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Archäologischer Bernstein

Untersuchung verschiedener Festigungsmöglichkeiten

Archäologischer Bernstein
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Alexandra Jeberien
  • Abgabedatum: Juli 2000
  • Umfang: 163 Seiten
  • Dateigröße: 43,6 MB
  • Note: 1,7
  • Institution / Hochschule: Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-6625-1
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-6625-1 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-6625-1 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Jeberien, Alexandra Juli 2000: Archäologischer Bernstein, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Restaurierung, Konservierung, Tränkungsmittel, Computertomographie, Rasterelektronenmikroskop

Diplomarbeit von Alexandra Jeberien

Zusammenfassung:

Die Schwierigkeiten, die sich bei der Restaurierung und Konservierung von archäologischen Bernsteinobjekten ergeben, sind in der Chemie des Materials selbst begründet. Bis heute sind weder eine exakte Zusammensetzung, des uns unter Bernstein geläufigen fossilen Harzes, noch die genauen Umstände, die zum Abbau und kompletten Verlust des Zusammenhanges dieses Materials führen, bekannt.

Oxidationsprozesse, die die Bernsteinobjekte bereits während der Lagerung abbauen, finden nach der Fundbergung begünstigt durch Licht und Wärme, im beschleunigten Maße statt. Aus diesem Grund werden archäologische Bernsteinfunde konservatorisch behandelt.

Eine Lagerung unter sauerstoffreier Atmosphäre, sowie das Ausschließen katalytisch wirkender Parameter wie UV Strahlung, Wärme, schwankende Luftfeuchtigkeit und extreme pH-Werte des Umgebungsmediums, kann im Ausstellungskontext unter Berücksichtigung sehr verschiedener Materialgruppen nur selten realisiert werden. Eine wissenschaftliche Bearbeitung bedingt zudem die Handhabung der Bernsteinobjekte, so daß Konservierungsmaßnahmen notwendig werden, sobald das Objekt der Öffentlichkeit präsentiert werden soll oder zur Bearbeitung das Depot verlassen muß. Andererseits sollte das Material möglichst unbehandelt vorliegen, um spätere Analysen zur Herkunftsbestimmung nicht zu beeinträchtigen.

Da weder Langzeiterfahrungen zu stabilisierenden Methoden und Materialien vorliegen, noch Einigkeit über Pro und Kontra einer Behandlung herrscht, wird das Material Bernstein in den archäologischen Depots oftmals konservatorisch nachlässig behandelt oder erfährt sehr unterschiedliche Restaurierungsmaßnahmen.

Die einleitend angesprochene Problematik des Einsatzes unterschiedlicher Konservierungsmittel an archäologischem Bernstein, läßt sich exemplarisch an der deutschsprachigen Restaurierungsliteratur nachweisen. Diese enthält seit den 70er Jahren lediglich fünf Artikel zur Restaurierung archäologischer Bernsteinobjekte, von denen jeder ein eigenständiges Konservierungsverfahren beschreibt. Den Schwerpunkt der Arbeiten und Versuche bildete die Suche nach einem geeigneten Tränkungsmittel. Das fehlende Wissen um die Zusammensetzung und die Abbauprozesse des Materials Bernstein führte zu einer Vielzahl von Auffassungen und sehr unterschiedlichen Konservierungsmaßnahmen. Der behandelte Bernstein wurde dabei von den Autoren lediglich optisch nach seinem Aussehen beurteilt. Neben dieser rein subjektiven Beurteilung einer Festigung hat sich jedoch keiner der Autoren mit dem Festigungsvermögen der Tränkungsmittel beschäftigt. Im Hinblick auf die spezifischen Anforderungen eines jeden zu restaurierenden Fundstückes können alle in den Artikeln aufgeführten Konservierungsmethoden von Relevanz sein, da sie, bei lediglich makroskopischer Beurteilung der Tränkung, gute Ergebnisse vorweisen In der vorliegenden Arbeit soll ein Vergleich der bislang verwendeten Materialien zur Konservierung archäologischen Bernsteins, mit Hilfe analytisch-physikalischer Untersuchungsmethoden im Mittelpunkt stehen.

Als Resultat der Arbeit erschließt sich die Möglichkeit, zukünftige Tränkungen an archäologischen Bernsteinobjekten anhand der Ergebnisse der naturwissenschaftlichen Untersuchungen, abgestimmt auf die jeweils vorliegenden Objekte, durchzuführen.

Da heute eine Vielzahl von Materialien zur Konsolidierung von Bernstein zum Einsatz gelangt, wird in der vorliegenden Arbeit dargelegt, ob durch genaue mikroskopische Beobachtung als auch einen analytisch-physikalischen Vergleich, Unterschiede im Konsolidierungsvermögen und der Eindringtiefe einzelner Tränkungsmittel festgestellt werden können und ob diese im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Erhaltungszuständen der Objekte stehen.

