Irene Brückle

CYCLODODECANE: TECHNICAL NOTE ON SOME USES IN PAPER AND OBJECTS CONSERVATION

AbstractCyclododecane, a volatile cyclic alkane (C12H24), was recently introduced to the conservation field as a temporary consolidant or masking material with suggested uses in paintings, textile and architectural conservation. In the present study, the waxlike hydrocarbon material was tested for its potential use as a temporary fixative for water-sensitive media on paper using an adaptation of a commercial wax-melting tool. Cyclododecane offered considerable, although not always complete, protection during aqueous treatments performed on media with different degrees of water sensitivity. The hydrocarbon was further investigated as a barrier film for taking molds from objects with porous surfaces that are easily contaminated by residues of the silicone mold materials commonly used. In combination with gum arabic or methylcellulose, this barrier system virtually eliminated the penetration of the silicone oils into the surface of modern flowerpot shards and limestone samples. In both of these applications,...

Analysis of Agarose, Carbopol, and Laponite Gel Poultices in Paper Conservation

Abstract Agarose, Carbopol, and Laponite gels were evaluated as alternatives to cellulose ether poultices for the local removal of moisture-sensitive adhesives on paper artifacts. These gels have noticeably different working properties than cellulose ethers, and are useful in a variety of paper conservation applications. The color stability of these materials was analyzed in dry powder form and as gel residues on paper. Analysis was performed by UV-visible spectroscopy, combined with visual examination under normal illumination and long-wave ultraviolet irradiation. Since earlier studies demonstrated that both Carbopol and Laponite contribute to the discoloration of paper after artificial aging, this study tested the effectiveness of a barrier tissue to block the deposition of residues on paper. Paper samples treated with Laponite were analyzed with a scanning electron microscope coupled with energy dispersive x-ray fluorescence spectroscopy to identify residues. Visual and ultraviolet examination techniques demonstrated that Carbopol (pH adjusted with sodium hydroxide) and Laponite caused discoloration on paper when applied directly, and that a barrier tissue was effective at blocking the deposition of residues. Agarose did not show adverse effects.

Reducing the Risks of Hydrogen Peroxide Bleaching in Presence of Iron Ions in Paper

