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Ammonitenprojekt

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p1e101_.jpgHier werden die für den Formbau und Abguss eingesetzten Materialien, sowie die an sie gestellten Anforderungen beschrieben. Ihre Erläuterung erfolgt gemäß den einzelnen Arbeitsschritten.

Plastilin

Der erste Arbeitsschritt bestand in der Einbettung des Fossils. Hierzu wurde eine Knetmasse, nämlich weißes Plastilin der Firma Karl Weible AG angewandt. Die Handelsbezeichnung ist Plastilin spezial.

Der Vorteil von Plastilin liegt in seiner Flexibilität, die sich durch Anteile von Wachsen und Ölen ergibt. Eine Alternative etwas geringerer Preislage wäre Ton, der jedoch zur Wahrung seiner Flexibilität feucht gehalten werden muss. Dadurch wird es sehr schwierig, zu einem späteren Zeitpunkt noch Korrekturen bei der Einbettung vorzunehmen, da der trockene Ton nicht mehr formbar ist und höchstens noch gebrochen werden kann.

Bei der ständigen Anfeuchtung des Tones hingegen bestünde die Gefahr, ein gegen Wasser empfindliches Original aufzulösen oder zum Zerfall zu bringen.

Plastilin ist chemisch neutral und daher ohne Bedenken verwendbar. Sowohl gesundheitliche Beeinträchtigungen, als auch Schäden am Original sind nicht zu befürchten. Durch die Wahl einer Farbe, die einen Kontrast zum Original bildet, können Reste, welche bei der Entfernung des Plastilins am abzugießenden Stück hängen bleiben, leicht erkannt und entfernt werden.

Silikonkautschuk

Der zweite Arbeitsschritt bestand darin, eine Hautform aus Silikonkautschuk anzufertigen. Als erstes war zu entscheiden, ob ein additionsvernetzendes oder ein kondensationsvernetzendes Silikon angewendet werden soll.

Additionsvernetzende Silikone haben den Vorteil, beim Polymerisieren keinerlei Stoffe freizusetzen und somit auch keine Schrumpfung aufzuweisen.

Ihre Nachteile liegen in ihrer Unverträglichkeit gegenüber bestimmten Stoffen, die ein vollständiges Polymerisieren verhindern, sowie in ihrem hohen Preis.

Nachteile der kondensationsvernetzenden Silikone liegen darin, dass diese beim Polymerisieren Alkohol absondern, der manche Originale verfärben kann und in ihrer Schrumpfungsrate, die inetwa dem Härteranteil entspricht. Es wurde ein kondensationsvernetzendes Silikon, Typ Elastosil M 4514, und Härter T 21 der Firma Wacker-Chemie GmbH gewählt, da diese Produkte in besonderer Weise den gestellten Anforderungen entsprachen. Durch die niedrige Viskosität dieses Systems ist das Silikon gießbar, was beim Auftrag der Feinschicht mit einem kurzborstigen Pinsel eine hohe Detailwiedergabe ermöglicht. Es kann durch Zugabe von Additiven thixotropiert (= angedickt) werden. Dies ist beim Auftrag der Dickschicht wesentlich, um ein Abfließen des Materials an der Feinschicht zu vermeiden. Hierzu wurde das Wacker Verdickungs-Additiv M genutzt. Das Silikon besitzt eine hohe Dehnbarkeit und mechanische Festigkeit, wichtige Eigenschaften bei der Entformung und ggf. beim Transport.

Die weiße Färbung ist in diesem Fall von Vorteil, da aufgrund des farblichen Unterschieds zum Fossil beim Auftrag der Feinschicht die Schichtdicke leicht kontrolliert werden kann. Das Mischungsverhältnis belief sich auf 100 Teile Silikon zu 5 Teilen Härter, gemessen nach Gewicht; das Verdickungs-Additiv wurde bei Bedarf in einem Anteil von 0,5 - 2 % zugefügt.

