นานาสาระกับเรื่องราวของกระดาษวาดภาพ#1

กระดาษนั้นมีประวัติศาสตร์ที่น่าสนใจและยาวนานมาก เริ่มจาก Ts’ai lun ผู้ซึ่งขอลิขสิทธิ์ในการทำกระดาษ ในขณะที่ผู้ผลิตกระดาษที่แท้จริงนั้นไม่ทราบว่าเป็นใคร

รูปร่างของกระดาษยุคเบื้องต้นนั้นมาจากใยไหมที่ถักทอกัน โดยเป็นผลลัพธ์จากรังไหมในกรรมวิธีผลิตเส้นใยไหม(ที่ใช้ในการทอผ้า)

paper mill china

กระดาษของ Ts’ai Lun นั้นว่ากันว่ามาจากเศษผ้า,ปอ,แหจับปลาและเปลือกไม้ สูตรในการทำกระดาษนั้นถูกเก็บไว้เป็นความลับจนถึงปี ค.ศที่ชาวอาหรับจับชาวจีนผู้ซึ่งรู้ความลับนี้และเผยสูตรการทำกระดาษออกมา ชาวอาหรับที่อาศัยอยู่ในสเปนตั้งแต่ปี ค.ศ711 ได้นำศิลปะเข้าไปและหลังจากนั้นโรงงานผลิตกระดาษในตะวันตกก็ตั้งขึ้นในปี 1100

ถึงตอนนี้แล้วกรรมวิธีในการผลิตกระดาษก็ไม่เป็นความลับอีกต่อไปและแพร่กระจายไปทั้งทวีปยุโรป จากสเปนไปจนถึงอิตาลี ซึ่ง Fabriano ถูกก่อตั้งขึ้นมาและเป็นโรงงานผลิตกระดาษแห่งแรกของอิตาลีตั้งแต่ปี 1276 และยังคงผลิตกระดาษที่ที่สุดในโลกตั้งแต่นั้นมา จนถีงในศษวรรษที่  19 ได้มีเครื่องจักรในการทำกระดาษและเทคนิคที่ทำเยื่อไม้จากต้นไม้ กระดาษจึงมีราคาถูกกว่าเดิมมากและกลายเป็นสิ่งธรรมดาๆไป

ก่อนหน้านี้ กระดาษถูกผลิตจากเศษผ้าและฝ้าย ซึ่งได้กระดาษที่แข็งแรง คงทนเกือบจะถาวร การใช้พืชคลุมดินเป็นวัตถุดิบในการผลิตกระดาษวาดภาพ จะได้กระดาษที่ไม่แข็งแรงเท่าและย่อยสลายได้ง่าย งานศิลปะบนกระดาษ,หนังสือ,และเอกสารมากมายผลิตขึ้นมาจากกระดาษในช่วงศษวรรษที่ 19 และช่วงต้นศษวรรษที่ 20 นี้ ซึ่งมีการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วจนต้องผ่านกรรมวิธีในการรักษากระดาษเอาไว้  ความเข้าใจของผู้ค้าในการหยุดใช้เยื่อไม้ได้พัฒนาขึ้นเรื่อยๆ ทำให้มีกรรมวิธีในการผลิตกระดาษที่หลากหลาย และถูกพัฒนาและปรับปรุงมาจนปัจจุบันนี้

กระดาษสำหรับศิลปินที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันเป็นสินค้าข้างเคียงของอุตสาหกรรมวอลเปเปอร์ เครื่องจักรผลิตกระดาษถูกประดิษฐ์ขึ้นมาราวๆปี 1798 โดยนิโคลาส หลุสย์ โรเบิร์ด แห่งโรงงานผลิตกระดาษ Essonne ในฝรั่งเศส กระดาษถูกผลิตเป็นม้วนยาวต่อเนื่องกัน Henry และ Sealy Fourdrinier นำการประดิษฐ์กระดาษมาสู่อังกฤษในปี 1807 ซึ่งมีการพัฒนาในเชิงพาณิชย์โดยการผลิตเป็นวอลเปเปอร์(กระดาษใช้ตกแต่งผนังบ้าน) ส่วนอุปกรณ์การวาดที่ศิลปินใช้ได้รับมาจากการผลิตสินค้าในอุตสาหกรรม ซึ่งเกิดขึ้นมาตั้งแต่ช่วงกลางของศษวรรษที่  20 ที่มีการค้นคว้าและพัฒนาขึ้นในการผลิตสินค้าที่ใช้กันหมู่ศิลปินจริงๆ