Abstract Several reagents were tested as possible future pre-treatments to hydrogen peroxide bleaching of discoloured paper with the goal of minimizing the degrading effect of hydrogen peroxide on cellulose. Two historic rag papers were used as testing substrate, one with high, the other with low levels of iron ion content. The two papers underwent the following test protocol: all samples were rinsed in deionized water for ten minutes. Samples were then divided to undergo seven different bleaching pre-treatments: (1) deacidification with calcium hydroxide solution at pH 9; (2) deacidification with magnesium hydrogen carbonate solution at pH 7.5; (3) hydrochloric acid (HCl, 0.1 M, pH 1) followed by deacidification with calcium hydroxide; (4) calcium phytate (1.75 mmol/L, pH 5.3) followed by deacidification with calcium hydroxide; (5) magnesium phytate (pH 6.5) followed by deacidification with magnesium hydrogen carbonate solution; (6) and (7) the chelating agent diethylene-triamine-pentaacetic acid (DTPA, 0.005 mol/L, pH 3) followed by deacidification either with calcium hydroxide or magnesium hydrogen carbonate. All samples were immersed in 3% hydrogen peroxide baths (pH 9, adjusted with calcium hydroxide). They were dynamically aged in a customized setup in a stack (20°C-80°C, three hour intervals, six weeks). The samples underwent analyses before treatment, after bleaching and after accelerated ageing. The molecular weight and carbonyl group content of the cellulose were determined with fluorescence labelling in combination with gel permeation chromatography (GPC-MALLS). Brightness reversion of the papers was determined by colourimetry. The iron content level was determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) before and after treatment. The paper with low iron ion content did not benefit measurably from the pre-treatments, whereas the paper with high iron content benefited from some of the pre-treatments, as determined after accelerated aging. The least increase in carbonyl group content after accelerated ageing was achieved with calcium phytate (4); followed by magnesium phytate (5); and DTPA with magnesium hydrogen carbonate deacidification (7). The highest carbonyl group increase was caused by the calcium hydroxide pre-treatment (1). The Mw was best with the phytate-treated samples (4 and 5), followed by DTPA with magnesium hydrogen carbonate deacidification (7) and hydrochloric acid (3); the calcium-hydroxide deacidified sample showed the greatest Mw loss (1). All of tested iron removal and complexation treatments (3-7) diminished brightness reversion. DTPA (6 and 7) and hydrochloric acid (3) diminished the iron ion content of the high-iron-content paper by 30%. In sum, the tests 3-7 showed distinct benefits over deacidification alone (1 and 2) and may become viable as pre-treatment agents before hydrogen peroxide bleaching after further testing on object materials. Zusammenfassung Reduzierung der Risiken der Wasserstoffperoxidbleiche bei Anwesenheit von Eisen-Ionen im Papier Mehrere Reagenzien wurden als mögliche künftige Vorbehandlungen vor einer Wasserstoffperoxidbleiche von verfärbten Papieren getestet, um potenzielle Nebenwirkungen auf die Cellulose durch Radikalreaktionen in Anwesenheit von Eisenionen zu minimieren. Zwei historische Papiere wurden den Testbehandlungen unterzogen. Eines der Papiere (Papier I) wies einen durchschnittlichen, eines einen hohen Eisengehalt (Papier II) auf. Die Papiere wurden folgenden Testbehandlungen unterzogen: Zunächst wurden beide Papiere 10 min in deionisiertem Wasser gewässert. Die Papiere wurden zerteilt und jeweils einer der folgenden Vorbehandlungen unterzogen: Entsäuerung mit einer Calciumhydroxid-Lösung bei pH 9 (1); Entsäuerung mit einer Magnesiumhydrogencarbonat-Lösung bei pH 7,5 (2); Salzsäure (0,1 M, pH 1) gefolgt von einer Entsäuerung in Calciumhydroxidlösung (3); Calciumphytat (1,75 mmol/L, pH 5,3) gefolgt von einer Entsäuerung in Calciumhydroxid-Lösung, pH 9 (4); Magnesiumphytat (pH 6,5) gefolgt von einer Entsäuerung in Magnesiumhydrogencarbonat-Lösung bei pH 7,5 (5); (6) und (7) der Komplexbildner Diethylentriaminpentaessigsäre (DTPA) gefolgt von einer Entsäuerung entweder mit Calciumhydroxid oder Magnesiumhydrogencarbonat. Der Eisengehalt wurde vor und nach der Behandlung mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) bestimmt, um zu untersuchen, ob und wie viele Eisenionen aus dem Papier entfernt werden konnten. Nach der Bleiche wurden die Proben dynamisch (20°C-80°C) im Stapel gealtert. Vor und nach der Behandlung sowie nach der Alterung wurden die Mittlere Molmasse (Mw) und Carbonylgruppengehalt der Cellulose mittels Fluoreszenzmarkierung und Gelpermeationschromatographie (GPC-MALLS) und die s.g. „brightness reversion“ mittels Farbmessungen bestimmt. Die Vorbehandlungen hatten bei dem Papier mit durchschnittlichem Eisengehalt kaum Einfluss auf den Zustand der Cellulose und eine wieder auftretende Verfärbung. Das