DE69906705T2 - METHOD FOR THE PRESERVATION OF SILVER PLATED OBJECTS AND DEVICE THEREFOR - Google Patents
METHOD FOR THE PRESERVATION OF SILVER PLATED OBJECTS AND DEVICE THEREFORInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Konservierung von versilberten Gegenständen bzw. Silbergegenständen und Reinigungsvorrichtung für seine Durchführung.Method for preserving silver-plated objects or silver objects and cleaning device for carrying out the method.
Die Erfindung betrifft den Bereich des Schutzes und der Konservierung von versilberten bzw. Silber enthaltenden Metallgegenständen. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, Gase zu reinigen, die dazu bestimmt sind, die Umgebung dieser Gegenstände zu bilden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Beispiel umgesetzt, um solche Gegenstände zu schützen und zu konservieren, während diese der Öffentlichkeit ausgestellt werden.The invention relates to the field of protection and conservation of silver-plated or silver-containing metal objects. The method according to the invention makes it possible to purify gases intended to form the environment of these objects. The method according to the invention is implemented, for example, to protect and conserve such objects while they are on display to the public.
Es ist bekannt, daß Schwefelverbindungen in Berührung mit Silber Silbersulfide bilden, die verantwortlich sind für das Mattwerden und die Korrosion der Silbergegenstände bzw. versilberten Gegenstände.It is known that sulphur compounds in contact with silver form silver sulphides, which are responsible for the dulling and corrosion of silver or silver-plated objects.
In der Tabelle 1 sind die Haupt-Verschmutzungsarten in der Atmosphäre aufgetragen, die für das Mattwerden verantwortlich sind, sowie ihre jeweilige Konzentration. Table 1 shows the main types of pollution in the atmosphere responsible for dulling and their respective concentrations.
Das Carbonylsulfid, OCS, ist der identifizierte Hauptverschmutzer, und es ist auch der reaktionsfreudigste, vor H&sub2;S, SO&sub2; und dann CS&sub2;. Die Sulfidbildung des Silbers ist außerdem sehr empfindlich gegenüber Luftfeuchtigkeit, denn die Anwesenheit von einigen einlagigen Schichten von Wasser auf der Oberfläche des Metalls reicht aus, das OCS zu hydrolysieren, aufzulösen und H&sub2;S zu dissoziieren, was die folgende Reaktion gestattet:Carbonyl sulfide, OCS, is the main contaminant identified and it is also the most reactive, ahead of H2S, SO2 and then CS2. The sulfide formation of silver is also very sensitive to humidity, because the presence of a few monolayers of water on the surface of the metal is sufficient to hydrolyze the OCS, dissolve it and dissociate H2S, allowing the following reaction:
4Ag + 2HS -> 2Ag&sub2;S + H&sub2; + 2e&supmin;4Ag + 2HS -> 2Ag2 S + H2 + 2e&supmin;
Diese Reaktion ist verantwortlich für das Schwarzwerden, das Mattwerden und die Korrosion des Silbers.This reaction is responsible for the blackening, dulling and corrosion of the silver.
Diese Korrosion durch die schwefligen Verschmutzungen ändert die elektrischen Eigenschaften der Silberkontakte, die noch zahlreich in Umlauf sind. Ebenso ist das Schwarzwerden von Gegenständen aus versilbertem bzw. silbernem Metall, wie von Schmuckstücken, Musikinstrumenten, Daguerrotypien, Tafelservicen, Gegenständen der Kunst und Archäologie usw. sehr störend, angesichts der Ästhetik und ihrer Darbietung gegenüber der Öffentlichkeit, aber auch letztendlich gegenüber der Integrität dieser Gegenstände oder dieser Werke selbst, besonders dann, wenn die Dicken metallischen Silbers sehr gering sind (Daguerrotypien, Silberhäutchen auf Holzrahmen von Tischen, galvanische Versilberung von Musikinstrumenten usw.).This corrosion caused by sulphurous contamination alters the electrical properties of silver contacts, which are still in circulation in large numbers. Similarly, the blackening of objects made of silver-plated or silver metal, such as jewellery, musical instruments, daguerreotypes, table services, art and archaeological objects, etc., is very disturbing in terms of their aesthetics and presentation to the public, but also ultimately in terms of the integrity of these objects or works themselves, especially when the thickness of the metallic silver is very thin (daguerreotypes, silver skins on wooden table frames, galvanic silver plating of musical instruments, etc.).
