Akademija za likovno umetnost in oblikovanje
DIPLOMSKO DELO
Univerzitetni študijski program prve stopnje Odstranjevanje zarjavelih elementov iz lesenih nosilcev
Zala Uršič Ljubljana, 2021
UNIVERZA V LJUBLJANI
Akademija za likovno umetnost in oblikovanje
DIPLOMSKO DELO
Univerzitetni študijski program prve stopnje Odstranjevanje zarjavelih elementov iz lesenih nosilcev
Mentorica: doc. mag. Martina Vuga Somentorica: mag. Nataša Nemeček Ime in priimek avtorice: Zala Uršič
Študentka rednega študija Vpisna številka: 42170093
Študijski program in smer: Konserviranje in restavriranje likovnih del
Ljubljana, julij 2021
Naslov diplomskega dela: Odstranjevanje zarjavelih elementov iz lesenih nosilcev Title of the thesis: Removal of corroded elements from wooden objects
Konservatorstvo-restavratorstvo Conservation-restoration
Kulturna dediščina Cultural heritage
Leseni nosilci Wooden objects
Kovinski elementi Metal elements
Korozija Corrosion
Materiali Materials
Metodologija Methodology
Diplomska naloga BA thesis
UDK: 7.025(043.2)
IZVLEČEK: Diplomsko delo obravnava problematiko korodiranih kovinskih elementov v lesenih nosilcih. Obsega raziskavo medsebojnih vplivov kovine in lesa ter potek
konservatorsko-restavratorske obravnave, v primerih, ko se z njima srečamo pri predmetih kulturne dediščine. Kovinski elementi so prisotni v mnogih lesenih umetninah, zato sem se želela bolje seznaniti z njihovim namenom in funkcijo, kemijskimi in fizikalnimi odnosi med lesom in kovino, problematiko korozije in sanacijo poškodb, ki jih lahko povzroči kombinacija teh dveh materialov. Moje delo je temeljilo predvsem na
raziskovanju strokovne literature, pridobljeno znanje pa sem nato prenesla na praktične primere, ki sem jih predstavila v zadnjem poglavju. Izvedla sem postopke odstranjevanja kovinskih elementov, konservatorsko-restavratorsko obravnavo lesene vojaške skrinje in poskus staranja zaščitnih premazov za železo.
ABSTRACT: This diploma thesis deals with the issue of corroded metal elements in wooden artifacts. The content includes research on the mutual influences of metal and wood and the course of conservation and restoration treatment when they are encountered in cultural heritage objects. Metal elements are present in many wooden works of art, so I wanted to get better acquainted with their purpose and function, chemical and physical relationships between wood and metal, the problem of corrosion and repair of damage that can be caused by a combination of these two materials. My work was mainly based on researching professional literature, and I then transferred the acquired knowledge to practical examples, which I presented in the last chapter. I performed metal element removal procedures, conservation-restoration treatment of a wooden military chest, and an aging experiment of protective coatings for iron.
KAZALO
1. UVOD ... 8
2. KOVINE IN LES V PREDMETIH KULTURNE DEDIŠČINE... 9
2.1 O materialih ... 13
2.1.1 Kovine ... 13
2.1.2 Les ... 14
2.2 Preiskovalne metode... 15
2.2.1 Neinvazivne preiskovalne metode ... 16
2.2.2 Invazivne preiskovalne metode ... 19
3. KOROZIJA KOVIN V LESU ... 21
3.1 Problematika korozije... 21
3.2 Korozija kovin v lesu ... 24
4. KONSERVATORSKO RESTAVRATORSKI POSTOPKI ... 27
4.1 Odstranjevanje kovinskih elementov ... 27
4.2 Vračanje kovinskih elementov ... 29
4.3 Odstranjevanje korozijskih produktov iz lesa ... 29
4.4 Čiščenje kovin ... 30
4.5 Obravnava poškodb ... 31
4.5.1 Obravnava poškodb na lesu ... 31
4.5.2 Obravnava poškodb na kovini ... 32
4.6 Končni premazi ... 33
4.6.1 Končni premazi za kovine s poudarkom na železu ... 33
4.6.2 Končni premazi za les ... 34
5. PREVENTIVNA KONSERVACIJA ... 36
6. PRAKTIČNI PRIMERI ... 38
6.1 Praktična primera: Devica Marija in Putto ... 38
6.2 Praktični primer: Poskus staranja zaščitnih premazov ... 40
6.2.1 Rezultati ... 44
6.3 Restavriranje vojaške skrinje... 45
6.3.1 Opis predmeta ... 45
6.3.2 Stanje pred posegi ... 46
6.3.3 Konservatorsko - restavratorski postopki ... 48
7. ZAKLJUČEK... 53
8. LITERATURA... 54
9. SEZNAM SLIKOVNEGA GRADIVA ... 59
1. UVOD
Kombinacija lesa in kovine se pojavlja pri številnih predmetih kulturne dediščine; tako umetniških kot tudi arheoloških, zgodovinskih, arhitekturnih ipd. Pri konservatorsko-
restavratorskih posegih se velikokrat soočimo z izzivom, ki ga lahko predstavlja restavriranje predmeta iz dveh različnih materialov. Porodijo se nam mnoga vprašanja: Kako odstraniti poškodovane kovinske elemente, ne da bi poškodovali osnovni organski material? Ali jih sploh odstraniti? Kakšen je medsebojni vpliv teh materialov? Kako odkriti elemente, ki so očem skriti? Kako sanirati poškodbe, ki jih povzroča korozija? Kdaj je smiselno vračati kovinske elemente? Vprašanje odstranjevanja kovinskih elementov iz lesenih nosilcev se na prvi pogled zdi banalno, vendar postopek predstavlja precej kompleksen problem. Cilj diplomske naloge je bil raziskati in predstaviti to problematiko na predmetih kulturne dediščine s upoštevanjem etičnih načel in praks konservatorsko-restavratorske stroke.
Prvi del diplomske naloge opisuje vrste in namen kovinskih elementov, s katerimi se pogosto srečamo in obravnava splošne značilnosti najpogosteje uporabljenih kovin in lesa.
Preiskovalne metode in analize nam razkrijejo mnoge pomembne informacije, zato sem v nadaljevanju predstavila metode, ki so uporabne na predmetih iz lesa in kovine.
V naslednjem poglavju sem obravnavala največjo problematiko pri kovinskih elementih – korozijo. Ta lahko povzroča mnoge poškodbe: tako strukturne kot površinske. Zaradi kemijskih in fizikalnih interakcij med materiali je korozija v lesu pogost pojav, ki ga je koristno razumeti, saj tako lažje določimo vzrok poškodb in izberemo primerne postopke za nadaljno obravnavo predmeta.
Predstavljam postopke, s katerimi se srečamo pri konserviranju-restavriranju predmetov iz lesa in kovine: odstranitev kovinskih elementov, čiščenje korozijskih produktov iz lesa, sanacijo poškodb, ki so nastale zaradi korozije ali interakcij med kovino in lesom ter nanos zaščitnih premazov. V zadnjem poglavju diplomske naloge sem predstavila smernice za ustrezno preventivno konservacijo.
Posebno poglavje sem namenila praktičnim primerom in v njem predstavila odstranjevanje kovinskih elementov iz lesenega podokvirja in plastike, konservatorsko-restavratorski postopek na predmetu iz lesa in kovine ter poskus staranja zaščitnih premazov za železo.
2. KOVINE IN LES V PREDMETIH KULTURNE DEDIŠČINE
1.
Kovinski dodatki imajo v lesenih nosilcih zelo različen namen; lahko so okrasni, funkcionalni ali zgolj strukturni elementi. Najdemo jih v mnogih predmetih umetniške in kulturne
dediščine in so lahko del originala ali pa so bili dodani kasneje. Nekateri elementi so že sami po sebi unikatna rokodelska dela in si zaslužijo temu primerno obravnavo, včasih pa nam izdajo tudi dragocene podatke o umetnini kot na primer datacijo, geografski izvor, naročnika ali pretekle restavratorske posege ter predelave. Nekateri elementi imajo dekorativno vlogo in pripevajo k estetskemu videzu umetnine. To so lahko okraski in okovi (Slike 1, 2 in 3),
imenske tablice, zakovice za skrivanje glav vijakov in žebljev ipd. Funkcionalni elementi imajo na predmetu poseben namen ali vlogo. Mednje sodijo npr. tečaji, ključavnice in kljuke.
Strukturni so tisti elementi, ki povezujejo njegove sestavne dele. Sem sodijo žeblji, vijaki, žice… Le-ti nam pri konservatorsko-restavratorskih posegih navadno povzročajo tudi največ preglavic, saj je njihova odstranitev lahko zelo težavna.