Papier mit hohem Eisengehalt profitierte nach der Alterung von einigen der Vorbehandlungen. Die Bildung von Carbonylgruppen wurde während der Alterung reduziert durch Calciumphytat (4), Magnesiumphytat (5) und DTPA gefolgt von Magnesiumhydrogencarbonat (7). Der höchste Carbonylgruppengehalt wurde nach Vorbehandlung in Calciumhydroxidlösung gemessen (1). Das Mw schnitt am besten ab bei den Phytatbehandlungen (4 und 5), gefolgt von von DTPA mit anschließender Entsäu erung mit Magnesiumhydrogencarbonat (7) und Salzsäure (3). Die mit Calciumhydroxid behandelten Papiere zeigten den höchsten Mw Verlust (1). Alle Eisen entfernenden und komplexierenden Behandlungen (3-7) reduzierten den Weißgradverlust. Die Behandlungen DTPA (6 und 7) und Salzsäure (3) reduzierten den Eisengehalt in Papier II um 30%. Insgesamt zeigen sich deutliche Vorteile der Behandlungen 3-7 im Vergleich zu der alleinigen Entsäuerung (1 und 2). Sie könnten nach weiteren Tests zu geeigneten Vorbehandlungen vor der Bleiche mit Wasserstoffperoxid werden. Das schließt auch eine Behandlung mit 0.1 M HCl für 30 sek. ein (3), die bei längerer Einwirkungsdauer zu signifikantem Abbau der Cellulose beitragen würde. Résumé Réduction des risques du blanchiment par péroxyde d’hydrogène en présence d’ions de fer dans le papier Plusieurs agents chimiques ont été testés afin de savoir s’ils étaient éventuellement utilisables à l’avenir lors de pré-traitements des papiers décolorés avant le blanchiment au péroxyde d’hydrogène. L’objectif visé était de minimiser l’effet destructeur du péroxyde d’hydrogène sur la cellulose. Deux échantillons de papiers historiques ont été soumis à des traitements expérimentaux. Un des papiers contenait un degré moyen, l’autre un degré extrêmement élevé d’ions de fer. Les papiers ont été testés par les traitements suivants : tous les échantillons ont été immergés pendant 10 minutes dans de l’eau déionisée. Après les avoir séparés les uns des autres on les a soumis à 7 différents pré-traitements de blanchiment : désacidification au moyen d’une solution d’hydroxyde de calcium avec un pH 9 (1) ; désacidification avec une solution de bicarbonate de magnésium avec un pH 7,5 (2) ; avec de l’acide chlorhydrique (HCl, 0,1 M/pH 1) suivi d’une désacidification avec une solution de d’hydroxyde de calcium (3) ; avec une solution de phytate de calcium (1,75 mmol/L, pH 5,3) suivi d’une désacidification avec une solution d’hydroxyde de calcium, pH 9 (4) ; avec du phytate de magnésium (pH 6,5) suivi d’une désacidification avec une solution de bicarbonate de magnésium avec un pH de 7,5 (5) ; (6) et (7) à l’aide de l’agent diéthylène triamine pentaacétique (DTPA, 0,005mol/L avec un pH3) suivi d’une désacidification de l’hydroxyde de calcium ou du bicarbonate de magnésium. La teneur en fer a été mesurée avant et après le traitement grâce à une spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS) afin d’analyser si et combien d’ions de fer ont pu être extraits du papier. Tous les échantillons ont été ensuite immergés dans des bains de péroxyde d’hydrogène à 3% (pH 9, ajusté avec du hydroxyde de calcium). Après le blanchiment les échantillons ont été soumis à une procédure dynamique de vieillissement artificiel par paquets spécialement adaptée (20°C-80°C, avec des intervalles de 3 heures, pendant six semaines). Des mesures ont été effectuées avant le blanchiment et après la procédure de vieillissement : la masse moléculaire moyenne ainsi que la teneur du groupe carbonyle de la cellulose ont été déterminés grâce un marquage fluorescent et une chromatographie par perméation du gel (GPC-MALLS). Le jaunissement du papier (brightness reversion) qui réapparaît après le vieillissement artificiel a été mesuré grâce à la colorimétrie. Les traitements préliminaires n’avaient pas d’influence significative sur l’état de la cellulose et le jaunissement sur le papier contenant peu d’ions de fer. Par contre les mesures effectuées sur les papiers à forte teneur d’ions de fer ont montré qu’ils ont pu tirer profit des pré-traitements. La formation de groupes carbonyles lors du vieillissement artificiel a pu être réduite grâce au phytate de calcium (4), au phytate de magnésium (5) et au DTPA suivi d’hydrocarbonate de magnésium (7). La teneur la plus forte de groupes carbonyles a été mesurée après le pré-traitement à l’hydroxyde de calcium (1). Le meilleur Mw a été obtenu grâce aux traitements au phytate (4 et 5), ensuite par le DTPA et la désacidification à l’hydrocarbonate de magnésium (7) et l’acide chlorhydrique (3). Les échantillons traités à l’hydroxyde de calcium présentaient la plus grande perte de Mw (1). Tous les traitements d’extraction ou de complexation du fer (3-7) ont diminué le jaunissement du papier, c’est-à-dire la perte de blancheur du papier. Les traitements au DTPA (6 et 7) et à l’acide chlorhydrique ont réduit la teneur en ions ferriques dans le papier II de 30%. En résumé on peut affirmer que les tests de 3 à 7 présentent des a

