Hochschularbeit

Katharina Lußky: Laserreinigung von künstlich verschmutzten europäischen Papieren des 19. Jahrhunderts unter Berücksichtigung üblicher Beschreibstoffe. Zurück
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Zusammenfassung: Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Laserreinigung von gebräuchlichen Papieren des 19. Jh. in Kombination mit typischen Beschreibstoffen und Schmutzvarianten.
Für diese Experimente wurde ein Standardpapier (Whatman Filterpapier Nr.1) und zwei Papierarten des 19. Jh. (Hadernpapier, holzhaltiges Papier) ausgewählt. Auf die Papiere wurden drei pulvrige und zwei flüssige Beschreibstoffe unter definierten Bedingungen aufgetragen. Die pulvrigen Beschreibstoffe waren Grafit, Kohle und Kreide und die wässrigen Eisengallustinte und Rußtusche.
Die Simulation der Verschmutzungen wurden mit Zeichenkohle, in Anlehnung an bereits durchgeführte Laserreinigungsexperimente und mit Standardschmutz durchgeführt. Aufgrund vorhandener Schmutzanalysen wurde ein Standardschmutz der Firma Particle Technology SAE J 726 fine verwendet. Der ursprünglich weiße Schmutz wurde mit Flammruß im Verhältnis 20:1 geschwärzt.
Die Schmutzvarianten wurden mit der Methode des Einmassierens mit dem Pinsel, kombiniert mit dem Ansaugen durch einen Staubsauger aufgetragen.
Auf diese Weise entstand eine sehr gleichmäßige und einheitliche Verschmutzung, die einfach reproduzierbar ist und somit eine Standardisierung gewährleistet. Anschließend wurden die Systeme Papier ohne Auftrag und Papier mit Beschreibstoff verschmutzt.
Für die Laserreinigungsexperimente wurde ein Nd:YAG Laser der Fima IB Laser mit den Laserparametern 8 ns Dauer, 532 nm Wellenlänge und 3 x 3 mm2 bearbeitete Fläche pro Parametersatz mit Hilfe einer direkten Fokussierung der Laserstrahlung verwendet.
Die Papiere und Beschreibstoffe wurden vor der Laserbehandlung mittels mikroskopischer, rasterelektronenmikroskopischer und colorimetrischer Analysemethoden untersucht. Diese Analysen sollten dem Vergleich und der Beurteilung mit den laserbestrahlten Proben dienen.
Anschließend wurden die Papiere ohne Auftrag zur Bestimmung der laserinduzierten Zerstörschwellen einem Laserbeschuss unterzogen. Die Schwellen konnten in einem Bereich von 0,4 J/cm2 bis 12,8 J/cm2 hinsichtlich der Energiedichte für Einzel- und Multipulsbestrahlung angesiedelt werden.
Nach jedem Laserbeschuss wurden die Papiere mikroskopisch und colorimetrisch analysiert.
Die Bearbeitungsschwellen, der mit beiden Schmutzarten verunreinigten Systeme lagen im Bereich von 0,01 J/cm2 und 0,07 J/cm2 für die Einzel- und Multipulsbestrahlung. Die benötigte Energie für die Reinigung ist abhängig von den Papieren, ihrer Oberflächenbeschaffenheit und den verwendeten Schmutzarten.
Aus der Schwellenbestimmung konnte der Arbeitsbereich des Lasers ermittelt werden.
Das Whatman Filterpapier in Verbindung mit Eisengallustinte und Rußtusche in Kombination mit beiden Schmutzarten kann mit Hilfe des Lasers gereinigt werden. Sowohl bei Hadernpapier, als auch holzhaltigem Papier mit Eisengallustinte ist die Reinigung von beiden Schmutzvarianten möglich.
Wenn sich die optischen Eigenschaften der Beschreibstoffe und der Schmutzarten sehr ähnlich sind, ist die Reinigung dieser Systeme mit dem Laser bei diesem Parametern nicht möglich. Eine Reinigung ist ebenfalls ausgeschlossen, wenn die Zerstörschwellen der Papiere und Beschreibstoffe kleiner sind, als die Reinigungsschwellen der Verschmutzungen.

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Schlagworte: Laserreinigung
Inhalt: Begriffserläuterungen
1. Einleitung
2. Auswahl der Papierproben, Beschreibstoffe und Schmutz
2.1 Papierproben
2.2 Beschreibstoffe
2.3 Schmutz
3. Probencharakterisierung - Angewandte Untersuchungsmethoden und Geräte
3.1. Lichtmikroskopie
3.2 Rasterelektronenmikroskopie (REM)
3.3 Colorimetrie (Farbmetrik, Farbmessung)
3.4 Untersuchung der Papierproben ohne Laserbeschuß
4. Laserreinigung und -behandlung
4.1 Grundlagen
4.2 Prinzip Lasercleaning (Scannen)
4.3 Arbeitsschutz
5. Untersuchung der Papierproben nach der Laserbehandlung
5.1 Papier pur nach der Laserbestrahlung
5.2 Beschreibstoffe auf Papier nach der Laserbestrahlung
5.3 Schmutz auf Papier nach der Laserbestrahlung
5.4 Schmutz auf Papier mit Beschreibstoff
6. Laserreinigung von Papieren- Ergebnisse
6.1 Bestimmung der Zerstörschwellen bei Papier ohne Auftrag
6.2 Schwellenbestimmung Papier und Beschreibstoff
6.3 Reinigungsschwellen von künstlich verschmutztem Papier
6.4 Reinigungsschwellen von Papier mit Beschreibstoff und Schmutz
7. Interpretation/Diskussion der experimentellen Befunde
8. Zusammenfassung
9. Danksagung
10. Literaturverzeichnis
11. Quellenverzeichnis
12. Abbildungsverzeichnis

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weitere Angaben:
  • Hochschule:  HAWK Hildesheim/ Holzminden/ Göttingen
  • Art der Arbeit:  Diplomarbeit
  • Erstprüfer:  Verw. Prof. Mag. Patricia Engel
  • Zweitprüfer:  Dr. Jörg Krüger
  • Abgabedatum:  2008
  • Sprache:  Deutsch
  • Seitenzahl:  99
  • Abbildungen:  20
 
Kontakt:
 
Katharina Lußky
katelu@[Diesen Teil loeschen]gmx.de

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