Können Zeitungsbände von der Neschen-Entsäuerung profitieren?

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1 (Übersetzung aus Paper in Archives and Libraries, WPP 2003, ) Können Zeitungsbände von der Neschen-Entsäuerung profitieren? Tomasz Łojewski, Joanna Gucwa Chemische Fakultät, Jagiellonian Universität, Ingardena 3, Krakau, Polen Abstract Die Wirkung von Entsäuerung auf 12 Zeitungspapierproben wurde vor und nach künstlicher Alterung getestet und ausgewertet. Normale, wässrige Laborverfahren zur Papierbehandlung wurden mit den Ergebnissen verglichen, die mit dem Bückeburger Konservierungsverfahren unter Verwendung der mobilen Neschen C-900 Anlage erreicht wurden. Der Grad des Papierabbaus wurde mit Messungen zur Nullreißfestigkeit kontrolliert. Der Festigungseffekt wurde bei nicht-gealterten Proben, behandelt in der Neschen C-900, nicht beobachtet. Alle getesteten Entsäuerungsverfahren hatten vergleichbare Ergebnisse bei gealterten Proben. Einleitung Das Problem des Abbaus von saurem Papier ist speziell bei Zeitungssammlungen sehr alarmierend. Zeitungsaufzeichnungen sind Informationsquellen mit großem historischem Wert, aber ihre Existenz ist äußerst gefährdet, seit Zeitungen vorrangig auf Holzschliffpapier von geringster Qualität gedruckt wurden, was bis zum letzten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts der Fall war. Viele Bibliotheken greifen auf Mikroverfilmung und Digitalisierung zurück, um das Leben dieser Aufzeichnungen zu verlängern, aber beide Umformatierungstechniken haben große Nachteile. Vom Standpunkt des Lesers aus ist es der Kontaktverlust zum Original; vom Standpunkt der Bibliotheken ist es eine große finanzielle Last und der Beginn eines neuen Problems die Lebensdauer von Kopien auf Film oder CD-ROM. Entsäuerung ist auch heute noch eine zuverlässige Option für Bibliotheken und Archive, um die längere Benutzbarkeit von Papieraufzeichnungen sicherzustellen. In den letzten Jahrzehnten kamen einige Massenentsäuerungsverfahren auf den Markt. Kürzlich wurde von der Firma Neschen eine transportable Anlage entwickelt, welche vor Ort für die Entsäuerung und die Verfestigung von ungebundenen Papieroriginalen eingesetzt werden kann. Diese Studie, welche für Tygodnik Powszechny eine wichtige Polnische Wochenzeitung, die seit 1945 in Krakau veröffentlicht wird angefertigt wurde, stellt vorläufige Forschungsergebnisse vor. Ausgesuchte Proben wurden mit der Neschen C-900 Anlage (NE) oder mit einem der Standardverfahren, welche in Konservierungsseminaren angewendet werden, entsäuert [1]. Methodenbeschreibung Entsäuerung Drei Laborverfahren zur Papierentsäuerung oder -spülung wurden als Referenz zum Neschen- Verfahren ausgesucht. Spülung mit destilliertem Wasser Die Proben wurden einzeln in einem Bad mit zwei Litern destilliertem Wasser, im folgenden als aq. bezeichnet, bei 40 C gespült. Um die Effektivität der Extraktion von Säuren und Abbauprodukten zu erhöhen, wurde das Wasser vier Mal alle zehn Minuten gewechselt [2]. Danach wurde das Papier auf einem Trockengestell in einem Luftstrom bei ungefähr 40 C getrocknet.