Die Ergebnisse, der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen, werden bei der in Kapitel 7 beschriebenen Restaurierung archäologischer Bernsteinobjekte der späten römischen Kaiserzeit / frühen Völkerwanderungszeit angewandt. Es handelt sich hierbei um vierzehn Perlen und zwei Perlenfragmente baltischen Bernsteins, die unterschiedlich stark abgebaut sind. Diese wurden dem Niedersächsischen Landesmuseum 1950 als Lesefunde einer Ackeroberfläche der Gemarktung Bokeloh zur Verfügung gestellt.

Da die Perlen ganz unterschiedliche Korrosionszustände aufweisen, müssen die restauratorischen Maßnahmen auf die spezielle Problematik verschiedener Festigungsbedürfnisse abgestimmt werden.

Durch Recherche der Literatur und eine Umfrage sollen die angewendeten Tränkungsmittel zunächst erfaßt werden. Entsprechend der Kriterien eines zu entwickelnden Anforderungskataloges an die Restaurierungsmaßnahmen soll die Vielzahl der erfaßten Tränkungsmittel eingegrenzt werden.

Die ausgewählten Tränkungsmittel werden hinsichtlich ihrer Eindringtiefe und ihres Festigungsvermögens makroskopisch, mikroskopisch und mittels radiografischer Untersuchungsmethoden an originalem archäologischen Bernsteinmaterial untersucht, so daß die Ergebnisse für jeden Restaurator nachvollziehbar bleiben. Ergänzend werden die Konsolidierungsmittel (im Sinne der oben genannten Zielstellung) bezüglich ihres Verhaltens im Zusammenhang mit unterschiedlichsten Korrosionsgraden verglichen und bewertet. Neben ihren optischen Qualitäten sollten die getesteten Festigungsmittel nunmehr, kritisch in Bezug auf ihr Festigungsvermögen, für den spezifischen Bedarf eines jeden Korrosionsgrads auswählbar sein.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen bei einer Restaurierung archäologischer Bernsteinobjekte ermöglichen, die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Tränkungsmittel, abgestimmt auf die Bedürfnisse der Objekte, gezielt abwägen zu können.

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung 8
1.1 Problematik und Lösungsansatz 9
1.2 Zielstellungen und Vorgehensweise 10
2. Forschungsgeschichte 12
2.1 Chronologischer Überblick der restauratorischen Entwicklung zum Thema Bernstein 12
2.2 Gegenwärtiger Forschungsstand 14
3. Umfrage 17
3.1 Zielstellung der Umfrage 17
3.2 Aufbau des Fragebogens 17
3.3 Graphische Darstellung und Auswertung der Ergebnisse der Umfrage 18
4. Bernstein 21
4.1 Allgemeines 21
4.2 Entstehung der baltischen Bernsteinvorkommen 23
4.3 Lagerstätten 24
4.4 Akzessorische Harze 26
5. Naturwissenschaftliche Grundlagen 27
5.1 Die Bildung von Bernstein 27
5.2 Chemische Eigenschaften 29
5.3 Zusammensetzung 30
5.4 Abbauprozesse 35
5.4.1 Korrosionsabläufe 35
5.4.2 Oxidation 36
5.4.3 Weitere chemische Veränderungen bei der Verwitterung von Bernstein 37
5.4.4 Systematische Darstellung der Korrosionsstufen 38
5.4.5 REM-Vergleich nicht-archäologischen Bernsteins mit archäologischem Bernstein 46
6. Experimenteller Teil 50
6.1 Gegenwärtig eingesetzte Festigungsmittel 50
6.1.1 Natürliche Polymere 50
6.1.2 Synthetische Polymere 54
6.1.2.1 Polymere der Acrylate 55
6.1.2.2 Polymere der Vinylacetate 56
6.1.2.3 Wachse 57
6.1.2.4 Polyether 58
6.2 Anforderungen an die konservatorischen Maßnahmen 58
6.3 Anforderungskatalog an das einzusetzende Tränkungsmittel 59
6.4 Auswahl der Tränkungsmittel für die Versuche 61
6.5 Vorproben 63
6.5.1 Vorgehensweise 63
6.5.2 Dokumentation und Auswertung der Gewichtszunahme 64
6.5.3 Beschreibung der lichtmikroskopischen Aufnahmen 66
6.5.4 Vergleich der REM-Aufnahmen 67
6.5.5 Deutung der mikroskopischen Beobachtungen der Vorproben 72
6.6 Versuchsreihe 73
6.6.1 Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung 75
6.6.2 Dokumentation und Auswertung der Gewichtszunahme 76
6.6.3 Beobachtungen vor der Tränkung 77
6.6.4 Beobachtungen und Ergebnisse nach der Tränkung 78
6.7 Auswertung und Diskussion der lichtmikroskopischen und computertomographischen Ergebnisse unter Berücksichtigung der Ergebnisse rasterelektronen-mikroskopischer Versuche an archäologischem Bernsteinmaterial 81
7. Restauratorische Umsetzung der Versuchsergebnisse anarchäologischen Bernsteinperlen 84
7.1 Zeitliche Einordnung der Bernsteinperlen und Vergleichsobjekte 84
7.2 Dokumentation 85
7.2.1 Objektbeschreibung 86
7.2.2 Zustandsbeschreibung 90
7.3 Ziele der Maßnahmen 92
7.4 Durchführung der restauratorischen und konservatorischen Maßnahmen 93
7.5 Maßnahmen zur geeigneten Lagerung 95
7.6 Hinweise für die zukünftige Lagerung 95
8. Diskussion 97
9. Literaturverzeichnis 100
10. Anhang 106
10.1 Verwendete Chemikalien und Materialien 106
10.2 Eingesetzte Geräte 106
10.3 Abbildungsverzeichnis 107
10.4 Tabellenverzeichnis 110
10.5 Anlagenverzeichnis 111

