Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения бумаги с биоцидными свойствами

Классы МПК:D21H21/36 биоциды, например фунгициды, бактерициды, инсектициды
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):Закрытое акционерное общество "Институт прикладной нанотехнологии" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-03-14
публикация патента:

Изобретение относится к технологическим процессам производства целлюлозосодержащих материалов, а именно бумаги, обладающей биоцидными свойствами и предназначенной для широкого применения, в том числе, печатной бумаги, ценных бумаг и бумаги санитарно-гигиенического назначения. Осуществляют подготовку бумажной массы. Перед отливом бумажного полотна в бумажную массу вводят биоцид. В качестве биоцида используют выдержанный в течение 4-24 час гидрозоль, содержащий 4,0-10,0 мас.% промодифицированного ионами Ag+ или/и Cu2+ бентонитового порошка, в котором доля серебра или/и меди составляет 2,0-8,0 мас.%. На воздушно-сухое волокно бумажной массы используют 0,2-1,8 мас.% указанного бентонитового порошка. При реализации способа обеспечивается расширение спектра и эффективность пролонгированного действия антибактериальных и антигрибковых свойств получаемой бумаги при низкой затратной части биоцида, используемого в технологическом процессе производства бумаги. 3 з.п. ф-лы.

Заявляемое техническое решение относится к технологическим процессам производства целлюлозосодержащих материалов - бумаги, обладающей биоцидными свойствами и предназначенной для широкого применения, в том числе, в качестве печатной бумаги, ценных бумаг и бумаги санитарно-гигиенического назначения, особенно для тех случаев, когда изделия из бумаги находятся в контакте с кожными покровами и к ним предъявляются высокие требования по стерильности и токсичности.

Известны различные технологические процессы для получения бумаги с биоцидными свойствами, которые основаны на введении в бумажную массу биоцидных добавок, в частности:

мышьяксодержащих отходов меде- и кобальтоплавильного производства в растворе серной кислоты с последующим осаждением высокотоксичных арсенатов на волокнах сульфатом алюминия. Однако данный технологический процесс из-за высокой токсичности соединений мышьяка исключает возможность производства бумаги санитарно-гигиенического назначения, исключается возможность повторной переработки мышьяксодержащей макулатуры, ухудшается экологическая безопасность производства в целом;

путем введения в суспензию волокнистого полуфабриката, например, на основе небеленой сульфатной целлюлозы полидиметилдиаламмоний хлорида, который предварительно обрабатывают кислотным агентом, при этом в качестве кислотного агента предпочтительно используют сульфат алюминия, или серную кислоту, или соляную кислоту.

Именно смешивание полидиметилдиаламмоний хлорида с кислотным агентом до достижения значения рН смеси в пределах 0-4 перед введением его в суспензию волокнистого полуфабриката увеличивает степень диссоциации четвертичных аммониевых групп полидиметилдиаламмоний хлорида, что способствует улучшению биоцидного действия бумаги (см. патент RU № 2026914, D21H 21/36).

Однако использование в технологическом процессе бумажного производства дополнительных агрессивных кислотных агентов может привести к нарушению их предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны, что ухудшает санитарно-гигиенические нормы производственного процесса.

Аналогичный недостаток имеет и известный способ получения антибактериальной бумаги, заключающийся в обработке макулатурной массы или композиционного материала, содержащего небеленую лиственную и хвойную целлюлозы, перманганатом калия при расходе 0,1-0,5% от массы абсолютно сухой целлюлозы в кислой среде при расходе серной кислоты 3,1-18,6% и температуре 20-40°С до полного поглощения реагента (см. патент RU № 2266994, D21H 21/36).

При введении в бумажную массу модифицированного поли-N-2-гидроксипропил-гексаметиленгуанидином картофельного крахмала усложняется технологический процесс получения бактерицидной бумаги из-за использования в нем легколетучих компонентов (ацетона и спирта). Бактерицидная активность получаемой бумаги недостаточно высока (см. патент RU № 2083601, D21Н 17/29, 1997).