Paper Splitting: History and Modern Technology

Abstract In the 19th century, restorers used paper splitting to separate recto and verso of double-sided prints or drawings. Today, the treatment is employed for strengthening weakened paper. Two German conservation centers are chiefly responsible for the development of the process to its current level of sophistication: over the course of more than 30 years, Günter Müller at the Thuringian University and State Library at Jena perfected manual paper splitting; over the same time period, Wolfgang Wächter, now at the Zentrum für Bucherhaltung in Leipzig, developed the paper-splitting machine. We outline the history of paper splitting and describe the contemporary processes from firsthand observations and interviews with the conservators at Jena and Leipzig. Technical evaluations of contemporary paper splitting are summarized, and some observations on objects that were split for the authors are documented (a 19th-century newspaper page, a 17th-century document written in iron gall ink, 17th-century book leaves). A short guide to the identification of papers that may have historically undergone splitting is provided. A bibliography can be found under “Web-accessible Projects“ at www.buffalostate.edu/~artcon/.

Historical Note: Aqueous Chlorine Dioxide Bleaching at Christa Gaehde’s Studio in the 1990s

Abstract The preparation and use of aqueous 0.2% chlorine dioxide as it was practiced at the private conservation studio of paper conservator Christa M. Gaehde in the 1990s is described for the record. The bleach was used predominantly on prints printed in black printing inks on machinemade lignin-free paper. The treatment sequence involved washing in deionized water; immersion in the chlorine dioxide solution or a local brush application of the bleach in the print margins; rinsing in deionized water; neutralization of residual bleach by misting 1% sodium thiosulfate solution recto and verso; four rinsing baths in deionized water, the fourth one conditioned with calcium hydroxide to pH 9. Preparation of the bleach required special precautions in handling the sodium chlorite and formaldehyde. Zusammenfassung Historische Aufzeichnung: die wässrige Chlordioxidbleiche in Christa Gaehdes Restaurierungsstudio 1990-2001 Dokumentiert wird die Vorbereitung und Anwendung von 0,2% Chlordioxid als wässrig angewendete Bleichlösung, wie sie in 1990er Jahren von Christa M. Gaehde in ihrem privaten Restaurierungsstudio eingesetzt wurde. Die Bleichlösung wurde vorwiegend für Drucke verwendet, die ausschließlich schwarze Druckfarbe und maschinengefertigtes ligninfreies Papier aufwiesen. Der Behandlungsablauf umfasste eine oder mehrere Wässerungen, das Einlegen des Objekts in die Chlordioxidlösung oder alternativ die Pinselapplikation der Bleichlösung entlang der Blattränder, eine Wässerung, die Neutralisation verbleibender Bleichreagenzien mit 1% Natriumthiosulfatlösung, vier Wässerungsbäder, wovon das vierte Bad aus einer verdünnten Calciumhydroxidlösung mit pH 9 bestand. Die Handhabung on Natriumchlorit und Formaldehyd erforderte besondere Sicherheitsvorkehrungen. Résumé Note historique : le blanchiment aqueux au dioxyde de chlore au studio de restauration de Christa Gaehde 1990-2001 Cet article décrit la préparation et l’application d’une solution à 2% de dioxyde de chlore pour le traitement de blanchiment aqueux tel qu’il était pratiqué dans les années 1990 au studio privé de conservation du papier par Christa M. Gaehde. La solution de blanchiment était utilisée surtout sur des documents imprimés qui comportaient uniquement des encres noires sur des papiers fabriqués à la machine et exempts de lignine. La séquence du traitement comportait un ou plusieurs lavages, l’immersion dans une solution de dioxyde de chlore ou une application à la brosse de la solution de blanchiment, le rinçage, la neutralisation des agents chimiques résiduels à l’aide d’une solution à 1% de thiosulfate de sodium, quatre bains de rinçage dont le quatrième se constituait d’une solution très diluée d’hydroxyde de calcium. La manipulation du chlorite de sodium et du formaldéhyde exigeait des mesures spéciales de précaution.

