ANAI Calvini Chiggiato.pdf - Ass. Nazionale Archivistica Italiana ...

ANAI
Associazione Nazionale
Archivistica Italiana
Sezione Veneto
La carta chimica
Paolo Calvini Rosanna Chiggiato
Vicenza, 06.05.09
Regione del Veneto

Composizione
La composizione della carta fino al '700 è abbastanza nota:
- stracci
- gelatina / allume
- a volte, carbonato di calcio
A fronte dell'enorme richiesta del mercato (stimato intorno ai 650
milioni di libri in Europa nella seconda metà del '700 *) la materia
prima fibrosa ha iniziato a scarseggiare. Era necessario trovare
un'alternativa.

All'inizio dell'800 l'evoluzione tecnica ha permesso
di passare dagli stracci alla pasta legno (woodpulp):
Conifere (softwood) (pino, larice, abete)
Latifoglie (hardwood) (acero, faggio, betulla, pioppo, tiglio, quercia)
pasta legno
lignina 20-25% carboidrati altre sostanze 2-8%
cellulosa 45%
emicellulosa 25-35%
glucosio Xylano, Xylosio, Arabinosio ecc.

pasta legno come tale
Impasto
a) per giornali o libri di poco pregio:
tronchi scortecciati contro una mole rotante immersa parzialmente
in acqua
Sfibratore di Keller migliorato da Voelter 1846

Impasto
b) per carta di miglior qualità (pasta chimica): cottura o lisciviazione
del legno sminuzzato all'interno di bollitori per allontanamento lignina,
resine, olii essenziali e terpeni.
Inizio '800 acido nitrico e altri acidi forti
1854 brevetto di Watt e Burgess: soda caustica in recipienti di ferro
sotto pressione
1864 brevetto Mitscherlich: soda caustica in autoclave sotto pressione
1884 Dah: aggiunta di solfato di sodio: costi minori e fibre più resistenti
1888 processo Ritter-Keller con cottura a vapore diretto (iniezione)
1890 processo al bisolfito a pH variabile (soluz acquosa di SO 2 al 4-7%
con idrossidi di Na, Mg, Ca) sotto pressione 125-180°C.

Impasto
c) pasta semichimica (1900):
blandi trattamenti chimici, sfibratura meccanica, breve cottura
a 170-175°C in soluzioni di Na 2 CO 3 e Na 2 SO 3

Sbiancamento
dopo il trattamento chimico rimangono residui di lignina
pasta chimica al solfato (di sodio): marrone bruna
pasta chimica al solfito alcalino Kraft: giallastra
per sbiancare
a) biossido di cloro → ossida il nucleo aromatico della lignina
b) reattivi ossidanti → ossigeno, acqua ossigenata a pH alcalino,
sodio ipoclorito, ozono
c) solubilizzazione in alcali dei derivati clorurati

Introduzione delle cariche
per dare bianchezza, opacità e stampabilità

Collatura
1807 Illing collatura in pasta: colofonia + carbonato di sodio
e successiva precipitazione con allume di rocca (solfato di Al
e K)
1876 colofonia + allume del cartaio (solfato di alluminio)
1950 AKD (Aquapel) e ASA con CaCO 3 .

Sbiancanti ottici
per eliminare la il velo giallastro: aggiunta di tinta azzurrina, a
volte con colorante rosso Brasilwood per compensarne il colore:
indaco (di origine vegetale)
blu di Prussia (ferrocianuro di Fe e K)
blu ultramarino (ammino silicato di sodio polisolforato)
blu di cobalto (alluminato di cobalto)
blu di alizarina (colorante antrachinonico)
violetto di Lauth (colorante a base di trifenilmetano)
indaco sintetico (tioindigoidi)

Carte speciali
Carta colorata
aggiunta di pigmenti colorati in superficie
1777 si affianca la colorazione in pasta
1856 Perkin derivati dell'anilina (*)
1913 Von Baeyer sintesi dell'indaco (*)
(*) utilizzati anche per gli inchiostri

