Volume 21, Issue 3

SUMMARIES The objectives of the study have been to investigate the uptake of air pollutants (SO 2 , NO 2 and O 3 ), especially synergistic effects when these pollutants are present together, and the effects of climate. The initial dry deposition of the pollutants onto a paper surface was studied using on-line gas analysis. The paper samples were exposed to synthetic atmospheres with careful control of pollutant concentrations, relative humidity and flow conditions. The depositions of NO 2 and O 2 were judged to be insignificant in the present study. The investigated papers showed a low tendency to pick up SO 2 alone. The deposition of SO 2 was however enhanced by the presence of the other pollutants, and also by a high relative humidity. The addition of NO 2 increased the pick-up of SO 2 at high relative humidities, while the addition of O 3 also increased the pick-up of SO 2 at intermediate humidities. The presence of CaCO 3 favoured a high pick-up of SO 2 on the alkaline papers. However, it was found that the alkaline papers responded differently to SO 2 . This may indicate that the alkali reserve under adverse conditions is either too rapidly consumed or passivated, probably due to the paper manufacturing process and the origin of the filler. L'objectif poursuivi par cette étude consistait à rechercher comment les gaz polluants (SO 2 , NO 2 et O 2 ) étaient absorbés par le papier. Des recherches ont été effectuées notamment sur les effets synergétiques de ces gaz polluants lorsqu'ils étaient présents en même temps dans l'air environnant. Le dépôt initial, lorsque l'air est sec, des gaz polluants sur la surface du papier a été mesuré selon la méthode de l'on-line gas analysis. Les échantillons de papier ont été exposés à une atmosphère créée artificiellement comportant des concentrations de gaz précisément dosées sous des conditions bien déterminées d'humidité relative et de circulation d'air. Cette étude a permis de considérer que le dépôt de NO 2 et de O 2 a une signification négligeable. Les échantillons de papier étudiés ont démontré une certaine tendance, cependant assez minime à absorber SO 2 lorsque celui-ci est le seul gaz présent dans l'atmosphère. L'absorption de SO 2 se trouve considérablement renforcée par la présence d'autres gaz polluants ainsi que lorsque le taux d'humidité ambiante monte. L'addition de NO 2 entraînait une plus forte absorption de SO 2 lorsque les taux d'humidité relative étaient élevés alors que l'addition de O 2 favorisait l'absorption de SO 2 même à des taux moyens d'humidité relative. La présence de CaCO 3 favorisait une forte absorption de SO 2 par les papiers alcalins. On a cependant observé que les papiers alcalins réagissaient différemment à SO 2 . Ceci peut signifier que, sous certaines conditions défavorables, soit que la réserve alcaline se consomme trop rapidement, soit qu'elle se désactive, probablement pour des raisons liées au processus de fabrication du papier ou à l'origine de la matière de remplissage. Das Ziel der Untersuchung, über die berichtet wird, war es festzustellen, wie die Gase SO 2 , NO 2 and O 3 von Papier aufgenommen werden, und insbesondere ihre Zusammenwirken, wenn sie nebeneinander in verschmutzter Luft vorkommen. Der anfängliche, bei Trockenheit stattfindende Niederschlag der Umweltgase auf die Papieroberfläche wurde durch laufende (on line) Analyse dieser Gase ermittelt. Die Papierproben wurden einer künstlich geschaffenen Umluft mit genau eingestellter Gaskonzentration, Feuchtigkeit und Luftbewegung ausgesetzt. Aufgrund der Untersuchung wurde geschlossen, daß der Niederschlag von NO 2 und O 2 unwesentlich ist. Die untersuchten Papiere zeigen eine gewisse, aber geringe Neigung SO 2 aufzunehmen, wenn es allein in der Umluft vorhanden war. Die Aufnahme von SO 2 wurde jedoch erheblich verstärkt durch das Vorhandensein der anderen Umweltgase und auch durch erhöhte Luftfeuchtigkeit. Der Zusatz von NO 2 erhöhte die Aufnahme von SO 2 bei hoher Luftfeuchtigkeit, während ein Zusatz von O 3 die Aufnahme von SO 2 auch bei mittleren Feuchtigkeiten erhöhte. Das Vorhandensein von CaCO 3 beförderte eine hohe Aufnahme von SO 2 durch das alkalische Papier. Es wurde jedoch festgestellt, daß alkalische Papiere sich gegenüber SO 2 verschiedenartig verhalten. Das mag ein Zeichen dafür sein, daß entweder die alkalische Reserve unter ungünstigen Bedingungen zu rasch verbraucht oder inaktiviert wird, möglicherweise als Folge des Herstellungsprozesses oder bedingt durch die Herkunft des Füllstoffs.

