ENGLISH

Verwendung der Alkohol-Ether-Harz Methode
am Sammlungszentrum des Schweizerischen Nationalmuseums


Die Alkohol-Ether-Harz Methode ist eine von 3 Methoden die am Sammlungszentrum des Schweizerischen Nationalmuseum für die Konservierung von nassorganischen Funden eingesetzt werden. Die Alkohol-Ether-Harz Methode wird erfolgreich seit 1952 am Schweizerischen Nationalmuseum eingesetzt und ist besonders für die Konservierung von Holz in Verbindung mit anderen Materialien, sogenannten Kompositobjekten, geeignet. Dabei handelt es sich häufig um Werkzeuge oder Waffen, die neben Holz beispielsweise aus Geweih, Stein oder Metall gefertigt sind.

Für Kompositobjekte mit Metall ist diese Methode besonders geeignet, da sie auf keines der Metalle korrosiv wirkt. Weiterhin kommt es in der Regel zu keiner Grössenveränderung des Holzes, so dass die Methode auch für Kombinationen mit Stein, Geweih etc. geeignet ist.

Für die Anwendung der Methode ist ein speziell eingerichtetes Labor notwendig. Die Ergebnisse sind sehr gut, so dass diese Methode für besonders wertvolle oder anspruchsvolle Objekte trotz ihrer Komplexität weiterhin verwendet wird.

Als Vorbereitung wird das Objekt, wie bei jeder Konservierungsarbeit zunächst eingehend dokumentiert. Der Eingangszustand wird stets mittels Fotografie, Vermessen und Wägen des Objektes festgehalten. Wenn das Objekt eine Probenentnahme zulässt, werden zudem Messungen vom Abbaugrad (Umax) des Holzes durchgeführt. Anschliessend werden die Badgefässe vorbereitet. Diese bestehen wahlweise aus einer Aluminiumlegierung oder Edelstahl und stehen auf geerdeten Tischen im Sicherheitslabor, s. Abb. 1

Nach dem Platzieren der Objekte wird eine passende Glasscheibe auf den Innenrand des Badgefässes gelegt und mit Latexmilch abgedichtet, s. Abb. 2.

Durch eine Lochbohrung mit etwa 15 mm Durchmesser in der Glasscheibe werden, mittels einer druckluftbetriebenen Pumpe mit leitfähigen Kunststoffschläuchen, in der Folge alle Badwechsel vollzogen.
Die Alkohol-Ether-Harz Methode selbst erfolgt in mehreren Arbeitsschritten, diese sind in Abbildung 3 und 4 schematisch dargestellt.


Als erster Behandlungsschritt werden die wassergesättigten Hölzer in Ethanol entwässert. Ethanol (C2H6O) hat eine Dichte von 0,79 g cm3 und einen Siedepunkt von 78 °C. Ethanol ist beliebig in Wasser lösbar und mischbar. Man beginnt für die Entwässerung der Holzobjekte in der Regel mit etwa 60%-70%igem Ethanol. Dem Holz wird dabei das Wasser sukzessive entzogen, wobei die Badwechsel etwa alle 2 Wochen stattfinden. Durch Dichtemessungen mit einem Aräometer kann der Austauschvorgang zwischen Wasser und Ethanol verfolgt werden.
Die Konzentration des verwendeten Ethanols wird bei jedem Badwechsel erhöht, bis zum Schluss die Dichte des absoluten Alkohols erreicht ist. Die Objekte sind somit vollständig mit Ethanol gesättigt. Je nach Grösse und Abbaugrad der Holzobjekte werden etwa 5 bis 9 Badwechsel benötigt.
Im zweiten Schritt wird der Ethanol durch Diethylether (Diethylether stabilisiert mit 5-7 ppm BHT) ersetzt. Diethylether (C4H10O) hat eine Dichte von 0,71 g cm3 und einen Siedepunkt von 34,6 °C. Besonders gefährlich ist dieses Lösungsmittel, da es explosives Diethylether-Peroxid bilden kann, es wirkt zudem narkotisierend.
Diethylether ist nur bedingt in Wasser löslich (6,9 g /100 ml bei 20°C), mischt sich jedoch beliebig mit Ethanol. Der Ethanol in den Holzobjekten wird also nach und nach durch Diethylether ersetzt. Mit jedem Badwechsel wird die Konzentration des Diethylethers erhöht. Der Austauschvorgang kann durch die Beobachtung der Löslichkeitsabnahme eines alkohollöslichen Farbstoffes (Rhodamin B, Ciba) angezeigt werden. Hierzu wird dem Behandlungsbad eine kleine Probe der Etherlösung entnommen. Es werden dann jeweils etwa 5 ml Probenlösung mit einer Spatelspitze (ca. 20 mg) Rhodamin B gemischt. Wichtig ist hierbei ein Farbstoffüberschuss. Je höher der Ethanolgehalt ist, desto kräftiger ist die Rotfärbung der Lösung. Die Bestimmung der Konzentration erfolgt kolorimetrisch mit dem Farbvergleich zu einer geeichten Verdünnungsreihe. Eine reine Etherlösung zeigt keinerlei Färbung, s. Abb. 5.

