Fakultät 02 / Cologne Institute of Conservation Sciences
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The small Croatian island Lopud is home to three large churches, all built in close succession during the heyday of the Dubrovnik Republic (Ragusa) and during the island's strongest economic period in the 15th century, a tremendous feat of construction for such a modest, sparsely populated island. Several lavishly carved, gilded and painted retables still adorn the interiors today, preserved largely untouched but in a fragile condition.
The Cologne Institute of Conservation Sciences (CICS) at the Technical University of Cologne and the island authorities have been in close contact since 1987. Since then, groups of students and their lecturers have been visiting the island annually over the summer term break to work on projects aimed at restoring endangered works of art.
Conservation/restoration work on the large retable in St Nicholas’ Church began in 1997 and was completed in 2001 with its re-erection.
In 2002, the project, which until then had been exclusively Cologne-based, was transformed into the International Conservation Workshop Lopud (ICWL), a partnership between the universities of Antwerp, Brussels, Split, Dubrovnik and Cologne. From then until 2023, a further 4 retables as well as historical furniture from the churches were restored in annual two-week summer schools.
This publication summarizes the results of more than 20 years of cooperation of the authors within the International Conservation Workshop Lopud ICWL with the focus on the treated retables. Investigation results, treatment concepts and realized treatment steps are described in detail. For further information please visit https://icwl.de/
Three-dimensional printing is ideally suited to produce unique and complex shapes. In this study, the material properties of polysiloxanes, commonly named silicones, produced additively by two different methods, namely, multi-jet fusion (MJF) and material extrusion (ME) with liquid printing heads, are investigated. The chemical composition was compared via Fourier-transform infrared spectroscopy, evolved gas analysis mass spectrometry, pyrolysis gas chromatography coupled to mass spectrometry, and thermogravimetry (TGA). Density and low-temperature flexibility, mechanical properties and crosslink distance via freezing point depression were measured before and after post-treatment at elevated temperatures. The results show significant differences in the chemical composition, material properties, as well as surface quality of the tested products produced by the two manufacturing routes. Chemical analysis indicates that the investigated MJF materials contain acrylate moieties, possibly isobornyl acrylate linking branches. The hardness of the MJF samples is associated with crosslinking density. In the ashes after TGA, traces of phosphorus were found, which could originate from initiators or catalysts of the curing process. The ME materials contain fillers, most probably silica, that differ in their amount. It is possible that silica also plays a role in the processing to stabilize the extrusion strand. For the harder material, a higher crosslink density was found, which was supported also by the other tested properties. The MJF samples have smooth surfaces, while the ME samples show grooved surface structures typical for the material extrusion process. Post-treatment did not improve the material properties. In the MJF samples, significant color changes were observed.
Wasserbasierte Restaurierungsverfahren stehen im Verdacht, die Langzeitstabilität von Papieren, die optische Aufheller (engl. optical brightening agents, kurz OBAs) beinhalten, negativ zu beeinflussen. Grund dafür ist eine Farb- und Fluoreszenzveränderung, die bei Papieren mit OBAs im Bereich einer verso aufgebrachten Montierung auftreten. Es wird die These aufgestellt, dass durch das Eindringen von Wasser OBAs im Papier gelöst werden, wodurch der lichtbedingte Zerfall der Aufhellermoleküle katalysiert wird. Ziel der Masterarbeit ist es, die Eignung von etablierten wasserbasierten Restaurierungsverfahren an Papieren mit OBAs zu untersuchen. Hierfür werden drei wässrige Verfahren auf zwei Papieren mit OBAs angewendet und einer künstlichen Lichtalterung unterzogen. Da die Polarität von Wasser ausschlaggebend für das Schadensbild zu sein scheint, werden in den Testreihen ebenfalls zwei Alkohole geringerer Polarität getestet. Die Auswertung erfolgt optisch sowie quantitativ mittels digitaler Bildanalyse, Farbmessungen und Reflexionsmessungen der Probepapiere. Die Untersuchungen ergaben, dass die Farbstabilität der Papiere nach einer wässrigen Behandlung reduziert wird. Nach der Lichtalterung kommt es zu einer Verschiebung des Farbtons und Verringerung der Fluoreszenz im behandelten Areal. Als Grund dafür wird der beschleunigte Zerfall der OBAs erkannt. Das Schadensphänomen verstärkt sich mit steigender Polarität des Lösemittels und wird in seiner Intensität von der Papierzusammensetzung beeinflusst. Während die verringerte Fluoreszenz der Probepapiere bereits optisch sichtbar ist, lassen sich die Farbveränderungen ausschließlich messtechnisch dokumentieren.
