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Ergebnisse der materialwissenschaftlichen und kunsttechnologischen Untersuchungen durch das Institut für Bestandserhaltung und Restaurierung (IBR)

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Zur Beschreibung des Buchdeckels


Die Malerei auf der Innenseite des Buchdeckels Cod.tibet. 631 wurde zur Identifizierung der verwendeten Farbmittel an ausgewählten Messpunkten untersucht. Für eine zerstörungsfreie und berührungslose Untersuchung der Bemalung wurden Röntgenfluoreszenzanalysen durchgeführt und FTIR-Spektren in externer Reflexion gemessen, um über die elementare und molekulare Zusammensetzung auf die verwendeten Farbmittel schließen zu können.

Ergebnisse

Die bemalte Innenseite des Buchdeckels ist mit einem dickschichtigen, stark glänzenden, nicht vergilbten Überzug versehen. Gehäuft um das Mandala und an den Rändern des Deckels ist der Hintergrund von dunklen Flecken überzogen. An den Kanten ist die Malschicht berieben. Hier ist eine sehr dünne, weiße Grundierung unter dem Rot erkennbar. In der linken oberen Ecke des quadratischen Innenfeldes des Mandalas ist eine Fehlstelle im Bereich der roten Ranken mit Rot retuschiert. Sonst liegen in der Malschicht kaum Fehlstellen vor. RFA- und FTIR-Messungen wurden an allen Farben vorgenommen, die Signale in den aufgenommenen FTIR-Spektren werden allerdings durch die Signale des dicken Firnisüberzugs überlagert, so dass nur die RFA-Spektren zur Farbmittelidentifikation herangezogen werden können.

Alle weißen und mit Weiß gemischten Partien zeigen deutliche Titan-Signale bei der RFA-Messung, was auf die Verwendung von Titandioxid zurückgeführt werden kann. Zusätzliche Signale für Zink deuten auf Zinkoxid und damit auf Zinkweiß hin. In geringerer Intensität erscheint Titan bei fast allen Messungen, weshalb vermutlich auch in der weißen Grundierung Titanweiß vorliegt. Eine regelmäßige Verwendung von Titanweiß wird nicht vor den 1930er Jahren angenommen, weshalb auch die Malerei nicht früher zu datieren ist.

Beim roten Hintergrund handelt es sich aufgrund des Quecksilbernachweises in der RFA um Zinnober. Auch fast alle Messungen an den anderen Farben zeigen Signale für Quecksilber. Ein Grund wäre die flächige Bemalung des Buchdeckels mit Zinnober, bevor die Figuren und das Mandala folgten, oder die verschiedenen Farbbereiche überlappen deutlich. Die Menge an detektiertem Quecksilber unterscheidet sich dabei von Messung zu Messung stark, wobei kein Zusammenhang mit der vorliegenden Farbe erkennbar ist.

Grüne und gelbe Farbtöne zeigen nur zum Teil Elemente in der RFA, die eine Eingrenzung auf bestimmte Farbmittel erlauben. Bei anderen ist keine Identifikation anhand der RFA möglich, hier wurden organische Farbstoffe verwendet. Messungen wurden am Inkarnat und am Nimbus der linken oberen Figur der linken Gruppe vorgenommen. Das Inkarnat wurde durch mit Weiß aufgehelltes Grün modelliert. Das RFA-Spektrum des Nimbus weist Zink auf. Das Spektrum des Grüns aus dem Inkarnat enthält kein Zink, dafür deutlich mehr Titan. Das Titan zeigt eine Ausmodellierung mit Titanweiß an. Worauf das Zink zurückzuführen ist, welches grüne Farbmittel verwendet wurde und ob es sich bei Nimbus und Inkarnat um verschiedene Substanzen handelt, kann mit RFA nicht näher bestimmt werden.

