DD223665A1 - Verfahren zur konservierung von historischen sachzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Traenkung von Sachzeugen aus Holz, Knochen, Keramik, Stein und anderen poroesen Stoffen mit polymerisierbaren Verbindungen und deren Aushaertung in den jeweiligen Materialien. Ziel der Erfindung ist eine starke Vereinfachung des Traenk- und Aushaerteprozesses. Durch eine Kombination von Vakuum- und herkoemmlicher Trogtraenkung des von einer gasdichten Plastehuelle umgebenen Objektes wird die Luft aus dem Material entfernt und dadurch die ausreichende Impraegnierung gewaehrleistet. Durch Anwendung flexibler Heiz- und Waermebandagen bzw. -decken kann die fuer eine thermokatalytische Aushaertung der Festigungsmittel erforderliche Waerme direkt auf das Objekt uebertragen werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konsolidierung von historischen Objekten aus Holz, Knochen, Keramik, Stein und anderen porösen Materialien. Es kann im Museumswesen, in der Denkmalspflege, bei archäologischen Ausgrabungen, im Antikhandel und zur Sanierung von Bauwerken angewendet werden. .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .

Es ist bekannt, daß sich desolate historische Objekte aus Holz, Knochen, Keramik, Stein und anderen porösen Materialien durch Tränkung mit verschiedenen anorganischen und organischen Verbindungen festigen lassen. Häufig werden dafür Plaste verwendet, die entweder als Polymere, gelöst in einem Lösungsmittel, oder als Monomere vorliegen. ·

Die Imprägnierung der Objekte mit diesen Stoffen erfolgt dabei durch Streichen, Sprühen, Tauchen, Normaldruck-, Vakuumoder Vakuum-/Überdrucktränkung.

Die in Lösungsmittel gelösten Polymere dringen oftmals nur wenig in die betreffenden Materialien ein. Das Lösungsmittel verdampft meistens sehr langsam und häufig unvollständig. In vielen Fällen wird nur eine Festigung der Randzpnen erreicht, die Verbindung zur übrigen Substanz fehlt und die verfestigende Wirkung ist unzureichend. Je nach den Umgebungsbedingungen treten Risse auf, das verfestigte Material platzt ab, und atmosphärische sowie biologische Korrosion können ihr Werk fortsetzen.

Monomere oder Oligomere dringen dagegen wesentlich tiefer in die Materialien ein. Sie müssen aber anschließend in den festen Zustand überführt werden. Das Aushärten wird beispielsweise durch energiereiche Strahlen (strahlenchemisch) oder in Gegenwart eines Katalysators durch Wärme (thermokatalytisch) bewirkt. Für die strahlenchemische Aushärtung kommen Gammastrahlen-Quellen oder Elektronenbeschleuniger zum Einsatz. Die thermokatalytische Aushärtung erfolgt in Wärmeschränken, Trockenkammer bzw.-kanälen, in Heizbädern und durch Wärmestrahler. Somit werden bisher für beide Aushärtungsarten Anlagen benötigt, deren Anschaffung, Betrieb und Wartung in Abhängigkeit von der Größe, der zu 'behandelnden Objekte sehr kostspielig sind und die sich meist nur schwer transportieren lassen, wodurch ihre universelle Anwendbarkeit beschränkt ist.

Ziel der Erfindung .. .

Es ist Ziel der Erfindung, daß das Tränken von historischen Objekten mit polymerisierbaren Verbindungen und insbesondere deren Aushärtung stark vereinfacht und damit ökonomischer gestaltet wird.

Das Verfahren muß auch bei größeren Sachzeugen an Ort und Stelle ohne beträchtlichen finanziellen Aufwand im Vergleich zu den bisherigen Verfahren praktikabel sein. Die zum Aushärten benötigte Energiemenge ist dabei möglichst gering zu halten. Außerdem sollen solche Wärmequellen verwendet werden, die der Handel bereits anbietet und die durch genaue Einstellung der Temperatur eine gleichmäßige Aushärtung des jeweiligen Festigungsmittels ermöglichen. Das gefestigte, morsche Material muß einen innigen Kontakt zu den gut erhaltenen Zonen besitzen. Durch die Erhaltung der destrukturierten Sachzeugen entfällt die kostenintensive Nachbildung des Originals.