Slika 1: Pravoslavna ikona, Devica Eleousa (Tolgskaya Podgubenskaya), 15. stoletje. Material: Tempera na lesu, oklada (dekorativni okvir) iz kovanega srebra, pozlata. (Državni zgodovinski in umetnostni muzej Sergiev
Posad, Moskva)
Slika 2: Lesena figura moči (Nkisi N'Kondi), Kongo, 19.-20.stoletje, Material: les, železo, tekstil, leopardji zob, porcelan. (Galerija univerze Yale)
Slika 3: Repetirna zračna puška sistema Girardoni, Dunaj, ok. 1820. Material: medenina, jeklo, les. (Narodni muzej Slovenije, N 22661)
Žeblji so verjetno najpogostejši element, s katerim se srečamo v lesenih nosilcih. Na Slovenskem sta bili žebljarstvo in kovaštvo zelo pomembni gospodarski panogi že od
zgodnjega srednjega veka naprej, žeblji pa so predstavljali pomembno izvozno blago. Včasih so jih kovali ročno in so bili specifično oblikovani glede na njihov namen, na primer
podkovski, čevljarski, gradbeni in železniški žeblji. Zanimivi so tako imenovani podobniki,
žeblji nenavadne oblike, ki so bili posebej namenjeni za obešanje slik (Slika 4). Industrijska proizvodnja žebljev se je začela konec 18. stoletja. Prvi industrijski žeblji so bili izdelani iz pločevine, danes pa so jih nadomestili žičniki oziroma žeblji iz žice, najpogosteje jeklene, ki jih pred rjavenjem zaščitijo z galvanizacijo1 ali drugimi zaščitnimi postopki. 2
Slika 4: Žebelj za tla ''šmol'' (levo), ''podobniki'' (zgoraj), čevljarski žeblji ''romarji'' (spodaj).
Vijaki so poleg žebljev zelo pogost element, s katerim se srečamo v lesenih nosilcih. Včasih so jih izdelovali iz lesa, v 15. stoletju pa so jih začeli izdelovati iz kovine za uporabo v merilnih in medicinskih instrumentih. Med industrijsko revolucijo je tehnologija izdelave vijakov zelo napredovala in od takrat so eden izmed osnovnih strojnih in gradbenih
elementov. Lesni vijak sestavljata koničasto steblo valjaste ali stožčaste oblike s spiralastim navojem, ter okrogla ali večkotna glava. Ta ima na vrhu vdolbino, ki je križne, ravne ali večkotne oblike in omogoča odvijanje ter privijanje z izvijačem. Vijaki velikokrat zahtevajo souporabo matice, ki omogoča boljši oprijem vijaka. Matice imajo navadno zgolj
1 Galvanizacija je postopek obdelave kovin, pri katerem se na površino predmeta nanese tanek sloj druge kovine (v preteklosti kositer, v sodobnem času pa najpogosteje krom, nikelj ali cink) zaradi površinske zaščite, videza ali boljše električne prevodnosti.
2 Gašper OITZL, Zbirka žebljev iz 19. stoletja v Narodnem muzeju Slovenije, ARGO, 61/2, 2018, str. 34-38, dostopno na
<https://www.academia.edu/38785762/Zbirka_%C5%BEebljev_iz_19._stoletja_v_Narodnem_muzeju_Slovenije
> (10.5.2020).
funkcionalen namen, včasih pa so tudi dekorativne, na primer klobučaste ali obročne matice, ki skrijejo glavo vijaka.3
V kombinaciji z lesom srečamo tudi druge kovinske elemente, ki so navadno pritrjeni z žeblji in vijaki, na primer ključavnice, kljuke, ročaji... Pogosti so tudi okovi, ploščati elementi, ki imajo lahko dekorativno ali zaščitno vlogo. Navadno so izdelani iz pločevine ali druge mehkejše kovine, ki jo je preprosto oblikovati in imajo velikokrat dodane okrasne elemente ali napise. Poznamo različne dekorativne tehnike obdelave kovin, na primer graviranje, cizeliranje in vtiskanje.4 Zanimiva, vendar precej redka kombinacija kovine in lesa v umetnosti je marketirna dekorativna tehnika boulle (les v kombinaciji s kovino, slonovino, želvovino ali biserovino) (Slika 5).5
Slika 5: Jedilna miza v Boulle stilu, za katerega so značilne bogate marketerije in dekoracije, ok. 1860.
Materiali: les, pozlačen bron, medenina, želvovina.
3 Vigenjc, Glasilo Kovaškega muzeja v Kropi Leto XII (ur. Verena Štekar Vidic in Saša Florjančič), Muzeji Radovljiške občine, 2012, dostopno na <https://issuu.com/mropdf/docs/vigenjc_12-web> (4.5.2020).
4 Cizeliranje je tehnika obdelave kovine s hrbtne strani z uporabo kladivc, dlet, kovaških pripomočkov.
Vtiskovanje je podobna tehnika, le da se predmet obdeluje s sprednje strani. Tehniki sta velikokrat kombinirani.
5 Marquetry - past & present (ur. Ulf Brunne), 2nd Scandinavian symposium on furniture technology & design, 2007, dostopno na
<https://static1.squarespace.com/static/5ce910b3e957a900017fb31c/t/5cfec4664de3380001d727f9/15602003620 51/Brunne%2C+Ulf+%28ed.%29+%282007%29+Marquetry+Past+and+Present.pdf> (20.11.2020).
2.1 O materialih
Za ustrezno izbiro konservatorsko-restavratorskih postopkov moramo dobro poznati vrsto materiala, s katerim imamo opravka. Poznamo ogromno različnih vrst kovin in lesa, ki imajo različno kemijsko sestavo in fizikalne lastnosti.
2.1.1 Kovine
Človek je skozi zgodovino odkrival nove kovine in zlitine ter spoznaval njihove značilnosti.
Zelo redko srečamo čiste kovine – najpogosteje so to zlitine, saj s kombiniranjem različnih kovin izboljšajo njihove lastnosti. Prva kovina, ki jo je človek odkril in začel uporabljati že okoli 6000 pr. n. št. je baker (t. i. bakrena doba).6 Je zelo pogosta in uporabna kovina, poznamo pa številne njegove zlitine, kot sta na primer bron (zlitina bakra in kositra) in medenina (zlitina bakra in cinka).Baker je zelo mehek in ima precej nizko tališče (1084 °C), zato so ga že stare civilizacije uporabljale za izdelavo orožja, orodja in nakita. Baker in njegove zlitine so precej odporne na korozijo, vendar oksidirajo in dobijo zelenkasto patino.7 Železo je kovina, ki ima pri 1537 °C višje tališče kot baker. Ljudje so metalurške procese usvojili okoli 1500 pr. n. št. (t. i. železna doba) in tako začeli pridobivati železo, ki je trdnejše in bolj odporno od bakra.8 Če čistemu železu pri obdelovanju dodamo ogljik, se njegova trdnost in uporabne lastnosti precej povečajo. Zlitino železa in ogljika imenujemo jeklo, in vsebuje do 2 % ogljika. Kovano železo ima manj kot 0,6 % ogljika, lito železo pa 1,7 – 4 % ogljika. Železo in njegove zlitine so zelo dovzetne za korozijo.9
V historičnih predmetih pogosto srečamo tudi kositer, ki je bil že v prazgodovini pomembna surovina za izdelavo orodja in orožja. Kositer se navadno pojavlja v zlitinah, ki izboljšajo njihovo korozijsko odpornost. Kositru so do 19. stoletja pogosto dodajali svinec, zaradi česar je na predmetu sčasoma nastala temno siva patina. Novejše zlitine brez svinca (namesto
6 Rochelle FORRESTER, History of metallurgy, Papers, 2016, str. 3, dostopno na
<https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=2864178> (5.3.2021).
7 Zoran MILIČ, Baker 3.1.2., Skupnost muzejev Slovenije, str. 1-7, dostopno na < http://www.sms- muzeji.si/ckfinder/userfiles/files/udatoteke/publikacija/netpdf/3-1-2.pdf> (10.3.2021).
8 FORRESTER 2016, op. 6, str. 4.
9 Zoran MILIČ, Konserviranje in restavriranje železa 3.1.1, Skupnost muzejev Slovenije, str. 1-5, dostopno na <
http://www.sms-muzeji.si/ckfinder/userfiles/files/udatoteke/publikacija/netpdf/3-1-1.pdf > (10.3.2021).
svinca nastopa antimon) imajo svetlejšo patino, kar nam omogoča grobo datiranje predmeta.10 Svinec, cink in živo srebro so pogosto prisotni zlasti v zlitinah, saj z njimi izboljšamo npr.
livne lastnosti, redkeje pa nastopajo samostojno.
Žlahtne ali plemenite kovine so simbol razkošja. Najpogostejši sta srebro in zlato, v novejšem času pa tudi platina. Iz njih so izdelani nakit, kovanci, arhitekturno okrasje ipd. Imajo visoko ekonomsko vrednost in so naravno precej odporne na oksidacijo, izjema je srebro, ki v stiku z zrakom, vlago ali onesnaževali korodira. Še bolj kot predmeti izdelani iz kovin so pogoste pozlate in posrebritve na lesenih površinah ali predmetih iz manj žlahtnih kovin.
Vsaka kovina ima svoje metalurške lastnosti in značilnosti, ki vplivajo na konservatorsko- restavratorsko obravnavo, zato je za izbiro primernih postopkov in materialov pomembna natančna identifikacija kovine. V nadaljevanju diplomske naloge se bom osredotočila
predvsem na železo in njegove zlitine, saj je to kovina, ki jo srečamo zelo pogosto in sem jo v času študija in praktičnega dela v Narodnem muzeju Slovenije najbolje spoznala.
