Удаление загрязнений с поверхности художественных керамических изделий — этап, предшествующий другим видам реставрационных работ. Своевременное, профилактическое, удаление загрязнений позволяет приостановить разрушительные процессы в материале, замедляя его старение, и тем самым продлить жизнь изделия.
Под термином удаление загрязнений с поверхности понимают ее профилактическую обработку, включающую в себя процессы промывки и очистки.
Промывка — процесс удаления с поверхности загрязнений в виде уплотненных пылевых наслоений и привнесенных водорастворимых соединений при помощи дистиллированной воды или водных растворов моющих средств.
Очистка — процесс удаления с поверхности стойких загрязнений: жиров, смол, копоти, окрашенных пятен, лаков, известковых наслоений, гипса — при помощи ряда химических веществ в сочетании с механическими средствами (кистями, тампонами, губками).
Лишь в исключительных случаях, например, при удалении известковых корковых наслоений, частично прибегают к механической расчистке, которая не может
быть рассмотрена как самостоятельный метод: она всегда сопутствует упомянутым выше способам удаления загрязнений, которые в ходе промывки либо очистки подвергаются воздействию моющих составов, растворителей, кислот или отбеливателей с целью размягчения или растворения. И только после этого, убедившись, что окончательное их удаление возможно без повреждения поверхности изделия, приступают к осторожной механической расчистке деревянными или костяными стеками, скальпелями, морской пемзой. Такие процедуры целесообразно проводить с помощью лупы или бинокулярного микроскопа.
Выбор метода работы бывает обусловлен, в первую очередь, структурой керамического черепка, состоянием сохранности изделия и природой поверхностных загрязнений. Так, изделия с плотным, спекшимся черепком обладают достаточно хорошей механической прочностью, низким водопоглощением, и здесь почти всегда возможна промывка в водных растворах моющих средств, а также очистка с применением ряда химических веществ. Исключение могут составить изделия, ранее бывшие в реставрации, когда расшивка старой склейки или удаление реставрационных восполнений нежелательны. Что же касается изделий с пористым черепком, то здесь проведение приведенных выше процедур не всегда представляется возможным. В данном случае необходим комплексный подход. Археологические предметы, как и все виды не обожженной или обожженной слабо керамики, требуют особой осторожности реставратора при проведении процессов удаления поверхностных загрязнений. В данном случае задача реставратора состоит не только в том, чтобы провести очистку от загрязнений и придать изделию экспозиционный вид, но и в том, чтобы осуществить консервацию, сохранив структуру черепка. Правильный методологический подход необходим не только с технической стороны, но и с точки зрения художественной. Современные химические средства и методы работы могут позволить успешно провести процесс очистки, но при этом, возможно, будет нарушено единство исторической и эстетической целостности реставрируемого предмета. Поэтому всегда необходимо регламентировать пределы допустимого вмешательства, в первую очередь для предметов археологической, этнографической, античной керамики.
Удаление загрязнений с поверхности пористых керамических изделий.
Применение водных растворов моющих средств, а также растворителей и других химических веществ в некоторых случаях не допускается в процессе очистки керамических изделий с пористым черепком. Здесь необходим комплексный подход с учетом состояния сохранности каждого памятника, а также вида и характера загрязнений. Это связано с тем, что пористый черепок способен быстро впитывать воду и растворы, применяемые при промывке. Таким образом, неправильный выбор материалов и методов очистки может привести не к удалению загрязнений, а к перенесению их с поверхности в глубь черепка.
Промывка
Перед промывкой неглазурованного, слабообожженного изделия выполняют тест на его водостойкость, для чего на поверхность черепка наносят несколько капель воды. Если в течение 3 — 5 минут (реставратор следит за процессом при помощи микроскопа или лупы) происходит размывание частиц глины и капля мутнеет, необходимо провести предварительную консервацию материала одним из методов пропитки (см. разд. 11).
Необходимо также провести демонтаж изделия (разд. 6) и исключить из процесса металлические, деревянные и прочие крепежные конструктивные детали, изолируя их от воздействия воды.
Выбор метода промывки зависит от вида изделия, состояния его сохранности, характера загрязнений.
Материалы и инструменты
1. Мягкая сухая щетка, кисть — для удаления пыли перед промывкой.
2. Пластиковая посуда или пенопластовая прокладка.
3. Дистиллированная, отфильтрованная или кипяченая вода.
4. Марля и полиэтиленовая пленка — применяются при увлажнении изделия водой перед промывкой.
5. Губки — для водной пропитки изделия, нанесения и удаления моющего состава. 6. Моющие составы:
а) 10%-й водный раствор нейтрального мыла (Детское) с добавлением 1% аммиака;
б) 2 —3%-й водный раствор нейтральных моющих средств (например, Каштан, Альфия, ОП-7) 2 — 3 мл.
7. Тампоны, скрученные из ваты, — для удаления пылевых и других незначительных загрязнений на изделиях с плотным черепком и неповрежденной глазурью.
8. Флейцы, щетки — для нанесения моющего состава.
9. Вата — для удаления моющего состава.
10. Тонкие щетинные кисти или деревянные лучинки — для удаления загрязнений в трещинах и углублениях декора.
11. Электрический сушильный шкаф или фен — для сушки изделия после влажной обработки.
12. Этиловый спирт или ацетон — для обезвоживания обрабатываемой поверхности изделия после влажной обработки.
Метод работы
С изделия удаляют пыль мягкой сухой щеткой, кистью. Для удаления пылевых наслоений нельзя пользоваться влажными тампонами или тряпками, так как грязь при этом втирается в поры черепка, кракелюр или трещины глазури. Если этой операцией пренебречь, то загрязнения в процессе промывки с поверхности переносятся в поры черепка, образуя трудноудалимые ореолы и пятна под глазурью и в массе черепка.
Изделия, неглазурованные или с дефектами глазури (цек, трещины, сколы), перед промывкой обязательно увлажняют водой.
Если промывке подвергается вся поверхность, изделие насыщают влагой целиком, а при удалении локальных загрязнений — участок поверхности в зоне удаляемого пятна. Процедуру проводят погружением изделия в пластиковую посуду полностью или частично (в зависимости от его размеров и степени загрязнения), а также при помощи губки. Крупногабаритные изделия погружают в воду лишь на четверть — обыкновенно основание, — в то время как оставшуюся его часть закрывают влажной марлей и полиэтиленовой пленкой (чтобы влага не испарялась с поверхности). Черепок надлежит напитать влагой до полного насыщения. Степень насыщения определяют по изменению его окраски (она становится более темной) и по увлажнению поверхности изделия.
Без предварительного увлажнения можно промывать только изделия с достаточно плотным черепком, защищенным неповрежденной глазурью. Пылевые и другие незначительные загрязнения с таких изделий удаляют отжатыми тампонами, смоченными в одном из моющих составов.