Carte speciali
Carta patinata
coated litho-grade (patinata da un lato solo)
coated book-grade (patinata ambedue i lati)
Pigmenti bianchi con adesivo + disperdenti, fluidificanti,
tensioattivi

Carte speciali
Carta patinata
Adesivi: amido, caseina, carbossimetilcellulosa, amido cationico,
amido/stearati
Adesivi sintetici (dopoguerra: resine urea -formaldeide, melaminaformaldeide,
polietileni, acrilonitrile e emulsioni acriliche, alcool
polivinilico, polistirene, stirene/metacrilati, stirene/butadiene)
Sbiancanti (fluorescent whitening: stilbene, sali dell'acido salicilico,
benzofenoni, benzotriazoli)
Antischiumogeni (oli sulfonati, alcool amilico, etere, kerosene,
tributilfosfati, siliconi)
Stabilizzanti (sodio dodecilsolfato, alkil poyethylene oxides, eteri
alkil-arilici)
Emulsioni cerose (cere e paraffine)

Carte speciali
Carta trasparente
Fino al 1800 carta (o pergamena) con grassi e resine naturali
(olio di lino, pece greca ossia colofonia con olio di noce)
Dal 1800 carta con coppale, sandracca, petrolio (per trasparenza
temporanea), olio+colofonia+ resina dammar.
Dal '900 le fibre vengono trattate prima della formazione del
foglio:
Carta pergamena e velina: leggero beating delle fibre in acqua
Imitazione carta pergamena: beating intermedio
Carta trasparente vera e propria: beating forte

Carte speciali carta trasparente
Le fibre di cellulosa sono trasparenti: vediamo il
foglio bianco a causa della diffusione e rifrazione
della luce sulla superficie ruvida della carta.
L'aggiunta di impregnanti allontana l'aria
L' acido solforico "brucia" le fibrille sottili
La calandratura compatta le fibre espellendo l'aria
Una volta formato il foglio:
Carta velina: aggiunta di impregnanti
Pergamena vegetale: immersione in 2/3 H 2 SO 4 e 1/3 H 2 O
asciugatura → lisciatura → "papirina" trasparente
Glassine (imitazione pergamena): calandrature

Immersione in acido solforico: gelatinizzazione sino ad uno stadio
intermedio tra cellulosa mercerizzata e rigenerata e (opzionale)
glicerina o glucosio. Strutture tipo cellophane e rayon.
Aggiunta di transparentizers (sostanze con indice di rifrazione simile
a quello della cellulosa):
- amido
Carte speciali carta trasparente
- non-drying oils [di cocco o di ricino],
- drying oils [olio di semi di papavero, cere, vernici, resine e solventi
(trementina, spirito di petrolio, nafta, toluene)].
Impregnazione con amido, silice, olio minerale, films acrilici o altre
resine sintetiche

Carte speciali
Carta per inchiostri copiativi (fino anni '40 circa)
Fatta a mano per garantirne l'isotropia (espansione ad umido
uguale in ambedue le direzioni).
Assorbente, molto sottile e resistente (l'inchiostro deve penetrare
ed essere visibile sul retro)
70% cotone + lino, seta, canapa e/o Gampi (silk paper)
A volte addizionate di tannini per reagire con gli inchiostri
copiativi ferro-gallici
Glicerina, cloruro di magnesio, zucchero e miele (per mantenerla
umida). Piccole aggiunte di gomma arabica o gelatina
Cromato o bicromato di potassio per incrementare la durabilità
dell'inchiostro
Acetato di alluminio per il fissaggio degli inchiostri colorati

Carta chimica
La carta chimica permette la riproduzione di copie senza ricorrere
alla carta carbone: la copia si ottiene grazie alla pressione
esercitata dalla scrittura, che determina la rottura di microcapsule
sul retro del foglio. Il liquido così liberato genera una reazione
colorante sullo strato di rivestimento del foglio copia. Questo
genere di carta viene pertanto denominato “carta a reazione
colorante” o “carta autocopiante”.

