NL9201387A - Werkwijze en inrichting voor conservering van papieren documenten en boeken. - Google Patents

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR CONSERVERING VAN PAPIEREN DOCUMENTEN EN BOEKEN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het conserveren van papieren documenten en boeken, verder te noemen archivalia.

Op dit moment vergaan in archieven en bibliotheken over de gehele wereld documenten en boeken, omdat de zuurgraad van het papier zo sterk toeneemt (waarbij de pH afneemt) , dat de papiercellulose wordt afgebroken, zodat het papier haar samenhang verliest en daardoor onhanteerbaar wordt.

De oorzaak van dit verzuringsproces moet gezocht worden bij de uitvinding van de machinale papierfabricage rond 1800. Voor de zogeheten lijming van de te vormen pa-pierbaan bleek daarbij de toepassing van harsaluin noodzakelijk te zijn. Lijming is noodzakelijk omdat ongelijmd papier als vloeipapier werkt en dus onbeschrijfbaar is.

Voor 1800 werden voor het lijmen van handgeschept papier de gerede vellen gedompeld in een gelatineoplossing en vervolgens gedroogd. Harsaluinlijming bleek achteraf het grote nadeel te hebben dat zwavelzuur wordt afgesplitst. Dit zwavelzuur werkt destructief op de cellulose, de hoofdgrondstof van papier, terwijl gelatine dit bezwaar niet had.

Verder werd in de 19e eeuw de vraag naar papier zo groot, dat de beschikbare hoeveelheid lompen als cellulose-bron ontoereikend werd. Vanaf circa 1850 werden andere bronnen van cellulose gevonden, zoals allerlei houtsoorten, die door agressieve kookprocessen van de niet-cellulosebe-standdelen, zoals lignine en hemicellulose werden ontdaan. Lignine veroorzaakt het bruin worden van het papier. Deze behandelde cellulosesoorten zijn echter gevoeliger voor verzuring dan cellulose afkomstig van linnen- en katoenlom-pen daar zij door de kookprocessen al vrij ernstig zijn aangetast.

Er zijn reeds verschillende methoden ontwikkeld om de in zure archivalia voorkomende zuren te neutraliseren. Waterige oplossingen van calciumbicarbonaat, magnesiumbicar- bonaat en calciumhydroxide zijn daartoe zeer geschikt.

Helaas verliest nat papier een belangrijk deel van haar sterkte, hetgeen funest kan zijn voor archivalia die zich reeds in een slechte conditie bevinden. Een ander nadeel is het feit dat bij het waterig ontzuren van boeken het gehele boek uiteen genomen moet worden, waarna elke bladzijde ontzuurd en gedroogd moet worden, alvorens opnieuw tot een boek ingebonden te kunnen worden. Deze handmatige bewerkingen zijn sterk kostenverhogend.

Een ontzuringsmethode die deze nadelen niet heeft is de bewerking met het indirekt werkende diethylzinkgas (DEZ). Deze ontzuringsmethode, die bekend staat onder de naam DEZ-methode, berust op de eigenschap van DEZ om in aanraking met een geringe hoeveelheid vocht in het papier te ontleden in etheengas en zinkoxide (ZnO), dat de zuren bindt. Om in het papier een zogeheten alkalische reserve te vormen wordt het ZnO met koolzuur omgezet in zinkcarbonaat. Deze buffer is noodzakelijk om eventueel later gevormde zuren, door bijvoorbeeld zure regen, te neutraliseren.

Aangezien bij het natuurlijk evenwichtsvochtgehalte van papier (8-10% bij 65% relatieve vochtigheid) het DEZ een explosie kan veroorzaken, moet het papier voorgedroogd worden tot een zo laag mogelijk vochtgehalte. Deze geringe resthoeveelheid is echter al voldoende om het DEZ te ontleden in zinkoxide en ethaan.

Onder verantwoordelijkheid van het Library of Congres (LOC, Verenigde Staten) zijn de afgelopen jaren een aantal ontzuringsproeven van boeken met DEZ uitgevoerd. Hierbij werd voor respectievelijk het voordrogen van de boeken, het impregneren in vacuüm met DEZ-gas, het omzetten van het gevormde zinkoxide met C02 in zinkcarbonaat en tenslotte voor het DEZ-vrij spoelen van tanks en boeken, gebruik gemaakt van gróte NASA vacuümtanks. Bij deze proeven zijn de laatste jaren enkele explosies opgetreden, die het DEZ-procedé in een ongunstig daglicht hebben geplaatst. Later is het project overgedragen aan Texas-Alkyls (AKZO) die een aantal verbeteringen heeft aangebracht, waardoor de kans op explosies veel minder zou zijn. J.C. Thomson be- schrijft in zijn publicatie "Mass-deacidification; Thoughts on the Cunha report", Restorator 9, nummer 3 (1988), p. 147-162, echter nog steeds een groot aantal nadelen van het procédé. Het is waarschijnlijk dat het DEZ-procédé in Europa weinig kans van slagen heeft, omdat de bewerking zal moeten plaats vinden in één centraal ontzuringsbedrijf. Dit brengt uiteraard een groot aantal logistieke problemen met zich mee. Daarbij komt dat in het algemeen bibliothecarissen en archivarissen het ontzuringsproces liefst in eigen huis zouden willen uitvoeren.