In den unterschiedlichen gelben Farben liegen als auffällige Elemente Blei, Chrom, Barium und Zink sowie Titan in unterschiedlichen Gehalten vor und deuten damit auf Chromgelb hin. Das Farbmittel besteht in der Regel aus Bleichromat und Bleichromatsulfat mit gelbem bis orange-gelbem Farbton. Aber auch die Chromate von Zink und Barium, sowie Bleioxid können als gelbe Pigmente verwendet werden und Bariumsulfat ist ein häufig verwendeter Füllstoff bei modernen Tubenfarben. Beim helleren Farbton zeigt die RFA deutlich mehr Titan und Barium, der dunklere enthält mehr Chrom. Bei Barium und Titan kommt es zu Überschneidungen im RFA-Spektrum. Besonders bei einer Mischung von Lithopone (Bariumsulfat und Zinkoxid) mit Titanweiß, worauf das ebenfalls vorhandene Zink deutet, ist es schwierig, die Signale im RFA-Spektrum korrekt zuzuordnen. Beim Vergleich mit Referenzspektren ähnelt der Titan-Barium-Bereich dem RFA-Spektrum von Titanweiß. Barium würde demnach in geringen Mengen in Form von Bariumsulfat als Füllstoff vorliegen, Zink- und Titanweiß als weiße Farbmittel. Eine endgültige Aussage ist anhand der vorliegenden Messdaten aber nicht zu treffen.

Weitere Details zu den Untersuchungen können dem Analysenreport im Downloadbereich entnommen werden.

Methoden und Messdaten

Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) wendet die Technik der Fluoreszenzspektroskopie auf Röntgenstrahlung an, die Materialprobe wird dabei durch Röntgenstrahlung angeregt. Als Resultat der Anregung wird freiwerdende Energie in Form von elementspezifischer Fluoreszenzstrahlung abgegeben. Diese Fluoreszenzstrahlung kann von einem Strahlungsdetektor ausgewertet werden und ermöglicht so eine Identifizierung und Konzentrationsbestimmung aller chemischen Elemente etwa ab dem Element Magnesium in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen. Besonders leistungsfähig ist der Nachweis von Elementen, die eine hohe Ordnungszahl haben, wie beispielsweise Quecksilber oder Blei.

Die Infrarotspektroskopie, heute üblicherweise Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR-Spektroskopie), ist ein spektroskopisches Analyseverfahren, das mit infraroter Strahlung arbeitet und auf der Anregung von Energiezuständen in Molekülen beruht. Die FTIR-Spektroskopie wird zur Strukturaufklärung unbekannter Substanzen genutzt, da die Methode Schwingungsinformationen von Atomen bzw. Atomgruppen an ihren Molekülbindungen im mittleren Infrarotbereich (MIR; Wellenzahl: 4000 – 400 reziproke Zentimeter) liefert. FTIR-Spektren werden dahingehend interpretiert, dass man aus den Banden des gemessenen FTIR-Spektrums die Molekülgestalt herauszufinden versucht. Die zerstörungsfreie und berührungslose Technik der externen Reflexion eignet sich grundsätzlich für die Messung an bemalten Oberflächen. Hauptnachteil der Methode ist, dass sich die Reflexionsspektren stark von Transmissionsspektren unterscheiden. Die Spektren zeigen aufgrund geänderter Reflektivität durch die Abhängigkeit des Brechungsindexes von der Wellenlänge ableitungsähnliche bzw. verzerrte Bandenformen. Auch die unterschiedliche Reflexion von den glatten oder rauen Oberflächen der bemalten Oberflächen führt zur ungleichen Verteilung der Strahlenanteile, die einen direkten Vergleich mit Spektren anderer FTIR-Techniken nur sehr eingeschränkt zulassen.

Der Analysenreport im PDF-Format enthält aufgeschlüsselt nach den beiden Methoden die Kartierung der Messpunkte, die apparativen Details, Messparameter sowie die Abbildungen aller gemessenen Spektren. Zusätzlich stehen die unbearbeiteten Messdaten vollständig im Downloadbereich als Zip-Container zur Verfügung. Die RFA-Daten sind einmal im proprietären Format des Niton™ XL3t GOLDD+ RFA-Analysators sowie als kommaseparierte Tabelle hinterlegt. Die FTIR-Spektren stehen im JCAMP-DX-Format zur Verfügung, das auch alle Messparameter enthält.

JCAMP-DX (Joint Committee on Atomic and Molecular Physical data – Data eXchange) ist ein elektronischer Datenstandard für die langfristige Speicherung und Übertragung von chemometrischen Informationen. Der Standard ist die Entwicklung der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Es handelt sich um ein von Menschen lesbares Dateiformat, das spektroskopische Daten sowie zugehörige chemische und physikalische Informationen speichert. Das Datenformat kann entweder über einen Texteditor oder über gängige Programme zur Spektrenbearbeitung geöffnet und genutzt werden.

Download

Cod.tibet. 631 Analysis Report.pdf

Cod.tibet. 631 Messdaten.zip