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Mobile Röntgenfluoreszenzanalyse und begleitende Methoden zur Bestimmung von Bioziden in Artefakten
(2014)
Confronted with indications that the SNML could be a forgery, we reviewed data from our previous analyses again and supplemented it with additional readings. Again, we were short of time. During the first measurement campaign we employed X-ray fluorescence analysis to identify specific trace elements and thereby characterize different writing and drawing materials. In the new measurement campaign, we once again carried out an extensive X-ray fluorescence analysis. In addition, this time we also employed reflection infrared spectroscopy and confocal microscopy.
As with earlier measurement campaigns, we were determined not to take samples. Throughout the process, we have continued to regard the object in question as unique, and as such not to he physically altered in any way. Throughout the analysis, however, it has been clear that non-destructive testing provides less comprehensive results than methods that require testing physical samples. The examinations described below were carried out not only on the SNML, but also on reference objects. The most important of these in this framework was the SN Graz, which is generally accepted as authentic. The following illustrates the results of the analysis in detail.
The majority of the objects found in the textiles collection at the German Historical Museum in Berlin have been treated with different biocides at various points in the past. Prior to this study, the presence of organochlorinated pesticides in rooms and storage cabinets had already been proven in an analysis of air samples that employed gas chromatography and mass spectroscopy. To estimate the risks these toxins pose to both collections and museum staff, we conducted a field study with the help of a portable X-ray fluorescence spectrometer. In this study, we present an attempt at a reliable quantitative analysis. In addition to chlorine, other potentially hazardous elements such as lead, arsenic, and mercury were found in the majority of the objects. In some cases, however, it has to be taken into account that the detected elements might have originated from manufacturing processes rather than biocide treatments. Such knowledge is a crucial prerequisite to proper risk prediction.
Das Schwarzlot in der Hinterglasmalerei - Zerstörungsfreie Untersuchung von Kunst- und Kulturgut
(2009)
Die Bedeutung der Zerstörungsfreien Prüfung im Bereich der Kunst- und Kulturanalyse hat in den letzten Jahren deutlich
zugenommen. Mobile Untersuchungstechniken erweisen sich als besonders geeignet, da die fragilen und kostbaren Objekte
in den Museen verbleiben und somit keine Schädigungen durch Transport oder Klimawechsel erleiden können. Dieser Beitrag
möchte am Beis piel der Hinterglasmalerei die Bedeutung der naturwissenschaftlichen Analyse im Bereich der Kunstgeschichte
aufzeigen.
Der Begriff der Schwarzlotmalerei wird in der Kunstgeschichte allgemein für eine schwarze Konturmalerei verwendet. Während
der Begriff in der Glasmalerei eindeutig das Material ein mit Eisen- und Kupferoxiden schwarz gefärbtes Bleiglas bezeichnet,
steht der Begriff in der Tafelmalerei für tiefschwarze Konturen auf Goldgründen und Lüstern. Diese Modellierung ist
jedoch im Vergleich zur Glasmalerei - soweit bekannt - mit organischen Schwarzpigmenten ausgeführt.
Auch die Hinterglasmalerei, und hier insbesondere die des späten Mittelalters zeichnet sich durch eine dominierende
schwarze Konturmalerei aus.
Mittels zerstörungsfreier Röntgenfluoreszenzanalyse konnte in einer Auswahl repräsentativer Objekte Schwarzlot nachgewiesen
werden. Bezogen auf die Konturierungen ist hier eindeutig der stilistische, aber auch der maltechnische Einfluss der Glasmalerei
auf die Hinterglasmalerei ablesbar. Es ergibt sich aber ein wesentlicher Unterschied bis auf wenige Ausnahmen
wurde hier das Schwarzlot nicht eingebrannt, sondern als Kaltbemalung verwendet.
Kalte Malerei auf Glas
(2009)
Fe K-edge XANES measurements were performed to determine the oxidation state of iron in iron gall inks. These data are used to investigate the relationship between the Fe oxidation state and ink corrosion in historical manuscripts. The oxidation state is determined using the pre-edge based on a general variation trend that was derived from model compounds and validated here independently on a suite of samples with known oxidation state and Fe in octahedral coordination (i.e. similar to Fe in gall ink). As long as suitable references for the pure ferric and ferrous state of iron gall inks cannot be pointed out, the analysis of the pre-edge of the Fe K-edge represents the only way to acquire absolute values for the Fe oxidation state (Fe3+/Fetot) with spatial resolution for this usually non-crystalline compound. Fe3+/Fetot values for the ink samples vary between ca. 0.7 and 1.0. Spatially resolved analyses performed across ink strokes of various historical manuscripts as well as newly made samples did not reveal any systematic spatial dependence. On average, historical samples that were exposed to conservation treatments show a more oxidized state. However, the measurements demonstrate explicitly that the exposure to X-rays during the XANES acquisition affects the oxidation state of Fe in most iron gall inks.
History of Inks
(2010)
A new fundamental parameter based calibration procedure for micro X-ray fluorescence spectrometers
(2011)
Fundamental parameter based quantification of X-ray fluorescence (XRF) measurement data requires an accurate knowledge of the spectrometer parameters, including the spectral distribution of the excitation radiation. In case of micro-XRF where a polycapillary optic is utilized in the excitation channel this distribution is changed due to the transmission properties of the lens. A new calibration procedure, based on fluorescence data of thin standard samples, was developed to determine the excitation spectrum, i.e., the product of the X-ray tube spectrum and the transmission of the used X-ray optic of a micro-XRF setup. The calibration result was validated by the quantitative analyses of certified multi-element reference standards and shows uncertainties in the order of 2% for main components, 10% for minor elements and 25% for trace elements. The influence of secondary order effects like Coster–Kronig transitions and cascade effects is analyzed and the accuracy of fundamental parameters in common databases is discussed.
Nicht nur Schadstoffe aus der Umwelt können Museumsexponate schädigen. Auch interne Schadstoffquellen wie objektimmanente Exhalate und Emissionen von Lösemitteln oder organischen Säuren können den wertvollen Gu¨tern Schaden zufu¨gen. Auf Schadstoffe zu pru¨fen sowie geeignete Messmethoden zu entwickeln und zu optimieren, ist daher von großer Bedeutung. Neuste Forschungen stellen die Autoren vor.
In this study we demonstrate the possibility to identify the production area of the scrolls, coupling non-destructive quantitative analysis of race elements to spectroscopic investigation of the inks. This approach, that allowed us to determine the Dead Sea area as origin of 1QHodayot, is of general validity.
Die Miniaturen des Stuttgarter Psalters bestechen nicht nur durch ihre Originalität, sondern auch durch ihre außerordentliche Farbigkeit. Seit Urzeiten benutzen die Menschen farbige Substanzen, um Bilder entstehen zu lassen. Von den zahlreichen Quellen, die von der Gewinnung und Herstellung von Farben handeln, soll hier nur kurz berichtet werden. Eine ausführliche Darstellung über antike und frühmittelalterliche Rezeptsammlungen findet sich an anderer Stelle in diesem Katalog.
Bereits seit der Antike gibt es eine Tradition, Zubereitungs- und Verarbeitungsrezepturen zu sammeln. So berichtet Theophrast im 4. Jahrhundert n. Chr. über mineralische Farbmittel, zahlreiche Informationen lassen sich auch aus dem 25 V. Chr. entstandenen Architekturtraktat des Vitruv und der etwa achtzig Jahre jüngeren Naturgeschichte des Plinius gewinnen. Aus dem 3. Jahrhundert sind dann erstmals auf drei griechischen Papyri echte Rezepturen zur Farbherstellung überliefert. Die außerordentliche Rezeptsammlung
der Mappae Clavimla und die Handschrift Lucca, eine Sammlung kunsttechnologischer Rezepte, sind vermutlich ebenso griechischen Ursprungs.
Das wachsende Interesse an diesen Rezeptsammlungen dokumentiert sich in zahlreichen Kopien, die im weiteren Verlauf nicht nur in Latein
sondern in der entsprechenden Volkssprache verfasst wurden (Fuchs und
Oltrogge 1998).
The investigation of an ancient Chinese ceramic served to further develop and validate fundamental parameter-based quantitation procedures in reference-free x-ray fluorescence (XRF) analysis. The XRF measurements of this sample were performed at the four-crystal monochromator beamline of the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) at the BESSY II synchrotron radiation facility employing different excitation energies. The parallel processing of the XRF spectra recorded at different excitation energies provides a means to simultaneously evaluate relevant fundamental parameters and secondary enhancement processes such as those induced by photoelectrons. Employing well-characterized and absolutely calibrated instrumentation, all experimental parameters involved in XRF are known for small relative uncertainties allowing for a completely reference-free quantitation. Apart from traces of rare earth elements, the analytical results of the Chinese ceramic achieved by reference-free XRF are in line with target values given within a proficiency test of the International Atomic Energy Agency (IAEA) involving atomic and nuclear methods.