Epoxydharz für den Formenbau

p8eb24.jpgNach Fertigstellung der Hautform musste zur Stabilisierung ein Stützmantel hergestellt werden. Die Wahl fiel auf ein Laminat aus Glasfasergewebe und Epoxydharz. Das verwendete Harzsystem bestand aus dem Harz Rütapox LB 20 und dem Härter Rütadur H 105/B der Firma Bakelite AG. Diese Komponenten wurden aufgrund langjähriger guter Erfahrung für geeignet befunden.

Das Harz LB 20 ist eine Modifikation des L 20 und hat eine niedrigere Oberflächenspannung, wodurch sich die Gefahr von Lufteinschlüssen verringert. Seine Viskosität bewegt sich im niedrigen bis mittleren Bereich, dennoch besitzt es eine Laminierfähigkeit.

Der Härter H 105/B hat sich sowohl wegen seiner technischen Daten (gemäß Datenblatt), als auch aufgrund der jahrelangen positiven Erfahrungen im Bereich des Laminierens als besonders geeignet für den Bau eines Stützmantels erwiesen. Spezielle Vor- und Nachteile werden im Abschnitt Abguss behandlet.

Das Mischungsverhältnis Harz zu Härter beträgt 100 Teile Harz auf 50 Teile Härter. Um den Stützmantel zu stabilisieren, wurde das Epoxydharz als Laminat mit Glasfasergewebe verarbeitet, das u.a. eine hohe Schlagzähigkeit, sowie ein geringes spezifisches Gewicht besitzt. Es wurde ein Gewebe mit dem Finish I 550 benutzt. Bei einem Finish handelt es sich um eine Beschichtung, die sowohl Tränkfähigkeit, als auch Geschmeidigkeit des Gewebes erhöhen soll. Das von uns gewählte Finish-Gewebe läßt sich optimal mit Epoxydharz verarbeiten. Der Bedarf des gesamten Harzes im Vergleich zum Glasfasergewebe liegt im Verhältnis 1:1, bemessen nach dem Gewicht der beiden Komponenten.

Epoxydharz für den Abguss

Für die Anfertigung des Abgusses kam das bereits beschriebene Harz Rütapox LB 20 zur Anwendung, diesmal mit einem anderen Härter.

Die für die Feinschicht des Abgusses erforderliche Harzmasse musste mit Dolomitmehl und Pigmenten ergänzt werden, um den farblichen Grundton des Fossils möglichst genau wiederzugeben. Mangels Härter H 105/b wurde auf den niedrigviskoseren Härter Rütapox VE 2778, ebenfalls von Bakelite AG umgestellt.

Das Harz für die Dickschicht wurde mit Aerosil thixotropiert um ein Zusammenfließen der Masse in den tieferen Stellen der Form zu vermeiden, da dies zu Schwachstellen in der Wandung des Abgusses geführt hätte. Das Mischungsverhältnis Harz zu Härter liegt bei 100 Teilen Harz auf 19 Teile Härter.

Harzmischung
Material
Menge [g]
Exoxydhaz LB20
2000,0
Dolomitmehl
4000,0
Pigmente
28,7
Gesamtmenge
6028,7

Pigmentmischung
Pigment
Menge [g]
Oxidgrün
7,0
Umbra natur
14,0
Ultramarinblau
3,5
Sxhwarz
3,5
Gesamtmenge
28,7

Glasgewebe

p8a09.jpgEin weiterer wichtiger Punkt, der bei der Auswahl von Glasgeweben zu beachten ist, ist die Bindung, d.h. die Webart. Die drei bekanntesten Bindungen heißen Leinwand-, Köper- und Atlasbindung.

Die Leinwandbindung erzeugt im Verbund die höchste Steifigkeit und ist deswegen insbesondere für die Herstellung flächiger Laminate (Platten u.ä.) geeignet.

