Zuur papier
Bijna iedereen heeft wel eens horen spreken van de zuurheid van papier, door de Amerikanen "slow fire" genoemd, die verraderlijke en onomkeerbare schade veroorzaakt aan de dokumenten en de boeken van onze bibliotheken. Bijna alle papieren vervaardigd sinds 1850 zijn het meest bedreigd, maar zij zijn niet de enige.
Sinds het midden van de XIXde eeuw verandert de papierfabricage sterk door de mechanisatie en het massagebruik van pulp op basis van hout. Tot dan werd papier hoofdzakelijk met de hand en met pulp uit linnen- of vlaslompen vervaardigd. Lompen uit katoen zijn in Europa alleen na 1800 te vinden. Houtvezels worden ofwel mechanisch verkregen (raspen van rondhout) ofwel chemisch (koken met chemische reagentia). Papier uit mechanische pulp bevat een grote hoeveelheid lignine die een onstabiele verbinding is.
In de loop der tijden veranderde ook de inlijmtechniek. In het begin was het inlijmen van papier een apart procédé, namelijk het onderdompelen van het blad in gelatine, een dierlijke lijm. Alleen de oppervlakte van het papier was dus gelijmd. Vanaf ongeveer 1830 werden alle vezels met lijm doordrongen dankzij het inlijmen van het papier "in de kuip" door middel van aluin/colofonium. Papier dat met dit procédé ingelijmd werd is vaak van slechtere kwaliteit.
Voor wat de degradatie van papier betreft wordt het effect van aluin misschien te vaak overschat ten nadele van lignine. De vezelsamenstelling is zéér belangrijk inzake conservering van papier.
Ter herinnering: sinds het midden van de XVIIde eeuw werd aluin toegevoegd aan de gelatinelijm. Lompenpapier ingelijmd met gelatine of met aluin/colofonium kan zuur zijn maar in perfekte fysische toestand omdat de linnen-, vlas- of katoenvezels bijna uitsluitend uit cellulose bestaan. Deze vezels zijn langer en steviger dan houtvezels. Het inlijmen is waarschijnlijk de oorzaak van zuurheid. Wat de degradatie van krantenpapier en andere papieren van lagere kwaliteit betreft zijn zeker lignine en andere bestanddelen verantwoordelijk voor hun degradatie. Het meest treffend voorbeeld is het krantenpapier dat zelfs na slechts enkele jaren al zuur en verbruind en zelfs bros ("brittle paper") wordt.
Hier dient de aandacht getrokken op het feit dat hedendaags alkalisch papier soms een zeker percentage lignine kan bevatten.
De bronnen van zuurheid in papier zijn de lignine en het inlijmen maar ook de aanwezigheid van metallische deeltjes of residu's van chemische behandelingen. Naast deze interne factoren moeten ook nog luchtverontreiniging en zure inkten vermeld worden.
Hoe kan men weten of een papier zuur is
Het is bijna onmogelijk te zeggen of een papier zuur is alleen maar door een visueel onderzoek. Ook is op het papier het resultaat van de ontzuring niet zo zichtbaar of opzienbarend als bij het wassen of het bleken. Verbruind en bros krantenpapier zal waarschijnlijk zuur zijn. Een met de hand beschreven blad papier waarin gaten te zien zijn in plaats van letters is ook waarschijnlijk zuur. Ook sommige drukinkten zijn ook bijtend. Met aluin/colofonium ingelijmd wit papier in goede staat kan ook zuur zijn.
Ter herinnering: de zuurheid van een stof wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van waterstofionen en wordt uitgedrukt door de pH, d.w.z. de concentratie van H+ ionen. pH-waarden verdelen zich over een schaal van 0 tot 14. Waarden lager dan 7 wijzen op zuurheid en waarden boven 7 op alkaliniteit. De waarde 7 wijst op neutraliteit.
De pH van papier kan door verscheidene methodes bepaald worden:
universele gekleurde indicatorpapieren geven een eerste informatie, zuur of niet.
gekleurde indicatorvloeistoffen, zoals chloor-fenolrood (geel voor pH 4,8 en purper voor pH 6,4), toegepast in microdruppeltjes. Ze laten een gekleurd vlekje na. De pH-indicatorpen, de Abbey pH pen, kan gemakkelijk een schatting geven van de pH van een papier of een karton: paars = alkalisch of neutraal en geel = zuur. Men brengt een klein vlekje aan en de kleur wordt nagegaan na verdroging.
een meer nauwkeurige waarde wordt door het gebruik van een pH-meter bekomen. Standaardmethodes worden regelmatig gebruikt in laboratoria: pH-waarde van een koud of warm extract van een bepaalde hoeveelheid papier in een bepaald volume gedestilleerd water. Deze twee methodes zijn nochtans vernielend: een papier monster wordt gebruikt en vernietigd. Een pH-meter met een gecombineerde elektrode met "flat head" kan een pH-meting op de oppervlakte van het papier uitvoeren.
Wat gedaan met zuur papier ?
Ontzuring neutraliseert de zuurheid van het papier, verwijdert zure stoffen en zorgt voor alkalische reserve. De leeftijd van het papier wordt zo verlengd. Bros papier kan door ontzuring niet steviger worden. Ontzuren is niet verstevigen.
Chemisch gezien manifesteert zich zuurheid eerst door het afbreken van de cellulosevezels. Zo worden de celluloseketens verkort, hetgeen door het meten van de polymerisatiegraad kan waargenomen worden.
Vervolgens treedt een mechanische degradatie van het papier in. Het meten van de vouwweerstand ("folding endurance") wordt gewoonlijk gebruikt om dit verlies aan mechanische weerstand te bepalen. De vouwweerstand kan ook de versteviging van behandeld papier meten.
Wordt elk zuur papier bros ? Analyses uitgevoerd op oude dokumenten hebben aangetoond dat de samenstelling van de vezels belangrijk is.
Als we zuur papier niet ontzuren omdat het nog in goede staat is nemen we het risico dat de chemische afbraak (lage pH, verminderende polymerisatiegraad, enz.) een fysisch-chemische afbraak wordt (verbruining) en uiteindelijk ook een mechanische afbraak wordt (vermindering van de trek- en vouwweerstand, bros en onhanteerbaar papier, enz.).
Volgens het soort dokument komen verschillende ontzuringsmethoden in aanmerking. In geval van losse bladeren die in het water mogen gedompeld worden (met onoplosbare inkten en tracés) mag een waterige ontzuring uitgevoerd worden door bv. een calciumhydroxyde- of een magnesium-bicarbonaatoplossing te gebruiken. Een dokument met oplosbare inkten mag natuurlijk het water niet in en moet in een niet-waterige oplossing behandeld worden op basis van bv. een solvent of alcohol. Zulke niet-waterige behandelingen worden door onderdompeling of door vaporisatie uitgevoerd. Kant en klare oplossingen worden in de handel verkocht zoals bv. het produkt Bookkeeper van de Amerikaanse maatschappij Preservation Technologies, inc.
Al deze niet-mechanische procédés kunnen het probleem van de zuurheid van boeken- en tijdschriftenverzamelingen niet oplossen. Massaontzuringsmethoden werden uitgewerkt om boekdelen te kunnen behandelen zonder ze te moeten ontbinden.
(Uitreksel van "La Route du Papier Info", n° 2, december 1994)
© La Route du Papier