2 Calciumhydroxid Vor der Entsäuerung wurden die Zeitungspapierproben in einem Bad aus destilliertem Wasser für 40 Minuten bei 40 C gespült. Danach wurden die Proben bei Zimmertemperatur für 30 Minuten in ein Bad mit einer neu angesetzten Calciumhydroxid-Lösung (Ca), 0,001 M, gelegt. Magnesiumbicarbonat Nach dem Spülen der Zeitungspapierproben in warmem, destillierten Wasser (40 Minuten, 40 C) wurden sie für 30 Minuten bei Zimmertemperatur in einer Magnesiumbicarbonat-Lösung (Mg), 0,04 M, getränkt. Diese Lösung wurde hergestellt durch Sättigen einer MgCO 3 Mg(OH) 2 xh 2 O Suspension mit CO 2 in kaltem, destilliertem Wasser über sechs Stunden. Die Lösung wurde vor der Verwendung gefiltert. Entsäuerung mit der Neschen C-900 Anlage Neschen C-900 ist eine kleine, vollautomatisierte Entsäuerungsanlage. Sie benutzt dasselbe Funktionsprinzip, wie die große Anlage (CoMa 3) der Neschen AG in deren Archivzentrum in Dahlwitz- Hoppegarten bei Berlin. Die Entsäuerung dauert nur 3,5 Minuten. Die Originalpapiere laufen durch ein Bad mit einer Lösung aus einem alkalischem Wirkstoff Mg(HCO 3 ) 2, Methylcellulose und Fixiermitteln (Rewin und Mesitol). Als nächsten Schritt durchlaufen die Dokumente einen Trocknungskanal, in dem sie vier Minuten durch warme Luft (50 C) getrocknet werden. Dieses Verfahren ist eine neue Modifikation des Bückeburger Konservierungsverfahrens, welches in Deutschland seit 1988 in verschiedenen Konfigurationen angewendet wird. Die Anlage C-900 kann mit einer Leistung von 400 Blatt pro Stunde Einzelblätter in A4-Format entsäuern. Auch größere Originale, wie Zeitungsblätter, können behandelt werden. Alterung Zwei Methoden zur künstlichen Alterung wurden angewendet: eine Standardmethode in einer Klimakammer und eine neue Methode in geschlossenen Röhren, wie kürzlich von ASTM/ISR vorgeschlagen [3]. Im ersten Fall wurden die Zeitungspapierproben für 42 Tage bei 90 C und 50 % relativer Luftfeuchte in eine Klimakammer gehängt (NEMA REDLINE NCC 0130). Im zweiten Fall wurden die Papierproben 14 Tage bei 90 C in versiegelten Kontes Hybridisierungsröhren (Gesamtvolumen ungefähr 150 ml) gealtert. Um eine konstante Feuchtigkeit während der Tests für die verschiedenen Proben zu gewährleisten, wurden die gealterten Proben unter kontrolliertem Klima (23 C, 50 % rel. Luftfeuchte) und in einem Verhältnis von 1 g trockenem Papier auf 36 ml Röhrenvolumen in den Röhren verschlossen. Vorher wurde das Papier gemäß TAPPI T-402 om-93 vorkonditioniert. Alle Arbeitsschritte wurden in einer Glove-Box, ausgestattet mit einem Feuchtkontrollsystem (Cole- Parmer), ausgeführt. Die Zeitdauer der künstlichen Alterung in der Klimakammer (42 Tage) wurde so gewählt, dass ein vergleichbarer Grad an Papierabbau gegenüber der Methode in den verschlossenen Röhren erreicht wurde (es wurden Tests an unbehandelten Proben durchgeführt). ph-messung Die Messungen wurden gemäß TAPPI T-529 om-88 mit einem ph-meter (HANNA Instr.), ausgestattet mit einer Flachkopf-Elektrode (WTW SenTIX Sur), durchgeführt. Reißfestigkeit Die Messungen zur Nullreißfestigkeit wurden mit Pulmac s Z-Span 1000 durchgeführt. Bei jeder getesteten Probe (2 x 9 cm) wurden 20 Messungen in Laufrichtung vorgenommen.