Automatisiert erstellter Textauszug:

Als einziges natürliches Harz wurde Dammar gelöst in Terpentin gewählt. Es besitzt einen ähnlichen Brechungsindex wie Bernstein, verfügt über hervorragende optische Tiefenwirkung und sehr gute Klebkraft. Als natürliches Harz besitzt es polymere Fraktionen mit mittlerem molekularem Gewicht, welche dem Dammar gute Festigungskraft verleihen212. Zum Schutz vor oxidativem Abbau hat sich ein Überzug aus mikrokristallinem Wachs bewährt. Die Kombination von in Terpentinöl gelöstem Dammar plus Wachsschutz, wird in leicht abgewandelter Form, bereits seit den 30er Jahren eingesetzt und bis heute erfolgreich angewandt213. Diese Tränkungsmöglichkeit wird in die Untersuchung aufgenommen, um festzustellen, ob die positiven optischen Qualitäten von Dammar, zusammen mit seinem guten Konsolidierungsvermögen, die negative Eigenschaft der schnellen Versprödung, aufwiegen. [...]

verwendet, da sie selbst nur sehr gering abgebaut werden und kaum durchdrungen werden von Luftsauerstoff und Wasserdampf203. Der Typ B67 besitzt durch seine hohe molekulare Größe ein sehr gutes Festigungsvermögen und ausreichende Klebkraft. Er ist in unpolaren Lösungsmitteln löslich, bildet eine niedrig viskose Flüssigkeit und dringt aufgrund seiner geringen Teilchengröße gut in die poröse Bernsteinsubstanz ein204. Für die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen hat die Autorin sich für Siedegrenzbenzin205 100°C-140°C als Lösungsmittel entschieden, da es archäologischen Bernstein, von den unpolaren Lösungsmitteln, am geringsten angreift206. Die Verwendung von Paraloid-Typen zur Konsolidierung von archäologischen Bernsteinfunden ist ausreichend dokumentiert und bereits positiv bewertet worden207. Mowilith-Typen besitzen nach den Acrylaten die beste chemische Beständigkeit gegen Lichtalterung. Obwohl sie oxidiert und abgebaut werden können, bleiben sie weiterhin löslich208. Sie zeichnen sich durch eine gute Härte und Klebkraft aus und sind in verschiedensten organischen Lösungsmitteln löslich. Bei einem sehr hohen molekularen Gewicht liegt ihre Teilchengröße lediglich zwischen 0,5 und 1,0µm. Mowilith 30 bildet in Lösung eine sehr niedrig viskose Flüssigkeit, wodurch das Tränkungsmittel tief in die zu konservierenden Schichten des Bernstein eindringen kann209. Zum Lösen entschied sich die Autorin für Toluol210, da es weniger schnell, als z.B. Aceton, entweicht. Somit kann das gelöste Tränkungsmittel länger penetrieren und gelangt auch in tiefere Schichten der Objekte. Für die Mowilith-Typen liegen in der Literatur, im Zusammenhang mit der Konsolidierung von Bernstein, ebenfalls zahlreiche positive Erfahrungsberichte vor211. [...]

6.4 Auswahl der Tränkungsmittel für die Versuche Als Ergebnis der Umfrage und der Literaturrecherche ergeben sich für die Konsolidierung archäologischer Bernsteinfunde eine große Bandbreite von Festigungsmitteln, die in Punkt 6.1 bereits diskutiert worden sind. Die Mehrzahl der aufgeführten Konsolidierungsmittel erfüllen weder, die in 6.2 ausformulierten Ziele der Restaurierungsmaßnahmen, noch die Kriterien des in 6.3 erarbeiteten Anforderungskatalogs an die Tränkungsmittel. Unter Berücksichtigung dieser fiel die engere Wahl schließlich auf ein Acrylharz (Paraloid B67), ein Polyvinylacetat (Mowilith 30), sowie ein natürliches Harz (Dammar), welche jeweils innerhalb ihrer Stoffgruppen, die besten Eigenschaften, hinsichtlich der Alterungsbeständigkeit sowie Eindringvermögen, Filmbildung und Stabilisierung für archäologischen Bernstein aufweisen. Paraloid B67 wurde aufgrund seiner hervorragenden chemischen Stabilität gegen oxidative Abbauprozesse und Farbveränderungen202 ausgewählt. Acrylate werden seit Jahren als Schutzüberzüge gegen Oxidation durch Luftsauerstoff [...]

Arbeit zitieren:
Jeberien, Alexandra Juli 2000: Archäologischer Bernstein, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Restaurierung, Konservierung, Tränkungsmittel, Computertomographie, Rasterelektronenmikroskop

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