paper mill1

องค์ประกอบทางเคมีของกระดาษ

กระดาษนั้นประกอบไปด้วยใยเซลลูโลส เซลลูโลสเป็นน้ำตาลเชิงซ้อนที่ต้นไม้ใช้ในการสร้างผนังเซลล์ ต้นไม้ที่ผ่านกรรมวิธีในการสร้างสารละลายที่เส้นใยสามารถแขวนลอยได้สามารถที่จะเอาไปทำเป็นกระดาษ แม่พิมพ์(screen) ถูกนำไปร่อนผ่านสารละลายนั้นและเมื่อเส้นใยจับตัวกันบนแม่พิมพ์ได้ จะก่อตัวขึ้นเป็นชั้นของกระดาษ ชั้นเหล่านี้ประกอบไปด้วยเส้นใยเซลลูโลส ที่ถูกอัดกันและทำให้แห้งจนกลายเป็นแผ่นกระดาษที่สามารถใช้ได้

องค์ประกอบสำคัญ 2 ปัจจัยที่สำคัญที่สุดและส่งผลกระทบต่อคุณภาพของกระดาษนั้นก็คือการปนเปื้อนและความเป็นกรดของกระดาษ ซึ่งกระดาษที่เสร็จแล้วนั้น อาจจะปนเปื้อนสิ่งที่มีตามธรรมชาติอยู่แล้ว เช่น สารลิกนินที่ไม่หายไปจากขั้นตอนในการผลิต,การปนเปื้อนสารเคมีจากธรรมชาติโดยทั่วไป อย่างเช่น สารกำมะถันที่ตกค้าง จะล้างไม่ออกในขั้นตอนผลิตขั้นสุดท้าย หรือสารส้มที่ถูกใส่เข้าไปในขั้นตอนการผลิตกระดาษ

ลิกนิน เป็นการรวมตัวกันของกาวที่ยึดเซลล์ต้นไม้เข้าด้วยกัน เป็นสิ่งไม่พึงประสงค์จากการผลิตกระดาษ เพราะมันจะทำให้กระดาษเก่าง่าย กลายเป็นสีน้ำตาล และยิ่งอยู่นานยิ่งเป็นกรด และตัวลิกนินเองมันต้านพันธะของเส้นใยเซลลูโลสในธรรมชาติ ถ้าสารลิกนินไม่ถูกกำจัดออกไปและยังคงเหลืออยู่รอบๆเส้นใยเซลลูโลสในกระดาษนั้น ความเป็นกรดของมันจะกัดกร่อนเซลลูโลสและกระดาษจะเปื่อย

ลิกนินมีอยู่ประมาณ 20-30% ในเนื้อไม้ แต่มีเพียง 1% ในเส้นใยฝ้าย มันเป็นเพราะว่าความเข้มข้นสูงของลิกนินในไม้นั้น ทำให้กระดาษที่ทำจากเยื่อไม้ สีซีดและผุได้ง่าย ถึงแม้ว่าจะมีกรรมวิธีในการกำจัดลิกนินออกไป ในกระบวนการกำจัดก็ต้องมีสารเคมีชนิดอื่นตกค้างและต้องถูกกำจัดไปอีกทีอยู่ดีและมันก็ทำให้การผุพังของกระดาษและความเป็นกรดแค่เป็นการยืดเวลาออกไป ด้วยเหตุนี้ ควรหลีกเลี่ยงกระดาษที่ทำจากเยื่อไม้ในผลงานศิลปะที่ต้องการความคงทนถาวร