Промывку изделия обыкновенно проводят в пластиковой посуде или на пенопластовой прокладке (чтобы не повредить его поверхность). Моющий состав готовят в достаточном объеме, в зависимости от размеров изделия, перед промывкой взбивая пену. Состав (при температуре воды в пределах 30 — 50°С) наносят губками, флейцами, щетками сначала на всю поверхность изделия, а затем обрабатывают его загрязненные участки. В углублениях декора и трещинах необходима тщательная осторожная промывка при помощи тонких щетинных кистей или деревянной лучинки. Исключается применение острых, царапающих материал инструментов.
После обработки моющими составами изделие снова промывают в дистиллированной или кипяченой воде, которой, сравнительно с моющим составом, по объему должно быть не менее чем в 5 раз больше.
После водной промывки изделие необходимо высушить до полного удаления остаточной влаги. Процедуру проводят в электрическом сушильном шкафу при постепенном подъеме температуры до 50 — 70° С или при помощи фена. В тех случаях, когда пропитка моющими средствами была неглубокой, для удаления влаги ограничиваются неоднократной обработкой увлажненных участков поверхности ватным тампоном, смоченным в спирте или ацетоне.
Очистка
Растворителями при очистке пористых керамических изделий прежде всего удаляют стойкие загрязнения, которые не поддаются воздействию водных моющих составов. Кроме того, к такого рода очистке прибегают в тех случаях, когда устойчивые загрязнения носят локальный характер (отдельные участки, пятна), а насыщение пористого черепка водными растворами зачастую нежелательно, особенно у крупногабаритных изделий.
На гончарном товаре, терракоте, изразцах стойкие загрязнения представлены чаще всего жировыми, смоляными наслоениями, сажей и копотью, а на фаянсовой посуде — окрашенными участками поверхности или пятнами от чая и кофе.
Перед очисткой изделия идентифицируют загрязняющие вещества. Иногда для этого достаточно визуального осмотра изделия (желательно при помощи лупы или бинокулярного микроскопа). Когда же необходимо провести тщательное изучение, следует обратиться к лабораторным исследованиям.
Приступая к процедуре очистки, необходимо выполнить предвари тельную пробу на действие того или иного растворителя, начиная с не значительных его концентраций на малоответственных участках поверхности.
Материалы и инструменты
1. Растворители. Применяются как индивидуальные растворители, так и составы на их основе.
А. Индивидуальные растворители
Этиловый спирт. Хорошо растворяет многие жиры, касторовое и эфирные масла, канифоль и некоторые другие смолы. Токсичен: наркотическое действие, сушит кожные покровы.
Ацетон. Растворяет жиры, масла, многие смолы, нитролаки, сургуч. Токсичен: наркотическое действие, раздражает слизистые оболочки глаз, носа и дыхательных путей.
Бензин. Растворяет жиры, масла, смолы, лаки. Токсичен: вызывает раздражение кожи.
Уайт-спирит. Хорошо растворяет жиры, пчелиный воск, рыбий жир, смазочные масла, деготь, парафин, канифоль, каучук. Токсичен: вызывает раздражение кожи.
Скипидар. Растворяет жиры, масла, некоторые смолы, лаки, краски, засохшую масляную краску, сажу, копоть. Токсичен: вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей, при постоянном воздействии — заболевания почек.
Метилэтилкетон. По растворяющей способности близок к ацетону. Токсичен: сильное наркотическое действие.
Б. Смесевые растворители
Состав для удаления масляно-жировых наслоений.
Дистиллированная вода, 10%-й водный раствор аммиака, ацетон (8:1:1).
Составы для удаления лаково-смоляных наслоений Ацетон, этиловый спирт (1:1);
Ацетон, толуол, формальгликоль, этиловый спирт (2:3:5:2).
В. Эмульсия "ВЭПОС"
Применяется для удаления широкого круга поверхностных загрязнений предметов с плотным пористым черепком и бисквита. Основа состава — бензин, олеиновая кислота, ремнийорганическая жидкость и вода. Состав не содержит мылящих компонентов. К сожалению, ограниченный несколькими месяцами срок хранения и относительная сложность приготовления этого препарата, требующая специального химического оборудования, существенно затрудняют его широкое освоение в музейной практике. Препарат разработан и изготавливается в Отделе испытаний и приготовлений реставрационных материалов ВХНРЦ.
2. Перекись водорода В производство поступает технический продукт — пергидроль с содержанием перекиси водорода 30 — 40%. — обработку загрязнений производят 20%-м водным раствором.
3. Дистиллированная или кипяченая вода — для увлажнения поверхности изделия в зоне загрязнения перед очисткой растворителем.
4. Кисть, пипетка, ватные тампоны двух видов: скрученные и накрученные на пинцет или стеклянный стержень — для нанесения растворителей на загрязнение.
5. Компрессы, состоят из лигнина, ваты, марли для удаления устойчивых загрязнений на всей поверхности изделия (с [1]) и обесцвечивания загрязнений (с [2]).
6. Полиэтиленовая пленка — для упаковки изделия во время обработки загрязнений компрессом.
7. Скальпель — для механического удаления размягченного загрязнения.
Метод работы
Работу начинают, определяя подходящие растворители или их смеси.
Перед локализованной обработкой изделия растворителями поверхность вокруг загрязненного участка увлажняют дистиллированной или кипяченой водой во избежание образования ореолов и пятен от загрязненного раствора, который может быстро впитаться в поры черепка.
Растворитель наносят на загрязненный участок при помощи кисти, пипетки, тампона. На изделия со слабообожженным, непрочным черепком растворитель наносят отжатым тампоном, чтобы не вносить сразу большое количество растворителя, а размягчить загрязнение постепенно, послойно, чередуя с механической расчисткой.
Если вся поверхность изделия покрыта устойчивыми загрязнениями или их отдельные наслоения не удается размягчить неоднократной обработкой указанным выше способом, то необходимо более длительное воздействие растворителя с применением компрессов. Во избежание быстрого испарения растворителя изделие упаковывают в полиэтиленовую пленку. Необходимо контролировать экспозицию компресса, так как она зависит от устойчивости загрязнения к растворителю. Достаточно провести размягчение загрязнения, чтобы затем легко удалить его механическим путем — скальпелем или тампоном.
Некоторые виды загрязнений на белых или светлоокрашенных фаянсовых изделиях не удается устранить полностью, воздействуя растворителем. Особенную трудность представляет собой очистка в тех случаях, когда загрязнения проникают в поры черепка по трещинам, сколам и кракелюру на глазури. Тогда применяют отбеливающее средство — перекись водорода.
Перед обработкой изделия перекисью водорода поверхность в зоне загрязненного участка увлажняют дистиллированной или кипяченой водой до насыщения: иначе возможно образование ореолов.
Обработку загрязнения проводят с помощью компресса. Экспозиция такого компресса — от 3 до 24 часов. При использовании обесцвечивающих компрессов с длительной экспозицией не рекомендуется затрагивать участки, декорированные надглазурной росписью, позолотой. Возможны повторные его применения до полного обесцвечивания загрязнений.