Pigmentveränderung
(2009)
Naturwissenschaftliche Verfahren gewinnen zunehmend an Bedeutung bei der Untersuchung von Kunst und Kulturgut und bei der Entwicklung von Konservierungskonzepten zum Erhalt des kulturellen Erbes.
Neben bildgebenden Verfahren wie der Computertomographie oder der Radiographie sind materialanalytische Verfahren von großer Wichtigkeit. Durch die Miniaturisierung elektronischer Bauteile kommen immer mehr mobile Untersuchungstechniken auf den Markt, so dass Kulturgüter vor Ort im musealen Kontext untersucht werden können.
The Nepal-German Manuscript Preservation Project (NGMPP) microfilmed two sets of the rNying margyud 'bum: in 1989 the set stored in the National Archives in Kathmandu (NAK) and in 1992 another set during an expedition to Nubri, Samagaon. Both microfilming were carried out under the local director of the Nepal Research Centre (NRC) in Kathmandu, and who has also discussed the two (and other) rNying ma rgyud 'bum sets on several occasions.2 The NAK and Nubri rNying ma rgyud 'bum sets were extensively studied and catalogued (Almogi) within the framework of the Tibetology sub-project "The Manuscript Collections of supervision of Franz-Karl Ehrhard, who was at the time the the Ancient Tantras (rNying ma rgyud 'bum): An Examination of Variance," conducted at the Researcher Group "Manuscript Cultures in Asia and Africa," University of Hamburg (2008-2011).
This article presents the findings resulting from the material analysis of several Sanskrit palm-leaf manuscripts from a corpus partly preserved in Nepal, viz. in the National Archives, Kathmandu (NAK), and in the Kaiser Library (KL), which is likewise situated in Kathmandu. The analysis was undertaken in March 2013. The colleagues of the NAK allocated a room in their precincts to us, where we could set up our mobile laboratory, and gave us access to the required manuscripts from their holdings. The officials of the KL, in turn, allowed us to take some of their valuable and ancient manuscripts to the NAK. In this way, we were enabled to conduct multi-instrumental studies on writing materials of great antiquity and interest.
The investigation of physical properties and chemical composition generates important data for answering cultural-history questions that cannot be solved by historical and philological methods alone. In its individual materiality, each manuscript is the result of a wide variety of influences. The ‘life’ of a manuscript starts with its production, followed by the use and storage of the manuscript, and is finally characterized by its treatment during restoration. Some of these characteristics are still in existence and may provide insights into the production process and history of a manuscript.
The investigation of cultural assets often deals with the question of provenance, dating, or attribution to artists or workshops. The analysis of physical properties and chemical composition generates important data for answering cultural-historical questions that cannot be solved by stylistic and art-historical methods alone. Starting from some wooden painted architectural elements from Kocho and one from Bezeklik (III 8592), this paper aims to give some insights into the multi-instrumental approach to the analysis of cultural artefacts.
The investigation of physical properties and chemical composition generates data important for answering art-historical questions. Due to technological developments, technical diagnostics in art and culture are in ever-greater demand in such fields of transdisciplinary research. Based on one example, a collar drawing from the Berlin Diez albums, the present paper aims to give some insights into the multi-instrumental approach in the material analysis of cultural artefacts. The same methods were also applied to other drawings from the Diez Albums.
Im Nachlass Adelbert Chamissos, der in der Staatsbibliothek zu Berlin aufbewahrt wird, finden sich einige Zeichnungen – Lineamente – deren Inhalt rätselhaft ist. So ist nicht klar, was diese Zeichnungen darstellen und in welchem Zusammenhang sie entstanden sind. Die wenigen Aufschriften lassen weder eine eindeutige Identifizierung noch Datierung zu. Erste naturwissenschaftliche Untersuchungen widmen sich der Entstehungsgeschichte dieser Zeichnungen, der verwendeten Materialien und dem Auffinden möglicher Referenzen, um die Objekte in das Werk Chamissos einzuordnen.
Der Vortrag beschäftigt sich mit den materialwissenschaftlichen Aspekten des Buchdrucks. Hierbei geht es weniger um die Darstellung und Erklärung der unterschiedlichen Druckverfahren (Hochdruck, Tiefdruck, Flachdruck und Durchdruck), diese werden nur am Rande gestreift, um die Vielfalt der unterschiedlichen Drucktechniken darzulegen. Vielmehr beschäftigt sich der Vortrag mit den Materialien, d.h. Druckfarben, die sich dann tatsächlich auf dem Schriftträger analysieren lassen. Unterschiedliche Drucktechniken (und Effekte) erfordern unterschiedliche Materialzusammensetzungen - diese werden innerhalb des Vortrags diskutiert.
Mobile Röntgenfluoreszenzanalyse und begleitende Methoden zur Bestimmung von Bioziden in Artefakten
(2016)
Der Schädlingsbefall durch Insekten stellt eines der großen Probleme in vielen Museen und historischen Bauten dar. Daher wird seit dem 18. Jahrhundert durch Einbringung von toxischen Wirkstoffen versucht, den Schädlingsbefall zu verhindern. Die verwendeten Wirkstoffe umfassen ein weites Spektrum unterschiedlicher Substanzen: Dazu gehören Arsen-, Quecksilber- und Bleiverbindungen; jedoch auch chlororganische Verbindungen, wie DDT, PCP, Lindan, Eulan , Methoxychlor sowie Triphenylmethan, Permethrin, Sulfonamid-Derivate, Diphenyl-Harnstoff-Derivate und Phosphoniumsalze. Wann und welche Mengen tatsächlich eingesetzt wurden, ist selten dokumentiert und daher die Risiken für die Gesundheit der Beschäftigten bzw. eventuelle Beeinträchtigungen für die Kunstwerke nach bisherigem Kenntnisstand nicht abzuschätzen.
Zur Ermittlung des Gefahrenpotentials der Biozide und zur Einschätzung der Wirksamkeit von Auswaschverfahren sind schnelle, effiziente und kostengünstige Methoden notwendig. Da es in vielen Sammlungen nicht möglich ist, Objektproben zu entnehmen, sollen die Nachweisverfahren zudem zerstörungsfrei sein. Aufgrund der der verwendeten unterschiedlichen Biozide und der Vielfältigkeit der damit kontaminierten Objekte existiert bislang keine universelle Methode, die dieses leisten kann.
Da viele Biozide entweder anorganischer Natur sind oder charakteristische Markerelemente wie Brom oder Chlor aufweisen, bietet sich die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) als Nachweismethode an. Allerdings ergeben sich einige Probleme, welche die Aussagekraft des analytischen Verfahrens beeinflussen. Zunächst einmal handelt es sich um eine reine Elementanalyse, d. h. aus dem Vorhandensein eines bestimmten Elementes lässt sich nicht von vorne herein auf ein bestimmtes Biozid zurückschließen. Eine weitere Schwierigkeit liegt in der exakten Quantifizierung des jeweiligen Elementes. Die zu untersuchenden Objekte sind u. U. sehr heterogen zusammengesetzt; es ist nicht bekannt, ob das Biozid nur auf der Oberfläche aufliegt oder ob es tiefer in die Matrix eingedrungen ist und inwieweit es gleichmäßig auf das Objekt aufgetragen wurde. Diese Schwierigkeiten sind bereits in einigen Publikationen allgemein thematisiert worden und sollen anhand eines Fallbeispiels konkreter ausgeführt werden. In dieser Feldstudie soll weiterhin deutlich gemacht werden, dass zusätzliche analytische Verfahren notwendig sind, um exakte Angaben über die Art und die Konzentration der verwendeten Biozide zu machen.
Investigation of manuscripts found in sites along the Silk Road shows the history of communication and exchange between Asia and the Mediterranean over the centuries. Different scripts and languages preserved on paper in certain styles provide information about traditions and provenance.
To get an idea of the cultural background of the highly developed painting techniques obvious in some illuminated manuscripts, the material used for writing and painting is analyzed. Singular Sogdian and Tocharian manuscripts from Turfan show text on one side with a colorful painting on the other side of the document. In comparison with other productions of different periods or usages from the site, special features are worked out to characterize cultural roots or influence in the network of relationships. Details analyzed in the most elaborated documents Show various influences led to the colorful masterpieces.
Light damage to selected organic materials in display cases: A study of different light sources
(2016)
The protection of works of art and cultural assets against light-induced aging is vital when planning exhibitions. Newly developed lighting systems render the selection of suitable light sources more difficult, not least in the context of energy–economical systems. This study accordingly examines different lighting systems (fluorescent tubes, halogen lamps, low-voltage metal halide lamps, and LED lamps) in terms of the damage potential they hold for the materials concerned. The changes in color were evaluated using the CIEDE2000 color-difference formula. This study focuses on selected organic materials and shows that changes in color already occur after only a brief exposure time. The color changes induced by the fluorescent tubes were consistently more intense than those induced by the other light sources. The results obtained with the remaining lamps show that the color changes depend more on the material under investigation than on the source used. The changes determined after a relatively short exposure period (five months) vividly demonstrate that exposing sensitive materials to light for longer terms (as is the case during a permanent exhibition) is most definitely a non-viable option.