Вместе с тем известно использование в различных отраслях промышленности биоцидного действия серебросодержащих технологических добавок, в том числе и в технологических процессах получения бумаги с антибактериальными свойствами (см. патент JP 3413150 В2 (2001271293 A), D21H 21/36, публ. 03.06.03, заявитель Nicca Chemical Co). Данное техническое решение предназначено для изготовления бактерицидного воздушного фильтра на основе связующего и волокон стекловолокна, влажная основа которых пропитывается смесью, содержащей фунгицид, например тиабендазол, и неорганический порошок с 0,1-5,0 мас.% оксида серебра (Ag2O).

Однако физико-химические свойства используемого в получаемой композиции Ag2 O приводят к изменению оптических свойств связующих с приданием им темно-коричневатых оттенков, что допустимо для изготовления бумажных фильтров на основе указанного бактерицида и исключает возможность использования последнего при изготовлении из макулатурной массы или композиционного материала, содержащего лиственную и хвойную целлюлозы, печатной бумаги, ценных бумаг и бумаги санитарно-гигиенического назначения.

Из данного технологического процесса также следует, что получение бумаги с антибактериальными свойствами обеспечено при пропитке указанным выше бактерицидом влажной основы бумажной композиции (связующее со стекловолокном), что технологически неэффективно для производства печатной бумаги, характеризующейся иными физико-механическими свойствами по плотности, пористости, оптическим параметрам.

Из данного технологического процесса также следует, что используемый в биоциде оксид серебра, по сути, является порошкообразным компонентом, а следовательно, введение его в коллоидные системы, характерные для бумажных масс по изготовлению печатной продукции, приведет к увеличению затрат, к снижению эффективности биоцидных свойств получаемой бумажной продукции.

В качестве ближайшего аналога заявляемого технического решения по совокупности технологических приемов и последовательности их выполнения выбран способ получения бумаги с биоцидными свойствами, заключающийся в приготовлении бумажной массы, в введении биоцида в бумажную массу перед отливом бумажного полотна (см. патент RU № 2079594, D21H 21/36, публ. 1997 г).

В данном техническом решении в качестве биоцида используют полигексаметиленгуанидинфосфат в количестве 1,5-2,5% к массе воздушного волокна. Используемый биоцид относится к высокомолекулярным водорастворимым полимерам линейно-циклической структуры, используемых, в том числе, в качестве флокулянта, с учетом этих особенностей увеличивается затратная часть по использованию данного препарата для водной системы бумажной массы.

Из представленных в данном патенте сведений следует, что биоцидные свойства бумаги обеспечиваются только в отношении устойчивости к плесневым грибам, что свидетельствует об ограничении спектра технологических возможностей используемого биоцида для получения бумаги.

Задачей заявляемого технического решения являлась разработка способа получения бумаги с биоцидными свойствами, обеспечивающего технический результат по расширению спектра биоцидных свойств бумаги при низкой затратной части биоцида, используемого в технологическом процессе производства бумаги.

Задача заявляемого технического решения состояла в разработке способа получения бумаги с биоцидными свойствами, обеспечивающей эффективность пролонгирующего действия антибактериальных и антигрибковых свойств получаемой бумаги и синергетическую совместимость используемого биоцида с традиционными технологическими добавками и наполнителями технологического процесса изготовления бумаги.

Для реализации поставленной технической задачи предложен способ получения бумаги с биоцидными свойствами, заключающийся в приготовлении бумажной массы, в введении биоцида в бумажную массу перед отливом бумажного полотна, в котором согласно заявляемому техническому решению в качестве биоцида используют выдержанный в течение 4-24 ч гидрозоль, содержащий 4.0-10.0 мас.% промодифицированного ионами Ag+ или/и Cu2+ бентонитового порошка, в котором доля серебра или/и меди составляет 2.0-8.0 мас.%, при этом на воздушно-сухое волокно бумажной массы используют 0.2-1.8 мас.% указанного бентонитового порошка.

Согласно заявляемому техническому решению для получения гидрозоля используют промодифицированный бентонитовый порошок с размером частиц не более 150 нм.

Согласно заявляемому техническому решению для получения гидрозоля используют смесь промодифицированных ионами Ag+ и Cu2+ бентонитовых порошков с содержанием в них серебра и меди по 2-6 мас.% и при соотношении их в смеси соответственно, как 1÷(0,3-0,5).