После обработки растворителями и перекисью водорода обработанный участок поверхности изделия промывают дистиллированной или кипяченой водой.
Пленочная очистка
В некоторых случаях изделия нежелательно подвергать влажной обработке, так как при этом их поверхность можно травмировать трением щеткой, губкой, тампоном. Пленочный метод Метод разработай реставраторами Государственного Эрмитажа. исключает механическую обработку поверхности и наиболее эффективен при очистке изделий со сложным рельефом, так как позволяет извлекать загрязнения из углублений, не травмируя
поверхность инструментом. Однако при всех преимуществах данного метода реставратор обязан помнить: изделие должно иметь хорошее состояние сохранности поверхности. Пленочная очистка противопоказана при обработке изделий с такими дефектами поверхности, как отслаивание и шелушение красочного слоя и глазури: при удалении пленки возможен отрыв отставших частиц.
Материалы и инструменты
1. Пленкообразующие растворы
А. Натриевая соль карбометилцеллюлоза (КМЦ) 20 г, дистиллированная вода 70 г, глицерин 10 г, этиловый спирт 10 г, 10%-й водный раствор аммиака 3,3 г.
Для приготовления рабочего раствора КМЦ растворяют в 10 —30%-ом водном растворе глицерина, затем добавляют спирт и аммиак. Скорость испарения воды и образования пленки зависит от температуры и влажности воздуха и составляет от 2 до 48 часов.
Б. Полиамидная смола, поливиниловый спирт (5-10:95-90).
Для приготовления рабочего раствора смолу растворяют в спирте.
2. Плоская щетинная кисть — для нанесения пленкообразующего раствора.
3. Деревянный шпатель или скальпель — для удаления пленки.
Метод работы
Пленкообразующие растворы наносят одновременно на всю обрабатываемую поверхность — при этом раствор должен иметь вязкость, не позволяющую ему стекать с вертикальной поверхности, и оставляют до испарения растворителя. Образовавшаяся эластичная пленка с адсорбировавшими в нее поверхностными загрязнениями легко удаляется при помощи деревянного шпателя.
Спиртовой раствор наносят от 2 до 5 раз с интервалом 20 — 50 минут.
Очистка от известковых наслоений
Известковые наслоения — карбонат кальция (СаСО3) или
гипс (CaSO4*2H2O) — чаще всего встречаются на археологической керамике.
Перед очисткой изделия выполняют тест на наличие карбонатных включений: снятый с помощью
скальпеля образец корковых наслоений растворяется в капле 20%-го водного раствора соляной кислоты (НСl). Вскипание (шипение) раствора свидетельствует о наличии карбоната кальция. Затем добавляют каплю 10%-го водного раствора хлористого бария (ВаСl2). Появление обильной белой мути говорит о присутствии сульфатных солей гипса.
Материалы и инструментыВ реставрационной практике для удаления известковых наслоений используют 3 —5%-й водный раствор соляной кислоты с последующей промывкой в нейтрализующем растворе с водой. Кислота, однако, при этом полностью не удаляется, а хлор в керамическом черепке связывается в хлорид железа и хлорид кальция. Оба этих соединения гигроскопичны, поэтому со временем могут произойти повреждения черепка и покрытия изделия. Проведенные исследования по выявлению оптимальных способов очистки археологической керамики, изучение взаимодействия черепка с кислотами позволили сделать вывод о недопустимости применения соляной кислоты для очистки археологической керамики (См.: Зайцева Н.Г. Юхневская С.И. Способы очистки археологической керамики от загрязнений и солей в полевых условиях и в лаборатории//ГЭ. Всесоюзный семинар реставраторов. — Л., 1975).
1. 3 —5%-й водный раствор уксусной кислоты — для удаления известковых включений.
2. 1%-й водный раствор аммиака — для нейтрализации предыдущего.
3. 2%-й водный раствор Трилона Б — для удаления корковых наслоений, содержащих карбонат кальция и гипс.
4. Дистиллированная вода — для промывки обработанной поверхности.
5. Пипетка — для нанесения [1] и [2].
6. Компрессы, в зависимости от вида обработки.
7. Электрический сушильный шкаф — для нагревания гипсовых наслоений.
8. Кисть — для удаления гипсового порошка.
9. Плоский скальпель — для механической очистки.
10. Мягкая морская пемза — для утоньшения толстого слоя наслоения.
Метод работы
Кислоту [1] наносят на известковое включение при помощи пипетки с последующей нейтрализацией раствором аммиака и промывкой участка поверхности или изделия в дистиллированной воде.
Наслоения, чаще всего представленные сульфатами и силикатами кальция, не удается удалить и более агрессивными кислотами, применение которых, кстати, нежелательно для пористых керамических изделий. Удалению гипса, если состояние сохранности изделия допускает его прогревание, способствует нагревание в электрическом сушильном шкафу до 180°С: при этом гипс превращается в порошок, который легко затем удалить кистью.
Для удаления наслоений, представленных карбонатом кальция и гипсом, применяют компрессы, увлажненные раствором Трилона Б, сменяя их по мере подсыхания. После обработки изделия промывают в проточной дистиллированной или кипяченой воде.
Иногда трудноудалимые локальные наслоения, лежащие толстым слоем, расчищают острым тонким скальпелем. При этом реставратор должен быть уверен, что глазурь достаточно прочно связана с черепком, а механическая обработка не вызовет ее повреждений, отслоений. Отдельные наслоения можно утоньшить кусочками мягкой морской пемзы до того момента, когда слой становится совсем тонким, с последующей обработкой уксусной кислотой.
Удаление загрязнений с поверхности керамических изделий с плотным черепком
При удалении загрязнений с поверхности керамических изделий с плотным черепком допускается более широкий выбор средств и методов обработки, так как она не впитывает воду и характеризуется гораздо большей устойчивостью к действию химических веществ.
Промывка
Перед промывкой необходимо убедиться, имеются ли элементы монтажа фарфоровых изделий (см. разд. 6); провести пробу на истирание поверхности, декорированной надглазурной краской, позолотой, люстром, при помощи влажного ватного тампона. При промывке следует избегать излишних механических усилий, так как можно повредить эти наиболее уязвимые элементы декора.
Если изделие подвергалось ранее реставрационному вмешательству (склейка, восполнение утрат, тонировка), то следует избегать затрагивать эти участки, за исключением тех случаев, когда старые восполнения подлежат удалению.
Промывка изделий из неглазурованного фарфора (бисквита) не всегда эффективна, и для их очистки применяют другие химические вещества.
Материалы и инструменты
Аналогичны применяемым при промывке пористых керамических изделий (см. разд.7).
Метод работы
С глазурованных фарфоровых поверхностей загрязнения, как правило, успешно удаляют промывкой моющими растворами (см. разд.7). Изделие погружают в теплый моющий раствор на продолжительное время (2 — 3 часа), поддерживая температуру состава добавлением порции горячей воды. За время экспозиции происходит размягчение или растворение грязевых наслоений, которые затем удаляют щетками, кистями, тампонами.
