Entsäuerungserfolg in Zahlen
Seit mehr als 20 Jahren ist das wässrige Memocon BCP Einzelblattverfahren in Archiven, Sammlungen, Bibliotheken und Museen etabliert.
Die Wirksamkeit wurde nicht nur zu Beginn als ursprüngliche Entwicklung des Landesarchivs Niedersachsen intensiv erprobt, sondern auch immer wieder in externen Langzeitprüfungen und durch die Anbieter selbst überprüft.
Das Memocon BCP-Verfahren ist daher nicht nur gemäß der Norm 32701:2018, die die Wirksamkeit von Entsäuerungsverfahren anhand eines darin spezifizierten holzfreien Prüfpapiers validiert, besonders erfolgreich und nachweislich wirksam, sondern vor allem auch im Original.
Zur Qualitätssicherung und zum Nachweis der langfristigen Wirksamkeit im Original hat Memocon ein einzigartiges umfangreiches Prüfprogramm mit Erweiterungen der normativen Prüfungen und umfangreichen Tests im Original eingeführt.
Erfolgreich mit hohem Nachhaltigkeitsfaktor nach DIN 32701
Das in DIN 32701 definierte holzfreie Testpapier ist nach Einschätzung von Memocon den meisten Originalpapieren sehr unähnlich und seine Spezifizierung unzureichend.
Eine Prüfung nach DIN 32701 kann die Wirksamkeit von Entsäuerungsverfahren aus Sicht von Memocon daher nur eingeschränkt nachweisen. Aus diesem Grund führt Memocon zusätzliche Erfolgsmessungen durch, die weit über die Anforderungen der Norm hinausgehen und die nachhaltige Wirksamkeit und Papierstabilisierung des Memocon BCP-Verfahrens belegen.
Prüfung nach DIN 32701
Mit der DIN 32701 aus dem Jahr 2018 wird die Funktionsfähigkeit von technischen Entsäuerungsverfahren anhand eines definierten Testpapiers überprüft.
Die Norm dient allen Anbietern als Maßstab zur Überprüfung einer gleichmäßigen und reproduzierbaren Funktion ihrer Verfahren und der zugehörigen technischen Anlagen. Neben der Verfahrensvalidierung umfasst die Norm eine Routinekontrolle, mit der die Kontinuität des Behandlungsprozesses überprüft wird.
Das Memocon BCP-Verfahren erfüllt sämtliche Testkriterien der DIN 32701 im obersten Anforderungsbereich.
Hoher Nachhaltigkeitsfaktor
Auf Basis der in der DIN 32701 eingeführten Viskositätsmessung hat Prof. Antje Potthast eine Formel zur Erfassung der „Nachhaltigkeit“ der Behandlung, den sogenannten „Nachhaltigkeitsfaktor“ eingeführt.
Der für das Memocon BCP-Verfahren ermittelte Nachhaltigkeitsfaktor in Höhe von 8,5 ist der höchste der bislang publizierten Werte.
Zusätzliche Prüfung von Bruchkraft und Dehnung
Das Memocon BCP-Verfahren ist das einzige Entsäuerungsverfahren, welches die Papiere im Behandlungsprozess nicht nur entsäuert, sondern auch signifikant stabilisiert.
Memocon erweitert die Routinemessungen gemäß DIN 32701, die nur die Prüfung von pH-Werten und alkalischer Reserven verlangt, um die Erfassung von Bruchkraft und Dehnung.
Hierdurch belegt Memocon nicht nur, dass durch die Behandlung keine schädigende Destabilisierung der Papiere erfolgt, sondern, dass darüber hinaus die Papiere signifikant und unmittelbar wirksam zu Gunsten einer nachhaltig hohen Gebrauchstauglichkeit stabilisiert werden.
Im Original besonders effizient
Neu hergestellte genormte Prüfpapiere nach DIN 32701 verfügen über andere Eigenschaften als gealterte Originalpapiere. Eine künstliche Alterung umfasst ferner keine spezifizierbare Dauer. Daher ist es zur Bewertung des Entsäuerungserfolgs wesentlich, dass die Behandlungsergebnisse in Originalpapieren innerhalb der bislang untersuchten Betrachtungszeiträume von in der Regel 12 Jahren („KUR-Untersuchung“ und „Vogel“ über Blockverfahren, „Höing“ über das Einzelblattverfahren) höher ausfallen als die Ergebnisse im genormten Prüfpapier nach künstlicher Alterung.