Согласно заявляемому техническому решению для получения гидрозоля используют воду, предпочтительно деионизированную.

При реализации заявляемого технического решения при технологическом процессе изготовления целлюлозосодержащих материалов с использованием в качестве биоцида гидрозоля, содержащего указанный промодифицированный бентонитовый порошок, изготовленная бумажная продукция, в том числе санитарно-гигиенического назначения, имеет явно выраженные антибактериальные и антигрибковые свойства в отношении широкого спектра бактериальных колоний и плесневых грибов, что объясняется наличием ионов Ag+ или Cu2+ как на внешних поверхностях, так и в межпакетном пространстве ячеек кристаллов промодифицированного бентонита, улучшаются потребительские качества полученных целлюлозосодержащих материалов.

При реализации заявляемого технического решения благодаря технологическому процессу изготовления целлюлозосодержащих материалов (бумаги) с использованием указанного выше биоцида снижается затратная часть по использованию в последнем такого благородного металла как серебро, что объясняется получением промодифированного минералогического продукта путем реакций ионного замещения катионов одних металлов (Na+, K+) на катионы металла-заместителя (Ag+).

Благодаря использованию в указанном выше промодифицированном бентонитовом порошке ионных форм металлов Ag+ или/и Cu2+ оптические свойства получаемого при реализации заявляемого технического решения целлюлозосодержащего материала соответствуют требованиям изготовления печатной бумаги по белизне.

При реализации заявляемого технического решения благодаря использованию при изготовлении бумаги гидрозоля с указанной выше смесью промодифицированных бентонитовых порошков обеспечивается изготовление бумаги с широким спектром биоцидных свойств за счет использования в указанном биоциде металлов-синергистов, каждому из которых традиционно свойственны антибактериальные, антигрибковые свойства, что существенно при применении их в продукции санитарно-гигиенического назначения, предназначенной для контактного использования с кожными покровами.

Использование для реализации заявляемого технического решения гидрозоля, содержащего указанный выше промодифицированный ионами Ag+ или/и ионами Cu2+ бентонитовый порошок, улучшает технологический процесс распределения названного биоцида в бумажной массе перед ее отливом, уменьшается затратная часть по использованию биоцида.

Использование для реализации заявляемого технического решения биоцида в виде выдержанного в течение 4-24 ч гидрозоля, содержащего указанное выше количество промодифицированного ионами Ag+ или/и Cu2+ бентонитового порошка, обеспечивает равномерность распределения частиц модифицированного бентонитового порошка в водной среде, что улучшает последующий ввод и распределение используемого биоцида при изготовлении бумажной массы.

Традиционное использование в составе бумажной массы на основе макулатуры лиственной и хвойной целлюлозы различных технологических добавок и наполнителей, в том числе каолиновых и бентонитовых глин (см. например, ЕР 1662045 А1, D21H 17/68, публ. 31.05.06; WO 2006063682 А2, D21H 21/02, публ. 22.06.06; патент US 4749444, D21H 21/10), для улучшения физико-химических свойств получаемых целлюлозосодержащих материалов - бумаги свидетельствует о синергетической совместимости используемого по заявляемому техническому решению биоцида с бумажной массой.

При реализации заявляемого технического решения по изготовлению целлюлозосодержаших материалов (бумаги) с использованием указанного выше биоцида обеспечивается пролонгирующее действие биоцидных свойств получаемой бумажной продукции, что объясняется заданными по изобретению размерами частиц промодифицированного бентонитового порошка, свидетельствующими о их высокой удельной поверхности, а следовательно, о значительной концентрации ионов металлов-заместителей (Ag+, Cu 2+) на поверхностях и в межпакетном пространстве ячеек кристаллов, которые дозированно высвобождаются при контакте с биоматериалами.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений с совокупностью признаков, соответствующих заявляемому техническому решению и реализующих выше описанный результат, по эффективности антибактериальных, антигрибковых свойств получаемой бумаги.

Приведенный анализ известного уровня техники свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения «новизна», «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение промышленно реализуемо при технологических процессах производства бумажной продукции, обладающей биоцидными свойствами и предназначенной для широкого применения, в том числе, в качестве печатной бумаги, ценных бумаг и бумаги санитарно-гигиенического назначения.

