA-N perfluoroheptane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F LGUZHRODIJCVOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 8
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 6
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 5
- CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N methyl red Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1C(O)=O CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 238000003326 Quality management system Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 4
- -1 color parameters Chemical compound 0.000 description 4
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 4
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 4
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241001662103 Cryptocarya corrugata Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000724 energy-dispersive X-ray spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000013494 PH determination Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 238000012863 analytical testing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003413 degradative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012854 evaluation process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000012520 frozen sample Substances 0.000 description 1
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000009823 thermal lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
- G01N21/80—Indicating pH value
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
- B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
- B41M7/0063—Preservation or restoration of currency, books or archival material, e.g. by deacidifying
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
- D21H25/18—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00 of old paper as in books, documents, e.g. restoring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/34—Paper
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/46—Wood
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Opísaná je metóda merania distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu, ako je buničitý, rastlinný, vláknitý alebo celulózový materiál, papier alebo kultúrny objekt z pórovitých materiálov. Metóda obsahuje kroky prípravy mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, výberu základnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky alebo mikroobrazu, mikrozobrazovania základnej meranej oblasti, merania jedného alebo viacerých parametrov charakteristických pre pH, pH a vlastností súvisiacich s pH pre základnú meranú oblasť, merania korelácie medzi jedným alebo viacerými charakteristickými optickými parametrami pre základnú meranú oblasť a hodnotou pH pre vybranú základnú meranú oblasť na získanie korelujúcej mikroskopickej hodnoty pH a vlastností súvisiacich s pH a mikroskopickej hodnoty charakteristického optického parametra a ich distribúcie.
Description
SK 147-2020 A3
Oblasť techniky
Predkladaný vynález sa vzťahuje na meraciu aparatúru a metódu. Konkrétnejšie, predkladaný vynález sa vzťahuje na aparatúru a metódu na meranie pH, μρΗ a distribúcie μρΗ, ako aj distribúcie alkalických zlúčenín a alkalických rezerv súvisiacej s pH, údajov o vlastnostiach súvisiacich s pH (pH*), ako sú indexy, percentá, limolnostná koncentrácia a mikrodistribúcia kyselín, miesta so skrytou kyselinou, acidita a alkalinita (AA), alkalická rezerva (Ar), životnosť, trvanlivosť materiálov, kinetické konštanty a kinetické parametre starnutia, prirodzené starnutie, ako je tepelne vyvolané starnutie, svetelne vyvolané starnutie, biodeteriorácia a opotrebovanie, zmeny pevnosti v ťahu, pevnosť v ohybe, krehkosť alebo index krehkosti, odolnosť proti prehýbaniu spôsobenému starnutím, skladovaním a degradáciou, účinnosť neutralizácie, odkyslenia, konzervačných procesov a iných parametrov súvisiacich a korelujúcich s pH v pórovitých materiáloch, buničitých materiáloch alebo celulámych materiáloch a predmetoch, ako sú knihy alebo papierové dokumenty určené na uchovanie pre budúce generácie, rastlinné a potravinárske materiály, biomateriály alebo biologické materiály alebo preparáty. Tento vynález je zameraný aj na identifikáciu vreciek okyslenia v odkyslených materiáloch, identifikáciu ok\ sicnia v mikroštniktúre materiálov, identifikáciu a kvantitatívne stanovenie neúplného odkyslenia kníh a papiera.
Metóda a aparatúra na konzerváciu pomocou viacúčelovej konzervačnej aparatúry' vhodnej pre knihy alebo papierové dokumenty určené na uchovanie pre budúce generácie.
Doterajší stav techniky
Národné knižnice, iné úschovné knižnice, archívy, múzeá a súkromné spoločnosti na celom svete stabilizujú dokumenty', knihy a archivačné dokumenty7 proti rýchlemu štatistickému štiepeniu celulózy7, ku ktorému dochádza v kyslom prostredí. Tieto inštitúcie implementujú neutralizáciu kyselín v týchto materiáloch a vytvárajú alkalické rezervy pomocou hromadného odkysľovania a viacúčelovej konzervačnej technológie.
Pri ošetrovaní kyselín v týchto materiáloch je potrebné zvážiť typ a povahu kyselín, ktoré sa nachádzajú v materiáloch. Kyseliny sa vyskytujú na makromolekulámej úrovni a v mikroštruktúre papiera.
V kvalite a type odkysľovacích procesov existujú veľké rozdiely. Niektoré procesy sú účinné proti makrodistribúcii pH v materiáli, knihe alebo iných predmetoch, kým iné sú účinné proti mikrodistribúcii. Rozdiely medzi procesmi môžu byť spôsobené výskytom nerovnomerného alebo neúplného odkyslenia. Rozdiely medzi procesmi spočívajú v predĺžení životnosti a účinnosti v zmysle konzervácie mechanických, fýzikálnych a chemických vlastností, informácií a funkcií nosiča informácií a dokumentov.
Na ďalšie vysvetlenie, degradácia celulózy sa uskutočňuje na úrovni makromolekúl, čiže v rozsahu 1 až 100 Ä, predovšetkým oxidáciou, napríklad kyslíkom a kyselinami, keďže v supramolekulárnych štruktúrach dochádza k okysleniu. Ak sú stabilizačné zlúčeniny zásady používané na odkyslenie, musia preniknúť cez všetky supramolekuláme štruktúry. Ak napríklad zásada zostáva na povrchu supramolekulámej štruktúry, makromolekuly celulózy môžu zostať kyslé, bunky zostanú kyslé a bunkové steny, fibrily a mikrofibrily môžu zostať kyslé. V kyslej časti materiálu pokračuje degradácia oxidáciou, kyslá hydrolýza alebo priebežná tvorba nových kyselín, čím ďalej klesne pH makromolekúl.
Neutralizácia, alkalizácia vo výrobe priemyselného alkalického papiera alebo odkyslenie kyslého papiera po výrobe riešia len príznaky a nie príčinu okyslenia alebo tvorby kyselín. Z tohto hľadiska je neutralizácia a odkyslenie používané vo výrobe alkalického papiera aj v stabilizácii a konzervácii po výrobe stále neúplným riešením stabilizácie buničitých materiálov proti prirodzenej, zákonitej a pokračujúcej oxidácii a tvorbe kyselín.
Podstata vynálezu
Na tomto mieste je uverejnená metóda a aparatúra na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu.
V jednom aspekte je uverejnená metóda merania distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu, ako je buničitý, rastlinný, vláknitý alebo celulózny materiál, papier alebo kultúrny objekt z pórovitých materiálov (ďalší materiál). Metóda obsahuje tieto kroky (v ľubovoľnom poradí):
a. príprava mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení,
b. výber elementárnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky alebo mikroobrazu,
c. mikrozobrazovanie elementárnej meranej oblasti,
d. merame jedného alebo viaceíých parametrov charakteristických pre pH a pH pre elementárnu meranú oblasť, a merame korelácie medzi jedným alebo viacerými charakteristickými optickými parametrami pre elementárnu meranú oblasť a hodnotou pH pre elementárnu meranú oblasť na získanie úmernej hodnoty
SK 147-2020 A3 pH mikroskopickej vzorky a hodnoty mikroskopického charakteristického optického parametra a ich distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu, pričom parameter charakteristický pre pH (CP) je parameter mikrovzorky alebo makrovzorky pórovitého materiálu úmerný nameranej hodnote pH, distribúcii pH (pHd), mikro-pH (μρΗ) alebo distribúcii mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, a nemenný alebo potenciálne minimálne závislý od ostatných faktorov variability merania pH a pHd, ktoré sa majú eliminovať alebo minimalizovať, pričom takéto faktory variability sú pórovitá morfologická štruktúra, defekty, interfibrálne alebo intrafibrálne póry, prítomnosť lúmenov, druh vláken, tkanivá vnútri, druh použitého materiálu alebo surových materiálov, napríklad druh dreva použitého na rozvlákňovanie, konzervačný proces, či bol materiál odkyslený alebo nie, modifikovaný alebo iným spôsobom upravený, či je jeho priemerné pH zásadité alebo kyslé, a iné chemické alebo íýzikálne vlastnosti, ktoré nie sú úmerné hodnote pH,
e. príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu,
f. merame a korelačná analýza pH charakteristických parametrov a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame korelujúcej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej pH charakteristickej hodnoty optického parametra; a
g. merame a korelačná analýza jedného alebo viacerých parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach podľa záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty pH charakteristického optického parametra.
Charakteristické optické parametre môžu byť vybrané zo skupiny, do ktorej patria signály EDS pre horčík, hliník, zinok a vápnik, farebné parametre, celkový farebný rozdiel a čiastočný farebný rozdiel (ΔΕ) medzi základným bodom obrazu alebo základnou oblasťou obrazu a referenčnou farbou podľa CIE (Medzinárodnej komisie pre osvetlenie), odrazivosť a/alebo ich kombinácia; charakteristické spektrálne alebo optické parametre môžu byť údaje obrazu, individuálnych pixelov alebo elementárnej meranej oblasti (EMA) na základe vhodnej známej spektrálnej metódy, ako je UV, vizuálny rozsah (VIS), WDS, spektrum EDS, signály EDS alebo WDS pre horčík, hliník, zinok a vápnik, farebné parametre, CIE ΔΕ, odrazivosť, a/alebo ich kombinácia na základe stanovenia korelačnou analýzou charakteristických parametrov a kalibračných údajov pH, ako aj údajov vlastností súvisiacich s pH (pH*), ako je acidita a alkalinita (AA), alkalická rezerva (Ar), životnosť, trvanlivosť, kinetické konštanty a iné kinetické parametre starnutia, prirodzeného starnutia, tepelne alebo svetelne vyvolaného starnutia a biodeteriorácie, opotrebovania spôsobeného zmenami pevnosti v ťahu, pevnosti v ohybe, krehkosti alebo indexu krehkosti, odolnosti proti prehýbaniu, účinnosti neutralizácie, odkyslenia, konzervačných procesov a iné parametre a vlastnosti súvisiace a korelujúce s pH; pH a vlastnosti súvisiace s pH je možné merať na základe odstavca e. (vyššie) na kalibračných makrovzorkách alebo podľa odstavca d. (vyššie) pomocou mikrovzoriek.
Elementárna meraná oblasť (EMA) mikrodistribúcie merania pH a vlastností mikroštruktúry materiálu alebo predmetu súvisiacich s pH (pH*) môže mať šírku približne 0,1 až 5 mikrometrov (pm) a oblasť EMA je zvyčajne v rozsahu 102 - 104 pm2. Metóda môže obsahovať aj ďalšie kroky, okrem iného:
h. použitie podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie pórovitého materiálu pomocou vodného roztoku indikátora pH, pričom podkritická nemigračná alebo submigračná cyklická impregnácia ďalej zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch elementárnej meranej oblasti a makroskopickej vzorky a
i. použitie kolorimetrickej kontroly podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie meraním jedného alebo viacerých optických parametrov charakteristických pre pH na dvoch rôznych miestach vzorky na meranie, kontrolu a elimináciu migrácie zásad, kyselín distribúcie pH, výhodne s použitím aparatúry podľa nárokov 5-9 počas podkritického času ts a použitím podkritického množstva nanesenej vody alebo vodného roztoku v jednom cykle nis, s následným vysušením materiálu.
Jeden alebo viaceré optické parametre charakteristické pre pH je možné charakterizovať a/alebo merať rastrovacou elektrónovou mikroskopiou (SEM)/energiovo-disperznou rôntgenovou spektroskopiou (SEM/EDS) a/alebo rastrovacou elektrónovou mikroskopiou/vlnovo-disperznou spektroskopiou (SEM/WDS). Jeden alebo viaceré parametre charakteristické pre pH možno charakterizovať spektrálnymi alebo trichromatickými charakteristikami optických vlastností podľa CIE vo viditeľnom spektre 400 - 700 nm pre papier alebo indikátor pH, čo udáva látku. Metódu možno charakterizovať tak, že po neutralizácii, odkyslení a konzervácii buničitého materiálu sa vykonala impregnácia vzorky farebným indikátorom pH pomocou SAT.
Podľa tohto aspektu možno brať aj aparatúru na merame pH v mikroštruktúre materiálu. Aparatúra môže zahŕňať (1) atomizátor alebo nebulizátor alebo generátory aerosólu, (2) mikroskop, mobilný alebo smartfónový mikroskop a (3) mikromanipulátor s nástrojmi na prípravu a úpravu mikroskopického preparátu z pórovitých materiálov, ako je kultúrny materiál alebo predmet. Nástroj môže byť valcová alebo obdĺžniková čepeľ na nedeštruktívne alebo kvázi nedeštruktívne skúšame, mikrobrúsny nástroj a nástroj na úpravu vzorky, ako je aparatúra na štiepeme, snímanie a automatizovanú analýzu obrazov, alebo aparatúra na štiepeme papiera technikou laminácie tepelným zavarovaním. Aparatúra na merame pH v mikroštruktúre materiálu v
SK 147-2020 A3 tomto a iných aspektoch môže zahŕňať časti podľa príkladu 7.
V inom aspekte metóda na merame distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu zahŕňa: prípravu mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, výber elementárnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky, mikrozobrazovanie elementárnej meranej oblasti, merame parametrov charakteristických pre pH (CP) a pH pre elementárnu meranú oblasť, merame korelácie medzi parametrami charakteristickými pre pH pre elementárnu meranú oblasť a hodnotou pH pre elementárnu meranú oblasť na získame úmernej hodnoty pH mikroskopickej vzorky a hodnoty mikroskopického charakteristického optického parametra a ich distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu, pričom každý z parametrov charakteristických pre pH je parameter najmenej jednej mikrovzorky alebo makrovzorky pórovitého materiálu úmerný najmenej jednej nameranej hodnote pH, distribúcii pH (pHd), mikro-pH (upH), distribúcii mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, nemenný a potenciálne minimálne závislý od ostatných faktorov variability merania pH a pHd, ktoré sa majú eliminovať alebo minimalizovať, pričom takéto faktory variability sú pórovitá morfologická štruktúra, defekty, najmenej jeden z interfibrálnych alebo intrafibrálnych pórov, prítomnosť lúmenov, druh vláken, tkanivá vnútri, druh použitého materiálu, napríklad druh dreva použitého na rozvlákňovanie, konzervačný proces, či bol materiál odkyslený, modifikovaný alebo iným spôsobom upravený, či je jeho priemerné pH zásadité, alebo je jeho priemerné pH kyslé, a iné chemické a fýzikálne vlastnosti, ktoré nie sú úmerné hodnote pH.
