6. PRAKTIČNI PRIMERI
6.2 Praktični primer: Poskus staranja zaščitnih premazov
V sklopu obvezne prakse v Narodnem muzeju Slovenije pod mentorstvom mag. Nataše Nemeček, jeseni 2020, smo med drugim izvedli tudi poskus staranja zaščitnih premazov za železo v kombinaciji z različnimi vzorci lesa in pri visoki relativni zračni vlažnosti.
Za poskus smo restavrirali 18 (tri skupine po šest) ročno kovanih žebljev iz zbirke žebljev iz 19. stoletja Narodnega muzeja Slovenije. Žeblji so bili rahlo korodirani, zato smo korozijo mehansko odstranili z mikromotorjem z nastavkom iz jeklene ščetke. Ostanke korozije smo odstranili s Shellsolom D60. Restavrirane žeblje smo oštevilčili, pet smo jih premazali z različnimi zaščitnimi sredstvi, enega pa smo pustili nezaščitenega.
Pripravili smo tri vzorce lesa:
– starana hrastovina, – starana smrekovina, – sveža smrekovina.75
74 Balistol je tržno ime za mineralno olje, ki se uporablja za zaščito kovine in vzdrževanje orožja. Razvit je bil v začetku 20. stoletja za potrebe nemške vojske in ima širok spekter uporabe, predvsem za čiščenje, lubriciranje in površinsko zaščito orožja oziroma kovine, pa tudi usnja in lesa. Ima rahlo bazičen pH (8 – 8.5), kar nevtralizira šibke kisline, ki so prisotne v človeškem znoju, kar je zelo primerno za zaščito funkcionalnih in ne muzejskih kovinskih predmetov. (Ballistol, ballistol.com, dostopno na < https://ballistol.com/faqs/> (1.2.2021)).
75 ''Sveža'' smrekovina je bila pred poskusom kupljena v komercialni trgovini, zato gre najverjetneje za les, sušen
v sušilnici. Starana hrastovina in smrekovina sta stari vsaj 30 let in sušeni na zraku. Les, ki je sušen v sušilnici, oddaja več ocetne kisline kot les sušen na zraku. (Povzeto po: Nick UMNEY, Corrosion of metals associated with wood, Conservation Journal, 4, 1992, str. 4, dostopno na
<http://www.vam.ac.uk/content/journals/conservation-journal/issue-04/corrosion-of-metals-associated-with-wood/> (13.12.2020).
1. TANIN
2. BREZ PREMAZOV
3. TANIN + RENESANČNI VOSEK (mikrokristalinični vosek) 4. TANIN + PARALOID B72
5. TANIN + BALISTOL74
6. TANIN + PARALOID B72 + RENESANČNI VOSEK
Hrast je bolj kisel (pH = 3.3 – 3), smreka pa malo manj (pH = 4.8 – 5),76 poleg tega pa hrast vsebuje več tanina, kar lahko vpliva na nastanek korozije.77
Pripravljene žeblje smo nato vstavili v tri vzorce lesa, tako da je vsak vzorec vseboval 6 žebljev s petimi različnimi premazi, razen enega, ki je ostal nezaščiten. Luknje smo izvrtali z vrtalnikom, saj bi z zabijanjem lahko poškodovali žeblje (Slika 20).
Tako pripravljene vzorce smo nato vstavili v komoro za staranje z visoko relativno zračno vlago, v kateri smo simulirali pogoje, ki so neprimerni za hranjenje predmetov izdelanih iz kombinacije železa in lesa. V komoro smo vstavili merilnik vlage in material Art-Sorb
(silikagel), kondicioniran na 65 %. V komoro smo nato uvajali vlago s vlažilcem zraka, cilj je bil ustvariti čim višjo relativno zračno vlago (Slika 21). Temperature nismo dvigali, saj bi bilo vzdrževanje konstantne temperature v prostoru nemogoče. Zaradi higroskopnosti lesa je RH nekaj dni zelo nihala in se dvigala zelo počasi, nato pa se je stabilizirala pri okoli 72 %.
Vzorci so bili v komori od 14. oktobra 2020 do 18. januarja 2021. V spodnji tabeli so predstavljene povprečne vrednosti temperature in relativne zračne vlage za vsak mesec trajanja poskusa.
MESEC TEMPERATURA (°C) RH (%)
Oktober 19,43 67,85
November 17,02 71,98
December 17,44 75,10
Januar 16,14 71,65
76 Podatki o pH vrednostih izbranih vrst lesa so povzeti po: prav tam, str. 4.
77 S. L., ZELINKA in D. S., STONE, The effect of tannins and pH on the corrosion of steel in wood extracts, Materials and Corrosion, 62/8, 2011, dostopno na <
https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2011/fpl_2011_zelinka003.pdf> (15.7.2021).
Slika 20: Primer vzorca starane hrastovine (483/2020) z vstavljenimi restavriranimi žeblji pred začetkom poskusa.
Slika 21: Staralna komora z vzorci in merilnikom vlage, desno vlažilnik zraka.
VRSTA LESA: STARANA HRASTOVINA (vzorec št. 483/2020, teža skupaj z žeblji:
344,61 g)
PREMAZ REZULTAT
SAMO TANIN Ni vidnih sprememb.
BREZ VSEGA Veliko novih korozijskih žarišč v obliki skupkov (''solzenje'').
