Sie befinden sich hier: Startseite » 


„... eine Zeitbombe tickt!“ Papierzerfall droht auch Landesbibliothek

von Astrid Grabow

Druckfassung in: Heimatland Lippe 100 (2007), 7, S. 196-198.

→ Zur PDF-Version.

Einleitung
Was ist Papier?
Ursachen des Papierzerfalls
Wie ist der Papierzerfall zu stoppen?

Einleitung

In der Landesbibliothek sind überschlägig rund 200.000 Bände vom Papierzerfall bedroht. Schäden, wie in den Abbildungen gezeigt, gehören allerdings bisher zu den Ausnahmen, da die Aufbewahrungsbedingungen hier günstig sind, d. h. den Zerfallsprozess zumindest nicht fördern. Auch werden im Vergleich zum Massenbetrieb in den Universitätsbibliotheken die Bestände nicht so arg strapaziert, so dass sich die mechanische Beanspruchung in Grenzen hält. Allerdings wird in absehbarer Zeit die Anzahl der geschädigten Bände in erheblichem Maße zunehmen, so dass deren Benutzung eingeschränkt, wenn nicht sogar verhindert wird.

Seit vielen Jahren dringt das Phänomen der Selbstzerstörung moderner Papiere immer stärker in das Bewusstsein der Öffentlichkeit. In der Fachwelt ist seit langem bekannt, dass die seit Mitte des 19. Jahrhunderts industriell gefertigten Papiere aufgrund ihres herstellungsbedingten Säuregehalts nur eine begrenzte Haltbarkeit aufweisen. Dies führt dazu, dass solche Papiere vergilben, ihre Festigkeit verlieren und brüchig werden. Bücher können so beschädigt sein, dass sie nicht mehr aufgeschlagen, Blätter nicht mehr umgeblättert werden können, ohne dass sie zerfallen. Die Ausgangsituation ist tatsächlich dramatisch. Nahezu die gesamte Buchproduktion seit Mitte des 19. Jahrhunderts ist vom Papierzerfall bedroht. Würde gegen diesen Papierzerfall nichts unternommen werden, so gäbe es in unseren Bibliotheken nur gedruckte Bücher aus dem Zeitraum 1450 bis 1840 und solche, die nach 1990 erschienen sind. Bücher aus den dazwischenliegenden 150 Jahren fehlten überwiegend, da sie zerfallen sind. Dieser Sachverhalt wirft die Frage nach der Ursache und möglichen Gegenmaßnahmen auf.

Was ist Papier?

Aufgeschlagenes Buch, dessen Papier an der Bindung und am Rand zerbricht

Papier besteht im wesentlichen aus einem Geflecht pflanzlicher Fasern. Bevor die Kunst der Papierherstellung zwischen dem 12.und 14. Jahrhundert in Europa verbreitet wurde, schrieb man Texte vor allem auf Pergament nieder. Seit der Frühzeit der Schriftaufzeichnung war Pergament zwar der verbreitetste Beschreibstoff, aber wegen der Erzeugung aus Tierhaut begrenzt, teuer und für die allgemeine Bevölkerung unerreichbar. In China war schon zur Zeit der frühen Han-Dynastie (180-50 v. Chr.) die Herstellung von Papier aus Pflanzenfasern bekannt. Ausgangsmaterialien waren Hanf, Bambus, die Rinde des Maulbeerbaumes sowie Baumwolle und Leinen. Nach Europa gelangte diese Form der Papiergewinnung durch die Araber, deren Herrschaftsbereich sich von der Westgrenze Chinas bis nach Spanien ausdehnte. Im 12. Jahrhundert begannen die Araber mit der Papierherstellung auf spanischem Gebiet, später gelangte diese Kunst über Italien und Frankreich nach Deutschland. 1390 wurde in Nürnberg die erste Papiermühle, die „Gleismühle“, auf deutschem Boden eingerichtet und damit eine wichtige Voraussetzung für die später einsetzende Massenproduktion von gedruckten Büchern geschaffen. Der in der 2. Hälfte des 15. Jahrhunderts steigende Papierbedarf durch die Ausbreitung des Buchdruckes mit beweglichen Lettern führte in Deutschland und auch in den übrigen europäischen Ländern zur Errichtung zahlreicher Papiermühlen. In Europa wurden zur Papierherstellung nicht die reinen pflanzlichen Rohstoffe, sondern aus diesen gefertigte abgetragene Textilerzeugnisse, sogenannte Hadern, genutzt. Sammelkonzessionen für Lumpen wurden vergeben, es entwickelte sich eine erste Recyclingkultur. Für die Herstellung des Papiers aus Hadern wurde viel Wasser benötigt, das reichlich alkalische Erdminerale wie Kalzium und Magnesium enthielt. Da zudem natürlicher Knochenleim zur Oberflächenleimung des Papiers verwendet wurde, war dieses Papier von seinem chemischen Charakter her rein alkalisch und damit alterungsbeständig, d. h. es kann wie Pergament und Papyrus bis zu 1.000 Jahre alt werden. Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts erfolgten zahlreiche technische Neuerungen im Herstellungsprozess, die dazu führten, dass sich die Papiermühlen zu Manufakturen entwickelten. Da die steigende Nachfrage nach Papier zu einer Verknappung der Rohstoffe führte, gab es zahlreiche Versuche, Lumpen durch einen in ausreichender Menge verfügbaren und billigen Ausgangsstoff zu ersetzen. Um 1840 gelang es, Holz als Rohstoff für die Papierfaserproduktion einzusetzen. Damit begann die industrielle Papierproduktion und mit ihr die herstellungsbedingte Zerstörung der Papiere.