Metóda v tomto inom aspekte zahŕňa aj prípravu makroskopickej vzorky pórovitého materiálu, merame a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a hodnotou pH pre makroskopickú vzorku pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH z makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, a merame a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH. Elementárna meraná oblasť (EMA) môže mať zvyčajne šírku približne 0,1 až 5 mikrometrov (pm) a oblasť EMA je zvyčajne v rozsahu 102 - 104 pm2.
V ďalšom aspekte aparatúra na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu zahŕňa nebulizátor na vznik jemnej hmly tekutiny, mikroskop na zväčšenie pórovitého materiálu najmenej niekoľkostonásobne a mikromanipulátor so súpravou nástrojov na prípravu a úpravu mikroskopického preparáúi z pórovitého materiálu. Súprava nástrojov slúži na vykonávanie skupiny funkcií vrátane prípravy mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, výberu elementárnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky, mikrozobrazovania elementárnej meranej oblasti, merania parametrov charakteristických pre pH (CP) a pH pre elementárnu meranú oblasť, meranie úmernosti medzi parametrami charakteristickými pre pH pre elementárnu meranú oblasť a hodnotou pH pre elementárnu meranú oblasť na získanie úmernej mikroskopickej hodnoty pH a mikroskopickej hodnoty’ charakteristických optických parametrov a ich distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu.
Každý z parametrov charakteristických pre pH je parameter najmenej jednej mikrovzorky alebo makrovzorky pórovitého materiálu úmerný najmenej jednej nameranej hodnote pH, distribúcii pH (pHd), mikropH (μρΗ), distribúcii mikro-pH (ppHd) v7 mikroštruktúre meranej vzorky, nemenný a potenciálne minimálne závislý od ostatných faktorov variability merania pH a pHd, ktoré sa majú eliminovať alebo minimalizovať, pričom takéto faktory variability sú pórovitá morfologická štruktúra, defekty, najmenej jeden z interfibrálnych a intrafibrálnych pórov, prítomnosť lúmenov, druh vláken, tkanivá vnútri, druh použitého materiálu, napríklad druh dreva použitého na rozvlákňovanie, konzervačný proces, či bol materiál odkyslený, modifikovaný alebo iným spôsobom upravený, či je jeho priemerné pH zásadité, alebo je jeho priemerné pH kyslé, a iné chemické a fyzikálne vlastnosti, ktoré nie sú úmemé hodnote pH.
Súprava nástrojov môže slúžiť na vykonávanie ďalších funkcií, ako je príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu, meranie parametrov charakteristických pre pH a pH pre makroskopickú vzorku pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH z makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, meranie parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, korelujúcich parametrov charakteristických pre pH a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na získanie najlepšieho korelujúceho CP, a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH.
Nebulizátor môže byť generátor aerosólov a atomizátor na redukciu tekutiny na jemnú hmlu. Do súpravy nástrojov môže patriť valcová a/alebo obdĺžniková čepeľ najmenej na jeden typ nedeštruktívneho alebo kvázi nedeštruktívneho skúšania, mikrobrúsny nástroj a nástroj na úpravu vzorky, ako je aparatúra na štiepeme,
SK 147-2020 A3 snímanie a automatizovanú analýzu obrazov, a aparatúra na štiepeme papiera technikou laminácie tepelným zavarovaním. Elementárna meraná oblasť môže byť približne 0,1 až 5 mikrónov. Charakteristické optické parametre môžu byť vybrané zo skupiny obsahujúcej najmenej jedno z nasledujúcich: signály EDS pre horčík, hliník, zinok, vápnik, farebné parametre, ΔΕ CIE, odrazivosť a ich kombináciu.
Súprava nástrojov môže slúžiť na vykonávanie skupiny funkcií, ako je použitie najmenej jednej podkritickej nemigračnej a submigračnej cyklickej impregnácie pórovitého materiálu pomocou vodného roztoku indikátora pH, pričom najmenej jedna podkritická nemigračná a submigračná cyklická impregnácia ďalej obsahuje nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch elementárnej meranej oblasti a makroskopickej vzorky a použitie kolorimetrickej kontroly najmenej jednej podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie meraním optických parametrov charakteristických pre pH na dvoch rôznych miestach vzorky na merame, kontrolu a elimináciu migrácie zásad, kyselín distribúcie pH, výhodne s použitím aparatúry podľa nárokov 5-9 počas podkritického času ts a použitím podkritického množstva naneseného vodného roztoku v jednom cykle m, s následným vysušením materiálu.
Optické parametre charakteristické pre pH je možné charakterizovať a/alebo merať rastrovacou elektrónovou mikroskopiou/energiovo-disperznou rôntgenovou spektroskopiou (SEM/EDS) a/alebo rastrovacou elektrónovou mikroskopiou/vlnovo-disperznou spektroskopiou (SEM/WDS).
Tu zverejnená metóda, aparatúra a systém sa môžu implementovať akýmkoľvek spôsobom na dosiahnutie rôznych aspektov a môžu sa vykonávať vo forme neprechodného prístroj ovo čitateľného média s takým súborom pokynov, aby pri uskutočnení prístrojom vykonal prístroj akúkoľvek z tu zverejnených činností. Iné funkcie budú zjavné zo sprievodných nákresov a z nasledujúceho podrobného opisu.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Uskutočnenia tohto vynálezu sú ilustrované ako príklad a nie sú obmedzené na obrázky so sprievodnými nákresmi, v ktorých podobné referencie označujú podobné prvky a v ktorých:
Obrázok 1 znázorňuje kyslý drevnatý papier impregnovaný indikátorom pH a odkyslený (PI) - a po superponovaní kvapky alebo objemu vody podľa predpisu normou alebo predbežne testovanej a požívanej na konkrétny typ pórovitého materiálu počas merania povrchového pH (P2). Vzorka PI je kyslý drevnatý’ papier s povrchovým pH 4,5 impregnovaný indikátorom pH metylčerveňou a potom odkyslený ponorením do suspenzie MgO v perfluórheptáne (Bookkeeper) na 10 sekúnd. P2 ukazuje rovnaké výsledky’ počas merania pH okamžite po aplikácii kvapky vody potrebnej na meranie pH na meraný povrch podľa uskutočnenia, svetlejšia stredová časť na obrázku.
Obrázok 2 znázorňuje sedem pozdĺžnych mikroskopických priečnych rezov supramolekulámej štruktúry celulózy a papiera od makromolekuly celulózy (napravo) po list papiera (naľavo) podľa uskutočnenia. Červená farba husto šrafovaná časť označuje kyslú oblasť a žltá riedko šrafovaná časť oblasť zásaditého pH. Znázornené rozmery sú indikatívne podľa uskutočnenia.
Obrázok 3 znázorňuje kyslé pH v núkro štruktúre listu papiera na základe vizualízácie pH indikátorom metylčerveňou podľa jedného uskutočnenia (kyslá je tmavšia stredová časť).
Obrázok 4 znázorňuje distribúciu MgO v kyslom papieri (s pôvodným povrchovým pH 5,3) odkyslenom suspenziou čas tíc MgO v perfluórheptáne s priemerným povrchovým pH = 10,2 podľa jedného uskutočnenia. Hrúbka obrazu vzorky papiera je h = 60 pm; veľkosť elementárnej meranej oblasti záujmu - EMA - vybranej v tomto prípade na pozorovanie a morfologickú analýzu v priečnom reze pórovitého materiálu, najdôležitejší a kritický smer pre účinnosť neutralizácie a stabilizácie kyslého papiera a historických kníh je EMA =10-1 - 10-2 μιη2. Impregnácia: 10 minút v suspenzii 4,3 g.l-I MgO v perfluórheptáne pri laboratórnej teplote podľa jedného uskutočnenia.
EMA môže byť iba jednou základnou oblasťou záujmu použitou na meranie, snímanie a hodnotenie (podobne ako pixel, px) v celom obraze; príklady: EMA je znázornená na obr. I6C 6 označená ako EPA - elementárna časť obrazu (dcmenlay picture area).
Opis EMA na obr. 4, na strane 6 -7: „Veľkosť elementárnej meranej oblasti záujmu - EMA - vybranej v tomto prípade na pozorovanie a morfologickú analýzu v priečnom reze pórovitého materiálu, najdôležitejší a kritický smer pre účinnosť neutralizácie a stabilizácie kyslého papiera a historických kníh je EMA = 10-1 10-2 μηι2 (kým celý mikroobraz je 60 x 60 μηι = 3 600 pm2 a EMA použitá na distribúciu merania na obr. 7 a 8 bola 60 μιη2). Môže sa vykonávať mikrozobrazovanie vzorky obsahujúcej elementárne merané oblasti.
Obrázok 5 znázorňuje SEM EDS vzorky papiera modifikovanej časticami MgO vo vzduchu (technológia SoBu). Klimatizácia vo vzduchu RH 50 ±1 % pri teplote: 23,0 ±1 °C, 24 hodín, podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 6 znázorňuje EDS spektrum Mg a iných prvkov v časticiach MgO odkysleného papiera (SoBu) podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 7 znázorňuje dva grafy distribúcie μρΗ v priečnom reze mikroštruktúry papiera vyjadrenej lineárnym modelom podľa jedného uskutočnenia.
SK 147-2020 A3
Obrázok 8 znázorňuje polynomiálnu distribúciu μρΗ v mikro štruktúre papiera s použitím vzorky znázornenej na obr. 5 podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 9 znázorňuje distribúciu Mg v priečnom reze novinového papiera modifikovaného odkysľovacím procesom od spoločnosti Papersave Swiss NitroChem Wimmis AG podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 10 znázorňuje percentuálny podiel individuálnych prvkov v novinovom papieri modifikovanom procesom od spoločnosti Papersave Swiss NitroChem Wimmis AG podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 11 znázorňuje distribúciu pH priečnym rezom cez hrúbku papiera (h), kde pH = f(h), s použitím vzorky pórovitého materiálu, papiera, odkysleného vodným roztokom Mg(HCO3)2 s koncentráciou 0,12 mol/1.
Obrázok 12 znázorňuje kalibračnú funkciu medzi pH a hrúbkou podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 13 znázorňuje vzťah medzi farbou a pH dosiahnutým impregnáciou kyslého papiera rôznymi vodnými roztokmi Mg(HCO3)2 podľa jedného uskutočnenia. Klesajúce pH zľava doprava znázornené zmenou farebného odtieňa od svetlejšieho k tmavšiemu v čiemo-bielom prevedení.
Obrázok 14 znázorňuje kalibračnú krivku pH = f(kMg x cMg, EDS) podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 15 znázorňuje kalibračnú krivku pH = f(AE) podľa jedného uskutočnenia.
Obrázok 16 znázorňuje aparatúru, ktorá vykonáva metódu, podľa jedného uskutočnenia.
Iné funkcie predkladaného vynálezu budú zjavné zo sprievodných nákresov a z nasledujúceho podrobného opisu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Nasledujúce príklady a opis sú poskytnuté na ilustráciu základných aspektov metód merania mikro-pH a odhadu distribúcie pH v mikro štruktúre tu opísaných pórovitých alebo buničitých materiálov (pHd). Každý príklad zobrazuje najhojnejšiu bunkovú a pórovitú mikroštruktúru rastlín, celulózový materiál. Vzorky a mikroštruktúiy celulózneho materiálu zobrazujú široký rozsah zásaditých a kyslých materiálov, široký rozsah hodnôt pH, ako aj pórovité materiály a ich mikroštruktúry s homogénnymi a heterogénnymi distribúciami pH v submikroskopických zobrazeniach.
Tento vynález vyvíja nové prístupy, ktoré predstavujú výzvu pre teóriu neutralizácie a odkyslenia tak, ako ju bežne chápu odborníci v danej oblasti. Súčasné implementácie neutralizácie a odkyslenia potrebujú zlepšené metódy vrátane merania pH v štruktúre pórovitých materiálov. Vyžadujú sa nové citlivejšie metódy na identifikáciu kyslých a zásaditých častí v pórovitých materiáloch a meranie rozdielov medzi časťami pórovitých materiálov. Ďalej sú potrebné nové metódy na presnejšie meranie, rozoznávanie a rozlišovanie rôznych typov kyselín, ako sú minerálne a organické kyseliny, prítomné alebo vznikajúce v pórovitých materiáloch z procesov používaných na výrobu pórovitých materiálov, použitie a budúce použitie počas životnosti, ako aj pomocné, pokojové, sekundárne alebo vedľajšie kyseliny (AA) vyvolané, aktivované alebo produkované akoukoľvek poprodukčnou modifikáciou, stabilizáciou, konzerváciou alebo ochranou, ako je odkyslenie v jednom z najdôležitejších pórovitých, buničitých a celulóznych materiálov.
Predkladaný vynález sa vzťahuje na metódu a aparatúru na meranie pH a distribúcie mikro-pH (μρΗ) v pórovitých materiáloch alebo buničitých alebo celulóznych materiáloch a predmetoch, ako sú kruhy alebo papierové dokumenty určené na uchovanie pre budúce generácie, rastlinné a potravinárske látky, biomateriály alebo biologické materiály alebo preparáty7. Tento vynález je zameraný aj na identifikáciu neúplného odkyslenia kníh a papiera.
Jedna oblasť použitia tu opísaných metód je technológia rastlinných alebo celulóznych pórovitých materiálov a technológia stabilizácie a konzervácie.
Je možné, že na zastavenie pokračujúceho okyslenia budú používatelia musieť neutralizovať kyselinu na mikromolekulámej úrovni v mikroštruktúre. Používatelia v mnohých inštitúciách môžu používať alkalické zlúčeniny, ktoré nemusia preniknúť cez povrch materiálu.
Krehkosť mnohých kyslých materiálov a predmetov sa môže zvýšiť.
Sú opísané nevýhody alebo problémy predkladaných procesov neutralizácie a odkyslenia kyslých pórovitých materiálov. So skladovaním kyslých a odkyslených kníh s nepravidelnou distribúciou pH, zásaditých a kyslých zlúčenín v mikroštruktúre materiálu sú spojené mnohé problémy a nevýhody.
