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Konservierung und Stabilisierung bei Metallen
Stabilisieren, Stabilisatoren
Stabilisatoren sind Stoffe, die den Oxydationsprozess des zu behandelnden Metalls verzögern bzw. unterbinden. (Inhibitoren). Das kann sowohl im Entrostungsbad nötig sein, um eine zu starke Abtragung an unkorrodiertem Metall zu verhindern, als auch nach Trocknung, um das Objekt an der Luft zu schützen. (Konservierungsmittel).
Korrosionsinhibitoren (Korrosionshemmer) für schwefel- und phosphorsaure Entrostungsbäder sind z.B. Chinolin, Diethylamin, Pyridin, Thioharnstoff und Triethylamin.
Ein Korrosionsinhibitor zum Schutz von Eisen ist z.B. Tannin.
Auch mit einer 0,3 % igen Lösung von Kaliumdichromat kann bei Eisen eine gewisse Schutzwirkung erreicht werden.
Für Silber und Kupfer ist Benzotriazol geeignet: Alkoholische Lösung mit einem Benzotriazol - Gehalt von3 - 4 %. Anwendung bei 60 °C. Als Stabilisierungsmittel für Blei dient Wachs bzw. Paraffin.
Gebräuchliche Konservierungsmittel und Wachse, Vorbereitung beim Einwachsen von Objekten
Teilweise geeignet ist Bienenwachs, welches in flüssigem Zustand auf das erwärmte Stück aufgetragen wird (Pinsel). Daneben werden noch verschiedene Paraffine aus der Erdölverarbeitung und Hartwachse auf pflanzlicher Basis sowie das so genannte Erdwachs, in gereinigter Form als Zeresin bezeichnet, zur Konservierung verwendet.
Vorraussetzungen : Farblos, säurefrei, keine Reaktion mit Metallen.
Dabei kann das Wachs sowohl ohne als auch mit Lösungsmittel verarbeitet werden, beim Einsatz von Lösungsmitteln erniedrigt sich die nötige Arbeitstemperatur. Die balsamartige oder pastöse Wachsmasse wird auf das Objekt aufgetragen, oder, bei kleineren Stücken, als Bad angewendet. Vor dem Aufbringen des Wachses sollte gründlich entfettet und alle losen Teile entfernt werden. Außerdem muss das zu behandelnde Stück völlig durchgetrocknet sein.
Kupfer und Kupferlegierungen
Vorgehensweise:
Das gut gereinigte Objekt kann mit Benzotriazol - Lösung bestrichen werden, danach wird warm - heiß getrocknet. Das Benzotriazol kann auch in gelöster Form den Schutzwachsen bzw. Schutzlacken zugegeben werden. Dabei nicht mehr als 1 Ma - % zugeben.
Mit diesen Lacken bzw. Wachsen werden dann die Kupferobjekte überzogen.
Um Objekte aus Kupfer oder Bronze wirksam zu entsalzen, ohne dabei die Patina zu beeinträchtigen, eignet sich die folgende Lösung:
Bezeichnung Menge / Anteil / Bedingung Einheit
Natriumhydrogencarbonat (Natron) 25 g
Natriumcarbonat, wasserfrei (Soda) 25 g
Destilliertes Wasser 900 ml
Bei Anwendung dieser Lösung in Form eine Bades (25 °C) ist allerdings eine etwa 3 bis 4 - wöchige Behandlungsdauer nötig.
Eine besonders schwerwiegende Korrosionsform bei Kupferlegierungen, spez. bei Bronze, ist die Chlorid-Korrosion, auch „Bronzefraß“, „Bronzekrankheit „ oder „Bronzekrebs genannt:
Beim Vorhandensein von Chloriden im Boden bildet sich Kupferchlorid, diese bringt einen Kreislaufprozess in Gang, in dessen Verlauf ständig bei Vorhandensein von genügend Feucht Salzsäure gebildet wird. Diese greift wiederum das Metall an und zersetzt es langsam, aber stetig.
Die wichtigste Maßnahme bei der Lagerung ist daher eine möglichst geringe Luftfeuchte, wenn möglich unter 35 %. Außerdem sollte befallenes Material mit BTA (1 - H Benzotriazol) behandelt werden.