2.1.2 Les
V nasprotju s kovinami, ki so anorganski material, je les organskega izvora. Je material, s katerim se v umetnosti in kulturni dediščini srečamo zelo pogosto, saj je lahko dostopen, cenovno ugoden in vsestransko uporaben. Iz lesa so oltarne konstrukcije ter oltarne ali samostojne lesene plastike, tabelne slike, podokviri pri štafelajnem slikarstvu, pohištvo, arhitektura, orožje in orodje. Tradicionalno je bil v uporabi les, ki je značilen za določeno geografsko območje. V Evropi so se za izdelavo lesene plastike med listavci najpogosteje uporabljali lipa, hrast, vrba, oreh, kostanj in topol, med iglavci pa smreka, jelka in bor.11 Les v grobem delimo na listavce in iglavce, vsaka posamezna vrsta pa ima svoje estetske, mehanske in fizikalne značilnosti. Les je anizotropen12 porozen material, njegova kemijska in anatomska zgradba pa je zelo kompleksna. Sestavljajo ga dolge, ozke in votle celice, ki potekajo vertikalno v deblu. Drevesna mikrostruktura se sicer nekoliko razlikuje po drevesnih vrstah, vendar je v osnovi zgrajena iz istih materialov: 40 – 50 % celuloze, 20 – 25 %
10 Nataša NEMEČEK, Polirna sredstva 5.2.7, Skupnost muzejev Slovenije, str. 8-9, dostopno na
<http://www.sms-muzeji.si/ckfinder/userfiles/files/5_2_7%20Polirna%20sredstva%2021_10_-
%20za%20objavo.pdf> (10.11.2020).
11 Ivan BOGOVČIČ, Restavriranje lesene plastike, interno študijsko gradivo, Ljubljana 2002, str. 12.
12 Anizotropija pomeni, da ima material v različnih smereh različne fizikalne ali kemične lastnosti (krčenje, prevodnost, prožnost).
hemiceluloze, 18 – 25 % lignina, 4 % pektina, ostalo pa so ekstraktivne snovi, kot so škrob, voski, balzami, eterična olja,…13
Svež les vsebuje veliko količino vode, ki opravlja transport hranilnih snovi in jo delimo na prosto in vezano vodo. Prosta ali kapilarna voda se nahaja v lumnih (porah) v obliki kapljevine in se prosto pretaka po lesu. Nihanje vsebnosti te vode ne vpliva na lastnosti in dimenzije lesa, le na njegovo gostoto. Kapilarna voda med procesom sušenja hitro izhlapi.14 Druga oblika vode pa je higroskopska voda, ki je vezana v celične stene, zato v lesu ostane dalj časa kot kapilarna voda. Stanje, ko lumni ne vsebujejo več proste vode, v celičnih stenah pa se nahaja še vsa vezana voda, imenujemo točka nasičenosti celičnih sten. Povprečna vlažnost lesa pri točki nasičenosti celičnih sten je 30 %.15
Ko vsebnost vode pade pod 30 %, se lesu začnejo spreminjati dimenzijske in mehanske lastnosti, za uporabo pa je primeren les, ki ima okoli 15 % vlažnosti (je zračno ali tehnično suh). Suh les je higroskopen material, kar pomeni, da svojo vlažnost uravnava z vlažnostjo okolja, dokler ne doseže ravnovesja. Les se pri oddajanju vlage krči, pri sprejemanju pa širi.
Posledica tega so dimenzijske in strukturne spremembe, ki se na površini lahko kažejo kot mehanske poškodbe – razpoke in ukrivljenost. Dimenzijske spremembe so naizrazitejše v tangencialni smeri (6 – 10 %), srednje izrazite v radialni smeri (3 – 5 %) in najmanj izrazite v vzdolžni smeri (0,3 – 0,5 %). Dimenzijskim spremembam in krčenju se ne moremo izogniti, lahko pa jih zmanjšamo z uporabo pravilno rezanega in sušenega lesa ter primernimi pogoji shranjevanja lesa. 16
2.2 Preiskovalne metode
Širok spekter preiskovalnih metod in analiznih tehnik je v konservatorsko-restavratorskem postopku lahko v veliko pomoč. Moderna tehnologija in znanost lahko pripomoreta k določanju materialne sestave, tehnologije izdelave ter notranje strukture objekta,
(natančnejšemu) datiranju in ugotavljanju pristnosti, raziskujemo lahko tudi vzroke in procese propadanja. Navadno jih izvajamo v sodelovanju z znanstveno-raziskovalnimi institucijami
13 Irena POREKAR KACAFURA, Les 2.9, Skupnost muzejev Slovenije, str. 4-10, dostopno na <http://www.sms- muzeji.si/ckfinder/userfiles/files/2-9-new.pdf> (22.5.2020).
14 Prav tam, str. 11.
15 Irena LEBAN, Les – lastnosti, Srednja lesarska šola Škofja Loka, 2007, str. 19-20, dostopno na
<https://cpi.si/wp-content/uploads/2020/08/4-LES_LASTNOSTI.pdf> (5.1.2021).
16 POREKAR KACAFURA, op. 13, str. 11-14.
ali usposobljenimi strokovnjaki različnih naravoslovnih strok. Tovrstne informacije so nam v pomoč pri odločanju o izbiri potrebnih postopkov in materialov. V nadaljevanju poglavja se bom osredotočila na metode, ki so uporabne za analizo predmetov iz lesa in kovine.
2.2.1 Neinvazivne preiskovalne metode
Neinvazivne metode so tiste, za katere odvzem vzorca ni potreben, kar je njihova prednost, saj z njimi ne poškodujemo umetnine. Med najpogosteje uporabljenimi neinvazivnimi metodami so optični pregledi in fotografiranje objekta pod različnimi povečavami in valovnimi
dolžinami svetlobe, s katerimi lahko pridobivamo informacije o površinskih plasteh objekta.
Ultravijolična fotografija (UV) ali reflektografija (UVF) nam dajeta informacije o površinskih premazih, retušah in preslikavah, zato nam lahko pomagata pri ugotavljanju stanja umetnine in starih konservatorskih postopkov (Slika 7, levo). Na podlagi moči fluorescence je včasih možno sklepati o prisotnosti nekaterih pigmentov ali vrsti in starosti premazov, vendar na to lahko vpliva prisotnost umazanije ali drugih materialov.17 Infrardeča reflektografija (IRR) (Slika 7, desno) omogoča pogled pod barvno plast in lahko razkrije skrite podrisbe ali mreže.18
17 Antonino COSENTINO, Practical notes on ultraviolet technical photography for art examination, Conservar Património, 2015, str. 54-62, dostopno na
<https://www.researchgate.net/publication/280736059_Practical_notes_on_ultraviolet_technical_photography_f or_art_examination> (10.1.2021).
18 Molly FARIES, Techniques and applications - analytical capabilities of infrared reflectography: an art historian’s perspective, Scientific examination of art: modern techniques in conservation and analysis, 2005, str.
89-96, dostopno na < https://www.nap.edu/read/11413/chapter/8#86> (9.1.2021).
Slika 6: Levo fotografija hrbta slike in podokvirja pod UV svetlobo, vidna je točkasta umazanija, ki fluorescira.
Desno je slika pod IR svetlobo, vidne so nepravilnosti na lesu, luknjice od insektov in napis ''Sassoferrato'', ki je sicer slabo opazen.
Rentgenske tehnike so pogosto v uporabi, najbolj rutinska in dostopna pa je rentgenska radiografija. Rentgenski žarki imajo veliko moč prodiranja skozi material zaradi njihove kratke valovne dolžine, različne snovi pa jih različno prepuščajo. Absorpcija žarkov je
odvisna od lastnosti in debeline snovi, kar omogoča razlikovanje med materiali (identifikacija kovin v lesu) in vpogled v notranjo zgradbo predmeta (Slika 8). Ker kovine najbolje
zadržujejo rentgenske žarke, so na filmu najsvetlejše, organski in mineralni materiali (keramika, marmor) pa so videti temnejši, saj žarke prepuščajo.19
19 Nataša NEMEČEK, Zahtevnejše instrumentalne analizne metode, 6.3.7., Skupnost muzejev Slovenije, str. 3-4, dostopno na <http://www.sms-muzeji.si/udatoteke/publikacija/netpdf/6-3-7.pdf> (5.12.2020).
Slika 7: Rentgenska radioagrafija lesenega kipa Bude je pokazala, da je obrazni del izdelan ločeno in pritrjen s kovinskimi žeblji. (Victoria and Albert Museum, London)
Računalniška tomografija (CT) je tehnika, ki prav tako temelji na rentgenskem slikanju in nam da informacije o notranji zgradbi predmeta in homogenosti materialov, vendar je predmet slikan iz več kotov. Rezultat je tridimenzionalna slika predmeta visoke ločljivosti (do okoli enega mikrometra), s katero lahko manipuliramo in nam omogoča boljši vpogled v
površinsko in notranjo zgradbo.20
Nevtronska radiografija (NR) je metoda, pri kateri predmet obsevamo s termičnimi nevtroni, ki so občutljivi na detekcijo materialov z visoko vsebnostjo vodika, torej organskih snovi (les, semena, papir, tekstil, usnje), ki so na filmu videti svetli. Kovine in drugi nekovinski materiali (kamen, steklo, keramika) pa termične nevtrone prepuščajo in so zato na filmu temni.