После обработки иногда на изделии остаются пятна различного происхождения: жировые, ржавчины, чернил, старого клея (об их удалении см. разд.7).
После удаления загрязнений изделие промывают в дистиллированной или кипяченой воде.
Очистка
Материалы и инструменты
1. Органические растворители и их смеси (см. разд.7) — для удаления стойких жировых и смоляных загрязнений, в том числе этиловый спирт — для удаления чернильных пятен.
2. Насыщенный водный раствор гидросульфита натрия — для удаления пятен ржавчины; 10%-й — для удаления чернильных пятен.
3. 5%-й водный раствор Трилона Б — для удаления пятен ржавчины.
4. 20%-й водный раствор лимонной кислоты — для удаления пятен ржавчины.
5. Перекись водорода и порошок каолина, смешанные до густоты пасты, — для удаления пятен ржавчины.
6. 10%-й водный раствор перекиси водорода — для удаления чернильных пятен.
7. 5%-й водный раствор аммиака — для удаления чернильных пятен; 3 —7%-й — для удаления пятен медных окислов.
8. Дистиллированная вода — для промывки обработанных участков поверхности.
9. Компрессы, состоящие из лигнина, ваты, марли, — для удаления устойчивых загрязнений (с [1]), пятен, ржавчины (с [2] и [3]) и чернильных (с [1], [2], [5], [6], [7]).
10. Ватные тампоны, накрученные на пинцет, — для удаления пятен ржавчины, чернильных пятен, обработки изделий из бисквита.
11. Шпатель — для нанесения [5] на пятно ржавчины.
12. Полиэтиленовая пленка — употребляется в процессе удаления пятен ржавчины.
Метод работы
Для удаления стойких загрязнений — чаще пятен, жировых, смоляных, минеральных масел — применяют органические индивидуальные и смесевые растворители. Обработку загрязнений можно проводить с помощью компрессов. При этом более длительная экспозиция компресса не столь опасна, как при работе с пористыми изделиями.
Пятна ржавчины (окислы и гидроокислы двух- и трехвалентного железа) на изделиях из фарфора удаляют несколькими способами.
Способ 1: на пятно ржавчины наносят компресс, смоченный раствором гидросульфита натрия. Через 15 — 20 минут компресс заменяют новым и после 2 — 3 смен ставят компресс с раствором Три лона Б. Затем изделие промывают дистиллированной водой. Если обрабатываемая поверхность большой площади, то изделие помещают в ванночку с дистиллированной водой при неоднократной ее смене Рецепт предложен научным сотрудником ВХНРЦ И.В.Сорокиной, опубликован в кн.: Консервация и реставрация каменной скульптуры. М., 1985.
Способ 2: пятно обрабатывают раствором лимонной кислоты при помощи тампона. Затем обработанный участок промывают дистиллированной водой указанным выше способом.
Способ 3: пасту из перекиси водорода и порошка каолина наносят на пятно ржавчины при помощи шпателя и закрывают полиэтиленовой пленкой. Через сутки операцию повторяют. Обработку проводят 2 — 3 раза — до обесцвечивания пятна. Затем обработанный участок промывают дистиллированной водой указанным выше способом.
Чернильные пятна удаляют при помощи локальной обработки с применением тампонов, смоченных растворами [6 и 7]. Стойкие пятна удаляют при помощи компрессов. На пятно наносят ватный тампон, смоченный раствором гидросульфита натрия, и выдерживают 30 — 40 минут, тампон меняют неоднократно. После промывки дистиллированной водой пятно дополнительно обрабатывают раствором перекиси водорода (экспозиция компресса — 5 — 6 часов). Промывка после обработки обязательна.
Пятна медных окислов удаляют 5 —7%-м водным раствором аммиака [7] при помощи тампонов с последующей промывкой.
Источник: "Реставрация музейной керамики" ВХНРЦ им. академика И.Э.Грабаря, Москва 1999
Склеивание — наиболее часто выполняемая операция в процессе консервационной обработки керамических изделий.
Предварительный подбор фрагментов и их монтаж.
При всем многообразии задач, которые возникают перед реставратором при сборке разбитых керамических изделий, можно выделить общие технические приемы
работ, которые помогут найти наиболее правильный вариант на данном этапе консервационной обработки.
Материалы и инструменты
1. Клейкая лента — для предварительной сборки изделия. Следует исключить при работе с изделиями с хрупкой расслаивающейся структурой черепка и глазури, а также такими видами декора, как надглазурная роспись и позолота, незакрепленные красочные покрытия.
2. Светлый пластилин — для предварительной сборки мелких фрагментов изделия.
3. Замки-связки из гипса или эластичных полимеров — для предварительной сборки крупных фрагментов изделия с непористым черепком.
4. Растворители: ацетон — для удаления следов клейкой ленты; ацетон, уайт-спирит — для удаления следов пластилина.
5. Тампоны — для удаления следов клейкой ленты и пластилина.
6. Ящик с промытым кварцевым песком.
Метод работы
Независимо от того, какое количество фрагментов подлежит склеиванию, рекомендуется провести подборку разбитых частей и осуществить их монтаж.
Если изделие разбито на большое количество фрагментов, то при подборке их целесообразно применить способ системного размещения черепков, который заключается в том, что фрагменты подбирают и раскладывают на рабочем столе в определенной последовательности. Например, фрагменты верхней части разбитого сосуда собирают в одну группу, то же делают с фрагментами средней части (тулова), так же поступают с фрагментами его дна. Таков принцип взаимного расположения фрагментов. В этом случае вспомогательным ориентиром сборки могут служить определяющие признаки: контур и форма черепка, цвет и оттенки черепка и глазури, роспись, рельеф, другие элементы декора, а также трещины и сколы, продолжение которых, вероятно, читается на других, соседних, фрагментах.
После подборки всех имеющихся фрагментов производят предварительную сборку изделия. Эта операция помогает определить последовательность склеивания, выбрать оптимальный вариант точной подгонки фрагментов и выявить возможные утраты черепка.
При проведении предварительной сборки не следует стремиться к абсолютно плотному совмещению фрагментов, чтобы не травмировать поверхность разлома. Иногда достаточно и приближенно определить последовательность сборки, мысленно корректируя возможную подгонку фрагментов с учетом клеевого шва.
Предварительно определяя, насколько точно можно провести склеивание разбитого изделия, следует учитывать и то обстоятельство, что при самом незначительном по толщине клеевом шве все же происходит наращивание неточностей при сопряжении фрагмент тов. А на последнем этапе сборки это может привести к тому, что точное совмещение оставшихся фрагментов окажется невозможным. Подобные трудности могут возникнуть и вследствие такого явления, как внутреннее напряжение, которое обнаруживается в керамическом материале, когда изделие разбито. Это явление проявляется в разной степени и не зависит от того, на какое количество фрагментов разбито изделие. Иногда точная сборка всего нескольких частей изделия может вызвать затруднения именно в силу проявления остаточной деформации в материале, образование которой зависит от конфигурации изделия, структуры и разнотолщинности черепка, характерных особенностей разлома. Поэтому именно еще в процессе сборки фрагментов реставратор должен предусмотреть равномерное распределение неточностей, чтобы неизбежные дефекты склейки были менее всего заметны, ни в коем случае не искажая форму изделия и не нарушая целостность восприятия элементов декора.