ดังนั้นกระดาษที่แทบไม่มีลิกนินเลยนั่นก็คือกระดาษที่ทำจากใยฝ้ายจึงดูโอเคกว่า ซึ่งในปัจจุบันก็มีการใช้กรรมวิธีกำจัดลิกนินให้หมดไป โดยเริ่มต้นจากกระดาษที่ทำในโรงงานและอุปกรณ์ที่ใช้บรรจุในการรักษาผลงานที่อยู่ในพิพิธภัณฑ์

สิ่งหนึ่งที่ต้องคำนึงถึงอย่างมากนั่นก็คือความเป็นกรดด่างหรือค่า pH ของกระดาษ สัญลักษณ์ทางเคมีบ่งชี้ว่าเป็นสารที่มีไฮโดรเจนอิออนเป็นประมาณเข้มข้นมาก ค่า pH จึงเป็นตัวบ่งบอกความเป็นกรดด่าง,และความเป็นกลางของอะไรบางอย่าง

เช่น น้ำ เป็นองค์ประกอบระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอม ติดกับออกซิเจน 1 อะตอม มีสัญลักษณ์คือ H2O  หรือHOH จำนวนโมเลกุลของน้ำปริมาณน้อยมากที่แตกตัวและเกิดขึ้นมาใหม่ระหว่างการสลายตัว ในระหว่างที่โมเลกุลสลายตัวไปนั้นประจุบวกของ H อิออนและ ประจุลบของ OH อิออนได้มีการสร้างตัวใหม่

water_molecules

โดยที่อิออน H นั้นเป็นกรด และ OH อิออนเป็นด่าง ซึ่งมีอยู่ปริมาณเท่าๆกันในน้ำ ดังนั้นน้ำจึงเป็นกลาง ไม่ใช่กรด และไม่ใช่ด่าง มีค่า pH ประมาณ 7  ซึ่งแสดงถึงความเป็นกรดที่เท่ากับความเป็นด่าง ถ้าความเข้มข้นของ H  อิออนมีค่ามากกว่า OH อิออน ผลคือเป็นกรด และค่า pH จะต่ำกว่านั้น ซึ่งตัวเลขแต่ละตัวแสดงถึงความเป็นกรดหรือความเป็นด่างที่มากหรือน้อยกว่ากันอยู่ 10 เท่า  ค่า pHมีช่วงระหว่าง 1-14

ยิ่งกระดาษเป็นกรดมากเท่าไร เส้นใยเซลลูโลสก็จะแตกออกได้ง่าย ทำให้ช่วงอายุในการใช้งานไม่ยืนยาว ปัจจัยที่มีผลต่อค่า pH ของกระดาษคือ ความเป็นกรดที่ตกค้างอยู่ในระหว่างการผลิต ได้แก่ปริมาณยางและสารส้ม,สารเติมเต็มให้เนื้่อกระดาษหนา น้ำมันที่ใส่เพื่อให้กระดาษโปร่งแสงและสว่างกระจ่างใส,ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และลิกนินที่สามารถทำให้ค่า pH อยู่ระหว่าง 4.5 หรือต่ำกว่า

การวิจัยหนึ่งมีผลว่า ถึงแม้จะทำกระดาษด้วยใยฝ้ายบริสุทธิ์แล้วก็ยังคงมีความเป็นกรดอยู่เล็กน้อย ถึงจะออกจากโรงงานไปด้วยค่า pH ราวๆ6.5-7 หรือต่ำกว่านั้น ซึ่งมันอาจจะเป็นเพราะธรรมชาติของกระดาษ หรือเนื่องจากการปนเปื้อนของอากาศในซัลเฟอร์ไดออกไซต์ และอ็อกไซต์ของไนโตรเจนที่เป็นพิษเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอลซิลระหว่างที่เปลี่ยนโมเลกุลน้ำให้กลายเป็นกรดซัลฟุริค(กรดกำมะถัน)และกรดไนตริค