Nevtronska radiografija nam torej da ravno nasprotne informacije od rentgenske radiografije, zato se metodi lahko med sabo koristno dopolnjujeta.21
20 Sabina KRAMAR, Ugotavljanje materialov in zgradbe predmetov 6.1.1., Skupnost muzejev Slovenije, str. 2-4, dostopno na <http://www.sms-muzeji.si/ckfinder/userfiles/files/6_1_1%20Ugotavljanje%20mat_-
zadnja%20za%20objavo-21-10-2014.pdf> (11.1.2021).
21 Jože RANT, Zoran MILIČ in Janka ISTENIČ, Neutron radiography examination of objects belonging to the cultural heritage, Applied Radiation and Isotopes, 64/1, 2006, str. 7-12, dostopno na
<https://www.academia.edu/1322540/Neutron_radiography_examination_of_objects_belonging_to_the_cultural _heritage> (17.7.2021).
Za analizo kovin je zelo uporabna rentgenska fluorescenčna spektrometrija (XRF), pri kateri z vzbujanjem atoma s hitrimi elektroni ali rentgenskimi žarki in merjenjem sevanja sekundarnih žarkov lahko identificiramo elementno sestavo površine22 kovin ali kovinskih plasti (pozlat, posrebritev) ali anorganskih pigmentov (z vsebnostjo kovin) v barvnih plasteh in ugotavljamo avtentičnost. XRF je praktična in cenovno ugodna metoda, saj jo lahko izvajamo s prenosnim aparatom.23
2.2.2 Invazivne preiskovalne metode
Pri invazivnih metodah je potreben odvzem vzorca, zato poskrbimo, da to storimo na čim bolj diskretnem mestu in v minimalnem obsegu. Izvajamo jih le v primeru, če bi na ta način pridobljene informacije lahko pomembno prispevale k razumevanju umetnine in/ali bodo v pomoč pri odločanju o konservatorsko-restavratorskih postopkih ter materialih zanje.
Mikroskopske analize, kot so optična, presevna elektronska (TEM) in elektronska vrstična (SEM) mikroskopija, navadno zahtevajo odvzem in pripravo vzorca. Izjema je le optični mikroskop, če je objekt dovolj majhen. Mikroskopske analize so primerne za vse materiale in so ena izmed najpogosteje uporabljenih analiznih tehnik. Omogočajo nam vpogled v
površinsko strukturo, mineralno sestavo, produkte razgradnje, tehnologijo izdelave in statigrafijo barvnih plasti. 24 Pomagajo nam tudi pri določanju vrste lesa. Identifikacija
drevesne vrste z mikroskopsko analizo in uporabo ksilotomskih ključev (ksilotomska analiza) je zelo pomembna zaradi kemijskih in fizikalnih značilnosti posamezne vrste lesa, ki med drugim lahko vplivajo na korozijo kovine v njem.
Fourierjeva transformacijska infrardeča spektroskopija (FTIR) je kvantitativna metoda, s katero ugotavljamo kemične spremembe, produkte razgradnje in kemično zgradbo lesa. 25
22 Slabost XRF tehnike je v tem, da z njo lahko analiziramo le površino, ne pa tudi globine predmeta, zato dobljeni rezultati v nekaterih primerih niso reprezentativni za celoten predmet. V kolikor je kovinski predmet nehomogen, patiniran ali prevlečen s plastjo kovine (pozlačen, pokostren), dobimo elementno sestavo patine ali kovinske prevleke. Le če je prevleka dovolj tanka, lahko zaznamo kovine pod njo. (Povzeto po: NEMEČEK, op.
19, str. 6)
23 Prav tam, str. 3-6.
24 KRAMAR, op. 20, str. 6-7.
25 Spectral characterisation of ancient wooden artefacts with the use of traditional techniques and ATR device: A methodological approach (ur. Marta S. Maier), 9th international conference of the infrared and Raman users’
group (IRUG), str. 23-24, dostopno na < http://www.morana-rtd.com/e-preservationscience/2011/Picollo-31-05- 2010.pdf> (10.4.2021).
Uporablja se tudi za določanje avtentičnost predmetov in identifikacijo polimerov (npr.
premazi, laki).26
Ramanska spektroskopija je tehnika, pri kateri vzorec obsevamo z laserskim žarkom in tako vzbudimo atome. Dobimo rezultat v obliki spektra, iz katerega lahko ugotavljamo materialno sestavo in mikrokristalinično strukturo, identificiramo produkte razgradnje in določamo avtentičnost predmetov.27
Za identifikacijo organskih spojin, lakov, veziv, pigmentov in barvil uporabljamo
kromatografijo, ki je separacijska analizna tehnika, pri kateri heterogene vzorce ločimo na posamezne komponente in tako ugotovimo kemijsko sestavo vzorca. Poznamo več vrst kromatografij, ki imajo različne principe ločevanja, na primer na podlagi hlapljivosti, polarnosti, ionskih interakcij ali velikosti posameznih delcev.28
Seveda obstajajo še mnoge druge preiskovalne metode, ki pa so velikokrat finančno in tehnično zahtevnejše, zato jih večinoma izvajamo precej selektivno, na izredno dragocenih in zgodovinsko pomembnih predmetih kulturne dediščine. Metode lahko med sabo
kombiniramo, da pridemo do optimalnih rezultatov ali odgovorov na specifična vprašanja.
26 NEMEČEK, op. 19, str. 25-27.
27 Antonio CANDEIAS in Juan Manuel MADARIAGA, Applications of Raman spectroscopy in art and archaeology, Special Issue: Raman in art and archeology (RAA 2017), 50/2, 2017, str. 137-142, dostopno na <
https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/jrs.5571> (10.4.2021).
28 NEMEČEK, op.19, str. 6-7.
3. KOROZIJA KOVIN V LESU
Na predmetih kulturne dediščine najdemo številne primere kombinacije kovine in lesa, zlasti so te kombinacije pogoste na pohištvu (npr. okovje, ključavnice). V teh primerih se pogosto pojavljajo železo, ki je lahko površinsko zaščiteno (npr. v tehniki pokositrenja) in okrasni elementi iz barvnih zlitin.29 Na umetniških predmetih (lesenih plastikah, tabelnih slikah, okvirih in podokvirih slik) pa je železo kot strukturni element prisotno v obliki žebljev ali kovic.
3.1 Problematika korozije30
Korozija je elektrokemičen, nereverzibilen proces razgradnje materiala, ki poteka zaradi reakcije med kovinskim materialom in okoljem (Slika 8).31 Problematika korozije je zelo široka in kompleksna. Poznamo več osnovnih tipov korozije, ki se med seboj razlikujejo po vzrokih nastanka, korozivnih procesih in korozijskih produktih. Osredotočila se bom na atmosfersko korozijo železa in njegovih zlitin (Slika 9).
Atmosferska korozija je posledica delovanja vlage in nečistoč (onesnaževala, dim, prah) v atmosferi. Pojavlja se pod tankim slojem elektrolita, ki nastaja z adsorpcijo vlage. Nastanek te
29 Barvne kovine oz. zlitine so tiste kovine, ki ne vsebujejo železa. Navadno imajo boljše mehanske lastnosti, so električno prevodne in odpornejše na korozijo. Barvne kovine so baker, medenina, aluminij, bron, svinec, cink, srebro, zlato,…
30 David A. SCOTT in Gerhard EGGERT, Iron and steel in art, London 2009, str. 108-113.
31 Nastane zaradi katodno-anodne reakcije med dvema materialoma, ki imata različne električne potenciale. En del postane anoda, kjer poteka oksidacija, in kjer elektroni zapuščajo elektrodo, torej se iz nje kovina odtaplja oziroma korodira. Katoda je del, kjer poteka redukcija, in ki elektrone sprejema ter je zaščitena pred korozijo.
Elektrolit pa je prevodna tekočina ki omogoča povezavo in pretok elektronov med njima. Okoljski dejavniki, ki vplivajo na nastanek korozije so: zrak, vlaga, onesnaževala, soli, mikroorganizmi in zemlja. Korozija lahko nastane tudi zaradi uničenja površinske zaščite, stika s kislinami, neprimernih pogojev v špranjah ali na spojih, nalaganja nečistoč ali njihove prisotnosti v kovini, električnega toka ali mehanske obremenitve. Za pridobivanje kovin uporabimo veliko energije, korozija pa je naraven proces pretvarjanja kovine nazaj v svojo prvotno obliko.
