Kovács Petronella (szerk.): Isis - Erdélyi magyar restaurátor füzetek 20. (Székelyudvarhely, 2020)
Orosz Katalin - Várhegyi Zsuzsanna: Gélek alkalmazási lehetőségei a papír- és bőrrestaurálásban
anélkül csak víz- és iondiffúzió történik. Ez a membrán lehet egy vékony szerves filmréteg a vizes gél és a műtárgy nedves anyaga között (az utóbbi felületén, pl. egy zsíros szennyeződés).14 Cremonesi és munkatársai ugyanakkor modellkísérletekkel igazolták, hogy a zselatin, az albumin, a kazein, a poliszacharid mézgák és a cellulóz is féligáteresztő hártyaként viselkedik, sőt maga a gél is ilyen tulajdonságokkal bír.15 Ez tehát azt jelenti, hogy a papír és kollagén mütárgyalkotók, a bennük és rajtuk lévő ragasztók, kötőanyagok, valamint a gél egyaránt képes ozmózison keresztül elősegíteni az ionok áramlását víz jelenlétében. A tisztítási folyamatot befolyásolja a porózus anyagokban a folyadékok spontán felszívódásáért felelős kapilláris nyomás is, ami a papír, illetve bőr és a vele érintkező víz, valamint a levegő határfelületein jelentkezik és nagysága függ az anyag nedvesíthetőségének mértékétől. A vízben oldódó szennyeződések kioldása a porózus anyagokból tehát egy meglehetősen bonyolult és sok tényező által befolyásolt folyamat, amelyben nagy szerepe van a gél és a tárgy ionkoncentrációjának, valamint polaritásának. A gél iontartalmát és ezzel tisztító hatását fokozni lehet sók, illetve elektrolitok hozzáadásával, ami a papír nedves kezelésénél is bevett gyakorlat.16 A papír kolloidkémiai tulajdonságai és nedvesíthetősége A papír nedvességfelvételét befolyásolja a rostalapanyag típusa, összetétele, a feltárás módja, a lapszerkezet kialakulása (a rostok irányultsága), a segédanyagok (töltő- és enyvezőanyag), valamint a felületkezelések (pl. simítás) módja és mértéke. A víz (és egyéb oldószerek) behatolása a papírba annak makro és mikro felületein történik. A cellulóz rostok közel hengeres alakú, néhány milliméter hosszú részecskék, melyeknek a fala réteges szerkezetű. A rostfal rétegeiben helyezkednek el eltérő összetételben és lefutási szöggel (irányultsággal) a mikrofibrillákba rendeződő cellulóz láncok, valamint az egyéb kísérőanyagok, mint a poliózok (hemicellulóz17), viasz, gyanták, pektin és a lignin. A cellulóz és a hemicellulóz a nagy mennyiségű hidroxilcsoport jelenléte miatt poláris jellegű, hidrofil tulajdonságú. A rost rugalmasságát adó víz a cellulóz láncok közé (az amorf tartományban) és a mikrofibrillákat körülvevő hemicellulóz láncai közé épül be monomolekuláris (kötött) és multimolekuláris (szabad) vízréteg formájában. A lignin ezzel szemben hidrofób tulajdonságú és nagy mennyiségben helyezkedik el a rost külső sejtfalában, csökkentve ezzel annak nedvszívó képességét. 14 A természetben az élő sejtek felületén levő dupla lipidréteg lehet jó példa egy ilyen membránra. 15 Cremonesi - Casoli 2017. p. 22. 16 Jó példa erre a desztillált víz dúsítása kalcium-karbonát, vagy kalciumhidroxid hozzáadással. Ebben az esetben a tisztító hatást a lúgos kémhatás is fokozza, a vízben nem oldható savak semlegesítésével. 