Ursachen des Papierzerfalls

Das gleiche Buch wie im ersten Bild; Detail

Holz besteht zu 40-50 % aus Zellulose, dem Hauptbestandteil der Zellwände, sowie aus Lignin und Hemizellulose, die für den Zusammenhalt der Zellen verantwortlich sind. Reine Zellulose ist aus zahlreichen einfachen Zuckermolekülen, der Glukose aufgebaut, die sich über Sauerstoffatome miteinander zu langen Ketten verbinden. Diese sind hydrophil, also wasserfreundlich, quellbar und wenn daraus Papier gefertigt wird, verbinden sich die Fasern untereinander über Wasserstoffbrücken. Dies gilt sowohl für handgeschöpfte als auch für seit Mitte des 19. Jahrhunderts maschinell produzierte Papiere.

Eine der maßgeblichen Ursachen für den durch Säurefraß bedingten Papierzerfall industriell gefertigter Papiere liegt in der veränderten Leimungstechnik. Im Zuge der mechanischen Papierherstellung wurde die tierische Oberflächenleimung durch eine Harz/Alaun-Leimung ersetzt, die in einem Schritt mit der Blattbildung erfolgte. Erst durch dieses Verfahren wurde die Voraussetzung für die industrielle Papierproduktion überhaupt geschaffen. Der optimale pH-Wert für dieses Verfahren liegt dabei bei etwa 4,5, also im sauren Bereich. Bei der Harz/Alaun-Leimung verbleiben nicht nur Säurereste im Papier, sondern der Zusatzstoff Alaun bildet in Gegenwart von Wasser, also hoher Luftfeuchtigkeit, Derivate der Schwefelsäure. Im weiteren Reaktionsverlauf wird Wasser in die Zelluloseketten chemisch eingebaut, so dass diese an den Einbaustellen in kleinere Teile zerbrechen, das Papier verliert seine Festigkeit.

Ein weiterer Grund für den Zerfall besteht in der Verwendung von Holzschliff. Zu Beginn der Papierherstellung aus Holz wurden die Holzfaserstoffe mechanisch durch Zerfaserung auf Steinschleifern erzeugt, wobei im Holzschliff die Zellulosefasern im Gegensatz zu den Fasern aus Lumpen deutlich verkürzt vorlagen. Dadurch entstand bei der Verfilzung der Zellulosefasern ein weniger stabiler Verband als bei Hadern-Papieren. Da der Holzbestandteil Lignin unter Einwirkung von Sauerstoff und Licht oxidiert, verfärben sich diese ligninreichen Papiere braun, verlieren ihre Flexibilität und werden so instabil, dass sie bei geringster Belastung brechen. Zudem bilden die Ligninanteile des Holzschliffs bei ihrem zwangsläufigen Abbau Säuren, die durch Absenkung des pH-Wertes ebenfalls zur Zerstörung der Papiere beitragen.

Eine wichtige Stufe in der Zellstoffproduktion ist die Bleiche, die neben der Aufhellung der Papiere die Entfernung des Restlignins bezweckt. Die Ende des 19. Jahrhunderts eingeführte industrielle Chlorbleiche führte durch Bildung eines sauren Milieus ebenfalls zur Zerstörung der Zelluloseketten. Da die Zellulose für die mechanische Stabilität des Papiers verantwortlich ist, wird dieses mit fortschreitendem Zelluloseabbau brüchig und spröde. Wie schnell der Zerfallsprozess verläuft hängt nicht nur von den zuvor geschilderten endogenen Ursachen, sondern auch von verschiedenen äußeren Faktoren wie Luftfeuchtigkeit und -temperatur, Licht, Luftschadstoffen und mechanischer Beanspruchung ab. Der Abbau verläuft umso schneller, je energiereicher (feucht, warm und hell) die Papiere gelagert werden.

Im Gegensatz zu den vor dem 19. Jahrhundert hergestellten Papieren, in denen sich saure und alkalische Substanzen die Waage hielten, verschwanden mit der Industrialisierung der Papierproduktion die alkalischen Substanzen. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass unter sauren Bedingungen geleimte, chlorgebleichte, ligninhaltige Fasern unter Einwirkung von Luftfeuchtigkeit, -sauerstoff und Licht durch chemische Reaktionen abgebaut werden.

