Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die fortschreitende Sch\u00e4digung historischer Glasmalereien durch korrosive Umwelteinfl\u00fcsse erfordert optimale Restaurierungsma\u00dfnahmen. Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Reinigung der Oberfl\u00e4chen zu. Auf Glasgem\u00e4lden sind h\u00e4ufig Bel\u00e4ge vorhanden, die mit den derzeit zur Verf\u00fcgung stehenden restauratorischen M\u00f6glichkeiten weder auf chemischem noch auf mechanischem Wege entfernt werden k\u00f6nnen. Probleme bereiten vor allem feste Wettersteinkrusten, organische, durch Alterung schwer l\u00f6slich gewordene Polymere sowie Biofilme, die durch das Wachstum von Mikroorganismen entstanden sind. Reinigung mittels Laser – eine Technik, die bereits f\u00fcr andere Kulturg\u00fcter eingesetzt wird – bietet neue Perspektiven und sollte in diesem Vorhaben zur Reinigung historischer Glasmalereien erprobt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Laboruntersuchungen wurden an Modellglasproben durchgef\u00fchrt, an denen Reinigungsprobleme historischer Glasfenster simuliert wurden (feste Wettersteinkrusten, organische \u00dcberz\u00fcge, biogene Filme). Dabei war es von besonderer Bedeutung, zun\u00e4chst vereinfachte Systeme zu untersuchen (Beispiel: Kruste auf Glas) bevor komplexere Bedingungen (Beispiel: Kruste und Biofilm auf Glas) einbezogen werden konnten. Die Modellgl\u00e4ser wurden vor und nach der Laserbehandlung charakterisiert, um die Parameter f\u00fcr eine effektive und vor allem schonende Reinigung zu optimieren und m\u00f6gliche Langzeitfolgen auszuschlie\u00dfen. Zu Projektende wurden Probereinigungen an Originalgl\u00e4sern vorwiegend aus K\u00f6ln und Erfurt durchgef\u00fchrt. An der Fachhochschule M\u00fcnster wurde dazu eine Laserpilotanlage aufgebaut. Die Arbeiten zum Abtrag von Biofilmen wurden an der Universit\u00e4t Erlangen ausgef\u00fchrt. F\u00fcr die Herstellung der Modellproben und die Bewertung des Abtrags von Krusten und Konservierungsmaterialien war das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Silicatforschung, Au\u00dfenstelle Bronnbach, verantwortlich. Das interdisziplin\u00e4re Team wurde erg\u00e4nzt durch die Mitarbeit von Kunsthistorikern und Restauratoren aus K\u00f6ln und Erfurt. Die Ergebnisse des Projektes wurden von dem Team aus Naturwissenschaftlern und Restauratoren kontinuierlich diskutiert und der \u00d6ffentlichkeit im Rahmen zweier Workshops vorgestellt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Aus der Palette der verf\u00fcgbaren Laser entschied man sich f\u00fcr einen Excimer-Laser, der Kurzpuls UV-Strahlung bei einer Wellenl\u00e4nge von 248 nm und einer Pulsdauer von 100 ns emittiert. Dieser Lasertyp bot den g\u00fcnstigsten Kompromiss, um die gew\u00fcnschten Bel\u00e4ge abzutragen ohne nennenswerte thermische Belastung des Grundmaterials, was bei korrodierten Gl\u00e4sern besonders wichtig ist.
\nAls zus\u00e4tzliche Komponente wurde ein Lichtmikroskop an die Laseranlage gekoppelt, das es dem Bearbeiter erlaubt, den Reinigungsprozess zu kontrollieren. Daneben wurden weitere Analysenmethoden er-probt, die eine Prozesskontrolle unterst\u00fctzen k\u00f6nnen.
\nDer Bearbeiter kann die Laseranlage durch die Vorgabe von drei Parametern steuern: mit der Energiedichte (angegeben in J\/cm\u00b2), der Frequenz (in Hz) und der Pulszahl. Das Zusammenwirken dieser Faktoren ist auch vom Absorptionsverm\u00f6gen und dem Schichtaufbau des Substrates abh\u00e4ngig. Daraus ergab sich die Notwendigkeit, zun\u00e4chst f\u00fcr verschiedene Materialien Schwellenwerte zu ermitteln, die sich an der Energiedichte orientieren. Steigert man die Energiedichte bei sonst konstanten Parametern, so ergeben sich ab einem bestimmten Wert erste Ver\u00e4nderungen (Verf\u00e4rbungen, Mikrorisse etc.). Dieser Energiewert wird als Wirkungsschwelle bezeichnet und darf bei denjenigen Materialien, die bei der Reinigung ungesch\u00e4digt erhalten bleiben m\u00fcssen (Glas, Gelschicht, Malschicht), auf keinen Fall erreicht werden. Wird die Energiedichte weiter gesteigert, so wird das Material durch den Laser abgetragen. Diese Abtragsschwelle stellt f\u00fcr Krusten, Beschichtungen und Biofilme eine wichtige Kenngr\u00f6\u00dfe dar.
