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Challenges encountered during acid resin transfer preparation of fossil fish from Monte Bolca, Italy

Mark Graham and Lu Allington-Jones

Plain Language Abstract

Several specimens of fossil fish were prepared for research using the technique commonly known as "acid resin transfer." The specimens were set into a resin leaving one surface exposed and then immersed into acetic acid in order to dissolve the carbonate from the surrounding rock until the embedded skeletons were revealed. The epoxy resin used to embed the specimens proved unsuitable: warping, cracking and clouding during the preparation process. Running repairs had to be undertaken in order to protect the valuable specimens. As a result, the authors carried out a test of alternative resins and record their findings.

Resumen en Español

Desafíos encontrados durante la preparación de peces fósiles de Monte Bolca, Italia, mediante transferencia de resina con ácido

Cinco especímenes de peces fósiles provenientes de depósitos eocenos de Monte Bolca, Italia, fueron seleccionados para la preparación mediante el método de transferencia de resina. Los especímenes fueron colocados en una resina sintética, dejando su base expuesta, y se utilizó ácido acético para remover la matriz calcárea del lado expuesto. Los especímenes, de géneros diversos, fueron obtenidos de varios colectores desde 1847 hasta 1933 y por ende eran de interés tanto científico como histórico. Se conocía que los bloques de matriz contenedores de cada pez habían estado originalmente adheridos a lajas de la misma matriz con una resina desconocida y las juntas habían sido cubiertas con argamasa. El presente trabajo registra resultados exitosos y documenta varios desafíos encontrados durante el proceso de preparación, junto con un informe de los materiales y las técnicas utilizadas. Debido al rendimiento pobre de la resina de incrustación originalmente elegida, se incluye un breve resumen de los tipos de resinas y pruebas realizadas con algunas de las alternativas comercialmente disponibles.

Palabras clave: Acético; ácido; fósil; preparación; resina; deterioro

Traducción: Diana Elizabeth Fernández

Résumé en Français

Défis rencontrés pendant la préparation de poissons fossiles de Monte Bolca, Italie, par la méthode de transfert par résine et acide

Cinq spécimens de poissons fossiles des dépôts éocènes de Monte Bolca, Italie, ont été sélectionnés pour préparation par la méthode de transfert par résine. Les spécimens ont été placés dans une résine synthétique, en ne laissant exposée que leur base, et de l'acide acétique a été utilisé pour enlever la matrice calcaire du côté exposé. Les spécimens, appartenant à des genres variés, ont été obtenus de plusieurs collecteurs entre 1847 et 1933, et présentent donc un intérêt à la fois historique et scientifique. Les blocs de matrice contenant chaque poisson étaient à l'origine collés à des plaques de la même matrice par une résine inconnue, et les joints étaient masqués par du mortier. Ce papier présente les résultats positifs et documente les différents défis rencontrés pendant le processus de la préparation, avec un compte-rendu des matériaux et des techniques utilisés. En raison du mauvais comportement de la résine initialement choisie, une brève présentation des types de résines et des tests de certaines des solutions alternatives disponibles dans le commerce est incluse.

Mots-clés : acide acétique; fossile; préparation; résine; détérioration

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Herausforderungen bei der Harzsäure-Transfer-Präparation eines fossilen Fisches aus Monte Bolca, Italien

Fünf Stücke fossiler Fische aus den eozänen Ablagerungen von Monte Bolca, Italien, wurden für die Harz-Transfer Methode ausgewählt. Die Stücke wurden in ein synthetisches Harz eingesetzt, mit der Basis exponiert und die kalzitische Matrix wurde mit Essigsäure entfernt. Die Stücke, die diverse Gattungen beinhalten, wurden von verschiedenen Sammlern in den Jahren 1847 bis 1933 zusammengetragen und sind daher von sowohl historischem als auch wissenschaftlichem Interesse. Es ist bekannt, dass die Matrix-Blöcke mit den darin enthaltenen Fischen ursprünglich an stützenden Platten mit derselben Matrix aber mit einem unbekannten Harz angeklebt waren und die Verbindungen mit Mörtel kaschiert waren. Diese Veröffentlichung erfasst erfolgreiche Ergebnisse und dokumentiert unterschiedliche Herausforderungen während der Präparation zusammen mit einer Aufstellung der verwendeten Materialien und Techniken. Wegen des schlechten Wirkungsgrades des ursprünglich ausgewählten Einbettungsharzes ist eine kurze Übersicht über die Harztypen und Untersuchungen über einige der kommerziell vorhandenen Alternativen enthalten.