Es wurde untersucht, inwiefern verschiedene wässrige Behandlungen die Dimensionen eines geprägten Reliefs auf Papier verändern. Zu diesem Zweck wurden Testreihen mit Blindprägedrucken durchgeführt. Während ein Teil der dafür angefertigten Probekörper verschiedenen wässrigen Behandlungen unterzogen wurde, blieb ein anderer Teil unbehandelt. Anschließend wurden die Dimensionen der geprägten Reliefs aus beiden Gruppen mit einem 3D-Profilometer vermessen. Bei allen behandelten Probekörpern wurden Dimensionsveränderungen festgestellt, die jedoch ohne Vergleichsbild mit dem bloßen Auge nicht wahrnehmbar sind. Die Wässerungsdauer, Wässerungszusätze, der Einsatz von Bleichmedien sowie die Grammatur des Papiers haben die Dimensionsstabilität der geprägten Reliefs kaum beeinflusst, während der zyklische Wechsel zwischen wässriger Behandlung und Trocknung und die Zusammensetzung des Papiers zu stärkeren Veränderungen führen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde eine Risikoeinschätzung und ein Behandlungskonzept für den Prägedruck Hommage à Fontana des Künstlers Günther Uecker erarbeitet.
The cleaning of aged silk fibers poses a common challenge in the conservation of textiles, since traditional cleaning techniques often yield unsatisfactory results or even harm objects. In this regard, cleaning objects with laser radiation is a promising addition to the range of available methods. Due to it being contactless, even brittle and touch-sensitive objects with disfiguring or harmful soiling could potentially be cleaned and therefore made accessible for research and presentation. Examples of treatment have sometimes shown spectacular results. Still there is some skepticism concerning the safety of this treatment for textile materials, which has been strengthened through previous 532 nm wavelength nanosecond laser cleaning studies on silk fibers. Taking these published results into account, the range of examined laser parameters has been extended in this study, from 532 nm nanosecond laser to 1064 nm nanosecond and even 800 nm femtosecond laser, reevaluating the effect of this treatment on the fibers. The physicochemical processes taking place on the silk fibers when cleaning with lasers are complex and still not fully understood. The aim of this project was therefore to bring more clarification about potential effects of those processes on the condition of silk samples treated with a set of different parameters for wavelength, pulse duration, energy density and number of pulses per spot. It also looks at the influence of the presence of soiling on the results. The analysis of potential effects was then carried out using statistical methods and advanced analytics. Scanning electron microscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy and colorimetry technology provided the required insights to better assess the effects. Results show that laser cleaning of silk fibers, like most other conventional cleaning techniques, is not completely without risk, but knowing what the possible effects are helps making decisions on whether the benefits of the technique used justify these risks.
The paper structure of historical prints is sort of a unique fingerprint. Paper with the same origin shows similar chain line distances. As the manual measurement of chain line distances is time consuming, the automatic detection of chain lines is beneficial. We propose an end-to-end trainable deep learning method for segmentation and parameterization of chain lines in transmitted light images of German prints from the 16th Century. We trained a conditional generative adversarial network with a multitask loss for line segmentation and line parameterization. We formulated a fully differentiable pipeline for line coordinates’ estimation that consists of line segmentation, horizontal line alignment, and 2D Fourier filtering of line segments, line region proposals, and differentiable line fitting. We created a dataset of high-resolution transmitted light images of historical prints with manual line coordinate annotations. Our method shows superior qualitative and quantitative chain line detection results with high accuracy and reliability on our historical dataset in comparison to competing methods. Further, we demonstrated that our method achieves a low error of less than 0.7 mm in comparison to manually measured chain line distances.
