Ergebnisse der materialwissenschaftlichen und kunsttechnologischen Untersuchungen durch das Institut für Bestandserhaltung und Restaurierung (IBR)
Zur Beschreibung des Buchdeckels
Die Malerei auf der Außenseite des Buchdeckels Cod.tibet. 923 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
Für die Bemalung der Außenseite des Buchdeckels können in der RFA für verschiedene Farben Elemente nachgewiesen werden, die die Verwendung moderner Farbmittel anzeigen. Die Elemente Barium, Schwefel, Titan und Zink weisen auf die Verbindungen Bariumsulfat, Titandioxid und Zinkoxid hin, moderne weiße Pigmente, die auch als Füllstoffe beispielsweise in Tubenfarben verwendet worden sind.
Die Farben Rot, Blau und Grün enthalten in unterschiedlichen Verhältnissen die gleichen Elemente, die farbgebende Komponente muss daher mit den weißen Füllstoffen gemischt vorliegen. In den Farben Rot und Blau kann in der RFA zusätzlich Eisen nachgewiesen werden, es handelt sich daher um ein rotes Eisenoxidpigment und um das blaue Eisenhexacyanidoferrat, das auch im FTIR-Spektrum nachgewiesen werden kann. Die grüne Farbe ist eine Mischfarbe aus Gelb und Blau, vermutlich aus dem gelben Bleichromat und dem blauen Eisenhexacyanidoferrat. Die Elemente Blei, Chrom und Eisen können in der RFA nachgewiesen werden, zusätzlich kann das Eisenhexacyanidoferrat im FTIR-Spektrum identifiziert werden.
Auch in den goldenen Partien finden sich Hinweise auf moderne Farbmittel, die RFA weist neben dem Element Gold auch wieder Blei, Chrom, Barium, Titan und Schwefel nach, so dass von einer Mischung aus Goldpulver mit einer bleichromathaltigen Farbe ausgegangen werden muss.
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.