Seit 2009 entsteht die historisch-kritische Hybridediton von Goethes „Faust“. Im Januar 2013 ist im Rahmen dieses editorischen Unternehmens die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) zum Einsatz gekommen, um auf der Grundlage der Zusammensetzung der verwendeten Eisengallustinten entstehungsgeschichtliche Erkenntnisse über das handschriftliche Material zu gewinnen. Im Mittelpunkt stand neben der zeitlichen Einordnung von Handschriften vor allem die Identifikation von unterscheidbaren Bearbeitungsschichten innerhalb der jeweiligen Handschrift. Besonderes Interesse kommt dabei denjenigen Handschriften zu, von denen sicher ist oder angenommen wird, dass Goethe sie über längere Zeit hinweg oder sogar in sehr großen Abständen bearbeitet hat.
Die von der traditionellen Philologie in Anschlag gebrachten äußeren und inneren Gründe und die darauf gestützten Hypothesen haben nicht ausgedient. Hypothesen zur Datierung von Handschriften Goethes lassen sich in der Regel gut anhand bestehender materieller Zusammenhänge (wie der Zuordnung des Papiers in Kombination mit der Bestimmung der Schreiberhand) verifizieren. Dagegen ermöglicht materialwissenschaftliche Charakterisierung der Eisengallustinten alleine zunächst noch keine vergleichbar genauen Datierungen. Eine Kombination der beiden Zugänge und Verfahren kann jedoch dort Erkenntnisse zutage fördern, wo die traditionellen philologischen Mittel ausgeschöpft sind. Dies wird exemplarisch innerhalb der Publikation gezeigt werden.
Pigments and dyes
(2015)
The present volume is the main achievement of the Research Networking Programme ‘Comparative Oriental Manuscript Studies’, funded by the European Science Foundation in the years 2009–2014. It is the first attempt to introduce a wide audience to the entirety of the manuscript cultures of the Mediterranean East.
The chapters reflect the state of the art in such fields as codicology, palaeography, textual criticism and text editing, cataloguing, and manuscript conservation as applied to a wide array of language traditions including Arabic, Armenian, Avestan, Caucasian Albanian, Christian Palestinian Aramaic, Coptic, Ethiopic, Georgian, Greek, Hebrew, Persian, Slavonic, Syriac, and Turkish.
Seventy-seven scholars from twenty-one countries joined their efforts to produce the handbook. The resulting reference work can be recommended both to scholars and students of classical and oriental studies and to all those involved in manuscript research, digital humanities, and preservation of cultural heritage.
The volume includes maps, illustrations, indexes, and an extensive bibliography.
A non-invasivemethod has been carried out to show the capabilities and limitations of Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy (DRIFTS) for identifying of colourants and binders in modern reverse glass paintings. For this purpose, the reverse glass paintings “Zwei Frauen am Tisch” (1920–22), “Bäume” (1946) (both by Heinrich Campendonk), “Lofoten” (1933) (Edith Campendonk-van Leckwyck) and “Ohne Titel” (1954) (Marianne Uhlenhuth), were measured. In contrast to other techniques (e.g. panel and mural painting), the paint layers are applied in reverse succession. In multi-layered paint systems, the front paint layer may no longer be accessible. The work points out the different spectral appearance of a given substance (gypsum, basic lead white) in reverse glass paintings. However, inverted bands, band overlapping and derivative-shaped spectral features can be interpreted by comparing the spectra fromthe paintingswith spectra frompure powders and pigment/linseed oil mock-ups. Moreover, the work focuses on this method's capabilities in identifying synthetic organic pigments (SOP). Reference spectra of three common SOP (PG7, PY1, PR83) were obtained from powders and historical colour charts.We identified PR83 and PY1 in two reverse glass paintings, using the measured reference spectra. The recorded DRIFTS spectra of pure linseed oil, gum Arabic, mastic, polyvinyl acetate resin and bees wax can be used to classify the binding media of the measured paintings.
This paper reports the outcome of an interdisciplinary team’s application of multispectral imaging techniques and material analysis to a music fragment from the first decades of the fifteenth century: Atri, Archivio Capitolare, Museo della Basilica Cattedrale, Biblioteca del Capitolo della Cattedrale, Frammento 17. This important parchment leaf has rarely been investigated since its discovery 45 years ago. Thanks to the applied techniques and methods (such as the evaluation of the data using the fingerprint model), it is now possible to discuss new evidence supporting conclusions regarding the fragment’s origin and afterlife.
The investigation of physical properties and chemical composition generates data important for answering cultural-historical questions that cannot be solved by historical and philological methods alone. Due to technological developments, technical diagnostics in art and culture are in ever-greater demand in such fields of transdisciplinary research. Natural sciences play auxiliary role in the studies of manuscripts. The success of their contribution depends strongly on the formulation of the question, the choice of the methods to obtain the requested answer, and appropriate reference databases. First, report was given on the measurements performed on local raw materials, such as, plants, minerals and animals, which constitute the reference session. Then, the first results of the scientific analysis of several fragments from the Malian manuscript collections were present.
The lecture traces the origins of paper, the manufacture and the spread from China to the Middle East and Europe.
Though technological progress considerably affected each step of the manufacture of paper, the essence of the invention remains unchanged until today. The process of manufacturing handmade paper can be divided into a number of steps:
- choosing the raw material (e.g. cellulose from wood, cotton, rags)
- beating and grinding the fibres into small pieces
- producing a liquid pulp of the desired texture
- treating the pulp with various additives
- filling the pulp suspension into a paper mould
- draining the water
- pressing and drying to get the actual sheet
- various post-production treatments
We will see how the manufacturing process is reflected in the properties of the paper and its degradation. A special attention will be paid to the instrumental analysis for identification of the paper types. Also watermark play an important role in the studies of the manuscripts. A short overview will be offered at the ends of the lecture.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien findet für die farbliche Gestaltung von Zeichnungen Verwendung. Einige Pigmente und Farbstoffe, d.h. Tinten, Stifte oder Kreiden, waren nur für den Gebrauch als Zeichenmittel vorgesehen – andere wiederum finden sich auch in der Tafel- oder Fassmalerei. Ausgehend von schwarzen Zeichenmaterialien soll zunächst eine allgemeine Typologie der Farbmittel entwickelt werden, um den Kosmos dieser Vielfältigkeit zu illustrieren. In einem zweiten Teil werden farbige Elemente am Beispiel von Rötel in Zeichnungen hinterfragt, deren Funktion und Bedeutung sich aus der Betrachtung heraus nicht unbedingt sofort erschließt. So diente die Farbe hier weder der naturgetreuen Nachahmung, noch wurde sie für eine nachträgliche Wertsteigerung eingesetzt. Der dritte Teil dieses Exkurses widmet sich schließlich solchen „farbigen“ Elementen, deren Konnotationen sich aus den Zeichnungen nicht ermitteln lassen und die daher zunächst irritieren. Diese vermeintliche Farbigkeit war aber ursprünglich vielleicht gar nicht intendiert, sondern ist vielmehr auf Alterungs- und Korrosionsprozesse zurückzuführen.
In this paper, members of three research teams, namely the Turfan Project of the Berlin BrandenburgAcademy of Sciences and Humanities, the Berlin-based research project on pigments in Central Asianpaper manuscripts, and the Hamburg-based project on the history and typology of Central Asian papermanuscripts, present some of the results of their cooperation. The investigated manuscripts belong tothe Berlin Turfan Collection. On the basis of different examples the contribution of scientific methods tophilological scholarship within a multidisciplinary approach is demonstrated.
The analysis of physical and chemical properties of artefacts provides important data for answering questions that cannot be solved by historical and philological methods alone. In its individual materiality, each manuscript is the result of various influences (e.g. production, storage, restoration, preservation). Given the recent technological developments (e.g. miniaturization of structural units, enlargement of memory capacity), technical diagnostics of art and cultural objects are becoming increasingly sought after in trans-disciplinary research. In this review we present a multi-instrumental approach to the investigation of manuscripts. Several case studies will illuminate our methodology.
The aim of the lecture is to present the productive interplay of connoisseurs and material analysis using the example of selected drawings from the Rembrandt collection of the Klassik Stiftung Weimar. We try to determine the point at which the question of the materiality of the drawings makes sense in the traditional discourse of connoisseurship. On the one hand, this involves the question of authorship – Rembrandt – or not? – and the locating of attributed drawings in the context of the work. On the other hand, it is about making drawing processes visible, characterizing ways of drawing and workshop practices as well as distinguishing different forms of reworking and copying within the Rembrandt workshop. The material analyses culminate in the question of whether Rembrandt’s inks can be distinguished at all.
It becomes apparent that the newly gained knowledge about the materiality of the drawing no longer reveals itself to the “mere” view of the connoisseur. Rather, it is only generated by the digital image. The rhetoric of connoisseurs must therefore be contrasted with the necessity of a hermeneutics of the digital image. The envisaged “material turn” of drawing science is thus simultaneously able to take up the critique of the question of authorship, which has been growing ever more recently, and to transfer it to a more comprehensive perspective of aesthetics of production.