17 A hemicellulóz (poliózok) többfajta szénhidrátegységből felépülő elágazó láncú, általában a cellulózénál alacsonyabb polimerizációs fokú, könynyen hidrolizálható polimer, ami lúgokban oldódik. Koltai 2009. p. 23. A papíripari rostfeltárás során a hemicellulóz és a lignin egy részét eltávolítják, így helyükön üregek keletkeznek. A rost üregei a csőszerű sejt belsejében futó lumen (rostüreg), és a rostfal rétegei között kialakuló gömb formájú, valamint keskeny csőszerű üregek (kapillárisok), melyek fontos szerepet játszanak a vízfelvételben. A papírhálóban ezen kívül az összekuszálódott rostok között is léteznek kisebb-nagyobb pórusok, melyek mérete függ a rostfeltárás módjától (fibrillálás, vágás) és mértékétől (rosthosszúság). A papír készítése vizes közegben történik, amikor az üregek tágak, a rostok erősen duzzadt állapotban vannak, majd a lapképzést követő szárítás során elveszítik víztartalmuk túlnyomó hányadát, ami a pórusok egy részének bezáródásával18 és a rost keresztirányú zsugorodásával jár. Az eredetileg hengeres papírrostok a száraz papírban kollapszált, lapos szalagszerü állapotban találhatók, víztartalmuk kb. 6-10% (50% körüli légnedvesség esetén). A restaurálás során végzett nedves kezeléskor a víz a cellulózrost mikrorepedéseibe, pórusaiba hatol be és a fibrillák eltávolodását, részleges felhasadását okozza, ezzel pedig a rostfal és a teljes rost anizotrop duzzadását eredményezi, vagyis a rost keresztmetszete akár 50%-ban is megnő, de a hoszsza nem változik. A lignintartalmú rostok duzzadása minimális, mert a sejtfal külső rétegében elhelyezkedő lignin akadályozza a cellulóz vízfelvételét.19 Részben ez az oka a facsiszolatot tartalmazó papírok nehéz nedvesedésének. A mechanikai rostfeltárás, vagyis az őrlés módjával és mértékével is befolyásolható a papír nedvesedése. Minél rövidebbek és fibrilláltabbak20 a rostok, annál kisebb üregek, pórusok képződnek köztük a lapképzés során, egyben annál több rostközi kapcsolat alakul ki, ami rögzíti a szerkezetet. Nedvesítéskor az erősen fibrillált rostszerkezetű papír (pl. pausz) nagymértékű méretváltozást szenved. A papír nedvszívó képességét gátolhatja az enyvezés módja és mértéke is. A zselatinnal végzett felületi enyvezés során egy fehérje filmréteg alakul ki a papír felületén, ami megakadályozza a por és szennyeződések bejutását a pórusokba és korlátozza a savak és az oxigén hozzáférését a papírhoz. A vízfelvételt és leadást kiegyensúlyozó szerepe is van, hiszen először a zselatin (enyv) veszi fel a nedvességet, duzzad, s csak lassan engedi be a vizet a papírba. Fokozottan igaz ez timsós enyv használata esetén, mivel a timsó alumínium ionjai keresztkötéseket alakítanak ki a fehérjével, keményítve és nedvességgel szemben többé-kevésbé ellenállóvá téve a filmet. Ez az oka a felületi enyvezéssel ellátott rongypapírok sokszor 18 A papírkészítés során a rostok ismételt nedvesítés-szárítás ciklusokon mennek keresztül, ami a pórusaik egy részének végleges bezáródását eredményezi, ezt nevezik a szakirodalomban elszarusodásnak. A folyamat (ha jóval kisebb mértékben is), de a restaurálás során végzett nedvesítés-szárítás ciklusokban is megtörténik, különösen a lúgos kezelések során, melyek erőteljesebb rostduzzadást okoznak. 19 Koltai 2009. p. 43. 20 Az ún. zsíros őrlés során az őrlőberendezés kései többé-kevésbé roncsolják, megbontják a rostfelületet, fibrillakötegeket szabadítanak ki a sejtfalból, ezzel megnő a rost felülete és erőteljesebbé válik a fizikai összekuszálódás, valamint jóval több másodlagos hidrogénkötés kialakulására van lehetőség az összefííződő rostok között. 83