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tränkung von Sachzeugen aus Holz, Knochen, Keramik, Stein und anderen porösen Materialien mit Monomeren bzw. Oligomeren und ihre Aushärtung so zu gestalten, daß eine ausreichende Aufnahme an Tränkmittel und seine dauerhafte Fixierung im Material erreicht wird. Dazu muß sowohl das Tränkverfahren als auch die thermokatalytische Aushärtung der in den verschiedenen Objekten enthaltenen polymerisierbaren Stoffe modifiziert werden.

Erfindungsgemäß wird die Tränkung der Materialien dergestalt vorgenommen, daß anstelle einer Vakuumtränkung in einer industriell gefertigten Apparatur oder einer herkömmlichen Trogtränkung eine Kombination aus beiden tritt. Sie besteht darin, daß in dem vorbereiteten Behälter oder in eine mit einer durchlässigen Plastefolie ausgelegte Erdgrube das Tränkmittei mit oder ohne Katalysator sowie Wirkstoffzusätze eingefüllt wird. Das Objekt wird in eine gas- und vakuumdichte Plastehülle eingeschweißt und die Luft über ein Mundstück mittels einer transportablen Vakuumpumpe abgesaugt, so daß ein Unterdruck entsteht. Falls erforderlich, kann der Sauerstoffgehalt der im Objekt vorhandenen Restluft durch ein- oder mehrmaliges Einleiten von Stickstoff und erneutes Evakuieren verringert werden. Nach geeigneter Absperrung der Hülle gelangt das Objekt in die Tränklösung und wird beschwert. Beim Öffnen der Hülle unter dem Flüssigkeitsspiegel dringt das Imprägniermittel infolge des vorher herrschenden Vakuums rasch, tief und gleichmäßig ins zu konservierende Objekt ein.

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Nach Ablauf der gewünschten Tränkzeit kann das Objekt dem Bad entnommen werden, wobei sich ein Abtropfen des überschüssigen Tränkmittels anschließt. Nach Wägung zur Bestimmung der aufgenommenen Tränkmittelmenge wird das noch feuchte Objekt zunächst in Polyamide oder Polyesterfolie und dann in Polyäthylenfolie eingehüllt, um ein Abdampfen des Tränkmittels zu verhindern. ,

Erfindungsgemäß erfolgt die thermokatalytische Aushärtung im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahrensweisen dadurch, daß die Wärmequelle in Form von flexiblen Heiz-und Wärmebandagen bzw. -decken direkt auf die umhüllte Oberfläche des Objektes gebracht wird. Die Wärmequellen werden nach außen mit Isolierbandagen aus Glas-, Mineralwolle oder ähnlichen Materialien abgeschirmt. Um eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Wärme auf die gesamte Oberfläche des Objektes zu sichern, ist ein Ummanteln mit einer wärmeleitenden dünnen Folie zwischen Plasteumhüllung und Wärmequelle vorteilhaft. Die Wärmezufuhr und damit die Temperatur des Objektes läßt sich mit Hilfe von Thermoelementen, Widerstands-oder Kontaktthermometern, die auf der Oberfläche des Objektes angebracht sind, sowie Regeleinrichtungen in dem gewünschten Bereich halten. Durch den engen Kontakt zwischen Wärmequelle Und Objekt kann bei geringem Energieverbrauch der gleiche Effekt wie bei herkömmlichen thermokatalytischen Aushärteverfahren erreicht werden.