This work highlights the rediscovery of the technique of reverse glass painting by the artists of the “Blaue Reiter” collective in the early 20th-century and focusses particularly on the role of Wassily Kandinsky (1866–1944). Kandinsky created more than 70 reverse paintings on glass and showed several of them in exhibitions together with paintings on canvas and cardboard, implying a coequal importance of these techniques. Four of his early (1911–1914) reverse glass paintings (Auferstehung, Allerheiligen II, Rudern, Apokalyptischer Reiter II) were selected for investigation and their iconography, painting techniques and painting materials were examined. Two paintings were executed on so-called cathedral glass, revealing a “hammered surface”, whereas Kandinsky used a corrugated glass panel for Rudern. A multi-analytical, non-invasive approach [X-ray fluorescence (XRF), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), VIS spectroscopy (VIS), Raman spectroscopy] was taken to identify the pigments and classify the binding media. The results reveal a broad palette of materials. Several pigments like lead white, zinc white, Strontium yellow, Prussian blue, viridian, cadmium yellow, ultramarine blue, cinnabar and carbon black were found in most of the four paintings. The use of the rare synthetic organic pigments PR60 and PB52 is discussed. In two works of art, cadmium carbonate is associated with cadmium yellow. The identification of aluminium foil along with tin foils in Rudern indicates an early use of this material for reverse glass paintings.
This work addresses the identification of synthetic organic pigments (SOP) in eight modern reverse paintings on glass (1913–1946) by means of an in-situ multi-analytical approach. We combined the complementary properties of mobile Raman spectroscopy and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) to overcome the main disadvantages of each method: extensive band overlapping in DRIFT spectra and fluorescence problems in Raman spectra. A collection of DRIFTS reference spectra enables a precise pigment identification by DRIFTS and establishes this method as a serious non-destructive alternative for the identification of SOP. The group of β-naphthol pigments yielded valuable results for both methods, whereas synthetic alizarin (PR83) was preferentially detected by DRIFTS. Finally, uncommon triaryl carbonium pigments and two azo group-based yellows were identified in the paintings by means of Raman spectroscopy.
This paper addresses the sensitive issue of authenticating unprovenanced manuscripts of high monetary value to certify they are genuine. Over the last decade, the popularity of material studies of manuscripts using non-destructive testing (NDT) has increased enormously. These studies are held in especially high esteem in the case of suspicious writings due to the methodological rigour they are reputed to contribute to debate. We would like to stress that materials analysis alone cannot prove that an object is genuine. Unfortunately, audiences with a humanities background often tend to disregard the technical details and treat any published interpretation of instrumental analysis as an objective finding. Four examples are outlined here to illustrate what questionable contributions the natural sciences can make in describing manuscripts that have actually been forged.
Unter den von Humboldt in Amerika erworbenen Schriftstücken der Kolonialzeit findet sich eine Tributliste aus dem Jahr 1569, die der Otomí Bevölkerung aus dem Ort Mizquahuala im Staat Hidalgo/ Mexiko zugeordnet wird. Sie ist in Form eines Kalenders ausgeführt, Wochentage und verschiedene Produkte lassen sich unterscheiden. Eduard Seler beschreibt dieses Manuskript zusammen mit einer weiteren Tributliste, die in Inhalt und Zeichnung anders gestaltet ist, jedoch ebenfalls aus dieser Region stammt.
Mit den für die Analyse von Manuskripten bewährten Untersuchungsmethoden werden Papier und Farbmittel identifiziert. Hierzu zählen Raman-, FTIR-, Röntgenfluoreszenz- und VIS- Spektroskopie. Charakteristisch für die Herstellung von schriftlichen Dokumenten in der Kolonialzeit von Amerika ist die Verwendung von indigenem Material wie Papier aus Baumrinde und Pflanzenfarben zusammen mit den aus Europa bekannten Materialien. Geklärt wird, welche Auswahl von Farbstoffen zur Herstellung der Dokumente genutzt wurde, die diese als Gruppe klassifizieren könnte.
Die den beiden Fragmenten zugeordneten Farbmaterialien sowie formale und inhaltliche Aspekte lassen vermuten, dass zwei weitere Schriftstücke der Berliner Sammlung `Manuscripta Americana´, deren Herkunft nicht bekannt ist, mit ihnen in Beziehung gebracht werden können. Stilistisch gleiche Fragmente befinden sich zudem in Mexiko, Paris und den USA.
Im Vergleich dieser Fragmente untereinander wird diskutiert, inwieweit die über die Materialanalyse identifizierten spezifischen Farbstoffe einen Hinweis auf eine gemeinsame lokale Herkunft zulassen.
The collection Manuscripta Americana in Berlin consists of fragmented codices acquired by Alexander von Humboldt in Mexico. Some of these Humboldt Codices are published as hieroglyphic writings of the Aztecs in “Vues des Cordilleres et Monuments des Peuples indigènes de l’Amerique”. Starting from a special compilation of seven fragments on plate 36 in the “Atlas”, we investigated the corresponding original fragments using material analysis in order to clarify their historical relations. The analyses were carried out with X-ray fluorescence analysis, VIS spectroscopy, and infrared spectroscopy in diffuse reflection and revealed typical indigenous colors like cochineal, indigo, and organic yellows (e.g. mangrove and zacatlaxcalli). Four fragments under investigation show exactly the same material and thus must once have belonged together in one compendium. An additional manuscript from Mizquiahuala also shown on plate 36 can be matched to another one that is not published in the “Atlas”.
Untersuchungen von Zeichnungen und Manuskripten mit zerstörungsfreien Methoden haben in den letzten Jahren enorm zugenommen. Die nicht-invasiven Analysen ermöglichen Informationen zur Herkunft, zum Herstellungsprozess und möglicherweise zum Alter (direkte Dating nicht möglich, Ausnahme: Papierstruktur, Wasserzeichen). Die zerstörungsfreien Analysen können Rückschlüsse auf mögliche Fälschungen geben, sind neben den offensichtlichen Vorteilen jedoch auch mit einzelnen Limitierungen behaftet. Der Vortrag soll anhand einiger Fallbeispiele die Möglichkeiten aber auch Grenzen bei der zerstörungsfreien (mobilen) Auffindung von Fälschungen aufzeigen.
Das Kupferstichkabinett der Hamburger Kunsthalle besitzt seit seiner Gründung vier Zeichnungen von Leonardo da Vinci (1452–1519). Sie sind Teil eines umfangreichen Legats des Hamburger Kunsthändlers Georg Ernst Harzen, das der Stadt Hamburg für die 1869 eröffnete Kunsthalle als Besitz übereignet wurde. Die Zeichnungen gelten aufgrund ihrer Provenienzen und stilistischen Verankerung im Werk Leonardos als gesichert. Weiterführende materialtechnologische Untersuchungen wurden nun erstmals anlässlich der Ausstellung »Leonardo da Vinci – Die Zeichnungen im Hamburger Kupferstichkabinett« durchgeführt.
Schwarz auf Weiß
(2019)
In der Sammlung des Naturwissenschaftlichen Kabinetts Johann Wolfgang von Goethes wird ein eher unscheinbares Stück Papier aufbewahrt, welches einen grauschwarzen Aufstrich aufweist. Bei genauerer Betrachtung glaubt man, drei Querstreifen mit rötlicher, weißlicher und bläulicher Farbe innerhalb des grauschwarzen Aufstrichs zu erkennen. Das Papier weist oben die Skizze eines Prismas, im mittleren Bereich am rechten Rand die Beschriftungen „violett/blau“, „weiß“ sowie „gelb/roth“ auf. Interessanterweise ist die Aufschrift „violett/blau“ dem eher rötlichen, die Aufschrift „gelb/roth“ dem eher bläulichen Querstreifen zugeordnet. Die rechte untere Ecke ist mit „Sk“ (Seebeck?) gekennzeichnet. Sowohl die Beschriftungen als auch die Skizze wurden mit einem Graphitstift ausgeführt. Das Papier ist auf eine Pappe mit Papprahmen geklebt und mit schwarzem Papier umwickelt. Es ist unumstritten, dass es sich bei diesem Objekt um das Ergebnis eines naturwissenschaftlichen Experiments handelt, doch was stellt es dar und lässt sich die ursprüngliche Versuchsanordnung aus dem vorliegenden Befund und weiterer, heute zugänglicher naturwissenschaftlichen Untersuchungen rekonstruieren?
Eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien findet für die Gestaltung von Zeichnungen Verwendung. So sind es insbesondere „braune Tinten“, welche die Zeichnungen dominieren. Der Vortrag möchte zunächst einen kurzen Überblick über die Terminologie und die Kunsttechnologie farbiger Tinten geben, um den Kosmos dieser Vielfältigkeit und auch deren Vergänglichkeit zu illustrieren.
