Die vorliegende Dissertation hat die Untersuchung des hygrischen Verhaltens der Leinwand als Bildträger eines Leinwandgemäldes zum Gegenstand. Diese überaus komplexen Mechanismen sind in der Konservierungswissenschaft bis heute nicht verstanden.
In dem theoretischen Teil der Arbeit wird das komplexe Verhalten der Leinwand anhand ihres strukturellen Aufbaus erläutert. Die Darstellung der Erkenntnisse des aktuellen Forschungsstandes erfolgt bezüglich folgender struktureller Ebenen: Cellulose, Elementarfaser, technische Faser, Garn, Gewebe, Bildträger eines Leinwandgemäldes sowie deren Degradationsmechanismen. An den relevanten Stellen werden einflussgebende Faktoren benannt und analysiert. Gleichzeitig findet die Darstellung der Wissenslücken statt, woraus die für das Thema der Arbeit relevanten Forschungsfragen abgeleitet werden.
Der experimentelle Teil greift einen Teil der benannten Forschungsfragen auf und untersucht die Leinwand auf der Ebene der Cellulose in Bezug auf ihr hygrisches Verhalten. Dabei steht die Frage im Vordergrund, ob ein Zusammenhang zwischen der Alterung der Leinwand und der Menge der aufgenommenen Feuchte besteht und wie dieser erfasst werden kann.
In die Untersuchung werden neue, gebleichte und künstlich gealterte Flachsgewebe, sowie historische Bildträgerproben einbezogen. Für die Charakterisierung der Degradation werden folgende Merkmale erfasst: Gewebestrukturanalyse, pH-Wert, Kettenlänge der Cellulose, Kristallinität der Cellulose, Festigkeit am Gewebe und am Garn. Teilweise werden relevante Messverfahren zur Erfassung der genannten Merkmale entwickelt bzw. auf die besonderen Anforderungen historischer Bildträger angepasst. Die Menge der aufgenommenen Feuchte wird gravimetrisch erfasst und als Sorptionsisotherme dargestellt. Darüber hinaus erfolgt die Entwicklung einer Methode zur Erfassung der Gleichgewichtsfeuchte in situ am Gewebe oder Bildträger mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie.:Inhaltsverzeichnis
Dank
Kurzfassung
Abstract
Abkürzungsverzeichnis
Vorbemerkung
1 Einleitung
1.1 Einführung in das Thema
1.2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit
2 Forschungsstand
2.1 Celluloseforschung
2.2 Textiltechnische Forschung
2.3 Konservierungswissenschaftliche Forschung
2.3.1 Herstellung und Aufbau des textilen Bildträgers
2.3.2 Degradation des textilen Bildträgers
2.3.3 Verhalten des textilen Bildträgers und des Leinwandgemäldes
3 Von der Cellulose zum Leinwandgemälde: Einflussfaktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
3.1 Grundlagen und Begriffsdefinitionen
3.1.1 Begriffsdefinitionen und grundlegender Aufbau der Leinwand
3.1.2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen des hygrischen Verhaltens der Leinwand
3.2 Aufbau der Elementarfaser des Flachses
3.2.1 Cellulose
3.2.2 Begleitsubstanzen
3.2.3 Zusammenfassung
3.3 Flachsanbau und Gewinnung der technischen Faser
3.3.1 Flachsanbau
3.3.2 Gewinnung der technischen Faser
3.3.3 Zusammenfassung
3.4 Garn
3.4.1 Verspinnen der technischen Fasern zum Garn
3.4.2 Garngeometrie
3.4.3 Schlichte
3.4.4 Maximale Wasseraufnahme
3.4.5 Vergleich zu Baumwolle
3.4.6 Zusammenfassung
3.5 Gewebe
3.5.1 Weben
3.5.2 Veredlung der Gewebe
3.5.3 Sorption von Feuchte im Gewebe
3.5.4 Geschwindigkeit von Sorption und Desorption
3.5.5 Dimensionsänderungen des Gewebes
3.5.6 Feuchteeinfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Gewebes
3.5.7 Zusammenfassung
3.6 Leinwand
3.6.1 Gespannte Leinwand
3.6.2 Vorleimung
3.6.3 Grundierung
3.6.4 Malschicht
3.6.5 Gemälde als Materialverbund
3.6.6 Zusammenfassung
3.7 Degradation der Leinwand
3.7.1 Degradationsmechanismen
3.7.2 Auslösende Faktoren
3.7.3 Hygrisches Verhalten degradierter Leinwände
3.7.4 Zusammenfassung
4 Forschungsfragen und Zielstellung des experimentellen Teils
4.1 Analyse von Kapitel 3: Zusammenfassung einflussgebender Faktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
4.2 Forschungsfragen
4.3 Ziele des experimentellen Teils
5 Analyse und Bewertung relevanter Messverfahren
5.1 Auswahl der Versuchsgewebe und deren Charakterisierung
5.1.1 Die Wahl der Versuchsgewebe
5.1.2 Künstliche Alterung neuer Gewebe
5.1.3 Bleichen neuer Gewebe
5.1.4 Charakterisierung der Gewebe durch die Gewebestrukturanalyse
5.2 Charakterisierung der Degradation am Gewebe
5.2.1 Messung des pH-Wertes
5.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
5.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
5.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
5.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
5.3.1 Sorptionsisothermen