Um eine Änderung der versilberten bzw. silbernen Oberflächen zu verhindern, werden zwei Kategorien von Vorgehensweisen verwendet:To prevent any alteration of the silver-plated or silver surfaces, two categories of procedures are used:
a - Vollkommenes Entfernen von chemischen Verschmutzungsarten in der Umgebung des versilberten Metallgegenstandes; in diese Kategorie gehören oft schwere und sehr mühsame Verfahren, wie das Inertmachen, das darin besteht, die Umhüllung, die den Gegenstand enthält, unter neutrales Gas zu setzen (zum Beispiel Stickstoff), nachdem man den Raum gereinigt hat; unter diese Kategorie fällt auch eine andere Vorgehensweise, die darin besteht, in den Umhüllungen, die die zu schützenden Gegenstände enthalten, Diffusoren für Produkte anzuordnen, die das Mattwerden des Silbers verhindern; diese Verhinderungsstoffe bzw. Inhibitoren sind aber flüchtig und weisen einige Unbequemlichkeiten auf, wie die Abwesenheit des Nachweises des Aufbrauchens und die Abwesenheit für Richtwerte über ihre Harmlosigkeit gegenüber den Materialien, die die zu schützenden Gegenstände bilden (Holz, Elfenbein, Perlmutt, Kork, Farbe usw.);a - Complete removal of chemical contaminants from the area surrounding the silver-plated metal object; this category often includes difficult and very laborious operations such as inertisation, which consists in placing the container containing the object under neutral gas (e.g. nitrogen) after cleaning the environment; this category also includes another operation which consists in placing diffusers for products that prevent the silver from becoming tarnished in the containers containing the objects to be protected; these inhibitors are however volatile and present certain inconveniences, such as the lack of evidence of depletion and the lack of indicative values of their harmlessness to the materials that make up the objects to be protected (wood, ivory, mother-of-pearl, cork, paint, etc.);
b - eine physische Sperre zwischen dem Gegenstand und seiner Umgebung; unter dieses zweite Kategorie fallen zum Beispiel die Firnisse, das Einkapseln und das Einsacken; das Auflegen eines Firnis verbraucht nahezu 50% der Restaurationszeit der Gegenstände und ruft sehr unästhetische, differentielle Korrosionen hervor, wenn es hier Fehler oder Lükken im Firnis gibt; das Einkapseln und Einsacken können keineswegs eine universelle Lösung bieten; sie sind zum Beispiel für die öffentliche Ausstellung der so geschützten Gegenstände ungeeignet.b - a physical barrier between the object and its environment; this second category includes, for example, varnishing, encapsulation and bagging; the application of varnish consumes almost 50% of the restoration time of the object and causes very unsightly, differential corrosion if there are defects or gaps in the varnish; encapsulation and bagging cannot in any way offer a universal solution; they are unsuitable, for example, for the public exhibition of the objects thus protected.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Konservierung versilberter bzw. silberner Gegenstände bereitzustellen, das nicht die oben aufgezeigten Nachteile hat, und das nichts desto weniger von einer sehr hohen Wirksamkeit ist.The aim of the present invention is to provide a method for preserving silver-plated or silver objects which does not have the disadvantages outlined above and which is nevertheless very effective.
Die Erfindung ist, genauer gesagt, ein Verfahren zum Schutz und zum Konservieren versilberter bzw. silberbedeckter bzw. silberner Gegenstände, das den Schritt aufweist, die Gegenstände unter einer entschwefelten Atmosphäre zu konditionieren, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Atmosphäre in Berührung mit kathodisch aktiviertem, metallischen Silber entschwefelt.More specifically, the invention is a process for protecting and preserving silver-plated or silver-covered objects, comprising the step of conditioning the objects under a desulfurized atmosphere and characterized in that the atmosphere is desulfurized in contact with cathodically activated metallic silver.
Andere Aspekte, Ziele und Vorzüge der Erfindung werden aus der Lektüre der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich.Other aspects, objects and advantages of the invention will become apparent from reading the following detailed description.
Man wird die Erfindung mit Hilfe des Bezuges auf die beigefügten Zeichnungen um so besser verstehen, in denen:The invention will be better understood by reference to the accompanying drawings in which:
- Fig. 1 eine Perspektivdarstellung mit teilweise abgebrochener Seiten- und Rückwand einer Ausstellungsvitrine für versilberte Gegenstände ist, deren Atmosphäre durch das erfindungsgemäße Verfahren entschwefelt ist;- Fig. 1 is a perspective view with partially broken-off side and rear walls of a display case for silver-plated objects, the atmosphere of which is desulfurized by the process according to the invention;
- Fig. 2 schematisch im Längsschnitt ein Beispiel einer Umhüllung darstellt, die mit der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kompatibel ist;- Fig. 2 shows schematically in longitudinal section an example of a casing compatible with the use of the method according to the invention;
- Fig. 3 schematisch im Längsschnitt ein anderes Beispiel einer Umhüllung darstellt, die mit der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kompatibel ist;- Figure 3 shows schematically, in longitudinal section, another example of a casing compatible with the use of the method according to the invention;
- Fig. 4 schematisch noch ein anderes Beispiel der Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt;- Fig. 4 schematically shows yet another example of implementation of the method according to the invention;
- Fig. 5 eine Perspektivdarstellung eines Reinigungsgerätes für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist;- Fig. 5 is a perspective view of a cleaning device for implementing the method according to the invention;
- Fig. 6 schematisch einen Längsschnitt des in Fig. 5 dargestellten Reinigungsgerätes darstellt;- Fig. 6 shows schematically a longitudinal section of the cleaning device shown in Fig. 5;
- Fig. 7 schematisch zwei Beispiele möglicher Positionen darstellt, um ein Reinigungsgerät wie das, das in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, anzuordnen; in Fig. 7a sind Schau-feln, die am Austritt dieses Geräts angebracht sind, nach oben gerichtet; in Fig. 7b sind diese Schaufeln nach unten gerichtet;- Fig. 7 schematically represents two examples of possible positions for arranging a cleaning device such as that shown in Figs. 5 and 6; in Fig. 7a, blades mounted on the outlet of this device are directed upwards; in Fig. 7b, these blades are directed downwards;
- Fig. 8 schematisch die Struktur und Anordnung einer Kassette zum Umsetzen des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt;- Fig. 8 schematically shows the structure and arrangement of a cassette for implementing the inventive method;
- Fig. 9 schematisch eine Vorrichtung darstellt, um metallisches Silber, das für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nötig ist, kathodisch zu aktivieren;- Fig. 9 schematically represents a device for cathodically activating metallic silver, which is necessary for carrying out the process according to the invention;
- Fig. 10 eine Photographie zweier Muster von Silberwolle ist, die während 4 min der Schwefelung unterzogen wurden; eines der Muster wurde vorab kathodisch aktiviert und das andere nicht; und- Fig. 10 is a photograph of two samples of silver wool subjected to sulphurisation for 4 minutes; one of the samples was previously cathodically activated and the other was not; and
- Fig. 11 eine Photographie zweier Muster von Silberwolle ist, die während 65 Stunden der Schwefelung unterzogen wurden; eines der Muster wurde vorab kathodisch aktiviert und das andere nicht.- Fig. 11 is a photograph of two samples of silver wool subjected to sulphurisation for 65 hours; one of the samples was previously cathodically activated and the other was not.