Existuje dôvod pochybovať, že široko používané nevhodné spôsoby ošetrenia, v ktorých „alkalické rezervné“ častice nanesené na povrchu alebo v niektorých prázdnych miestach papiera dokážu dosiahnuť neutralizáciu kyslosti v celej štruktúre papiera za podmienok, ktoré sa najčastejšie používajú na ošetrenie a skladovanie. Zásadité častice, ako je CaCOs, MgO, Mg(OH)2 alebo ZnO, môžu byť prítomné počas dlhých období vedľa kyslých častí celulózových vláken bez neutralizácie kyslosti, predovšetkým kyslosti vo vláknach.
Nesprávne metódy merania pH v pórovitých materiáloch sú hlavnou príčinou toho, že neúplné neutralizačné metódy stále prežívajú. Používajú sa bežne na celom svete.
Neprimerané metódy merania pH nedokážu rozoznať kyslé miesta v mikroštruktúre materiálu so zásadi
SK 147-2020 A3 tým povrchom, ani rozlišovať medzi kyslým a zásaditým mikroskopickým priestorom. Predstavuje to teda ešte väčšiu výzvu, keďže v súčasnosti neumožňujú žiadne doterajšie metódy spoľahlivé kvantitatívne stanovenie pH, reagencií odkyslenia zásaditých zlúčenín alebo alkalickej rezervy v mikroštruktúre materiálu, predovšetkým cez mikroštruktúru materiálu, čo je najdôležitejší rozmer.
Niektorí používatelia nemusia mať vhodnú metódu na testovanie skutočnej distribúcie pH vo svojich materiáloch, produktoch alebo predmetoch, keďže testujú iba pH na makromolekulámej úrovni. Títo používatelia sa rozhodujú stabilizovať kyslé materiály, hodnotné kultúrne materiály, obrazy' a iné kultúrne objekty na základe neúplných alebo nesprávnych informácií a metód „na zvýšenie pH“ kyslého produktu alebo predmetu. Dôvodom je. že súčasné metódy merania pH známe v danej oblasti poskytujú údaje, ktoré sú nedostatočné alebo falošné.
Meranie pH tradičným spôsobom používa potrebné množstvo vody. Voda spôsobuje neprijateľné zmeny v pH redistribúcii iónov. To vedie k nepresným výsledkom. Hlavná metóda procesov kontroly kvality neutralizuje kyselinu pri odkysľovaní papierovej hmoty alebo pri výrobe zásaditého papiera a je pH. Tradičné metódy merania pH kyseliny záujmu nedokážu testovať mikroštruktúru vlákna materiálu. Nedokážu identifikovať kyslé miesta v mikroštruktúre rastlinných materiálov, papiera a iných celulózových vláken. Hlavnou metódou na meranie a kontrolu kvality procesu neutralizácie je meranie pH. Príklad: Aplikácia kvapky alebo väčšieho množstva na povrch papiera je potrebná na meranie pH (obrázok 1, príklad 1). Ak sa kvapka vody aplikuje na povrch zásaditého pórovitého materiálu, materiál - papier - sa zdá byť zásaditý. Táto migrácia difúzia sekundárnych iónov meraním kvapky vody spôsobuje redistribúciu zásaditých a kyslých iónov v štruktúre pórov.
Tradičné metódy merania pH známe v danej oblasti používajú pH elektródy, mikroelektródy, diferenciálne elektródy, indikátoiy pH, extrakčné metódy, ktoré sú nevhodné na merania distribúcie mikro-pH. Tieto metódy sú často zaslepené, pretože obsiahnu iba povrchové pH. Údaje namerané povrchovými pH metódami dávajú veľmi obmedzené informácie iba o povrchovom pH. Merania povrchového pH dávajú veľmi obmedzené informácie, ak vôbec nejaké, o pH, kyslosti, zásaditosti meranej vzorky, materiálu alebo predmetu, a nie je známa distribúcia pH v materiáli, štruktúre, mikroštruktúre alebo priečnych rezoch.
Známe metódy merania pH materiálu používaného na kontrolu kvality a systémov riadenia kvality, ktoré používajú archivačné inštitúcie, nedokážu rozlišovať medzi kyslými a zásaditými molekulami, ani medzi kyslými či zásaditými supramolekulárnymi štruktúrami v jednom zdanlivo zásaditom materiáli. V súčasnosti používané metódy merania povrchového pH alebo extrakčné metódy nedokážu rozlišovať medzi nebezpečnými kyslými a bezpečnejšími zásaditými mikrofibrilami alebo fibrilami. Nedokážu rozlíšiť kyslé a zásadité vrstvy' bunkovej steny, alebo kyslé či zásadité lumeny, dokonca ani celé kyslé a zásadité bunky. To znamená, že predkladané metódy nedokážu rozlišovať kyslé vlákna alebo papierové vlákna od zásaditých. Prípadne intrafibrálny priestor v papieri. Tieto metódy vlastne nedokážu identifikovať ani veľké mikroskopické oblasti kyslého papiera, rádovo 100 x - 1 000 x väčšie, ako sú makromolekuly celulózy’.
Predkladané metódy nedokážu rozlišovať medzi pH papiera, ktorý neobsahuje žiadnu kyselinu, a neúplne odkysleného papiera. V neobjavených kyslých vláknach, bunkových stenách, fibrilách a mikrofibrilách prebieha rýchla degradácia kyselinou. Nebezpečné štatistické štiepeme makromolekúl celulózy' vedie k rýchlemu zníženiu stupňa polymerizácie, zníženiu sily vlákna a zvýšeniu krehkosti. Okrem toho, zásadité oblasti generujú kyseliny v kyslých aj zásaditých častiach mikroštruktúiy rýchlejšie ako v kyslom papieri.
Niektoré nevhodné metódy merania pH často produkujú falošné artefakty a potom merajú tieto falošné artefakty generované meraním po spracovaní, výrobe a konzervácii, analytickou metódou a testovaním, hodnotením, pričom tieto procesy nehovoria nič o kvalite testovaného procesu, aparatúry', výrobnej technológie, stabilizácie, konzervácie, neutralizácie alebo odkyslenia materiálu.
Predkladané metódy a zverejnené patentované výsledky nemajú kvantitatívne stanovené kyseliny v takzvaných „odkyslených“ alebo takzvaných „zásaditých“ materiáloch. Napriek tomu hovoria o „zásaditých“ materiáloch bez toho, aby sa vedelo, či sú kyslé alebo zásadité. Metódy známe v danej oblasti vytvorili výsledky, diskusie, komunikáciu a dokonca aj závery' o „zásaditosti“, „zásaditom materiáli“, o „vysokom pH meranej vzorky“ materiálov, produktov a predmetov. V niektorých prípadoch takéto výsledky indikujú pH = 8 až 11 napriek faktu, že 70 - 90 % meranej vzorky materiálu je kyslej.
Údaje pH produkované nevhodnými, nerelevantnými alebo falošnými metódami produkujú falošné výsledky. Používateľom to zabraňuje v pokuse o primerané procesy neutralizácie, odkyslenia, stabilizácie a konzervácie. Tento problém je potrebné vyriešiť.
Tu opísaná nová metóda umožňuje lepšie merame pH, μρΗ a distribúcie μρΗ v technologickom vývoji, optimalizácii a kontrole riadenia kvality (QMS) procesov konzervácie kníh, papierov, rastlinných materiálov, biomateriálov, biologických materiálov, biologických preparátov alebo iných pórovitých materiáloch.
Každý kyslý pórovitý materiál zobrazený v tu opísaných vybraných príkladoch sa pripravil rozvláknením dreva a výroby papiera procesom kyslého kamenca. Výsledný kamencovo-živicový komplex produkuje kyselinu sírovú, čím sa vytvára prostredie, ktoré vytvára oxidačné a degradačné reakcie v bunkovom materiáli papiera, a pokračujúce oxidačné prostredie vytvárajúce organické karboxylové kyseliny. Stabilita a kvalita
SK 147-2020 A3 materiálov a vlastností produktov alebo predmetov z nich vyrobených závisí od distribúcie kyslých a zásaditých zlúčenín, alkalickej rezervy a pH v supramolekulámej mikroštruktúre. Vysvetlenie sa nachádza v príklade 1, obr. 1.
Ďalej sú podrobne opísané príklady, ktoré používajú metódu predkladaného vynálezu.
Príklad 1
Príklad 1 znázorňuje problém a význam metódy a aparatúry na merame mikro-pH v papieri. Problémy kyslosti v mikroštruktúre papiera sú príčinou lýchlej degradácie kultúrneho dedičstva kníh. Príklad 1 ďalej znázorňuje nevýhody súčasných „zaslepených“ metód merania pH. Existujúce metódy nemusia delegovať prítomnosť kyselín v papieri a nemusia merať distribúciu pH v papieri (obrázok 1, P2). Zároveň sú znázornené dôkazy nerovnomernej distribúcie zásad a kyselín (obrázok 1).
Ako je možné vidieť zo zmeny farebného odtieňa povrchových vrstiev na obrázku 1, použitá alkália preniká do hĺbky zodpovedajúcej 7 - 17 % hrúbky papiera (rozhranie medzi tmavou a svetlejšou časťou). Vzorka P2 znázornená na obrázku 1 je rovnaká vzorka počas merania pH okamžite potom, ako sa pH kvapka vody potrebná na merame pH aplikovala na meraný povrch.
Príklad 1 ukazuje, že napriek skutočnosti, že približne 80 - 90 % hrúbky papiera mikroštruktúry vzorky na obrázku 1 je kyselina, papier znázornený vo vzorke PI po nevhodnom meraní pH vyzerá neutralizovaný, odkyslený, zásaditý', s hodnotou pH približne 8-9. Nie je však tomu tak. Príčinou chybnej indikácie pH je migrácia, pričom migrácia je sekundárna difúzia, difúzia po spracovaní alebo akýkoľvek pohyb iónu alebo zlúčeniny impregnovanej primárnou zamýšľanou penetráciou a difúziou do výslednej polohy v materiáli alebo predmete pripravenom na použitie, alebo kontrola kvality. Nevhodná analytická metóda je akákoľvek metóda spôsobujúca migráciu meraných iónov, buď kyslých, alebo zásaditých, alebo iných zlúčenín, po procese analýzy7 a hodnotenia.
Ako výsledok sekundárnej difúzie kvapkou vody použitej na analýzu vznikne artefakt (napr. chyba, ktorá môže byť zavádzajúca alebo mätúca zmena v údajoch alebo pozorovaní, napríklad v experimentálnej vede, čo môže byť-výsledkom chýb techniky7 alebo zariadenia) a celý papier sa bude zdať zásaditý7. Platí to dokonca aj vtedy, ak sa kyseliny nachádzajú v bunkovej štruktúre. Takéto kyslé miesta sú nebezpečné, pretože spôsobujú rýchlu štatistickú degradáciu celulózy7, čím sa zvýši krehkosť a rapídne sa zníži životnosť materiálu. Bez mnohonásobného rozštiepenia vrstiev papiera použitých na meranie pH metódy nedokážu identifikovať neúplné odkyslenie, kyslé miesta, bunky, vlákna alebo rozsah kyslých oblastí v papieri alebo knihe.
Najmenšia dostupná veľkosť mikrosondy je väčšia ako 100 - 150 mikrometrov pri použití najmenších pH mikroelektród a body merania presahujú celkovú hrúbku listu papiera. Bod merania má však veľkosť najmenej 300 mikrometrov. Artefakty7 a falošné výsledky spôsobené nevhodnými metódami merania pH môžu vzniknúť pri rôznych veľkostiach alebo úrovniach mikroštruktúre7 rastlinného materiálu, ako je znázornené na obrázku 2. Na tomto mieste môžeme rozlíšiť sedem vrstiev štruktúry znázornenej v opisoch priečneho rezu nižšie.
Vrstvy na obr. 2 označujú možné zóny distribúcie pH s približnými rozmermi označujúcimi rád; Hustejšie šrafovaná časť označuje kyslú oblasť a redšie šrafovaná časť oblasť zásaditého pH. Ak sú pórovité, buničité, rastlinné alebo celulózne materiály kyslé, stabilizujú sa procesmi neutralizácie, alkalizácie alebo odkyslenia. Po týchto procesoch môže byť určitá časť mikroštruktúre7 zásaditá, kým iné môžu zostať kyslé. Táto situácia je vizualizovaná na obr. 2. Napríklad v mikroobraze označenom ako „List papiera“ môžeme vidieť typ listu pórovitých materiálov (napr. papier), zvyčajne vo veľkosti 50 až 150 pm; na prvom obrázku priemerný list papiera 102 alebo 100 pm; Vrchná vrstva je zásaditá a vnútorná kyslá. List papiera obsahuje individuálne vlákna alebo bunky, ako sú trachey alebo tracheidy s prázdnym lúmenom vnútri; vonkajšie a vnútorné povrchy vlákna môžu byť znova zásadité (žltá) a vnútorná časť substrátu môže zostať kyslá. Podobne vizualizované sú menšie mikroštruktúre7 s označenými potenciálne zásaditými povrchovými a kyslými vnútornými časťami.
Príklad 2
Príklad 2 znázorňuj e distribúciu pH meranú tu opísanými metódami pre vzorky papiera odkysleného časticami MgO v perfluórheptáne. Vzorka kyslého drevnatého papiera (NOVO, KLUG Conservation) s povrchovým pH 4,5 sa impregnovala indikátorom pH metylčerveňou a potom odkyslila ponorením do suspenzie MgO v perfluórheptáne. Cieľ merania mikro-pH distribúcie v pórovitých materiáloch alebo v buničitých či celulóznych materiáloch a predmetoch, ako sú knihy alebo papierové dokumenty, a formulácia problému sa nachádzajú na obrázku 3. Zásada môže rôznymi odkysľovacími procesnú difundovať do rôznych častí mikroštruktúry materiálu. Niektoré časti mikroštruktúry sú stále kyslé, ako označuje tmavšie stredové sfarbenie pochádzajúceho z indikátora metylčervene (obrázok 3).
Parameter Mg (cMg, EDS) bol vybraný a použitý ako vlastnosť charakteristická pre pH (CPM) na vyhodnotenie distribúcie pH v tomto type celulózneho materiálu, čo boli vzorky kyslého papiera odkysleného MgO, a výsledky sú znázornené na obrázkoch 1-3.
SK 147-2020 A3
Distribúcia MgO v kyslom papieri (s pôvodným povrchovým pH 5,3) odkyslenom suspenziou častíc MgO v perfluórheptáne s priemerným povrchovým pH = 10,2 je znázornená na obrázku 3.