Das Vorhandensein dieser speziellen Form der Metallzerstörung ist an den weißgrünen bis giftgrünen Chloriden zu erkennen. Die normale Kupferpatina ist wesentlich dunkler. ( siehe oben)
Stabilisierung und Konservierung bei Silber und Silberlegierungen
Bei gereinigten Silberfunden sollte man auf eine gute Konservierung achten, da ein erneutes Anlaufen des Metalls recht zügig vonstatten gehen kann. Gut geeignet sind Überzüge aus Acryllacken (Paraloid) und Paraffin - Schichten.
Als Korrosionsinhibitor eignet sich sehr gut das schon beim Kupfer eingesetzte 1H-Benzotriazol.
Wenn Paraffine verwendet werden, sollten microkristalline Produkte zur Anwendung kommen.
Spezielle chemische, thermische und elektrolytische Verfahren bei Silber und Silberlegierungen
Thermische Verfahren
Bestimmte Glühtechniken können zur Festigung von stark brüchigem Silber verwendet werden, allerdings sollten diese von einem Goldschmied ausgeführt werden, da eine genaue Kontrolle der Temperatur unumgänglich ist. Der Silbergegenstand wird in einem Holzkohlefeuer, das bedeutet Kohlenmonoxidatmosphäre, bis dicht unterhalb des Schmelzpunktes von Silber (961 °C) erhitzt. Dabei sintert das brüchige Metall wieder zu größerer Festigkeit zusammen. Allerdings erfordern solche Behandlungen ein großes Maß an Erfahrung im Umgang mit Silbergegenständen.
Spezielle Korrosionsinhibitoren für Ag und Ag – Legierungen:
Universell verwendbar zur Konservierung ist 1H-Benzotriazol.
Eisen
Um Gegenstände (Bodenfunde) aus Eisen dauerhaft zu konservieren, sind verschiedene Methoden vorgeschlagen worden. Eine wesentliche Vorraussetzung ist die gründliche Entsalzung der Fundstücke, um die korrosiven Bodensalze aus den Spalten und Klüften des Metalls herauszubekommen. Auch bei sorgfältiger Entsalzung kann jedoch ein Rest zurückbleiben, der Korrosion auslösen kann, wenn die Umstände ungünstig sind. Es schein eine Art von Grenz – Konzentration zu geben, ab welcher das Eisen erneut anfängt, Rost zu bilden bzw. dauerhaft erhalten bleibt.
Ist die Entsalzung entsprechend durchgeführt worden, dann sollte man die Eisen – Funde gründlich trocknen. Das kann auf verschiedene Weise erfolgen, am brauchbarsten ist wohl die Verwendung einer Infrarot – Lampe, da die Strahlungswärme das Metall gleichmäßig erwärmt. Man kann auch eine schnellere Trocknung in einem Wärme – Ofen (Bachofen) versuchen, allerdings sollte die Temperatur dabei nicht zu schnell gesteigert werden. Auch eine längere Lagerung an einem trockenen, warmen Ort kann ausreichend sein.
Sobald das eisen ausreichend getrocknet ist, kann man eine Schutzschicht aufbringen, um die Luftfeuchte fernzuhalten. Auf dem Metall bildet sich schon bei geringer Luftfeuchte eine sehr dünner Oberflächenfilm aus Wasser, der zur Rostbildung beitragen kann.
Welche Art von Schutzüberzug ist am geeignetsten?
Sehr häufig wird Wachs bzw. Paraffin empfohlen. Man kann Bienenwachs verwenden, diese hat allerdings einen nicht unbeträchtlichen Gehalt an Cerotinsäure, die teilweise mit dem Metall reagieren bzw. Luftfeuchte binden kann. Günstiger sind die microkristallinen Paraffine, da diese einen relativ hohen Schmelzpunk haben und daher auch bei höheren Temperaturen nicht zum Kleben neigen. Es können auch Mischungen aus Normalparaffinen mit etwas niedrigerem Schmelzpunkt und microkristallinen Paraffinen verwendet werden. Der Vorteil des Paraffin – Überzuges liegt in seiner relativ guten Dampfdichtheit, die etwas besser ist als die von Lack – Schichten.
Um das Metall mit dem Paraffin zu behandeln, gibt es mehrere Methoden: Zum einen kann man sich ein Schmelzbad aus Paraffin bereiten, in welches dann die Eisenteile eingetaucht und so lange belassen werden, bis keine Blasen mehr aufsteigen. Diese Methode eignet sich gut für kleinere Fundstücke. Bei größeren Teilen ist die Anwendung einer Lösung aus Paraffin und einem geeigneten Lösungsmittel möglich, die Lösung wird mehrfach mit dem Pinsel auf das Metall aufgetragen, man lässt eintrocknen und poliert etwas mit einer weichen Bürste, um die Oberfläche zu verdichten. Diesen Vorgang kann man mehrmals wiederholen.