Inchiostri neri e colorati '800
Già dall'800 esistono manuali con le "ricette" per la
preparazione di inchiostri e materiali tintori. Es:
-Dr. Ure’s Dictionary of Arts, Manufactures and Mines Fourth
Ed. London 1853
- Prof. A. De Brun: Trattatello sulle materie tessili e coloranti,
Biblioteca del Popolo, Sonzogno Ed., Milano 1886.
- D. N. Carvalho: Forty Centuries of Ink or a Chronological
Narrative Concerning Ink and Its Backgrounds. Lenox Hill
Pub. and Dist. Co. (Burt Franklin), New York, 1904.
(disponibile in internet)

Composizione inchiostri
- a base di nerofumo, miele, gomma arabica
- ferro-gallici
- legno di campeggio, gomma arabica, allume
- campeggio, allume di cromo, acido ossalico, potassio
bicromato
- indaco, bianco di Piombo, gomma arabica, zucchero
- glutine di farina, nerofumo, indaco, acido acetico, carbonato
di sodio
- Blu di Prussia, acido ossalico, acido cloridrico diluito

Coloranti organici sintetici nell'800
Nell'800 ai pigmenti/coloranti inorganici si affiancano i
coloranti di sintesi industriale:
1750 pubblicazione ricetta Blu di Prussia (di Berlino, di
Parigi)
1860 coloranti all'anilina
1861 fucsina (malva)
1863 violetto di Hoffman
1874 eosina (rosso)

Inchiostri neri e colorati '900
Sino agli anni 40-50 del '900 gli inchiostri ferro-gallici continuano
ad essere utilizzati, anche per ottenere copie dei manoscritti.
Nel contempo aumenta l'uso di inchiostri neri e colorati, a base di
- azocomposti
- antrachinone
- trifenilmetano
-xantene
- ketonimmmina
- composti nitro e nitroso
La composizione è quindi
completamente diversa da quella
dei secoli precedenti. Per la
diagnostica è necessario passare
dalle analisi di composti
inorganici a quelle, molto più
complesse, di composti organici

Una prima classificazione è basata sui gruppi organici presenti
nella molecola:
Coloranti acidi
Il nome derivava dalla presenza di gruppi acidi
(principalmente SO 3 Na o R-COONa) nella molecola di base
Anionici
Solubili in acqua
Generalmete insolubili in solventi organici, ma alcuni solubili
in alcoli, chetoni ed esteri

Coloranti basici
Il nome derivava dalla presenza di gruppi basici (generalmente
sali di ammonio R-NH 2 spesso cloridrati) nella molecola di
base
Solubili in acqua e alcool
Bassa solubilità nella maggior parte dei solventi organici
Generalmente utilizzati con un mordente (acido tannico) o una
resina

Identificazione inchiostri moderni
Richiede l'uso di tecniche complesse:
paper chromatography
paper electrophoresis
luminescence
microspectrometry
FTIR
Raman
luminescence photography
laser excitation and
spectroscopy
chromatography (HPLC) and
electrophoresis
mass spectrometry
nuclear magnetic resonance
(NMR)

Inchiostri per fotocopie e stampanti
- elettrofotografia
- ink-jet
- stampanti laser

Fotocopie (elettrostatiche) e stampe laser
Un originale viene illuminato e proiettato su un rullo
(fotoconduttore elettrostatico carico) che a sua volta attrae le
particelle di toner nei punti corrispondenti all'immagine.
Scaricando il fotoconduttre, la carta (nelle prime fotocopiatrici
trattata chimicamente per essere a sua volta caricata
elettrostaticamente) attrae le particelle di toner, che vengono
fissate con il calore o la pressione.
Il toner contiene polveri di ferro ed una resina termoindurente
Una variante (toner liquido) è a base di nero carbone sospeso in
un solvente, anch'esso con una resina termoindurente
Nelle stampanti laser il processo di illuminazione viene sostituito
dall'output digitale del computer.

