오래된 종이책이 시간이 지나면서 누렇게 변색하고 바스러지는 현상은 종이 제조 과정에서 사용된 산성 물질이 공기 중 수분과 반응하여 섬유소를 가수분해하기 때문임을 설명해 주세요.

Question

오래된 종이책이 시간이 지나면서 누렇게 변색하고 바스러지는 현상은 종이 제조 과정에서 사용된 산성 물질이 공기 중 수분과 반응하여 섬유소를 가수분해하기 때문임을 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

오래된 종이책이 시간이 지나면서 누렇게 변색하고 만지면 힘없이 바스러지는 것은 종이를 만들 때 들어간 산성 물질이 공기 중의 수분과 만나 종이의 분자 구조를 파괴하기 때문입니다.

​과거 대량 생산된 종이에는 잉크가 번지는 것을 막기 위해 황산알루미늄 같은 산성 첨가제가 많이 사용되었습니다. 이렇게 만들어진 산성지 내부의 산성 성분은 시간이 흐르며 공기 중의 수분과 결합하여 화학 반응을 일으킵니다. 이때 산은 촉매 역할을 하여 종이의 뼈대를 이루는 식물성 섬유소인 셀룰로스의 사슬 결합을 끊어버리는 가수분해 반응을 유도합니다.

​셀룰로스는 수많은 분자가 긴 사슬처럼 단단하게 연결되어 종이의 질긴 강도를 유지해 주는데, 수분이 끼어들어 이 사슬을 조각조각 부수면서 종이의 힘이 급격히 떨어지게 됩니다. 그 결과 책장을 넘기거나 손으로 만지기만 해도 가루처럼 바스러지는 현상이 발생합니다. 이와 동시에 섬유소가 분해되고 나무의 또 다른 성분인 리그닌이 산성 환경에서 산소와 만나 산화되는 과정이 겹치면서 종이가 갈색이나 황색으로 변하는 황화 현상도 함께 나타납니다.

​결국 종이의 변색과 훼손은 단순한 노화가 아니라 내부의 산과 물이 종이의 미세한 섬유질 구조를 스스로 무너뜨리는 화학적 분해 과정의 결과물입니다.