Výsledok metódy - distribučné krivky pH - sú znázornené na obrázku 7, 8 a 9. Metóda je jasnejšie opísaná nasledujúcim spôsobom. Na základe radu predbežných meraní potenciálnych parametrov charakteristických pre pH (pH-CP) celulóznych materiálov sa našli vedomostné databázy potenciálnych parametrov charakteristických pre pH a priebežne sa aktualizovali pre nové typy papiera, iné lignocelulózne materiály a rôzne indikátor}' pH. Meralo sa pH papierových vzoriek, farba a iné optické vlastnosti, signály SEM EDS (alebo WDS) zodpovedajúce farebným parametrom Mg, Al, Zn, Ca, K, Zr, R,G,B CIE, a farebné parametre CIE Lab rnakrovzoriek papiera a ich mikroobrazov.
Rastrovací elektrónový mikroskop (SEM) dokáže odhaliť informácie o vonkajšej morfológii (textúre) a chemickom zložení vzorky papiera, kým údaje sa získajú vo vybranej oblasti povrchu vzorky, generuje sa 2rozmerný obraz, ktorý’ zobrazuje priestorové variácie v týchto vlastnostiach so zväčšením v rozsahu 20x až 30 OOOx, s rozlíšením 50 až 100 nm. SEM s použitím energio vo-disperznej róntgenovej spektroskopie (EDS) alebo vlnovo-disperznej RTG spektroskopie (WDS) dokáže analyzovať chemické zloženia vo vybraných bodoch vzorky. Táto metóda je nedeštruktívna, nevedie k strate objemu vzorky a môže sa používať na opakovanú analýzu rovnakých materiálov. Poskytuje informácie o množstve a distribúcii prvkového zloženia s mikroštruktúre vzorky v SEM s presnosťou 0,1 - 0,5 %.
Na základe toho sa vybrali najviac charakteristické parametre, ktoré dobre korelovali s pH a koncentráciou zásaditej zlúčeniny. Ďalšia požiadavka použitá na toto vyhodnotenie je nasledujúca: (1) CP musí byť tiež nemenný alebo čo najmenej citlivý voči faktorom variability, čo negatívne ovplyvňuje presnosť a variabilitu výsledkov, (2) najdôležitejšie faktory, ktoré by sa mali eliminovať pomocou štatistických metód, boli morfologické štruktúrne faktory, ako je znázornené na obrázkoch 4 a 5, ktoré zobrazujú lúmeny, prázdne priestory alebo póry medzi bunkami a vlákna, (3) variabilné účinky povrchovej štruktúiy mikroskopickej vzorky' (ako možno vidieť na pravostrannom povrchu vzorky' na obrázku 4), čo negatívne ovplyvňuje variabilita farebných parametrov a iné optické parametre, a (4) čas, teplota a podobne. Použili sme štandardné štatistické metódy, konkrétne výber vzorky, minimálny počet vzoriek papiera a veľkosť meranej a vyhodnotenej plochy obrazu potrebnej pre vybranú pravdepodobnosť a spoľahlivosť merania.
Na účely analýzy patria medzi pH a pH-charakteristické parametre (pH-CP) okrem iného: (1) množstvo a distribúcia prvkového zloženia, farby a iných spektrálnych parametrov papiera, alebo farby papiera obsahujúceho indikátory pH, (2) výber parametrov pH-CP charakteristických pre pH, pre zásadité prvky alebo pre alkalickú rezervu priečnymi rezmi papiera - vhodnou metódou je EDS, (3) ak je potrebné detegovať prvky prezentované vo veľmi nízkych koncentráciách, môže sa použiť aj WDS ako komplementárna technika vďaka vyššej citlivosti až po menej ako 0,02 %, alebo (4) ak je potrebné rozlišovať medzi veľmi podobnými energiami, na kontrolu prekrývajúcich sa energetických píkov, ako sú piky znázornené na obrázku 6. Obrázok 6 znázorňuje energetické piky pre horčík (Mg), ktorý je charakteristickým pivkom odkysľujúcim papier, a hliník (Al), ktorý je charakteristický' pre veľkosť kamencovo- živicového komplexu, najdôležitejšieho zdroja kyslosti v papieri.
Zistilo sa, že výsledky testovania a výberu pH-charakteristických Parametrov (pH-CP), EDS koncentrácie Mg (CMg.EBs), Al (cAL>tBS), pomerov Mg (cMg,EDs)/Al (cAL„EU3), špecifických CIE čiastočných farebných rozdielov, celkových farebných rozdielov ΔΕ (CIE Lab) a iných boli vhodné na meranie distribúcie zásad, meranie distribúcie alkalickej rezervy a odhad distribúcie pH v mikroštruktúre tohto typu analyzovaného celulózneho materiálu.
Príklad 3
Príklad 3 znázorňuje odhadovanú distribúciu pH v pórovitom materiáli, kyslom papieri odkyslenom časticami MgO v nepolámej kvapaline. Lineárny model pH v povrchovej vrstve kombinovaný s čiarou konštantnej hodnoty v strednej časti papiera nazývanou jadro papiera.
Ako možno vidieť, častice MgO sú nanesené väčšinou na drsnom povrchu a samozrejme iba spojených póroch s povrchom väčším ako častice MgO.
V príklade 3 je hrúbka papiera vzorky papiera h = 60 pm. Hrúbka prerušovanej čiary zodpovedajúca drsnému nerovnomernému povrchu papiera je cca 10 um a povrchové póiy väčšie ako 1 mikrón z tejto prerušovanej povrchovej čiary dosahujú ďalších 10 pm; to zodpovedá celkovej priemernej hrúbke drsnej a pórovitej čiastočne priepustnej povrchovej vrstvy obsahujúcej určité častice MgO s veľkosťou cca 20 ± 5 pm. Veľkosť častíc použitých na odkyslenie bola prevažne menšia ako 1 pm a podľa morfologických analýz v rozsahu 0,45 pm až 2,5 pm. Hrúbka papiera na obraze 3b je 55 pm až 63 pm a veľkosť pórov je 0,2 pmaž 2,5 pm.
Častice MgO môžu preniknúť do väčších pórov, iba ak je vytvorená cesta k nim z povrchu. Tento prenos siaha približne do hĺbky 20 pm priečneho rezu papiera. Z ľavého okraja papiera možno vidieť povrch papiera smerujúci vzad. Ak drsný povrch s hrúbkou približne 10 pm nie je na niektorých miestach narušený, nedochádza k vôbec žiadnemu prenosu častíc MgO dovnútra pórov, aj keď je ich veľkosť väčšia ako veľkosť častíc MgO. V tomto prípade je povrch odkysleného papiera vrstva filtra, cez ktorú môže preniknúť iba čistý
SK 147-2020 A3 perfluórheptán (rozpúšťadlo). Častice MgO sa preto uložia na povrchu tejto filtračnej vrstvy.
Obrázok 7, ktorý znázorňuje distribúciu μρΗ v rnikroštruktúre priečneho rezu papiera vyjadrenú lineárnym modelom: pH = k . h, kde h je najdôležitejší rozmer papiera - hrúbka priečneho rezu papiera, zobrazuje dva grafy. Graf naľavo je distribúcia μρΗ v čiastočne odkyslenom a ky slom papieri znázornenom na obrázku 5 s hrúbkou mikrovzorky h (cca 60 μηι). Graf napravo predstavuje distribúciu μρΗ v čiastočne odky slenom a kyslom papieri s hrúbkou h (cca 0,150 μηι). Distribúcia μρΗ odráža aj kvantitatívne stanovenie distribúcie zásaditých zlúčenín odkyslenia (Ai) a čiastočne alkalickej rezervy (Ar) v priečnom reze papiera; Podobné výsledky SEM EDS alebo SEM WDS a kalibrácia medzi μρΗ, Ai a Ar makro a mikroskopických vzoriek kalibrácie umožňuje jednoducho kvantitatívne stanoviť aj ich distribúcie v mikroštruktúre papiera.
Dve funkcie lineárnej distribúcie na obr. 7 spájajú zásadité povrchy naľavo aj napravo (pH = 10,2) s jadrovou zónou kyslého papiera s pH = 5,3.
Keď hrúbka papiera h = 60 μηι, hrúbka prerušovanej čiary zodpovedajúca drsnému nerovnomernému povrchu papiera je cca 10 μηι a povrchové póiy väčšie ako 1 mikrón z tejto prerušovanej povrchovej čiary dosahujú ďalších 10 pm. Zodpovedajúca hodnota k celkovej priemernej hrúbke drsnej a pórovitej čiastočne priepustnej povrchovej vrstvy obsahujúcej určité častice MgO s veľkosťou cca 20 ±5 pm.
Tento papier obsahuje ľavý aj pravý povrch mikroskopického obrazu podobne odkyslené s rovnakými alebo podobnými povrchovými hodnotami nameranými povrchovou pH elektródou s pH ~ 10.
Príklad 4
V tomto príklade je znázornené, že polynomiálna funkcia sa môže používať ako vhodný model pre distribúciu pH v pórovitom materiáli - kyslý papier odkyslený disperziou častíc MgO v perfluórheptáne.
Výsledky sú znázornené na obrázku 8, ktorý znázorňuje polynomiálnu distribúciu ppH v mikroštruktúre papiera s použitím vzorky znázornenej na obr. 4. pH pri rôznej hrúbke (h) papiera je možné vyjadriť alebo priblížiť polynomiálnou funkciou pH = 0,004b2 - 0,493 Ih + 16 289, and R2 = 0,8835, spája obidva papierové povrchy pomocou pH = 10,2 s jadrovou zónou kyslého papiera s pH = 5,3. Hrúbka papiera h = 60 um.
Hrúbka prerušovanej čiary zodpovedajúca drsnému nerovnomernému povrchu papiera je cca 5 - 10 um a povrchové póry väčšie ako 1 mikrón z tejto prerušovanej povrchovej čiary dosahujú viac ako 10 um; to zodpovedá celkovej priemernej hrúbke drsnej a pórovitej čiastočne priepustnej povrchovej vrstvy obsahujúcej určité častice MgO s veľkosťou cca 20 ±5 pm.
pH neutralizovaného alebo odkysleného papiera záleží prevažne na distribúcii zásaditých a kyslých prvkov a iónov.
Kyslá oblasť s nízkym pH je nebezpečná a kritická v zmysle degradácie papiera z dôvodu (A) mimoriadne účinnej štatistickej degradácie makromolekúl celulózy, (B) permanentnej difúzie kyslých iónov na zásaditý povrch a (C) permanentnej difúzie vedúcej k zrýchleniu tvorby ďalších nových kyselín v nebezpečnej oblastí veľmi rýchlej štatistickej degradácie iniciovanej samotným odkyslením povrchu.
Príklad 5
Príklad 5 ukazuje homogénnu distribúciu pH vo vzorkách impregnovaných homogénnym roztokom kombinácie alkoxidu horečnatého a alkoxidu titaničitého v hexametyldisiloxáne, ako aj v ostatných vzorkách impregnovaných vodnými roztokmi MgíHCOsý.
V porovnaní s nerovnomerným odkyslením vyššie (obrázok 1 až 8) sa dosiahla homogénnejšia distribúcia Mg v priečnom reze novinového papiera pri modifikácii odkysľovacím procesom (Papersave Swiss Nitrochemie Winunis AG). Distribúcia Mg v tomto papieri je znázornená na obrázku 9,1ým relatívna koncentrácia horčíka je približne 8 % toho, čo bolo možné vidieť na základe relevantného percentuálneho podielu individuálnych prvkov znázornených na obrázku 10. Obrázky 11 a 12 ukazujú, že vzorky majú homogénnejšiu distribúciu pH.
Príklad homogénnej distribúcie pH v zásaditej kalibračnej vzorke pripravenej impregnáciou kyslého papiera vodným roztokom MgQTCOjý je znázornený na obrázku 11. Distribúcia pH priečnym rezom cez hrúbku papiera (h), kde pH = f(h); Príklad pórovitého materiálu, papier, odkyslený vodným roztokom Mg(HCO3)2· Relatívne homogénna distribúcia pH, ktorú odráža nižšia variabilita (vyššia rovnomernosť) farby. Farebná variabilita vyjadrená symbolom ΔΕ je znázornená na obrázku 12, kde ΔΕ je celkový farebný rozdiel medzi farbou individuálneho miesta na povrchu, na ktorom sa meria relevantná hodnota povrchového pH, a priemernou farbou priečneho rezu pôvodnej vzorky neodkysleného kyslého papiera.
Obrázok 13 znázorňuje kalibračné vzorky v rozsahu pH 5,5 - 9,5.
Príklad 6
Tento príklad ukazuje farbu kyslých makroskopických vzoriek papiera impregnovaných indikátorom pH metylčerveňou (obrázok 7, pH = 4,3). Zároveň ukazuje zmeny farby a pH dosiahnuté impregnáciou vzoriek kyslého papiera rôznymi vodnými roztokmi Mg(HCO3)2. Obrázok 13 znázorňuje, ako sa farba vzťahuje na pH, a ukazuje, že čím kyslejšie pH, tým tmavší bude farebný odtieň vzorky v čiernobielom znázornení, vo fa
SK 147-2020 A3 rebnom jasnejšia bude ružová farba vzorky. Táto skutočnosť sa môže využiť na kalibráciu. Príklad kalibračných metód použitých v tomto vynáleze na meranie distribučných kriviek znázornených na obrázku 7 a obrázku 8 je znázornený na obrázku 14. Tento vzťah je možné použiť na odvodenie kalibračnej krivky pH = f(kMg x cMg,EDS) pre obrázok 14. Je tu zobrazená koncentrácia Mg nameraná metódou EDS c(Mg, EDS/WDS) a vyjadrená v jednotkách intenzity EDS pre vybranú elementárnu meranú oblasť (EMA) = 60 pre vodný roztok Mg(HCO3)2.
Symboly: kMg je kalibračná konštanta zo vzťahu medzi relatívnou hodnotou signálu EDS pre Mg a koncentráciou Mg (cMg) nameranou ľubovoľnou tradičnou metódou analýzy prvkov; na tomto mieste potrebujeme a používame relatívnu koncentráciu Mg vyjadrenú iba ako relatívna hodnota EDS pre koncentráciu Mg v papieri.