Der zweite Teil des Vortrags ist dann den sogenannten Bistertinten und deren analytischen Nachweisen gewidmet. Es handelt sich um Zeichentinten, die aus den wasserlöslichen Bestandteilen von Kaminruß gewonnen werden. Die farbliche Bandbreite reicht von gelb-orange bis braun. Zuweilen wurden diese Tinten mit weiteren Pigmenten versetzt, um eine bestimmte Farbtiefe zu erzielen.
While studying the socio-geographic history of inks, division 4.5 (Analysis of cultural artefacts and assets) of the BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) in Berlin together with the Centre for the Study of Manuscript Cultures in Hamburg has developed a protocol for ink analysis. It consists of a primary screening to determine the type of the ink, and a subsequent in-depth analysis using several spectroscopic techniques.
Using this protocol, scientists can assist scholars in addressing a rather broad range of historical questions that cannot be answered unequivocally through scholarly research alone. Among these are investigations on collaboration between scribes and scriptoria, on the usage and annotation of manuscripts and on their path through time and space in general. This research can thus help to reconstruct the circumstances of the production of written heritage as well as their history and transmission.
To facilitate the dialogue between the scholars and the scientists a simple optical tool was developed to allow the scholars to perform preliminary ink analysis required for formulation of the question that in turn can be answered by scientific in-depth investigations. In this paper, ink types and their identification method is accompanied by examples of the recent work conducted on parchment manuscripts in the Austrian National Library.
In the recent years multispectral imaging and X-ray Fluorescence element mapping have established themselves as a well working two step approach, when dealing with faded, erased or overwritten text in iron gall ink. During the last years a lot was done to improve the mere technical side of the techniques. Especially in the case of XRF mapping experiments the acquisition speed needed to be increased to allow mapping in the high resolution demanded by the challenges at hand. High resolution in moderate times can now be achieved, but with the price of proportionally increased amount of data that needs to be processed ideally in parallel to the measurement. The classical approach in XRF spectroscopy of elemental fitting of the spectral data does not even come close to fulfill any on the fly processing time constraints and will consume too much processing time in the foreseeable future. In this paper we will discuss the applicability of modern statistical data processing methods to XRF mapping of iron gall ink palimpsests. We will present a comparison of a new approach based on principle and independent component analysis (PCA and ICA) and the standard element mapping method. We will show that a reduction in processing time of almost two orders of magnitude can easily be achieved.
VIS-Spectroscopy of Aztec colors. Possible application of a non-destructive analytical method
(2020)
VIS-spectrometry is a rapid, non- invasive, mobile method that offers a first overview of possible colorants used for painting. This is worked out in detail for European paintings and applied for artefacts and illuminated manuscripts. Manuscripts from Asia for example show colorful decoration identified to be mostly prepared with mineral pigments such as cinnabar, azurite, malachite or orpiment, which can be well confirmed by elemental analyses due to their color-giving metal ions. This is not the case for the colorants used in pictorial manuscripts from pre-Hispanic America, painted mainly with organic dyes from plants. The palette of colors used by the Aztecs is very rich due to their extensive empire and long- distance communication with vassal states liable to tributes including dyes of high quality. These include for example red cochineal, yellow zacatlaxcalli, tagetes, safflower, and achiotl, as well as blue indigo, or matlalli.
The manuscripts – which have been inventoried as Manuscripta Americana in the State Library of Berlin and the Biblioteka Jagellońska in Krakow with the signatures Ms. Americ. 1-15 – are codices mainly from the colonial times of the 16th to 18th centuries. They uniquely reflect the relationships between indigenous culture and Spanish colonial masters. This study focusses on the scientific investigation of three manuscripts (Manuscripta Americana 3, 8, and 10) that are kept today in Krakow. It is assumed that these three parts belong together in a certain way, so various material analyses were carried out to prove this assumption. The scientific investigation focusses on the different black and brown writing inks.
Naturwissenschaftliche Verfahren sind zunehmend von Bedeutung bei der Untersuchung von Kunst- und Kulturgut und der Entwicklung von Konservierungskonzepten. Neben bildgebenden Verfahren sind materialanalytische Methoden von großer Wichtigkeit. Mobilen, zerstörungsfreien Verfahren ist grundsätzlich den Vorzug zu geben. Es ist jedoch zu konstatieren, dass Probenentnahmen unumgänglich sind, wenn spezielle Fragen an die Materialanalyse gestellt werden.
Naturwissenschaftliche Verfahren sind inzwischen fester Bestandteil bei der materialwissenschaftlichen Untersuchung von Kunst- und Kulturgut und bei der Entwicklung von Konservierungskonzepten zum Erhalt des kulturellen Erbes. Insbesondere werden zunehmend bildgebenden Verfahren wie die Computertomographie, die Radiographie oder die Multispektralanalyse verwendet, um die für das menschliche Auge nicht sichtbare Inhalte wie Vorzeichnungen, Pentimenti oder innere Strukturen zu visualisieren. Die entstehenden „neuen Bilder“ verändern jedoch die Sichtweise auf das kulturelle Artefakt, da sie tiefere Einblicke in den Herstellungsprozess, den Aufbau oder den Erhaltungszustand geben können. Weiterhin dokumentieren sie Veränderungen, denen ein Objekt unterworfen wurde. Anhand der Untersuchung von zwei Objekten mit dem Röntgenfluoreszenzportalscanner Jet Stream soll das Verhältnis Original – Digitalisat – Rekonstruktion diskutiert werden.
Inks and Pigments
(2017)
The writing materials used in various cultures and epochs can be divided into two groups. The first comprises materials that write themselves, producing script by rubbing their own material off onto the writing surface. It includes charcoal, graphite, chalk, raddle, and metal styluses. Depending on the material and consistency, these are cut or pressed to make styluses and then used for writing.
The second group comprises all coloring liquids that are applied to the writing surface with a quill, pen, or printing block. It includes inks made from dye solutions (for example, tannin inks) and those made from pigment dispersions (for example, sepia, soot, and bister inks). The latter are sometimes also rubbed as pastes into letters incised into the writing surface, where they increase visual contrast.
Due to the variety of recipes and the natural origin of raw materials, there is a wide range of different components and impurities in writing materials.
Soluble inks (Tinten)
Soluble inks are based mainly on dyes forming a water solution. Colored inks were manufactured with different plant or insect dyes (e.g. Brazil wood, kermes). To stabilize the volatile material, the dyes were mixed with a mordant (e.g., alum).
Brown plant inks – best-known as blackthorn or Theophilus’ inks – are usually produced from the blackthorn bark and wine. In the early European Middle Ages, inks of this kind were widely used in the production of manuscripts in monasteries. Usually, they are light brown, so sometimes small amounts of iron sulfate were added, which led to what was called an “imperfect” iron gall ink. The difference between “classic” iron gall ink and such imperfect ink is therefore not clear: the distinction is not possible, especially with the naked eye.
Dispersion inks (Tuschen)
According to its generic recipe, one of the oldest black writing materials is produced by mixing soot with a binder dissolved in a small amount of water. Thus, along with soot, binders such as gum arabic (ancient Egypt) or animal glue (China) are among the main components of soot inks. From Pliny’s detailed account of the manufacture of various soot-based inks, we learn that, despite its seeming simplicity, producing pure soot of high quality was not an easy task in Antiquity. Therefore, we expect to find various detectable additives that might be indicative of the time and place of production. One such carbon ink requires the addition of copper sulfate . The experimental discovery of this ink in 1990 led to a misleading expression “metal ink” that is sometimes found in the literature.
Colored dispersion inks based on pigments such as orpiment, cinnabar, or azurite have been known since Antiquity. Natural or artificially produced minerals are finely ground and dispersed in a binding medium. As in soot inks, water-soluble binders such as gum arabic or egg white were used.
Iron gall ink (Eisengallustinten)
Iron gall inks are a borderline case between these two groups. They are produced from four basic ingredients: galls, vitriol as the main source of iron, gum arabic as a binding media, and an aqueous medium such as wine, beer, or vinegar. By mixing gallic acid with iron sulfate, a water-soluble ferrous gallate complex is formed; this product belongs to the type “soluble inks”. Due to its solubility, the ink penetrates the writing support’s surface, making it difficult to erase. Exposure to oxygen leads to the formation of insoluble black ferric gallate pigment, i.e., “dispersion ink”.
Natural vitriol consists of a varying mixture of metal sulfates. Since for ink making it was obtained from different mines and by various techniques, inks contain many other metals, like copper, aluminum, zinc, and manganese, in addition to the iron sulfate. These metals do not contribute to color formation in the ink solution, but possibly change the chemical properties of the inks.
Our current projects focus on the material analysis of the writing materials
kept in the Taylor-Schechter Collection at Cambridge University Library,
which houses the largest collection of Cairo Geniza fragments, about 190,000.
Although Geniza manuscripts have attracted a great deal of scholarly attention,
the material aspects of these documents seem to have been largely neglected.
The current study aims to obtain information on the composition of the writing
supports and the inks that were used, the production of the original manuscripts
and the history of their degradation. The collected data should supplement the
description based on Hebrew palaeography and codicology. Moreover, a characterisation
of the writing materials would provide insights on trade, local production
techniques and social structures. The tabulated results have the potential to
be used as geo-chronological markers if sufficient data is collected.
