Methodenentwicklung zur Anwendung von atmosphärischem Kaltplasma bei der Trennung von schimmelinduzierten Verblockungen an historischen Papieren – PAPERLIGHT
Projektdurchführung
HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst
Fakultät Bauen und Erhalten
Fachbereich Mikrobiologie in der Restaurierung
Bismarckplatz 10/11
31135 Hildesheim
Zielsetzung
Schimmelpilzwachstum und damit einhergehende Zersetzungsprozesse an unikalem, historischem Schriftgut sind ein häufiges Schadensbild. Die Ausprägung kann hierbei von oberflächlich aufliegenden Sporen bis hin zu verblockten und stark abgebauten Papieren reichen und stellt durch das sensibilisierende und toxische Potenzial eine gesundheitliche Gefährdung für Personen dar. Ursachen liegen sowohl in bauphysikalisch ungünstigen Lagerungsbedingungen als auch in anthropogenen Auswirkungen wie des Klimawandels begründet. Fehlende ausgeprägte jahreszeitliche Schwankungen zwischen Sommer- und Winterhalbjahr durch Anstieg der Erdtemperatur erschweren natürliche Trocknungs- und Lüftungsvorgänge in der Heizperiode, die erforderlich sind, um bei nicht vollständig raumlufttechnisch ausgestatteten Einrichtungen eine stabile Raumluftfeuchte vorzuhalten. Insbesondere sog. passiv klimatisierte Depots können die vorgegebenen Klimakorridore nicht mehr halten und verzeichnen verstärkt Schimmelpilzbefall durch xerophile Gattungen. Für die konservatorische und restauratorische Behandlungen von verblockten Papieren existiert bislang mechanische Methoden im Rahmen der Trockenreinigung und wässrig-lösemittel basierte Ansätze oder der Einsatz von Enzymen. Diese Verfahren stoßen in der Praxis regelmäßig an ihre Grenzen, da die Objekte zu stark degradiert vorliegen oder ein Einsatz von Feuchtigkeit nicht geeignet oder die Tiefenwirksamkeit nicht gegeben ist. Für die lokal anwendbare, tiefenwirksame und zuverlässig objektschonende Trennung und Behandlung gibt es bislang keine Methode.
Als umweltschonende, rückstandsfreie Behandlungsmethode ist der Einsatz von atmosphärischem nichtthermischen Prozessplasma in den letzten Jahren in den Fokus der Konservierungs- und Restaurierungswissenschaft gerückt.
Auch in der Papierrestaurierung wird der Einsatz von Plasma erforscht und positive Einflüsse auf die Stabilisierung hydrolytisch abgebauter Papiere und biozide Wirkung auf Schimmelpilze bereits nachgewiesen. Ziel dieses Projekts ist die Anwendung von atmosphärischem nichtthermischen Prozessplasma zur Trennung von Verblockungen.
Arbeitsschritte
Um eine Plasmabehandlung und Trennung im physikalischen, wie im restauratorischen Sinne erfolgreich durchführen zu können, soll aufbauend auf aktuellen Forschungsergebnissen eine vertiefende Untersuchung zum Einfluss von atmosphärischem nicht-thermischem Prozessplasma auf Papiere, insbesondere Cellulosefasern, aber auch Verleimungen, Verklebungen, Pigmente, Farbstoffe und Tinten ermittelt werden. Dabei sind neben der Arbeit an bereitgestellten Originalen auch experimentelle Studien an künstlich verblockten Testpapieren erforderlich. Dafür gibt es drei Arbeitsabschnitte. Im ersten Arbeitsabschnitt mit dem Ziel die Arbeitsparameter festzulegen und geeignete Mock ups bereitzustellen, werden originale Verblockungen untersucht, die Probepapiere charakterisiert und gleichzeitig die Prozessparameter und chemische Charakterisierung der Arbeitsgase festgelegt. Im Arbeitspaket zwei mit dem Ziel die Arbeitsmethode festzulegen und zu erproben, werden die Ergebnisse aus Arbeitsabschnitt 1 an den mock ups und ersten ausgewählten Originalen erprobt und überprüft. Gleichzeitig werden die Parameter für ein Geräte-Design festgelegt. Der dritte Arbeitsabschnitt beinhaltet die Validierung der Methode und Erprobung in der Praxis.
Durch die neue Auslotung der grundlegenden Möglichkeiten die Plasmabehandlung als effiziente und kulturgutschonende Methode ortsaufgelöst und zielgenau verblockte Papiere und schimmelgeschädigtes Schriftgut zu behandeln, kann auf den Einsatz von Bioziden und aufwendigen Methoden wie der Gammabestrahlung verzichtet werden. Ausblickend wird angestrebt, die Erprobung der Methodik in Mengenprozessen der Schriftgutrestaurierung und auch für andere Bildträger wie Leinwand oder gefasste Holzoberflächen sowie im Bereich der Photographie vorzubereiten.