The “Schinkel’s Legacy” Project at the Kupferstichkabinett Berlin
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Fabienne Meyer
Fabienne Meyer obtained her diploma in paper conservation at the state Academy of Art and Design in Stuttgart in 2005. From 2005 to 2008 she was employed as a paper conservator at the Saarlandmuseum Saarbrücken. After working as a conservator at the Authority for Culture and Heritage (ADACH) in Abu Dhabi from 2008 to 2009, she became head of the conservation project “Schinkel’s Legacy” at the Kupferstichkabinett, Staatliche Museen zu Berlin. Since 2012 she is employed as a conservator for modern and contemporary art on paper at the Kupferstichkabinett Berlin.Dipl. Ing. Dagmar Hansen , born in 1960, studied chemistry in Düsseldorf and Krefeld. Since 1989 she is member of the Material Testing Institute (MPA), University Stuttgart. Her main areas of work are the analysis of semi volatile organic compounds in materials and indoor air using gas chromatography/high resolution mass spectrometry and gas chromatography/low resolution mass spectrometry.Dr. rer. nat. Vladimir Knjasev , born in 1961, studied chemistry at the University of Novosibirsk (Novosibirsk State University, Russia). In the Novosibirsk Institute of Organic Chemistry he was engaged in development of high pressure methods for the preparation of new promising materials. During research towards a doctorate (earned from the University of Stuttgart, 2009) he studied the application of NMR-spectroscopy for process monitoring. Since 2009 he is member of the research staff at the Otto-Graf-Institute, University of Stuttgart and working in the field of NMR-spectroscopic analysis of polymeric materials.Dr. Gerhard Volland , born in 1947, studied chemistry in Berlin and Stuttgart, Ph.D. in analytical chemistry at the Max Planck Institute for Metals Research, Laboratory of Reinststoffanalytik. Since 1980 member of the research staff at the Otto-Graf-Institute (OGI), University of Stuttgart and currently deputy scientific director of the Material Testing Institute (MPA/OGI) University Stuttgart. Main research on emissions from building materials, consumer products and contaminated sites as well as the influence of these emissions on ground water, soil and indoor air, with a particular focus on the group of semi-volatile organic compounds, biocides, plasticizers and flame retardants.
Abstract
In the Kupferstichkabinett (Museum of Prints and Drawings) of the Staatliche Museen zu Berlin (National Museums in Berlin), the collection of the drawings and prints of Karl Friedrich Schinkel (1781–1841) is stored in cabinets made of laminated chipboard panels. The works are enclosed in portfolios that sit inside the cabinets on shelves made of bonded beech wood. Oddy tests carried out on the various storage materials showed their high corrosive potential on lead. In particular, the two wood composite materials caused a corrosion rate that was even higher than that of 5% acetic acid or 5% formic acid. The analysis of the air composition inside the storage cabinets confirmed this showing a considerably high concentration of acetic acid (4.7 mg/m3 on average) and a slightly elevated concentration of formaldehyde. Filling the cabinet and measuring its air composition in several steps allowed the determination of the main emission sources which were the shelves for acetic acid, and the cabinet walls for acetic acid as well as for formaldehyde. Further research on the organic acid content in the beech wood shelves together with a literature review led to the conclusion that formic acid is also expected to be present in elevated concentrations inside the cabinet. However, it could not be detected in the air quality measurements for technical reasons. In a next step, the ability of various historical and modern papers with and without alkaline reserve to adsorb acetic acid and formic acid was tested. It was shown that all papers adsorbed acidic VOCs in a relatively short period of time, whereas afterwards the adsorption proceeded more slowly. It was further shown that the sorption capacity of alkaline papers on acetic acid and on formic acid was five times as high as of neutral or acidic papers. Finally, the effectiveness of various measures to reduce the emergence of volatile organic compounds in the objects’ surroundings was tested. The removal of the beech wood shelves led to a significant decrease in the acetic acid concentration, while the addition of alkaline papers did not show any positive effect at all.