For our study, we chose Hebrew legal documents and letters from three communities
that co-existed in Fustat (today Cairo) in the 11th century: the Jerusalemite
(or ‘Palestinian’) community, the Babylonian community and the Karaites, three
different communities with different scribal traditions. In addition to this, we
studied non-biblical scrolls attributed to the Palestinian and Babylonian communities.
The question we addressed was whether we can correlate the use of a
specific type of ink to an objective criterion.
For our analysis at Cambridge University Library, we used a number of protocols
developed at BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) in
Berlin and at the Centre for Study of Manuscript Cultures, University of Hamburg
(CSMC). These include reflectographic examination followed by non-destructive
X-ray fluorescence (XRF) analysis using transportable instruments so that the
analysis can be carried out in situ.
We have illustrated our approach here by providing two examples. The first one
describes our investigation of the leather fragment containing a portion of the
Babylonian Talmud on its hair side (TS Misc.26.53.17). The second example illustrates
our ability to compare iron-gall inks using the XRF method. In this case,
we explored the question of the codicological attribution of three fragments (TS
F17.4, TS 12.755 and TS 12.756) to the same Talmud manuscript.
Materialanalytische Verfahren gewinnen zunehmend an Bedeutung bei der Beantwortung kulturhistorischer Fragestellungen, etwa nach Werkstatt, Alter, Künstler oder Provenienz eines Artefakts. Auch die Entwicklung geeigneter Restaurierungs- und Konservierungskonzepte bedarf dieser Grundlage ebenso wie die Beurteilung hinsichtlich der Frage nach Fälschung oder Kopie. Dem kunsttechnologisch orientierten Analytiker steht heute eine eindrucksvolle Bandbreite instrumenteller Methoden zur Verfügung, um die beiden Hauptkomponenten verwendeter Malfarben zu identifizieren, d.h. Farb- und Bindemittel. Der nachfolgende Aufsatz enthält eine kurze Zusammenstellung geeigneter Analyseverfahren, die üblicherweise bei der Untersuchung von Gemälden Verwendung finden.
Die Zusammensetzung der Malfarben Heinrich Campendonks in ihrer Kombination aus Farbpigmenten, Bindemitteln und Metallpulvern ist bislang nahezu unerforscht. Lediglich
für wenige Leinwandgemälde des Künstlers liegen publizierte Untersuchungen zu den Farbmitteln vor. Materialanalysen zu den Hinterglasarbeiten des Malers fehlten bisher. Im Rahmen eines Forschungs- und Restaurierungsprojektes im Zeitraum von 2014 bis 2016 wurden naturwissenschaftliche Untersuchungen an ausgewählten Hinterglasbildern durchgeführt, deren Ergebnisse in diesem Aufsatz vorgestellten werden. Die Untersuchungen erfolgten zunächst nicht-invasiv mit VIS-Spektroskopie, Röntgenfluoreszenzanalyse sowie Ramanspektroskopie, weiterhin mit Licht- und Fluoreszenzmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenmikroanalyse, Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, Raman-Mikroskopie und Gas-Chromatografie/Massenspektrometrie.
Eine maltechnische Eigenart der Hinterglasbilder Heinrich Campendonks liegt in der Verwendung von fein gemahlenen unedlen Metallen wie Kupfer, Zinn, Zink, Aluminium sowie Metalllegierungen wie Messing. Sie waren seinerzeit entweder in Pulverform oder als gebrauchsfertige Malfarben im Handel erhältlich und wurden meist Bronzen, vereinzelt auch Brokatbronzen, Metall- oder Brokatfarben genannt. Der Aufsatz stellt die wesentlichen Aspekte der Metalleffektpigmente in Campendonks Werk vor.
The manuscript Codex germanicus 1 (Cod. germ. 1) of the Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg is a fifteenth-century German-language manuscript. It comprises two codicological units and has an especially complex developmental history. To trace this developmental history, neglected until now in the research literature, the manuscript was investigated, for the first time not solely with classical codicological and palaeographical methods, but also with the aid of X-ray fluorescence spectroscopy, in order to determine the composition of the writing materials. These methods made it possible, first, to support and check palaeographic findings and, second, to gain information about the stratigraphy of the manuscript where palaeographic methods find their limits – in regard to short entries, rubrications, and non-alphabetical signs.
Advanced codicological studies of Cod. germ. 6 (Hamburg, Staats- und Universitätsbibliothek): Part 2
(2018)
The work presented here follows the article Combining Codicology and X-Ray Spectrometry to Unveil the History of Production of Codex germanicus 6 (Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg), published in 2014.1 It confirms the main result of the previous article: the Artusnotiz, the fourth text in the bound manuscript, must have been introduced as the last one. This paper offers further details of the codex production, based on the composition of the black and red inks collected in four measurement campaigns. Furthermore, using imaging μ-XRF, we succeeded in understanding the strong variation of the composition of the red inks in the initials of all the texts except for Parzival and Jeanne d’Arc.
It is well documented that throughout Antiquity, ancient Egyptians used mostly carbon inks as a writing material. In Late Antiquity, some metals started to be added to carbon based inks. We have records of five manuscripts from the Dead Sea Scrolls collection whose carbon inks were found to contain copper Also, lead was recently found as an additive in carbon inks on a charred fragment from Herculaneum. Furthermore, the earliest evidence of iron-gall ink was found in the Book of Proverbs (Codex Ms. Berol. orient. oct. 987) dating to the third fourth centuries ce. It has been suggested that along with carbon and iron-gall inks, there is no reason to think that purely tannin inks were not also in use in Egypt. However, so far, we just have evidence of a copper-tannin ink identified in a number of documents from Egypt in the first third centuries bce. In an attempt to fill this gap in this extremely fragmented scenario during our studies of the socio-geographic history of inks, we arrived at the conclusion that the continuous production of Coptic manuscripts from Late Antiquity to the Middle Ages offers a unique opportunity for the historical study of inks across a large geographic area.
In Goethes naturwissenschaftlichen Sammlungen, die als Arbeits- und Studiensammlungen, zum Teil aber auch als Lehrsammlung für den Sohn August angelegt sind, haben sich sowohl die eigentlichen Sammlungsobjekte als auch deren vermeintlich ursprünglichen Kontexte durch Beschriftungen, Etiketten und in Teilen noch existierende Präsentationsmedien erhalten. Es stellt sich jedoch die grundsätzliche Frage nach deren Ursprünglichkeit. Präsentieren sich die Objekte noch so wie zur Goethezeit oder erfuhren die historischen Dichotomien im Laufe der Zeit Veränderungen, sodass die zeitgenössischen Präsentationsformen und die damit verbundenen didaktischen Funktionen heute nicht mehr lesbar sind?
The Cairo Geniza is an “archive” discovered in the 19th century in Ben Ezra Synagogue in Fustat, a district in Old Cairo (Egypt). The collection of mostly Jewish documents that vary in genres, languages and writing supports contains a large number of early medieval Hebrew manuscripts.
The Geniza provides sources for the literary, linguistic, historical studies of the various aspects Jewish life. As the documents attest, at least two Jewish communities co-existed in Fustat up to 11th century: a so-called Babylonian and Palestinian. These communities had different leaders, different traditions and lived independently. The differences seem to manifest themselves also in the paleographical, codicological and some material properties of the manuscripts produced by each community.
The aim of this project is to compare the inks used in the Jewish documents depending on different variables: support (paper, parchment), purpose of the manuscript (legal, private, religious), provenance of the scribe. For the determination of the inks type and composition we had to choose non-invasive, non-destructive and portable techniques to analyze the corpus directly on-situ.
The analyses were carried out with a micro-X-ray spectrometer ArtTAX® (Bruker GmbH) and a digital stereomicroscope features built-in LED illumination at 395 nm and 940nm, Dino Lite.
We would like to stress that though the methods of material analysis listed above have been successfully employed in the field of cultural heritage and conservation including ancient and medieval manuscripts they have not yet been used to study fragments from the Cairo Genizah. Therefore, we believe that this research project is a pioneering study that will provide new insights into the history of Hebrew writing materials, their production techniques and materials and, thus, contribute new data to the field of Hebrew paleography.
This work presents a technical investigation of two Chinese reverse glass paintings from the late 19th and early 20th centuries. A multi-analytical, non-invasive approach (X-ray fluorescence (XRF), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), Raman spectroscopy) was used to identify the pigments and classify the binding media. The results reveal a combined use of traditional Chinese and imported European materials. Several pigments like cinnabar, lead white, orpiment, carbon black and copper-arsenic green (probably emerald green) were found in both paintings; red lead, artificial ultramarine blue, Prussian blue and ochre appear in at least one of the paintings. The proof of limewash (calcite and small amounts of portlandite) as a backing layer in Yingying and Hongniang indicates that clamshell white was also used for reverse glass paintings. Drying oil was classified as a binding media in most areas of both paintings. However, the orange background of The Archer yielded prominent bands of both proteinaceous and fatty binder.
