Sauerstoffarme Lagerung von Kunstwerken aus Metall und organischen Substanzen, giftfreie Schädlingsbekämpfung durch Sauerstoffentzug

Unterrichtseinheit an der Universität für Angewandte Kunst, Wien (Stand: Juni 2006)

6.3 Sauerstoffabsorber Ageless, ATCO, RP und RP-K, ZerO2

Viele Sauerstoffabsorber wurden für die Lebensmittelindustrie entwickelt und enthalten als Hauptbestandteil fein pulverisiertes Eisenpulver mit großer Oberfläche, einem hygroskopischen Salz und natürlichen Zeolithen oder amorphen Silikaten um darin ein Wasserreservoir zu binden. (Maekawa/Elert 2003) Die Umhüllung besteht aus gaspermeablem Kunststoff. (Shashoua 2014)

Wird die Sauerstoffabsorber aus der Verpackung genommen, reagiert das Eisen mit dem Sauerstoff unter Anwesenheit von Wasser zu FeOOH (bei schneller Oxydation oder, bei langsamer Oxydation zu Fe3O4). Bei hoher Luftfeuchtigkeit (rF >80%) kann es auch zu Wasserstoffentwicklung kommen. (Grattan 1994) Für die Reaktion ist anfangs aufgrund der gesättigten Salzösung (z.B. NaCl oder KCl) auf jeden Fall genügend Wasser vorhanden.
In trockener Atmosphäre (weit unter 50% rF) diffundiert Wasser aus dem Säckchen heraus, wodurch Reaktionsgeschwindigkeit und Sauerstoffabsorption abnehmen während die rF der Umgebung steigt. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist auch moderat temperaturabhängig. (Maekawa/Elert 2003)

Sauerstoffabsorber für die Lebensmittelindustrie sind daher nicht unbedingt ideale Sauerstoffabsorber für die Museumskonservierung, denn solche sollten über lange Zeit auch bei niedriger rF wirksam sein.

ATCO FTM 1000 (Laboratoires Standa) wurde speziell für Kunstwerke entwickelt und setzt weniger Wasserdampf frei.

Viele Sauerstoffabsorber können luftgetragene Schwefelverbindungen abgeben, die mit Silber- und Kupferlegierungen reagieren können. Dies ist vermutlich auf im Eisen enthaltenen Schwefel zurückzuführen (Hinweise darauf finden sich in den Sicherheitsdatenblättern, beispielsweise in Form von schwefeligem Geruch).


Der Sauerstoffabsorber RP-K (Mitsubishi) absorbiert Sauerstoff, ohne die rF im Folienbehälter zu beeinflussen. Daneben enthält er Aktivkohle zur Adsorption von Schadgasen wie SO2, HCl und NH3. Er ist leider um einiges teurer als ATCO oder Ageless.

aus www.mgc-a.com
Der Absorber RP-A zur Lagerung von Metallen senkt neben dem Sauerstoffgehalt auch die relative Luftfeuchtigkeit im Folienbehälter auf nahe Null. Er enthält Molekularsiebe, die z.B. bei RP-20A etwa 4,4 g Wasser aufnehmen können. Es ist zu fragen, ob nicht in den meisten Fällen bereits die Absenkung der rF (z.B. mit Molekularsieben) ausreichen würde, um Korrosion zu verhindern. Die Wirkung ist in jedem Falle frappant: Auch Eisen und Kupfer, das zuvor in eine Kochsalzlösung getaucht worden war, zeigte nach über 1 Jahr noch keinerlei Korrosion.

Sowohl RP-A als auch RP-K funktionieren nicht eisenbasiert. (Maeaka/Elert 2003)

Dieser Jugendstil-Tintenlöscher aus dem Augustinermuseum Freiburg wird mit RP-A sauerstofffrei und extrem trocken aufbewahrt und soll auf diese Weise über viele Jahre glänzend blank erhalten werden.