При реализации изобретения используют следующие сырьевые компоненты:

традиционные для бумажного производства компоненты: мел, клей канифольный, крахмал, предпочтительно кукурузный;

модифицированный ионами Ag+ бентонитовый порошок с размером частиц не более 150 нм, содержащий не менее 2 мас.% серебра, цвет светло-серый, согласно ТУ 1794-001-99699175-2007, разработчик ЗАО «Институт прикладной нанотехнологии».

Технологический процесс получения промодифицированного ионами Ag+ или ионами Cu2+ бентонитового порошка описан в техническом решении по патенту RU (заявка № 2006141279/15 «Способ получения антимикробного препарата», приоритет от 22.11.2006 г., решение о выдаче патента 30.11.2007 г., Патентообладатель - ЗАО «Институт прикладной нанотехнологии»).

В соответствии с данным техническим решением при изготовлении биоцидных (антимикробных) препаратов используют бентонит предпочтительно Саригюхского месторождения (Армения), относящийся к щелочным бентонитам, в которых содержание монтмориллонита (бентонит Na-формы) 75-85 мас.%, что является наиболее предпочтительным для реализации технологического процесса получения антимикробного (биоцидного) препарата.

При использовании указанного минералогического сырья осуществляется активация (обогащение) поверхностных слоев и межпакетного пространства ячеек кристаллов монтмориллонита ионами Na+, а затем после промывки, фильтрования, сушки полученного полуфабриката его модифицикация растворами неорганических солей металлов соответственно нитрата серебра или сульфата меди, и в результате реакций ионного замещения катионы металла (Na+) частично замещаются на катионы металла-заместителя (Ag+ или Cu2+), затем осуществляют очистку промодифицированного продукта, фильтрацию, сушку и измельчение.

Полученные в соответствии с известным техническим решением антимикробные препараты были проанализированы для определения в них мас.% содержания серебра, меди с применением для этих целей широко используемого в экспериментальных биохимических, санитарно-гигиенических и др. исследованиях метода количественного анализа, основанного на измерении объема или массы реагента, требующегося для реакции с исследуемым веществом, - титриметрического анализа.

Титриметрический анализ по определению количества серебра и меди в полученных в соответствии с известным техническим решением образцах промодифицированного бентонитового порошка осуществлялся с использованием индикаторов, фиксирующих точку эквивалентности титрования.

Так, в частности, при проведении титриметрического анализа по определению в исследуемых образцах промодифицированного бентонитового порошка с размерностью частиц не более 150 нм (получены по известному способу, заявка № 2006141279/15) мас.% содержания серебра были использованы в качестве реагентов разложения исследуемых образцов смесь серной и азотной кислот, в качестве раствора титранта - раствор роданида аммония (или калия), в качестве индикатора - раствор железоаммонийных квасцов.

В результате проведенных исследований было установлено, что исследуемые образцы промодифицированного бентонитового порошка, полученные в соответствии с известным изобретением, в зависимости от исходного сырьевого продукта, количества активирующих и модифицирующих реагентов, содержат от 2 до 8 мас.% серебра или меди.

Указанное мас.% содержание серебра или меди в промодифицированном бентонитовом порошке оптимально. Увеличение мас.% содержания серебра или меди в промодифицированном бентонитовом порошке приводит к возрастанию затратной части на его изготовление, снижает устойчивость получаемого гидрозоля вследствие ухудшения физико-химических характеристик (дисперсность, плотность частиц) получаемого промодифицированного продукта. При уменьшении мас.% содержания названных компонентов в промодифицированном бентонитовом порошке снижается антибактериальная активность получаемой по заявляемому изобретению бумажной продукции.

Промодифицированный ионами серебра и меди бентонитовый порошок в количестве 4-10 мас.% вводят в воду, предпочтительно деионизированную, выдерживают в течение 4-24 ч для образования устойчивой дисперсионной системы гидрозоля.

При уменьшении мас.% содержания промодифицированного бентонитового порошка в названном полярном растворителе происходит выпадение в осадок части указанного порошка, что приводит к ухудшению антибактериальных свойств получаемой бумажной продукции. При увеличении мас.% содержания названного бентонитового порошка в полярном растворителе повышается плотность дисперсионной системы, при этом ухудшается равномерность распределения гидрозоля в бумажной массе и нарушаются физико-механические свойства по плотности формируемых бумажных листов.