Ink-jet
L'inchiostro viene spruzzato sulla carta.
a) Coloranti organici solubili in acqua leggermente alcalina.
(Il pH è controllato con aggiunta di carbonato di sodio)
b) Coloranti organici solubili in solventi (fast-drying)
(alcoli, glicoli, dimetilformammide, N-metil pirrolidone)
Per l'uso su carta non assorbente, si aggiungono resine

Inchiostri per pennarelli
Inchiostri stilografici
Inchiostri biro
- Coloranti organici solubili in acqua/alcool o in solventi
- Coloranti organici solubili in olii, veicolati da solventi
Resine leganti

Inchiostri fluorescenti
Utilizzati nella II guerra mondiale per vedere al buio le carte militari
Diventano fluorescenti sotto UV
Coloranti acidi: fluoresceina, eosina
Coloranti basici: Rhodamine 6G, Rhodamine B
Solventi: acqua e alcool

La diagnostica
ANALISI MICROCHIMICHE
Per il riconoscimento di alcuni elementi costitutivi
della carta

Presenza di lignina o pasta
chimica nella carta
Reattivi per identificare le fibre di cellulosa:
HERZBERG
LOFTON-MERRIT
FLUOROGLUCINA

HERZBERG (pasta chimica)
Il reagente si prepara mescolando due soluzioni:
1) Soluzione di cloruro di zinco: 40 g ZnCl 2 in 20 ml di acqua
distillata
2) Soluzione di ioduro di potassio (4,2 g) e iodio (0,2 g) in 10 ml
di H 2 0.
tinta rossa in presenza di
lignina →
colore azzurro in
presenza di pasta chimica

LOFTON - MERRIT(pasta chimica)
Si preparano due soluzioni:
1) Fucsina basica(0,22 g) e verde malachite (0,22 g) in 250
ml di acqua
2) 1 ml di acido cloridrico concentrato(37% 5N) in 1L di
acqua.
Si mescolano le due soluzioni fino a raggiungere pH 1,9
(se necessario aggiungere HCl 5N) e si lascia riposare e
decantare.
Al contatto col reattivo
la carta semichimica assumerà una colorazione violetta,
la carta ricca di lignina verde-azzurra
carta chimica sbiancata e la carta di stracci resteranno incolori.

LOFTON - MERRIT(pasta chimica)
Esempi
pasta con lignina: azzurro-verde
pasta semichimica: violetto
← pasta legno di conifera al microscopio

Fluoroglucina (lignina)
1g di fluoroglucinolo sciolto in una soluzione di
50 ml di metanolo
25 ml di acido cloridrico concentrato 37%.
Se è presente la lignina
nelle fibre si ottiene una
colorazione rossa anche
dopo un lavaggio in acido
cloridrico e risciacquo in
acqua distillata

Reattivi per le sostanze proteiche
- Reattivo per identificare la caseina e la gelatina
GRAFF’S
- Reattivo per l’identificazione dell’Idrossiprolina (gelatina)
ERLICH

GRAFF’S (caseina e gelatina) (1 di 2)
Devono essere preparate 2 soluzioni:
1) solfato di rame (2,5 g in 100 ml di acqua)
2) idrossido di sodio (2 g in 100 ml di etanolo al 50%)
Il reattivo non distingue tra gelatina e caseina
In presenza di materiale proteico appare una colorazione violetta.

GRAFF’S (caseina e gelatina) (2 di 2)
Un campione di carta viene
immerso nella prima
soluzione per dieci minuti.
Si estrae dalla soluzione e vi
si aggiunge una goccia della
seconda soluzione, che si
lascia reagire per due
minuti.
Il test è positivo se al
termine di tali operazioni
sul campione è comparsa
una colorazione violetta.
campione trattato confrontato
con campione non trattato, 50x

Erlich (proteine animali) (1 di 4)
Si preparano cinque soluzioni:
1) idrossido di sodio NaOH (12,5%)
2) Solfato di rame CuSO 4 (0,01M)
3) Acqua ossigenata H 2 O 2 (4%)
4) Acido solforico H 2 SO 4 (3N)
5) Erlich (1 g di p-dimetil-amminobenzaldeide disciolta in 20 ml
di 1-propanolo)

Erlich (proteine animali ) (2 di 4)
Si procede tagliando dapprima un cm 2 di
carta.
Esso viene collocato in unaprovetta, si
aggiungono 0,2 ml di soluzione di
idrossido di sodio e si mantiene ad una
temperatura di 100°C per 10 minuti. In
seguito si raffredda.
Lo scopo di questa prima operazione è di
portare in soluzione l'idrossiprolina.