Im erfindungsgemäßen Verfahren gestattet es ein Material, das aus metallischem Silber zusammengesetzt ist, schweflige Verbindungen einzufangen, die in der Lage sind, sich in einem Gas zu befinden, das dazu bestimmt ist, die Atmosphäre versilberter, zu schützender Gegenstände 1 zu bilden, bevor dieses Gas in Berührung mit diesen Gegenständen 1 angelangt.In the process according to the invention, a material composed of metallic silver makes it possible to capture sulphurous compounds capable of being present in a gas intended to form the atmosphere of silvered objects 1 to be protected, before this gas comes into contact with these objects 1.
Um die Wirksamkeit dieses Verfahrens zu steigern, ist das metallische Silber bevorzugt in eine Form gebracht, in der es eine große, spezifische Oberfläche aufweist. Je mehr diese Oberfläche entwickelt ist, desto bedeutender ist die Fangoberfläche für schweflige Verbindungen. Dies gestattet es, die Austauschvorgänge mit dem Gas zu begünstigen, und gleichzeitig, die Menge der Moleküle zu erhöhen, die eingefangen werden können, bevor die Sättigung dieser Oberfläche gegenüber Schwefelungsreaktionen erreicht ist.To increase the effectiveness of this process, the metallic silver is preferably made into a form in which it has a large specific surface. The more developed this surface is, the more important the capture surface for sulphurous compounds. This makes it possible to favour the exchange processes with the gas and at the same time to increase the quantity of molecules that can be captured before the saturation of this surface with regard to sulphurisation reactions is reached.
Gemäß einer besonderen Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zu schützenden, versilberten Gegenstände 1 in einer Umhüllung 300 angeordnet, um die Atmosphäre abzukapseln, die diese versilberten Gegenstände 1 umgibt (Fig. 1). Aber man kann auch ins Auge fassen, diese Gegenstände 1 unter einem Strom entschwefelten Gases anzuordnen. Wenn die versilberten Gegenstände 1 in einer Umhüllung 300 angeordnet werden, ist deren Atmosphäre auf Überdruck bezüglich der Außenseite der Umhüllung 300 gehalten. Auf diese Weise kann man Umhüllungen 300 mit nur begrenzter Dichtigkeit verwenden, die demnach weniger schwierig und weniger kostspielig herzustellen sind als dichte Umhüllungen 300. Der Überdruck im Inneren der Umhüllung 300 begrenzt das Eindringen von nicht entschwefeltem Gas durch deren Zwischenräume.According to a particular embodiment of the process according to the invention, the silver-plated objects 1 to be protected are placed in an enclosure 300 in order to encapsulate the atmosphere surrounding these silver-plated objects 1 (Fig. 1). However, it is also possible to envisage placing these objects 1 under a flow of desulphurised gas. When the silver-plated objects 1 are placed in an enclosure 300, its atmosphere is maintained at an overpressure with respect to the outside of the enclosure 300. In this way, enclosures 300 with only limited tightness can be used, which are therefore less difficult and less expensive to manufacture than tight enclosures 300. The overpressure inside the enclosure 300 limits the penetration of non-desulphurised gas through the interstices between them.
Bevorzugt wird das Gas vor oder bei seinem Eintritt in die Umhüllung entschwefelt.Preferably, the gas is desulfurized before or when it enters the enclosure.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man ein Reinigungsgerät 100 verwenden und dann das durch das Reinigungsgerät 100 entschwefelte Gas bis an die Umhüllung 300 durch eine geeignete Leitung 150 heranführen (siehe Fig. 2).According to a variant of the method according to the invention, a purification device 100 can be used and then the gas desulfurized by the purification device 100 can be fed to the enclosure 300 through a suitable line 150 (see Fig. 2).
Nach einer anderen Variante ist das metallische Silber zum Auffangen der schwefeligen Verbindungen in einer Kassette 200 an einer Eintrittsöffnung 310 für Gas in die Umhüllung 300 angeordnet, während ein Lüfter 50 in einer Austrittsöffnung 320 für Gas aus der Umhüllung 300 sitzt. Auf diese Weise wird das Gas in die Umhüllung 300 eingesaugt und bei seinem Eintritt entschwefelt, während es aus der Umhüllung 300 durch den Lüfter 50 (Fig. 3) ausgestoßen wird.According to another variant, the metallic silver for collecting the sulphurous compounds is arranged in a cassette 200 at an inlet opening 310 for gas into the enclosure 300, while a fan 50 is located in an outlet opening 320 for gas from the enclosure 300. In this way, the gas is sucked into the enclosure 300 and desulfurized as it enters, while it is expelled from the enclosure 300 by the fan 50 (Fig. 3).
Nach einer noch anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das metallische Silber zum Binden der schwefligen Verbindungen in eine Kassette 200 derart eingelegt, daß es gleichzeitig vom Gas, das in die Umhüllung 300 eintritt, und von einem Teil des Gases der Umhüllung 300 überspült wird (Fig. 4). Auf diese Weise erfährt das Gas in der Umhüllung 300 eine Erneuerung.According to yet another variant of the method according to the invention, the metallic silver for binding the sulphurous compounds is placed in a cassette 200 in such a way that it is simultaneously washed over by the gas entering the casing 300 and by a part of the gas in the casing 300 (Fig. 4). In this way, the gas in the casing 300 is renewed.