Уменьшение времени выдержки при изготовлении гидрозоля приводит к снижению его устойчивости, а увеличение времени выдержки приводит к повышению затратной части.

Заданные по изобретению размеры частиц указанного бентонитового порошка оптимальны как по затратной части при его получении, так и по устойчивости получаемого гидрозоля.

Заданное по изобретению мас.% содержание промодифицированного ионами Ag+ или Cu2+ бентонитового порошка на воздушно-сухое волокно бумажной массы эффективно по антибактериальной, антигрибковой защите получаемой бумажной продукции и ее потребительских качеств.

При увеличении мас.% содержания промодифицированного бентонитового порошка на воздушно-сухое волокно бумажной массы увеличивается затратная часть по получению указанной продукции, ухудшаются ее потребительские свойства, преимущественно по оптическим показателям при эксплуатации, а уменьшение мас.% содержания названного порошка на воздушно-сухое волокно бумажной массы приводит к ухудшению пролонгирующего действия антибактериальных, антигрибковых свойств получаемой бумажной продукции.

Заданное по изобретению соотношение по получению гидрозоля на основе смеси указанных промодифицированных бентонитовых порошков оптимально по условиям получения бумажной продукции по затратной части и эффективности антибактериальной активности пролонгирующего действия.

Таким образом, реализация заявляемого изобретения при изменении используемых компонентов, технологических приемов и режимов его реализации, заданного весового соотношения компонентов приведет к ухудшению эксплуатационных свойств изготавливаемой по изобретению бумажной продукции или к удорожанию процесса ее получения.

Реализация изобретения поясняется следующими конкретными примерами его выполнения.

Пример 1.

Промодифицированный ионами Ag+ бентонитовый порошок с размером частиц 100-150 нм при 2 мас.% содержании в нем серебра в количестве 0,0107 г вводят в 0,134 мл деионизированной воды. При заданном расходе воды и названного бентонитового порошка концентрация последнего в указанном полярном растворителе составляет ориентировочно 8,0 мас.%. Производят выдержку бентонитового порошка в указанном полярном растворителе в течение 10 ч, получают гидрозоль.

Из предварительно подготовленного (измельченного, отбеленного) воздушно-сухого волокна-макулатуры в количестве 5,35 г получают бумажную массу с вязкостью 22,4 сПз, в которую компаундируют полученный гидрозоль, затем производят отлив на сеточное устройство полуфабриката бумажной массы с введенным в нее гидрозолем. При последующих технологических операциях происходит обезвоживание, сушка и охлаждение бумажного листа, выход готового бумажного изделия - 90,99%. Получен готовый лист бумаги - бумага печатная со стандартизированной плотностью 80 г/м2 . Белизна 78,7%.

Пример 2.

Изготовлены листы бумаги - бумага печатная со стандартизированной плотностью 80 г/м2, изготовление которой осуществлено в соответствии с примером 1 при использовании гидрозоля, содержащего промодифицированный ионами Cu2+ бентонитовый порошок с содержанием меди 4 мас.%. Выход готового бумажного изделия - 90,99%. Белизна 80,5%.

Пример 3.

Из промодифицированного бентонитового порошка, содержащего 5 мас.% серебра, размер частиц не более 100 нм (частицы размером 100 нм -70 мас.%, остальные менее 100 нм), при расходе 0, 074 г на 0, 74 мл деионизированной воды приготавливают гидрозоль, время выдержки - 20 час. Количественный расход промодифицированного бентонитового порошка с указанным содержанием серебра ориентировочно 1,0 мас.% на указанную ниже воздушно-сухую смесь волокнистых составляющих.

Для приготовления бумажной массы используют смесь волокнистых составляющих: древесная мука:макулатура, как 1:1, степень помола 50 ШР - 70 мас.%; канифольный клей - 1,5 мас.%; мел - 0,02 мас.%; крахмальный клейстер (при соотношении крахмал сухой:вода, как 10:1) - 5 мас.%; вода - остальное. Расчет ведут по используемой рецептуре с получением 10,66 г бумажной массы.