В процессе предварительной сборки изделия для фиксирования легких небольших фрагментов используют клейкую ленту, светлый пластилин. Фрагменты фарфоровых изделий, имеющих деструктированные частицы черепка и глазури, фиксируют при помощи клейкой ленты, но закрепление их следует проводить с обратной стороны, где декор отсутствует. Для фиксирования более крупных фрагментов применяют временные, легкоудалимые замки-связки из гипса.
Процедура сборки и склеивания многофрагментного изделия становится проще, если предварительно провести подклейку небольших фрагментов к более крупным или склеить соответствующим клеем (см. ниже) несколько небольших фрагментов, тем самым уменьшив их число, подлежащее окончательной сборке. Монтируя эти укрупненные фрагменты-секторы, можно вносить поправки в последовательность склеивания, чтобы достигнуть наиболее точного совмещения фрагментов и избежать образования так называемых «замков», когда какой-либо из фрагментов не удается установить между двумя соседними (в этом случае следует изменить последовательность сборки).
Когда предварительная сборка окончена, очищают поверхность и швы разлома от остатков вспомогательных крепежных материалов. Для удаления следов клейкой ленты используют тампоны с ацетоном; остатки пластилина удаляют тампонами с ацетоном и уайт-спиритом; гипсовые замки-связки удаляют механическим способом, при необходимости предварительно размягчив их водными компрессами.
Подготовка поверхностей разлома к склеиванию
Подготовка поверхностей разлома к склеиванию заключается прежде всего в удалении загрязнений или остатков старого клея.
Как правило, эту операцию выполняют одновременно с общей очисткой изделия (см. разд. 9).
Материалы и инструменты
1. Растворители: этиловый спирт, ацетон — для обезжиривания швов разлома.
2. Кисть — для очистки швов разлома от пыли или частиц керамической массы.
Метод работы
Перед процедурой склеивания реставратор должен еще раз обратить внимание на то, чтобы фрагменты после очистки были хорошо просушены, а швы разлома обезжирены спиртом или ацетоном. Если же изделие имеет свежие, незагрязненные швы разлома, достаточно лишь удалить кистью пыль или частицы керамической массы, которые даже при самом незначительном количестве могут стать помехой для точной склейки.
Нанесение клея и совмещение склеиваемых поверхностей
Проведение работ по склеиванию фрагментов, так же как и другие процедуры, связанные с реставрацией керамических изделий, предполагает различный методический подход, в зависимости от особенностей структуры черепка и состояния сохранности изделия как по шву разлома, так и в целом.
Поскольку методика склеивания основана на применении целого ряда различных по своей химической природе и физическим свойствам клеевых составов, то следует остановиться на некоторых понятиях, связанных с этим процессом.
Клеи, применяемые в реставрации музейных керамических изделий
Клеями называют растворы, дисперсии, расплавы природных или синтетических высокомолекулярных органических веществ, применяемых для соединения различных материалов.
Способность склеивать обусловлена тем, что между клеем и склеиваемой поверхностью возникают силы сцепления — адгезия. Прочность склеивания определяется также и прочностью пленки, образующейся при затвердении клея — когезией.
По своему происхождению клеи подразделяются на природные и синтетические. В реставрационной практике прошлого для склеивания керамических изделий применялись клеи животного и растительного происхождения: казеиновый, коллагеновый, шеллачный, канифольный (см также разд. 9). Они не отвечают современным реставрационным требованиям, и именно поэтому нашли широкое применение синтетические клеи. Последние отличаются большей долговечностью (светостойкостью, термо- и влагоустойчивостью); применение их позволяет совершенствовать технологические условия склеивания и повышать качество реставрационной обработки керамических изделий.
Основу применяемых в реставрации синтетических клеев составляют смолы и их смеси; помимо смолы, в клеевые составы входят отвердители, растворители, пластификаторы, наполнители и другие добавки.
Выпускаемые промышленностью клеи — жидкие, пастообразные, твердые (порошкообразные, гранулы, пластинки) — могут быть готовы к применению в процессе реставрационного вмешательства или требуют составления реакционной, смеси с добавками отвердителей, растворителей, наполнителей.
Процесс отверждения клеевой смеси происходит либо в результате воздействия отвердителя (как, например, в эпоксидных клеях), либо
при испарении растворителя из клеевого состава (клеи на основе ПВБ, ПБМА, БМК-5). Для приготовления реставрационных клеевых составов на основе твердого компонента (ПВБ, ПМБА, БМК-5) применяют растворители. Свойства клеевых составов во многом зависят от того, на основе каких индивидуальных или смесевых растворителей они приготовлены, следовательно, при выборе растворителя необходимо учитывать как растворимость в нем твердых компонентов клея, так и скорость испарения первого: этот фактор влияет на впитывающую способность клея в пористые керамические материалы, а также определяет вязкость клея и время его схватывания.
На свойства клеевых составов оказывают влияние и пластификаторы, которые иногда вводят для устранения неблагоприятного влияния усадки и внутренних напряжений в процессе образования клеевого шва.
Весьма важным компонентом клеевых составов являются наполнители, которые служат для выполнения нескольких функций: получения необходимой вязкости клея, обеспечения минимальной усадки при отверждении, снижения местных внутренних напряжений при склеивании, а также подкраски клеевого шва. При реставрации керамики наполнители вводят в клеевую смесь и в тех случаях, когда необходимо заполнить зазоры, сколы, пустоты, образующиеся вследствие неплотного совмещения фрагментов. В качестве наполнителей используют порошкообразные сухие материалы, такие как окислы металлов, кремнезем, мраморную пыль, тальк, сухие красочные пигменты, пастельные мелки, стеклянные микросферы. Оптимальное содержание наполнителей в клеевых композициях — величина индивидуальная, зависящая прежде всего от свойств и необходимых рабочих качеств данного состава клея. Но, как правило, лучшие результаты удается получить в тех случаях, когда количество наполнителя соответствует такой концентрации, при которой смола будет смачивать каждую частицу сухого вещества, а вязкость состава позволит наносить его тонким слоем на поверхность разлома.
Требования к клеевым составам
В настоящее время производится целый ряд новых синтетических клеев с самыми различными свойствами. Однако далеко не все клеевые составы, выпускаемые промышленностью, могут быть применены в реставрационной практике, а лишь те, которые отвечают специфике реставрационных работ с различными керамическими материалами.
К числу основных требований, предъявляемых к клеям, относятся следующие: прочность и надежность склейки, светостойкость, термо- и влагоустойчивость, биостойкость, обратимость.