Schlüsselwörter: essigsauer; Säure; Fossil; Preparation; Harz; Verfall

Translator: Eva Gebauer

Arabic

540 arab

Translator: Ashraf M.T. Elewa

 

 

FIGURE 1. Fourier-Transform Infrared spectrograph of the three existing polymers. Wavenumber refers to the wavelength of light and % Transmission refers to the amount of each wavelength that is transmitted through the sample. These are the parameters measured by the spectrometer to achieve an infra-red spectrum. Each peak is indicative of a different chemical bond and different substances will produce distinct patterns.

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FIGURE 2. Specimen NHMUK PV P1990 during preparation. 1, the block split into halves, showing mortar. 2, The underside of the block set in resin, the majority of the matrix has been removed mechanically. 3, The top of the block, with the exposed fossil, embedded in resin.

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FIGURE 3. 1, Yellowed resin shows dimpled (etched) surface. A glass plate has been added to enhance clarity. 2, Yellowed resin displaying severe cracking and near opacity.

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FIGURE 4. NHMUK PV P1990 after complete preparation.

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FIGURE 5. Oxford University Museum specimen CM4312 Blochius longirostris , set in Synolite 0328-A-1.

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author1Mark Graham
The Conservation Centre
The Natural History Museum
London, SW7 5BD
United Kingdom
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Mark R.Graham is the Fossil Preparator at the Natural History Museum, London, based in the Conservation Centre laboratories. He utilises mechanical and chemical preparation techniques to develop specimens in readiness for palaeontological research and/or public exhibition.

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author2Lu Allington-Jones
The Conservation Centre
The Natural History Museum
London, SW7 5BD
United Kingdom
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Lu Allington-Jones was born in England in 1978. She began her professional career as an archaeological illustrator and finds processor and then worked on various projects within different museums. She started work in the Department of Palaeontology at the Natural History Museum as a conservator in 2004. She has recently become a Senior Conservator within the Conservation Centre, dealing with all types of natural history collection. 

 

TABLE 1. Results of resin trials.

Resin and layer thickness Excessive heat produced during curing Colour when cured Appearance following acid treatments
Epo-tek301, 5 mm No Colourless Became soft and yellowed slightly, edges flaked away
Epo-tek301, 10 mm No Colourless Became soft and yellowed slightly, edges flaked away
Tiranti Clear Casting, 5 mm No Colourless Colourless, white bloom on surface.
Tiranti Clear Casting, 10 mm Yes Colourless Colourless, white bloom on surface.
Tiranti Clear Casting + UV stabiliser, 5 mm Yes Colourless Colourless, white bloom on surface.
Tiranti Clear Casting + UV stabiliser, 10 mm Yes Colourless Colourless, white bloom on surface.
Isopthalic Resin PA plus 1% catalyst, 5 mm Yes Amber Amber, severe white bloom on surface.
Isopthalic Resin PA plus 1% catalyst, 5 mm Yes Amber Amber, severe white bloom on edges.
Isopthalic Resin PA plus 2% catalyst, 10 mm Yes Dark Amber Amber, slight white bloom on surface.
Isopthalic Resin PA plus 2% catalyst, 10 mm Yes Dark Amber Amber, severe white bloom on surface.
Araldite 2020, 5 mm No Colourless Moderate yellowing and severe decomposition of form due to extreme softening. Remained flexible after treatment.
Araldite 2020, 10 mm No Colourless Moderate yellowing and severe decomposition of form due to extreme softening. Edges and flaked pieces are flexible.
Water White Clear Casting, 5 mm No Colourless Clear, colourless.
Water White Clear Casting, 10 mm No Colourless Colourless, slightly frosted in places.