Man kann auch den Paraffinen Lösungsmittel und spezielle Inhibitoren zugeben, was deren Schutzwirkung erhöht. Die Lösungsmittel bewirken die leichtere Verarbeitbarkeit, da sich die pastenförmigen Paraffine bei geringer Erwärmung verflüssigen lassen. Dazu kann man das Eisen mit einer Warmluftpistole erwärmen, beim Auftragen der Paraffin – Paste schmilzt diese und dringt in die Poren ein.
Korrosions – Inhibitoren
Spezielle Stoffe, die sich auf der Metalloberfläche anlagern und das nachrosten eindämmen bzw. verhindern. Sie sind meist für jedes Metall spezifisch bzw. wirken bei mehreren Metallen, dagegen bei andern nicht. Beim Eisen hat sich das Dicyclohexylammonium – Nitrit (DICHAN, DCA) besonders gut bewährt. Der Inhibitor wirkt auch als sog. Dampfphasen – Inhibitor, d.h., in verdampften Zustand. Besonders gut ist die Wirkung des Inhibitors, wenn er in einem luftdicht abgeschlossenen Raum wirken kann, in einer Vitrine zum Beispiel. Der Inhibitor wird in einem Lösungsmittel aufgelöst und auf das Metall aufgepinselt, nach dem Verdampfen des Lösungsmittels bleibt der Inhibitor als dünner Überzug zurück. Zusätzlich dazu können den Paraffinen weitere Anteile des Inhibitors zugegeben werden, um eine ausreichende Konzentration in der Umgebung des Metalls zu erzeugen.
Auch die Anwendung von Tannin ist eine Möglichkeit der Eisen – Konservierung:
Tannin
Tannin, auch Gerbsäure oder Gallusgerbsäure genannt, ist ein gelbbraunes – braunes Pulver, das in Wasser und Ethanol gut löslich ist. Chemisch handelt es sich um uneinheitliche Gemische von Glucoseestern der Gallussäure sowie der m – Di - Gallussäure. Die Gerbsäure löst sich in Wasser, Ethanol und warmem Glycerin sowie Aceton. In Chloroform, Ether oder Kohlenwasserstoffen ist es praktisch unlöslich.
Die Grundstruktur des Moleküls bildet D – Glucose, die an sämtlichen Hydroxylfunktionen verestert ist, und zwar mit Gallussäure- bzw. Galloylgallussäure – Resten.
Tannin ist ein Naturstoff, der aus gesammelten Pflanzengallen besteht, die mit Wasser extrahiert werden.
Die Verwendung zur Konservierung von Eisengegenständen beruht auf der Bildung von Tannaten, diese Verbindungen von Eisen mit Tanninen schützen die Oberfläche des Metalls vor weiterer Korrosion. Diese Reaktion wird in käuflichen Rostumwandlern ausgenutzt, allerdings wird dabei oft auch Phosphorsäure verwendet.
Die bei der Reaktion mit dem Tannin gebildeten Eisen – 2- Tannate sind zunächst noch wasserlöslich, bevor sie zu Eisen – 3- Tannaten weiteroxidiert werden. Diese dreiwertigen Tannate sind dann unlöslich und bilden die eigentliche Schutzschicht, die Umwandlung dauert einige Tage und benötigt Temperaturen um die 30 °C.
Bei der Anwendung von Tanninen zur Eisenkonservierung sollte generell eine Temperatur von mehr als 30 °C herrschen, das zu behandelnde Objekt kann mittels Heißluftpistole bzw. Infrarot – Lampe auf die entsprechende Temperatur gebracht werden, da Auflösen des Tannins im heißen (40 – 50 °C) Wasser erfolgt unmittelbar vor der Behandlung. Es ist zu beachten, das alle Eisenobjekte, die dieser Behandlung unterzogen werden, gründlich entsalzt sein müssen, denn bei ungenügender Entsalzung kommt es bei zu hoher Luftfeuchte später wieder zum nachrosten von innen heraus. Auch müssen die Stücke sehr gründlich getrocknet sein, eventuell vorhandenes Wasser in den kapillaren behindert das Eindringen der Tanninlösung. Alle mechanischen Bearbeitungen müssen vorher durchgeführt werden, durch Abschleifen geht der Schutz verloren.