Vse kovine razen čistega zlata so v določeni meri podvržene koroziji. Korozija povzroča izgubo mehanskih lastnosti, strukturno škodo, izgubo sestavnih delov objekta, slabšo funkcionalno učinkovitost, onesnaženje okolja,…(Povzeto po: Tadeja KOSEC MIKIĆ in Ingrid MILOŠEV, Korozijski procesi, vrste korozije in njihove zaščite, Inštitut Jožef Štefan, 2004, str. 26-38, dostopno na <http://www.dvts.si/arhiv/2004/2004_1-
2_72dpi/2004_1-2_5_72dpi.pdf> (1.4.2021)).
korozije lahko razdelimo v tri glavne faze: v prvih dneh atmosferske izpostavljenosti se na (nezaščitenem) železu formira delno pasivacijska plast32 oksidov in hidroksidov. Sledi adsorpcija vode in nalaganje delcev ter onesnaževal, ki skupaj ustvarijo elektrolit in povzročijo nadaljnjo korozijo. Korozija se nadaljuje zaradi oksidacije kovine ali pa
oksidativnih ciklov in redukcije železovih (II in III) delcev, kar vpliva na nastanek značilne in stabilne rjavo-rdeče plasti korozijskih produktov (rja) (Slika 10).33
Ko relativna zračna vlaga preseže 50 %, se na površino kovine adsorbira več vode, kar pospeši reakcije. Prisotnost onesnaževal v zraku (žveplov dioksid, dušikov oksid, kloridi, amonijev sulfat) lahko vpliva na korozijski proces, tako, da spremeni pH površine, kar povzroči razpad pasivacijske plasti ali ustvari plasti, ki imajo slabše zaščitne lastnosti kot osnovne oksidativne plasti.
Atmosferski delci so zelo pomemben faktor nastanka korozije tudi v notranjih prostorih. Delci v notranjih prostorih so lahko neškodljivi (ne povzročajo korozije), neposredno škodljivi (karbonatni delci, ki absorbirajo atmosferske pline in stimulirajo korozijo) in sami po sebi korozivni (korozija nastane tam, kjer se ti delci usedejo, npr. amonijev sulfat). Hitrost korozije je odvisna od vlažnosti in onesnaženja okolja (bolj agresivna je v industrijskih, morskih in urbanih okoljih, kjer je stopnja onesnaženosti višja). Hitrost atmosferske korozije se s časom izpostavljenosti upočasnjuje.
32 Kovina lahko tvori pasivacijsko plast oz. neaktivno korozijo, ki deluje kot zaščita na površini in preprečuje korozijo globljih plasti.
33 Korozijski produkti so snovi, ki nastanejo kot posledica korozijske reakcije. To so lahko raztopljeni ioni, netopne oborine ali plini, navadno so na površini vidni kot aktivna korozija v obliki prahu ali lusk, na primer rja na železu ali črna prevleka na srebru.
Slika 8: Osnovna korozijska celica.
Slika 9: Primer aktivne atmosferske korozije na žebljih.
Slika 10: Tipična korozija kovinskega predmeta (železnega žeblja).
3.2 Korozija kovin v lesu
Les je zelo hidrofilen material in svojo vlažnost uravnava glede na vlažnost okolja. Nevarnost za korozijo se poveča, ko je vlažnost lesa večja od 18 % (Slika 11).34 Čeprav les sam po sebi ni koroziven material, pa lahko deluje kot elektrolit, saj je rahlo kisel (pH = 4 – 6, pri
nekaterih vrstah še nižji) in v kombinaciji z vlago lahko ustvari korozivne pogoje za kovinske elemente v njem. Les lahko vsebuje več kot 700 različnih ekstraktivnih snovi, nekatere od njih, na primer kisline, pa lahko pospešijo korozijo.35
Čeprav je les na prvi pogled neproblematično okolje za kovine, pa se problem pojavi pri njegovih interakcijah z vodo zaradi vsebnosti vezane ali proste vode, ki lahko močno vpliva na korozijo. Korozija kovin v lesu se razlikuje od atmosferske, saj kovinski elementi v lesu korodirajo drugače in hitreje kot če bi se nahajali na zraku.36
Slika 11: Graf prikazuje razmerje med vlažnostjo lesa in hitrostjo korozije.
34 Samuel L. ZELINKA, Corrosion of metals in wood products, United States Department of Agriculture, 2014, str. 574, dostopno na <https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2014/fpl_2014_zelinka002.pdf> (29.11.2020)
35 POREKAR KACAFURA, op. 13, str. 10.
36 Eden od razlogov za to je razlika med korozijskimi produkti, ki nastajajo v lesu in med tistimi, ki nastajajo na zraku. Pri atmosferski koroziji na kovini nastanejo korozijski produkti, ki povzročijo nastanek pasivacijske plasti. Pri koroziji kovin v lesu pa nastajajo drugačni korozijski produkti, ki ne ustvarijo pasivacijske plasti. Iz tega razloga je drugačna dolgoročna kinetika korozije – korozija na zraku (atmosferska) se zaradi nastanka pasivacijske plasti s časom upočasnjuje, korozija v lesu pa ostaja konstantna. (Povzeto po: ZELINKA 2014, op.
34, str. 574-576)
Slika 12: Levo korozija žeblja v lesu - zaradi vrzelne korozije je glava v precej dobrem stanju, trn pa popolnoma korodiran. Desno vpliv korozije na les.
Vzrok za korozijo kovin v vlažnem lesu (npr. železnega žeblja) je različna koncentracija kisika med izpostavljenim delom žeblja in tistim v notranjosti, voda v lesu pa deluje kot elektrolit – nastane korozivna celica, ki povzroči korozijo žeblja. Izpostavljeni del žeblja reagira hitreje kot del v notranjosti, na njem začnejo nastajati hidroksilni ioni (OH+), kar pomeni, da deluje kot katoda.
Katodna reakcija: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Del žeblja v notranjosti deluje kot anoda, od katere so odcepijo nestabilni ioni železovega (II) oksida, pri čemer nastane železov (III) oksid, ki povzroči nastanek korozijskih produktov v obliki rje ali železovega tanata.
Anodna reakcija: Fe2+ → Fe++ + 2e
Les in kovina se zaradi reakcije železovih ionov s taninom lahko obarvata črno ali rjavo, kovinski elementi pa postanejo krhki in se pravzaprav spojijo z lesom, tako da postanejo težko odstranljivi. Železovi ioni lahko delujejo tudi kot katalizatorji kemijskih reakcij, ki povzročajo izgubo vezivne moči celuloze. Korozijski produkti lahko povzročijo degradacijo
lesa in izgubo trdnosti ter posledično pripeljejo do mehanskih poškodb ter ogrozijo strukturno stabilnost (Slika 12). 37
Zelo velik problem predstavljajo organske kisline, ki so naravno prisotne v lesu, od katerih je najbolj škodljiva ocetna kislina, pojavlja pa se tudi mravljična kislina, a v precej nižjih koncentracijah. Škoda lahko nastane zaradi neposrednega kontakta med kovino in lesom ali izhlapevanja kisline v prostor. Ocetna kislina nastaja s hidrolizo estrov (radikalov ocetne kisline) v hemicelulozi, na hitrost reakcije pa vplivata vlaga in temperatura okolja. Delež tako nastale ocetne kisline je zaradi nižjega deleža acetilnih radikalov pri iglavcih manjši, pri listavcih pa višji, zato so slednji lahko bolj problematični, saj oddajajo več kisline. Kislina lahko reagira z določenimi kovinami, na primer svincem, cinkom, železom in bakrom, kar povzroči korozijo.38
V umetniških, zgodovinskih in arheoloških predmetih so zaradi okolja, uporabljenih materialov, obdelave lesa z različnimi preparati ali starih konservatorskih postopkov
velikokrat prisotna onesnaževala in soli. To so vodotopni kloridi, nitrati, sulfidi in kalcinati, ki lahko reagirajo z ocetno kislino, kar povzroči formiranje korozijskih produktov ali soli na površini (eflorescenca). 39 Te interakcije med lesom in kovino so lahko problematične tako za umetnine in pohištvo iz teh dveh materialov, kot tudi za kovinske predmete, ki jih hranimo v lesenih omarah ali vitrinah.
37 A.J. BAKER, Degradation of wood by products of metal corrosion, U.S.D.A. Forest Service research paper, 1974, str. 1-4, dostopno na <https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplrp/fplrp229.pdf> (28.11.2020).
38 Corrosion of metals by wood (guides to practice in corrosion control), Dept. of Industry Great Britain, 1979, str. 1-8, dostopno na
<http://resource.npl.co.uk/docs/science_technology/materials/life_management_of_materials/publications/online _guides/pdf/corrosion_of_metals_by_wood.pdf> (7.12.2020).
39 L. T., GIBSON in C. M. WATT, Acetic and formic acids emitted from wood samples and their effect on selected materials in museum environments, Dept. of Pure and Applied Chemistry, University of Strathclyde, str.
1-3, dostopno na <https://strathprints.strath.ac.uk/27572/1/strathprints027572.pdf> (7.12.2020).
4. KONSERVATORSKO RESTAVRATORSKI POSTOPKI
Pri konserviranju in restavriranju se vedno držimo glavnih etičnih načel o ohranjanju umetniške in kulturne dediščine. Naša naloga je ohraniti zgodovinsko, estetsko in tehnično vrednost predmeta. S pomočjo ustreznih raziskav pred postopki ugotovimo njegovo
originalno sestavo, izgled in tehnologijo ter se odločimo o tem, ali bomo predmet zgolj konservirali ali tudi restavrirali, na kar vplivajo želje naročnika, stanje in končna prezentacija predmeta.
4.1 Odstranjevanje kovinskih elementov
Razlog za odstranitev kovinskih elementov je običajno njihova poškodovanost ali ko je to nujno za izvedbo konservatorsko-restavratorskega postopka, sicer se odstranjevanju
poskušamo izogniti in se držimo načela minimalnih intervencij. Če so elementi dobro pritrjeni in niso korodirani, bi odstranjevanje lahko povzročilo nepotrebne poškodbe. Restavriranje kovin in lesa opravljamo ločeno, saj gre za dva različna materiala – materiali in postopki, ki so primerni za enega, bi lahko poškodovali drugega.