3 Probenauswahl Für die Tests zur künstlichen Alterung wurden 12 Ausgaben der Tygodnik Powszechny zwischen 1978 und 2000 (jeder zweite Jahrgang) ausgewählt. Die ausgewählten Proben repräsentieren verschiedene Arten Zeitungspapier in unterschiedlichen Abbaustadien von sichtbar abgebaut aus den 70er und 80er Jahren des 20. Jahrhunderts bis zu den Zeitungen aus modernen Zeiten, die in gutem Gesamtzustand waren. Aus jedem Jahrgang waren vier Probensätze für die Entsäuerung und Spülung und ein Satz als Referenz notwendig. Alle wurden in der Klimakammer gealtert und vor und nach der Alterung ausgewertet. Für die ASTM/ISR Alterungsmethode wurden nur die Proben der Jahre 1980, 1984 und 1988 zu weiteren Tests benutzt. Ergebnisse Säuregrad der getesteten Sammlung Der ph-wert des Papiers wurde an Ausgaben der Tygodnik Powszechny gemessen, die aus den Jahrgängen zwischen 1945 und 2003 unter Benutzung der gebundenen Ausgaben aus dem Büro des Herausgebers ausgesucht wurden. Jede Messung wurde zwei Mal in der Mitte einer Seite auf zwei aufeinander folgenden Seiten derselben Zeitung wiederholt. Das so erhaltene Profil zwischen ph-wert und Zeit ist in Abbildung 1 dargestellt; Abweichungen zwischen den beiden Messungen einer Ausgabe, angegeben als ph, sind auf der rechten Achse des Diagramms markiert. Abbildung 1: Oberflächen-pH-Wert der Zeitung Tygodnik Powszechny für die Jahre ph Abweichung zwischen zwei Messungen eines Jahrgangs. Der Oberflächen-pH-Wert wurde auch bei den entsäuerten und künstlich gealterten Proben gemessen die Ergebnisse sind in Abbildung 2 dargestellt.

4 Abbildung 2: Veränderung des ph-werts bei Zeitungspapierproben vor und nach der künstlichen Alterung in der Klimakammer (42 Tage bei 90 C und 50 % relativer Luftfeuchte). Das Magnesiumbicarbonat erbrachte durchweg die besten Ergebnisse der ph-wert nach der künstlichen Alterung lag immer zwischen 7 und 8. Alterungsstudien Die mechanische Festigkeit der getesteten Zeitungspapiere wurde ausgewertet, indem die Nullreißfestigkeit (in kg pro 15 mm der Querschnitt der Instrumentenbacken) der trockenen Proben unter Standardbedingungen (23 C, 50 % relative Luftfeuchte) gemessen wurde. Der Mittelwert wurde aus 20 Messungen errechnet, wobei die Messungen ausgeschlossen wurden, die um die doppelte Standardabweichung vom Mittelwert abwichen (statistische Sicherheit 0,95, mit einer Standardabweichung von ungefähr 5 % im Durchschnitt). Die Ergebnisse von einem Jahrgang wurden standardisiert zu dem gemessenen Wert einer unbehandelten (unt.), nicht-gealterten Probe. Der Rückgang der Reißfestigkeit (in Prozent) ist in Tabelle 1 für Proben dargestellt, welche in der Klimakammer (A) und in den versiegelten Röhren (B) gealtert wurden. Die Ergebnisse beider Methoden zur künstlichen Alterung sind sehr ähnlich. Die Unterschiede sind in der Mehrheit geringer als der Versuchsfehler. Die größeren Unterschiede, welche bei zwei Proben (1988/NE und 1985/aq.) auftraten, könnten von den Problemen bei der Befestigung der benutzten Röhren kommen. Röhren und Deckel von drei verschiedenen Herstellern wurden getestet und offenbar war keine davon unter den Bedingungen der Alterungstests (höherer Druck und Temperatur) durchgängig dicht.