Dies ist beim Memocon BCP-Verfahren der Fall.
Da es sich bei den Prüfungen in der Regel um destruktive Messungen handelt und Originalpapiere deutlich heterogener in der Beschaffenheit sind als genormte Prüfpapiere, können bezüglich der Messwerte der Originalpapiere nur Durchschnittswerte, bezogen auf zur Verfügung stehende Messungen, herangezogen werden. Wesentlich zur Interpretation ist die grundsätzliche Tendenz, die wissenschaftliche Plausibilität der Ergebnisse und Orientierung im Vergleich zu den Prüfpapieren.
Der pH-Wert – Neutralisierung vorhandener Säuren und nachhaltige Wirkung bei stark sauren Papieren
Das Memocon BCP-Verfahren wurde für die besonderen Bedürfnisse von Archivalien mit ihren heterogenen und schlechten Papierqualitäten entwickelt und basiert daher auf dem Lösungsmittel Wasser.
Der Prozess beinhaltet die notwendige Menge des Reagenz Wasser von mindestens 95%, die als energetisches Potential zur unmittelbaren Neutralisierung vorhandener Säuren erforderlich ist. Die vorhandenen Säuren werden daher bei der wässrigen Entsäuerung direkt im Behandlungsprozess unmittelbar und vollständig über einen Ionenaustausch neutralisiert. Das Memocon BCP-Verfahren wirkt daher besonders nachhaltig auch bei bereits stark sauren Papieren.
Die pH-Werte verbleiben beim DIN-Prüfpapier und bei den Originalpapieren auch nach Alterung stabil im deutlich alkalischen Bereich.
Der leichte Rückgang des pH-Werts nach der Alterung ist erwartungsgemäß und zeigt in Verbindung mit dem Verlauf der alkalischen Reserve die gewünschte Reaktivität der eingebrachten Wirkstoffe.
Ein deutlich höherer Rückgang der pH-Werte in den neutralen oder sauren Bereich hätte, insbesondere bei den Originaldokumenten, eine nicht erfolgte Neutralisierung der vorhandenen Säuren durch den Behandlungsprozess angezeigt.
Der Ausgangswert des pH-Wertes ist im DIN-Prüfpapier mit 5,0 deutlich höher als der durchschnittliche pH-Wert der Originale in Höhe von 4,0.
Originaldokumente haben zumeist deutlich mehr Säuren gebunden als das neu hergestellte Prüfpapier nach DIN 32701. Trotz des deutlich niedrigeren Ausgangswertes werden im Original annähernd gleich hohe pH-Werte nach der Behandlung ermittelt wie im Prüfpapier.
Der durchschnittliche Anstieg des pH-Wertes in Höhe von 4,7 in den Originalpapieren durch die Memocon BCP-Behandlung fällt deutlich höher aus als der pH-Wert Anstieg in den Prüfpapieren (pH-Wert Anstieg 3,9).
Damit erreicht das Memocon BCP-Verfahren im Originalpapier eine um durchschnittlich 40% effizientere Erhöhung des pH-Wertes im Vergleich zum Prüfpapier, obwohl mit zunehmendem Säuregrad die chemische Reaktivität von Papier abnimmt. Ursächlich ist das für eine erfolgreiche Neutralisierung von bestehenden Säuren im Behandlungsprozess notwendige hohe energetische Potential des Wassers in der Memocon BCP-Wirkstofflösung.
Der Rückgang des pH-Wertes im Prüfpapier nach der künstlichen Alterung ist um ca. 60% höher als der durchschnittliche Rückgang in den Originaldokumente nach 12 Jahren natürlicher Alterung.
Alkalische Reserve – keine vorzeitige Rückversäuerung
Beim Memocon BCP-Verfahren fallen durch die Neutralisierung vorhandener Säuren nicht verbrauchte Wirkstoffe besonders homogen verteilt in den Papieren aus und bilden eine alkalische Pufferung.