In dieser Arbeit wird die Frage nach der Zusammensetzung einer aus konservatorischer Sicht unbedenklichen Stempelfarbe untersucht. Es konnten vier Kategorien von Stempelfarben ermittelt werden: die leinölhaltigen, die mineralölhaltigen, die glykol-/glycerolhaltigen und die harzhaltigen. Neun Stempelfarben aus diesen vier Kategorien wurden in einer umfangreichen Testreihe auf ihre Licht- und Klimabeständigkeit, ihre Löse- und Bleichmittelfestigkeit, ihre Wischfestigkeit und ihr Durchschlagvermögen überprüft. Drei rein pigmenthaltige Stempelfarben haben diese Tests bestanden. Von diesen hatte nur die leinölhaltige Stempelfarbe eine gute Dokumentenechtheit. Zudem werden im letzten Kapitel Möglichkeiten zur Entfernung von Stempelfarben auf Papier vorgestellt.
LA FERDINANDA (in der Mitte des Ozeans...), ein 1981 von Rebecca Horn
bemaltes Glasobjekt ist aufgrund seines Erhaltungszustandes nicht mehr
ausstellungsfähig. Aufbauend auf Untersuchungen zu künstlerischem Kontext,
verwendeten Materialien, Werkprozess und Erhaltungszustand wurde ein
Restaurierungskonzept entwickelt. Den Schwerpunkt der Arbeit stellt die
Konsolidierung des schwach gebundenen Farbauftrages auf dem Glasträger dar.
Hierfür wurden umfangreiche Versuchsreihen angelegt und bewertet. Die besten
Ergebnisse konnten mit einem Konsolidierungsmittel auf Basis des
siliciumorganischen ORMOCER-G in Mischung mit Paraloid B72 erzielt werden.
Die Applikation erfolgte mit einem Dosiergerät.
Die Einzelfadenverklebung zur Rissschließung in Leinwandbildträgern stellt ein bedeutendes Forschungsfeld dar, dem sich diese Arbeit widmet:
Erstmalig wurden in einem gemeinsamen Kontext uniaxiale Zugprüfungen an freien
Klebstofffilmen, verklebtem Garn und Gewebestreifen neben biaxialen Zugversuchen und multiaxialen Berstdruckprüfungen an Gewebeproben aus Leinen gegenübergestellt. Dazu wurden Rissverklebungen mit einer Auswahl unterschiedlicher Kunstharzdispersionen und Störleim-Modifikationen in überlappenden bzw. Stoß-auf-Stoß-Verbindungen mit und ohne Fadenbrücken angefertigt.
Ziel der Untersuchung war es, die einzelnen Einflussfaktoren bei den verschiedenen Versuchsreihen zu vergleichen und eine geeignete Prüfsystematik für die Klebstoffbewertung zur Rissbehandlung in textilen Bildträgern zu entwickeln.
Es zeigte sich, dass nur die Prüfung mehrerer verklebter Fäden im Gewebeverbund als langfristig sinnvoller Prüfaufbau verfolgt werden sollte. Im Zuge der Verklebungsbetrachtung konnten zudem vielversprechende Klebstoffe und -modifikationen gefunden sowie der zusätzlich verfestigende Effekt von Fadenbrücken an Stoß-auf-Stoß-Verbindungen belegt werden.
In dieser Arbeit werden Klebstoffe für die Rissverklebung an Leinenfäden getestet. Als Grundlage werden die Eigenschaften von ausgewählten Klebstoffen und von Leinenfäden vorgestellt. Es wurden Zugversuche mit 25 Klebstoffen an insgesamt über 6.000 Fäden durchgeführt. Mit den Klebstoffen Störleim-Weizenstärkekleister, Mowilith D50, Polyamid 5065 und einem Epoxidharz erfolgten weitergehende Versuche. Dabei wurde zusätzlich die Abhängigkeit der Zugbeständigkeit von der verklebenden Person getestet. Außerdem wurden aufgespannte verklebte Leinenfäden wechselnden klimatischen Bedingungen ausgesetzt und deren Zugbeständigkeit in „normalem“, extrem trockenem und extrem feuchtem Klima geprüft. Die Arbeit schließt mit einer Diskussion anhand einer Versuchsreihe zur Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Klebungen in Gewebestrukturen. Die Ergebnisse werden durch Diagramme veranschaulicht und geben Hinweise für die Umsetzung bei der Einzelfadenverklebung am textilen Bildträger.