Die rosa Indikatortablette im Innern zeigt sauerstoffarme Atmosphäre an, der blaue Feuchtigkeits-Indikatorstreifen unten rechts eine relative Luftfeuchtigkeit <8% rF.

Die Folienverpackung besteht aus Aluminium-Verbundfolie (Unterseite) und der hochdichten transparenten ESCAL-Folie (Oberseite).

Anwendung von ATCO und RP

Die Anwendung ist im Prinzip einfach: 1 Säckchen ATCO FTM 1000 kann 1000 ccm Sauerstoff aufnehmen, also den Sauerstoff aus 5 Litern Luft. Im Innern einer sauerstoffdichten Umhüllung sinkt dann der Sauerstoffgehalt innerhalb weniger Stunden auf unter 0,01% (Shashoua 2014). Durch die chemische Reaktion erwärmt sich das Säckchen etwas (Oberflächentemperatur bis über 40°C). Außerdem gibt das Säckchen Wasser ab, sodass die rF in der Umhüllung ansteigt (bis 75% rF, der Gleichgewichtsfeuchte von Ageless).
Diese unerwünschten Erscheinungen lassen sich aber leicht verhindern, wenn man
  1. den Sauerstoffzutritt etwas erschwert, sodass die Reaktion langsamer verläuft oder indem man die ATCO-Säckchen räumlich von den Kunstwerken trennt.
  2. einen Feuchtigkeitspuffer zugibt, der die rF konstant hält.

Die Anwendung von RP-K und RP-A ist noch etwas einfacher: Die Reaktion verläuft hier langsamer als bei ATCO, sodass sich kaum Probleme mit der Temperatur ergeben. Ein Säckchen RP-20A oder RP-20K nehmen den Sauerstoff aus 2000 ml Luft auf. Da kein Wasser abgegeben wird, ist bei RP-K keine Zugabe eines Feuchtigkeitspuffers notwendig. RP-A trocknet die Luft im Behälter ohnehin auf nahe 0% rF.

Wichtig für den Langzeiterfolg ist die Verwendung hochdichter Folien (AnoxiFlex, ESCAL oder Aluminium Verbund) und eine mindestens 8 mm breite, gut durchgeschweißte Schweißnaht. Die Folien müssen gut gegen mechanische Bschädigungen geschützt werden. Insbesondere sollte Alu-Verbundfolien nicht stark geknittert werden, da an den Knickstellen kleine Nadellöcher entstehen.

Weitere Hinweise zur Verarbeitung siehe Mitsubishi.

Bild links: Ringtennis, eingeschweißt in Aluminium Verbundfolie (Unterseite) und ESCAL-Folie (Oberseite), in einer Polystyrolschachtel vor Beschädigungen geschützt.


Gummi gehört zu den gegenüber Sauerstoff empfindlichen Materialien und kann nur unter Sauerstoffabschluss lange aufbewahrt werden. Aus gleichem Grunde werden Autoreifen in Museen mit reinem Stickstoff befüllt, um den Sauerstoffangriff zumindest von innen zu unterbinden.


Beim Bild rechts, einem Weckglas mit Zwetschgen von 1962, ist ebenfalls der Gummi der Dichtung der Grund, warum das Glas mit einem Sauerstoffabsorber umverpackt wurde. Augustinermuseum Freiburg, 2002.

 

 

 

ZerO2

Der Sauerstoffabsorber ZerO2 wurde speziell zur Behandlung größerer Luftvolumina (ca. 0,5 m³) entwickelt. Er funktioniert ähnlich wie die Produkte Ageless und ATCO und besteht vornehmlich aus Eisenpulver, Natriumchlorid, Aktivkohle, Polyacrylsäure und Vermiculit für das Wasserreservoir. Einmal aus der dichten Umverpackung entnommen, geben die Säckchen bei der Sauerstoffaufnahme ebenfalls Wärme und Feuchtigkeit ab: Max. Oberflächentemperatur von 48 °C in den ersten 12h und Anstieg der rF im geschlossenen Folienbeutel bis zu ca. 68% bei 25°C.

 


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