SUMMARIES The starting point for the research reported here is the poor state of parchment documents at many sites in Egypt: museums, stores, libraries and excavation areas. Modern parchment samples were submitted to accelerated ageing at different temperatures (70°, 100°, 134° C). Several properties (shrinkage temperature, mechanical strength, humidity sorption, colour change) were measured and compared with the same properties of historical parchment samples from the 5 th , the 18/19 th and the 20 th centuries. The applied methods seem to be apt to determine the state of deterioration, which is considered the first step of conservation. The shrinkage temperature was measured using the micro-hot table technique, which is considered to be a non-destructive method because only very small samples are needed for the measurements. Le point de départ de l'étude exposée ici se situe dans le triste état des objets en parchemin tels qu'ils sont conservés dans beaucoup d'endroits en Egypte: dans les musées, les bibliothèques, sur les sites de fouilles archéologiques et chez les antiquaires. Des échantillons de parchemin moderne ont été soumis au vieillissement accéléré à différentes températures (70°, 100°, 134° C). Certaines propriétés (température de contraction, résistance mécanique, absorption de l'eau, modification de la couleur) ont été mesurées et comparées avec les propriétés correspondantes du parchemin historique du 5 ème , 18/19 ème et du 20 ème Siècle. Les méthodes appliquées semblent être adaptées pour évaluer l'état de détérioration du parchemin, ce qui constitue le premier pas vers la restauration. La température de contraction a été mesurée selon la technique de la microplatine chauffante. Cette méthode peut être considérée comme non-destructive car elle ne requiert que de très petits échantillons pour effectuer les mesures. Der Ausgangspunkt für die Untersuchung, über die berichtet wird, ist der schlechte Zustand der Objekte aus Pergament in vielen Aufbewahrungsorten in Ägypten, in Museen, Bibliotheken, an Ausgrabungsstätten und bei Antiquitätenhändlern. Proben modernen Pergaments wurden einer beschleunigten Alterung bei verschiedenen Temperaturen (70°, 100°, 134° C) unterworfen. Bestimmte Eigenschaften (Schrumpfungstemperatur, mechanische Festigkeit, Wasseraufnahme, Farbänderung) wurden gemessen und mit den entsprechenden Eigenschaften von historischem Pergament aus dem 5., 18./19. und dem 20. Jahrhundert verglichen. Die gewählten Untersuchungen scheinen geeignet zu sein zur Bestimmung des Abbauzustands von Pergament, was als erster Schritt zur Konservierung gilt. Die Schrumpfungstemperatur wurde auf einem Miniatur-Heiztisch gemessen. Diese Methode kann als nicht maaterialzerstörend gelten, weil nur sehr kleine Proben dafür benötigt werden.

