Sustainability of Mass Deacidification. Part I: Concept, Selection of Sample Books and pH-Determination

Abstract The German National Library (Deutsche Nationalbibliothek, DNB) and the Berlin State Library (Staatsbibliothek zu Berlin, Stiftung Preußischer Kulturbesitz, SBB) applied mass deacidification processes using the Papersave™, the Libertec™, and the CSC Book Saver™ process to parts of their collections from 1994 (DNB) and from 1998 (SBB) until now. The sustainability of mass deacidification was scientifically evaluated by analysis of 443 deacidified books from both libraries. pH, alkaline reserve and the molecular structure of cellulose were investigated to assess if and to what extent the treatment had improved the overall stability of the paper. This first part of the paper includes results of surface pH measurements and discusses how surface pH, with all its known limitations, can be used as an easily accessible and valuable parameter to determine whether mass deacidification of books was effective. Books treated in the period from 1994 to 2006 were analysed; about 80% of them had a surface pH of ≥7. No distinctive trend by year of deacidification could be discerned except the years 2005 and 2006 which showed a comparatively lower pH. Comparing the pH measured in 2009 with the values measured directly after deacidification, indications of natural re-acidification could be observed in books treated during earlier years. Especially the surface pH measured in older books was found to be slightly lower and more varied. Zusammmenfassung Die Deutsche Nationalbibliothek (DNB) und die Staatsbibliothek zu Berlin – Preußischer Kulturbesitz (SBB) haben seit 1994, bzw. seit 1998 Teile ihrer Bestände einer Entsäuerung unterzogen, wobei die Verfahren von Papersave®, Libertec® und CSC–Book Saver® Anwendung fanden. Die Nachhaltigkeit der jeweiligen Prozesse wurde an Originalbüchern der beiden teilnehmenden Bibliotheken wissenschaftlich überprüft. Dazu wurden insgesamt 443 Bücher herangezogen, die bis 2006 entsäuert worden waren. Die Untersuchungen umfassten die Bestimmung des Oberflächen-pH und der alkalischen Reserve, sowie die Analyse der mittleren Molmasse und des Oxidationsgrades der Cellulose mittels Gelpermeationschromatographie (GPC). In Teil 1 der Studie werden zunächst die Probenahme sowie die Resultate der Oberflächen-pH-Messungen vorgestellt. Ein Oberflächen-pH unterhalb 7 kann mit dem Säuregehalt von Papier korreliert werden und somit als Indikator für den Grad der Versäuerung dienen. Es zeigte sich, dass die Papiere von 80% der behandelten Bücher im Jahr 2009 einen Oberflächen-pH von > 7 aufwiesen. Im Allgemeinen unterschieden sich die erhobenen Werte nicht in Abhängigkeit vom Jahr der Entsäuerung; für die Jahre 2005 und 2006 wurden allerdings signifikant geringere pH-Werte gefunden. Weiterhin zeigte sich bei einem Vergleich der Daten aktueller pH-Bestimmungen mit denen unmittelbar nach der Entsäuerung ein abfallender Trend, der auf eine leichte Rücksäuerung des Papiers im Zuge der natürlichen Alterung hinweist. Diese Beobachtung trifft besonders auf Bücher mit einem älteren Publikationsdatum zu. Hier streuten die Messdaten auch stärker. Résumé La Bibliothèque nationale allemande (BNA) et la Bibliothèque d'Etat de Berlin – propriété de la Fondation du Patrimoine culturel prussien (BEB) ont désacidifié une partie de leurs fonds, depuis 1994 pour la BNA et 1998 pour la BEB. Elles ont utilisé les procédés de papersave®, de Libertec® et de CSC-Book Saver®. L'efficacité à long terme de chaque procédé a été contrôlée scientifiquement sur des livres originaux des deux bibliothèques. Au total, 443 livres, traités jusqu'en 2006, ont été examinés. Les tests ont mesuré le pH de surface et la réserve alcaline, et analysé le poids moléculaire moyen et le degré d'oxydation de la cellulose par la méthode de chromatographie par filtration sur gel. La première partie de l'étude présente les échantillonnages et les résultats des mesures du pH de surface. Un pH de surface inférieur à 7 peut être mis en corrélation avec la teneur en acide du papier et servir d'indicateur de l'acidité. Il s'est avéré que le papier de 80 % des livres traités en 2009 avait un pH de surface supérieur à 7. Dans l'ensemble, les valeurs obtenues ne dépendent pas de l'année de la désacidification, sauf des valeurs pH bien moindres ont été trouvées pour 2005 et 2006. De plus, une comparaison des données des mesures actuelles du pH avec les valeurs mesurées immédiatement après la désacidification a montré une tendance à la baisse, qui indique une légère réacidification du papier au cours du vieillissement naturel. Cette observation se vérifie notamment pour les livres publiés il y a plus longtemps. Dans ce cas, les valeurs sont encore plus éparses.