5 Tabelle 1: Standardisierter Rückgang der Reißfestigkeit [%] für Proben, welche in der Klimakammer (A) und in den versiegelten Röhren (B) gealtert wurden (A) nicht-gealtert gealtert in der Klimakammer NE unt. NE aq. Ca Mg ,1 54,5 65,6 41,0 79,5 69, ,8 66,7 81,2 65,7 87,9 83, ,7 63,9 76,0 55,9 85,3 61, ,0 64,8 73,6 53,1 85,6 92, ,0 68,1 93,4 54,4 85,9 84, ,9 59,2 89,6 45,4 89,3 104, ,5 66,0 91,7 59,7 107,9 92, ,9 53,8 79,6 46,0 84,8 85, ,5 80,5 87,2 65,7 89,2 91, ,7 83,2 82,3 60,4 91,3 96, ,2 65,0 81,8 56,9 88,8 91, ,3 85,8 87,3 65,7 87,9 91,9 (B) nicht-gealtert gealtert in verschlossenen Röhren NE unt. NE aq. Ca Mg ,8 71,2 86,6 77,1 93,2 90, ,0 67,2 75,6 74,6 86,9 91, ,9 69,7 109,7 129,5 86,5 109,7 Die Ergebnisse aller Proben, die in der Klimakammer gealtert wurden, werden in Abbildung 3 dargestellt. Jede Punktgruppe stellt alle 12 getesteten Proben dar, welche dieselbe Behandlung durchlaufen haben. Die Festigungswirkung des Neschen-Verfahrens kann durch unsere Ergebnisse nicht bestätigt werden. Im allgemeinen war die gemessene Reißfestigkeit der nicht-gealterten Zeitungspapierproben fast dieselbe, wie vor der Behandlung (siehe 1. Spalte in Abbildung 3). Abbildung 3: Rückgang der Reißfestigkeit aller getesteten Proben (Alterung für 42 Tage bei 90 C und 50 % relativer Luftfeuchte in der Klimakammer). Alle Entsäuerungsverfahren zeigten nach der künstlichen Alterung vergleichbare Ergebnisse in der Reißfestigkeit. Der durchschnittliche Rückgang, ermittelt für alle Proben, variiert von 89 für Calciumhydroxid, über 87 für Magnesiumbicarbonat bis zu 82 für die Proben, welche mit der Neschen- Anlage entsäuert wurden. Diese Abweichungen lagen innerhalb des Versuchsfehlers. Die Proben, welche nur in destilliertem Wasser gespült wurden, haben deutlich an mechanischer Festigkeit verloren, sogar mehr, als die unbehandelten Proben.

6 Fazit 1. Die Ergebnisse der getesteten Zeitungspapierproben zeigten, dass der Abbau mit einer Entsäuerung effektiv aufgehalten werden kann. Die Wirkung war bei Originalen größer, welche noch nicht stark abgebaut waren (Proben von ). 2. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen Magnesium- und Calciumbehandlung festgestellt (vergleiche [5]). 3. Papiere, die mit der Magnesiumbicarbonatlösung entsäuert wurden, zeigten die geringste Abnahme des Oberflächen-pH-Werts nach der künstlichen Alterung. 4. Die ASTM/ISR Methode zur künstlichen Alterung, welche nur eine einfache Vorrichtung und weniger Zeit benötigt, ergab sehr ähnliche Ergebnisse, wie die Standardtests in der Klimakammer. 5. Obwohl die Verfestigungswirkung bei nicht-gealterten Proben, welche mit der Neschen C-900 entsäuerten wurden, nicht nachgewiesen werden konnte, war der Abbau dieses Zeitungspapiers nach der künstlichen Alterung ähnlich verlangsamt, wie bei kosten- und arbeitsintensiveren Laborverfahren. Referenzen 1. Gerbracht, A. E., Brückle, I., The Use of Calcium Bicarbonate and Magnesium Bicarbonate Solutions in Small Conservation Workshops: Survey Results, The Book and Paper Group Annual, 16 (1997), The American Institute for Conservation. 2. Lienardy, A., Van Damme, P., Practical Deacidification, Restaurator 1, (1990). 3. Lienardy, A., Van Damme, P., Paper Washing, The Paper Conservator 14, (1990). 4. Bégin, P. L., Kaminska, E., Thermal Accelerated Aging Test Method Development, Restaurator 23, (2002). 5. Kolar, J., Novak, G., Effects of Various Deacidification Solutions on the Stability of Cellulose Pulps, Restaurator 17, (1996).

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