Bij een andere methode van niet-waterige ontzuring wordt gebruik gemaakt van de chemische verbinding methylme-thoxymagnesiumcarbonaat (MMMC) opgelost in een mengsel van methanol en Freon-113. Deze laatste stof staat bekend als CFK en tast de ozonlaag aan. Binnenkort zal het gebruik van CFK's dan ook verboden zijn. Het procédé is beschreven in U.S. octrooi 4.318.963. De werking van MMMC berust op haar eigenschap om te ontleden zodra het in aanraking komt met water, dat normaal in papier aanwezig is in een hoeveelheid van 8-10%. Hierbij ontstaan magnesiumhydroxide en magnesi-umcarbonaat, welke de zuren in het papier neutraliseren en een zogenaamde alkalische reserve vormen. Door het lage kookpunt van Freon van 40‘C is een MMMC-oplossing geschikt om te verspuiten met een spuitpistool ("Soft-spray-methode" genoemd), dat een fijne nevel vormt. Zodra deze in aanraking komt met het te ontzuren papieroppervlak, ontleedt het MMMC in haar componenten. Op deze manier kunnen behalve vlakke documenten ook boeken ontzuurd worden door blad voor blad te bespuiten. Het is duidelijk dat dit een zeer bewerkelijke methode is en ongeschikt voor massa-ontzuring.

Massa-ontzuring van boeken betekent het door middel van een ontzuringsvloeistof ontzuren en daarna drogen van een groot aantal boeken en/of documenten tegelijkertijd, in bijvoorbeeld een tank. Hierbij moeten de boeken bij indirecte procédés, zoals met DEZ en MMMC, eerst voorgedroogd worden tot een zo laag mogelijk vochtgehalte aangezien de ontzuringsvloeistoffen anders ter plekke van de bladzijranden van het boek het eerst zullen ontleden en een ongelijk matige pH verdeling zullen veroorzaken. Nu bevat cellulose 2 a 3% vastgehouden water dat zelfs in diep vacuüm boven 100°C niet verwijderd kan worden. Het voordrogen tot absoluut droog, is derhalve onmogelijk en het lijkt niet waarschijnlijk dat ontzuringsprocessen, waarbij het papier voorgedroogd moet worden, erg succesvol zullen zijn. Bij vlakke documenten die nooit voorgedroogd worden vormt de spuitnevel dan ook een alkalische geleiachtige laag met een hoge concentratie van magnesiumcarbonaat en magnesiumhydroxide en een hoge pH.

Bij eigen proeven, waarbij de boeken voorgedroogd waren en daarna in een MMMC-oplossing gedompeld, bleek dat de ontzuring van de bladen ongelijkmatig verliep, hoewel de penetratie van het oplosmiddel wel goed was. De pH over het blad gemeten was dan ook ongelijkmatig (tabel 1).

TABEL 1 pH verdeling over de bladzijden voor en na impregneren van een boek in gesloten toestand door middel van de MMMC-metho-de.

NIET BEHANDELD GEÏMPREGNEERD GEÏMPREGNEERD

EN GEDROOGD EN GEDROOGD

a.d. LUCHT ONDER VACUÜM

Duidelijk blijkt uit tabel 1 dat alleen de randen van het > blad goed geneutraliseerd zijn, maar het middengedeelte niet. Vermoedelijk komt dit doordat de geringe hoeveelheid vastgebonden water van 2 & 3% die na voordroging in het papier achterblijft, al voldoende is om het MMMC te ontleden zodra haar oplossing met het papier in aanraking komt, dus bij de randen.

Andere problemen, die bij het impregneren van boeken met MMMC-oplossingen en in het algemeen met organische oplosmiddelen kunnen optreden zijn: het verweken van bepaalde lijmsoorten, het verkleuren van druk en grafiek en extractie van bruine verkleuring. Een ander probleem is het feit dat het tot nu toe niet gelukt is om de laatste resten methanol uit het papier te verwijderen, zelfs in diep vacuum, waardoor de behandelde boeken bij opslag gaan 'stinken'.

Uit het bovenstaande kan men dus concluderen dat oplossingen van MMMC in organische oplosmiddelen eveneens ongeschikt zijn voor massa-ontzuring van boeken.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een werkwijze en inrichting te verschaffen voor het door middel van massa-ontzuring conserveren van archivalia, waarmee de hierboven geschetste problemen vermeden worden.

Dit wordt door de uitvinding bereikt door het in hoofdzaak permanent in contact brengen van de te conserveren archivalia met een gas- of dampvormend ontzuringsmiddel.