Das Tannin wird entweder in Form einer Tauchbehandlung angewandt oder durch mehrmaliges ( 3- 4 mal) Einpinseln des Stückes mit der Lösung. Überschüssiges Tannin kann mit etwas destilliertem Wasser oder mit einem Tuch abgenommen werden. Das Trocknen des Objektes und somit die Bildung der Fe – 3- Tannate muss bei einer Temperatur von mindestens 30 °C erfolgen, am besten eignet sich dazu eine Infrarot – Lampe. Die Trockenzeit richtet sich nach der Größe des Objektes, sie sollte mindestens 70 Stunden betragen.
Diese Behandlung bietet in Innenräumen einen relativ beständigen Schutz, der durch nachfolgende Konservierung mit Paraffin noch verbessert werden kann.
Tannin kann dunkelgelb bis schwarzbraun gefärbt sein, die Färbung ist kein Qualitäts- – Kriterium.
Tannin – Lösung dunkelt an der Luft nach und wird schwarz
Literatur
J. B. Pelikan „Konservierung von Eisen mit Tannin“, in ‚Studies in Conservation’ 11 (3) 1966 S. 109 - 115
R. D. Bleck in ‚Neue Museumskunde’ 11/68 S. 357 - 358
Lacküberzüge
Auch Lacküberzügen können zum Schutz des Eisens verwendet werden, am günstigsten sind hier die Lacksysteme auf Methacrylat – Basis.
Aluminium
Aluminium überzieht sich an der Luft mit einer dünnen Schicht von Aluminiumoxid, die das Metall vor weiterer Korrosion schützt. Bei Bodenfunden hat man zusätzlich mit der Verunreinigung durch Bodensalze zu kämpfen, die das Metall nach der Reinigung erneut korrodieren lassen können. Oxid – Beläge sollten abgelöst werden, da sie Luftfeuchte aufnehmen und die weitere Zerstörung fördern. Zur Reinigung des Metalls gibt es verschiedene Methoden, die chemischen sind schonend und gleichzeitig gründlich, wenn sie entsprechend angewandt werden.
Zum Schutz des Metalls vor der Luftfeuchte eignen sich wie bei den anderen metallen Überzüge aus Paraffinen und Lacken, außerdem gibt es spezielle Inhibitoren, die am zusätzlich anwenden kann.
Besonders, wenn Teile der Oxid – Beläge am Metall verbleiben sollen, empfiehlt sich zunächst eine gute Trocknung des Stücks, eine daran anschließende Tränkung mit Inhibitor – Lösung und die Versiegelung mit Paraffin.
Besonders empfindlich gegenüber der Korrosion sind bestimmte Aluminium – Legierungen, die Kupfer und / oder Magnesium enthalten, eine kupferhaltige Al – Legierung ist z. B. das Duraluminium, welches als Konstruktionswerkstoff für Flugzeuge weit verbreitet ist. Bei diesen Fundstücken ist die Konservierung besonders wichtig. Auch Magnesium bildet an der Luft weiche, für Feuchte besonders gut durchlässige Korrosionsschichten aus, die entfernt werden müssen. Au bei diesen Metallen ist eine entsprechende gute Trocknung nach der Reinigung wichtig, bevor ein Schutzüberzug aufgebracht wird.
Zink
Beim Zink gilt im Wesentlichen das Gleiche, wie beim Aluminium. Korrosion beim Zink wird oft als sog. Zinkfraß bezeichnet, auch der Name Weißrost ist üblich. Der Zinkfraß ist jedoch keine spezielle Form der Metall – Zerstörung, sondern ein ganz normales „Rosten“, wie es auch bei den anderen Metallen auftritt. Die vom Zink gebildeten Verbindungen sind hygroskopisch, d.h., sie binden Feuchte aus der Luft und beschleunigen die weitere Korrosion, in stärkerem Maße als beim Aluminium. Daher sind sie, so weit das möglich ist, abzulösen und das Metall ist mit Paraffin, Lack und /oder geeigneten Inhibitoren zu schützen.
Generell haben die Lagerungsbedingungen einen großen Einfluss auf die Haltbarkeit der Funde. Je trockener, desto besser. Um die entsprechende Luftfeuchte herzustellen, können Trockenmittel wie das Silica – Gel benutzt werden. Luftdicht schließende Behälter und Vitrinen sind natürlich für die Lagerung am günstigsten, aber nicht ganz einfach zu realisieren.