Das Verfahren nach der Erfindung kann auch ausgeführt werden, indem man das kathodisch aktivierte, metallische Silber an mehreren Stellen der Umhüllung 300 anordnet. Zum Beispiel kann das kathodisch aktivierte, metallische Silber derart angeordnet werden, daß es das Gas entschwefelt, das in die Umhüllung 300 eintritt, während eine andere Menge an kathodisch aktiviertem, metallischem Silber anderswo in der Umhüllung 300 angeordnet werden kann, um das in dieser Umhüllung 300 zurückgeführte Gas zu entschwefeln.The method of the invention can also be carried out by placing the cathodically activated metallic silver at multiple locations in the enclosure 300. For example, the cathodically activated metallic silver can be placed to desulfurize the gas entering the enclosure 300, while a different amount of cathodically activated metallic silver can be placed elsewhere in the enclosure 300 to desulfurize the gas recirculated in that enclosure 300.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Umhüllung 300 eine Vitrine. Wie in Fig. 1 dargestellt, weist in diesem Fall die Umhüllung 300 eine Glasscheibe 305 auf, hinter der die versilberten Gegenstände 1 auf einem Regal 5 ausgestellt sind. Ein Reinigungsgerät 100 ist in der Vitrine 300 angeordnet, mit einem Eintrittsgitter 12, das mit der Außenseite dieser Vitrine 300 in Verbindung steht. So dringt das zu reinigende Gas in das Gerät 100 ein, durchquert eine herausziehbare Kassette 200, die das kathodisch aktivierte, metallische Silber enthält, und macht sich daran, die Umgebung der zu schützenden, versilberten Gegenstände 1 zu bilden (Pfeil in gestrichelten Linien). Beim Durchqueren der Kassette 200 werden die schwefligen Bestandteile auf dem kathodisch aktivierten, metallischen Silber zurückgehalten. Die Umgebung der in der Vitrine 300 ausgestellten, versilberten Gegenstände ist so entschwefelt.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the enclosure 300 is a display case. As shown in Fig. 1, in this case the enclosure 300 comprises a glass pane 305 behind which the silver-plated objects 1 are displayed on a shelf 5. A cleaning device 100 is arranged in the display case 300, with an inlet grille 12 communicating with the outside of this display case 300. The gas to be cleaned thus enters the device 100, passes through a removable cassette 200 containing the cathodically activated metallic silver and sets about forming the environment of the silver-plated objects 1 to be protected (arrow in dashed lines). As it passes through the cassette 200, the sulphurous components are retained on the cathodically activated metallic silver. The environment of the silver-plated objects exhibited in showcase 300 is thus desulfurized.
Das Reinigungsgerät 100 für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in der Saug- und Umpumpleistung der Luft anpaßbar sein. Demnach sind diese Dimensionen variabel, gemäß welchen man eine Umhüllung mit einem Volumen von 1 bis 10 m³ oder eine Örtlichkeit zur engen Lagerung mit vielen Dutzend von Kubikmetern reinigen will.The cleaning device 100 for carrying out the method according to the invention can be adapted in terms of the suction and pumping capacity of the air. These dimensions are therefore variable, according to which one wants to clean an enclosure with a volume of 1 to 10 m³ or a place for tight storage with many tens of cubic meters.
Nach einer bevorzugten Ausführungsweise des Reinigungsgerätes 100 ist dieses ein kleines Modul. Es weist im wesentlichen eine dichte Haube 30, einen Saugventilator 50 und herausziehbare Kassetten 200, 210, 220, 230 auf (Fig. 5 und 6).According to a preferred embodiment of the cleaning device 100, this is a small module. It essentially has a sealed hood 30, a suction fan 50 and removable cassettes 200, 210, 220, 230 (Fig. 5 and 6).
Die Haube 30 ist insgesamt ein rechteckiger, länglicher Quader. Die beiden Stirnflächen dieses Quaders, die im wesentlichen senkrecht zu seiner Längsachse stehen, bilden die Einlaßfläche 10 bzw. die Auslaßfläche 20 des Reinigungsgerätes 100. Die Einlaßfläche 10 ist mit einem Einlaßgitter 12 für das schlechte Gas versehen. Die Auslaßfläche 20 ist mit Schaufeln 22 versehen. Die eine 14 der zur Einlaßfläche 10 und zur Auslaßfläche 20 senkrechten Flächen ist mit einem Handgriff 40 versehen. Eine 16 der zur Einlaßfläche 10 und zur Auslaßfläche 20 senkrechten Flächen neben der Fläche 14, die mit dem Handgriff 40 versehen ist, weist Öffnungen auf, die dazu eingerichtet sind, die Kassetten 200, 210, 220, 230 aufzunehmen. Schließlich sind eine Steckdose 60 zur elektrischen Einspeisung und ein Unterbrechungsschalter 70 auf dieser selben Fläche 16 angeordnet. Nach einer speziellen Ausführung, die für die Erfindung aber nicht einschränkend ist, weisen die Einlaßfläche 10 und die Auslaßfläche 20 näherungsweise Abmessungen von 130 mm · 160 mm auf.The hood 30 is a rectangular, elongated cuboid. The two front surfaces of this cuboid, which are essentially perpendicular to its longitudinal axis, form the inlet surface 10 and the outlet surface 20 of the cleaning device 100. The inlet surface 10 is provided with an inlet grille 12 for the bad gas. The outlet surface 20 is provided with vanes 22. One 14 of the surfaces perpendicular to the inlet surface 10 and the outlet surface 20 is provided with a handle 40. One 16 of the surfaces perpendicular to the inlet surface 10 and the outlet surface 20, adjacent to the surface 14 provided with the handle 40, has openings designed to receive the cassettes 200, 210, 220, 230. Finally, a socket 60 for electrical supply and a circuit breaker 70 are arranged on this same surface 16. According to a specific embodiment, which is not limitative of the invention, the inlet surface 10 and the outlet surface 20 have dimensions of approximately 130 mm x 160 mm.
Der Lüfter 50 ist elektrisch gespeist und stellt das Ansaugen und Umpumpen der Luft sicher. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist dieser Lüfter 50 im Inneren der Haube 30 in der Nähe der Auslaßfläche 20 gelegen. Dieser Lüfter 50 setzt die Gruppe der herausziehbaren Kassetten 200, 210, 220, 230, die, auf die Strömungsrichtung bezogen, vor diesem angeordnet sind, unter Unterdruck. Der Lüfter 50 verstreut das gereinigte Gas zu den Schaufeln 22 hin.The fan 50 is electrically powered and ensures the intake and circulation of air. As shown in Fig. 6, this fan 50 is located inside the hood 30 near the outlet surface 20. This fan 50 puts the group of extractable cassettes 200, 210, 220, 230, which are arranged in front of it in terms of the flow direction, under negative pressure. The fan 50 disperses the purified gas towards the blades 22.