Pre príklad 6 znázorňuje obrázok 15 kalibračnú krivku pH = f (ΔΕ). Hodnota ΔΕ je celkový farebný rozdiel medzi farbou individuálneho miesta na povrchu, na ktorom sa meria relevantná hodnota povrchového pH, a priemernou farbou pôvodnej vzorky neodky sleného kyslého papiera.
Príklad 7
Tento príklad ukazuje aparaúiru z obrázka 16, ktorá sa používa na meranie distribúcie μρΗ v mikroštruktúre materiálu. Aparatúra obsahuje (1) generátor aerosólu, atomizátor alebo nebulizátor, (2) mikroskop, mobilný mikroskop, smartfónový mikroskop, mikroskop-spektroforomer, mikroskop-kolorimeter, (3) mikroaparatúru a/alebo nástroje na prípravu mikroskopického preparáta.
Konkrétnejšie aparatúra z obrázku 16 obsahuje štandardný alebo špeciálny držiak vzoriek (5) na odber mikrovzoriek kníh alebo priečneho rezu mikrovzorky viazaných viacstranových dokumentov, priečnych rezov jednotlivých strán, usporiadanie vzoriek na kinetické merame redistribúcie, homogenizácie alebo dokončenia odkyslenia; obsahuje aj pH mikroelektródy, procesor údajov pH, programy a databázu na skladovanie a spracovanie kinetických údajov pH z kalibračných vzoriek so známym pH a distribúciou pH, kinetické funkcie pH kalibračných vzoriek pripravených metódou SAT alebo inou metódou riadenej impregnácie kyslého alebo neutrálneho materiálu študovanou/meranou zásadou, údaje z kalibračnej databázy (DB) alebo znalostnej databázy (KDB) pre mikroskop (2).
Legenda pre obrázok 16 je uvedená nižšie.
L Atomizátor, rozprašovací nebulizátor, generátor aerosólu
1.1. generátor indikátora pH
1.2. generátor upravujúcej látky, kvapaliny alebo kvapiek (MS), ako je generátor zásaditého roztoku aerosólu, generátor mikrokvapiek alebo nanokvapiek; generátor SAT (SK Patent 287856)
1.3. skúmavka, mikrokapiláry
2. Mikroskop, mikroskop-kolorimeter, -fotometer, -spektrofotometer,
3. Mikromanipulátor, mikroškrabka (mikromanipulátor môže byť napr. zariadenie, ktoré sa používa na fyzickú interakciu so vzorkou pod mikroskopom. Je potrebná úroveň presnosti pohybu, ktorá sa nedá dosiahnuť ľudskou rukou bez pomoci. Môže obsahovať vstupný pákový ovládač, mechanizmus na zníženie rozsahu pohybu a výstupnú časť vybavenú na držanie mikronástroja na držanie, vstrekovanie, rezanie a inú manipuláciu s predmetmi podľa potreby. Mechanizmus zníženia pohybu môže vyžadovať, aby nedochádzalo k spätným nárazom pri pohybe. Možno to dosiahnuť použitím kinematických obmedzení, aby sa každá časť mechanizmu mohla hýbať iba o jeden alebo viacero vybraných stupňov voľnosti, čo umožní dosiahnuť vysokú precíznosť a opakovateľnosť pohybu, zvyčajne na úkor určitej absolútnej presnosti.)
4. Vzorka
4.1. Priečny rez mikrovzorkou knihy alebo viazaného viacstranového dokumentu
4.2. Priečny rez individuálnou stranou
4.3. Usporiadame vzorky v 5 na kinetické merame redistribúcie, homogenizácie alebo dokončenia 7 pomocou 1.2
4.4. Makroskopická vzorka
4.5. Pohľad zhora na povrch makrovzorky s bodom merania a pH elektródou (10); na obr. 16 C sa viznalizuje mikroskopický preparát pripravený z makroskopickej vzorky 4.4
4.6. Povrch vzorky 4.5
5. Držiak vzoriek
6. EMA (elementárna meraná obrazová oblasť záujmu, pozrite nárok 1)
7. Difúzia zásaditej zlúčeniny zo zásaditého povrchu; alebo vizualizácia priečneho rezu zásaditej časti vzorky; alebo na obr. 16 C zásaditá časť povrchu mikroskopického preparátu vzorky 4 v držiaku 5
8. Kyselina alebo kyslá časť vzorky 4
9. Meraný smer látky MS z kroku 1.2 aplikovanej pomocou kroku 1.3 na jedno miesto alebo väčší povrch vzorky 4
SK 147-2020 A3
10. pH mikroelektróda s kvapkou vody na povrchu vzorky 4.5
11. kvapka vody aplikovaná na povrchové meranie pH pomocou 12. procesora údajov pH, kinetických údajov pH z kalibračných vzoriek so známym pH a distribúciou pH 13. kinetických funkcií pH kalibračných vzoriek pripravených metódou S AT alebo inou metódou riadenej impregnácie kyslého alebo neutrálneho materiálu študovanou/meranou zásadou
14. Údaje z kroku 2
15. pH-CP kalibračných vzoriek a iných meraných vzoriek
16. Kalibračná databáza (DB) alebo vedomostná databáza (KDB).
Základná obrazová oblasť alebo elementárna meraná oblasť (EMA) všeobecne znamená: najmenšiu oblasť záujmu na hodnotenie distribúcie pH, distribúcie zásaditých zlúčenín alebo distribúcie alkalickej rezervy; oblasť záujmu pozorovateľa, napríklad v morfologických vizuálnych alebo vyhodnoteniach alebo vyhodnoteniach pomocou analýzy obrazov pre pH a CP; Napríklad - na meranie 100 um v približne najmenej 10 krokoch by EMA mohla mať priemer 10 pm alebo približne 101 pm2.
Merame charakteristických parametrov (CPm) všeobecne znamená vzorku materiálov, z ktorej sa môžu pripraviť mikroskopické vzorky, napríklad vzorka papiera veľkosti 2 x 2 cm a hrúbky 50 - 200 mikrometrov. Na merania kalibračných CP a kinetických CP sa používa aj makrovzorka. Dynamické parametre charakteristické pre pH (CPt,PH) alebo kinetické vlastnosti sa merajú ako funkcia CP v priebehu času (t); napríklad povrchové pH (pHs) = f(t), farebný parameter CIE a farebný rozdiel ΔΕ alebo čiastočné farebné rozdiely CIE, Helmholtzove alebo iné farebné parametre, alebo rovnomernosť AEs, ich relatívne indexy, pomery, rozdiely a ich štatistické parametre ako funkcia času (t).
Charakteristický parameter (CP) všeobecne znamená parameter vzorky korelujúci s nameraným pH, distribúciou pH (pHd), mikro-pH (μρΗ) alebo distribúciou mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky. CP tiež znamená potenciálne nemennú hodnotu všetkého okrem pH, kde maximálna hodnota je úmerná pH a distribúcii pH.
Validácia meraní je kritická na overenie validity, správnosti a iných štatistických charakteristík výsledkov a preto sa odporúča a vykonáva; toto je zvlášť užitočné pre nové typy materiálu a kým sa nevyvinie dobre validovaná kalibračná databáza alebo vedomostná databáza.
Podkritická vodná technológia (Subcritical Aqueous Technology’, SAT) všeobecne zahŕňa kontrolované vlastnosti kritických parametrov, ktoré sa nesmú zmeniť viac, ako umožňuje QMS (systém riadenia kvality), čo znamená deformáciu, farebné zmeny, zmeny chemických a fyzikálnych vlastností, migráciu chemikálií, viditeľné zmeny atď. Používa sa na uskutočnenia na tomto mieste vzhľadom na meranie pH. Dôležitý’ kritický parameter je pH a distribúcia pH, sekundárna difúzia alebo migrácia iónov’ a kovov súvisiacich s pH, ako je Mg.
Submigračná cyklická impregnácia vzorky’ (SMI) v malých bezpečných krokoch s použitím nevyhnutného, ale bezpečného množstva vodného roztoku upravujúcej látky (MS) v každom kroku. Takéto roztoky’ môžu byť roztok indikátora pH alebo konzervačné vodné roztoky’ alebo vodné aerosóly na dynamické meranie ppHd, čo umožňuje štúdium kinetických vlastností distribúcie pH, meranie dynamických parametrov charakteristických pre pH (CPt.pu), homogenizáciu heterogénnych vzoriek alebo redistribúciu pH v neúplne odkyslených a konzervovaných materiáloch. Merania dynamickej distribúcie pH umožňujú aj meranie, optimalizáciu a kontrolu vzoriek z procesov klimatizácie konzervovaných alebo odkvslených materiálov, zosilnenie alebo konzerváciu pórovitých materiálov. Toto je mikro režim bezpečnej vodnej konzervačnej technológie, ktoiý sa môže používať na konzerváciu kyslého papiera.
SMI sa môže vykonávať impregnáciou/navrstvením atomizovaných vodných aerosólov/hmly v malých bezpečných krokoch s následnou migráciou látok dovnútra po určitý čas, za čím nasleduje vysušenie vody, pričom pevná upravujúca látka/indikátor pH zostane v materiáli. Tento cyklus sa môže opatrne opakovať bez toho, aby došlo k migrácii iónov bez akejkoľvek nežiaducej zmeny meranej distribúcie pH, kým sa nedosiahne retencia potrebného množstva indikátora pH, upravujúcej látky.
Jedno uskutočnenie môže byť metóda merania distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu, ako je buničitý, rastlinný, vláknitý alebo celulózny materiál, papier, ako je testovaný papier, testované knihy (bez historickej hodnoty, používané na účely vyhodnotenia metódy) impregnované indikátorom pH, alebo kultúrny objekt z pórovitých materiálov, ktorá zahŕňa tieto kroky: (1) prípravu a meranie mikroskopickej vzorky pri vybranom zväčšení a výber základnej obrazovej oblasti s veľkosťou oblasti mikroobrazu pre mikroštruktúru, ktorá sa má merať (EMA), výhodne od 0,1 po 5 um; (2) meranie parametrov charakteristických pre pH a pH makrovzoriek (CPm) a úmernosti medzi nimi, a výber najmenej jedného CP, pričom CP je parameter vzorky korelujúci s nameraným pH, distribúciou pH (pHd), mikro-pH (μρΗ) alebo distribúciou mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, ktoiý je nemenný alebo potenciálne minimálne závislý na iných faktoroch - faktoroch variability; takéto faktory variability môžu byť morfologická štruktúra, typy materiálu a iné chemické alebo íýzikálne vlastnosti, ktoré nekorelujú s pH; korelujú s pH a distribúciou pH, ako sú signály EDS alebo WDS pre Mg, Al, Zn, Ca, farebné parametre alebo odrazivosť alebo ich kombinácia; (3) kalibrácia medzi CP a pH pomocou makroskopických vzoriek; (4) kalibrácia a/alebo validácia medzi obrazmi
SK 147-2020 A3
CP makrovzorky CPm a mikrovzorky CPm pri vybranom zväčšení záujmu (M), pričom makrovzorka je vzorka viditeľná a merateľná bez použitia mikroskopu, kým mikrovzorka a mikroobraz a jeho EMA sú neviditeľné voľným okom, a preto sa môžu pozorovať a merať iba optickým alebo SEM mikroskopom; (5) voliteľne (iba keď je to potrebné alebo obozretné) sa použije riadená bezpečnú mikroverzia bezpečnostnej subdeľormačnej technológie Subcritical Aqueous Technology (SAT) alebo submigračnej cyklickej impregnácie (SMI) materiálu vodným roztokom upravujúcej látky, ako je roztok indikátora pH alebo kovového indikátora, pričom cyklus SMI zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH alebo iného na povrch vzorky materiálu, výhodne s použitím aparatúry podľa nárokov 5-9 počas podkritického času ts a s použitím podkritického množstva nanesenej vody alebo vodného roztoku v jednom cykle ms, za čím nasleduje vysušenie materiálu alebo preparátu; a (6) za čím voliteľne nasleduje kolorimetrická kontrola SMI pomocou merania polohy CP pre EMA, ohraničenia a rozdielov medzi dvoma bodmi, prípadne čiar ACP pre EMA, ktoré predstavujú zmenu distribúcie pH samotnou metódou merania pH, takže maximálna povolená migrácia je ACP = 0 ACPcrit, a proces submigrácie je kontrolovaný hodnotami ts a m,.
Akékoľvek uskutočnenie tu opísanej metódy merania, pričom CP sú koncentrácie Mg, Al, merané metódou EDS alebo WDS.
Metóda merania distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu, ako je buničitý, rastlinný, vláknitý alebo celulózny materiál, papier alebo kultúrny objekt z pórovitých materiálov (ďalší materiál), ktorá obsahuje tieto kroky:
a. príprava mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení,
b. výber elementárnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky alebo mikroobrazu,
c. mikrozobrazovanie elementárnej meranej oblasti,
d. merame jedného alebo viacerých parametrov charakteristických pre pH a pH pre elementárnu meranú oblasť, a merame úmernosti medzi jedným alebo viacerými charakteristickými optickými parametrami pre elementárnu meranú oblasť a hodnotou pH pre elementárnu meranú oblasť na získanie úmernej hodnoty pH mikroskopickej vzorky a hodnoty mikroskopického charakteristického optického parametra a ich distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu, pričom parameter charakteristický pre pH (CP) je parameter mikrovzorky alebo makrovzorky pórovitého materiálu úmerný nameranej hodnote pH, distribúcii pH (pHd), mikro-pH (μρΗ) alebo distribúcii mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, a nemenný alebo potenciálne minimálne závislý od ostatných faktorov variability merania pH a pHd, ktoré sa majú eliminovať alebo minimalizovať, pričom takéto faktory variability sú pórovitá morfologická štruktúra, defekty, interfibrálne alebo intrafibrálne póry, prítomnosť lúmenov, druh vláken, tkanivá vnútri, druh použitého materiálu alebo surových materiálov, napríklad druh dreva použitého na rozvlákňovanie, konzervačný proces, či bol materiál odkyslený alebo nie, modifikovaný alebo iným spôsobom upravený, či je jeho priemerné pH zásadité alebo kyslé, a iné chemické alebo íýzikálne vlastnosti, ktoré nie sú úmerné hodnote pH,
e. príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu,
f. merame a stanovenie úmernosti jedného alebo viacerých parametrov charakteristických pre pH a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH a
g. merame a stanovenie úmernosti jedného alebo viacerých parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH.
Elementárna meraná oblasť môže byť približne 0,1 až 5 mikrónov.