SUMMARIES Paper sheets from local Egyptian straw pulps (bleached soda rice straw- and kraft bagasse) were prepared. Different ageing variables, namely: pH of sizing system (3.65 –7.0) and time of accelerated ageing (0 – 12 days) were studied. The effects of pH and time of ageing on the chemical, optical and mechanical properties were correlated and compared with samples prepared from imported bleached wood pulp (kraft softwood) and its blend with a local pulp. The results show that both pH of the sizing system and time of ageing are important for paper permanence. Relatively high permanent paper sheets were obtained from low level alum/rosin-sized bagasse pulp (pH 6.75) and sodium silicate-alum/rosin sized rice straw pulp (pH 7.0), i.e. by neutral sizing. Breaking length and burst factor of such a paper after 12 days ageing are comparable to the values of sheets made from wood and from mixed pulps under the same ageing variables. The results recommend the use of neutral sized paper from local agricultural wastes even for important documents – assuming appropriate environmental conditions are maintained. Des feuilles de papier de production locale égyptienne à base de pâte de paille (paille de riz blanchie à la soude et kraft bagasse) ont été utilisées. Les différentes variables entraînant une détérioration de la qualité ont été étudiées, à savoir le pH du système de collage (3,65 – 7.0) ainsi que la durée du vieillissement accéléré (0 - 12 jours). Les effets du pH et de la durée du vieillissement sur les propriétés chimiques, optiques et mécaniques ont été mis en corrélation et comparés aux qualités des échantillons préparés à base de cellulose blanchie importée et au mélange de celle-ci avec la pâte locale. Les résultats obtenus démontrent que le pH du système de collage ainsi que la durée du vieillissement sont tous les deux déterminants pour la permanence du papier. On a obtenu à partir d'un mélange local de moindre qualité fait à base de bagasse (pH 6,75, tige de canne à sucre) avec collage de résine et d'alun des feuilles dont la permanence du papier était relativement élevée. Les résultats obtenus mettent en évidence que le pH du système de collage ainsi que la durée du vieillissement sont tous les deux déterminants pour la permanence du papier. On a obtenu des feuilles dont le niveau de permamence du papier était relativement élevé qui étaient fabriquées à partir d'un mélange local de moindre qualité fait à base de bagasse (tige de canne à sucre) d'un pH de 6,75 avec collage de résine et d'alun et d'une pâte de paille de riz avec collage de résine et d'alun au silicate de sodium avec un pH de 7,0, c'est-à-dire avec un collage neutre. La longueur de rupture et la pression d'éclatement que présente ce papier après 12 jours de vieillissement sont comparables aux valeurs correspondantes des feuilles de papier à base de cellulose et de mélanges de matériaux fabriqué sous les mêmes conditions de collage. Ces résultats permettent de recommander l'utilisation de papier émanant des produits agraires locaux avec collage neutre, même pour les documents importants, si évidemment les conditions appropriées de stockage des archives sont garanties. Es wurden Probeblätter aus einheimischem ägyptischem Strohstoff (Soda-Reisstroh und Kraft-Bagasse, gebleicht) hergestellt. Die beiden Variablen, welche die Qualität beeinflussen, nämlich pH des Leimungssystems (3.65–7) und Dauer einer beschleunigten Alterung (0–12 Tage) wurden untersucht, d.h. ihr Einfluß auf die chemischen, optischen und mechanischen Eigenschaften wurden in Beziehung gesetzt und verglichen mit eben diesen Eigenschaften von Papier, das aus importiertem Zellstoff und aus Mischungen desselben mit den einheimischen Stoffen hergestellt worden war. Die Ergebnisse zeigen, daß sowohl das pH des Leimungssystems als auch die Alterungszeit von Bedeutung für die Dauerhaftigkeit sind. Als relativ dauerhaft erwiesen sich die aus geringwertigem einheimischem Bagasse-Stoff unter Harz-Alaun-Leimung bei pH 6.75 und aus Reisstroh-Stoff unter Natriumsilikat-Harz-Alaun-Leimung bei pH 7.0 hergestellten Papiere, d.h. bei Neutralleimung. Reißlänge und Berstdruck, die solches Papier nach 12 Tagen Alterung aufweist, nähern sich den entsprechenden Werten von Papier aus Zellstoff und aus Stoffmischungen, hergestellt unter den gleichen Leimungsbedingungen. Die Ergebnisse lassen es möglich erscheinen, neutralgeleimte Papiere aus einheimischen agrarischen Rohstoffen auch für wichtige Dokumente zu verwenden – freilich unter der Voraussetzung geeigneter Lagerbedingungen in den Archiven.