Прочность и надежность. Чтобы гарантировать необходимую прочность склейки, реставратор должен отдавать предпочтение клеям, имеющим хорошие адгезивные свойства; помимо этого, следует обращать внимание на вязкость и эластичность клея: эти качества, способствующие лучшей смачиваемости склеиваемых материалов, увеличивают площадь взаимодействия клея и черепка, обеспечивая надежность склейки.
При выборе клея необходимо учитывать и такой фактор, как равнопрочность клеевого шва и керамического материала (сила сцепления клея и его прочность должны соизмеряться с прочностью склеиваемого керамического черепка). Так, применение клея с высокими прочностными характеристиками для склеивания пористой керамики нецелесообразно и опасно: напряжение, возникающее при отверждении клея, может вызвать отслаивание клеевой пленки и отрыв частей керамического материала по шву склейки. В таких случаях рекомендуется применение термопластичных клеевых составов (ПВА-д, ПВБ, ПБМА), с предварительной пропиткой поверхности по кромкам разлома низковязкостным раствором соответствующего клея, что позволяет улучшить прочность материала на границе разлома, увеличить зону (взаимодействие клей
— черепок) склейки, а также обеспечить равнопрочность керамического материала и клеевого шва. Если необходимо обеспечить высокопрочность соединения, применяют термореактивные клеевые составы (на основе эпоксидных, полиуретановых, фенолформальдегидных смол).
Светостойкость. При склеивании фарфора, фаянса и другой светлоокрашенной керамики важным условием является применение светлых, прозрачных, светостойких клеев. Каким бы тонким ни был клеевой шов, он всегда будет виден на поверхности, если имеет темный цвет. Применяя в процессе склеивания даже светлые, прозрачные клеи, необходимо обладать информацией об их светостойкости: со временем многие клеевые швы склонны к потемнению. Иногда — в зависимости от специфики реставрационной задачи — этим свойством приходится пренебрегать, отдавая предпочтение прочности или другим, более необходимым преимуществам клея. В таких случаях возможно осветление клеевой массы добавкой в нее светлых сухих наполнителей или — если это необходимо — последующей обработкой шва светлой мастиковочной массой на основе светостойких материалов.
Термо- и влагоустойчивостъ, биостойкость. Клеевые составы должны характеризоваться достаточной устойчивостью к изменениеям температуры и влажности воздуха, в соответствии с теми условиями хранения и эксплуатации, в которых будет находиться отреставрированный предмет. Необходимо также учитывать и возможные меры профилактической музейной обработки и ухода за экспонатом в процессе его хранения (см. разд. 3).
Биостойкость клея характеризуется его устойчивостью к деструкции и гниению, а также к воздействию плесени и микроорганизмов.
Обратимость. Требование обратимости материалов, применяемых в реставрации, предусматривает возможность проведения повторной реставрации, если возникнет такая необходимость. Обратимость клея — это возможность последующего размягчения его после стадии отверждения при воздействии растворителей или посредством прогрева с целью расшивки клеевого шва (см. также разд. 9). Это свойство в наибольшей степени присуще термопластичным клеевым составам (ПВА-д, ПВБ, ПБМА, БМК-5), тогда как труднообратимость термореактивных клеевых составов (на основе эпоксидных, фенолформальдегидных, полиэфирных смол) в ряде случаев ограничивает возможность их применения в реставрационной практике.
Марки клеев, применяемых при реставрации керамики, их рабочие характеристики
Экспериментальные работы реставраторов, проводимые по подбору синтетических связующих материалов, позволили выявить ряд клеевых составов, отвечающих требованиям, предъявляемым при реставрации различных видов керамических изделий.
За последние годы в реставрационной практике нашли применение следующие основные группы клеев: эпоксидные, акриловые, поливинилацетатные, полиэфирные, кремнийорганические, иногда фенолформальдегидные.
Основа этих клеевых составов — синтетические полимеры, которые, в зависимости от их отношения к нагреванию, принято делить на две группы: термореактивные и термопластичные. Основным свойством термопластичных клеев является их способность при повышении температуры переходить в размягченное вязкотекучее состояние. Термореактивные клеи таких свойств не обнаруживают и после отверждения переходят в труднорастворимое состояние.
К термореактивным клеям, применяемым при склеивании керамических изделий, относятся составы на основе эпоксидных, фенолформальдегидных, полиуретановых и полиэфирных смол. Эпоксидные и фенолформальдегидные клеевые составы характеризуются хорошими адгезивными свойствами и прочностью клеевого шва. Проводить склеивание составами этой группы клеев наиболее целесообразно, когда необходимо обеспечить особо прочное соединение фрагментов. Следует отметить, что если эпоксидные и фенолформальдегидные клеи на протяжении ряда лет положительно зарекомендовали себя как реставрационный материал для склеивания керамических изделий, то полиуретановые клеи не получили широкого распространения в отечественной музейной реставрации, хотя их необходимо отнести к перспективным. Возможность применения их требует дальнейшего поиска и усовершенствования составов и технологии их приготовления, соответствующей требованиям реставрации Известны полиуретановые клеи для стекла марки ВИЛАД, не содержащие в своем составе растворителей, отверждающихся полиизоцианатами. Клей марки ВИЛАД-7К состоит из смоляного компонента (20% -й раствор полиуретана в этилацетатс) и отвердителя. Для от верждения клея соотношение смолы и отвердителя 4,5:1. Клеевые швы прозрачны, светостабильиы, обладают хорошей прочностью. Примерное соотношение пигментов и наполнителей на 100 м.ч. ВИЛАД-7К следующее: цинковые белила 80 м.ч. свинцовые белила 170 м.ч. титановые белила 100 м.ч. абразивпосстекло 40 м.ч. мраморная пудра 40 м.ч. аэросил 20 м.ч.
В других случаях, когда особая прочность соединения склеиваемых фрагментов не является обязательным условием или требуется учитывать равнопрочность клеевого шва и пористого керамического черепка, предпочтительнее пользоваться легкообратимыми термопластичными клеями. Хотя они характеризуются более низкой прочностью клеевого шва, при консервационной обработке пористых керамических материалов с предварительной пропиткой поверхности по кромкам разлома этими клеящими составами обеспечивается надежность и стабильность склейки во времени. К термопластичным клеевым композициям относятся клеи на основе поливинилацетата (ПВА и ПВА-д), поливинилбутираля (ПВБ), акриловых полимеров (ПБМА и БМК-5). К преимуществам клеевых составов на основе ПВБ, ПБМА, БМК-5 следует отнести их светостойкость. Они бесцветны, прозрачны. При склеивании образуют малозаметный, неокрашенный шов.
Ниже приведены марки клеев, рекомендации по составу клеевых смесей и их рабочие характеристики.