Charakteristické optické parametre môžu byť vybrané zo skupiny obsahujúcej signály EDS pre horčík, hliník, zinok, vápnik, farebné parametre, CIE ΔΕ, odrazivosť alebo ich kombináciu.
Metóda môže aplikovať podkritickú nemigračnú alebo submigračnú cyklickú impregnáciu pórovitého materiálu pomocou vodného roztoku indikátora pH, pričom podkritická nemigračná alebo submigračná cyklická impregnácia ďalej zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch elementárnej meranej oblasti a makroskopickej vzorky a
a. použitie kolorimetrickej kontroly podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie meraním jedného alebo viacerých optických parametrov charakteristických pre pH na dvoch rôznych miestach vzorky na meranie, kontrolu a elimináciu migrácie zásad, kyselín distribúcie pH, výhodne s použitím aparatúr,' podľa nárokov 5 - 9 počas podkritického času ts a použitím podkritického nmožstva nanesenej vody alebo vodného roztoku v jednom cykle m,, s následným vysušením materiálu.
Jeden alebo viaceré optické parametre charakteristické pre pH je možné charakterizovať alebo merať metódami SEM EDS alebo SEM WDS. Jeden alebo viaceré parametre charakteristické pre pH možno charakterizovať trichromatickými alebo spektrálnymi charakteristikami optických vlastností podľa CIE vo viditeľnom spektre 400 - 700 nm pre papier alebo indikátor pH, čo udáva látku. Charakteristikou je, že impregnácia
SK 147-2020 A3 vzorky podľa farby indikátora pH pomocou SAT sa vykonala po neutralizácii, odkysiení a konzervácii buničitého materiálu.
Aparatúra na meranie pH v mikroštruktúre materiálu podľa opisu vyššie, pričom daná aparatúra obsahuje (1) atomizátor alebo nebulizátor alebo generátory aerosólu, (2) mikroskop, mobilný alebo smartfónový mikroskop a (3) mikromanipulátor s nástrojmi na prípravu a úpravu mikroskopického preparátu z pórovitých materiálov, ako je kultúrny materiál alebo predmet. Aparatúra uvedená vyššie, v ktorej nástroj je valcová alebo obdĺžniková čepeľ na nedeštruktívne alebo kvázi nedeštruktívne skúšanie, mikrobrúsny nástroj a nástroj na úpravu vzorky, ako je aparatúra na štiepeme, snímanie a automatizovanú analýzu obrazov, alebo aparatúra na štiepenie papiera technikou laminácie tepelným zavarovaním.
Aparatúra na meranie pH v mikroštruktúre materiálu podľa nároku 1, ktorá obsahuje časti podľa príkladu 7. Aparatúra na meranie pH v mikroštruktúre materiálu podľa nároku 7, ktorá obsahuje časti podľa príkladu 7.
Akékoľvek uskutočnenie tu opísanej metódy merania, pričom CP je charakterizovaný trichromatickými alebo spektrálnymi charakteristikami optických vlastností podľa CIE vo viditeľnom spektre v rozsahu 400 700 nm pre vzorku papiera impregnovanú indikátorom pH.
Akékoľvek uskutočnenie tu opísanej metódy merania charakterizované tým, že impregnácia vzorky podľa farby indikátora pH sa vykonala po neutralizácii, odkyslení a konzervácii pórovitého buničitého materiálu metódou SAT s použitím aparatúry 16.
Akékoľvek uskutočnenie tu opísanej metódy merania, charakterizované tým, že vybrané charakteristické parametre CP korelujúce s distribúciou pH sú kinetické parametre (CPt.pn) merania povrchového pH povrchovou pH elektródou, ako je kinetická konštanta, pôvodná hodnota pH extrapolovaná na kinetické meranie v čase nula, hodnota pH po stabilizácii hodnôt pH, pomery hodnôt pH voči pH kalibračných vzoriek so známym pH a distribúciou, a štatistické parametre.
Akékoľvek uskutočnenie tu opísaného merania, charakterizované tým, že mikroskopická vzorka, ktorá sa má merať, je zmrazená vzorka, ktorá sa ďalej ošetrí roztokom indikátora pH pri teplotách 15 - 60 °C metódou SAT alebo SMI s použitím aparatúry 16.
Akékoľvek uskutočnenie tu opísanej metódy merania, charakterizované tým, že vzorka, ktorá sa má merať, sa zapracuje do polyméru, ako je polymetylmetakrylát, aby sa minimalizovala zmena distribúcie pH, a potom sa mikroskopický’ preparát vloží pod mikroskop aparatúiy (16) a povrchové vrstvy sa postupne odstránia z povrchu v mikromanipulátore (3) aparatúry (16), a vzorka sa potom postrieka alebo sa na ňu navrství roztok indikátora pH (1.1) pri teplotách 15 - 60 °C metódou SAT alebo SMI s použitím aparatúry’ (16), zmeria sa distribúcia CP na povrchu vzorky7 (16A) a prenesie sa do databázy7 (16).
Iné uskutočnenie je aparatúra na meranie pH v mikroštruktúre akéhokoľvek materiálu pomocou akejkoľvek metódy známej v danej oblasti alebo opísanej na tomto mieste, pričom aparaúira obsahuje (1) generátor aerosólu, nebulizátor alebo atomizátor, (2) mikroskop, mikroskop-spektrofotometer alebo SEM v spojení s EDS alebo WDS, alebo podobne vybavené mobilné či smartfónové mikroskopy, (3) aparatúra alebo mikromanipulátor na prípravu a úpravu mikroskopického preparátu špecializovanými nástrojmi pre rôzne pórovité materiály, ako je mikroškrabka, mikroobrusovač, mraznička, lyofilizátor, štiepiaca analytická a skúšobná aparatúra na validáciu distribúcie mikro-pH pomocou s použitím štiepenia kalibračných materiálov tkaniva na vrs tvy atď.
Ďalšie uskutočnenie je aparatúra na meranie pH v mikroštruktúre materiálu podľa akejkoľvek tu opísanej metódy.
Ďalšie uskutočnenie je metóda merania pH alebo distribúcie μρΗ v mikroštruktúre pórovitého materiálu, ako je buničitý, rastlinný, vláknitý alebo celulózny materiál, papier, kniha alebo iný kultúrny objekt z pórovitých materiálov (ďalší materiál), ktorá obsahuje tieto kroky: (I) meranie parametrov charakteristických pre pH (CP) a pH vzoriek pri vybranom zväčšení (M) záujmu (takže morfologické prvky záujmu, ako je priečny rez papiera, bunky alebo vlákna sú dobre viditeľné); a ich korelácie s pH s použitím kalibračných vzoriek (v rozsahu záujmu, ako je 4 až 11) a výber najmenej jedného CP korelujúceho s pH, pričom parametre potenciálne charakteristické pre pH môžu zahŕňať absolútne a relatívne hodnoty, diferenciálne merania CP, kinetické vlastnosti a kinetické parametre charakteristické pre pH (CPt>pH), a pomery, variabilitu/rovnomemosť optických parametrov mikroskopických obrazov, distribučné funkcie a kinetické PCP z diferenciálnych meraní heterogénnych - homogénnych kalibračných vzoriek; modelové kalibračné rovnice medzi pH kalibračných vzoriek (CS), homogénnych CS alebo CS s rôznymi typmi a stupňom heterogénnosti, kým CS sa pripravujú impregnáciou, ako sú bezpečné podkritické vodné techniky (SAT) impregnácie kyslého papiera zásaditými roztokmi, pričom typ a hĺbka distribúcie sú kontrolované časom impregnácie pre SAT, koncentráciou zásad vo vodnom roztoku a pH papiera, ako sú signály EDS pre Mg, Al, Zn, Ca, farebné parametre, odrazivosť alebo ich kombinácia, s použitím vhodných štatistických metód a modelov alebo neutrálnych sietí, vytvorenie kalibračnej a vedomostnej databázy, vyhodnotenie a výber parametrov najcharakteristickejších pre pH a minimalizácia negatívnych účinkov faktorov variability, ako je typ meraného materiálu, účinok morfológie, negatívne optické efekty v mikroskopii, transparentnosť, nepriehľadnosť alebo lesk blízko hraníc po
SK 147-2020 A3 vrchu, vyhodnotenie korelačnou a regresnou analýzou medzi pH a vlastnosťami potenciálne charakteristickými pre pH (PCP); (2) príprava a merame obrazu mikroskopickej vzorky pri vybranom zväčšení záujmu s výberom vhodnej veľkosti mikroobrazu základnej obrazovej oblasti (záujmu) (EMA) pre mikroštruktúru materiálu, ktorá sa má merať, výhodne veľkosti 0,1 až 10 mikrónov; (3) kalibrácia medzi CP a pH s použitím makroskopických vzoriek; a/alebo potenciálne porovnanie kalibrácií medzi optickými vlastnosťami makro a mikroobrazu CPM a CPm pri vybranom zväčšení (M), ak je to potrebné na validáciu a optimalizáciu lineárnych alebo nelineárnych kalibračných funkcií; a voliteľne (alebo alternatívne), ak vzorka neobsahuje indikátor pH ani žiaden vhodný pH charakteristický parameter (CP), ako je parameter farby - uskutočnenie podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie (SMI) materiálu roztokom indikátora pH, kde jeden cyklus SMI zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch vzorky materiálu, výhodne s použitím aparatúry podľa nárokov 5-9, počas podkritického času ts a s použitím podkritického množstva nanesenej vody alebo vodného roztoku v jednom cykle ms, za čím nasleduje vysušenie materiálu; pričom hodnoty ts a m,, sa odhadnú kvantitatívnym meraním farebnej migrácie farebných látok, ich EMA alebo čiar, s použitím makrovzoriek a mikrovzoriek, ktoré obsahujú indikátor pH; (5) pričom SMI pomocou merania polohy CP pre EMA alebo rozdiely medzi dvoma bodmi alebo čiary ACP pre EMA predstavujú zmenu distribúcie pH samotnou metódou merania pH, takže maximálna povolená migrácia je ACOP = 0 alebo < ACPcrit a submigračný proces je kontrolovaný hodnotami ts a ms; (6) eliminácia lúmenov a iných pórov a prázdnych priestorov v bunkách a mikroštruktúry buničitého materiálu, ako sú lúmeny a interfibrálne priestory, integráciou.
Iné uskutočnenie metódy na merame pH je akákoľvek tu opísaná metóda, vyznačujúca sa tým, že CP je koncentrácia katiónov Mg, Al, meraná metódou EDS meraných obrazových buniek alebo buničitého materiálu.
Iné uskutočnenie metódy na merame pH je akákoľvek tu opísaná metóda, vyznačujúca sa tým, že CP sú trichromatické alebo spektrálne charakteristiky optických vlastností podľa CIE vo viditeľnom spektre 400 700 nm papiera obsahujúceho indikátor pH alebo zásaditých zlúčenín alebo inú látku označujúcu farbu.
Iné uskutočnenie metódy na merame pH je akákoľvek tu opísaná metóda, vyznačujúca sa tým, že impregnácia vzorky podľa farby indikátora pH pomocou SMI sa vykonala po neutralizácii, odkyslení a konzervácii buničitého materiálu.
Iné uskutočnenie je aparatúra na meranie pH v mikroštruktúre materiálu, ktorá obsahuje (1) atomizátor (2) mikroskop alebo mobilný či smartfónový mikroskop (3) aparatúra alebo nástroj na prípravu mikroskopického preparátu.
Iné uskutočnenie je metóda merania distribúcie pH v mikroštrukúire pórovitého materiálu, ako je buničitý7, rastlinný, vláknitý7 alebo celulózny materiál, papier alebo kultúrny objekt z pórovitých materiálov (ďalší materiál), ktorá obsahuje kroky7 (1) prípravy a merania mikroskopickej vzorky7 pri vybranom zväčšení a výber veľkosti elementárnej meranej oblasti mikroobrazu (EMA) mikroštruktúry, ktorá sa má merať, výhodne 0,1 až 5 mikrónov; (2) merania charakteristických parametrov a pH makrovzoriek (CPm) a ich korelácií a výber najmenej jedného COP korelujúceho s pH, ako sú signály EDS pre Mg, Al, Zn, Ca, farebný parameter, odrazivosť alebo ich kombinácia; (3) kalibrácie medzi týmito parametrami a pH pomocou makroskopických vzoriek; (4) kalibrácie medzi makro a mikroobrazom CPm a CPm pri vybranom zväčšení (M); (5) ak vzorka neobsahuje indikátor pH, dobre korelujúci charakteristický CP, keď je meraná vzorka v kroku (1) ošetrená podkritickou nemigračnou alebo submigračnou cyklickou impregnáciou (SMI) s použitím vodného alebo nevodného roztoku indikátora pH, kým cyklus SMI zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch vzorky materiálu, výhodne s použitím aparatúry7 podľa nárokov 5-9 počas podkritického času ts a pomocou podkritického množstva nanesenej vody alebo vodného roztoku v jednom cykle ms, za čím nasleduje vysušenie materiálu a (6) kolorimetrickej kontroly SMI pomocou merania CP polohy EMA, ohraničenia a rozdielov medzi dvoma bodmi, prípadne čiar ACP pre EMA, ktoré predstavujú zmenu distribúcie pH samotnou metódou merania pH, takže maximálna povolená migrácia je ACP = 0 - ACPait, a proces submigrácie je kontrolovaný hodnotami ts and ms.