The practice of looking in paper conservation

Summary This essay examines the way in which we look at paper artefacts during the process of conservation. Classification of artefacts as art and non-art determines many treatment choices. An artefact to be displayed in an art museum may receive treatment to make its damage less noticeable, while an artefact to be used in an archives may merely be stabilized for preservation. Artefacts of either category are increasingly appreciated for their intrinsic value. In some cases, this leads us to restore the visual homogeneity of a damaged artefact, in other cases to accept damage as an important aspect of an artefacts appearance. Intrinsic value can thus be associated with both structural as well as aesthetic considerations. A drawing previously damaged by restoration is analysed, differentiating between the way in which past restorations and modem conservation treatment can alter an artworks appearance.

THE HISTORICAL MANUFACTURE OF BLUE-COLOURED PAPER

Summary This review article presents historical and technical information concerning European blue paper manufacture until the introduction of aniline dyes in the late 19th century. It summarizes important aspects of three major colouring methods, namely the use of blue coloured rags, the dyeing of paper pulp and the addition of pigments to the pulp. Each of these colouring methods is presented in a separate section. Less important, but no less interesting methods such as the tinting of papers after their manufacture are also given attention. Since the production of purple paper is closely associated with blue paper manufacture, it is included in the review. For the same reason, the ‘blueing’ of white paper is also given consideration. In order to provide the appropriate historical context, the text is prefaced by an introduction to the traditional uses of blue paper and its precursors.

Treating a Previously Bleached Artwork on Paper

Abstract The case study describes the treatment of an etching that had been bleached in the past with 4% hydrogen peroxide and had subsequently suffered extensive colour reversion in the form of foxing and overall discolouration. Staining was most likely caused by the action of hydrogen peroxide on previously unnoticed iron particles in the paper. The print now underwent treatment to stabilize the damaged paper. The print was immersed for 50 seconds in 0.1 M hydrochloric acid HCl (pH 1.1) to extract as much as possible of the iron contamination from the paper; this was followed after rinsing steps by complexation of remaining iron ions through immersion in a calcium phytate solution (1.75 mmol/L, pH 5.3). The treatment, which included extensive rinsing, significantly diminished the foxing stains. No further bleaching treatment was conducted to diminish remaining stains so as not to risk further destabilization of the pre-damaged paper. Zusammenfassung Die Behandlung eines zuvor gebleichten Kunstwerks auf Papier. Die Fallstudie beschreibt die Behandlung einer Radierung, die in der Vergangenheit mit 4% Wasserstoffperoxid gebleicht worden war und in der Folge eine gravierende Rückverfärbung in Form von Stockflecken sowie einer ganzflächigen Verbräunung erfuhr. Die Stockflecken entstanden sehr wahrscheinlich durch die Einwirkung von Wasserstoffperoxid auf Eisenpartikel im Papier, die bei der ersten Behandlung unbemerkt geblieben waren. Der Druck erfuhr nun in Anlehnung eine neue Behandlung um das Papier zu stabilisieren. Die Graphik wurde zunächst 50 Sekunden in eine 0,1 M HCl (pH 1,1) getaucht, um möglichst viel der eisenhaltigen Verbindungen aus dem Papier zu extrahieren; dem folgte nach Zwischenwässerungen die Komplexierung verbliebener Eisenionen in einem Calciumphytatbad (1,75 mmol/L, pH 5,3). Die Behandlung einschließlich ausgiebiger Wässerungen bewirkte eine deutliche Verringerung der Stockflecken. Von einer zusätzlichen Bleichung verbleibender Verfärbungen wurde abgesehen, um das schon vorgeschädigte Papier nicht weiter zu destabilisieren. Résumé Traitement d’une oeuvre d’art sur papier préalablement blanchi Cette étude de cas expose le traitement d’une gravure à l’eau forte, qui par le passé a été blanchie avec du peroxyde d’hydrogène et qui par conséquent a souffert d’une grave réversion de couleurs sous forme de taches de moisissure et de décoloration. Les taches de moisissure proviennent très vraisemblablement de l’action du péroxyde d’hydrogène sur les particules de fer contenues dans le papier qui sont passées inaperçues lors du premier traitement. Le traitement actuel s’est effectué pour stabiliser le papier détérioré en s’appuyant sur le travail de recherche de Niehus et al. (voir cette édition du Restaurator ). La gravure a été immergée pendant 50 secondes dans une solution de 0,1 M HCl (pH 1,1) afin d’extraire autant que possible la contamination par le fer du papier; ceci a été suivi par une complexation des ions de fer restants par immersion dans une solution de phytate de calcium (1,75 mmol/L, pH 5,3). Le traitement qui incluait un long rinçage a réduit significativement les taches de moisissure. On n’a pas effectué de blanchiment supplémentaire pour extraire les résidus de décoloration afin de ne pas déstabiliser encore davantage le papier déjà pré-endommagé.

