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

6.1 Einführung: Wofür eignet sich sauerstoffarme Lagerung und wofür nicht
6.2 Herstellung sauerstoffarmer Atmosphären
6.3 Sauerstoffabsorber Ageless, RP und RP-K und deren Anwendung
6.4 Sauerstoffmessung
6.5 Behälter zur sauerstoffarmen Lagerung: Folienbehälter, Begasungszelte, Vitrinen
6.6 Zusammenfassung
6.7 Bibliographie und Links

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

6.3 Sauerstoffabsorber Ageless, RP und RP-K

Der Sauerstoffabsorber Ageless Z wurde für die Lebensmittelindustrie entwickelt und enthält als Hauptbestandteil fein pulverisiertes Eisenpulver (>50 mesh), mit Meersalz überzogen und vermischt mit natürlichem Zeolith, der, sozusagen als Wasservorrat, mit einer gesättigten NaCl-Lösung imprägniert ist (rF ca. 75%). Die Umhüllung besteht aus beschichtetem Papier/PE-Laminat mit kleinen Nadellöchern.

Wird Ageless aus der Verpackung genommen, reagiert das Eisen 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 NaCl-Lösung auf jeden Fall genügend Wasser vorhanden (bei Ageless Z 2000 etwa 7,5 g/Säckchen).
In trockener Atmosphäre diffundiert das Wasser allerdings aus dem Säckchen heraus und nehmen Reaktionsgeschwindigkeit und Sauerstoffabsorption ab. Unterhalb von 55% rF ist die Aktivität deutlich vermindert. Ageless-Z ist also noch nicht der ideale Sauerstoffabsorber für die Museumskonservierung, denn ein solcher sollte über lange Zeit auch bei niedriger rF wirksam sein.

ATCO FTM 2000 (rechts) wurde speziell für Kunstwerke entwickelt und setzt weniger Wasserdampf frei.

Der ursprüngliche Typ ATCO FTM 2000 setzte allerdings schweflige Gase frei - Silber und Kupfermetalle liefen an. Dies war vermutlich auf das im Eisen enthaltene Schwefel zurückzuführen (auch in Ageless kommt schwefelhaltiges Eisen zum Einsatz). Seit 2005 gibt es daher die schwefelfreie Sorte FTM 2000S, welche diesen Effekt nicht mehr zeigt.
Welche Vorgänge sich hier abspielen und ob diese Erscheinung auch bei Ageless auftritt, wird derzeit im Labor des Kunsthistorischen Museums Wien untersucht.

Der Sauerstoffabsorber RP-K (Mitsubishi) absorbiert dagegen 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.

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 Ageless, ATCO oder RP

Die Anwendung ist im Prinzip einfach: 1 Säckchen Ageless Z 2000 oder ATCO FTM 2000S kann 2000 ccm Sauerstoff aufnehmen, also den Sauerstoff aus 10 Litern Luft. Im Innern einer sauerstoffdichten Umhüllung sinkt dann der Sauerstoffgehalt innerhalb weniger Stunden auf unter 0,01%. 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

den Sauerstoffzutritt etwas erschwert, sodass die Reaktion langsamer verläuft oder indem man die Ageless-Säckchen räumlich von den Kunstwerken trennt.
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 Ageless, sodass sich kaum Probleme mit der Temperatur ergeben. 1 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 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 Alu-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.