Das Ganze als .pdf.
Konservierung und Stabilisierung bei Metallen
Stabilisieren, Stabilisatoren
Stabilisatoren sind Stoffe, die den Oxydationsprozess des zu behandelnden Metalls verzögern bzw. unterbinden. (Inhibitoren). Das kann sowohl im Entrostungsbad nötig sein, um eine zu starke Abtragung an unkorrodiertem Metall zu verhindern, als auch nach Trocknung, um das Objekt an der Luft zu schützen. (Konservierungsmittel).
Korrosionsinhibitoren (Korrosionshemmer) für schwefel- und phosphorsaure Entrostungsbäder sind z.B. Chinolin, Diethylamin, Pyridin, Thioharnstoff und Triethylamin.
Ein Korrosionsinhibitor zum Schutz von Eisen ist z.B. Tannin.
Auch mit einer 0,3 % igen Lösung von Kaliumdichromat kann bei Eisen eine gewisse Schutzwirkung erreicht werden.
Für Silber und Kupfer ist Benzotriazol geeignet: Alkoholische Lösung mit einem Benzotriazol - Gehalt von3 - 4 %. Anwendung bei 60 °C. Als Stabilisierungsmittel für Blei dient Wachs bzw. Paraffin.
Gebräuchliche Konservierungsmittel und Wachse, Vorbereitung beim Einwachsen von Objekten
Teilweise geeignet ist Bienenwachs, welches in flüssigem Zustand auf das erwärmte Stück aufgetragen wird (Pinsel). Daneben werden noch verschiedene Paraffine aus der Erdölverarbeitung und Hartwachse auf pflanzlicher Basis sowie das so genannte Erdwachs, in gereinigter Form als Zeresin bezeichnet, zur Konservierung verwendet.
Vorraussetzungen : Farblos, säurefrei, keine Reaktion mit Metallen.
Dabei kann das Wachs sowohl ohne als auch mit Lösungsmittel verarbeitet werden, beim Einsatz von Lösungsmitteln erniedrigt sich die nötige Arbeitstemperatur. Die balsamartige oder pastöse Wachsmasse wird auf das Objekt aufgetragen, oder, bei kleineren Stücken, als Bad angewendet. Vor dem Aufbringen des Wachses sollte gründlich entfettet und alle losen Teile entfernt werden. Außerdem muss das zu behandelnde Stück völlig durchgetrocknet sein.
Kupfer und Kupferlegierungen
Vorgehensweise:
Das gut gereinigte Objekt kann mit Benzotriazol - Lösung bestrichen werden, danach wird warm - heiß getrocknet. Das Benzotriazol kann auch in gelöster Form den Schutzwachsen bzw. Schutzlacken zugegeben werden. Dabei nicht mehr als 1 Ma - % zugeben.
Mit diesen Lacken bzw. Wachsen werden dann die Kupferobjekte überzogen.
Um Objekte aus Kupfer oder Bronze wirksam zu entsalzen, ohne dabei die Patina zu beeinträchtigen, eignet sich die folgende Lösung:
Bezeichnung Menge / Anteil / Bedingung Einheit
Natriumhydrogencarbonat (Natron) 25 g
Natriumcarbonat, wasserfrei (Soda) 25 g
Destilliertes Wasser 900 ml
Bei Anwendung dieser Lösung in Form eine Bades (25 °C) ist allerdings eine etwa 3 bis 4 - wöchige Behandlungsdauer nötig.
Eine besonders schwerwiegende Korrosionsform bei Kupferlegierungen, spez. bei Bronze, ist die Chlorid-Korrosion, auch „Bronzefraß“, „Bronzekrankheit „ oder „Bronzekrebs genannt:
Beim Vorhandensein von Chloriden im Boden bildet sich Kupferchlorid, diese bringt einen Kreislaufprozess in Gang, in dessen Verlauf ständig bei Vorhandensein von genügend Feucht Salzsäure gebildet wird. Diese greift wiederum das Metall an und zersetzt es langsam, aber stetig.
Die wichtigste Maßnahme bei der Lagerung ist daher eine möglichst geringe Luftfeuchte, wenn möglich unter 35 %. Außerdem sollte befallenes Material mit BTA (1 - H Benzotriazol) behandelt werden.