A non-invasive methodological approach has been carried out to identify the pigments and classify the binding media of the reverse painting on glass Kreuzabnahme (1914/15) by Carlo Mense.
Mense was a member of the group Rhenish Expressionists around August Macke and got interested in the technique of painting on the reverse side of a glass panel. The studied painting indicates a remarkably painted reverse and front side, which creates a unique visual appearance of the glass. The applied noninvasive, spectroscopic approach includes X-ray fluorescence, VIS spectroscopy, Raman spectroscopy and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy. The measurements revealed inorganic Pigments mixed with drying oil as binder. Together with common pigments, such as lead white, barium sulphate, bone black, cinnabar, chrome yellow, ochre, and viridian, an unusual additional material was found, Strontium white.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien findet für die farbliche Gestaltung von Zeichnungen Verwendung. Einige Pigmente und Farbstoffe, d.h. Tinten, Stifte oder Kreiden, waren nur für den Gebrauch als Zeichenmittel vorgesehen – andere wiederum finden sich auch in der Tafel- oder Fassmalerei. Der Vortrag möchte zunächst einen kurzen Überblick über die Terminologie und die Kunsttechnologie farbiger Zeichenmittel geben, um den Kosmos dieser Vielfältigkeit zu illustrieren.
Im zweiten Teil des Vortrags rücken dann solche „farbige“ Elemente in den Fokus, deren Konnotation sich aus den Zeichnungen nicht erschließen lassen und die daher zunächst irritieren. Die Farbigkeit war aber ursprünglich vielleicht gar nicht intendiert, sondern ist vielmehr auf Alterungs- und Korrosionsprozesse zurückzuführen. So steht eine braune Eisengallustinte nicht für die bewusste Verwendung eines braunen Zeichenmaterials, vielmehr dokumentiert sie das Vorhandensein brauner Korrosionsprodukte, die ein völlig anderes Erscheinungsbild ergeben. Die Alterungsprozesse betreffen aber nicht nur die Zeichenmaterialien, sondern auch das jeweilige Trägermaterial. Je nach Materialzusammensetzung verbräunen oder verdunkeln Papiere sehr stark, organische Farbstoffe – insbesondere gelbe Farben – bleichen sehr schnell aus, so dass kolorierte Partien nicht mehr lesbar sind. Die Charakterisierung bzw. Bestimmung des Materials ist mit dem bloßen Auge nicht immer möglich. Erst durch entsprechende naturwissenschaftliche Verfahren lässt sich eine Typologie der Zeichenmaterialien erstellen, Farbveränderungen erklären und der ursprüngliche Erscheinungszustand dieser Zeichnungen annähernd „rekonstruieren“. Es wird aufgezeigt, dass liebgewonnene Sicht- und Ausdrucksweisen, wie beispielsweise „Pinsel und Feder in Braun“ oder „Tinte in Sepiamanier“ heute so nicht mehr aufrechtzuerhalten sind.
The quest for the mixed inks
(2018)
In this article, we would like to share our observations concerning the inks produced by intentionally mixing soot or charcoal with tannin extracts or iron-gall ink. Aside from Zerdoun’s mention in her outstanding review of written sources, “Les encres noires au Moyen-Âge”, this ink category has received little if any attention from scholars and scientists. And yet, if analytically attested, the use of such inks could serve as an additional category to classify and distinguish the writing inks on the historical socio-geographic map of the writing inks we are trying to build.
The qualitative and quantitative investigations of historical iron-gall inks by use of μ-XRF spectrometry is a common method for analyzing the diff erences in their composition. When a fingerprint is established, it is possible to characterize the distinguishable inks used in the production of medieval manuscripts, and, in turn assist in the reconstruction of the manuscript’s history.The characterization of the primary inks in palimpsests, i.e. manuscripts written on re-used parchment, presents a serious problem as the effect of the partial removal on the inks fi ngerprint is yet known.
In this paper we explore our preliminary results concerning the effects of two removal techniques on the fingerprint of iron-gall inks on parchment.
Moderne Vitrinen sollen gleichzeitig eine hohe Dichtigkeit und die Abwesenheit jeglicher Fremdstoffe in den Vitrinen gewährleisten. Diese Anforderungen sind zeitgleich kaum erfüllbar, da es emissionsfreie Materialien (vor allem Kleb- und Beschichtungsstoffe) nicht gibt. Um die potentiellen Emissionen zu minimieren wurde ein Messverfahren entwickelt, welches inzwischen als BEMMA-Schema (Bewertung von Emissionen aus Materialien für Museumsausstattungen) in die Museumswelt Einzug genommen hat.
Die erfolgreiche Bewertung der für den Bau verwendeten Materialien gemäß BEMMA-Schema resultiert nicht in einer emissionsfreien Vitrine, sondern soll bei der Auswahl geeigneter Materialien zur Herstellung möglichst emissionsarmer Vitrinen helfen. Konkrete handwerkliche Durchführungen beim Bau, Dichtheits¬anforderungen, wie auch die Aufstellbedingungen (Umgebung der Vitrine) beeinflussen die Emissionscharakteristik der fertigen Vitrine in der Praxis. Eine saubere Vitrine hilft nichts in einer belasteten Umgebung oder auch bei emittierenden Exponaten. Inzwischen liegen Erfahrungen mit dem Schema seit 2012 vor.
Der Messablauf sieht vor, dass von den Materialien kleine Muster mit der Mikrokammer (Markes) innerhalb von 2 Tagen untersucht werden. Dabei wird mit Silikagelkartuschen auf Ameisen- und Essigsäure, mit DNPH auf Aldehyde und Ketone und mit Tenax® sowohl auf VOC als auch für die spezifische Oxim-Analytik die Abluft der Mikrokammern untersucht. Die Bewertungskriterien basieren auf den Ergebnissen einer Vorstudie mit ca. 150 verschiedenen Produkten im Zeitraum 2010 bis 2012.
Museumsvitrinen sollen Kunst- und Kulturgut „ins rechte Licht“ setzen und vor Diebstahl oder Vandalismus schützen. Vergleicht man historische Schauvitrinen, die zumeist aus einfachen Glasscheiben in Holzrahmungen bestehen, mit heutigen Konstruktionen, lässt sich eine Entwicklung zu hochtechnisierten Gebilden ablesen, die deutlich mehr Ansprüchen genügen müssen als in der Vergangenheit.
Zahlreiche Beispiele verdeutlichen, dass Kunstwerke nicht nur außerhalb, sondern auch innerhalb von Museen oder Archiven ungünstigen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. So können Einbauten bzw. Dekorationen in Ausstellungsräumen, Aufbewahrungsbehältnisse in Depoträumen oder Ausstellungsvitrinen flüchtige Substanzen, sogenannte VOCs (Volatile Organic Compounds) freisetzen, die zu irreversiblen Veränderungen an den Objekten führen und diese schädigen. Hierzu zählen organische Säuren, wie Ameisen- oder Essigsäure, aber auch Verbindungen, die Sulfide enthalten. Hier wird die an der BAM entwickelte BEMMA-Bewertungsmethode vorgestellt, die von Museen verwendet werden kann Materialien mit einem geringeren Emissionspotential auszusuchen.
Die Bezeichnung „Tinte auf Papier“ bietet einen guten Einstieg in die Beschreibung der Materialität von Musikhandschriften; so haben sich zahlreiche Manuskripte erhalten, die mit Eisengallustinte auf Hadernpapier verfasst wurden.
Das Papier besteht aus Fasern meist pflanzlicher Herkunft und wird durch Entwässerung einer Fasersuspension auf einem Sieb gebildet. Der Abdruck des Schöpfsiebes (die Papierstruktur) und ein vorhandenes Wasserzeichen bieten Anhaltspunkte für Provenienz und Datierung; daneben erlaubt die Analyse der Fasern, der Füllstoffe und der Leimung eine weitere Charakterisierung des Schriftträgers.
Spätestens seit dem Mittelalter sind es Eisengallustinten, die das schwarze bis bräunliche Erscheinungsbild vieler Manuskripte auf Papier hervorrufen. Daneben lassen sich auch schwarze Rußtuschen oder farbige Auszeichnungstuschen nachweisen. Eisengallustinten werden durch Mischung einer eisenhaltigen Komponente mit Gerbstoffen hergestellt. Eisensulfat ist die am häufigsten genannte Eisen liefernde Zutat, daneben sind aber auch eisenhaltige Minerale, Nägel oder Rost denkbar. Die Gallussäure leitet sich ab aus den Galläpfeln, der krankhaften Veränderung einzelner Planzenteile verschiedener Eichenarten. Diese werden durch die Eiablage von Schlupfwespen hervorgerufen.
Wie schon beim Papier ermöglicht der materialanalytische Nachweis charakteristischer Beimischungen oder Verunreinigungen innerhalb der Tinten die Beantwortung kulturhistorischer Fragestellungen – gemeint sind hier die Unterscheidung von Original und Korrektur oder die Sichtbarmachung späterer Ergänzungen.
