Influence of Gum Arabic on Iron Gall Ink Corrosion. Part I: A Laboratory Samples Study

SUMMARIES

In the Western world, Gum Arabic has been extensively used as a binder in iron gall ink preparation. Its impact on iron gall ink corrosion of paper was investigated on laboratory samples. These samples comprised cotton linters cellulose paper (no charge, no fillers, no size) impregnated with different solutions combining the three main ingredients of iron gall ink, these being gallic acid, iron sulphate and Gum Arabic. The paper degradation caused artificial ageing was evaluated by colour measurements, mechanical test and FTIR spectrometry.

It was observed that, in the presence of Gum Arabic, cellulose degradation induced by the presence of iron was delayed. This observation can be interpreted in several ways: first, the gum may physically protect the paper, by coating the paper fibres, and thus limiting the diffusion of free iron II. Secondly, the gum could be interacting chemically with iron II and is degraded by the iron(II) rather quickly. Also, the free iron II ions, which are involved in Gum Arabic corrosion, may not then be involved in the catalysis of the cellulose oxidation.

Dans le monde occidental, la gomme arabique a été largement employée comme liant dans la fabrication des encres manuscrites ferrogalliques. Le travail présenté ici vise à étudier l'impact que peut avoir ce liant sur la dégradation du papier lorsque celle ci est provoquée par une encre de type ferrogallique. Cette étude a été réalisée sur des éprouvettes de laboratoire fabriquées en immergeant un papier modèle (linters de coton non chargé non encollé) dans des solutions mélangeant les différents constituants de l'encre, à savoir sulfate de fer, acide gallique et gomme arabique. L'impact de la gomme arabique a été évalué, après vieillissement accéléré, par des mesures de colorimétrie, des tests mécaniques, et par spectrométrie infrarouge.

Ces mesures ont montré qu'en présence de gomme arabique, la dégradation du papier par les encres ferrogalliques est plus limitée. Plusieurs hypothèses peuvent être émises pour expliquer ce comportement: on peut d'abord penser que la gomme arabique constitue physiquement une matrice susceptible de ralentir la diffusion des composés ferreux ou ferriques dans les fibres du papier. Cependant, la gomme est également sensible chimiquement à présence de fer et il n'est pas exclu d'imaginer que l'action protectrice de la gomme soit aussi attribuable à un mécanismes d'ordre chimique.

In der westlichen Welt wurde Gummi Arabicum vielfach als Bindemittel in Zubereitungen von Eisengallustinte eingesetzt. An Laborblättern, bestehend überwiegend aus Baumwoll-Linters, ungeleimt und ohne Füllstoff, wurde der Einfluß dieser Substanz auf Tintenfraß untersucht. Die Proben wurden mit verschiedenen Lösungen imprägniert, die aus den wesentlichen Komponenten von Eisengallustinte bestanden: Gallusgerbsäure, Eisen(II)sulfat und Gummi Arabicum. Die Proben wurden einer beschleunigten Alterung ausgesetzt und auf Veränderung von Farbe und mechanischer Festigkeit geprüft sowie einer FTIR-Spectrometrie-Messung unterworfen.

Es zeigte sich, daß bei Vorhandensein von Gummi Arabicum die Fe-induzierte Oxidation der Cellulose verringert wird. Es werden Überlegungen zur Erklärung dieses Phänumens angestellt: einmal daß das Bindemittel einen physikalischen Schutz auf die Cellulose ausübt, zum anderen daß es mit der Eisenverbindung ziemlich rasch reagiert und daß die freien Fe(II)-Ionen, die hieran beteiligt sind, für die eisenkatalysierte Oxidation der Cellulose nicht zur Verfügung stehen.