5.3.2 Nah-Infrarot-Spektroskopie
5.4 Weiterführende Methoden
5.4.1 Variable Pressure-Rasterelektronenmikroskopie
5.4.2 Nano-Computertomographie
6 Durchführung der Experimente
6.1 Verwendete Gewebe
6.1.1 Neue Gewebe
6.1.2 Künstliche Alterung
6.1.3 Bleichen der Gewebe
6.1.4 Historische Gewebeproben
6.1.5 Benennung der verwendeten Gewebeproben
6.1.6 Gewebestrukturanalyse
6.2 Charakterisierung der Degradation der Gewebe
6.2.1 Bestimmung des pH-Wertes
6.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
6.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
6.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
6.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
6.3.1 Sorptionsisothermen
6.3.2 Bestimmung des Feuchtezuschlags mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie
6.4 Analyse der Ergebnisse
6.4.1 Bewertung der Degradation der verwendeten Gewebe
6.4.2 Korrelation der gemessenen Parameter der Degradation
6.4.3 Zusammenhang zwischen Degradation und hygrischem Verhalten
7 Zusammenfassung
7.1 Erkenntnisse aus dem theoretischen Teil der Arbeit
7.2 Erkenntnisse aus dem experimentellen Teil der Arbeit
7.2.1 Bewertung einzelner Messverfahren
7.2.2 Erkenntnisse aus den durchgeführten Experimenten
8 Schlussbemerkung
Anhang
A Tabellen
A.1 Definitionen
B Anlagen zum experimentellen Teil
B.1 Charakterisierung der verwendeten Gewebe
B.1.1 Neues Flachsgewebe N1, Herstellerangaben
B.1.2 Künstliche Alterung
B.2 Gewebestrukturanalysen und Informationen der verwendeten Gewebe und historischen Proben
B.3 Ergebnisse pH-Wert Messung
B.4 Kapillarviskosimetrie
B.4.1 Verwendete Geräte
B.4.2 Protokoll zur Erfassung des Feuchtezuschlags der Garnproben
B.4.3 Messprotokolle Viskosität
B.5 Infrarot-Spektroskopie
B.5.1 Ergebnisse
B.6 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
B.6.1 Streifen-Zugversuch an Geweben
B.6.2 Nullzugfestigkeit an Garnabschnitten
B.7 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte durch Sorptionsisothermen
B.7.1 Statische Methode
B.7.2 Dynamische Methode
B.8 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte mittels NIR-Spektroskopie
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis / This study focusses on the hygroscopic behaviour of canvases as a painting support. The complex behaviour of canvas is not yet fully understood in conservation science.
The theoretical chapter of this thesis describes the current state of research on the interaction between linen canvas and moisture. This is done by precisely distinguishing between the following structural hierarchies: cellular, fibrous, yarn, fabric, fabric support and its respective degradation mechanisms. Hereby the main gaps in knowledge and key questions relating to the behaviour of a canvas painting are being highlighted. Subsequently, the research question for this thesis are derived from this nescience.
The aim of the experimental part of this thesis is to examine the hygroscopic behaviour of linen canvas at the cellulose level. Leading question is whether there is a correlation between the condition of degraded canvases and its capacity to bind moisture and how this can be measured.
Studies are conducted with new, bleached and artificially aged linen canvases, as well as historical samples of painting supports. To classify the degradation of each canvas the following characteristics are determined: analysis of fabric structure, pH-value, chain length of cellulose, degree of crystallinity of cellulose and strength of fabric and yarn. Some of the measuring techniques have to be developed beforehand or adopted to the special requirements of historical samples of small size. The adsorption and desorption is analysed by registering sorption isotherms. In addition near-infraread spectroscopy is evaluated whether this analytical technique can be used for in-situ analysis of the moisture content of canvas.:Inhaltsverzeichnis
Dank
Kurzfassung
Abstract
Abkürzungsverzeichnis
Vorbemerkung
1 Einleitung
1.1 Einführung in das Thema
1.2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit
2 Forschungsstand
2.1 Celluloseforschung
2.2 Textiltechnische Forschung
2.3 Konservierungswissenschaftliche Forschung
2.3.1 Herstellung und Aufbau des textilen Bildträgers
2.3.2 Degradation des textilen Bildträgers
2.3.3 Verhalten des textilen Bildträgers und des Leinwandgemäldes
3 Von der Cellulose zum Leinwandgemälde: Einflussfaktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
3.1 Grundlagen und Begriffsdefinitionen
3.1.1 Begriffsdefinitionen und grundlegender Aufbau der Leinwand
