The Influence of Secondary Chromophores on the Light Induced Oxidation of Paper Part I: The Influence of Light on Cellulose and Secondary Chromophores

SUMMARIES The light induced oxidation of cellulose in pure cellulose is caused mainly by UV radiation and, to a lesser extent probably also by visible light (VIS). If some oxidation degradation products as formed in groundwood paper are present, the oxidation of cellulose caused by irradiation with daylight with a partly reduced UV component is sharply increased. This process occurs in a neutral or acidic environment; it is the result of mainly visible light action. It is possible that it refers to an activation of cellulose oxidation in the course of the light induced oxidation degradation of chromophores in a bleaching process. The chromophores lose this activation effect by shifting to an alkaline pH, i.e. by deacidification, in this study done by the methanolic MMC method. Chromophores themselves are submitted to significant light induced oxidation degradation under the influence of visible light, which results in the bleaching of the paper. A UV filter considerably limits the light induced oxidation of cellulose, but does not stop the degradation of the chromophores. L'oxydation de la cellulose pure induite par la lumière est provoquée principalement par la radiation ultraviolette et dans une certaine mesure probablement aussi à un degré moindre par la lumière visible (VIS). En présence de certains produits de dégradation, tels que ceux qui résultent d'une oxydation du papier à base de pâte mécanique, l'oxydation de la cellulose, causée par l'irradiation de la lumière du jour avec une composante réduite d'ultra-violet, s'accroît fortement. Ce processus se produit en milieu neutre ou acide; c'est le résultat principalement de l'action de la lumière visible. Il se peut que l'oxydation de la cellulose soit activée par le processus de dégradation oxydative des chromophores induite par la lumière, c'est-à-dire par leur blanchiment. Ce phénomène ne se produit pas en milieu alcalin, dans l'expérience ci-mentionnée après désacidification à l'aide d'une solution de méthanol (méthode MMC). Les chromophores eux-mêmes ont été soumis de façon significative à une dégradation oxydative induite par la lumière du jour qui aboutit à un blanchiment du papier. Le filtrage des rayons UV limite considérablement l'oxydation de la cellulose induite par la lumière mais ne peut stopper la dégradation des chromophores. Die lichtinduzierte Oxidation von Cellulose wird hauptsächlich hervorgerufen durch UV und zu einem kleineren Teil wohl auch durch sichtbares Licht. Wenn Abbauprodukte vorhanden sind, wie sie durch Oxidation in Holzschliffpapier gebildet werden, nimmt das Ausmaß an Oxidation der Cellulose unter dem Einfluß UV-reduziertem Tageslicht stark zu, jedenfalls in neutralem oder saurem Milieu. Möglicherweise wird die Oxidation der Cellulose aktiviert durch den licht-induzierten oxidativen Abbau von Chromophoren, d.h. deren Bleichen. Diese Aktivierung findet nicht statt im alkalischen Milieu, im hier referierten Versuch nach einer Neutralisierung mit methanolischer Lösung von MMC. Die Chromophore selbst unterliegen in deutlichem Ausmaß einem von sichtbarem Licht induzierten oxidativen Abbau, der sich als Bleichen bemerkbar macht. UV-Filter können die lichtinduzierte Oxidation von Cellulose beträchtlich reduzieren, verhindern aber nicht den Abbau von Chromophoren.