Black writing materials of different types and compositions have varied in use over time and different geographical regions. With this paper, we would like to contribute to their study by listing and reviewing recipes for black writing inks that were in circulation in the Carolingian Empire as well as by referencing the archaeometric analyses of the black inks used in the manuscripts. The studies presented here that involved the humanities and natural sciences provide new insights into how the scholars of the early Medieval Ages organized manuscripts.
Colours on East Asian Maps
(2023)
Maps and colours have a close connection. Drawn or printed in black on white, subsequently added colours enhance maps with additional information. Colours were not just there to improve maps aesthetically, but they regulated how they were read and thus reinforced their meanings, significances and ideas. Colour is an important key to a more precise understanding of the map’s purposes and uses; moreover, colours are also an important aspect of a map’s materiality. The material scientific analysis makes it possible to find out more about the making of colours and the process of colouring maps. By skillfully deploying colours, map colourists were able to create mimetic representations of nature or codify information in an abstract form. The use of colours involved many considerations as to the materials. ‘Reading’ colours in this way gives a glimpse into the social lives of mapmakers as well as map users and reveals the complexity of the historical and social context in which maps were produced and how the maps were actually made. Within the scope of the three-year joint research project Coloured Maps (2018–2021), we undertook an in-depth and systematic study of hand-drawn and hand-coloured maps from East Asia in the Museum am Rothenbaum (MARKK) in Hamburg and produced between the seventeenth and twentieth centuries.
With a multi-perspective approach and transdisciplinary methods (humanities and the sciences), we were able to pool and compare the research results from different fields of research on Asian maps. The aim of this publication is to provide a first general overview of the subject of colours on maps in East Asia in the period from the seventeenth to the early twentieth century and to stimulate further research on the topic.
Der Beitrag beschäftigt sich mit zerstörungsfreien Untersuchungen an den Farbmitteln früher Bauhauszeichnungen. Mit welchen Farbmitteln wurden diese Zeichnungen gestaltet? Wurden hier neueste Zubereitungen genutzt, von denen viele im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts gerade auf den Markt kamen, oder fanden – der ebenfalls am Bauhaus propagierten Materialökonomie folgend – althergebrachte Materialien Verwendung, die günstiger zu beschaffen waren? Weitere Fragen widmen sich dem Themenkomplex Original, Kopie und Nachahmung sowie der Auffindung von Fälschungen. Restauratorische, konservatorische und kuratorische Fragestellungen und Entscheidungen sind grundsätzlich damit verknüpft. Zwölf exemplarisch vorgestellte Zeichnungen ermöglichen einen guten Über blick über die verwendeten Farbmittel des frühen Bauhauses von 1919 bis 1925. Trotz der Vielfalt der betrachteten Studien, Entwürfen und Arbeitsblättern, ergibt sich ein homogenes Gesamtbild. Bis auf wenige Ausnahmen dominieren anorganische Pigmente die Farbmittelpalette. Dieser Befund wird durch eine weitaus größere Stichprobe materialtechnologisch untersuchter Zeichnungen aus dem Bestand des Bauhaus-Museums Weimar bestätigt
Der Vortrag widmet sich der materialwissenschaftlichen Analyse von Zeichnungen einiger Bauhausschülerinnen und Bauhausschüler und legt besonderen Fokus auf die verwendeten Farbmittel. Die Objekte werden mit nicht-invasiven bildgebenden Verfahren untersucht, in dem die Wechselwirkung zwischen Röntgen-, sichtbarem und infraroten Licht und den Zeichnungen studiert wird.
Dier Analysen liefern nicht nur generell Erkenntnisse über die Art und Zusammensetzung und damit das Alter der verwendeten Farbmittel. Durch die Auffindung von Vorzeichnungen, die Bestimmung von Überarbeitungen und Korrekturen werden Erkenntnisse über die Genese von Zeichnungen gewonnen. Auf der Basis dieser materialwissenschaftlichen Erkenntnisse werden die Begriffe Original, Kopie, Fälschung diskutiert.
Da die nicht-invasiven Untersuchungen einen umfassenden Einblick in die Materialität der – überwiegend aus Papier bestehenden – Objekte erlauben, bilden sie die Grundlage für die Erstellung nachhaltiger Konservierungs- und Restaurierungskampagnen und deren dauerhaften Erhalt.
Do particleboards produced with recycled wood contribute to indoor air pollution with biocides?
(2003)
Do particleboards produced with recycled wood contribute to indoor air pollution with biocides?
(2003)
The present study comprises the characterisation of museum show cases concerning their hazardous potential for
art objects. In order to estimate potential risks of damage the emission of volatile organic compounds coming from
several construction materials is monitored and different air exchange rates from exhibit cases are determined. For
the determination of the VOCs different methods were applied. The first step is a direct thermal extraction of the
materials followed by emission test chamber measurements. The tracer gas method with N2O that is used in this study is a convenient procedure to investigate air exchange rates under working conditions greater than 0.05 d-1. The results of this study confirm the importance of the careful choice concerning building materials for show cases. Furthermore the analyses clarify that certain organic compounds might be a problem for the exhibits in show cases with low air exchange rates.
Schadstoffe beschäftigen derzeit Museen weltweit Heute weiß man, dass diese auch aus Materialien, die für den Ausstellungsbau verwendet werden, austreten können, was eine Gefahr für Exponate darstellt. Ein neues Verfahren namens BEMMA bietet nun erstmalig die Möglichkeit, relativ schnell und effektiv eine problemorientierte Untersuchung und Bewertung mit belastbaren und reproduzierbaren Ergebnissen vorzunehmen.
Formic and acetic acids are often responsible for damage of cultural objects, e. g. glass and metal corrosion or changing and fading of colours. Museums all around the world are equipped with different show cases. Display cases should protect cultural objects from dust as well as from mechanical damage. Several construction materials which are used for display cases, including wood, glue and coatings, are possible sources of very volatile organic compounds (VVOCs), volatile organic compounds (VOCs) and semi volatile organic compounds (SVOCs). These construction products can emit formic and acetic acids into the indoor or display case air. Modern display cases with small air change rates can cause higher concentrations of formic and acetic acids if any source is installed in the display case (Salthammer and Uhde, 2009). To minimize the risk of damage emissions from building products must be quantified. There is a need for a method for identification and quantification of acetic and formic acid. Some possibilities for the identification of acetic acid exist. The quantification of acetic acid for example after sampling on TENAX® or CARBOTRAP and thermal desorption-GC in accordance with ISO 16000-6 and ISO 16017-1 results in very low recovery rates. A new method should be stabile, robust, reproducible and comparable, with an easy local sampling and determination in laboratories. Miniaturised emission test chambers and model display cases were used to study the recovery rates.
Several construction and building materials, including wood, glue and coatings, are possible sources of very volatile organic compounds (VVOCs) and volatile organic compounds (VOCs) like formic and acetic acid. Due to very high air tightness and very low air exchange rates in new buildings concentrations of these harmful substances can increase considerably. To minimize the risk, emissions from building products should be identified and quantified. With the common standard method, this means Tenax® sampling followed by thermal desorption and GC-MS analysis, these acids could not be detected sufficiently. The aim oft this study is the comparison of two different methods for the determination of acetic and formic acid. The sampling of method one, which is usually used for identification and quantification of VOCs, is done in accordance with ISO 16000-6 and ISO 16017-1 on Carbotrap® 202 multi-bed thermal desorption tube by subsequent identification and quantification with GC-MS. Method two is based on sampling on 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) cartridges, derivatisation, elution, identification and quantification of the derivatives with LC-MS/MS (liquid chromatography mass spectrometry/mass spectrometry).
Ausstellungskuratoren, Restauratoren oder Fachplaner stehen immer wieder vor der Entscheidung, geeignete Materialien für Museumsausstattungen auswählen zu müssen. Vitrinen, Depoteinrichtungen, aber auch Transportverpackungen für Kunst- und Kulturgut sollten unbedingt frei von Schadstoffen sein. Ein neues Verfahren ermöglicht nun eine problemorientierte Untersuchung und Bewertung von Materialien mit belastbaren und reproduzierbaren Ergebnissen.
Unterschiedliche Befeuchtungssysteme für Vitrinen, die die Ausstellungsobjekte bei definierter Luftfeuchtigkeit vor externen Einflüssen wie Staub bewahren sollen, wurden im Hinblick auf die Möglichkeit der potenziellen mikrobiologischen Kontamination untersucht. Ergänzend hierzu wurden Parameter wie pH-Wert und Leitfähigkeit des Wassers im Befeuchter untersucht und die mikrobiellen flüchtigen organischen Verbindungen (MVOC, microbial volatile organic compounds) in der Modellvitrine bestimmt. Die Leitfähigkeitsmessung kann als Indikator für den Verunreinigungsgrad des Wassers dienen, weil sie mit der mikrobiologischen Belastung korreliert. Weiterhin war eine mikrobiologische Belastung der Luft in der Modellvitrine auch bei relativ hoher Verunreinigung des Befeuchtungswassers nicht nachzuweisen.