Zusammenfassung
Projekt „Das Erbe Schinkels“am Kupferstichkabinett Berlin
Teilprojekt: Luftqualität in Depotschränken – Ursache und Wirkung
Im Kupferstichkabinett der Staatlichen Museen zu Berlin, Stiftung Preußischer Kulturbesitz, werden die Zeichnungen und Druckgraphiken Karl Friedrich Schinkels (1781–1841) in Schränken aus mit Melamin beschichteten Spanplatten untergebracht. Die Werke wurden bisher in historischen und modernen Zeichnungsmappen aufgewahrt, die innerhalb der Schränke auf Einlegeböden aus Buchenholz liegen. Erste, an den Lagerungsmaterialen durchgeführte Oddy Tests zeigten, dass von den Lagerungsmaterialien, besonders von den Holzwerkstoffen ein erhebliches Korrosionspotential gegenüber Blei ausgeht, das sogar über dem von 5%iger Essigsäure und 5%iger Ameisensäure liegt. Die Untersuchung der Immissionssituation in den Depotschränken, die eine stark erhöhte Konzentration von flüchtiger Essigsäure (4.7 mg/m3 im Mittel) und eine leicht erhöhte Formaldehydkonzentration zeigte, bestätigte dies.
Durch die stufenweise Befüllung des Schranks und Messung der Luftqualität konnten die Buchensperrholzbretter als Hauptemissionsquellen für Essigsäure, die Schrankaußenwände als Hauptemissionsquellen für Essigsäure und Formaldehyd identifiziert werden. Die Extraktion organischer Säuren aus den Regalbrettern wie auch eine Literaturrecherche ließen darauf schließen, dass darüber hinaus auch Ameisensäure, eine Verbindung, die in den Luftmessungen aus technischen Gründen nicht erfasst werden konnte, im Schrank in erhöhten Konzentrationen vorliegt. Um die Wirkung der im Schrank identifizierten Luftinhaltsstoffe auf Papier zu untersuchen, wurden unterschiedliche historische und moderne Papiere mit und ohne alkalische Reserve im Schrank exponiert und anschließend deren Aufnahme von Essigsäure und Ameisensäure untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass alle Papiere organische Säuren aufnahmen, wobei der größte Anteil innerhalb der ersten Woche der Exposition eingelagert wurde und die Aufnahme anschließend langsamer verlief. Alkalische Papiere nahmen etwa fünfmal so viel Essigsäure und Ameisensäure auf wie neutrale oder saure Papiere. Zuletzt wurde die Wirksamkeit unterschiedlicher Maßnahmen zur Reduzierung der Konzentration saurer VOCs in der Objektumgebung getestet. Durch die Maßnahme, die Regalbretter aus Buchensperrholz gegen ein emissionsfreies Material auszutauschen, konnte die Konzentration flüchtiger Essigsäure im Schrank signifikant gesenkt werden. Die Maßnahme, alkalisch gestrichene Papiere als Chemisorbentien im Schrank auszulegen, erwies sich dagegen als unwirksam.