\nWill man Wettersteinschichten mit Laser abtragen, muss man nicht nur die Abtragsschwelle der Kruste kennen, sondern auch die Wirkungsschwelle des darrunterliegenden Glases. Eine besondere Schwierigkeit liegt darin, dass nicht nur die chemische Zusammensetzung der Gl\u00e4ser, sondern auch deren Farbe entscheidend ist, da durch sie die Wechselwirkung mit der Laserstrahlung bestimmt wird. Da die Wirkungsschwellen von Gl\u00e4sern und die Abtragsschwellen von Krusten etwa in dem gleichen Bereich liegen (0,25 J\/cm\u00b2 bis 2,0 J\/cm\u00b2), muss der Abtragsprozess genau gesteuert werden. Dies kann \u00fcber die Pulszahl erfolgen, wobei der Vorgang im Lichtmikroskop verfolgt wird.
\nBeim Abtrag von Beschichtungen liegen die Verh\u00e4ltnisse etwas g\u00fcnstiger. F\u00fcr die auf Modellproben untersuchten Polymere wurden Abtragsschwellen von meist 0,25 bis 0,5 J\/cm\u00b2 ermittelt. Diese Werte liegen vorwiegend unterhalb der maximalen Vertr\u00e4glichkeit von korrodierten Gl\u00e4sern.
\nBei der Laserbehandlung bemalter Gl\u00e4ser zeigte sich, dass die schwarze Malfarbe stark absorbiert, was eine Reinigung bemalter Fl\u00e4chen erschwert.
\nUm den Abtrag von Biofilmen untersuchen zu k\u00f6nnen, war zun\u00e4chst eine Reihe von Grundlagenuntersuchungen notwendig. Hierbei wurde die Herstellung von Modellproben durch neueste Analysetechniken (confokale Laser-Scanning-Mikroskopie bzw. molekularbiologische Untersuchungen) \u00fcberpr\u00fcft. Zu unterscheiden sind dreidimensional aufwachsende Biofilme (Biomatten) und d\u00fcnne, zweidimensional aufwachsende. Die simulierten Biofilme entsprachen hinsichtlich der Vielfalt der Mikrobenpopulation ann\u00e4-hernd den Originalen. Auf den Modellproben waren zweidimensionale Biofilme auf best\u00e4ndigen Gl\u00e4sern am einfachsten abzutragen (bei 0,5 bis 1,0 J\/cm\u00b2), f\u00fcr dreidimensionale Biofilme auf unbest\u00e4ndigen Gl\u00e4sern sind hingegen Energiedichten \u00fcber 1,5 J\/cm\u00b2 erforderlich.
\nDie Abtrags- und Wirkungsschwellen, die an Modellproben ermittelt wurden, dienten als Richtwerte bei der Behandlung von 7 originalen Glassegmenten, die von Restauratoren ausgew\u00e4hlt wurden. Bei Kunstharzbeschichtungen, die bei Modellproben einfach zu entfernen waren, traten bei Originalen Probleme auf, verursacht durch Schmutzpartikel auf der Oberfl\u00e4che. Als positives Beispiel ist das Ergebnis beim Abtrag von Krusteninseln zu werten, die mit Laser von Gl\u00e4sern des Erfurter Domes entfernt werden konnten, was mit herk\u00f6mmlichen Methoden nicht m\u00f6glich ist.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Innerhalb dieses Projektes wurden zwei Veranstaltungen organisiert (in Bronnbach 1999 und in M\u00fcnster 2000), zu denen sich jeweils etwa 80 G\u00e4ste angemeldet haben.
\nF\u00fcr \u00f6ffentliche Fachvortr\u00e4ge wurden Veranstaltungen genutzt, die speziell Laserfachleute ansprechen (Laserforum, Lacona) sowie andere, die sich an Restauratoren wenden. Bisher sind 12 Publikationen erschienen. Der Abschlussbericht ist \u00fcber den IRB-Verlag (ISBN 3-8167-5614-X) zu beziehen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Bei der Auswahl einer Reinigungsmethode f\u00fcr ein bestimmtes Kunstobjekt spielen immer viele Faktoren eine Rolle: Effektivit\u00e4t, Zeit, Kosten, Handhabung, eventuelles Schadenspotential und m\u00f6gliche Langzeitfolgen. Auch bei der Reinigung von Glasmalereien mit Lasertechnik sind diese Aspekte von gro\u00dfer Bedeutung. Obwohl viele Punkte hier positiv bewertet werden, bleibt die Erforschung von M\u00f6glichkeiten und Grenzen der Lasertechnik in der Glasmalereirestaurierung weiterhin eine Herausforderung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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