Bij voorkeur wordt het gas- of dampvormend ontzuringsmiddel gekozen uit de groep die bestaat uit ammoniumbi-carbonaat, ammonia, morfoline, cyclohexylamine carbonaat. In het bijzonder komt in aanmerking ammoniakgas dat zich ontwikkelt uit ammonia, dit is een 25% oplossing in water. De meeste voorkeur gaat uit naar ammoniumbicarbonaat. Omdat dit een vaste stof is, die langzaam ammoniak afscheidt, treden geen problemen op met het vochtig worden van de archivalia en wordt ook de overheersende ammoniakgeur vermeden.

I Genoemde ontzuringsmiddelen zijn op zichzelf reeds bekend. De moeilijkheid is dat de zuren die het verval van papier veroorzaken sterke zuren zijn en alleen met sterke basen geneutraliseerd kunnen worden. Bovengenoemde gasvormige basen zijn echter zwak, waardoor de werking slechts van > korte duur is. Door nu echter de archivalia in hoofdzaak permanent in contact te houden met het ontzuringsmiddel wordt een blijvende neutralisatie bereikt.

De uitvinding verschaft verder een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze, omvattende een gasdichte houder, een reservoir voor ontzuringsmiddel en een gasdoor-latende afscheiding tussen het reservoir en de te conserveren van de archivalia.

De archivalia worden bijvoorbeeld bewaard in gasdichte kartonnen archiefdozen, waarin op de bodem het poedervormige ammoniumbicarbonaat of een laag schuimrubber geïmpregneerd met 25% ammonia of morfoline geplaatst is. Hierboven bevindt zich een metalen rooster waarop de boeken rusten. In of op de archiefdoos kan zich eventueel een pH-indicator bevinden voor het aangeven van de concentratie van het ontzuringsmiddel.

De onderhavige uitvinding wordt geïllustreerd door middel van bijgaande figuur, waarin een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding getoond wordt.

In een archiefdoos 1, bijvoorbeeld uitgevoerd in gasdicht karton, bevindt zich een laag schuim 2. Het schuim is geïmpregneerd met ontzuringsmiddel en wordt afgedekt door middel van een bij voorkeur metalen rooster 3. Op het rooster bevinden zich de te behandelen boeken 4. In het deksel is een pH-indicator 5 opgenomen.

Uit proefbehandelingen is gebleken dat de boeken binnen enkele uren met het neutraliserend gas zijn geïmpregneerd en dat de pH-verdeling over het blad goed is (tabel 2).

TABEL 2 pH-verdeling over de bladzijden voor en na behandeling volgens de uitvinding

NIET BEHANDELD BEHANDELD

Het is mogelijk de archivalia tijdens de opslag te gebruiken. Na de impregnering en voor gebruik dienen de objecten dan echter wel aan de lucht of in een geforceerde luchtstroom ontgast te worden. In deze toestand blijven de bladen enkele weken neutraal (pH circa 7,0). Hierna dienen zij weer in de archiefdozen geplaatst te worden.

Bovenbeschreven gasontzuring kan blijvend zijn of tijdelijk, bijvoorbeeld wanneer de archivalia geselecteerd worden voor een neutraliserende vloeistofimpregnatie, welke een blijvende ontzuring verschaft. Tot die tijd is het mogelijk met behulp van de onderhavige uitvinding op eenvoudige en relatief goedkope wijze het verval van het papier tot staan te brengen. De werkwijze kan daarnaast in elk archief uitgevoerd worden en vereist geen kostbare installatie en nauwelijks of geen extra ruimte.

Claims (14)

1. Werkwijze voor het conserveren van archivalia, door het in hoofdzaak permanent in contact brengen van de te conserveren archivalia met een gas- of dampvormend ontzu-ringsmiddel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ontzuringsmiddel wordt gekozen uit de groep die bestaat uit ammoniumbicarbonaat, ammonia, morfoline, cyclo-hexylamine carbonaat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de archivalia in contact gebracht worden met door het ontzuringsmiddel gevormde gassen of dampen door het in een gasdichte houder, op de bodem waarvan zich een reservoir met ontzuringsmiddel bevindt, plaatsen van de archivalia.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het ontzuringsmiddel in gas- of dampvorm wordt afgegeven door een laag van een poreus materiaal, dat geïmpregneerd is met het ontzuringsmiddel.

5. Werkwijze volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de archivalia voor gebruik daarvan voor een gewenst doel eerst ontgast worden.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat ontgassing plaats vindt aan de lucht.

7. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat ontgassing plaats vindt in een geforceerde luchtstroom.

8. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der conclusies 1-7, omvattende een gasdichte houder, een reservoir voor ontzuringsmiddel en een gasdoor-latende afscheiding tussen het reservoir en de te conserveren van de archivalia.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de houder een gasdichte kartonnen archiefdoos is.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9 met het kenmerk, dat het reservoir voor ontzuringsmiddel een laag poreus materiaal is.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het poreuze materiaal schuimrubber is.

12. Inrichting volgens één der conclusies 8-11, met het kenmerk, dat de gasdoorlatende afscheiding wordt gevormd door een rooster van inert materiaal.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het inerte materiaal een inert metaal is.

14. Inrichting volgens één der conclusies 8-13, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een pH-indicator .