Ausführungsbeispiele

1. Der morsche Holm einer Geschützlafette aus Eiche wird in einen Polyäthylenbeutel eingeschweißt. Mittels einer Vakuumpumpe wird der Beutel so lange evakuiert, bis ein Unterdruck von 13,3 kPa erreichtest. Dann wird mit Stickstoff gespült, und dieser Wechsel zwei-, dreimal wiederholt. Nach erneutem Evakuieren gelangt der verschlossene Beutel sofort in ein Gemisch von Methylmethacrylat, Crotonaldehyd und, Katalysator, das sich in einem Tränkbehälter befindet. Nach Untertauchen des Objektes kann der Beutel an der Stirnseite des Holmes aufgeschlitzt werden. Dabei dringt das Gemisch ins Holz ein. Nach Erreichen der entsprechenden Aufnahme entnimmt man den Holm dem Tränkbad und läßt das überschüssige Tränkmittel abtropfen. Daran schließt sich das Umhüllen mit Polyamid- und Polyäthylenfolie sowie Aluminiumfolie an. Zwischen Polyäthylen- und Aluminiumfolie gelangen Wärmedecken, die um den verpackten Holm zu wickeln sind. Die Wärmedecken werden zur Regelung ihrer Leistungen Spannungsregler angeschlossen. Um Wärmeverluste zu vermeiden, bedeckt man die Wärmedecken mit Isoliermatten. Das Methylmethacrylat/Crotonaldehyd-Gemisch ist bei einer Temperatur von 55° bis 65° in ca. 20 Stunden ausgehärtet. ,

2. Der brüchige Knochen eines prähistorischen Tieres wird mit einem Tränkgemisch aus Methylmethacrylat, Styren, ,Crotonaldehyd und Katalysator wie im Beispiel 1, jedoch ohne Stickstoffspülung, imprägniert und mit Folie für die Aushärtung umhüllt. Als Wärmequellen belangen 1cm bis 3cm breite Heizbänder in Längen bis zu 3m zum Einsatz, die um den Knochen gewickelt und festgebunden werden. Die Temperatur auf der Oberfläche des Knochens wird durch Kontaktthermometer und Relais geregelt.

Bei einer Temperatur von 40° bis 50° ist das Gemisch in 30 bis 40 Stunden ausgehärtet.

Claims (5)

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   Erfindungsansprüche:

   1. Verfahren zur Konservierung und Verfestigung von historischen Sachzeugen aus Holz, Knochen, Keramik, Stein und anderem porösen Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt zur Verbesserung der Aufnahme des Tränkmittels mit einer gasdichten Folie umhüllt, die Luft mittels einer Vakuumpumpe entfernt, wahlweise ein- oder mehrmals mit Stickstoff gespült und die evakuierte Hülle mit dem Objekt unter der Oberfläche der Tränklösung geöffnet wird.
2. 2. Verfahren zur Konsolidierung von historischen Sachzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung der nach Anspruch 1 oder in an sich bekannter Weise ins Objekt eingebrachten polymerisierbaren Verbindungen durch eine Umhüllung mit flexiblen, dem Objekt möglichst dicht anliegenden Wärmequellen erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als flexible Wärmequellen Heizbandagen, -schnüre oder -bänder, Heizdecken oder-kissen, Wärmedecken oder ähnliche Erzeugnisse eingesetzt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Umhüllung des Objektes mit einer eng anliegenden wärmeleitenden Folie unmittelbar unter der Wärmequelle eine bessere Verteilung der Wärme auf die Oberfläche des Objektes und damit eine gleichmäßigere Aushärtung und eine Verringerung der Brandgefahr bewirkt wird.

   B. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizquellen nach außen mit Bandagen, Decken, Matten aus Glas-oder Mineralwolle oder anderen geeigneten wärmedämmenden Stoffen isoliert werden.
5. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr durch den Einbau von Temperaturmeß-, Steuer- und Regeleinrichtungen so gestaltet wird, daß die für die Aushärtung der im Objekt vorhandenen polymerisierbaren Verbindungen erforderliche^Temperatur erreicht und über die notwendige Zeit eingehalten wird.