Analytische Chemie
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Seit 2009 entsteht die historisch-kritische Hybridediton von Goethes „Faust“. Im Januar 2013 ist im Rahmen dieses editorischen Unternehmens die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) zum Einsatz gekommen, um auf der Grundlage der Zusammensetzung der verwendeten Eisengallustinten entstehungsgeschichtliche Erkenntnisse über das handschriftliche Material zu gewinnen. Im Mittelpunkt stand neben der zeitlichen Einordnung von Handschriften vor allem die Identifikation von unterscheidbaren Bearbeitungsschichten innerhalb der jeweiligen Handschrift. Besonderes Interesse kommt dabei denjenigen Handschriften zu, von denen sicher ist oder angenommen wird, dass Goethe sie über längere Zeit hinweg oder sogar in sehr großen Abständen bearbeitet hat.
Die von der traditionellen Philologie in Anschlag gebrachten äußeren und inneren Gründe und die darauf gestützten Hypothesen haben nicht ausgedient. Hypothesen zur Datierung von Handschriften Goethes lassen sich in der Regel gut anhand bestehender materieller Zusammenhänge (wie der Zuordnung des Papiers in Kombination mit der Bestimmung der Schreiberhand) verifizieren. Dagegen ermöglicht materialwissenschaftliche Charakterisierung der Eisengallustinten alleine zunächst noch keine vergleichbar genauen Datierungen. Eine Kombination der beiden Zugänge und Verfahren kann jedoch dort Erkenntnisse zutage fördern, wo die traditionellen philologischen Mittel ausgeschöpft sind. Dies wird exemplarisch innerhalb der Publikation gezeigt werden.
Our current projects focus on the material analysis of the writing materials
kept in the Taylor-Schechter Collection at Cambridge University Library,
which houses the largest collection of Cairo Geniza fragments, about 190,000.
Although Geniza manuscripts have attracted a great deal of scholarly attention,
the material aspects of these documents seem to have been largely neglected.
The current study aims to obtain information on the composition of the writing
supports and the inks that were used, the production of the original manuscripts
and the history of their degradation. The collected data should supplement the
description based on Hebrew palaeography and codicology. Moreover, a characterisation
of the writing materials would provide insights on trade, local production
techniques and social structures. The tabulated results have the potential to
be used as geo-chronological markers if sufficient data is collected.
For our study, we chose Hebrew legal documents and letters from three communities
that co-existed in Fustat (today Cairo) in the 11th century: the Jerusalemite
(or ‘Palestinian’) community, the Babylonian community and the Karaites, three
different communities with different scribal traditions. In addition to this, we
studied non-biblical scrolls attributed to the Palestinian and Babylonian communities.
The question we addressed was whether we can correlate the use of a
specific type of ink to an objective criterion.
For our analysis at Cambridge University Library, we used a number of protocols
developed at BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) in
Berlin and at the Centre for Study of Manuscript Cultures, University of Hamburg
(CSMC). These include reflectographic examination followed by non-destructive
X-ray fluorescence (XRF) analysis using transportable instruments so that the
analysis can be carried out in situ.
We have illustrated our approach here by providing two examples. The first one
describes our investigation of the leather fragment containing a portion of the
Babylonian Talmud on its hair side (TS Misc.26.53.17). The second example illustrates
our ability to compare iron-gall inks using the XRF method. In this case,
we explored the question of the codicological attribution of three fragments (TS
F17.4, TS 12.755 and TS 12.756) to the same Talmud manuscript.
Inks and Pigments
(2017)
The writing materials used in various cultures and epochs can be divided into two groups. The first comprises materials that write themselves, producing script by rubbing their own material off onto the writing surface. It includes charcoal, graphite, chalk, raddle, and metal styluses. Depending on the material and consistency, these are cut or pressed to make styluses and then used for writing.
The second group comprises all coloring liquids that are applied to the writing surface with a quill, pen, or printing block. It includes inks made from dye solutions (for example, tannin inks) and those made from pigment dispersions (for example, sepia, soot, and bister inks). The latter are sometimes also rubbed as pastes into letters incised into the writing surface, where they increase visual contrast.
Due to the variety of recipes and the natural origin of raw materials, there is a wide range of different components and impurities in writing materials.
Soluble inks (Tinten)
Soluble inks are based mainly on dyes forming a water solution. Colored inks were manufactured with different plant or insect dyes (e.g. Brazil wood, kermes). To stabilize the volatile material, the dyes were mixed with a mordant (e.g., alum).
Brown plant inks – best-known as blackthorn or Theophilus’ inks – are usually produced from the blackthorn bark and wine. In the early European Middle Ages, inks of this kind were widely used in the production of manuscripts in monasteries. Usually, they are light brown, so sometimes small amounts of iron sulfate were added, which led to what was called an “imperfect” iron gall ink. The difference between “classic” iron gall ink and such imperfect ink is therefore not clear: the distinction is not possible, especially with the naked eye.
