Assessment of the Effect of Various Bleaching Agents on Papers with Foxing Stains
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Jasna Malešič
Abstract
The study evaluated the effect of various chemical bleaching agents on the long-term colour stability of paper and on the discoloration caused by foxing stains. Five different historical paper samples, covered with foxing stains, were characterized. Several spots were tested for the presence of transitional metal ions using laser-ablation-ICP-MS; the fibre composition and pH of the paper were also determined. Colour changes, experienced by the discoloured areas and the paper after washing and deacidification and subsequent to the application of one of the five different bleaching solutions investigated, were followed using scanned images. CIELAB values were determined with Photoshop 7.0 software. The effect of different bleaching solution applications on the colour stability of the treated paper during thermal ageing was evaluated as well. Results indicate that when higher concentration of iron ions are present in the paper, treatment with the complexing agent EDTA and sodium dithionite efficiently brightens the foxing stains and the paper and improves their colour stability. In this study, it was shown that for papers with low transitional metal content, washing and deacidification, as well as the application of sodium borohydride, gave superior results when compared to hydrogen peroxide or calcium hypochlorite treatments.
Zusammenfassung
In dieser Studie wurden verschiedene Bleichreagenzien auf die langfristige Farbstabilität von Papier getestet, das durch Stockflecken erzeugte Verfärbung aufwies. Fünf stockfleckige historische Papiere wurden charakterisiert. Einige Flecke wurden mithilfe von laser-ablation-ICP-MS auf die Präsenz von Übergangsmetallionen getestet; zudem wurde der Fasergehalt und pH der Papiere bestimmt. Die Farbveränderung der Papiere nach Wässerung, Entsäuerung und nach der Anwendung jeweils einer der fünf ausgewählten Bleichlösungen wurde anhand von gescannten Bildern überprüft. Die CIELAB Werte wurden mithilfe der Photoshop 7.0 software bestimmt. Der Effekt der Anwendung verschiedener Bleichlösungen auf die Farbstabilität der behandelten Papiere während der künstlichen Alterung bei erhöhter Temperatur wurde ebenfalls bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer höheren Konzentration von Eisenionen im Papier, die Behandlung mit dem Komplexbildner EDTA und Natriumdithionit die Stockflecken entfärbt und die Stabilität des Papiers gegenüber Wiederbildung dieser Flecken (colour reversion). Die Studie zeigte, dass Papiere mit einem niedrigen Eisengehalt von der Wässerung und Entsäuerung wie auch von der Behandlung mit Natriumborhydrid profitierten, verglichen mit einer Behandlung durch Wasserstoffperoxid und Calciumhypochlorit.
Résumé
L'objectif de cette étude était de tester l'effet de divers agents blanchissants sur la stabilité du papier présentant une coloration due aux taches de moisissure. On a ainsi pu établir une typologie de cinq types de papier historiques présentant des taches de moisissure. A l'aide d'un traitement laser ablatif ICP-MS on a pu déterminer la présence d'ions métalliques transitoires, la composition de la fibre et le degré d'acidité du papier ont été aussi établis. Sur des images scannées on a pu suivre les changements survenus sur les surfaces décolorées et sur papier après plusieurs traitements, notamment bain en solution aqueuse et déacidification, suite aux applications des cinq processus blanchissants les résultats ont été testés grâce aux prises de vue. Les valeurs CIELAB ont été établies avec le logiciel Photoshop 7.0. Les résultats de l'utilisation de divers agents de blanchiment sur le vieillissement artificiel du papier traité à température élevé ont été aussi obtenus. Selon ces résultats, lors d'une concentration plus forte d'ions ferreux dans le papier, le traitement avec l'agent complexe EDTA et le sodium dithionite a réussi à effectivement éclaircir les taches de moisissure du papier et à améliorer la stabilité couleur. Au cours de cette étude, on a établi que, pour le papier contenant une faible quantité de métal ferreux, les deux procédés – bain aqueux et déacidification – ainsi que l'application d'hydrure borique de soude sodium borohyde ont généré de bien meilleurs résultats comparés à ceux obtenus avec des traitements au peroxyde d'hydrogène ou à l'hypochlorite de calcium.
© 2008 K. G. Saur Verlag
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