Bevorzugt wird man zur Behandlung einer geschlossenen Vitrine mit 25 m³ einen Lüfter 50 anordnen, dessen näherungsweise Abmessungen 119 · 119 · 32 mm³ sind. Er wird durch einen Gleichstrom gespeist, der unter einer Spannung von 12 Volt steht (von einer Batterie für ein autonomes Gerät oder einem Transformator abgegeben, der an 220 Volt Netzspannung angelegt ist), für eine Leistung von 1,2 W (1 550 U/min). Sein Durchsatz wird dann etwa 95 m³/h betragen. Er wird einen Geräuschpegel von 30 dB aufweisen.Preferably, to treat a closed display case of 25 m³, a fan 50 will be installed, the approximate dimensions of which are 119 x 119 x 32 mm³. It will be powered by a direct current at a voltage of 12 volts (supplied by a battery for a stand-alone device or a transformer connected to a 220 volt mains voltage) for a power of 1.2 W (1 550 rpm). Its flow rate will then be approximately 95 m³/h. It will have a noise level of 30 dB.
Nach einer Variante des Reinigungsgerätes 100 kann dieses eine Vorrichtung für die Schaufeln 22 aufweisen, die nach oben gelenkt sind, um die Luft in der Umhüllung 300 in Umlauf zu versetzen, wenn zum Beispiel das Gerät 100 auf der unteren Wand der Umhüllung 300 angeordnet ist (Fig. 7a).According to a variant of the cleaning device 100, it can have a device for the blades 22 which are directed upwards in order to circulate the air in the enclosure 300, for example when the device 100 is arranged on the lower wall of the enclosure 300 (Fig. 7a).
Umgekehrt können die Schaufeln 22 nach unten gerichtet sein, wenn das Reinigungsgerät 100 oben angeordnet ist (Fig. 7b).Conversely, the blades 22 may be directed downwards when the cleaning device 100 is arranged at the top (Fig. 7b).
Mit einer geeigneten Ausrichtung der Schaufeln 22 ist bevorzugt der Umlauf der Luft in der Nähe des Reinigungsgeräts 100 minimiert.With a suitable alignment of the blades 22, the circulation of air in the vicinity of the cleaning device 100 is preferably minimized.
Um den Umlauf an gereinigter Luft in der Umhüllung 300 zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, das Reinigungsgerät 100 mit dank eines Motors oszillierenden Schaufels 22 zu versehen.In order to improve the circulation of purified air in the enclosure 300, it may be advantageous to provide the cleaning device 100 with blades 22 that oscillate thanks to a motor.
Gemäß einer andere Variante des Reinigungsgerätes 100 ist dieses tragbar.According to another variant of the cleaning device 100, it is portable.
Gemäß einer noch anderen Variante kann das Reinigungsgerät 100 Rollen aufweisen, um seinen Transport zu erleichtern.According to yet another variant, the cleaning device can have 100 wheels to facilitate its transport.
Das Reinigungsgerät 100 weist mindestens eine Kassette 200 auf, die das kathodisch aktivierte, metallische Silber enthält, das in vorteilhafter Weise eine große, spezifische Oberfläche aufweist. Dieses Silber liegt in Form einer Wolle, eines Filzes oder eines Schaumstoffs aus Silber vor. Dieses Silber fixiert die schwefligen Verbindungen. Es kann in verbrauchsbereiter Form in dichten Beuteln aus Kunststoff geliefert werden.The cleaning device 100 has at least one cassette 200 containing the cathodically activated metallic silver, which advantageously has a large specific surface. This silver is in the form of a wool, a felt or a foam made of silver. This silver fixes the sulphurous compounds. It can be supplied in a ready-to-use form in tight plastic bags.
Wie in Fig. 8 dargestellt, liegt das Silber zum Beispiel unter der Form verdichteter Wolle 150 vor. Diese Wolle 150 wird in einen Halterahmen 160 eingebracht. Die vom Rahmen 160 und der Wolle 150 gebildete Baugruppe wird in das Reinigungsgerät 100 mittels Gleitschienen 170 eingeführt, die horizontal in diesem befestigt sind.As shown in Fig. 8, the silver is present, for example, in the form of compacted wool 150. This wool 150 is placed in a holding frame 160. The assembly formed by the frame 160 and the wool 150 is introduced into the cleaning device 100 by means of slide rails 170 which are mounted horizontally therein.
In einer anderen Variante wird die Kassette 200, die mit Wolle, Filz oder Schaumstoff aus kathodisch aktiviertem Silber beladen ist, ihrerseits in gebrauchsfertiger Form in dichten Beuteln aus Kunststoff geliefert. Eine solche Kassette kann im übrigen zum Hersteller geschickt werden, der die Möglichkeit beurteilen kann, ihren Inhalt kathodisch zu reaktivieren (zum Beispiel im Rahmen eines Wartungsvertrages).In another variant, the cassette 200, loaded with wool, felt or foam made of cathodically activated silver, is itself delivered ready for use in sealed plastic bags. Such a cassette can also be sent to the manufacturer, who can assess the possibility of cathodically reactivating its contents (for example, as part of a maintenance contract).
Die kathodische Aktivierung einer Kassette 200 erfolgt bei neuen oder wieder zu erneuernden Kassetten 200.The cathodic activation of a cassette 200 is carried out for new cassettes 200 or cassettes 200 that are to be renewed.
Die Wolle, der Filz oder der Schaumstoff aus Silber ist von gereinigtem Silber mit 99,9% oder aus einer Legierung gebildet, bei der die Konzentration an Silber größer oder gleich 90% beträgt.The silver wool, felt or foam is made of purified silver at 99.9% or of an alloy in which the silver concentration is greater than or equal to 90%.