Dispersion inks (Tuschen)
According to its generic recipe, one of the oldest black writing materials is produced by mixing soot with a binder dissolved in a small amount of water. Thus, along with soot, binders such as gum arabic (ancient Egypt) or animal glue (China) are among the main components of soot inks. From Pliny’s detailed account of the manufacture of various soot-based inks, we learn that, despite its seeming simplicity, producing pure soot of high quality was not an easy task in Antiquity. Therefore, we expect to find various detectable additives that might be indicative of the time and place of production. One such carbon ink requires the addition of copper sulfate . The experimental discovery of this ink in 1990 led to a misleading expression “metal ink” that is sometimes found in the literature.
Colored dispersion inks based on pigments such as orpiment, cinnabar, or azurite have been known since Antiquity. Natural or artificially produced minerals are finely ground and dispersed in a binding medium. As in soot inks, water-soluble binders such as gum arabic or egg white were used.
Iron gall ink (Eisengallustinten)
Iron gall inks are a borderline case between these two groups. They are produced from four basic ingredients: galls, vitriol as the main source of iron, gum arabic as a binding media, and an aqueous medium such as wine, beer, or vinegar. By mixing gallic acid with iron sulfate, a water-soluble ferrous gallate complex is formed; this product belongs to the type “soluble inks”. Due to its solubility, the ink penetrates the writing support’s surface, making it difficult to erase. Exposure to oxygen leads to the formation of insoluble black ferric gallate pigment, i.e., “dispersion ink”.
Natural vitriol consists of a varying mixture of metal sulfates. Since for ink making it was obtained from different mines and by various techniques, inks contain many other metals, like copper, aluminum, zinc, and manganese, in addition to the iron sulfate. These metals do not contribute to color formation in the ink solution, but possibly change the chemical properties of the inks.
Naturwissenschaftliche Verfahren sind inzwischen fester Bestandteil bei der materialwissenschaftlichen Untersuchung von Kunst- und Kulturgut und bei der Entwicklung von Konservierungskonzepten zum Erhalt des kulturellen Erbes. Insbesondere werden zunehmend bildgebenden Verfahren wie die Computertomographie, die Radiographie oder die Multispektralanalyse verwendet, um die für das menschliche Auge nicht sichtbare Inhalte wie Vorzeichnungen, Pentimenti oder innere Strukturen zu visualisieren. Die entstehenden „neuen Bilder“ verändern jedoch die Sichtweise auf das kulturelle Artefakt, da sie tiefere Einblicke in den Herstellungsprozess, den Aufbau oder den Erhaltungszustand geben können. Weiterhin dokumentieren sie Veränderungen, denen ein Objekt unterworfen wurde. Anhand der Untersuchung von zwei Objekten mit dem Röntgenfluoreszenzportalscanner Jet Stream soll das Verhältnis Original – Digitalisat – Rekonstruktion diskutiert werden.
Naturwissenschaftliche Verfahren sind zunehmend von Bedeutung bei der Untersuchung von Kunst- und Kulturgut und der Entwicklung von Konservierungskonzepten. Neben bildgebenden Verfahren sind materialanalytische Methoden von großer Wichtigkeit. Mobilen, zerstörungsfreien Verfahren ist grundsätzlich den Vorzug zu geben. Es ist jedoch zu konstatieren, dass Probenentnahmen unumgänglich sind, wenn spezielle Fragen an die Materialanalyse gestellt werden.
Ein Konvolut einzelner Schmuckstücke und die Goldbeigaben eines angeblichen Grabfundes wurden technologisch und analytisch untersucht. Die meisten Objekte sind Blecharbeiten, die aus einer Vielzahl von Einzelteilen mit metallischem Goldlot zusammengefügt und mit Granulation oder granulations-imitierendem Perl- oder Kerbdraht verziert wurden. Nur vier kleine Ohrringe sind massiv gegossen.
Zwei Zierbleche dürften über Patrizen (Positivmodeln), die Deckel der Astragale in Matrizen (Negativmodeln) geformt worden sein. Alle Objekte wurden mit Synchrotron- und atmosphärischer Röntgenfluoreszenz analysiert. Die Daten zeigen das breite Spektrum an Goldlegierungen, die im 7./6. Jahrhundert v. Chr. in Kleinasien verarbeitet wurden: vom natürlichen Seifengold (Elektrum) bis zu geläutertem, fast reinem Gold. Eine Korrelation zwischen Goldqualität und Verarbeitungsmethode konnte nicht festgestellt werden. Sowohl hochreines als auch mit viel Silber und Kupfer legiertes Gold wurde zum Schmieden von Blecharbeiten, aber auch zum Massivguss verwendet. Aus der Goldfarbe kann wegen des Phänomens der oberflächlichen Goldanreicherung nicht auf eine Legierungszusammensetzung geschlossen werden. Der 1963 angekaufte Fundkomplex aus lydischen Metallarbeiten und ostionischen Salbgefäßen aus Ton dürfte einen Grabfund des frühen 6. Jahrhunderts v. Chr. darstellen, dessen Herkunft aus Ephesos jedoch nicht zu sichern ist.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien findet für die farbliche Gestaltung von Zeichnungen Verwendung. Einige Pigmente und Farbstoffe, d.h. Tinten, Stifte oder Kreiden, waren nur für den Gebrauch als Zeichenmittel vorgesehen – andere wiederum finden sich auch in der Tafel- oder Fassmalerei. Der Vortrag möchte zunächst einen kurzen Überblick über die Terminologie und die Kunsttechnologie farbiger Zeichenmittel geben, um den Kosmos dieser Vielfältigkeit zu illustrieren.