Erlich (proteine animali) (3 di 4)
In seguito si tratta il campione con 1
ml di soluzione di CuSO 4 0,01M e 0.5
ml di H 2 O 2 al 4%.
Si agita e si aspetta che l'effervescenza
si plachi. Si scalda di nuovo a
100C°per cinque minuti, poi si lascia
raffreddare.
In questo modo l'idrossiprolina
dapprima passata in soluzione si
ossida e si decarbossila passando alla
forma di pirrolo.

Erlich (proteine animali) (4 di 4)
Infine si aggiungono 2,5 ml della
soluzione di acido solforico e 2 ml
del reattivo Ehrlich e si scalda a 80C°
per circa 10 minuti.
Se in soluzione vi è idrossiprolina,
trasformatasi in pirrolo, essa reagisce
con il reattivo dando una colorazione
rosso magenta.

Reattivi per identificare colle non proteiche
- Reattivo per l’amido:
IODIO
-Reattivi per la colofonia
RASPAIL
LIEBERMAN-STORCH
- Reattivi per l’allume (nella gelatina e nella colofonia)
ALUMINON
ALIZARINA S

IODIO (amido)
Si utilizza una soluzione di iodio con ioduro potassico.
Lo iodio (0.13 g) si scioglie in una soluzione di ioduro
potassico (2,6 g in 5 ml di acqua).
La soluzione si diluisce successivamente fino a 100 ml.
La soluzione viene
applicata su un campione
di fibra.
Una colorazione blu
indica la presenza di
amido
fibra trattata con il reattivo, 50x

Raspail (colofonia) (1 di 2)
Si può applicare il test a poche fibre superficiali della carta.
Si devono preparare due soluzioni:
1) Soluzione quasi satura di zucchero
2) Soluzione di acido solforico concentrato
E' necessario far attenzione che la soluzione di
zucchero sia satura al punto giusto e che l’acido
solforico sia concentrato altrimenti la reazione può
non avvenire.

Raspail (colofonia) (2 di 2)
Si pone dapprima una goccia della prima soluzione e si
attende per qualche minuto affinché venga ben assorbita.
Si elimina l’eccesso con della carta assorbente e si aggiunge
una goccia di acido solforico.
L’apparire di una colorazione rosata indica la presenza di
colofonia.
← Campione M
Trattato con reattivo
Raspail (50x) →

LIEBERMAN-STORCH (colofonia)
Si immerge 1 g di carta in 5 ml di acido acetico anidro.
Dopo aver estratto la carta, si lascia evaporare fino ad un
volume di 1ml e si aggiunge una goccia di acido solforico
concentrato.
Se la colofonia è presente appare un colore rosa violetto

Alizarina S (allume) (1 di 2)
Si preparano 3 soluzioni:
1) una soluzione 1% di alizarina S in
acqua
2) una soluzione 1N di idrossido di
sodio
3) una soluzione di 1N di acido acetico

Alizarina S (allume) (2 di 2)
Si tratta il campione con la soluzione di NaOH in modo da
solubilizzare l’allume.
Si prende un goccia di tale soluzione e vi si aggiunge una
goccia di alizarina S.
Si aggiunge acido acetico fino a far scomparire la colorazione
violetta.
Il test risulta positivo se con l’aggiunta di un’altra goccia di
acido si forma un precipitato rosso.