Kovinski elementi v lesu velikokrat korodirajo in se z njim spojijo, zato si lahko pri odstranjevanju pomagamo s sredstvom za razgrajevanje rje, kot je WD4040, lahko pa
uporabimo tudi nepolarna topila, kot so mineralni špirit41 ali Shellsoli.42 Včasih so kovinskim
40 WD40 je tržno ime za večnamenski izdelek na osnovi mineralnega olja. Varnostni list sestavo WD40 za evropski trg navaja kot: ogljikovodiki C9-C11, n-alkani, izoalkani, cikloalkani, <2% aromati. Njegove glavne funkcije so spodrivanje vlage, zaščita pred korozijo, deluje kot lubrikant in odstranjuje rjo in drugo umazanijo.
(WD40-tehnični list, wd40.si , dostopno na <https://cdn.wd40company.eu/wd-40/si- SI/uploads/2020/01/09120305/MUP-Aerosol.pdf> (1.2.2021)).
41 Mineralni špirit je naftni derivat oziroma alifatski ogljikovodik, ki ga poznamo tudi pod imeni White Spirit in mineralni terpentin. Je toksično nepolarno organsko topilo in ima močan vonj. Pri uporabi toksičnih topil je pomembno upoštevanje varnosti pri delu (redno zračenje prostora, zaščita dihal). (White Spirit,
khchemicals.com, dostopno na <https://www.khchemicals.com/product-categories/hydrocarbons/white-spirit/>
(1.2.2021)).
42 Shellsol je tržno ime za topilo na osnovi sintetičnih izoparafinskih ogljikovodikov. Na tržišču je več tipov Shellsola, v restavratorstvu pa najpogosteje uporabljamo Shellsol D ali T, ki vsebujeta zelo malo aromatov (<2%), kar pomeni da nimata močnega, dražečega vonja. V večini primerov ga lahko uporabljamo kot nadomestek toksičnim nepolarnim topilom (kot je mineralni špirit). (Shellsol D40-tehnični list, kremer-
elementom dodali tudi lepila za izboljšanje pritrdilnosti, na primer klej ali lepila za les – v tem primeru poskusimo z injektiranjem ali natapljanjem s primernim topilom.
Elemente, ki se delno nahajajo na površini, navadno odstranimo mehansko s kleščami različnih oblik in velikosti. Zelo uporabne so klešče s tankim, ostrim robom, ki omogočajo dober oprijem, vendar moramo paziti, da ne preščipnemo elementa. Element zagrabimo trdno in čim bližje površini, nato pa ga izvlečemo pravokotno na površino ali pod kotom, tako da klešče naslonimo na površino. Klešče podložimo z vmesnim materialom, da preprečimo poškodbe lesa (Slika 13).
Slika 13: Odstranjevanje žebljev s kleščami, Narodni muzej Slovenije.
Problem se pojavi, če so žeblji zabiti zelo globoko in jih s kleščami ne moremo dobro oprijeti.
V tem primeru lahko z vrtalnikom z votlo vrtalno krono zavrtamo okoli žeblja, vendar se tega poslužujemo le v skrajnih primerih, saj gre za zelo porušno intervencijo. Včasih pa se žeblji nahajajo na spojih ali v notranjosti in jih je za odstranitev potrebno prežagati, da jih lahko izvlečemo po delih.43
Odstranjevanje vijakov je navadno bolj problematično od žebljev zaradi njihove strukture, ki v kombinaciji s korozijo lahko povzroči zelo močen spoj med lesom in kovino. Iz vdolbin glav vijakov očistimo rjo in umazanijo, da omogočimo dober oprijem in uporabimo primeren izvijač. Pri odstranjevanju elementov smo previdni, saj lahko uporaba prevelike fizične sile povzroči nastanek poškodb v lesu.
pigmente.com, dostopno na < https://www.kremer-
pigmente.com/elements/resources/products/files/70471_SDS.pdf> (1.2.2021)).
43 Shayne RIVERS in Nick UMNEY, Conservation of furniture, London 2003, str. 455.
4.2 Vračanje kovinskih elementov
Elemente, ki jih (začasno) odstranimo, pokusimo stabilizirati do te mere, da jih lahko vrnemo na prvotno mesto. Originalni elementi so namreč dokaz časa, v katerem so nastali, z njimi pa lahko potrdimo ali ovržemo avtentičnost predmetov kulturne dediščine. Poskrbimo, da so pred vračanjem ustrezno restavrirani, stabilni in da so korozijski procesi ustavljeni.
Elemente nadomeščamo le v primeru izredno slabega stanja; najpogosteje gre za dotrajane strukturne elemente, ki ne opravljajo več svoje funkcije (npr. žeblji). V tem primeru je treba nove ustrezno označiti in dokumentirati ter originale restavrirati in shraniti. Nadomestni elementi morajo biti izdelani iz kompatibilnih, stabilnih in trpežnih materialov. Ker so nadomestni elementi lahko optično moteči, jih s patiniranjem ponovno integriramo v celoto.
4.3 Odstranjevanje korozijskih produktov iz lesa
Korozija železnih elementov lahko povzroči nalaganje korozijskih produktov v strukturi ali na površini lesa. Najpogostejši korozijski produkti pri železu so minerali železovih oksidov ali hidroksidov oz. rje, ki je navadno rdeče, oranžne, rjave ali črne barve, redkeje pa so prisotni minerali železovega klorida, sulfida ali sulfata.44 V nekaterih primerih, predvsem pri lesenih objektih v zunanjščinah, se kot posledica izpiranja železovih ionov iz izpostavljenih kovinskih elementov zaradi vlage oz. padavin pojavijo madeži – rjavine na površini lesa.
Korozijski produkti na površini niso le vizualno moteči zaradi obarvanja, temveč tudi
škodljivi – če jih ne odstranimo, lahko katalizirajo oksidacijske procese, pospešijo degradacijo lesa in povzročijo strukturno škodo (razgradnja celuloze).45
Korozijske produkte in propadel les, ki se nahaja v neposredni okolici kovinskega elementa, temeljito mehansko odstranimo s skalpelom ali brušenjem. Les po potrebi utrdimo in
premažemo z zaščitnim premazom46 ter izgubljen material nadomestimo z ustreznim kitom.
44 Vimal KUMAR, Preservation methods of historical iron objects: an overview, International journal of engineering science invention (IJESI), 7/3, 2018, str. 24.
45 Stavroula RAPTI, Shayne RIVERS in Anastasia POURNOU, Removing iron corrosion products from museum artefacts: investigating the effectiveness of innovative green chelators, International conference
‘science in technology’, Atene 2015, str. 1-3, dostopno na
<https://www.researchgate.net/publication/291829843_Removing_iron_corrosion_products_from_museum_arte facts_Investigating_the_effectiveness_of_innovative_green_chelators> (15.7.2021).
46 Primerni zaščitni premazi za les so opisani v tej diplomi v podpoglavju 3.6.2. Zaščitni premazi za les, str. 32.
Korozijske produkte lahko odstranimo iz lesa tudi s kemičnimi metodami čiščenja, navadno z uporabo različnih kelatorjev. 47 Pogosto uporabljena kelatorja sta EDTA in DTPA.48
4.4 Čiščenje kovin
Pri čiščenju kovine je najpomembnejše odstranjevanje korozijskih produktov. Pri tem
postopku vedno odstranimo tudi del originala, kar je neizogibno ne glede na izbrano metodo.
Poznamo tri glavne metode odstranjevanja korozijskih produktov: mehansko, eletrokemijsko oz. elektrolitsko in kemično, izbira metode pa je odvisna od stanja predmeta.49 Pri
zgodovinskih predmetih iz kovine in lesa je potrebno omeniti ohranjanje patine na kovini.
Patina je zaščitna plast, ki ščiti kovino pred nadaljnjo korozijo in priča o zgodovinski vrednosti predmeta, lahko pa tudi poveča estetsko in ekonomsko vrednost.50
Danes za čiščenje predmetov iz železa najpogosteje uporabljamo mehanske metode, ki jih lažje kontroliramo. Na muzejskih predmetih uporabljamo fino jekleno volno, ročne naprave za brušenje, peskanje z različnimi abrazivi ali ultrazvočna kladivca (Slika 14). Mehanske metode kombiniramo s kemičnimi pri mehčanju korozijskih plasti ali odstranjevanju trdovratne umazanije, filmotvornih materialov ter soli v notranjosti.51
47 Kelator je učinkovina ali reagent, ki lahko tvori komplekse s kovinskimi ioni v korozijskih produktih in s tem poveča njihovo topnost. (Povzeto po: RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 540-548).
48 EDTA (etilendiamintetraocetna kislina) in DTPA (dietilentriaminpentaocetna kislina) sta kislini, katerih uporaba je lahko problematična na nekaterih površinah. Raztopino kelata zato puframo z dodajanjem baze (natrijev ditionit (Na2S2O4), kalijev hidroksid (KOH) ali natrijev hidroksid (NaOH), da ohranjamo konstantno pH vrednost. Z dodajanjem baze raztopini EDTA in DTPA povečamo tudi topnost kelatorja, saj nista dobro topna v vodi.