Die Objekte werden im dritten Arbeitsschritt in eine Harzlösung eingelegt, welche in Diethylether löslich ist. Die Eindringzeit ist abhängig von der Grösse und dem Abbaugrad der Holzobjekte, sie beträgt in der Regel 4 Monate. Die Harzlösung kann mehrfach verwendet werden bis der Festkörpergehalt des Harzes zu gering ist.
Die Standard Harzlösung hat folgende Zusammensetzung:
70,7% Diethylether, 16,1% Dammarharz, 6,4% Kolophonium, 3,2% Dienol D102, 3,2% Rhizinusöl und 0,4% PEG 400
Nur bei Objekten aus Eiche wird im Anschluss an die erste Harzlösung eine zweite mit einem konzentrierteren Harz verwendet, dieses dient dazu bei Eiche das Splintholz zu festigen.
Konzentriertes Harz: 54,7% Diethylether, 24,9% Dammarharz, 9,9% Kolophonium, 5% Dienol D102, 5% Rhizinusöl  und  0,7% PEG 400
Anschliessend werden die mit Harzlösung getränkten Objekte im Vakuum getrocknet. Hierzu wird ein Vakuumkessel verwendet welcher mit einer explosionsgeschützten Pumpe verbunden ist. Der dampfförmig abgesaugte Ether wird auf wassergekühlten Kondensatoren niedergeschlagen und als Lösung in einem gläsernen Gefäss aufgefangen. Für den Trocknungsprozess werden die Objekte zunächst in den Vakuumkessel eingelegt. Dann wird der Druck im Gefäss auf etwa 40 kiloPascal (0,4 bar) abgesenkt, die Pumpe wird dann abgeschaltet. Durch die Verdampfung des Ethers erfolgt ein Druckanstieg im Gefäss. In der Regel wird für einen Trocknungszyklus daher mehrfach abgepumpt bis das Vakuum konstant bleibt.
Nach der Trocknung können die Objekte bei Bedarf weiter bearbeitet werden. Die Gesamtbehandlungszeit beträgt in der Regel 10 bis 14 Monate. Sollte nach der Trocknung ein Überschuss an Konservierungsmittel auf einem Objekt verbleiben lässt sich dieses mit Methylenchlorid entfernen. Dann können auch Klebungen und Ergänzungen durchgeführt, oder Stützformen hergestellt werden.
Je nach Holzart und Abbaugrad kann die konservierte Holzoberfläche nach der Konservierung etwas puderig sein. In diesem Fall kann sie mit einem Oberflächenschutz versehen werden. Heute wird hierzu eine 2-3%ige Lösung aus Paraloid B72 in Aceton verwendet. Der Auftrag erfolgt mittels Pinsel. Dieser Oberflächenschutz stabilisiert die Oberfläche des Holzes, ohne dabei eine Farbänderung zu bewirken. Abschliessend werden die Objekte erneut eingehend dokumentiert und fachgerecht verpackt.
Die mit der Alkohol-Ether-Harz-Methode konservierten Hölzer zeichnen sich durch ein vergleichsweise geringes Gewicht, bei guter Stabilität und Langzeitstabilität aus. Die Farbgebung ist natürlich und es sind sogar dendrochronologische Untersuchungen nach der Konservierung möglich. Das Harz ist in den Zellen selbst unter dem Rasterelektronenmikroskop nicht sichtbar, siehe Abb. 6.

Die Alkohol-Ether-Harz-Methode ist besonders für Kompositobjekte geeignet. Die verwendeten Produkte sind für Metall nicht korrosiv und bedürfen daher keiner weiteren Zusätze.
Mit dieser Methode konservierte Objekte zeichnen sich durch eine gute Langzeitstabilität aus und sind beständig gegenüber Schädlingsbefall.

Einrichtung des Labors
Für die Arbeit mit der Alkohol-Ether-Harz-Methode ist ein speziell eingerichtetes Labor notwendig. Dieses muss für den Umgang mit explosiven Lösungsmitteln ausgestattet sein. Bei jeder Manipulation innerhalb des Labors müssen die Sicherheitsmassnahmen wie z.B. das Erden der Lösungsmittelfässer, und das Tragen von leitfähigen Schuhen und Handschuhen, sowie Baumwollkleidern eingehalten werden. Im Sicherheitslabor dürfen nur explosionsgeschützte elektronische Geräte eingesetzt werden.



K. Schmidt-Ott, C. André

© Schweizerisches Nationalmuseum