Дальнейший процесс ведут в соответствии с примером 1, при этом для отлива бумажной массы используют сеточное устройство с вакуум камерой.

Выход готового бумажного изделия - 74,77% (формат изделия 0,15×1,43 (м)). Получена бумага со стандартизированной плотностью 40 г/м2. Полученная бумага может быть использована для изготовления изделий санитарно-бытового назначения: туалетной бумаги, полотенец, салфеток.

Пример 4.

Промодифицированный ионами Ag+ бентонитовый порошок в количестве 0,0546 г и с размером частиц 100-150 нм при 3 мас.% содержании в нем серебра и промодифицированный ионами Cu 2+ бентонитовый порошок в количестве 0,0234 г и с размером частиц 100-150 нм при 3 мас.% содержании в нем меди вводят в 0,78 мл деионизированной воды.

Заданное количество указанных промодифицированных бентонитовых порошков соответствует соотношению: 1 ч. (спромодифицированного ионами серебра бентонитового порошка): 0,3 ч. (спромодифицированного ионами меди бентонитового порошка).

При заданном расходе воды и названной смеси бентонитовых порошков концентрация их в указанном полярном растворителе составляет ориентировочно 10,0 мас.%. Производят выдержку бентонитового порошка в указанном полярном растворителе в течение 24 часов, получают гидрозоль.

Для приготовления бумажной массы используют волокнистую составляющую - макулатура, степень помола 50 ШР - 70 мас.%; канифольный клей - 3,5 мас.%; каолин - 8 мас.%; крахмальный клейстер (при соотношении крахмал сухой: вода, как 10:1) - 5 мас.%; вода - остальное. Расчет ведут по используемой рецептуре с получением - 7,5 г бумажной массы.

Дальнейший процесс ведут в соответствии с примером 1. Выход готового бумажного изделия - 75,02% (площадь изделия - 0,0627 м2).

Полученная бумага массой 100 г/м2 может быть использована для изготовления бумажной упаковки.

Пример 5 - контрольный.

Из предварительно подготовленного (измельченного, отбеленного) воздушно-сухого волокна-макулатуры в количестве 5,35 г получают бумажную массу с вязкостью 22,4 сПз, производят отлив полуфабриката бумажной массы на сеточное устройство. При последующих технологических операциях происходит обезвоживание, сушка и охлаждение бумажного листа, выход готового бумажного изделия - 90,99%. Белизна - 78,5%

Оценка белизны в примерах 1, 2, 5 осуществлялась по методике ГОСТА 30113-94 с использованием спектрометра Спекол-10.

Полученные результаты по оценке белизны, полученной по примерам 1, 2, 5, бумажной продукции свидетельствуют, что используемый по заявляемому изобретению биоцид не влияет на изменение оптических характеристик получаемой бумажной продукции. Полученная по указанным примерам бумага печатная соответствует требованиям изготовления бумаги марки В (бумага печатная) по ГОСТу 2 1444-75.

По результатам исследований также установлено, что при получении бумаги по примеру 2 используемый биоцид (промодифицированный ионами Cu2+ бентонитовый порошок) благоприятно воздействует на оптические характеристики получаемой бумаги.

Из полученной по указанным примерам бумажной продукции были нарезаны образцы размером 5×5 (см), которые подвергались оценочным испытаниям с использованием Инструкции «Контроль стерильности перевязочных материалов» РД64-051-87.

С учетом изложенной в Инструкции методике испытания проводились в стерильных условиях с использованием простерилизованного оборудования и материалов. Известная методика контроля стерильности относится к стандартным способам определения микроорганизмов на различных поверхностях.

В соответствии с Инструкцией для испытаний были использованы:

стерилизованная дистиллированная вода;

мембранные фильтры с размерами пор 0,22/0,45 мкм;

чашки Петри с сухими агаризованными средами, в частности декстрозный агар Сабуро (Sabouraud Dextrose Medium) для подсчета грибов и плесеней; Триптон - соевый агар (Soyabean Casein Digest Medium) для подсчета общего числа микроорганизмов; среда Чапмена - Стоуна (Chapman Stone Medium) для выделения и подсчета стафилококков; среда ECO (ECO Medium) для выделения и подсчета кишечной палочки и других колиформных микроорганизмов.