TANIN + RENESANČNI VOSEK
Ni vidnih sprememb.
TANIN + PARALOID B72 Majhna lokalna žarišča aktivne korozije.
TANIN + BALISTOL Veliko novih aktivnih korozijskih žarišč, vendar manj kot na žeblju brez zaščite.
TANIN + PARALOID B72 + RENESANČNI VOSEK
Razen žarišča na konici trna (zaradi nezaščitene površine) ni vidne aktivne korozije.
VRSTA LESA: STARANA SMREKOVINA (vzorec št. 484/2020, teža skupaj z žeblji:
219,03 g)
PREMAZ REZULTAT
SAMO TANIN Na zgornji strani glavice žeblja ni vidnih sprememb. Na spodnji strani glavice in trnu so lokalna korozijska žarišča.
BREZ VSEGA Veliko novih korozijskih žarišč po celotni površini. Žarišč je več kot pri žeblju brez zaščite iz vzorca hrastovine št. 483/2020.
TANIN + RENESANČNI VOSEK
Ni sprememb, razen lokalnega žarišča na delu pod glavo (verjetno nezaščiten del).
TANIN + PARALOID B72 Majhna lokalna korozijska žarišča na trnu in pod glavico.
TANIN + BALISTOL Ni sprememb.
TANIN + PARALOID B72 + RENESANČNI VOSEK
Komaj opazna korozijska žarišča (verjetno na nezaščitenih delih).
VRSTA LESA: SVEŽA SMREKA (vzorec št. 485/2020, teža skupaj z žeblji: 185,75 g)78
PREMAZ REZULTAT
SAMO TANIN Ni sprememb.
BREZ VSEGA Rahla korozija na spodnjem delu trna.
TANIN + RENESANČNI VOSEK
Ni sprememb.
TANIN PARALOID B72 Ni sprememb.
TANIN + BALISTOL Ni sprememb.
TANIN + PARALOID B72 + RENESANČNI VOSEK
Ni sprememb.
78 Žeblji iz tega vzorca so bili bolje ohranjeni kot žeblji iz vzorcev 483/2020 in 484/2020. Razlikujejo se tudi po materialni zgradbi, saj imajo primesi bakra in kobalta, ki zmanjšata korozivnost železa.
6.2.1 Rezultati
Rezultati so pokazali, da so najbolj korodirali žeblji v vzorcu iz starane hrastovine (483/2020).
Vzrok za to so lastnosti lesa, saj je hrastovina bolj kisla in vsebuje veliko tanina, zato je lahko zelo problematična v kombinaciji s kovino. Po odstranjevanju žebljev iz lesa in pregledu lesa pod mikroskopom na nobenem od vzorcev ni bilo opaznih korozijskih produktov.
V vseh vzorcih je pričakovano najbolj korodiral žebelj, ki ni imel nikakršne zaščite (Slika 23 b.). Za manj učinkovitega se je izkazal Balistol, ki se uporablja predvsem za zaščito orožja, ne pa tudi za umetniške in arheološke predmete iz kovine.
Tanin je končni premaz, ki se uporablja za izboljšanje estetskega videza, ima pa tudi zaščitno funkcijo in deluje kot inhibitor, saj pri reakciji z železom nastane pasivacijska plast, ki deloma preprečuje nastanek korozije. Glede na rezultate, je bila zaščita dokaj učinkovita – na žebljih so bila prisotna le lokalna žarišča.
Kot najbolj učinkovita zaščitna premaza sta se izkazala Renesančni vosek in kombinacija Renesančnega voska in Paraloida B72, ki sta preprečila nastanek korozije. Malo manj učinkovit, vendar vseeno zadovoljiv, je bil premaz Paraloida B72. Ker sta to produkta, ki se najpogosteje uporabljata za zaščito železnih predmetov v NMS, je rezultat pričakovan.
Korozija se je pri žebljih s tema premazoma pojavila le na nezaščitenih delih, ki so nastali zaradi površnosti pri premazovanju ali pri vstavljanju žebljev v les – to nam dokazuje, kako pomemben je enakomeren zaščitni premaz po celotni površini predmeta (Sliki 22 in 23 a.).
Ker so bili žeblji v vzorcu sveže smreke (485/2020) bolj ohranjeni in drugačne materialne sestave, skoraj niso korodirali, zato bi bilo zaradi primerjave nujno uporabiti podobne žeblje kot v drugih vzorcih.79 Poleg tega bi za natančnejše rezultate lahko uporabili več vrst lesa in bolj nadzorovane klimatske pogoje. Kljub temu pa nam je eksperiment pokazal zanimive rezultate, ki nam lahko pomagajo pri izbiri ustreznega zaščitnega premaza za uporabo na predmetih iz lesa in kovine.
79 Podobnih žebljev v vseh vzorcih nismo uporabili, saj v času priprave na poskus nismo imeli na voljo dovolj primernih žebljev.
Slika 22: Žebelj brez zaščite po staranju - vidna je korozija po celotni površini. (Žebelj št. 2, 483/2020)
Slika 23: Korozijsko žarišče na nezaščitenem mestu (slika 22 a., žebelj št. 3, 484/2020). Korozija na glavi nezaščitenega žeblja (slika 22 b., žebelj št. 2, 484/2020)