Die spezifische Oberfläche der Wolle, des Filzes oder des Schaumstoffs aus Silber beträgt näherungsweise 100 cm²/g.The specific surface area of silver wool, felt or foam is approximately 100 cm²/g.
Eine Kassette 200 für das Reinigungsgerät 100 enthält bevorzugt 10 g Silber, was eine entfaltete Gesamtoberfläche an Silber von etwa 1000 cm² darstellt. Eine solche Kassette 200 kann 0,1 g Schwefel binden.A cassette 200 for the cleaning device 100 preferably contains 10 g of silver, which represents a total unfolded silver surface area of approximately 1000 cm². Such a cassette 200 can bind 0.1 g of sulfur.
Die Kinetik der Bildung von Ag&sub2;S ist rasch, bis man etwa 100 nm an Dicke gebildet hat, und diese Kinetik wird dann bis zur Sättigung langsamer.The kinetics of Ag2S formation are rapid until about 100 nm of thickness is formed and then these kinetics slow down until saturation.
So muß man, wenn man eine maximale Effizienz der Kassetten 200 aufrechterhalten will, eine rasche Kinetik bewahren und die Kassetten 200 vor dem Durchlaufen einer langsamen Kinetik auswechseln oder reaktivieren. In diesem letztgenannten Fall wird die Lebensdauer einer Kassette 200, die die in den vier vorangehenden Absätzen beschriebenen Merkmale aufweist, für eine Umgebung in einer Atmosphäre veranschlagt, die ein Maß an H&sub2;S in der Gößenordnung von 0,5 ppm (Teilen pro Million) aufweist.Thus, if one wants to maintain maximum efficiency of the cassettes 200, it is necessary to maintain fast kinetics and replace or reactivate the cassettes 200 before they undergo slow kinetics. In this latter case, the life of a cassette 200 having the characteristics described in the four previous paragraphs is estimated for an environment in an atmosphere having a level of H₂S of the order of 0.5 ppm (parts per million).
Das Verfahren der kathodischen Aktivierung, das eingesetzt wird, um das metallische Silber zu aktivieren, das zu einer Verwendung in einem Reinigungsgerät 100 bestimmt ist, weist die Schritte auf, die aus den folgenden bestehen:The cathodic activation process used to activate the metallic silver intended for use in a cleaning device 100 comprises the steps consisting of the following:
- Entstauben der Wolle, des Filzes oder des Schaumstoffs aus rohem Silber zur Aufnahme durch Blasen und dann durch Eintauchen in ein wässeriges Bad aus grenzflächenaktiven Stoffen mit Ultrabeschallung;- dedusting the wool, felt or foam of raw silver for collection by blowing and then by immersion in an aqueous bath of surfactants with ultrasound;
- Entfetten in Azeton;- Degreasing in acetone;
- Spülen in Ethanol und Wasser;- Rinse in ethanol and water;
- Eintauchen in eine elektrolytische Zelle 400 mit drei Elektroden mit einem neutralen Elektrolyt, diesem metallischen Silber oder einer Kassette 200, die dieses metallische Silber enthält;- immersion in a three-electrode electrolytic cell 400 containing a neutral electrolyte, this metallic silver or a cassette 200 containing this metallic silver;
- Fortfahren mit einer kathodischen Abtastung in einem Potential, mit einer Aufzeichnung der Intensität in Funktion vom Potential, der elektrolytischen Lösung bei Umgebungstemperatur, ausgehend von einem Eintauchpotential bis zu einem Potential der Verringerung der Verschmutzungen, die an der Oberfläche des Silbers vorliegen;- Proceed with a cathodic scan at a potential, with a recording of the intensity as a function of the potential, of the electrolytic solution at ambient temperature, starting from an immersion potential up to a potential of reduction of the contaminants present on the surface of the silver;
- völliges Reduzieren der Stücke bei Umgebungstemperatur durch potentiostatisches Halten bei dem Reduktionspotential; und- complete reduction of the pieces at ambient temperature by potentiostatic holding at the reduction potential; and
- Spülen, rasches Trocknen, Ausreifen in neutralem Gas und Einkapseln unter wärmeverschweißten, dichten Bogen aus Kunststoff des metallischen Silbers oder auch der Kassette 200, die dieses metallische Silber enthält.- Rinsing, rapid drying, maturation in neutral gas and encapsulation under heat-sealed, sealed plastic sheets of the metallic silver or cassette 200 containing this metallic silver.
Der elektrochemische Aufbau für die Durchführung des Verfahrens zur kathodischen Aktivierung des Silbers ist in Fig. 9 dargestellt. Dieser Aufbau weist bevorzugt eine elektrochemische Zelle 400, die ein elektrolytisches Bad enthält, eine stabilisierte Einspeisung 410, ein Voltmeter 420, ein Gitter 430 aus rostfreiem Stahl und eine Bezugselektrode 440 auf. Das elektrolytische Bad wird ständig durch Rührer 450 durchgemischt.The electrochemical setup for carrying out the process for cathodic activation of silver is shown in Fig. 9. This setup preferably comprises an electrochemical cell 400 containing an electrolytic bath, a stabilized feed 410, a voltmeter 420, a stainless steel grid 430 and a reference electrode 440. The electrolytic bath is continuously mixed by agitator 450.
Die positive Klemme 410 der stabilisierten Einspeisung ist an das Gitter 430 angeschlossen, während ihre negative Klemme an die Silberwolle über beispielsweise den leitfähigen Halterahmen 160 einer Kassette 200 angeschlossen ist. Das Potential wird mittels des Voltmeters 420 zwischen der Bezugselektrode 440 und der Silberwolle über die Halterahmen 160 gemessen.The positive terminal 410 of the stabilized feed is connected to the grid 430, while its negative terminal is connected to the silver wool via, for example, the conductive support frame 160 of a cassette 200. The potential is measured by means of the voltmeter 420 between the reference electrode 440 and the silver wool via the support frames 160.
