Academic thesis

Annine Wöllner: Inwiefern beeinflusst der Mahlgrad/ Degree of Polymerisation der Rohfaser die Festigkeit und Alterungsbeständigkeit von angefaserten historischen Papieren? -Von Empirie und ersten systematischen Versuchen Back
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Abstract: Die Anfaserung dient als Restaurierungsmethode zur Ergänzung von Fehlstellen sowie Festigung des Blattgefüges von historischen Papieren. Sie wird aufgrund ihrer Ähnlichkeit zum Schöpfvorgang in der Papierherstellung sowohl in der Einzelblatt-, als auch in der Massenrestaurierung oft verwendet. Die Homogenität der Resultate durch die Verwendung wesensgleicher Materialien überzeugt nicht nur ästhetisch, sondern sorgt auch materialtechnisch oft für zufriedenstellendere Resultate als andere Ergänzungsmethoden. Die Variabilität dieser Restaurierungsmethode in Technik und Material ist sehr groß. Daher stellt sich die Frage, auf welche Weise man die Ergebnisse im Hinblick auf die durch eine Restaurierung angestrebte Alterungsbeständigkeit und Festigkeit beeinflussen kann. Die Art des verwendete Faserstoff spielt hierbei eine große Rolle und kann über Stoffauswahl und -aufbereitung beeinflusst werden. Die Aufbereitung wird primär durch den Mahlgrad der Faser bestimmt. Dabei liegt die Vermutung nahe, dass eine Mischung aus hoch- und niedrig kapillaren Fasern- also jene mit einem hohen und niedrigen Mahlgrad- bei der Anfaserung ein besonders festes und beständiges Blattgefüge ausbildet. Durch die Kombination von einer hohen Flächenbindung und einen hohe Einzelfaserbindung sollte die Mischung zweier unterschiedlicher Faserstoffaufbereitungen die guten Eigenschaften beider Kapillaritäten vereinen. Daher lautet die Fragestellung der Bachelor Thesis: Inwiefern beeinflusst der Mahlgrad/ Degree of Polymerisation die Festigkeit und Alterungsbeständigkeit von angefaserten historischen Papieren? In der Durchführung derselben folgte auf die ausführliche Literaturrecherche eine experimentelle Versuchsreihe zur Aufstellung einer ersten Empirie zu der speziellen Fragestellung. Die Aufbereitung der vier Faserstoffe fand klassisch in einem Holländer statt- dabei wurden drei verschiedene Mahlgrade sowie eine Mischung erzeugt. Anschließend wurden Versuchsobjekte aus historischen, europäischen Hadernpapieren mit diesen vier Faserstoffen mithilfe eines Anfaserungskastens ergänzt. Für die mechanischen Test wurde an der Hälfte der Versuchsobjekte eine künstliche Alterung durchgeführt. Alle Anfaserungen wurden unter gleichen Bedingungen den mechanischen Tests zur Ermittlung von Doppelfalzzahl, Bruchkraft, Bruchdehnung und Durchreißwiderstand unterzogen. Durch die Versuchsergebnisse konnten die Festigkeiten der einzelnen Faserstoffe vergleichend ausgewertet werden. Über diese Werte war es zusätzlich möglich sogenannte Lebensdauerfaktoren zu ermittelt. An Hand dieser Faktoren ließ sich jeder einzelne Faserstoff abschließend in eine Lebensdauerklasse einordnen, welche die Alterungsbeständigkeit von Papieren beschreibt. Durch die Auswertung der erzielten Versuchsreihen wurde festgestellt, dass der gemischte Faserstoff im Vergleich zu den puren Faserstoffen tatsächlich sowohl in den Auswertungen der mechanischen Tests als auch definiert über die Lebensdauerklassen besser Resultate erzielte. Somit weist die Mischung aus hoch und niedrigkapilarem Faserstoff eine größere Festigkeit und Alterungsbeständigkeit auf, als jene puren Faserstoffe. Dieses Resultat der ersten empirischen Versuche kann als gute Basis für weitere wissenschaftliche Forschungen dienen. Denn die Qualität der Anfaserung wird nicht nur durch Faserstoff und -aufbereitung allein bestimmt. Auch der ausgangs Polymerisationsgrad der verwendeten Faser, die Leimung und weitere Beimengungen während der Herstellung wie z.B. alkalische Reserven können die Alterungsbeständigkeit und Festigkeit entscheidend beeinflussen. Inwiefern sich diese Faktoren auswirken, ist jedoch in weiterführenden Forschungen nachzuweisen. Die Einbeziehung solcher Forschungs- und Versuchsergebnisse wäre jedoch wichtig, um ein Gesamtbild über die Festigkeit und Alterungsbeständigkeit beeinflussenden Faktoren für die Wahl der Anfaserungsmaterialien zu erlangen.

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Keywords: Anfaserung, Degree of Polymerisation
Table of contents: I. Einleitung 1
II. Anfaserung Prinzip der Anfaserung 3
Gründe für eine Anfaserung 4
Geschichte der Anfaserung 5
Methoden der Anfaserung 5
Hydrostatische Anfaserung 7
Bezugsquellen 8

III. Faserstoff Faserstoffe in Praxis und Handel 9 Anforderungen an den Faserstoff 11
Ausgewähler Faserstoff: Hanf 11
Aufbereitung des Faserstoffes 12
IV. Alterung Cellulose Abbau 14
Auswirkungen der Alterungsprozesse 16
Festigkeit von Papier 17
Degree of Polymerisation/ Polymerisationsgrad 18 Künstliche Alterung 19

V. Analyse Stoffaufbereitung 19 Teststreifen 20
Anfaserung 21
Künstliche Alterung 22
Viskosimetrie 23
Mechanische Versuche: 24
Doppelfalzzahl 25
Bruchkraft und Bruchdehnung 26 Durchreißwiderstand 27
Reproduzierbarkeit und Präzision 28 Lebensdauerklassen 28
Inhaltsverzeichnis

VI. Versuchsergebnisse 30
Viskosimetrie 30
Mechanische Versuche: 31
Doppelfalzzahl 31
Bruchkraft 32
Bruchdehnung 32
Durchreißwiderstand 33

VII. Auswertung und Interpretation 34 Viskosimetrie 34
Mechanische Versuche:
Doppelfalzzahl 35
Bruchkraft 35
Bruchdehnung 36
Durchreißwiderstand 37
Lebensdauerklassen 37
Zusammenfassung 39

VIII. Fazit und Ausblick 41

IX. Bibliographie

X. Abbildungsverzeichnis

XI. Anhang
I: Anfaserung in Per M. Laursens Werkstatt Anhang
II: Druckverteilung beim Anfaservorgang Anhang
III: E-Mail Verkehr Gabi Kleindorfer Anhang
IV: Flyer Per. M Laursen Anhang
V: Anfaserung der Testobjekte Anhang
VI: Detaillierte Prüfergebnistabellen

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Details:
  • academic institution:  HAWK Hildesheim/ Holzminden/ Göttingen
  • kind of theses:  Bachelorarbeit
  • main Tutor:  Prof.Dr. Henrik Schulz
  • assistant Tutor:  Dipl.-Ing. Gangolf Ulbricht
  • date:  2014
  • Language:  Deutsch
  • pages:  67
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