Термореактивные клеи
Эпоксидные клеи. Применение эпоксидных клеев при склеивании керамических изделий целесообразно в тех случаях, когда необходима особая прочность склейки, например, при склеивании крупногабаритных фрагментов, несущих на себе значительную нагрузку, или деталей и фрагментов, имеющих очень маленькую площадь склейки при достаточно большой нагрузке. Применение этих клеевых составов должно соответствовать принципам равнопрочности материала и клея, а потому их применение рекомендуется при склеивании музейных предметов со спекшимся, плотным черепком (фарфор, бисквит, каменные массы, стекло). Кроме того, учитывая, что эпоксидные клеи — это труднообратимые составы, применение их для склеивания фрагментов пористых керамических черепков, а тем более хрупкой слабообожженной керамики исключается.
Основу этих клеев составляют смолы ЭД-20, ЭД-16, Э-40, отвердителями для них являются полиэтиленполиамин (ПЭПА) или гексалэтилендиамин (ГМДА). Клеящие материалы на этой основе отличаются высокой адгезией при отверждении, стойкостью к различным средам, возможностью отверждаться при комнатной температуре.
В реставрационной практике могут быть использованы марки клеев бытового назначения (ЭД-5, ЭД-6, ЭДП).
В настоящее время для склейки фарфора широко применяются эпоксидные оптические клеи марок ОК (ОК-50ПК, ОК-72 фт/5, ОК-72фт/15). Клеи этого типа оптически однородны, прозрачны, бесцветны. Жизнеспособность клея (вязкость состава позволяет наносить его на склеиваемые поверхности и обеспечивает полную смачиваемость последней) — 4 — 6 часов, полное отверждение — 24 часа. Отвердители добавляют в клеи в следующем количестве:
• ОК-50ПК 100 м.ч. смолы, 20 м.ч. отвердителя
• ОК-72 фт/5 100 м.ч. смолы, 31 м.ч. отвердителя
• ОК-72 фт/15 100 м.ч. смолы, 31 м.ч. отвердителя.
Клеевой состав обычно состоит из двух, жидких, компонентов: смолы и отвердителя. Приготовление рабочего состава клея должно проводиться непосредственно перед склеиванием материала; как правило, оно заключается в дозировке и перемешивании компонентов. Количество вводимого в клей отвердителя неодинаково для различного класса смол, и его дозировка должна строго соответствовать тем количествам, которые указаны в прилагаемых инструкциях. Обыкновенно количество отвердителя для смол холодного отверждения ЭД-5, ЭД-6, ЭДП составляет 8—12 массовых частей к 100 массовым частям смолы. При добавке в смолу отвердителя смесь тщательно перемешивают до однородности состава, и с этого момента начинается процесс отверждения клея. Смесь смолы с отвердителем (ПЭПА, ГМДА) может сохранять жизнеспособность в течение 30 — 40 минут.
Склеивание эпоксидными клеями требует соблюдения следующих технологических условий:
• смешивание смолы с наполнителем производят до введения отвердителя, после чего массу оставляют до полного удаления воздушных пузырьков, в клеевую композицию можно вводить до 40 — 50 массовых частей наполнителя;
• исключается применение влажных материалов при работе: наполнитель, посуда и инструмент должны быть просушены;
• приготовление небольших количеств клея производят на фторопластовой либо полиэтиленовой пленке или на стеклянной пластинке;
• для снижения вязкости клея к моменту нанесения его на склеиваемую поверхность клеевую смесь до введения отвердителя можно прогреть на водяной бане, погружая сосуд со смолой в горячую воду, но снижение вязкости при этом сопровождается уменьшением жизнеспособности клея, что необходимо учитывать при проведении операции склеивания; для разбавления загустевшего клея возможна также добавка ацетона в количестве до 10%.
Фенолформальдегидные клеи. Применение фенолформальдегидных клеев чаще всего ограничено склеиванием темноокрашенных керамических масс или изделии, декорированных соответствующей цветовой гаммой, иногда возможна «маскировка» тонких клеевых швов светостойкими шпаклевочными массами. Учитывая, что составы фенолформальдегидных клеев дают темный клеевой шов, применение их для склеивания фарфора, бисквита и других светлоокрашенных керамических масс исключается.
К классу термореактивных клеев, применяемых в реставрации керамики, относится состав марки БФ-4; он представляет собой спиртовые растворы фенолформальдегидных смол, совмещенных с поливинилбутиралем (ПВБ). Этот клей образует водостойкие клеевые соединения с достаточно высокой механической прочностью, которая возрастает с повышением температуры отверждения. Но клеевые швы на основе БФ-4 имеют ограниченную термостойкость, и при температуре выше 60° С наблюдается снижение прочности. Вследствие этого «расшивку» керамических фрагментов, склеенных БФ, иногда можно проводить тепловым воздействием при температуре 70 — 80° С (горячие компрессы, ванночки, прогрев): при этом происходит отделение клеевой пленки от керамики (см. также разд. 9).
Клеевой состав БФ-4 выпускают готовым к применению, он не требует специальных добавок для отверждения клеевого шва, концентрация клея составляет 50 — 55%. Для снижения вязкости клея и приготовления пропиточных составов его можно разбавить этиловым спиртом, принимая исходную концентрацию 50%.
Перед склеиванием керамических изделий с пористым черепком на поверхность наносят пропиточные составы клея, концентрация которых составляет 5 — 10% клеевого раствора.
В процессе склеивания клей наносят на поверхность разлома тонким слоем, затем дается открытая выдержка 3 — 5 минут, после чего производят совмещение фрагментов, слегка сдавливая их. Продолжительность предварительного схватывания 15 — 20 минут. Для полного отверждения клея и улучшения прочности склейки клеевые швы прогревают электрофеном или электровентилятором при температуре 70 —80° С в течение 1 — 1,5 часов (при надежной фиксации фрагментов, так как прогрев вначале разжижает клей). Для уменьшения усадочных явлений при отверждении в клеевую массу добавляют сухие наполнители в количестве до 50% от общего количества клея. Применение составов с наполнителями особенно целесообразно, когда нет возможности осуществить плотное совмещение фрагментов, при котором получаются тонкие клеевые швы. В таких случаях возникает необходимость загущать клей, с тем чтобы заполнить пустоты и сколы по шву склейки. В настоящее время в реставрации применяются редко.
Термопластичные клеи
В последнее время все большее применение в реставрационной практике находят термопластичные клеевые составы. И хотя клеевые швы на их основе уступают по прочности соединения получаемым с применением указанных выше термореактивных клеев, первые имеют ряд важных преимуществ, существенных при реставрации керамики. Это — пластичность, светостойкость и прозрачность клея, хорошая проникающая способность клеевых составов, обратимость склейки.