Das Vorhandensein dieser speziellen Form der Metallzerstörung ist an den weißgrünen bis giftgrünen Chloriden zu erkennen. Die normale Kupferpatina ist wesentlich dunkler. ( siehe oben)
Stabilisierung und Konservierung bei Silber und Silberlegierungen
Bei gereinigten Silberfunden sollte man auf eine gute Konservierung achten, da ein erneutes Anlaufen des Metalls recht zügig vonstatten gehen kann. Gut geeignet sind Überzüge aus Acryllacken (Paraloid) und Paraffin - Schichten.
Als Korrosionsinhibitor eignet sich sehr gut das schon beim Kupfer eingesetzte 1H-Benzotriazol.
Wenn Paraffine verwendet werden, sollten microkristalline Produkte zur Anwendung kommen.
Spezielle chemische, thermische und elektrolytische Verfahren bei Silber und Silberlegierungen
Thermische Verfahren
Bestimmte Glühtechniken können zur Festigung von stark brüchigem Silber verwendet werden, allerdings sollten diese von einem Goldschmied ausgeführt werden, da eine genaue Kontrolle der Temperatur unumgänglich ist. Der Silbergegenstand wird in einem Holzkohlefeuer, das bedeutet Kohlenmonoxidatmosphäre, bis dicht unterhalb des Schmelzpunktes von Silber (961 °C) erhitzt. Dabei sintert das brüchige Metall wieder zu größerer Festigkeit zusammen. Allerdings erfordern solche Behandlungen ein großes Maß an Erfahrung im Umgang mit Silbergegenständen.
Spezielle Korrosionsinhibitoren für Ag und Ag – Legierungen:
Universell verwendbar zur Konservierung ist 1H-Benzotriazol.
Eisen
Um Gegenstände (Bodenfunde) aus Eisen dauerhaft zu konservieren, sind verschiedene Methoden vorgeschlagen worden. Eine wesentliche Vorraussetzung ist die gründliche Entsalzung der Fundstücke, um die korrosiven Bodensalze aus den Spalten und Klüften des Metalls herauszubekommen. Auch bei sorgfältiger Entsalzung kann jedoch ein Rest zurückbleiben, der Korrosion auslösen kann, wenn die Umstände ungünstig sind. Es schein eine Art von Grenz – Konzentration zu geben, ab welcher das Eisen erneut anfängt, Rost zu bilden bzw. dauerhaft erhalten bleibt.
Ist die Entsalzung entsprechend durchgeführt worden, dann sollte man die Eisen – Funde gründlich trocknen. Das kann auf verschiedene Weise erfolgen, am brauchbarsten ist wohl die Verwendung einer Infrarot – Lampe, da die Strahlungswärme das Metall gleichmäßig erwärmt. Man kann auch eine schnellere Trocknung in einem Wärme – Ofen (Bachofen) versuchen, allerdings sollte die Temperatur dabei nicht zu schnell gesteigert werden. Auch eine längere Lagerung an einem trockenen, warmen Ort kann ausreichend sein.
Sobald das eisen ausreichend getrocknet ist, kann man eine Schutzschicht aufbringen, um die Luftfeuchte fernzuhalten. Auf dem Metall bildet sich schon bei geringer Luftfeuchte eine sehr dünner Oberflächenfilm aus Wasser, der zur Rostbildung beitragen kann.
Welche Art von Schutzüberzug ist am geeignetsten?
Sehr häufig wird Wachs bzw. Paraffin empfohlen. Man kann Bienenwachs verwenden, diese hat allerdings einen nicht unbeträchtlichen Gehalt an Cerotinsäure, die teilweise mit dem Metall reagieren bzw. Luftfeuchte binden kann. Günstiger sind die microkristallinen Paraffine, da diese einen relativ hohen Schmelzpunk haben und daher auch bei höheren Temperaturen nicht zum Kleben neigen. Es können auch Mischungen aus Normalparaffinen mit etwas niedrigerem Schmelzpunkt und microkristallinen Paraffinen verwendet werden. Der Vorteil des Paraffin – Überzuges liegt in seiner relativ guten Dampfdichtheit, die etwas besser ist als die von Lack – Schichten.
Um das Metall mit dem Paraffin zu behandeln, gibt es mehrere Methoden: Zum einen kann man sich ein Schmelzbad aus Paraffin bereiten, in welches dann die Eisenteile eingetaucht und so lange belassen werden, bis keine Blasen mehr aufsteigen. Diese Methode eignet sich gut für kleinere Fundstücke. Bei größeren Teilen ist die Anwendung einer Lösung aus Paraffin und einem geeigneten Lösungsmittel möglich, die Lösung wird mehrfach mit dem Pinsel auf das Metall aufgetragen, man lässt eintrocknen und poliert etwas mit einer weichen Bürste, um die Oberfläche zu verdichten. Diesen Vorgang kann man mehrmals wiederholen.