(Povzeto po: D.G. SURYAWANSHI in S.K. BISARIA, Removing metallic stains from paper objects using chelating agent EDTA, Restaurator, 2005, str. 276-285, dostopno na < https://nanopdf.com/download/removing- metallic-stains-from-paper-objects-using-chelating-agent_pdf> (15.7.2021)). Uporabljamo pufrane raztopine EDTA in DTPA, ki ohranjajo konstanten pH.
49 V preteklosti so za čiščenje predmetov iz železa iz mlajših zgodovinskih obdobij veliko uporabljali elektrokemijske oz. elektrolitske metode. Te so se izkazale za neprimerne na predmetih s slabo ohranjenim kovinskim jedrom, zato so bile v Narodnem muzeju Slovenije opuščene v 90-ih letih preteklega stoletja.
50 RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 678.
51 MILIČ, op.9, str. 5-8.
Slika 14: Mehansko čiščenje kovine z mikromotorjem in jekleno ščetko. Levo očiščen žebelj, desno pa korodiran neočiščen žebelj.
4.5 Obravnava poškodb
Mehanske poškodbe, kot so razpoke, krivljenje in cepljenje, se v lesu pojavijo zaradi različnih dejavnikov, pogosto so to dimenzijske spremembe zaradi okoljskih vplivov (vlaga,
temperatura). Zaradi različnih ekspanzijskih koeficientov lesa in kovine lahko pride do
odstopanja kovinskih elementov iz površine lesa (npr. okovij).52 Z odstranjevanjem elementov lahko povzročimo še dodatne poškodbe tako na lesu kot na elementu.
4.5.1 Obravnava poškodb na lesu 53
Za ustrezno obravnavo je najprej potrebno ugotoviti vzrok poškodbe in (če je mogoče) odpraviti dejavnike, ki so poškodbo povzročili. Moderna restavratorska etika nam narekuje minimalne intervencije. Če poškodba ne ogroža strukture, je stabilna, ne posega v estetsko celoto ter ne predstavlja nevarnosti za nadaljnjo degradacijo, posegi na nosilcu pogosto niso nujno potrebni, v nekaterih primerih bi lahko povzročili celo večje poškodbe. Za lepljenje (zlomov ali nadomestnih delov) uporabimo lepila s primernimi fizikalnimi, kemijskimi in optičnimi lastnostmi, ki so lahko naravna (klej) ali sintetična (akrilna, polivinilacetatna ali epoksidna). Za kitanje poškodb na lesu v praksi najpogosteje uporabljajo dvokomponentne
52 RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 322.
53 Prav tam, str. 574-578.
kite iz epoksi smole (Araldit HV/SV 42754 ali Balsite55). Kit lahko izdelamo tudi sami glede na lastnosti površine, obseg in globino poškodbe ter želene obdelovalne lastnosti samega kita.
Izbiramo lahko med različnimi polnili, kot so naravna (lesna moka, celuloza) ali
steklena/sintetična polnila. Veziva so lahko sintetična (akrilne in epoksidne smole) ali naravna (klej). Manjkajoče dele lesenega nosilca lahko nadomestimo tudi z lesom. Pri izbiri lesa pazimo, da v barvi in lastnostih ustreza originalu, je pravilno rezan in sušen, uporabljamo stabilnejše vrste lesa in zaščitne premaze. Prav tako je pomembna uporaba čim manj korozivnih kovin in ustrezno konserviranih in restavriranih elementov.
4.5.2 Obravnava poškodb na kovini 56
Velikokrat se srečamo z deformiranimi kovinskimi elementi in nekatere lahko mehansko izravnamo brez tveganja za zlom. Ravnanje je skoraj nemogoče pri zelo deformiranih in korodiranih predmetih, saj so izredno krhki, in bi s tem povzročili neizogibne ter nepovratne poškodbe, zato se temu raje izognemo. Za lepljenje počenih kovin uporabimo stabilna lepila, nereaktivna za korodirano kovino iz skupin akrilnih, epoksidnih smol in polivinilacetatnih smol.57
54 Araldit je tržno ime za dvokomponentno epoksidno maso za kitanje lesa. Poznamo več tipov, v tej diplomski nalogi smo uporabili SV 427/HV 427. Za uporabo obe komponenti smole zmešamo v utežnem razmerju 1:1.
Araldit se uporablja za kitanje, lepljenje in izdelavo manjkajočih delov nosilca. Primeren je za uporabo na lesu, kovini in smolah. Njegove prednosti so dobre mehanske lastnosti (adhezija, trdota) in možnost obdelovanja.
(Araldite SV/HV 427, samsonkamnik.si, dostopno na < https://www.samsonkamnik.si/araldite_sv_hv_1kg>
(1.2.2021)).
55 Balsite je dvokomponentna epoksidna masa za kitanje in dopolnjevanje zgodovinskih predmetov iz lesa. Ima dobre adhezivne lastnosti, je elastičen in se ne krči. Lahko ga modeliramo, po sušenju pa je precej trden in ga težje oblikujemo in odstranimo. (Balsite, ctseurope.com, dostopno na < https://www.ctseurope.com/en/scheda- prodotto.php?id=63> (7.3.2021).
56 RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 683-685.
57 Pri uporabi polivinilacetatov je potrebna previdnost, saj niso kompatibilni z nekaterimi kovinami (svinec, srebrove in bakrove zlitine) ter lahko povzročijo korozijo. Pri uporabi epoksidnih smol je površino kovine potrebno izolirati s premazom (npr. Paraloid B72), da preprečimo pronicanje smole v porozno površino kovine in morebitne reakcije med nekaterimi materiali (epoksidne smole, ki vsebujejo aminske strjevalce lahko reagirajo z nekaterimi kovinami, npr. bakrovimi zlitinami). (Povzeto po: prav tam, str. 683)
4.6 Končni premazi
Namen končnih premazov je površinska zaščita pred vplivi okolja, upočasnitev procesov razgradnje, preprečitev korozije in/ali izboljšanje estetskega videza predmeta.
Najpomembnejše lastnosti pri izbiri primernega premaza so odstranljivost, kompatibilnost, ustrezne optične (sijaj, transparentnost, lomni količnik) in fizikalne lastnosti (trdnost, Tg58) ter odpornost na fotokemično degradacijo (rumenenje, zamreževanje), na lastnosti filma pa vpliva tudi izbira topila. 59
4.6.1 Končni premazi za kovine s poudarkom na železu
Končni premaz ima lahko na kovini zaščitno (ustvarimo pasivacijsko plast in upočasnimo/preprečimo korozijske procese) ali estetsko funkcijo. Za premazovanje
predmetov iz železa ali njegovih zlitin se pogosto uporablja vodno-alkoholna raztopina tanina.
Primarno ima estetsko vlogo, deluje pa tudi kot inhibitor60 korozije, saj reagira z železom in ustvari pasivacijsko plast na kovini. Uporabna je na predmetih z različnimi stopnjami
korozije. Površina je po obdelavi s taninsko kislino temne, črno modre barve in bolj enakomernega videza.61 Za zaščito kovine se samostojno ali v kombinaciji s taninom
58 Temperatura steklastega prehoda (Tg) je temperatura, pri kateri material prehaja iz steklastega oz. trdega stanja v elastično oz. mehko stanje. Za zaščitne premaze navadno uporabljamo materiale z višjo Tg, ki so na sobni temperaturi trdi ter manj privlačijo prah in umazanijo.
59 RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 686-93.
60 Inhibitor je snov, ki upočasni kemijske reakcije ali zmanjša aktivnost drugih snovi.
61 Judy LOGAN, Tannic acid treatment, Canadian Conservation Institute, 1989, dostopno na
<https://nautarch.tamu.edu/class/anth605/Readings/Logan.pdf> (12.12.2020).
uporabljajo sintetični premazi, kot so mikrokristalinični voski (Renesančni vosek62 ) ali akrilne smole (Paraloid B7263).64
4.6.2 Končni premazi za les65
Zaključne premaze za les izbiramo na podlagi namena premaza (zaščitni, estetski), načina končnega videza in pogojev hranjenja. Pred nanosom končnega premaza na les je potrebno vedeti, če je bil ta prisoten na originalu. Izberemo premaz, ki je estetsko in kemično
kompatibilen s površino (ima podobne optične lastnosti kot originalni premaz) in je fotokemično stabilen. Če ga ni bilo in se kljub temu odločimo za nanos premaza, moramo utemeljiti razloge za odločitev in uporabiti premaz, ki minimalno vpliva na videz površine.
Pred nanosom mora biti s površine odstranjena vsa umazanija in korozijski produkti. V preteklosti so se za zaščitne premaze na lesu uporabljale naravne smole (damar, mastik, šelak), vendar se njihova uporaba opušča zaradi slabših fotokemičnih in fizikalnih lastnosti.
