ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group (ранее OSA) под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-10-93-107

УДК: 621.373.826

Лазерное удаление фоксингов со страниц книг и документов на бумажной основе

Ссылка для цитирования:

Добрусина С.А., Парфенов В.А., Подгорная Н.И., Самсыгина Н.Д., Титов С.В., Петров А.А., Асеев В.А. Лазерное удаление фоксингов со страниц и документов на бумажной основе // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 10. С. 93–107. http://doi.org/10.17586/1023­-5086­-2023-­90-­10-­93­-107

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:

Предмет исследования. Данная работа посвящена удалению фоксинговых пятен со страниц книг и документов на бумажной основе. Цель работы. Определение выходных параметров лазеров, позволяющих проводить эффективное и безопасное удаление фоксингов. Метод. В экспериментах были использованы импульсные лазеры: твердотельный Nd:YAG-­лазер с длиной волны 0,53 мкм и эксимерный ArF-­лазер с длиной волны 0,193 мкм. Основные результаты. Показано, что наиболее высокая эффективность удаления фоксингов достигается при их обработке ArF-­лазером. Наилучшие результаты достигаются при использовании влажной лазерной обработки в случае бумаги, содержащей волокна древесной целлюлозы, и сухой обработки — для бумаги, содержащей древесную массу. Оптимальными выходными характеристиками ArF­-лазера, которые обеспечивают эффективное удаление фоксинговых пятен, являются следующие: плотность энергии — 0,21–0,34 Дж/см2, частота повторения импульсов — 1–2 Гц, длительность импульса — 10 нс. Предложена и экспериментально проверена методика количественной оценки эффективности удаления фоксингов, основанная на анализе цифрового оптического изображения исследуемого участка книги или документа до и после лазерной обработки. Данная методика отличается простотой в использовании и не требует применения дорогостоящего аналитического оборудования. Показана высокая эффективность лазерного удаления фоксингов в долгосрочной временной перспективе. Практическая ценность. Полученные в работе результаты позволяют говорить о преимуществе лазерной обработки бумажных листов книг и документов с фоксингами по сравнению с традиционными методами реставрации и рекомендовать данную технологию для проведения практических реставрационных работ в библиотеках и архивах.

Ключевые слова:

лазерная очистка, реставрация, фоксинги, книги, документы, бумага, Nd:YAG­лазер, ArF­лазер, фотоабляция