Während der Schritte der elektrochemischen Aktivierung wird die Kassette 200 in ihrer Gesamtheit in das elektrolytische Bad eingetaucht. Die Art des Elektrolysebades kann eine Karbonatlösung (Na&sub2;CO&sub3;), Natrium oder Kaliumsulfat (Na&sub2;SO4, K&sub2;SO4), Natriumchlorid (NaCl) usw. sein, mit einer Konzentration, die zwischen 0,1 und 1 mol/l liegt, und zwar in pH-Bereichen, die zwischen 6 und 8 liegen.During the electrochemical activation steps, the cassette 200 is immersed in its entirety in the electrolytic bath. The type of electrolytic bath can be a carbonate solution (Na₂CO₃), sodium or potassium sulfate (Na₂SO4, K₂SO4), sodium chloride (NaCl), etc., with a concentration ranging between 0.1 and 1 mol/l, in pH ranges ranging between 6 and 8.
Die Elektrolyseströme zum kathodischen Aktivieren einer Kassette 200 wie der, deren Merkmale weiter oben beschrieben wurden, liegen in einem Bereich von 100 mA bis 1A. Die Menge des Stromes (oder die Dauer der Elektrolyse) steht in Relation zur Menge des zu behandelnden Produktes.The electrolysis currents for cathodically activating a cassette 200 such as the one whose characteristics are described above are in the range of 100 mA to 1A. The amount of current (or the duration of electrolysis) is related to the amount of product to be treated.
Um die Wirksamkeit der kathodischen Aktivierung für die bevorzugte Bindung von Silbersulfiden nachzuweisen, wurden beschleunigte Versuche der Sulfidbildung neuer Silberwollen vorgenommen. Diese Versuche wurden in einer geschlossenen, dichten Umhüllung (Glasglocke) vorgenommen, in der eine mit Sulfid gesättigte Atmosphäre herrscht. Diese Atmosphäre ist aus einer Mischung von 20 cm³ Wasser und 4 cm³ Ammoniumsulfid (NH&sub4;)&sub2;S mit 20 Gew.-% gebildet.In order to demonstrate the effectiveness of cathodic activation for the preferential binding of silver sulphides, accelerated tests were carried out on the sulphide formation of new silver wools. These tests were carried out in a closed, tight enclosure (glass bell) in which an atmosphere saturated with sulphide prevails. This atmosphere is formed from a mixture of 20 cm³ of water and 4 cm³ of ammonium sulphide (NH₄)₂S at 20% by weight.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind in den Fig. 10 und 11 dargestellt.The results of these tests are shown in Fig. 10 and 11.
In Fig. 10 sind eine Probe 162 aus kathodisch aktivierter Wolle und eine Probe 164 aus nicht aktivierter Wolle nach 4 min der Schwefelung dargestellt. Die kathodisch aktivierte Wolle 162 wurde im Verlauf der Schwefelung viel mehr geschwärzt als die nicht aktivierte Wolle 164. Die kathodisch aktivierte Wolle 162 hat demnach viel mehr schweflige Verbindungen gebunden als die nicht aktivierte Wolle, was die erhöhte Wirkung der kathodisch aktivierten Wolle 162 und die Bedeutung des Verfahrens der kathodischen Aktivierung beweist.In Fig. 10, a sample 162 of cathodically activated wool and a sample 164 of non-activated wool are shown after 4 minutes of sulphurization. The cathodically activated wool 162 was blackened much more during the sulphurization than the non-activated wool 164. The cathodically activated wool 162 therefore bound many more sulphurous compounds than the non-activated wool, which proves the increased effect of the cathodically activated wool 162 and the importance of the cathodic activation process.
In Fig. 11 sind auch eine Probe der kathodisch aktivierten Wolle 162 und eine Probe der nicht aktivierten Wolle 164 nach 65 Stunden der Schwefelung dargestellt, und das Ergebnis ist ähnlich dem vorangehenden, was zeigt, daß die kathodische Aktivierung eine dauerhafte Wirkung hat.Also shown in Fig. 11 is a sample of the cathodic activated wool 162 and a sample of the non-activated wool 164 after 65 hours of sulphurisation, and the result is similar to the previous one, showing that the cathodic activation has a permanent effect.
Nach einer Variante dieser Kassetten 200 können diese mit Sättigungsfühlern versehen sein. Es kann sich um optoelektronische Meßfühler, chemische Meßfühler mit Farbänderung, elektrochemische Meßfühler oder um Meßfühler handeln, die auf die Leitfähigkeit, den pH-Wert oder den Unterdruck ansprechen.According to a variant of these cassettes 200, they can be equipped with saturation sensors. These can be optoelectronic sensors, chemical sensors with color change, electrochemical sensors or sensors that respond to conductivity, pH or negative pressure.
Bevorzugt ist ein Sättigungsfühler 205, der von einem transparenten Sichtloch gebildet ist, auf der Fläche der Kassette 200 angeordnet und auf der Fläche 16 des Reinigungsgerätes 100 sichtbar. Dieses Sichtloch gestattet es, den Inhalt an metallischem Silber mit großer, spezifischer Oberfläche zu beobachten, das in der Kassette 200 enthalten ist, um seinen Sättigungszustand zu prüfen. Solche Sättigungsindikatoren 205 sind jedoch nicht immer erforderlich, wie es der Fall ist, wenn Verfahren zum systematischen Wechsel von Kassetten 200 nach einer vorab erfolgten Studie verfaßt werden.Preferably, a saturation sensor 205, formed by a transparent viewing hole, is arranged on the surface of the cassette 200 and visible on the surface 16 of the cleaning device 100. This viewing hole allows to observe the content of metallic silver with a large specific surface area contained in the cassette 200 in order to check its saturation state. However, such saturation indicators 205 are not always necessary, as is the case when methods for systematically changing cassettes 200 are written after a prior study.
