Damage Due to Ageing of Paper Brushed with Iron Ferrocyanide Pigment (Prussian Blue) / Schädigung von Papier durch Preußischblau durch künstliche Alterung / Dégradation du papier lors du vieillissement artificiel après application d’un pigment ferrocyanure ferrique (bleu de Prusse)

Abstract

Paper samples impregnated with aqueous solutions of iron sulphate (FeSO₄) and iron(III) chloride (FeCl₃) or with a brushed on layer of iron(III) hexacyanoferrate (II) [Prussian blue] were studied after moist heat ageing (80°C and 65% RH according to ISO 5630-3: 1996) for damage caused by iron ions and iron ferrocyanide. First, we found that water-soluble iron ions in the paper brushed with iron ferrocyanide increased by moist heat ageing. It is highly possible that these released iron ions to the paper accelerate its deterioration by catalytic oxidation. In fact, the folding endurance and paper cellulose’s degree of polymerisation (DP) on samples brushed with iron ferrocyanide decrease faster than those of untreated paper. From these results it was concluded that Fe ions released from iron ferrocyanide accelerate the paper deterioration.

Zusammenfassung

Papierproben wurden einerseits mit wässerigen Lösungen von Eisensulfat (FeSO₄) sowie Eisen(III) Chlorid (FeCl₃) imprägniert, andererseits wurde auf das Papier Preußischblau [Eisenhexacyanoferrat (III)] mit einem Pinsel aufgetragen und das Verhalten dieser Probepapiere nach einer künstlichen Alterung bei 80°C und 65% rF entsprechend ISO 5630-3: 1996 untersucht. Es zeigte sich, dass durch diese künstliche Alterung wasserlösliche Eisenionen in den Papieren nachweisbar waren, auf die Preußischblau aufgetragen war. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese freigesetzten Eisenionen den Papierabbau durch katalytische Oxidation beschleunigen, ist groß. Tatsächlich lies sich zeigen, dass die Doppelfalzzahl des Papiers ebenso wie der Polymerisationsgrad (DP) der Cellulose im Vergleich zu dem Referenzpapier absinkt. Aus den Resultaten kann geschlossen werden, dass Preußischblau im Zuge der Alterung Eisenionen freisetzt und den Papierabbau somit beschleunigen kann.

Résumé

Des échantillons de papier ont été d’une part impregnés de solutions aqueuses contenant du sulfate de fer (FeSO₄) et du chlorure ferrique (FeCl₃) ou ont été passes au pinceau avec du ferrocyanure ferrique (Bleu de Prusse), puis ils ont été soumis au vieillissement artificiel (a 80° et 65% Hr conformément à la norme ISO 5630-3 : 1996) avant d’être étudiés. On a pu démontrer qu’après le vieillissement artificiel la quantité des ions de fer solubles dans l’eau avait augmente pour le papier sur lequel on avait applique du bleu de Prusse. On en déduit qu’il est très probable que les ions de fer qui sont libérés lors du vieillissement accélèrent la dégradation du papier par une oxydation catalytique. En fait on a pu démontrer que la résistance au pliage et le degré de polymérisation (DP) de la cellulose du papier des échantillons ayant été peints avec du bleu de Prusse décroissaient plus vite que ceux des papiers non traites.

A partir de ces résultats on a conclu que les ions Fe libérés lors du vieillissement artificiel par le ferrocyanure ferrique accélèraient la détérioration du papier.