Die Köperbindung ist vielseitig verwendbar, da die Steifigkeit im mittleren Bereich liegt und das Gewebe sich den Konturen seiner Auflagefläche gut anpaßt.

Die Atlasbindung weist die niedrigste Fadenverkreuzung des Gewebes auf, was bewirkt, dass dieses sich seiner Auflagefläche extrem gut anpaßt, was allerdings auf Kosten der Steifigkeit geht und die Stabilität bei großflächiger Anwendung vermindert.

Da es sich bei dem Projekt um Objekte mittlerer Radien handelt, haben wir uns für Köperbindung entschieden.

Aerosil

Bei Aerosil handelt es sich um ein Thixotropiermittel, d.h. ein Mittel zum Andicken von z.B. Kunstharzen und Silikonen im flüssigen Zustand. Chemisch gesehen ist Aerosil ein Siliziumdioxid (SiO2), ähnlich dem Quarz.

Es wird künstlich hergestellt und ist amorph, besitzt also keine Kristallstruktur. Es liegt in kugelförmigen Teilchen mit einer mittleren Größe von 12 Nanometern (Aerosil 200) vor und gehört damit zu den Feinstäuben. Bei der Verarbeitung größerer Mengen ist es ratsam, eine Schutzmaske mit Partikelfilter zu tragen oder die Arbeit direkt unter einer Abzugshaube durchzuführen.

Coloration

Zur Coloration der Abgüsse wurden Acrylfarben, sowie Acrylbinder als Schutzlack verwendet.

Bei Acrylfarben handelt es sich um wasserverdünnbare Acrylharze, also um mit Pigmenten gefärbte Kunstharze.

Acrylbinder ist ebenfalls ein Acrylharz, in der Regel ist er nicht gefärbt; jedoch kann er Zusatzstoffe enthalten, um z.B. die Witterungsbeständigkeit zu erhöhen.

Eine Alternative zu Acrylfarben wären Ölfarben gewesen. Ihr Vorteil liegt darin, dass beim Auftragen die Farbfilme dünner gehalten werden können, was eine bessere Wiedergabe der Oberflächenstruktur gewährleistet.

Die Vorzüge von Acrylfarben gegenüber Ölfarben bestehen in ihrer wesentlich kürzeren Trocknungszeit, was für uns ausschlaggebend war, da eine Coloration mit Ölfarben bis zu ihrer vollständigen Trocknung wahrscheinlich mehrere Wochen in Anspruch genommen hätte.

Sekundäre Arbeits- und Verbrauchsmaterialien

Beim Formenbau mussten nach den entsprechenden Arbeitsgängen die Pinsel gereinigt werden. Zum Entfernen von Epoxydharz benutzten wir Ethylacetat, das aufgrund seines geringeren Gefahrenpotentials dem Aceton vorzuziehen ist.

Waschbenzin kam gegen Silikonrückstände zur Anwendung, es quillt das Silikon auf, so das die Pinsel mühelos gereinigt werden konnten.

Zum Schutz der Hände gegen die allergene Wirkung des flüssigen Epoxydharzes wurde Arretil Handschutzcreme benutzt, die beim Eintrocknen einen schützenden Film über die Haut legt. Sie kann nach Beendigung der Arbeit mit Wasser und Seife entfernt werden. Um die zweite Hälfte der Silikonform zu fertigen wurden auf die exponierten Teile der ersten Hälfte ein dünner Film Vaseline aufgetragen, um ein Verbinden der beiden Hälften zu vermeiden.

Zur Fertigung der zweiten Hälfte der Silikonform wurde auf die exponierten Teile der ersten Hälfte ein dünner Film Vaseline aufgetragen, um ein Verbinden der beiden Hälften zu vermeiden.

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© Marvin Preusse, Markus Thiel; 2001-2002
Eingerichtet: 20.02.2002
Letzte Änderung: 03.05.2002