Die Bindung der schwefelhaltigen Verbindungen kann durch den Umlauf des Gases der Umhüllung 300 im Reinigungsgerät erfolgen, das in diese eingebracht ist. Dieses Reinigungsgerät 100 bringt die Luft der Umhüllung 300 (zum Beispiel eine Ausstellungsvitrine) nicht auf Unterdruck und ruft demnach nicht das ständige Eindringen von Verschmutzungen hervor.The binding of the sulphur-containing compounds can be achieved by the circulation of the gas of the enclosure 300 in the cleaning device that is placed in it. This cleaning device 100 does not bring the air of the enclosure 300 (for example a display case) to a negative pressure and therefore does not cause the constant penetration of contamination.
Es kann auch das Konzept bestehen, das Reinigungsgerät 100 am Einlaß einer wenig dichten Umhüllung anzuordnen, um diese auf diese Weise mit entschwefeltem Gas zu speisen, während man dabei einen leichten Überdruck hervorruft, der den Eintritt der Verschmutzung verhindert.It is also possible to arrange the cleaning device 100 at the inlet of a poorly sealed enclosure in order to supply it with desulphurised gas while creating a slight overpressure which prevents the entry of contamination.
Das Reinigungsgerät 100 kann modulartig konzipiert sein:The cleaning device 100 can be designed in a modular way:
- in der volumetrischen Kapazität der Behandlung; in diesem Fall sind die Abmessungen der Behandlungskassetten 200 und des Lüfters 50 besonders wesentlich;- in the volumetric capacity of the treatment; in this case the dimensions of the treatment cassettes 200 and of the fan 50 are particularly essential;
- in der qualitativen Kapazität der Behandlung; in diesem Fall sind andere spezifische Kassetten dank eines "Rack"-Systems eingebaut, mit dem man das Reinigungsgerät 100 ausbilden kann.- in the qualitative capacity of the treatment; in this case, other specific cassettes are incorporated thanks to a "rack" system that allows to form the cleaning device 100.
Man kann dann außer den Kassetten 200 mit metallischem Silber Kassetten 210 anordnen, um Staub auszufiltern, oder Kassetten 220, 230, die verschiedene Filter enthalten, die dazu eingerichtet sind, spezifisch andere verschmutzende Arten oder sogar Feuchtigkeit zu binden. Diese anderen Kassetten 210, 220, 230 können andere, filtrierende Substanzen als das kathodisch aktivierte, metallische Silber enthalten. Diese Substanzen sind zum Beispiel Aktivkohle, Zeolithe, Pastillen aus Karbonat oder alkalischen Hydroxiden (mit einem Zurückhaltebehälter für die zerfließenden Produkte), Zinkoxid, Molekularsiebe usw..It is then possible to arrange, in addition to the cassettes 200 containing metallic silver, cassettes 210 for filtering out dust, or cassettes 220, 230 containing various filters designed to specifically capture other types of pollutants or even moisture. These other cassettes 210, 220, 230 can contain filtering substances other than cathodically activated metallic silver. These substances are, for example, activated carbon, zeolites, carbonate or alkaline hydroxide pellets (with a container for retaining the deliquescent products), zinc oxide, molecular sieves, etc.
Um benutzt zu werden, werden die Kassetten 200 aus ihrer dichten Verpackung herausgenommen und in die Träger des Schiebegestells eingeschoben. Das Reinigungsgerät 100 wird dann unter Spannung gesetzt und ein fakultativer Stundenzähler wird ausgelöst.To be used, the cassettes 200 are removed from their sealed packaging and inserted into the supports of the sliding frame. The cleaning device 100 is then energized and an optional hour counter is triggered.
Eine regelmäßige Überwachung gestattet es, die gute Funktion des Reinigungsgerätes 100 sicherzustellen und die Sättigung der Kassetten zu lokalisieren, um sie, falls notwendig, auszutauschen.Regular monitoring makes it possible to ensure that the cleaning device 100 is working properly and to locate the saturation of the cassettes in order to replace them if necessary.
Nach einer gewissen Funktionszeit (zum Beispiel nach 6 Monaten) kann eine vertiefte Begutachtung bezüglich des Inhalts der Kassetten 200 vorgenommen werden.After a certain period of operation (for example after 6 months) a more in-depth assessment can be carried out regarding the contents of the cassettes 200.
Diese Begutachtung bestimmt die genaue Natur der Schutzstoffe, zum Beispiel durch Raster- Elektronenmikroskopie, gekoppelt an das roentgenfluoreszierende Mikro und an die Brechung der Roentgenstrahlen. Spezielle Lösungen mit Spezialkassetten 200, 210, 220, 230 können dann vorgeschlagen werden, um die Reinigung der Atmosphäre der Umhüllung 300 noch zu verbessern.This assessment determines the exact nature of the protective materials, for example by scanning electron microscopy coupled to the X-ray fluorescent microscope and to the refraction of the X-rays. Special solutions with special cassettes 200, 210, 220, 230 can then be proposed in order to further improve the cleaning of the atmosphere of the enclosure 300.
Ergänzende Steuer- und Meßvorrichtungen (Telemessung der Luftfeuchtigkeitsmessung und der Temperatur) können auch für die Betreibung dieser vertieften Diagnose eingebaut werden, und dies, um die Funktion des erfindungsgemäßen Reinigungsgerätes 100 zu optimieren, und zwar als Mittel zum Festlegen der schwefligen Verbindungen und so zum Verhindern des Rauhwerdens und der Korrosion von versilberten Metallgegenständen.Complementary control and measurement devices (remote measurement of humidity and temperature) can also be incorporated to operate this in-depth diagnosis, in order to optimize the operation of the cleaning device 100 according to the invention, namely as a means of fixing the sulfurous compounds and thus preventing the roughening and corrosion of silver-plated metal objects.
Ein Reinigungsgerät 100 ist besonders geeignet, um verschmutzende Gasmoleküle des Gases zu beseitigen, das die Atmosphäre von Ausstellungsvitrinen speist.A cleaning device 100 is particularly suitable for eliminating polluting gas molecules of the gas that feeds the atmosphere of display cases.
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