Man kann auch den Paraffinen Lösungsmittel und spezielle Inhibitoren zugeben, was deren Schutzwirkung erhöht. Die Lösungsmittel bewirken die leichtere Verarbeitbarkeit, da sich die pastenförmigen Paraffine bei geringer Erwärmung verflüssigen lassen. Dazu kann man das Eisen mit einer Warmluftpistole erwärmen, beim Auftragen der Paraffin – Paste schmilzt diese und dringt in die Poren ein.
Korrosions – Inhibitoren
Spezielle Stoffe, die sich auf der Metalloberfläche anlagern und das nachrosten eindämmen bzw. verhindern. Sie sind meist für jedes Metall spezifisch bzw. wirken bei mehreren Metallen, dagegen bei andern nicht. Beim Eisen hat sich das Dicyclohexylammonium – Nitrit (DICHAN, DCA) besonders gut bewährt. Der Inhibitor wirkt auch als sog. Dampfphasen – Inhibitor, d.h., in verdampften Zustand. Besonders gut ist die Wirkung des Inhibitors, wenn er in einem luftdicht abgeschlossenen Raum wirken kann, in einer Vitrine zum Beispiel. Der Inhibitor wird in einem Lösungsmittel aufgelöst und auf das Metall aufgepinselt, nach dem Verdampfen des Lösungsmittels bleibt der Inhibitor als dünner Überzug zurück. Zusätzlich dazu können den Paraffinen weitere Anteile des Inhibitors zugegeben werden, um eine ausreichende Konzentration in der Umgebung des Metalls zu erzeugen.
Auch die Anwendung von Tannin ist eine Möglichkeit der Eisen – Konservierung:
Tannin
Tannin, auch Gerbsäure oder Gallusgerbsäure genannt, ist ein gelbbraunes – braunes Pulver, das in Wasser und Ethanol gut löslich ist. Chemisch handelt es sich um uneinheitliche Gemische von Glucoseestern der Gallussäure sowie der m – Di - Gallussäure. Die Gerbsäure löst sich in Wasser, Ethanol und warmem Glycerin sowie Aceton. In Chloroform, Ether oder Kohlenwasserstoffen ist es praktisch unlöslich.
Die Grundstruktur des Moleküls bildet D – Glucose, die an sämtlichen Hydroxylfunktionen verestert ist, und zwar mit Gallussäure- bzw. Galloylgallussäure – Resten.
Tannin ist ein Naturstoff, der aus gesammelten Pflanzengallen besteht, die mit Wasser extrahiert werden.
Die Verwendung zur Konservierung von Eisengegenständen beruht auf der Bildung von Tannaten, diese Verbindungen von Eisen mit Tanninen schützen die Oberfläche des Metalls vor weiterer Korrosion. Diese Reaktion wird in käuflichen Rostumwandlern ausgenutzt, allerdings wird dabei oft auch Phosphorsäure verwendet.
Die bei der Reaktion mit dem Tannin gebildeten Eisen – 2- Tannate sind zunächst noch wasserlöslich, bevor sie zu Eisen – 3- Tannaten weiteroxidiert werden. Diese dreiwertigen Tannate sind dann unlöslich und bilden die eigentliche Schutzschicht, die Umwandlung dauert einige Tage und benötigt Temperaturen um die 30 °C.
Bei der Anwendung von Tanninen zur Eisenkonservierung sollte generell eine Temperatur von mehr als 30 °C herrschen, das zu behandelnde Objekt kann mittels Heißluftpistole bzw. Infrarot – Lampe auf die entsprechende Temperatur gebracht werden, da Auflösen des Tannins im heißen (40 – 50 °C) Wasser erfolgt unmittelbar vor der Behandlung. Es ist zu beachten, das alle Eisenobjekte, die dieser Behandlung unterzogen werden, gründlich entsalzt sein müssen, denn bei ungenügender Entsalzung kommt es bei zu hoher Luftfeuchte später wieder zum nachrosten von innen heraus. Auch müssen die Stücke sehr gründlich getrocknet sein, eventuell vorhandenes Wasser in den kapillaren behindert das Eindringen der Tanninlösung. Alle mechanischen Bearbeitungen müssen vorher durchgeführt werden, durch Abschleifen geht der Schutz verloren.