ในการที่จะจัดการเรื่องความเป็นกรดด่างทางธรรมชาติและไม่เป็นธรรมชาติของกระดาษนี้
หลายๆโรงงานใช้วิธีการ Buffer (เป็นสารละลายที่ควบคุมความเป็นกรดด่างได้) บัฟเฟอร์นี้ก็คือสารเคมีอย่างเช่น แคลเซียมหรือแมกนีเซียมคาร์บอเนต ที่สามารถดูดซับความเป็นกรดได้ในระดับหนึ่ง โดยกระดาษที่ผ่านการ Buffer แล้วจะมีค่า pH ประมาณ 8.5(ด่างเล็กน้อย) การที่ค่า pH อยู่เลย 7 ไปไม่มีผลเสียใดๆต่อกระดาษ

สถานการณ์สองสถานการณ์ที่ค่า pHมีผลมาก  นั่นก็คือกระดาษและบอร์ดที่ใช้ในการเก็บผลงาน,การทำกรอบรูป,และกระดาษเขียนสีน้ำ วัสดุที่ช่วยทะนุถนอมงานควรจะมีมาตรฐานที่สูง แม้จะมีผลเล็กน้อยสำหรับกระดาษเขียนสีน้ำที่จะบรรลุมาตรฐานการทำงานให้มีประสิทธิภาพ ค่าความเป็นกรดเป็นด่างควรใกล้เคียงความเป็นกลางมากที่สุด(ไม่ใช่ทั้งกรด และไม่ใช่ด่างด้วย) เพราะว่าโดยมากเม็ดสีที่อยู่ในสีน้ำนั้นมีความอ่อนไหวต่อค่าความเป็นกรดด่าง ความขาวของกระดาษก็สำคัญเนื่องจากกระดาษที่มีกรดมักจะทำให้กระดาษเหลือง

ถึงแม้ว่ากระดาษทุกชนิดที่นำไปผลิตลังและผลิตกรอบรูปถูกนำไปทำ buffer เพื่อให้ไม่เป็นกรดแล้ว กระดาษวาดเขียนบางชนิดเท่านั้นที่มีการทำ buffer

ยกเว้นกระดาษเขียนสีน้ำแล้ว กระดาษชนิดอื่นๆไม่จำเป็นต้องทำด้วยฝ้าย 100% และกระดาษที่ทำด้วยฝ้าย 100%  ส่วนใหญ่จะเป็นกรดเล็กน้อยและจะหยุดเป็นกรด เป็นเรื่องธรรมดากว่าที่จะ ทำ Buffer กับกระดาษที่ทำจากเยื่อไม้ เพื่อเป็นการชะลอเวลา ไม่ใช่การหยุดให้กระดาษสีไม่ซีดและไม่ผุ ปัญหาสำคัญในการรักษาค่า pH ไม่ให้เป็นกรดในกระดาษที่ทำจากฝ้าย 100% นั้นคือการขยายขนาดกระดาษและลดการดูดซับน้ำของกระดาษลง

กระดาษจะถูกทำลายขนาดไหนก็ขึ้นอยู่กับปริมาณความเป็นกรดนั่นเอง ซึ่งมันชัดเจนว่ากระดาษที่ทำจากเยื่อไม้อ่อนไหวกว่ากระดาษที่ทำจากเศษผ้าหรือใยฝ้าย เพราะว่าเยื่อไม้นั้นมีเส้นใยที่สั้นกว่า และกระบวนการผลิตเมื่อเสร็จแล้วจะทำให้เส้นใยอ่อนตัว เมื่อเร็วๆนี้ เอกสารที่ถูกสร้างขึ้นมาระหว่างแม่มดในซาเล็มได้ทดสอบกระดาษทีทำจากลินิน,และเศษผ้าได้ถูกค้นพบที่ใต้ซากอาคารเก่า ซึ่งเอกสารมีค่า pHกลางๆ เนื่องจากถูกฉี่หนู ทำให้กระดาษนั้นยังสามารถอ่านได้ออกถึงแม้จะเหลืองกรอบหมดแล้ว บทเรียนนี้แสดงให้เห็นว่าค่า pH จะมีผลต่อความคงทนถาวร แต่ไม่ใช่ปัจจัยที่จะฟันธงลงไปได้ซะทีเดียว

 credit:เรียบเรียงจาก http://www.trueart.info