EUREGIO-Kompetenzzentrum für Kunst- und Kulturgütererhaltungstechnolgien (ECE:ACT)

Abb.1: Spezieller Nd:YAG-Q-switch-Reinigungslaser mit 4 Wellenlängen im Bereich IR, VIS, UV und hoher Puls-energie (max. 1,5J)

Abb.2: Gemälde "Rhein-Szene" von 1860. Zur Wieder-herstellung der Transparenz wurde die vergilbte Firnis-Deckschicht bei 532nm "ausgedünnt"

Ziel des EUREGIO-Kompetenzzentrums ist die Entwicklung, Bereitstellung und Anwendung innovativer Verfahren für die Analyse und Restaurierung von Kunst- und Kulturgütern, um die Wettbewerbsfähigkeit von KMUs in der Grenzregion Steinfurt/Twente zu steigern. Hierzu setzen die am Verbundprojekt beteiligten Partner "Labor für Biophysik/Universitätsklinikum Münster (Projektleitung)", "Art Innovation/Universität Twente" und "Laserzentrum FH MÜnster (LFM)" unterschiedliche moderne (Laser-) Technologien ein. Im Folgenden werden ausschließlich die Aktivitäten des Partners LFM näher erläutert.

Das LFM ist zuständig für den Einsatz von Nd:YAG-Lasern zur Reinigung von unterschiedlichsten Kunst- und Kulturgütern, bspw. aus Stein, Metall, Papier, Holz, Textilien und Keramik. Hierfür wird vor allem ein spezieller Nd:YAG-Q-switch-Reinigungslaser eingesetzt (Abb.1). Das Lasersystem basiert auf dem Oszillator-/Verstärker-Prinzip und emittiert optional Laserstrahlung im Bereich (nahes)IR, VIS und UV (1064nm, 532nm, 355nm, 266nm). Durch die kurzen Pulsdauern von ca. 7ns werden je nach Wellenlänge hohe Pulspitzenleistungen bis zu max. 200MW erzielt. Dieser Effekt führt in Kombination mit der niedrigen Pulsfrequenz des Lasers (max. 10Hz) zu einer geringen thermischen Belastung des zu reinigenden Kulturgutes. Für den praktischen Einsatz ist das Lasergerät mit einem flexiblen Teleskoparm (s. Abb.1)und Handstück inkl. Zoomobjektiv ausgerüstet.

Für regionale Restauratoren wurden unterschiedliche Problemstellungen aus der Praxis bearbeitet, von denen im Folgenden einige repräsentativ vorgestellt werden: Eine russische Ikone (ca. 1780) wurde bei 355nm und 1,2J/cm2 von einer bedeckten schwarzen Kerzenrußschicht ohne Zerstörung der empfindlichen Gold-Oberfläche befreit. Von vergoldeten Teilen einer Kirchenorgel (1883) wurde mit der 266nm-Wellenlänge eine Firnisschicht entfernt, die zusätzlich (duch einen Brandschaden enstandene) eingebrannte Rußpartikel enthielt. Hier hat sich gezeigt, dass die Original-Goldoberfläche bei allen anderen o.g. Wellenlängen durch Anschmelzungen beschädigt wird. Eine andere Problemstellung bezog sich auf den lackierten Holzrahmen eines wertvollen Gemäldes (1918), der später mit einer Gipsschicht und anschließend mit Lack überzogen wurde. Hier konnte zunächst bei 532nm und 1,2 - 2,0 J/cm2 ein vollständiger Abtrag der harten Lackschicht erreicht werden. Anschließend konnte der Gipsauftrag problemlos mechanisch abgenommen werde. Generell hat sich für den Abtrag von Firnisschichten auf Holz eine Eignung kürzerwelliger Laserstrahlung (355nm oder 266nm) gezeigt. In Kooperation mit einem Restaurator wurde von einem Stuck-Kamindekor (1890) eine ältere Farbschicht bei 1064nm objektschonend abgetragen. Eine höhere Abtragsrate wurde durch eine vorherige Benetzung der Oberfläche mit einem Wasserfilm ermöglicht. Gemälde sind häufig mit einer transparenten Firnisschicht versehen, die einem Alterungsprozeß unterliegt und daher zunehmend vergilbt und somit die Tranzparenz mindert. Diese Schicht wurde von einem Gemälde "Rhein-Szene" (1860) bei 532nm "ausgedünnt"; die Transparenz konnte somit deutlich gesteigert werden (Abb.2). Es erfolgte kein vollständiger Abtrag, da die unmittelbar darunter liegenden Farbpigmente bereits durch Laserstrahlung geringer Energiedichte irreversibel verändert werden.

Es hat sich gezeigt, dass jedes Kunst- bzw. Kulturgut eine individuelle Anpassung optimaler Laserparameter benötigt. Neben der Wahl der geeigneten Enegiedichte betrifft diese Anpassung vor allem die Laser-Wellenlänge.