Danes so v uporabi pretežno sintetični premazi: akrilne smole in smole z nizko molekulsko maso (ketonske, aldehidne in alifatske smole). Za polihromirane površine so primerni
62 Renesančni vosek (Renaissance Wax) je tržno ime za premaz na osnovi mikrokristaliničnega voska. Uporablja se predvsem kot zaščitni ali končni premaz na kovinah, pa tudi drugih materialih: lesu, marmorju, keramiki, usnju,… Renesančni vosek je na sobni temperaturi precej trden in vsebuje majhne deleže mineralnega špirita (topilo). Nanašamo ga z vtiranjem s čopičem ali krpico, za lažji nanos in boljše vpijanje voska pa predmet lahko rahlo segrejemo (na cca 50 – 60 °C, to velja predvsem za kovine) pred ali po nanosu. Vosek po nanosu in izhlapitvi topila spoliramo z mehko gobico ali krpico. Končni premaz je prozoren in ima mehek, svilnat lesk.
(Renaissance Wax polish - product information and application, kremer-pigmente.com, dostopno na <
https://www.kremer-
pigmente.com/elements/resources/products/files/62900_Renaissance_Wax_Guide_to_Application_2016.pdf>
(1.2.2021)).
63 Paraloid B72 je termoplastična akrilna smola. Je kopolimer etilmetakrilata in metilakrilata, pri sobni temperaturi je trden v obliki prozornih zrnc (Tg = 40 °C). Topi se v acetonu, toluenu in ksilenu, navadno se uporablja kot 5 – 10% raztopina. Je zelo stabilen, obstojen, daje srednje trd film in se ne zamrežuje in ne rumeni.
Zaradi svojih ugodnih lastnosti in stabilnosti je med restavratorji zelo priljubljen in ima širok spekter uporabe na različnih materialih (les, slike na platnu, freske, kovina, steklo, keramika). Uporablja se za utrjevanje, lepljenje, vezivo retuširnih barv in kot zaščitni premaz. Njegova slabost je, da je topen v polarnih in toksičnih topilih.
Toksična topila (toluen in ksilen) lahko nadomestime z ligroinom ali Shellsol D40. (Paraloid B72, samson- kamnik.si, dostopno na < http://www.samson-kamnik.si/en/paraloid-b-72> (1.2.2021)).
64 MILIČ, op.9, str. 7-8.
65 RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 586-597.
premazi, ki so topni v nepolarnih topilih. Če gre za objekt, ki bo hranjen na prostem, površino pogosto zaščitimo z biocidnimi, fungicidnimi in vodoodbojnimi premazi.
5. PREVENTIVNA KONSERVACIJA
Najpomembnejši faktor je nadzor relativne zračne vlage, saj lahko kombinacija kovine in lesa v pravilnih pogojih zdrži več stoletij (Slika 15). Stabilne66 kovine hranimo pri čim nižji relativni zračni vlagi (v nadaljevanju RH), navadno okoli 40 – 45 %, saj se pri pogojih nad 55
% možnosti za korozijo močno povečajo.67 Primerna zračna vlaga za hranjenje lesa se giblje od 50 % do 60 %, ne sme pa presegati 65 % RH,saj previsoke ali prenizke vrednosti lahko povzročijo dimenzijske spremembe, rast mikroorganizmov (plesni, glive, bakterije) in poškodujejo barvno plast. 68 Primerna RH za hranjenje predmetov iz kombinacije lesa in kovine je okoli 55 % (± 5 %), razen za zelo občutljive predmete, ki zahtevajo specifične prilagoditve. Visoka temperatura lahko pospeši kemijske reakcije, zato kovino in les razstavljamo pri sobni temperaturi 20 °C ± 1 °C. 69
Slika 15: Muzejska prezentacija meča iz ladijskega potopa Sutton Hoo, 6.-7.stoletje n.š. Rezilo je železno, ročaj pa lesen, prisotno je okrasje iz zlata in dragih kamnov. Manjkajoči deli so rekonstruirani iz nevtralnega,
neškodljivega materiala.
66 Kovine lahko vsebujejo onesnaževala, kot so kloridi, predvsem pri arheoloških najdbah, vendar se pojavljajo tudi kot posledica rokovanja, aerosolov in kot stranski produkt predelave kovin. Kloridi v kombinaciji z povišano RH lahko povzročijo agresivno korozijo. Kovine, ki vsebujejo kloride, so torej izredno občutljive na vlago (nestabilno železo je ogroženo že pri 5 % RH), zato jih hranimo na minimalni RH. (Povzeto po: RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 322).
67 Prav tam, str. 321-322.
68 Vesna ŽIVKOVIĆ, Strokovna navodila za nadzor okoljskih dejavnikov v muzejskih zbirkah, Skupnost muzejev Slovenije, 2015, str. 16-21, dostopno na <http://www.sms-
muzeji.si/ckfinder/userfiles/files/Strokovna_navodila_Zivkovic_updated.pdf> (5.4.2021).
69 RIVERS, UMNEY 2003, op. 43, str. 252-257.
Pomemben je konstanten nadzor zračne vlage in temperature, ki ga izvajamo z natančnimi merilci (higrometri, termometri) ali klimatizacijo. Parametre lahko uravnavamo bodisi s centralnimi klimatizacijskimi sistemi bodisi z uporabo vlažilcev in razvlažilcev ter
ogrevanjem. Pomemben je tudi nadzor prepiha, grelnih teles (radiatorjev), izolacija prostorov, uporaba ustreznih žarnic ter filtriranje dnevne svetlobe in UV sevanja z uporabo zaščit na oknih.70 Uravnavanje je lažje s centralnimi klimatizacijskimi sistemi (muzejski depoji,
razstavni prostori), pri arhitekturi ali zunanjih objektih pa je potrebna ustrezna zaščita v obliki streh, odtokov, izsuševalnih sistemov, zaščitnih premazov…
Če predmete razstavljamo v vitrinah, morajo biti zrakotesne in iz neškodljivih materialov. V vitrine za dodatno zaščito lahko vstavimo vrečke za vzdrževanje vlage iz silika gela, za preprečevanje korozije pa inertne folije z aktivnim bakrom ali protikorozijske trakove, ki vpijajo škodljive žveplove pline. Predmete v depoju prav tako shranjujemo v ustreznih
pogojih, dodatno pa jih zaščitimo s shranjevanjem v vrečkah iz nebeljenega tekstila ali drugih neškodljivih materialov (Slika 16). Kadar rokujemo s predmeti, pazimo na ustrezno zaščito rok, saj lahko olja in kisline iz kože poškodujejo površino. 71
Slika 16: Shranjevanje predmetov v depoju. Večplastna zaščita, vrečka silikagela in papirnat merilnik RH.
70 Prav tam, str. 246-253.
71 NEMEČEK, op. 10, str. 9-10.
6. PRAKTIČNI PRIMERI
6.1 Praktična primera: Devica Marija in Putto
Z odstranjevanjem kovinskih elementov sem se prvič srečala pri restavriranju slike Devica Marija avtorja Giovannija Battiste Salvija da Sassoferrate.72 Platno je bilo na podokvir pritrjeno z ročno kovanimi žeblji, ki jih je bilo pred nadaljevanjem postopka potrebno odstraniti (Slika 17). Nekateri žeblji so bili močno korodirani, zato smo jih omakali z
mineralnim špiritom, ki je pomagal pri razdiranju vezi med lesom in kovino. Žeblje smo nato previdno izvlekli s pomočjo klešč z ostrim robom, ki smo jih podložili z tkanino in tako zaščitili les. Odstranjevanje je bilo uspešno, žeblji bodo prezentirani ločeno, saj so preveč korodirani za ponovno uporabo, vendar so izdelani ročno in pričajo o materialni zgodovini slike (Slika 18). Žeblji bodo nadomeščeni z novimi iz materiala odpornejšega na korozijo (npr. medenina).
Slika 17: Žeblji v podokvirju slike Devica Marija.
72 Podatki o delu: Giovanni Battista Salvi di Sassoferrato, Devica Marija, barok, olje na platnu, 43,5 × 36,3 cm, privatna last. Omejen poseg je bil izveden l. 2018 pod mentorstvom izr. prof. mag. Lucije Močnik Ramovš na Oddelku za restavratorstvo UL ALUO.
Slika 18: Odstranjeni ročno kovani žeblji.
V primeru lesenega polihromiranega Putta na voluti avtorja Jožefa Strauba smo poskušali odstraniti del (trn) štirioglatega ročno kovanega žeblja, ki je bil estetsko moteč (Slika 19).73 Rentgenske ali druge preiskave, ki bi nam omogočile vpogled v notranjost niso bile na voljo, zato nismo imeli podatkov o položaju in stanju trna v notranjosti. Poskušali smo ga odstraniti s kleščami in natapljanjem z Shellsolom A in D4, vendar je bilo odstranjevanje neuspešno. Na površini žeblja ni bilo vidnih korozijskih produktov, zato smo se odločili, da bi ga bilo
najbolje odščipniti in zbrusiti, da ne bo moteč za površino, trn pa bomo pustili v lesu.
Slika 19: Žebelj na rami Putta, ki ga nismo uspeli odstraniti.
73 Podatki o delu: Jožef Straub, Putto na voluti, 2. Pol. 18. stol., polihromirana lesena plastika, 46 × 34,5 ×16 cm, KZ1/4, Posavski muzej Brežice. Omejen poseg je bil izveden l. 2020 pod mentorstvom izr. prof. Miladi Makuc Semion na Oddelku za restavratorstvo UL ALUO.