Aluminon
Si prendono 0,1 g di alluminion e si portano in soluzione con
100 ml di acqua distillata.
La soluzione di color rosso sbiadito così preparata viene
utilizzata per trattare i campioni di carta.
Il test è da considerarsi positivo se la soluzione versata sul
campione assume un colore rosso molto intenso in seguito alla
solubilizzazione dell'allume

Reattivo per lo ione Ferro
Il reattivo (Bathophenanthroline) forma complessi colorati
con gli ioni di Ferro (II).
Per identificare il Ferro (III) è necessario un trattamento con
un riducente (acido ascorbico, cioè Vitamina C) prima della
reazione con la Bathophenanthroline.
Cartine indicatrici sono
disponibili in commercio:
www.preservationequipment.com
Product Code 539-3000
Test negativo
Test positivo
Neevel, J.G., Reissland, B., 2005. Bathophenanthroline Indicator Paper -
Development of a New Test for Iron Ions. PapierRestaurierung 6, 28-36

Identificazione del Blu di Prussia
II Blu di Prussia è un colorante artificiale a granulazione finissima
e colore blu intenso costituito da un Ferrocianuro Ferrico.
In presenza di un colorante blu scuro (colore tipico del Blu di
Prussia ma anche dell'Indaco), l'aggiunta di Idrossido di Sodio
(soluzione concentrata acquosa) seguita da un leggero
riscaldamento trasforma il pigmento da blu in bruno rosso.
Con un ulteriore aggiunta di una goccia di acido si ottiene il Blu di
Prussia sotto forma di precipitato azzurro.
Quest'ultima reazione non avviene se il pigmento è costituito da
Indaco.

Semplici analisi di materiale
inorganico
Test del carbonato di calcio con acido cloridrico
Il carbonato di calcio si utilizza come riempitivo durante la
produzione del foglio o come sostanza inorganica per la
patinatura. E' presente in forti quantità nelle carte con
AKD
Se si appoggia una goccia di
acido cloridrico sulla carta
patinata e si osserva una
leggera effervescenza è
possibile confermare la
presenza di carbonato di
calcio.
DinoLite® 50x →

Lampada di Wood (U.V.)
e Filtri Infrarossi
Passepartout moderno con nastro adesivo e foxing
Foto nel Visibile
con macchia di
foxing
Foto sotto UV:
evidenzia la presenza di
uno sbiancante ottico
(TiO 2) nel passepartout
Foto con filtro IR:
solo la matita delle
sigle è visibile

Le analisi FTIR
Tecnica non distruttiva che permette l'identificazione di molti
gruppi funzionali presenti nelle molecole organiche. Inoltre, la
cosiddetta regione delle impronte digitali è tipica di ogni molecola,
ma così densa di segnali da essere quasi impossibile da interpretare
a livello molecolare.

FTIR di alcuni
componenti
della carta

L'algoritmo di sottrazione
La disponibilità dei
dati spettrali in
forma numerica
permette oggi
un'elaborazione
matematica degli
spettri, alla ricerca
dell'informazione
nascosta.

L'algoritmo di deconvoluzione
P.Calvini & A.Gorassini, "FTIR-deconvolution Spectra of Paper Documents", Restaurator
23(1), (2002), 48-66
Spesso più gruppi
funzionali si
sovrappongono nella
stessa regione dello
spettro. La
deconvoluzione
permette entro certi
limiti di risalire alle
bande sovrapposte
(tratteggiate in figura)
nello spettro originale
(linea continua)

Tecniche matematiche ancora più complesse permettono di
modulare gli spettri FTIR di standard in modo che la loro
somma corrisponda allo spettro della sostanza incognita.
Con questo metodo è possibile individuare la presenza di
componenti il cui spettro FTIR è completamente nascosto
sotto lo spettro del campione in esame.
P.Calvini, S.Vassallo: Computer-assisted Infrared Analysis of Heterogeneous
works of Art. e-PS, 2007, 4, 13-17. Free download www.Morana-rtd.com

Gli standards
Per un'interpretazione accurata degli spettri FTIR è necessario
poter disporre di standard a composizione nota:
• carte di cellulosa e wood pulp
• sostanze di patina
• colle ed adesivi
• inchiostri e colori
Per le carte odierne è possibile una collaborazione con le cartiere,
ma la composizione esatta delle carte dall'800 in poi non è
generalmente nota.