Das Tannin wird entweder in Form einer Tauchbehandlung angewandt oder durch mehrmaliges ( 3- 4 mal) Einpinseln des Stückes mit der Lösung. Überschüssiges Tannin kann mit etwas destilliertem Wasser oder mit einem Tuch abgenommen werden. Das Trocknen des Objektes und somit die Bildung der Fe – 3- Tannate muss bei einer Temperatur von mindestens 30 °C erfolgen, am besten eignet sich dazu eine Infrarot – Lampe. Die Trockenzeit richtet sich nach der Größe des Objektes, sie sollte mindestens 70 Stunden betragen.
Diese Behandlung bietet in Innenräumen einen relativ beständigen Schutz, der durch nachfolgende Konservierung mit Paraffin noch verbessert werden kann.
Tannin kann dunkelgelb bis schwarzbraun gefärbt sein, die Färbung ist kein Qualitäts- – Kriterium.
Tannin – Lösung dunkelt an der Luft nach und wird schwarz
Literatur
J. B. Pelikan „Konservierung von Eisen mit Tannin“, in ‚Studies in Conservation’ 11 (3) 1966 S. 109 - 115
R. D. Bleck in ‚Neue Museumskunde’ 11/68 S. 357 - 358
Lacküberzüge
Auch Lacküberzügen können zum Schutz des Eisens verwendet werden, am günstigsten sind hier die Lacksysteme auf Methacrylat – Basis.
Aluminium
Aluminium überzieht sich an der Luft mit einer dünnen Schicht von Aluminiumoxid, die das Metall vor weiterer Korrosion schützt. Bei Bodenfunden hat man zusätzlich mit der Verunreinigung durch Bodensalze zu kämpfen, die das Metall nach der Reinigung erneut korrodieren lassen können. Oxid – Beläge sollten abgelöst werden, da sie Luftfeuchte aufnehmen und die weitere Zerstörung fördern. Zur Reinigung des Metalls gibt es verschiedene Methoden, die chemischen sind schonend und gleichzeitig gründlich, wenn sie entsprechend angewandt werden.
Zum Schutz des Metalls vor der Luftfeuchte eignen sich wie bei den anderen metallen Überzüge aus Paraffinen und Lacken, außerdem gibt es spezielle Inhibitoren, die am zusätzlich anwenden kann.
Besonders, wenn Teile der Oxid – Beläge am Metall verbleiben sollen, empfiehlt sich zunächst eine gute Trocknung des Stücks, eine daran anschließende Tränkung mit Inhibitor – Lösung und die Versiegelung mit Paraffin.
Besonders empfindlich gegenüber der Korrosion sind bestimmte Aluminium – Legierungen, die Kupfer und / oder Magnesium enthalten, eine kupferhaltige Al – Legierung ist z. B. das Duraluminium, welches als Konstruktionswerkstoff für Flugzeuge weit verbreitet ist. Bei diesen Fundstücken ist die Konservierung besonders wichtig. Auch Magnesium bildet an der Luft weiche, für Feuchte besonders gut durchlässige Korrosionsschichten aus, die entfernt werden müssen. Au bei diesen Metallen ist eine entsprechende gute Trocknung nach der Reinigung wichtig, bevor ein Schutzüberzug aufgebracht wird.
Zink
Beim Zink gilt im Wesentlichen das Gleiche, wie beim Aluminium. Korrosion beim Zink wird oft als sog. Zinkfraß bezeichnet, auch der Name Weißrost ist üblich. Der Zinkfraß ist jedoch keine spezielle Form der Metall – Zerstörung, sondern ein ganz normales „Rosten“, wie es auch bei den anderen Metallen auftritt. Die vom Zink gebildeten Verbindungen sind hygroskopisch, d.h., sie binden Feuchte aus der Luft und beschleunigen die weitere Korrosion, in stärkerem Maße als beim Aluminium. Daher sind sie, so weit das möglich ist, abzulösen und das Metall ist mit Paraffin, Lack und /oder geeigneten Inhibitoren zu schützen.
Generell haben die Lagerungsbedingungen einen großen Einfluss auf die Haltbarkeit der Funde. Je trockener, desto besser. Um die entsprechende Luftfeuchte herzustellen, können Trockenmittel wie das Silica – Gel benutzt werden. Luftdicht schließende Behälter und Vitrinen sind natürlich für die Lagerung am günstigsten, aber nicht ganz einfach zu realisieren.
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