Im zweiten Teil des Vortrags rücken dann solche „farbige“ Elemente in den Fokus, deren Konnotation sich aus den Zeichnungen nicht erschließen lassen und die daher zunächst irritieren. Die Farbigkeit war aber ursprünglich vielleicht gar nicht intendiert, sondern ist vielmehr auf Alterungs- und Korrosionsprozesse zurückzuführen. So steht eine braune Eisengallustinte nicht für die bewusste Verwendung eines braunen Zeichenmaterials, vielmehr dokumentiert sie das Vorhandensein brauner Korrosionsprodukte, die ein völlig anderes Erscheinungsbild ergeben. Die Alterungsprozesse betreffen aber nicht nur die Zeichenmaterialien, sondern auch das jeweilige Trägermaterial. Je nach Materialzusammensetzung verbräunen oder verdunkeln Papiere sehr stark, organische Farbstoffe – insbesondere gelbe Farben – bleichen sehr schnell aus, so dass kolorierte Partien nicht mehr lesbar sind. Die Charakterisierung bzw. Bestimmung des Materials ist mit dem bloßen Auge nicht immer möglich. Erst durch entsprechende naturwissenschaftliche Verfahren lässt sich eine Typologie der Zeichenmaterialien erstellen, Farbveränderungen erklären und der ursprüngliche Erscheinungszustand dieser Zeichnungen annähernd „rekonstruieren“. Es wird aufgezeigt, dass liebgewonnene Sicht- und Ausdrucksweisen, wie beispielsweise „Pinsel und Feder in Braun“ oder „Tinte in Sepiamanier“ heute so nicht mehr aufrechtzuerhalten sind.
Die Zusammensetzung der Malfarben Heinrich Campendonks in ihrer Kombination aus Farbpigmenten, Bindemitteln und Metallpulvern ist bislang nahezu unerforscht. Lediglich
für wenige Leinwandgemälde des Künstlers liegen publizierte Untersuchungen zu den Farbmitteln vor. Materialanalysen zu den Hinterglasarbeiten des Malers fehlten bisher. Im Rahmen eines Forschungs- und Restaurierungsprojektes im Zeitraum von 2014 bis 2016 wurden naturwissenschaftliche Untersuchungen an ausgewählten Hinterglasbildern durchgeführt, deren Ergebnisse in diesem Aufsatz vorgestellten werden. Die Untersuchungen erfolgten zunächst nicht-invasiv mit VIS-Spektroskopie, Röntgenfluoreszenzanalyse sowie Ramanspektroskopie, weiterhin mit Licht- und Fluoreszenzmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenmikroanalyse, Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, Raman-Mikroskopie und Gas-Chromatografie/Massenspektrometrie.
Materialanalytische Verfahren gewinnen zunehmend an Bedeutung bei der Beantwortung kulturhistorischer Fragestellungen, etwa nach Werkstatt, Alter, Künstler oder Provenienz eines Artefakts. Auch die Entwicklung geeigneter Restaurierungs- und Konservierungskonzepte bedarf dieser Grundlage ebenso wie die Beurteilung hinsichtlich der Frage nach Fälschung oder Kopie. Dem kunsttechnologisch orientierten Analytiker steht heute eine eindrucksvolle Bandbreite instrumenteller Methoden zur Verfügung, um die beiden Hauptkomponenten verwendeter Malfarben zu identifizieren, d.h. Farb- und Bindemittel. Der nachfolgende Aufsatz enthält eine kurze Zusammenstellung geeigneter Analyseverfahren, die üblicherweise bei der Untersuchung von Gemälden Verwendung finden.
Eine maltechnische Eigenart der Hinterglasbilder Heinrich Campendonks liegt in der Verwendung von fein gemahlenen unedlen Metallen wie Kupfer, Zinn, Zink, Aluminium sowie Metalllegierungen wie Messing. Sie waren seinerzeit entweder in Pulverform oder als gebrauchsfertige Malfarben im Handel erhältlich und wurden meist Bronzen, vereinzelt auch Brokatbronzen, Metall- oder Brokatfarben genannt. Der Aufsatz stellt die wesentlichen Aspekte der Metalleffektpigmente in Campendonks Werk vor.