Thoughts on Bleaching Guidelines

Bleaching in paper conservation is a complex, highly invasive treatment that involves decisions regarding cultural, aesthetic, technical and scientific parameters. We present an overview of key requirements of bleaching that can be considered a basis for future standards and guidelines. In this context, we look at the function of standards and guidelines as regulatory documents supporting decision-making and quality control in complex professions where material and immaterial values factor into decision-making. Furthermore, a bleaching case involving light and hydrogen peroxide steps exemplifies the often neglected but essential treatment skill expertise in choosing and adjusting steps continually in response to the object’s requirements. Bleaching treatment is argued to be part of scientific practice when it is conducted on the grounds of current professional knowledge and is reflected systematically so that it can contribute experiential knowledge to this practice.

Thomas Hirschhorn’s Collages in the ‘Intensif-Station’: An artist / conservator collaboration

The contemporary artist Thomas Hirschhorn [1] is known for his large, complex installations presented in museums and public spaces, in which he addresses social-political issues. He is also known for his oftcited maxim ‘Energy Yes! Quality No!’ (Hirschhorn 2005). This emphatic artistic and social wake-up call undercuts familiar conceptions of artworks as objects of material value. By explicitly rejecting traditional artistic materials and techniques in favour of cheap materials boldly used in his at times fragile works, Hirschhorn enhances the expressive power of their content and lowers the threshold access to his art for the ‘non-exclusive’ audiences he seeks (Hirschhorn, 2007).Many of his works feature ephemeral everyday products such as adhesive tape, paper, and cardboard or newspaper and magazine clippings. These materials acquire a unique value in their new context but many of them age rapidly with grave losses to their aesthetic function, giving rise to an urgent need for conservation. This became apparent in the installation ‘Intensif-Station’ (Intensive Care), a work by Hirschhorn which has been on permanent display in the galleries K21 (Kunstsammlung Nordrhein-Westfalen) in Düsseldorf, Germany since 2010 (Figure 1), which is impressive in its seemingly amateur material aesthetic (Gingeras, 2004: 15). As there are no barriers in this installation, the museum visitor is invited to enter the space and view the objects close-up. Many of the objects are deliberately placed closely together or against the walls of the exhibition space. It is the artist’s intention to overwhelm the viewer: ‘I want to super-inform and super-detail, in order not to inform or detail. I do not want to communicate’ (Hirschhorn, 2013: 201). Hirschhorn resists conventional presentation strategies of museums where ‘less is more’ is often implemented as a basic principle. For him, the motto ‘more is more’ holds true (Hirschhorn, 2007). The installation fills two galleries subdivided into five compartments. Hirschhorn determined the spatial arrangement in an installation plan (Figure 2). Each gallery recreates the interior arrangement of a hospital room, with second-hand furniture and readily available materials like packing tape, spray paint, foam and plastic bottles, in accordance with his maxim. The intended position of the collages was also marked in his installation drawings. They were integrated into the ‘Intensif-Station’ as an analogy for images found on a hospital wall [2]. Conservation considerations arose due to the severe, undesired fading in the collages that form part of the installation. This concern over an ethically acceptable and technically feasible conservation approach was the starting point for the partnership project between the Kunstsammlung Nordrhein-Westfalen and the State Academy of Art and Design Stuttgart (where FIGURE 1 ‘Not in my Name’ from ‘Intensif-Station’ by Thomas Hirschhorn, 2010.