3.1.2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen des hygrischen Verhaltens der Leinwand
3.2 Aufbau der Elementarfaser des Flachses
3.2.1 Cellulose
3.2.2 Begleitsubstanzen
3.2.3 Zusammenfassung
3.3 Flachsanbau und Gewinnung der technischen Faser
3.3.1 Flachsanbau
3.3.2 Gewinnung der technischen Faser
3.3.3 Zusammenfassung
3.4 Garn
3.4.1 Verspinnen der technischen Fasern zum Garn
3.4.2 Garngeometrie
3.4.3 Schlichte
3.4.4 Maximale Wasseraufnahme
3.4.5 Vergleich zu Baumwolle
3.4.6 Zusammenfassung
3.5 Gewebe
3.5.1 Weben
3.5.2 Veredlung der Gewebe
3.5.3 Sorption von Feuchte im Gewebe
3.5.4 Geschwindigkeit von Sorption und Desorption
3.5.5 Dimensionsänderungen des Gewebes
3.5.6 Feuchteeinfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Gewebes
3.5.7 Zusammenfassung
3.6 Leinwand
3.6.1 Gespannte Leinwand
3.6.2 Vorleimung
3.6.3 Grundierung
3.6.4 Malschicht
3.6.5 Gemälde als Materialverbund
3.6.6 Zusammenfassung
3.7 Degradation der Leinwand
3.7.1 Degradationsmechanismen
3.7.2 Auslösende Faktoren
3.7.3 Hygrisches Verhalten degradierter Leinwände
3.7.4 Zusammenfassung
4 Forschungsfragen und Zielstellung des experimentellen Teils
4.1 Analyse von Kapitel 3: Zusammenfassung einflussgebender Faktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
4.2 Forschungsfragen
4.3 Ziele des experimentellen Teils
5 Analyse und Bewertung relevanter Messverfahren
5.1 Auswahl der Versuchsgewebe und deren Charakterisierung
5.1.1 Die Wahl der Versuchsgewebe
5.1.2 Künstliche Alterung neuer Gewebe
5.1.3 Bleichen neuer Gewebe
5.1.4 Charakterisierung der Gewebe durch die Gewebestrukturanalyse
5.2 Charakterisierung der Degradation am Gewebe
5.2.1 Messung des pH-Wertes
5.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
5.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
5.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
5.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
5.3.1 Sorptionsisothermen
5.3.2 Nah-Infrarot-Spektroskopie
5.4 Weiterführende Methoden
5.4.1 Variable Pressure-Rasterelektronenmikroskopie
5.4.2 Nano-Computertomographie
6 Durchführung der Experimente
6.1 Verwendete Gewebe
6.1.1 Neue Gewebe
6.1.2 Künstliche Alterung
6.1.3 Bleichen der Gewebe
6.1.4 Historische Gewebeproben
6.1.5 Benennung der verwendeten Gewebeproben
6.1.6 Gewebestrukturanalyse
6.2 Charakterisierung der Degradation der Gewebe
6.2.1 Bestimmung des pH-Wertes
6.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
6.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
6.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
6.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
6.3.1 Sorptionsisothermen
6.3.2 Bestimmung des Feuchtezuschlags mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie
6.4 Analyse der Ergebnisse
6.4.1 Bewertung der Degradation der verwendeten Gewebe
6.4.2 Korrelation der gemessenen Parameter der Degradation
6.4.3 Zusammenhang zwischen Degradation und hygrischem Verhalten
7 Zusammenfassung
7.1 Erkenntnisse aus dem theoretischen Teil der Arbeit
7.2 Erkenntnisse aus dem experimentellen Teil der Arbeit
7.2.1 Bewertung einzelner Messverfahren
7.2.2 Erkenntnisse aus den durchgeführten Experimenten
8 Schlussbemerkung
Anhang
A Tabellen
A.1 Definitionen
B Anlagen zum experimentellen Teil
B.1 Charakterisierung der verwendeten Gewebe
B.1.1 Neues Flachsgewebe N1, Herstellerangaben
B.1.2 Künstliche Alterung
B.2 Gewebestrukturanalysen und Informationen der verwendeten Gewebe und historischen Proben
B.3 Ergebnisse pH-Wert Messung
B.4 Kapillarviskosimetrie
B.4.1 Verwendete Geräte
B.4.2 Protokoll zur Erfassung des Feuchtezuschlags der Garnproben
B.4.3 Messprotokolle Viskosität
B.5 Infrarot-Spektroskopie
B.5.1 Ergebnisse
B.6 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
B.6.1 Streifen-Zugversuch an Geweben
B.6.2 Nullzugfestigkeit an Garnabschnitten
B.7 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte durch Sorptionsisothermen
B.7.1 Statische Methode
B.7.2 Dynamische Methode
B.8 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte mittels NIR-Spektroskopie
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:34045 |
| Date | 21 May 2019 |
| Creators | von Reden, Anna |
| Contributors | Haller, Ursula, Schaible, Volker, Hochschule für Bildende Künste Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | info:eu-repo/grantAgreement/Europäischer Sozialfonds/Wissens- und Know-How-Transfer/100108215//Promotionsvorhaben 'Untersuchungen zum hygrischen Verhalten von Leinwandgemälden unter besonderer Berücksichtigung des Bildträgers' |
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