Podľa rôznych uskutočnení opísaných na tomto mieste a na rôznych obrázkoch je v jednom uskutočnení uverejnená metóda merania distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu, ako je buničitý, rastlinný, vláknitý alebo celulózny materiál, papier alebo kultúrny objekt z pórovitých materiálov (ďalší materiál). Metóda obsahuje tieto kroky (v ľubovoľnom poradí):
j. príprava mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, k. výber elementárnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky alebo mikroobrazu,
1. mikrozobrazovanie elementárnej meranej oblasti,
m. merame jedného alebo viaceíých pH charakteristických parametrov a pH pre elementárnu meranú oblasť, a merame úmernosti medzi jedným alebo viacerými charakteristickými optickými parametrami pre elementárnu meranú oblasť a hodnotou pH pre elementárnu meranú oblasť na získanie úmernej hodnoty pH mikroskopickej vzorky a hodnoty mikroskopického charakteristického optického parametra a ich distri
SK 147-2020 A3 búcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu, pričom parameter charakteristický pre pH (CP) je parameter mikrovzorky alebo makrovzorky pórovitého materiálu úmerný nameranej hodnote pH, distribúcii pH (pHd), mikro-pH (μρΗ) alebo distribúcii mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, a nemenný alebo potenciálne minimálne závislý od ostatných faktorov variability merania pH a pHd, ktoré sa majú eliminovať alebo minimalizovať, pričom takéto faktory variability sú pórovitá morfologická štruktúra, defekty, interfibrálne alebo intrafibrálne póry, prítomnosť lúmenov, druh vláken, tkanivá vnútri, druh použitého materiálu alebo surových materiálov, napríklad druh dreva použitého na rozvlákňovanie, konzervačný proces, či bol materiál odkyslený alebo nie, modifikovaný alebo iným spôsobom upravený, či je jeho priemerné pH zásadité alebo kyslé, a iné chemické alebo fýzikálne vlastnosti, ktoré nie sú úmerné hodnote pH,
n. príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu,
o. merame a stanovenie úmernosti jedného alebo viaceíých parametrov charakteristických pre pH a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH a
p. merame a stanovenie úmernosti jedného alebo viaceíých parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH.
Elementárna meraná oblasť môže byť približne 0,1 až 5 mikrónov. Charakteristické optické parametre môžu byť vybrané zo skupiny obsahujúcej signály EDS pre horčík, hliník, zinok, vápnik, farebné parametre, celkový farebný rozdiel CIE, odrazivosť a/alebo ich kombináciu.
Metóda môže obsahovať aj ďalšie kroky, okrem iného:
q. použitie podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie pórovitého materiálu pomocou vodného roztoku indikátora pH, pričom podkritická nemigračná alebo submigračná cyklická impregnácia ďalej zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch elementárnej meranej oblasti a makroskopickej vzorky a
r. použitie kolorimetrickej kontroly podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie meraním jedného alebo viaceíých optických parametrov charakteristických pre pH na dvoch rôznych miestach vzorky na meranie, kontrolu a elimináciu migrácie zásad, kyselín distribúcie pH, výhodne s použitím aparatúry podľa nárokov 5-9 počas podkritického času ts a použitím podkritického množstva nanesenej vody alebo vodného roztoku v jednom cykle ms, s následným vysušením materiálu.
Jeden alebo viaceré optické parametre charakteristické pre pH je možné charakterizovať a/alebo merať rastrovacou elektrónovou mikroskopiou/energiovo-disperznou rôntgenovou spektroskopiou (SEM/EDS) a/alebo rastrovacou elektrónovou mikroskopiou/vlnovo-disperznou spektroskopiou (SEM/WDS). Jeden alebo viaceré parametre charakteristické pre pH možno charakterizovať trichromatickými alebo spektrálnymi charakteristikami optických vlastností podľa CIE vo viditeľnom spektre 400 - 700 nm pre papier alebo indikátor pH, čo udáva látku. Metódu možno charakterizovať tak, že po neutralizácii, odkyslem a konzervácii buničitého materiálu sa vykonala impregnácia vzorky farebným indikátorom pH pomocou SAT.
Podľa tohto aspektu možno brať aj aparatúru na merame pH v mikroštruktúre materiálu. Aparatúra môže zahŕňať (1) atomizátor alebo nebulizátor alebo generátory aerosólu, (2) mikroskop, mobilný alebo smartfónový mikroskop a (3) mikromanipulátor s nástrojmi na prípravu a úpravu mikroskopického preparátu z pórovitých materiálov, ako je kultúrny materiál alebo predmet. Nástroj môže byť valcová alebo obdĺžniková čepeľ na nedeštruktívne alebo kvázi nedeštruktívne skúšame, mikrobrúsny nástroj a nástroj na úpravu vzorky, ako je aparatúra na štiepenie, snímame a automatizovanú analýzu obrazov, alebo aparatúra na štiepenie papiera technikou laminácie tepelným zavarovaním. Aparatúra na meranie pH v mikroštruktúre materiálu v tomto a iných aspektoch môže zahŕňať časti podľa príkladu 7.
Podľa rôznych uskutočnení opísaných na tomto mieste a na rôznych obrázkoch v inom uskutočnení metóda na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu zahŕňa: prípravu mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, výber elementárnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky, mikrozobrazo vanie elementárnej meranej oblasti, merame parametrov charakteristických pre pH (CP) a pH pre elementárnu meranú oblasť, merame úmernosti medzi parametrami charakteristickými pre pH pre elementárnu meranú oblasť a hodnotou pH pre elementárnu meranú oblasť na získanie úmernej hodnoty pH mikroskopickej vzorky a hodnoty mikroskopického charakteristického optického parametra a ich distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu, pričom každý z parametrov charakteristických pre pH je parameter najmenej jednej mikrovzorky alebo makrovzoiky pórovitého materiálu úmerný najmenej jednej nameranej hodnote pH, distribúcii pH (pHd), mikro-pH (μρΗ), distribúcii mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, nemenný a potenciálne minimálne závislý od ostatných faktorov variability merania pH a pHd, ktoré sa majú eliminovať alebo minimalizovať, pričom takéto faktory variability sú pórovitá morfologická štruktúra, defekty, najmenej jeden z interfibrálnych alebo intrafibrálnych pórov, prítomnosť lúmenov, druh vláken,
SK 147-2020 A3 tkanivá vnútri, druh použitého materiálu, napríklad druh dreva použitého na rozvlákňovanie, konzervačný proces, či bol materiál odkyslený, modifikovaný alebo iným spôsobom upravený, či je jeho priemerné pH zásadité, alebo je jeho priemerné pH kyslé, a iné chemické a fyzikálne vlastnosti, ktoré nie sú úmerné hodnote pH.
Metóda v tomto inom aspekte zahŕňa aj prípravu makroskopickej vzorky pórovitého materiálu, merame a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a hodnotou pH pre makroskopickú vzorku pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH z makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, a merame a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH. Elementárna meraná oblasť môže byť približne 0,1 až 5 mikrónov.
Podľa rôznych uskutočnení opísaných na tomto mieste a na rôznych obrázkoch v ďalšom uskutočnení aparatúra na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu zahŕňa nebulizátor na vznik jemnej hmly tekutiny, mikroskop na zväčšenie pórovitého materiálu najmenej niekoľkostonásobne a mikromanipulátor so súpravou nástrojov na prípravu a úpravni mikroskopického preparátu z pórovitého materiálu. Súprava nástrojov slúži na vykonávanie skupiny funkcií vrátane prípravy mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, výberu elementárnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky’, mikrozobrazovania elementárnej meranej oblasti, merania parametrov charakteristických pre pH (CP) a pH pre elementárnu meranú oblasť, meranie úmernosti medzi parametrami charakteristickými pre pH pre elementárnu meranú oblasť a hodnotou pH pre elementárnu meranú oblasť na získanie úmernej mikroskopickej hodnoty pH a mikroskopickej hodnoty charakteristických optických parametrov a ich distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu.
Každý z parametrov charakteristických pre pH je parameter najmenej jednej mikrovzorky pórovitého materiálu a makrovzorky pórovitého materiálu úmerný najmenej jednej nameranej hodnote pH, distribúcii pH (pHd), mikro-pH (μρΗ), distribúcii mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, nemenný a potenciálne minimálne závislý od ostatných faktorov variability merania pH a pHd, ktoré sa majú eliminovať alebo minimalizovať, pričom takéto faktory variability sú pórovitá morfologická štruktúra, defekty, najmenej jeden z interfibrálnych alebo intrafibrálnych pórov, prítomnosť lúmenov, druh vláken, tkanivá vnútri, druh použitého materiálu, napríklad druh dreva použitého na rozvlákňovanie, konzervačný proces, či bol materiál odkyslený, modifikovaný alebo iným spôsobom upravený, či je jeho priemerné pH zásadité, alebo je jeho priemerné pH kyslé, a iné chemické a fýzikálne vlastnosti, ktoré nie sú úmerné hodnote pH.
Súprava nástrojov môže slúžiť na vykonávanie ďalších funkcií, ako je príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu, meranie parametrov charakteristických pre pH a pH pre makroskopickú vzorku pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH z makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, meranie parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, korelujúcich parametrov charakteristických pre pH a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na získanie najlepšieho korelujúceho CP, a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH.
Nebulizátor môže byť generátor aerosólov a atomizátor na redukciu tekutiny na jemnú hmlu. Do súpravy nástrojov môže patriť valcová a/alebo obdĺžniková čepeľ najmenej na jeden typ nedeštruktívneho alebo kvázi nedeštruktívneho skúšania, mikrobrúsny nástroj a nástroj na úpravu vzorky, ako je aparatúra na štiepenie, snímanie a automatizovanú analýzu obrazov, a aparatúra na štiepenie papiera technikou laminácie tepelným zavarovaním. Elementárna meraná oblasť môže byť približne 0,1 až 5 mikrónov. Charakteristické optické parametre môžu byť vybrané zo skupiny obsahujúcej najmenej jedno z nasledujúcich: signály EDS pre horčík, hliník, zinok, vápnik, ľarebné parametre, celkový ľarebný rozdiel CIE, odrazivosť a ich kombináciu.
Súprava nástrojov môže slúžiť na vykonávanie skupiny funkcií, ako je použitie najmenej jednej podkritickej nemigračnej a submigračnej cyklickej impregnácie pórovitého materiálu pomocou vodného roztoku indikátora pH, pričom najmenej jedna podkritická nemigračná a submigračná cyklická impregnácia ďalej obsahuje nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch elementárnej meranej oblasti a makroskopickej vzorky a použitie kolorimetrickej kontroly najmenej jednej podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie meraním optických parametrov charakteristických pre pH na dvoch rôznych miestach vzorky na meranie, kontrolu a elimináciu migrácie zásad, kyselín distribúcie pH, výhodne s použitím aparatúry podľa nárokov 5-9 počas podkritického času ts a použitím podkritického množstva naneseného vodného roztoku v jednom cykle m, s následným vysušením materiálu.
SK 147-2020 A3
Optické parametre charakteristické pre pH je možné charakterizovať a/alebo merať rastrovacou elektrónovou mikroskopiou/energiovo-disperznou rontgenovou spektroskopiou (SEM/EDS) a/alebo rastrovacou elektrónovou mikroskopiou/vlnovo-disperznou spektroskopiou (SEM/WDS).
Tu zverejnená metóda, aparatúra a systém sa môžu implementovať akýmkoľvek spôsobom na dosiahnutie rôznych aspektov a môžu sa vykonávať vo forme neprechodného prístrojovo čitateľného média s takým súborom pokynov, aby pri uskutočnení prístrojom vykonal prístroj akúkoľvek z tu zverejnených činností. Iné funkcie budú zjavné zo sprievodných nákresov a z nasledujúceho podrobného opisu.
Opísalo sa množstvo uskutočnení. Napriek tomu treba chápať, že je možné uskutočniť rôzne modifikácie bez odchýlky od ducha a rozsahu predkladaného vynálezu. Okrem toho, logické toky zobrazené na obrázkoch nevyžadujú konkrétne zobrazené poradie alebo sekvenčné poradie na dosiahnutie požadovaných výsledkov. Okrem toho je možné poskytnúť k opísaným tokom pridať ďalšie kroky alebo možno kroky eliminovať a do opísaných systémov možno pridať ďalšie komponenty alebo ich z nich odstrániť. V súlade s tým sú iné uskutočnenia v rozsahu nasledujúcich nárokov.
Treba chápať, že rôzne systémy, metódy a aparatúra zverejnené na tomto mieste môžu byť začlenené v médiu čitateľnom prístrojom a/alebo médiu prístupnom pre prístroj kompatibilnom so sy stémom spracovania údajov (napr. počítačovým systémom) a/alebo ich možno uskutočniť v ľubovoľnom poradí.
Štruktúry a moduly na obrázkoch je možné znázorniť ako samostatné a komunikujúce iba s niekoľkými špecifickými štruktúrami a nie inými. Štruktúry sa môžu navzájom zlúčiť, môžu vykonávať prelínajúce sa funkcie a môžu komunikovať s inými štruktúrami, ktoré na obrázkoch nie sú znázornené ako pripojené. V súlade s tým možno špecifikácie a/alebo nákresy pokladať za ilustračné a nemajú sa brať v reštriktívnom zmysle.
Claims (18)
- SK 147-2020 A3PATENTOVÉ NÁROKY1. Metóda merania distribúcie pH a vlastností súvisiacich s pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu, ako je bunkový, rastlinný, vláknitý alebo celulózový materiál, papier alebo kultúrny objekt z pórovitých materiálov (ďalej - materiál), vyznačujúca sa tým, že obsahuje tieto kroky a. príprava mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení; b. výber elementárnej meranej oblasti (EMA) mikroskopickej vzorky alebo mikroobrazu; c. mikrozobrazovanie základnej meranej oblasti (EMA); d. meranie jedného alebo viaceíých pH charakteristických parametrov a pH pre túto základnú meranú oblasť, a meranie korelácie medzi jedným alebo viacerými pH- charakteristickými optickými parametrami pre základnú meranú oblasť (EMA) a hodnotou pH pre základnú meranú oblasť na získame korelujúcej mikroskopickej hodnoty pH a hodnoty mikroskopických charakteristických optických parametrov a ich distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu; pričom pH charakteristický parameter (pH-CP) je parameter mikrovzorky alebo makrovzorky pórovitého materiálu korelujúci s nameranou hodnotou pH, distribúciou pH (pHd), hodnotou mikro-pH (μρΗ) alebo distribúciou mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky; e. príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu; f. merame a korelácia jedného alebo viacerých pH charakteristických parametrov a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP pomocou korelačnej analýzy a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH z makroskopickej hodnoty optických parametrov charakteristických pre pH, pričom charakteristické spektrálne alebo optické parametre (CP) môžu byť spektrálne údaje vzorky a obrazu, individuálnych pixelov a EMA s použitím akejkoľvek vhodnej známej spektrálnej metódy, ako je ultrafialová (UV) a viditeľná (VIS) spektroskopia, WDS, EDS spektroskopia, signály EDS alebo WDS pre horčík, hliník, zinok a vápnik, ľarebné parametre, ΔΕ, odrazivosť, a/alebo ich kombinácia na základe stanovenia korelačnou analýzou charakteristických parametrov, ako aj kalibračných údajov pH a vlastností súvisiacich s pH (pH*), ako je acidita a alkalinita (AA), alkalická rezerva (Ar), životnosť, trvanlivosť, kinetické konštanty a iné kinetické parametre starnutia, prirodzeného starnutia, tepelne alebo svetelne vyvolaného starnutia, zmeny fyzikálnych a chemických vlastností spôsobené biologickou deterioráciou a opotrebovaním, ako je pevnosť v ťahu, pevnosť v ohybe, krehkosť alebo index krehkosti, odolnosť proti prehýbaniu, ako aj účinnosti neutralizácie, odky slenia, konzervačných procesov a iných parametrov a vlastností súvisiacich s pH a korelujúcich s pH; pH a vlastnosti súvisiace s pH je možné merať na kalibračných makrovzorkách a pomocou mikrovzoriek a g. meranie a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získanie úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH.
