Physical chemistry in heritage science : investigations of objects manufactured in the first laboratory for electrotyping in Austria around 1840

Valentina Ljubić Tobisch

doi:10.25365/thesis.1

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Title (eng)

Physical chemistry in heritage science

investigations of objects manufactured in the first laboratory for electrotyping in Austria around 1840

Author

Valentina Ljubić Tobisch

Advisor

Wolfgang Kautek

Assessor

Peter Lieberzeit

Bernhard Pichler

Abstract (deu)

Die Galvanotechnik hat seit Beginn ihrer Erfindung im Jahr 1838 große Aufmerksamkeit erregt. Diese neue Technik wurde nicht nur in verschiedenen Industriezweigen sofort um-gesetzt, sondern auch sehr erfolgreich in verschiedenen Bereichen der Kunst und Grafik, insbesondere bei der Reproduktion. Die frühe Anwendung der elektrochemischen Abschei-dung war vor allem auf die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von plattiertem Kupfer und die neue Möglichkeit, Objekte perfekt zu kopieren und zu vervielfältigen, zu-rückzuführen. Darüber hinaus können auch nichtleitende Materialien beschichtet werden. Die vorliegende physikalisch-chemische Studie beschäftigte sich mit der Aufklärung der Zusammensetzung der historischen Objekte und der in den 1840er Jahren angewandten Herstellungsverfahren. Diese interdisziplinäre Grundlagenforschung im historischen Kon-text konzentrierte sich auf die kunsthistorische und technische Bearbeitung von Metallob-jekten in einer kürzlich entdeckten Sammlung des Technischen Museums Wien. Sie basier-te auf systematischen Materialanalysen von mehr als 70 Originalobjekten aus dem ersten österreichischen Laboratorium für Galvanotechnik. Anwendungsorientierte konservie-rungswissenschaftliche Untersuchungen wurden durchgeführt und elektrochemische Reini-gungsverfahren entwickelt. Neue Erkenntnisse über die technische Umsetzung sowie der bahnbrechende Beitrag der Wiener Autoren zur Weiterentwicklung der Galvanik und Foto-graphie in Österreich und darüber hinaus wurden in dieser Arbeit gewonnen. Eines der zentralen Themen der elektrochemischen Abscheidung auf nichtleitenden Subs-traten ist die Wahl der leitenden Schicht. Experimentell wurde gezeigt, dass Graphitpulver als leitfähige Phase Silber- und Kupferpulver überlegen ist. Die Materialeigenschaften des galvanisch abgeschiedenen Kupfers, aber auch der Einsatz verschiedener Nachbehand-lungsverfahren, wie z.B. Verdichtung durch verschiedene Polierverfahren und/oder organi-sche und anorganische Beschichtungsreste auf der Oberfläche, haben einen langfristigen Einfluss auf die Beständigkeit und das Korrosionsverhalten. Die erste weltweit bekannte geätzte Daguerreotypie, eine Heliogravure auf versilbertem Kupfer, die zur Reproduktion durch Druck bestimmt war, wurde unter den Druckplatten aus Theyers Laboratorium entdeckt. Die in Wien entwickelte bahnbrechende Fototechnik ermöglichte eine bisher unerreicht hohe Lichtempfindlichkeit im Gegensatz zur Technolo-gie des französischen Erfinders der Fotografie, Daguerre, durch die Anwendung von Halo-genidmischungen ohne einen Entwicklungsprozeßschritt mit Hg. Oberflächenanalysen zeig-ten, dass der fotografische Prozess zur Bildung von kolloidalen Ag-Nanopartikeln (AgNPs) mit einer Größe von 30-120 nm führte, deren Außenschichten aus Ag2O, Ag2S und etwas AgCl bestehen. Die Bildentwicklung bestand in der Reduktion der Ag-Halogenide zu Ag-NPs angrenzend an die Ag-Keime des latenten Bildes durch H2SO3, das entweder durch KCN oder Na2S2O3 fixiert wurde. Die untersuchte Platte weist geätzte Bereiche mit Ag2O-Konversionsschichten auf, aber kein Cl, S und Hg. Dieser Befund zeigte, dass der Wiener Fotoprozess der 1840er Jahre im Gegensatz zur französischen Erfindung von Daguerre von 1839 stand, da er eine hohe Empfindlichkeit für bewegte Szenen und die erste Möglichkeit der Reproduktion ermöglichte. Dies war der Auslöser für die Entwicklung der modernen Analogfotografie.

Abstract (eng)

Electrotyping processes have received considerable attention from the beginning of its in-vention in 1838. This new technique has been immediately implemented not only in various fields of industry but also very successfully in diverse fields of arts and graphics, particular-ly for their reproduction. The early application of electrochemical deposition was primarily due to the excellent mechanical properties of plated copper and the new ability to perfectly copy and multiply objects. In addition, non-conductive materials could be coated. The present physico-chemical study endeavoured the elucidation of the historical objects’ composition and the manufacturing processes applied in the 1840s. This basic interdiscipli-nary research in a historical context focussed on the art-historical and technical processing of metal objects in a recently descovered collection of the Technisches Museum Wien. It was based on systematic material analyses of more than 70 original objects from the first Austrian laboratory for electroplating. Application-oriented conservation-scientific investi-gations were carried out, as well as electrochemical cleaning methods were developed. New knowledge about the technical implementation as well as the pioneering authors’ contribu-tion to the further development of electroplating and photography in Austria, and beyond, was achieved in this work. One of the central topics of electrochemical deposition on non-conductive substrates is the choice of the conductive layer. It was shown experimentally that graphite powder, as a con-ductive phase, is superior to silver and copper powder. The material properties of the elec-trodeposited copper, but also the use of various post-treatment processes, such as compac-tion by various polishing processes and/or organic and inorganic coating residues on the surface, have a long-term effect on the durability and corrosion behaviour. The first worldwide-known etched daguerreotype, a heliogravure on silver-plated copper, intended for reproduction by printing was discovered among the electrotype plates from Theyer's laboratory. The breakthrough photographic technique developed in Vienna pro-vided a hitherto unachieved high photosensitivity in contrast to the technology of the French inventor of photography, Daguerre, due to the application of halogenide mixtures without the development with Hg. Surface analyses showed that the photographic process led to the formation of colloidal Ag nanoparticles (AgNPs) with sizes of 30-120nm with shell layers consisting of Ag2O, Ag2S, and some AgCl. The image development consisted in the reduction of the Ag halides to AgNPs adjacent to the latent image Ag nuclei by H2SO3. The image was fixed either by KCN or Na2S2O3. The investigated plate exhibits etched areas with Ag2O conversion layers, but no Cl, S, and Hg. This finding showed that the Viennese photographic process of the 1840s contrasted to the French invention by Daguerre in 1839 insofar that it enabled a high sensitivity for moving scenes and the first possibility for reproduction. This triggered the route to the development of modern analogue photography.

Keywords (eng)

Electrotyping processeselectrochemical depositionprinting plates

Keywords (deu)

Galvanotechnikelektrochemische AbscheidungDruckplatten

Subject (deu)

Physikalische Chemie: Allgemeines

Type (deu)

Dissertation

Persistent identifier

https://phaidra.univie.ac.at/o:1361931

DOI

10.25365/thesis.1