При проведении исследований в чашки Петри с сухой средой добавляли 2-2,5 мл стерильной дистиллированной воды для восстановления.

Испытания проводились в течение 12 дней при комнатной температуре и в течение 2- 5 дней при температуре культивирования 35°-37°С, что при указанных параметрах инкубирования приводит к резкому росту различных микроорганизмов, грибов и плесени.

При испытаниях каждый исследуемый образец бумаги замачивался в емкостях со стерилизованной дистиллированной водой, которые затем закрывали крышками, образцы выдерживали в течение 24 ч в обычных условиях при комнатной температуре. Полученные после выдержки в них бумажных образцов смывы профильтровывали через мембранные фильтры с последующим размещением их (рабочей поверхностью вверх) на поверхность восстановленной питательной среды в чашках Петри.

Наличие колоний и их морфологические характеристики оценивались путем сравнительного анализа цветов исследуемой поверхности фильтра с исходным цветом используемого агара.

Используемые для исследований питательные среды имеют исходный цвет кремовый, а при наличии бактериальных колоний, плесени и грибов - бесцветный.

Для сравнительного анализа рабочие поверхности мембранных фильтров (каждый из которых обработан соответствующим смывом исследуемого образца бумаги) подвергались микроскопическому исследованию для подсчета на них количества бактериальных колоний, плесени и грибов.

В результате проведенных исследований установлено:

сохранение после 12 дней испытаний при комнатной температуре исходного цвета питательных сред чашек Петри при размещении в них мембранных фильтров, обработанных смывами, соответствующих исследуемым образцами бумаги по примерам 1-4;

сохранение после 5 дней испытаний при температуре 35-37°С исходного цвета питательных сред чашек Петри при размещении в них мембранных фильтров, обработанных смывами, соответствующих исследуемым образцам бумаги по примерам 1-4. Данный метод исследования свидетельствует о пролонгированном действии используемого биоцида для получения по заявляемому изобретению бумаги с биоцидными свойствами;

изменение после 12 дней испытаний при комнатной температуре цветовой окраски питательных сред чашек Петри при размещении в них мембранных фильтров, обработанных смывом, соответствующего исследуемому образцу бумаги по примеру 5. Данные испытания свидетельствуют о росте колоний бактерий, соответственно стафилококков, кишечной палочки и других колиформных микроорганизмов, о наличии плесневых грибов на поверхностях бумаги, изготовленной в соответствии с примером 5.

При проведении сравнительных микроскопических исследований по подсчету количества бактериальных колоний, плесени и грибов на рабочих поверхностях мембранных фильтров, обработанных соответствующими смывами, установлено:

отсутствие колоний бактерий, соответственно стафилококков, кишечной палочки и других колиформных микроорганизмов на рабочих поверхностях мембранных фильтров, обработанных смывами, соответствующих исследуемым образцам бумаги по примерам 1-4.

Таким образом, проведенные исследования в целом подтверждают высокие антибактериальные свойства пролонгированного действия при реализации заявляемого изобретения в технологическом процессе получения бумаги различного назначения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения бумаги с биоцидными свойствами, заключающийся в приготовлении бумажной массы, в введении биоцида в бумажную массу перед отливом бумажного полотна, отличающийся тем, что в качестве биоцида используют выдержанный в течение 4-24 ч гидрозоль, содержащий 4,0-10,0 мас.% промодифицированного ионами Ag + или/и Cu2+ бентонитового порошка, в котором доля серебра или/и меди составляет 2,0-8,0 мас.%, при этом на воздушно-сухое волокно бумажной массы используют 0,2-1,8 мас.% указанного бентонитового порошка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения гидрозоля используют промодифицированный бентонитовый порошок с размерностью частиц не более 150 нм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения гидрозоля используют смесь промодифицированных ионами Ag+ и Cu2+ бентонитовых порошков с содержанием в них серебра и меди по 2-6 мас.% и при соотношении их в смеси соответственно как 1÷(0,3-0,5).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения гидрозоля используют воду предпочтительно деионизированную.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2361029

patent-2361029.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D21H21/36 биоциды, например фунгициды, бактерициды, инсектициды


Наверх