Le pattern card novecentesche
Pattern-card: testi con inseriti campioni con l'indicazione del colorante e
del supporto cartaceo.
E' possibile analizzarli dopo 80-100 anni di invecchiamento naturale sia
della carta che del colorante.
The dyeing of paper (1930):
catalogo della Ditta americana
Du Pont
Wilmington, Delaware (USA)
Julius Erfurt: The dyening
of paper pulp, a practical
treatise for the use of
papermakers, paperstainers,
students and others (1901),
Mancester (UK)
Cristina Montagner
Tesi di Laurea Università Ca' Foscari di
Venezia, Facoltà di Scienze MM.FF.NN.
AA 2007 - 2008
Potenzialità e sviluppi nell'utilizzo della
spettroscopia in riflettanza UV-Vis-NIR
nello studio dei coloranti organici: il
catalogo delle Industrie I.G.Farben.
Relatore prof. Renzo Ganzerla
Correlatrice Dott.ssa Susanna Brac

Lo "scartafascio" ottocentesco
del Comune di Mele (GE)
Museo della carta
Raro esempio di pattern-card
ottocentesco: contiene le "ricette"
di preparazione di carte colorate
e un campione delle stesse

Diagnostica per il restauro
Le più comuni operazioni
chimiche di restauro sono:
- deacidificazione
- sbiancamento con ossidanti
- sbiancamento con riducenti

Deacidificazione
Eseguita in genere con Idrossido di Calcio Ca(OH) 2 in soluzione
acquosa semisatura (aggiunta di acqua fino a raggiungere un pH
di 7,5)
Altri agenti deacidificanti:
- Propionato di Calcio in acqua o alcool
- Bicarbonato di Calcio (da Carbonato + Anidride Carbonica) in
acqua
- Carbonato di Magnesio

Deacidificazione
Lo scopo della deacidificazione è di rimuovere componenti acidi a
basso peso molecolare (in parte responsabili dell'ingiallimento) e di
lasciare sulla carta una riserva alcalina (Carbonato di calcio).
FTIR di carta
decidificata.
Forti bande di
riserva alcalina
sulla superficie,
rimossa dal
trattamento acido

Le nanoparticelle (deacidificazione)
Recenti attività di ricerca riguardano l'uso di nanoparticelle di
Idrossido o Carbonato di Calcio in soluzione non acquosa.
L'idrossido (carbonato) di calcio non è solubile in solventi
organici, ma se le dimensioni delle particelle sono molto piccole
si ottiene una sospensione (dispersione) che può essere utilizzata
per la deacidificazione

Sbiancamento con Ipoclorito
(ossidante)
Ipoclorito di calcio Ca(ClO) 2 in soluzione al 5% in acqua,
filtrando la soluzione se necessario.
L'ipoclorito degrada rapidamente la carta, se utilizzato a
pH neutro o debolmente alcalino.
Controllare pertanto il pH e portarlo almeno ad un valore
di 10.5 utilizzando una soluzione di idrossido di calcio
Ca(OH) 2 .
Gli sbiancamento con ossidanti può comportare danni
irreversibili al materiale e non è consigliabile

Sbiancamento con TBAB
(riducente)
Il ter-butilamino borano (TBAB) è utilizzabile in acqua, etanolo,
toluene alla concentrazione di 17g /litro. Sciogliere 17g in 1L di
acqua a 40-50° e lasciar raffreddare. Se si usa un solvente organico,
NON riscaldare.
E' sufficiente per 10/15 fogli per un libro in quarto.
Il tempo d’immersione varia da 1 a 6 ore a seconda del grado di
ossidazione.
Se è il caso, deacidificare.
E’ molto nocivo (R20/21/22)
Pone problemi di smaltimento
Lo sbiancamento con TBAB è
tuttora in fase di studio a
livello scientifico.