Voraussetzung für die gewünschte langfristige Wirksamkeit der alkalischen Pufferung ist die vollständige Neutralisierung der vorhandenen Säuren im Behandlungsprozess, sowie eine Reaktionsfähigkeit der eingebrachten Wirkstoffe, wie das beim Memocon BCP-Verfahren der Fall ist, damit die zusätzlich eingebrachten alkalischen Wirkpartikel als Reserve gegen die zukünftige Rückversäuerung dienen können.
Als neu hergestelltes Papier besitzt das genormte Prüfpapier andere Eigenschaften als natürlich gealterte Originalpapiere. Das zeigt sich auch in der Aufnahmefähigkeit von alkalischen Wirkstoffen, die bei einem bereits belasteten und vorwiegend poröseren Originalpapier deutlich höher ist.
Die hohe und homogen verteilte alkalische Pufferung, wie sie durch das Memocon BCP-Verfahren eingebracht wird, ist hilfreich und notwendig zum langfristigen Entgegenwirken einer zukünftigen Rückversäuerung.
Die in die Originalpapiere durchschnittlich eingebrachte alkalische Reserve in Höhe von 2,41 Ma-% MgCO3 ist um 39% höher als die alkalische Pufferung in den Prüfpapieren in Höhe von 1,38 Ma-% MgCO3. Das berücksichtigt auch den als negative alkalische Reserve ausgedrückten Säuregehalt des Prüfpapiers in Höhe von -0,6 Ma-% MgCO3.
Die Degradierung der alkalischen Reserven im Zuge der Alterung zeigt die Reaktivität der eingebrachten Wirkpartikel und deren Entgegenwirken gegenüber der fortschreitenden Versäuerung.
Der Rückgang der alkalischen Reserve im Prüfpapier nach der künstlichen Alterung ist mit 41% (unter Berücksichtigung der als negative alkalische Reserve ausgedrückten Säuregehalts der Prüfpapiere) deutlich höher als der durchschnittliche Rückgang bei den Originalpapieren in Höhe von nur 19% nach 12 Jahren natürlicher Alterung.
Stabilisierung Bruchkraft und Dehnung durch Nachleimung
Beim Memocon BCP-Verfahren werden die Papiere zur langfristigen Erhaltung nicht nur chemisch stabilisiert, sondern ebenso unmittelbar mittels einer im Behandlungsprozess integrierten Nachleimung physikalisch stabilisiert.
Da jede Entsäuerung auf eine nachhaltige Stabilisierung der Papiere zur möglichst langfristigen Erhaltung ihrer Gebrauchsfähigkeit abzielt, kommt der Nachleimung, die ausschließlich eine wässrige Entsäuerung bieten kann, eine besondere Bedeutung zu und erhöht die gewünschte langfristig stabilisierende Wirksamkeit signifikant.
Neben der Methylcellulose-Leimung wirkt zur Stabilisierung ebenso das polare wässrige Medium der Wirkstofflösung als natürlicher Weichmacher zur Verbesserung der Wasserstoffbrücken der Faser-zu-Faser-Bindungen. Der Versprödung und Verhornung der Faser-zu-Faser-Bindungen aufgrund der Alterungsprozesse werden somit effizient entgegen gewirkt.
Im Unterschied zu Verfahren ohne Nachleimung und Verfahren ohne das polare Lösungsmittel Wasser sind die Papiere somit nicht nur im normativen Vergleich „unbehandelt gealtert versus behandelt gealtert“ stabiler, sondern werden unmittelbar durch den Prozess mit besonders nachhaltiger Wirkung stabilisiert.
Im maßgeblichen Vergleich zwischen dem gealterten unbehandelten Papier und dem gealterten behandelten Papier wird die nachhaltige Wirkung durch die zusätzliche Stabilisierung des Memocon BCP-Verfahrens besonders deutlich.
Die normierten Prüfpapiere zeigen aufgrund Ihrer Papierkomposition mit einer Steigerung von 92% in Bruchkraft und 133% in Dehnung deutlich höhere Werte als die durchschnittliche Steigerung der betrachteten Originalpapiere um 72% in Bruchkraft und 38% in Dehnung.