Коды OCIS: 350.3390, 140.1550

Список источников:
  1. Cooper M. Laser cleaning in conservation: An Introduction. Oxford: Butter­worth­Heinemann, 1998. 126 p.
  2. Lasers in the preservation of cultural heritage. Principles and applications / Fotakis C., Anglos D., Zafiropulos V. et al. Boca Rayton (USA): CRC Press, Taylor & Francis Group, 2007. 364 p.
  3. Bertasa M., Korenberg C. Successes and challenges in laser cleaning metal artefacts: A review // Journal of Cultural Heritage. 2022. V. 53. P. 100–117. https://doi.org/ 10.1016/j.culher.2021.10.010
  4. Basso E., Pozzi F., Reiley M.C. The Samuel F. B. Morse statue in Central Park: scientific study and laser cleaning of a 19th­century American outdoor bronze monument // Heritage Science. 2020. V. 8(1). https://doi.org/10.21203/rs.3.rs­27617/v3
  5. Melita L.N., Węgłowska K., Tamburini D., Korenberg C. Investigating the potential of the Er:YAG laser for the removal of cemented dust from limestone and painted plaster // Coatings. 2020. V. 10 (11). P. 1099. https://doi.org/ 10.3390/coatings10111099
  6. Petiti Ch., Toniolo L., Gulotta D., Mariani B., Goidanich S. Effects of cleaning procedures on the long­term corrosion behavior of bronze artifacts of the cultural heritage in outdoor environment // Environmental Science and Pollution Research. 2020. V. 27 (12). P. 13081–13094. https://doi.org/ 10.1007/s11356­020­07814­4
  7. Berthonneau J., Parent Ph., Grauby O., Ferry D., Laffon C., Colombini A., Courtois B., Bromblet Ph. Yellowing of laser­cleaned artworks: Formation of residual hydrocarbon compounds after Nd:YAG laser cleaning of gypsum plates covered by lamp black // Journal of Cultural Heritage. 2019. V. 39. V. 57–65. https://doi.org/ 10.1016/j.culher.2019.02.014
  8. Arif S., Kautek W. Laser cleaning of paper: Cleaning efficiency and irradiation dose // Studies in Conservation. 2015. V. 60. P. S97–S105. https://doi.org/10.1179/0039363015Z.000000000214
  9. Zekou E., Tsilikas I., Chatzitheodoridis E., Serafetinides A. Laser paper cleaning: The method of cleaning historical books // In Proceedings of the 19th International Conference and School on Quantum Electronics: Laser Physics and Applications. Sozopol, Bulgaria. 5 January 2017. V. 10226. https://doi.org/10.1117/12.2262426
  10. Balakhnina I.A., Brandt N.N., Chikishev A.Y., Shpachenko I.G. Single­pulse two­threshold laser ablation of historical paper // Laser Phys. Lett. 2018. V. 15. P. 065605. https://doi.org/10.1088/1612­202X/aab94e
  11. Abdel­Maksouda G., Emamb H., Ragab N.M. From traditional to laser cleaning techniques of parchment manuscripts: A review advanced research in conservation science // Adv. Res. Conserv. Sci. 2020. № 1. P. 52–76. https://doi.org/10.21608/arcs.2020.111216
  12. Rebrikova N.L., Manturovskaya N.V. Foxing. A new approach to an old problem // Restaurator. 2000. V. 21. P. 85–100. https://doi.org/ 10.1515/REST.2000.85
  13. Сапрыкина Н.Н., Кобякова В.И., Шахмин А.Л. Исследование химических и биологических повреждений бумаги старинных книг методами физико­химического анализа // Журнал прикладной химии. 1999. № 12. С. 2063–2066.
  14. Meynell G.G., Newsam R.J. Foxing, a fungal infection of paper // Nature. 1978. V. 274. P. 466–468. https://doi.org/ 10.1038/274466a0
  15. Ребрикова Н.Л. Экстремально ксерофильные грибы, обнаруженные в музеях и библиотеках / Могут ли ксерофилы быть причиной образования фоксингов? // Реставрация документа: консерватизм и инновации. 2022. М.: Пашков дом, 2022. С. 135–145.
  16. Реставрация произведений графики. М: ВХНРЦ им. И.Ю. Грабаря, 1995.
  17. Лабораторные методики и технологические инструкции по практической консервации документов. Издание 2­е, исправленное и дополненное. СПб.: РНБ, 2019. 272 c.
  18. Brandt N.N., Chikishev A.Y., Itoh K., Rebrikova N.L. ATR­FTIR and FT Raman spectroscopy and laser cleaning of old paper samples with foxings // Laser Physics. 2009. V. 19. № 3. P. 483–492. https://doi.org/ 10.1134/S1054660X09030220
  19. Ciofini D., Osticioli I., Micheli S., Montalbano L., Siano S. Laser removal of mold and foxing stains from paper artifacts: preliminary investigation // SPIE Proceedings. 2013. V. 9065. https://doi.org/ 10.1117/12.2052820
  20. Sarantopoulou E., Samardzija Z., Kobe S., Kollia Z., Cefalas A.C. Removing foxing stains from old paper at 157 nm // Applied Surface Science. 2003. V. 208–209. P. 311–316. https://doi.org/ 10.1016/S0169­4332(02)01379­X
  21. Parfenov V., Galushkin A., Tkachenko T., Aseev V. Laser cleaning as novel approach to preservation of historical books and documents on a paper basis // Quantum Beam Science. 2022. V. 6 (1). P. 23. https://doi.org/ 10.3390/qubs6030023
  22. Kolar J., Strlic M., Pentzien S., Kautek W. Near­UV, visible and IR pulsed laser light interaction with cellulose // Appl. Phys. A. 2000. V. 71. P. 87–90. https://doi.org/10.1007/PL00021097
  23. Kolar J., Strlic M., Müller­Hess D., Gruber A., Troschke K., Pentzien S., Kautek W. Laser cleaning of paper using Nd:YAG laser running at 532 nm // J. Cult. Herit. 2003. V. 4. P. 185–187. https://doi.org/10.1016/S1296­2074(02)01196­2
  24. Pilch E., Pentzien S., Madebach H., Kautek W. Anti­fungal laser treatment of paper: A model study with a laser wavelength of 532 nm / Lasers in the Conservation of Artworks // Springer Proc. Phys. 2005. V. 100. P. 19–27. https://doi.org/10.1007/3­540­27176­7_3
  25. Ciofini D., Osticioli I., Micheli S., Montalbano L., Siano S. Laser removal of mold and foxing stains from paper artifacts: preliminary investigation // SPIE Proceedings. 2013. V. 9065. https://doi.org/ 10.1117/12.2052820
  26. Michalski S., Gignard C. Ultrasonic misting. Part 1. Experiments on appearance and improvement in bonding // JAIC. 1977. V. 36. Р. 109–126. https://doi.org/ 10.1179/019713697806373208
  27. Исаев Б.Л., Ляховицкий Е.А., Цыпкин Д.О., Чиркова А.В. "VESTIGIUM" — комплекс программного обеспечения для анализа нетекстовой информации рукописных памятников // Историческая информатика. Информационные технологии и математические методы в исторических исследованиях и образовании. 2016. № 1–2 (15–16). С. 72–83.
  28. Gomes J., Velho L. Image processing for computer graphics. Berlin: Springer Science+Business Media, 1997. 351 c.
  29. Титов С.А., Парфенов В.А. Технико­технологические аспекты лазерной очистки книг и документов на бумажной основе // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2018. № 8. С. 81–86.
  30. Подгорная Н.И., Добрусина С.А., Волгушкина Н.С. Удаление фоксингов с бумажных документов: различные методы и оценка результатов // Фотография. Изображение. Документ / РОСФОТО. СПб. 2021. Вып. 10. С. 108–112.