Cristina Albillos
Rosanna Chiggiato
Esempi di carte del '900 trattate
con Ca(OH) 2, Ca(ClO) 2, TBAB

Le Norme UNI e ISO
Norma UNI 10333 corrispondente alla ISO 9706
Documentazione e informazione. Carta per
documenti. Requisiti per permanenza e
durabilità
Norma UNI 10332
intermedia ⇒
Documentazione e informazione.
Carta per documenti. Requisiti per
la massima permanenza e durabilità
ISO 11108 Information and
documentation. Archival papers.
Requirements for permanence
and durability

Norme: un po' di storia
Durante i lavori del WG1 (working group one) del TC46 (technical
committee 46) dell'ISO, nella riunione dell'autunno dell'89 a
Londra si decise di preparare due differenti norme.
Una, la meno stringente, quella adatta alla massa dei libri e dei
documenti da conservare, fu poi pubblicata nel febbraio del '94 dalla
UNI (10333) e nel marzo dello stesso anno dalla ISO (9706). Le due
norme sono pressochè identiche salvo ovviamente la lingua usata per
la loro redazione (la ISO è pubblicata sia in francese che in inglese).
segue

Anche la norma più stringente (la 10332) fu pubblicata nello stesso
anno, nel '94, dalla UNI.
La ISO invece la pubblicò solo due anni dopo, nel 1996,
cambiandone anche il titolo che divenne ISO 11108:1996
Information and documentation. Archival papers. Requirements
for permanence and durability.
Questa ultima norma ISO è lontana dal ricomprendere tutte le
conoscenze sulla stabilità della carta. E' molto simile alla norma
meno stringente e viene incontro piuttosto ad esigenze dei
produttori di cellulosa chimica che per motivi di mercato volevano
far rientrare tra le carte di archivio anche carte che non avevano
tutte le caratteristiche per la massima durabilità. Questo non
avviene per la norma UNI 10332 che invece è rigorosa.

Norme: quali analisi?
- Resistenza alla trazione dopo invecchiamento artificiale
-pH
- Riserva alcalina
- Assenza di lignina
→
K number, usato in cartiera per
determinare la quantità di
lignina in un impasto
La norma tedesca DIN 6738 prescrive solo misure meccaniche e
non verifica a fondo la reale stabilità chimica del materiale

Il K number
Reazione di ossido riduzione eseguita con permanganato,
per cui piuttosto che determinare con esattezza la
quantità di lignina presente si determina la quantità di
sostanze ossidabili presenti (compresa la lignina)

Foxing e attacco biologico
Anche la carta moderna è soggetta all'attacco biologico
carta patinata in un libro
(1940 circa)
A B
scansione
300 dpi
elaborazione
grafica 3D
dell'immagine
P.Calvini: Computer simulation of heterogeneous degradation of paper: theory
and some experimental results. Poster presentato al "The Third International
Institute of Paper Conservation Conference", University of Manchester, Institute
of Science and Technology, 1st-4th April 1992

Lo strano caso della Donna Blu
M.Zotti, A.Ferroni, P.Calvini (to be published)
Stampa moderna con passepartout
(particolare)
Filtro IR U.V. VIS
Scansione
300dpi
DinoLite®
200 x

Lettera (1992)
Ai funghi piace l'AKD?
L'FTIR "vede" il fungo
e ossalati di calcio.

Works in progress
L'eterogeneità degli inchiostri e colori novecenteschi pone
problemi di solubilità in acqua e/o solvente. Alcune aree dello
stesso documento potrebbero richiedere trattamenti acquosi, altre
in solvente organico.
In questi casi si possono proteggere le aree sensibili all'acqua con
opportune sostanze solide, che evaporano senza passare
attraverso lo stato liquido (processo di "sublimazione"):
ghiaccio → acqua → vapore Evaporazione
ghiaccio secco → anidride carbonica Sublimazione
Una di queste sostanze è il ciclododecano

Rosanna Chiggiato Paolo Calvini
Fabio Pollon
Ciclododecano possibili controindicazioni

Rosanna Chiggiato
Foto ed elaborazioni: Michele Giubilato
Restauro digitale di una stampa digitale
Il recupero di
Mona by the Numbers