Wie ist der Papierzerfall zu stoppen?

Das gleiche Buch wie im ersten Bild, Detail

Der Zerfall des Papiers lässt sich nur durch Entsäuerung aufhalten. Diese verhindert, dass sich der Zustand des Papiers weiter verschlechtert, jedoch wird bereits brüchig gewordenes Papier durch die Behandlung nicht wieder gefestigt. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Entsäuerung möglichst früh durchzuführen, bevor das Papier schwere Schäden aufweist. Führt der „dreifache Eckfalztest“ zum Abbrechen der geknickten Seiten, werden aufwendige Restaurierungsarbeiten wie Papierspalten und Anfasern notwendig. Diese Verfahren sind teuer und werden daher zunächst nur bei kostbarem Sammlungsgut angewandt.

Für Bestände, die nicht im Original erhalten werden sollen, bietet sich die Konvertierung in ein anderes Medium wie Mikrofilm oder Digitalisierung an, Verfahren, die gleichfalls mit hohen Kosten verbunden sind. Die Haltbarkeitsdauer dieser Medien ist unter Fachleuten strittig, für Mikrofilme werden ca. 50 Jahre veranschlagt und auch die Langzeitarchivierung birgt durch ständiges Kopieren Datenverluste. Simulationsverfahren geben zwar erste Hinweise, können aber unvorhergesehene Umweltveränderungen und andere Unverträglichkeiten nur bedingt berücksichtigen. Die im Verhältnis zum säurefreien Papier relativ kurze Haltbarkeit und die sich rasant verändernden technischen Gegebenheiten erfordern häufiges Konvertieren, das zu Qualitätsverlusten führt.

Ob Bücher aus der Zeit von 1840-1990 entsäuert werden müssen, lässt sich an der sehr gut sichtbaren Vergilbung des Papiers erkennen. Inzwischen gibt es mehrere Verfahren zur Massenentsäuerung von vergilbtem, aber noch nicht brüchigem Schriftgut, die sehr unterschiedlich sind und deren Wirkung teilweise umstritten ist. Dies gilt vor allem für trockene Verfahren, bei denen pulverförmige Substanzen in die Bücher oder über die Blätter geblasen werden. Diese Verfahren werden kritisch betrachtet, da sie vor allem die Papieroberfläche neutralisieren. Eine nachweisbare Wirkung, die in einer deutlichen Erhöhung des pH-Wertes im Papier sowie dem Einbau einer langfristig wirksamen alkalischen Reserve besteht, konnte bei den Verfahren festgestellt werden, bei denen die zu entsäuernden Bücher bzw. Einzelblätter vollständig in ein flüssiges Entsäuerungsmedium eingetaucht werden. Hierbei sind nicht-wässrige von wässrigen Verfahren zu unterscheiden, wobei erstere sich für die Massenentsäuerung von Büchern und letztere für die Einzelblattentsäuerung mit gleichzeitiger Stabilisierung des Papiers eignen. Ziel ist es, die Säuren und säurebildenden Substanzen im Papier zu neutralisieren und eine alkalische Reserve einzubringen, um die Neubildung von Säuren oder deren Einwirken von außen zu verzögern. Entsprechend dem gewählten Verfahren wird gewährleistet, dass Einbände, Siegel, Tinten und Farben erhalten bleiben. Versuche mit künstlicher Alterung zeigen, dass sich die Lebensdauer entsäuerter Papiere um den Faktor 4 bis 5 verlängert. Aufgrund der geschilderten Problematik werden seit ca. 20 Jahren alterungsbeständige Papiere hergestellt, die über eine alkalische Reserve verfügen und somit eine ums Vielfache erhöhte Lebensdauer haben als die im sauren Milieu gefertigten.
Da 90 % der Bibliotheksbestände aus dem sauren industriell gefertigten Papier bestehen, kommt diesen Massenentsäuerungsverfahren eine große Bedeutung zu. Allein kann die Landesbibliothek ihre bedrohten Bestände nicht retten, dies bedarf einer landesweiten bibliothekarischen Kooperation mit kommerziellen Anbietern von Massenentsäuerungsverfahren. Hierzu gibt es verschiedene Programme, denen sich die Landesbibliothek mittelfristig anschließen muss. Ein in jüngster Zeit aufgestellter Investitionsplan sieht für diesen Zweck erhebliche Mittel vor. Aus diesem Grund erfolgt derzeit eine Bestandsaufnahme der vorrangig erhaltenswerten Bestände, zu denen die Lippiaca, das Literaturarchiv, die Musikalien und Werke von besonderem, kulturhistorischen Wert aller Fachgebiete zählen. Nicht nur auf die Landesbibliothek, sondern auf alle wissenschaftlichen Bibliotheken kommen enorme Anstrengungen zu, um die gefährdeten Bestände zu erhalten. Es besteht dringender Handlungsbedarf, um unser bedrohtes schriftliches Kulturerbe zu bewahren.