Die Prüfpapiere sind für die Messung von Bruchkraft und Dehnung den Originalpapieren sehr unähnlich und zeigen, unter anderem aufgrund der geringen Grundstabilität im Ausgangsstadium, Steigerungen an, die wir für nicht realistisch halten.
Die signifikante Stabilisierung von 72% in Bruchkraft und 38% in Dehnung in Verbindung mit einer deutlich geringeren Degradierung über die Alterung belegt deutlich die nachhaltig stabilisierende Wirkung des Memocon BCP-Verfahrens.
Die Degradierung von Bruchkraft und Dehnung der Prüfpapiere nach künstlicher Alterung in Höhe von -16% und -56% ist deutlich höher als die durchschnittliche Degradierung der betrachteten Originalpapieren in Höhe von -3% und -47%.
Die Erhöhung der Bruchkraft um 43% und der Dehnung um 100% beim Prüfpapier unmittelbar nach der Memocon BCP-Behandlung ist aufgrund ihrer deutlich niedrigen Ausgangswerte deutlich höher als im Durchschnitt der betrachteten Originalpapiere mit Erhöhung der Bruchkraft um 16% und der Dehnung um 25%.
Wesentlich ist eine deutliche Stärkung von Bruchkraft und Dehnung unmittelbar durch die Behandlung, die sich in den Originalpapieren auf hohem Niveau zeigt.
Die Bruchkraft und Dehnung der unbehandelten Prüfpapiere in Höhe von nur 8 N und 0,8 % ist signifikant geringer als die durchschnittliche Bruchkraft und Dehnung der betrachteten Originalpapieren in Höhe von 20,7 N und 1,2%.
Hintergrund ist unter anderem die holzfreie Papierkomposition der Prüfpapiere, die den Originalpapieren besonders unähnlich ist (die weit überwiegende Mehrzahl an Papieren ist holzhaltig), sowie die Optimierung der Prüfpapiere auf ihre Eignung zur Viskositätsmessung. Entsprechend fallen die vergleichenden Bruchkraft-Messungen zwischen Prüfpapieren und Originalpapieren deutlich unterschiedlicher aus als bspw. bei Verwendung der bis 2018 definierten Prüfpapiere gemäß DIN-Empfehlung nach Hofmann und Wiesner.
Langzeitmessungen am Original und Dokumentation in der Memothek
Eine Erfolgsmessung anhand von standardisierten neuen Testpapieren, wie sie DIN 32701 vorsieht, kann nur wenig Aufschluss über die Wirksamkeit an Originalpapieren geben. Säuregehalt, Beschaffenheit und Zustand der Papiere sind so unterschiedlich, dass nur am jeweiligen Original nachgewiesen werden kann, ob die Behandlung wirksam war.
Wesentlich sind daher Langzeitbeobachtungen an Originalpapieren um den nachhaltigen Erfolg der Behandlung zu validieren. Dies ist zerstörungsfrei über Oberflächenmessungen des pH-Wertes möglich: Liegt der pH-Wert des Papiers auch noch nach deutlich mehr als zehn Jahren stabil im alkalischen Bereich, hat eine nachhaltig wirksame Entsäuerung stattgefunden. Liegt der pH-Wert dagegen wieder im sauren Bereich, wurde das Papier entweder schon bei der Behandlung unzureichend entsäuert, oder es wurde keine ausreichende alkalische Reserve eingebracht, um eine dauerhafte Wirkung zu gewährleisten.
Memocon erstellt daher für jedes behandelte Archivgut eine Datenbank mit einem umfangreichem Messprogramm und hoher Stichprobensequenz.
Der pH-Wert der Originalpapiere wird vor der Behandlung, direkt nach der Behandlung und dann auf Wunsch alle fünf Jahre gemessen und in der Memothek dokumentiert. Diese Langzeitbeobachtung erlaubt eine valide Aussage über den tatsächlichen Behandlungserfolg und gibt Archiven die notwendige Sicherheit, dass ihre behandelten Originalpapiere nachhaltig vor säurebedingtem Zerfall geschützt sind.
Lesen Sie mehr über die Memothek und die Langzeitmessungen der Memocon.