- 2. Metóda podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že základná meraná oblasť (EMA) má šírku približne 0,1 až 5 mikrometrov (pm) a oblasť EMA je zvyčajne v rozsahu 102 - 104 μην.
- 3. Metóda podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že charakteristické optické parametre sú vybrané zo skupiny obsahujúcej signály EDS pre horčík, hliník, zinok a vápnik, farebné parametre, celkový farebný rozdiel CIE, odrazivosť alebo ich kombináciu.
- 4. Metóda podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje tieto kroky; a. použitie podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie pórovitého materiálu pomocou vodného roztoku indikátora pH, pričom podkritická nemigračná alebo submigračná cyklická impregnácia ďalej zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch základnej meranej oblasti a makroskopickej vzorky a b. použitie kolorimetrickej kontroly podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie meraním jedného alebo viacerých optických parametrov charakteristických pre pH na dvoch rôznych miestach vzorky na meranie, kontrolu a elimináciu migrácie zásad, kyselín distribúcie pH, výhodne s použitím aparatúry' podľa nárokov 5-9 počas podkritického času ts a použitím podkritického množstva nanesenej vody alebo vodného roztoku v jednom cykle ms, s následným vysušením materiálu.
- 5. Metóda podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že uvedený jeden alebo viaceré optické parametre charakteristické pre pH sa charakterizujú a merajú metódami SEM EDS alebo SEM WDS, kde SEM znamená rastrovaciu elektrónovú núkroskopiu, WDS je vlnovo- disperzná spektroskopia a EDS je energiovo-disperzná spektroskopia: napríklad pomer WDS intenzít a koncentrácií horčíka (Mg) a hliníka (Al) c(Mg, WDS)/c(Al, WDS), a ich produkty s celkovými a čiastočnými farebnými rozdielmi (ΔΕ) podľa CIE medzi jednotlivými obrazovými základnými bodnú mikroobrazu meranej vzorky a referenčnou farbou, napríklad u referenčnej kyslej vzorky.
- 6. Metóda podľa nároku 1, pričom uvedený jeden alebo viaceré parametre charakteristické pre pH sú charakterizované trichromatickými alebo spektrálnymi charakteristikami optických vlastností podľa CIE vo viditeľnom spektre 400 - 700 nm pre papier alebo indikátor pH, alebo indikujúcu látku.
- 7. Metóda podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že po neutralizácii, odky siení a konzervácii buničitého materiálu sa vykonala impregnácia vzorky farebným indikátorom pH pomocou SAT.
- 8. Metóda podľa nárokov 1 alebo 7, vyznačujúca sa tým, že používa aparatúru pre kroky a, d, e a f, pričom uvedená aparatúra obsahuje (1) atomizátor alebo nebulizátor alebo generátory aerosólu,SK 147-2020 A3 (2) mikroskop, mobilný alebo smartfónový mikroskop a (3) mikromanipulátor s nástrojmi na prípravu a úpravu mikroskopického preparátu z pórovitých materiálov.
- 9. Metóda podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že uvedený nástroj je valcová alebo obdĺžniková čepeľ na nedeštruktívne alebo kvázi nedeštruktívne skúšanie, mikrobrúsny nástroj, aparatúra na úpravu vzorky, snímanie a automatizovanú analýzu obrazov, alebo aparatúra na štiepenie papiera technikou laminácie tepelným zavarovaním.
- 10. Metóda merania distribúcie pH v mikro štruktúre pórovitého materiálu, vyznačujúca sa tým, že obsahuje tieto kroky: príprava mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, výber základnej meranej oblasti núkroskopickej vzorky, mikrozobrazo vanie základnej meranej oblasti, merame pH charakteristických parametrov (CP) a pH základnej meranej oblasti, merame korelácie medzi parametrami charakteristickými pre pH pre základnú meranú oblasť a hodnotou pH pre základnú meranú oblasť na získame úmernej mikroskopickej hodnoty pH a mikroskopickej hodnoty charakteristických optických parametrov a distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu, pričom každý z parametrov charakteristických pre pH je parameter najmenej jednej z možností mikrovzorky pórovitého materiálu a makrovzorky pórovitého materiálu korelujúci najmenej s jednou hodnotou spomedzi meraného pH, distribúcie pH (pHd), mikro-pH (μρΗ) a distribúcie mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu, merame a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH a merame a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH.
- 11. Metóda podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že základná meraná oblasť (EMA) má šírku približne 0,1 až 5 mikrometrov (pm) a oblasť EMA je zvyčajne v rozsahu 102 - 104 pm2.
- 12. Aparatúra na merame distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu, vyznačujúca sa tým, že obsahuje: nebulizátor na vytvárame jemnej hmly tekutiny, mikroskop na zväčšenie pórovitého materiálu najmenej niekoľkostonásobne a mikromanipulátor so súpravou nástrojov na prípravu a úpravu mikroskopického preparátu z pórovitého materiálu, pričom súprava nástrojov je konfigurovaná na tieto úkony: príprava mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri vybranom zväčšení, výber základnej meranej oblasti mikroskopickej vzorky, snímanie mikroobrazu základnej meranej oblasti, merame parametrov charakteristických pre pH (CP) a pH u základnej meranej oblasti, merame úmernosti medzi parametrami charakteristickými pre pH pre základnú meranú oblasť a hodnotou pH pre základnú meranú oblasť na získame úmernej mikroskopickej hodnoty pH a mikroskopickej hodnoty charakteristických optických parametrov a distribúcie v mikroštruktúre pórovitého materiálu, pričom každý z parametrov charakteristických pre pH je parameter najmenej jednej z možností mikrovzorky pórovitého materiálu a makrovzorky pórovitého materiálu korelujúci najmenej s jednou hodnotou spomedzi nameraného pH, distribúcie pH (pHd), mikro-pH (μρΗ) a distribúcie mikro-pH (ppHd) v mikroštruktúre meranej vzorky, príprava makroskopickej vzorky pórovitého materiálu, merame parametrov charakteristických pre pH a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optických parametrov charakteristických pre pH, merame parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH, stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH makroskopickej vzorky pórovitého materiálu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH a stanovenie úmernosti parametrov charakteristických pre pH a pH mikroskopickej vzorky pórovitého materiálu pri rôznych zväčšeniach záujmu na výber najlepšieho korelujúceho CP a na získame úmernej makroskopickej hodnoty pH na základe makroskopickej hodnoty optického parametra charakteristického pre pH.
- 13. Aparatúra podľa nároku 12, vyznačujúca sa tým, že nebulizátor je najmenej jeden spomedzi generátora aerosólu a atomizátora na redukciu tekutiny na jemnú hmlu.
- 14. Aparatúra podľa nároku 13, vyznačujúca sa tým, že súprava nástrojov obsahuje najmenej jednu valcovú a/alebo obdĺžnikovú čepeľ najmenej na jeden typ nedeštruktívneho alebo kvázi nedeštruktívneho skúšania, mikrobrúsny nástroj, aparatúru na úpravu vzorky, snímanie a automatizovanú analýzu obrazov a aparatúru na štiepenie papiera technikou laminácie tepelným zavarovaním.
- 15. Aparatúra podľa nároku 12, vyznačujúca sa tým, že základná meraná oblasť má približne 0,1 až 5 mikrónov.
- 16. Aparatúra podľa nároku 12, vyznačujúca sa tým, že charakteristické optické parametre sú vybrané zo skupiny obsahujúcej najmenej jedno z nasledujúcich: signály EDS pre horčík, hliník, zinokSK 147-2020 A3 a vápnik, farebné parametre, ΔΕ, odrazivosť a ich kombináciu.
- 17. Aparatúra podľa nároku 12, vyznačujúca sa tým, že súprava nástrojov je konfigurovaná na tieto úkony: použitie najmenej jednej z možností podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie pórovitého materiálu pomocou vodného roztoku indikátora pH, pričom najmenej jedna z 5 možností podkritickej nemigračnej alebo submigračnej cyklickej impregnácie ďalej zahŕňa nanesenie aerosólu roztoku indikátora pH na povrch základnej meranej oblasti a makroskopickej vzorky a použitie kolorimetrickej kontroly podkritickej a najmenej jednej z možností nemigračnej a submigračnej cyklickej impregnácie meraním optických parametrov charakteristických pre pH na dvoch rôznych miestach vzorky na meranie, kontrolu a elimináciu migrácie zásad, kyselín distribúcie pH, výhodne s použitím aparatúry podľa nárokov 10 5 - 9 počas podkritického času ts a použitím podkritického množstva naneseného vodného roztoku v jednom cykle ms, s následným vysušením materiálu.
- 18. Aparatúra podľa nároku 12, vyznačujúca sa tým, že pre optické parametre charakteristické pre pH sa uskutoční najmenej jedna z možností charakterizácie a merania s použitím najmenej jednej z techník rastrovacej elektrónovej mikroskopie/energiovo-disperznej róntgenovej spektroskopie (SEM/EDS) 15 a rastrovacej elektrónovej mikroskopie/vlnovo-disperznej spektroskopie (SEM/WDS).13 výkresov
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2018/053927 WO2019229504A1 (en) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Ph distribution measurement in a porous material microstructure method and apparatus |
| WOPCT/IB2018/053927 | 2018-06-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK1472020A3 true SK1472020A3 (sk) | 2021-11-10 |
Family
ID=68698756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1472020A SK1472020A3 (sk) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Metóda a aparatúra na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2020735A3 (sk) |
| SK (1) | SK1472020A3 (sk) |
| WO (1) | WO2019229504A1 (sk) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114487116B (zh) * | 2022-01-21 | 2023-06-23 | 西北工业大学 | 一种多孔材料声学性能测试系统及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SK287856B6 (sk) * | 2008-06-09 | 2012-01-04 | Gabriela Katuscakova | Method of modification of documents, especially paper documents, books, archive documents and others sheet materials |
| JP2011185843A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Fujifilm Corp | 蛍光寿命を利用した細胞内のｐＨイメージング方法とその装置 |
| JP6300679B2 (ja) * | 2014-08-01 | 2018-03-28 | パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 | ｐＨ判定装置、ｐＨ判定方法およびｐＨ判定プログラム |
| US20180209911A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Svetozar Katuscak | Ph distribution measurement in a porous material micro-structure method and apparatus |
-
2018
- 2018-06-01 CZ CZ2020735A patent/CZ2020735A3/cs unknown
- 2018-06-01 SK SK1472020A patent/SK1472020A3/sk unknown
- 2018-06-01 WO PCT/IB2018/053927 patent/WO2019229504A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019229504A1 (en) | 2019-12-05 |
| CZ2020735A3 (cs) | 2021-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Garside et al. | Conservation science: heritage materials | |
| Kolar et al. | Historical iron gall ink containing documents—properties affecting their condition | |
| Zervos et al. | Methodology and criteria for the evaluation of paper conservation interventions: a literature review | |
| DE19949029C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung einer Kulturflüssigkeit | |
| Johansson | Monitoring fibre surfaces with XPS in papermaking processes | |
| DE102015221697B3 (de) | Anordnung zur Bestimmung der Oberflächenbeschaffenheit von Bauteiloberflächen | |
| Nejad et al. | Exterior wood coatings. Part-2: modeling correlation between coating properties and their weathering performance | |
| EP3435027A1 (de) | Konfokalmikroskop zur schichtdickenmessung und mikroskopieverfahren zur schichtdickenmessung | |
| Völkel et al. | Combining phytate treatment and nanocellulose stabilization for mitigating iron gall ink damage in historic papers | |
| EP3374755B1 (de) | Lichtmikroskop und verfahren zum bestimmen einer wellenlängenabhängigen brechzahl eines probenmediums | |
| Conti et al. | Contrasting confocal with defocusing microscale spatially offset Raman spectroscopy | |
| SK1472020A3 (sk) | Metóda a aparatúra na meranie distribúcie pH v mikroštruktúre pórovitého materiálu | |
| Angibaud et al. | A simple tissue clearing method for increasing the depth penetration of STED microscopy of fixed brain slices | |
| Luke et al. | Measuring and modelling optical scattering and the colour quality of white pierid butterfly scales. | |
| EP1134579A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur photothermischen Analyse einer Materialschicht, insbesondere zur Schichtdickenmessung | |
| DE102008041825A1 (de) | Zerstörungsfreies Prüfverfahren des Aushärtungs- oder Trocknungsgrades von Farben und Lacken | |
| US20180209911A1 (en) | Ph distribution measurement in a porous material micro-structure method and apparatus | |
| DE112011101562T5 (de) | Erfassen von Wärmekapazitätsänderungen aufgrund von Oberflächen-inkonsistenzen unter Verwendung von Spektralbereichen hoher Absorption im mittleren IR | |
| WO2014118154A1 (de) | Prüfverfahren und prüfvorrichtung für oberflächen | |
| Vajová et al. | Determination of pH distribution through pH-related properties in deacidified model paper | |
| DE102015200648A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung des Vernetzungsgrads einer Polyethylenverbindung | |
| Vyörykkä et al. | Confocal Raman microscopy: A non destructive method to analyze depth profiles of coated and printed papers | |
| DE102012106867A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur resonator-verstärkten optischen Absorptionsmessung an Proben mit kleinem Absorptionswirkungsquerschnitt | |
| Balbas et al. | Non-invasive stratigraphic analyzes of gelatine-based modern painting materials with linear and nonlinear optical methods | |
| DE102008047467A1 (de) | Messverfahren zur Beurteilung der Verunreinigung von fluiden Medien und Messzelle hierfür |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FB9A | Suspension of patent application procedure |