A New Mass Scale Surface Cleaning Technology for Collections of Historical Maps

Abstract

The Justus Perthes collection of historically valuable maps, dating from late 18^th century to the 1960s, was acquired in 2003 by the State of Thuringa and given to the University and Research Library Erfurt/Gotha. The collection consists of more than 185,000 objects, of which 90 % have a format equal to or smaller than 96 by 135 cm. Only 10 % of the maps are much larger in format. The maps are etchings, drawings, lithographs and prints, many of them carrying valuable inscriptions in different media – pencil, crayon, chalk, water colour, gouache and writing ink of diverse composition. The whole collection suffered from contamination with dust particles with a particle size of ≤ 1μm that are harmful upon inhalation and therefore regarded as dangerous for users. To make the collections accessible, the dust contamination was to be diminished to values below the maximum threshold value. A new kind of equipment was engineered that automates the cleaning operation of maps. The cleaning operation could be performed with a speed of 80 items per hour based on a size of 1 m width and a 1.5 m length. Maps are hand fed into a machine, where surface soiling removal is realized by electrostatic foils that are brought in contact to both sides of the maps without any slippage, thus avoiding mechanical impact on the objects' surfaces. In the period from July 2008 to August 2010 about 177,000 individual items, that is 96 % of the collection, underwent successful surface cleaning and currently are made accessible to readers. The automated cleaning exceeded the expectations as far as treatment efficiency and treatment quality is concerned. The risk of mechanical damage that resulted from failures in the feeding and transport system was with less than 0.04 % extremely low. Even fragile and brittle objects passed the system without any observable mechanical damage. The technique can therefore be regarded as having a very gentle impact on delicate materials, and offers in selected cases an alternative to the conventional manual surface cleaning of paper-based objects.

Zusammenfassung

Der Kartenbestand Justus Perthes besteht aus ca. 185.000 Kartenblättern, deren Formate zu 90 % Maße von 96 × 135 cm aufweisen oder kleiner sind. Durch die thematische Vielfalt und die Vollständigkeit der Sammlung handelt es sich um einen weltweit einzigartigen Quellenbestand, der sich aus Radierungen, Handzeichnungen, Lithographien und Drucken zusammensetzt. Zusätzlich finden sich auf vielen Objekten handschriftliche Vermerke und Kolorierungen, die mit den unterschiedlichsten Beschreibstoffen aufgebracht sind. Die historische Bedeutung der Eintragungen ist hoch, sodass die Abnahme von Fein- und Feinststaub von den Kartenoberflächen eine besondere technische Anforderung stellte. Da der aufliegende Staub Partikelgrößen von ≤ 1 μm und damit als gesundheitsgefährdent eingestuft ist, musste der Gesamtbestand gereinigt werden, um die Sammlung der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Das hierfür neu entwickelte System erlaubt eine Bearbeitungsgröße von 1,0 × 1,50 m bei einer Reinigungsleistung von 80 Karten dieses Formats pro Stunde. Die Staubaufnahme erfolgt ohne mechanische Belastung der Oberflächen mit elektrostatisch aufgeladenen Folien. Die Technik gestattet die weitgehende Entfernung der Staubkontamination bei vollständigem Erhalt der Eintragungen und Kolorierungen. Im Zeitraum von 24 Monaten – von Juli 2008 bis August 2010 – konnten mit der Kartenreinigungsanlage 96 % des Gesamtbestands „Justus Perthes“ an der Universitäts- und Forschungsbibliothek Erfurt/Gotha, das sind ca. 177.000 Objekte vollständig mit hoher Qualität gereinigt werden. Die Ergebnisse der Reinigung übertrafen die Erwartungen in Bezug auf Effektivität und Behandlungsqualität. Die Schadensquote für mechanische Beschädigung durch Einzug oder Transport in der Maschine von 0,04 % war extrem niedrig. Auch empfindliche und brüchige Objekte konnten in der Anlage behandelt werden, ohne dass zusätzliche mechanische Beschädigungen auftraten. Die Technologie kann daher als ein Verfahren betrachtet werden, das ein sehr geringe Belastung für empfindliche Objekte darstellt. In bestimmten Fällen ist das Verfahren eine Alternative für die manuelle Oberflächenreinigung von historischen Papierobjekten.

Résumé

Le nombre des cartes contenues dans la collection Justus Perthes s'élève à environ 185.000, dont 90 % sont d'un format allant jusqu'à 96 × 135 cm. Par la variété thématique et l'immense richesse de la collection il s'agit d'une source scientifique unique d'importance internationale qui se compose de gravures à l'eau forte, de dessins, de lithographies et d'estampes. Beaucoup de ces cartes sont revêtues d'annotations écrites à la main avec des moyens graphiques et des coloris différents, tels que le crayon, le fusain, la craie, l'aquarelle, la gouache et les encres. Les annotations sont d'une importance historique capitale, ce qui signifie qu'aucune opération technique visant à nettoyer la surface ne doit les altérer ou les effacer. Les cartes sont contaminées par des particules de poussière de taille ≤ 1 μm qui sont potentiellement dommageables pour les humains qui les inhalent. Comme toute la collection doit être rendue accessible au public il faut la décontaminer de la poussière ou tout au moins réduire considérablement le seuil de contamination au-dessous duquel elle ne présente plus de danger pour les usagers. Le nouveau système qui a été développé dans ce but permet de nettoyer la surface de 80 cartes d'un format de 1 × 1,50 m par heure de travail. L'élimination de la poussière se réalise sans impact mécanique à l'aide de lamelles chargées électrostatiquement. Cette technique permet de dépoussiérer au maximum les objets tout en conservant complètement les annotations écrites et les coloris. En l'espace de 24 mois, l'équipement “Gothana” de nettoyage de cartes a permis de traiter 96 % de la collection Justus Perthes de la Bibliothèque de Recherche de l'Université d'Erfurt/Gotha, soit un total de 177.000 pièces intégralement nettoyées avec la plus grande qualité.

En termes d'efficacité et de qualité du traitement, les résultats du nettoyage ont dépassé les attentes. Le taux de dégâts dûs aux opérations mécaniques de retrait ou d'insertion dans la machine a été de 0,04 %, ce qui est extrêmement faible. Même des objets délicats et fragiles ont pu être traités sans dégâts mécaniques visibles. Cette technologie peut ainsi être qualifiée de procédé assurant une sollicitation réduite des objets particulièrement délicats. Dans certains cas, c'est une bonne alternative au nettoyage manuel de surfaces d'objets historiques en papier.