Résumé
Le projet „L’héritage de Schinkel“au Kupferstichkabinett de Berlin – Qualité de l’air dans les cabinets de conservation – Causes et effets
Au Cabinet des dessins et gravures (Kupferstichkabinett) de la Fondation du Patrimoine Culturel Prusse à Berlin, la collection des dessins et gravures de Karl Friedrich Schinkel (1781–1841) est conservée dans des cabinets constitués de panneaux en agglomérés laminés. Les œuvres sont montées dans des portfolios qui reposent sur des étagères en bois de hêtre dans les cabinets. Les tests d’Oddy menés sur les différents matériaux de stockage ont montré leur haut potentiel corrosif pour le plomb. En particulier, les deux matériaux de bois composites ont causé un taux de corrosion supérieur a celui d’un acide acétique à 5% ou d’un acide formique à 5%. L’analyse de la composition de l’air à l’intérieur de ces cabinets a confirmé ceci avec une concentration d’acide acétique particulièrement élevée (4.7 mg/m3 en moyenne) et une concentration légèrement élevée de formaldéhydes. La mesure en plusieurs étapes de la composition de l’air remplissant les cabinets a permis l’identification des principales sources d’émissions, à savoir les étagères pour l’acide acétique et les parois des cabinets pour l’acide acétique et le formaldéhyde. Des recherches plus poussées sur le contenu en acide organique des étagères en bois de hêtre des étagères ainsi qu’une étude de la littérature ont amené à la conclusion que de l’acide formique devrait aussi se trouver en concentration élevée à l’intérieur des cabinets. Cependant, pour des raisons techniques, cela n’a pas pu être détecté avec les mesures de qualité de l’air. Durant une autre étape de cette étude, la capacité de différents papiers historiques et modernes, avec ou sans réserve alcaline, à absorber l’acide acétique et l’acide formique a été testée. Il a pu être montré que tous les papiers absorbaient les composés volatiles organiques (VOCs) acides de façon assez rapide, alors que par la suite ce phénomène d’absorption se poursuivait plus lentement. Il a également été mis en évidence que la capacité de sorption des papiers alcalins avec de l’acide acétique et de l’acide formique était cinq fois plus élevée que celle des papiers neutres ou acides. Enfin, l’efficacité de différents moyens pour réduire l’émission de VOCs vers les objets environnants a été testée. Le retrait des étagères en bois de hêtre a conduit à une baisse significative de la concentration en acide acétique alors que l’addition de papiers alcalins n’a montré aucun effet positif significatif.
About the authors
Fabienne Meyer obtained her diploma in paper conservation at the state Academy of Art and Design in Stuttgart in 2005. From 2005 to 2008 she was employed as a paper conservator at the Saarlandmuseum Saarbrücken. After working as a conservator at the Authority for Culture and Heritage (ADACH) in Abu Dhabi from 2008 to 2009, she became head of the conservation project “Schinkel’s Legacy” at the Kupferstichkabinett, Staatliche Museen zu Berlin. Since 2012 she is employed as a conservator for modern and contemporary art on paper at the Kupferstichkabinett Berlin.
Dipl. Ing. Dagmar Hansen, born in 1960, studied chemistry in Düsseldorf and Krefeld. Since 1989 she is member of the Material Testing Institute (MPA), University Stuttgart. Her main areas of work are the analysis of semi volatile organic compounds in materials and indoor air using gas chromatography/high resolution mass spectrometry and gas chromatography/low resolution mass spectrometry.
Dr. rer. nat. Vladimir Knjasev, born in 1961, studied chemistry at the University of Novosibirsk (Novosibirsk State University, Russia). In the Novosibirsk Institute of Organic Chemistry he was engaged in development of high pressure methods for the preparation of new promising materials. During research towards a doctorate (earned from the University of Stuttgart, 2009) he studied the application of NMR-spectroscopy for process monitoring. Since 2009 he is member of the research staff at the Otto-Graf-Institute, University of Stuttgart and working in the field of NMR-spectroscopic analysis of polymeric materials.
Dr. Gerhard Volland, born in 1947, studied chemistry in Berlin and Stuttgart, Ph.D. in analytical chemistry at the Max Planck Institute for Metals Research, Laboratory of Reinststoffanalytik. Since 1980 member of the research staff at the Otto-Graf-Institute (OGI), University of Stuttgart and currently deputy scientific director of the Material Testing Institute (MPA/OGI) University Stuttgart. Main research on emissions from building materials, consumer products and contaminated sites as well as the influence of these emissions on ground water, soil and indoor air, with a particular focus on the group of semi-volatile organic compounds, biocides, plasticizers and flame retardants.
Acknowledgements
We would like to express our gratitude to Irene Brückle, Georg Dietz and Hein-Th. Schulze Altcappenberg, Manuel Becker and Antje Potthast, for their invaluable support throughout the entire project period. Thanks to the Rathgen Research Laboratory of the Prussian Heritage Foundation for carrying out the Oddy test on the storage materials. We would also like to thank Michael Kühner und Günther Wegele for the generous supply of testing materials and temporary shelving and for fruitful discussions. The research was generously funded by the Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
References
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