Все эти качества позволили расширить диапазон применения таких клеев для склеивания различных керамических материалов — от слабообожженных хрупких и расслаивающихся черепков до
плотных керамических масс, фарфора, фаянса, стекла. При приготовлении пропиточных и клеевых составов на основе термопластичных клеев следует ориентироваться на свойства растворителей, образующих клеевой состав, учитывать степень их испаряемости. Так, ацетоновые растворы, вследствие их быстрой испаряемости, обладают малой жизнеспособностью, наименьшей проникающей способностью и образуют вязкие растворы. Склейка ими целесообразна при необходимости применения быстросхватывающихся клеев для ограниченных поверхностей, для твердых, плотных керамических масс. Лучшей подвижностью и смачиваемостью обладают составы, приготовленные на основе смеси растворителей (ацетон, ксилол; ацетон, толуол), так как их более длительная жизнеспособность обеспечивается присутствием в растворе толуола и ксилола. Растворы на основе спиртов и метилэтилкетона характеризуются промежуточным свойством по степени испарения.
Ниже приведены характеристики некоторых марок термопластичных клеев, наиболее часто применяемых при реставрации керамических изделий.
Поливинилацетатная дисперсия. Поливинилацетатная дисперсия (ПВА-д) применяется при склеивании керамических изделий с пористым черепком.
ПВА-д — дисперсия полимера в воде. Водная дисперсия обусловливает низкую вязкость клея и, следовательно, высокую проникающую способность, а также хорошую смачиваемость любых поверхностей.
Клей ПВА-д обладает длительной жизнеспособностью; при высыхании образует почти бесцветную пленку, что делает клеевой шов малозаметным, но со временем он склонен к пожелтению, так как не обладает достаточной светостойкостью. Недостатком клеевых пленок являются их малая термоустойчивость, морозоустойчивость, излишняя жесткость.
Клей ПВА выпускают готовым к применению; дисперсию ПВА — различных марок, в зависимости от применяемого эмульгатора, метода получения, молекулярного веса и размера частиц.
Для повышения эластичности клея его пластифицируют дибутилфталатом. В реставрационной практике используют только пластифицированные составы ПВА-д.
Рабочий раствор клея должен обладать определенной вязкостью, чтобы хорошо наноситься на поверхность разлома. При длительном хранении (клей хранят при температуре не ниже 5° С, срок годности дисперсии 6 месяцев со дня приготовления) вязкость дисперсии повышается, она густеет. Концентрацию можно изменить, разбавляя клей дистиллированной водой.
Для предварительной пропитки пористых черепков перед склеиванием приготавливают разбавленные составы с концентрацией 7 — 10%, принимая исходную концентрацию готового клея 50%.
Клей ПВА-д наносят тонким слоем на склеиваемые поверхности. Продолжительность открытой выдержки 1 — 2 минуты, после чего фрагменты плотно совмещают друг с другом и фиксируют их положение; через 1 час клей затвердеет настолько, что можно продолжить склеивание. Время окончательного отверждения клея для стекла и керамики — до 4 часов и более, максимальная прочность клеевого шва достигается через сутки, температура склеивания 15 —30°С.
Поливинилбутиралъ. Поливинилбутираль (ПВБ) применяют для склеивания всех видов керамических изделий, исключая те случаи, когда требуется особая прочность клеевого шва.
ПВБ — высокомолекулярный полимер, производный продукт поливинилового спирта, он растворим в этиловом спирте.
Клеевые пленки ПВБ характеризуются прозрачностью, бесцветностью, достаточной прочностью и гибкостью. Сочетание хороших адгезивных свойств и светостойкости позволяет применять этот материал при склеивании стекла и фарфора ПВБ-ЛА - марка клея па основе бутираля, предложена химичсской лабораторией ГЭ. Этот полимер дает 10% й раствор в этиловом спирте, обладает хорошей адгезией, высокой теплостойкостью, быстро затвердевает. Благодаря этим качествам данный состав хорошо зарекомендовал себя при склеивании тончайших и гладких разломов стекла.
Термоустойчивость бутиральных клеев определяется следующими характеристиками: при температуре 130°С наступает размягчение клея, при температуре 160°С — разрушение.
Для приготовления рабочего состава клея сухое вещество (ПВБ) растворяют в этиловом спирте. При приготовлении клеевых составов разбавление спирта водой недопустимо. Сосуд со смесью помещают на водяную баню, и массу перемешивают при слабом прогреве (40 — 60°С) в течение 30 минут, до того момента, пока ПВБ полностью не растворится и клеевая смесь не станет прозрачной. Рабочая концентрация раствора ПВБ, применяемого при склеивании керамики, составляет 10-15%.
Для пропитки пористого черепка по кромкам разлома перед склеиванием концентрация клея составляет 3 — 5% (см. также разд. 11), проникающая способность составов на основе ПВБ довольно низкая.
Термопластичные клеевые составы на основе акриловых полимеров
Поливутилметакрилат; сополимер бутилметакрилата с метакриновой кислотой. Полибутилметакрилат (ПБМА) и сополимер бутилметакрилата с метакриновой кислотой (БМК-5) относятся к группе акриловых полимеров и как клеящие составы применяются в виде растворов в различных растворителях.
Эти клеи уступают по прочности склейки термореактивным (эпоксидным, фенолформальдегидным, полиуретановым), но имеют ряд ценных преимуществ, которые гарантируют такие их реставрационные качества, как высокая светостойкость, влагоустойчивость, обратимость клеевого шва, а возможность приготовления их в индивидуальных или смесевых растворителях с необходимой заданной концентрацией позволяет применять полученные составы при склеивании как пористых керамических черепков с предварительной пропиткой, так и плотных керамических масс и стекла.
Количественное соотношение растворителей в смеси, а также концентрация полимера в рабочем составе клея влияют на его вязкость, проникающую способность, скорость отверждения.
Процесс образования клеевого шва с применением составов на основе ПБМА и БМК-5 связан с испарением растворителей после нанесения на совмещаемые поверхности рабочих составов клея, и потому при приготовлении последних в каждом конкретном случае следует учитывать два взаимосвязанных фактора: скорость испарения растворителей и проникающую способность клеевых составов в поры черепка. В случае склеивания плотных керамических черепков имеет значение вязкость состава, его смачивающая способность, скорость схватывания клея.
Термопластичные клеевые составы могут применяться с добавкой сухих наполнителей, но количество последних в клеевой массе не должно превышать 10 — 15%, так как большая дозировка ухудшает свойства клея.
Применение клеевых составов на основе ПБМА предпочтительнее для склеивания пористых керамических черепков, а для плотных керамических масс их применение возможно при наличии значительной (достаточной) площади склейки по шву разлома или при незначительных нагрузках на клеевой шов при подклеивании небольших легких фрагментов.
ПБМА выпускается промышленностью в виде гранулированного порошка марки НВ — низкой вязкости и марки ВВ — высокой вязкости, а также в виде пластинок (блочный полимер). Композиции на основе ПБМА-нв чаще используются в реставрационных процессах, связанных с пропиткой и укреплением хрупких, расслаивающихся, непрочных материалов (см. также разд. 11).
Полимер растворим в ацетоне, ксилоле, толуоле, уайт-спирите, метилэтилкетоне. Пленки, получаемые из растворов ПБМА, прозрачны, эластичны, светостойки.
Растворы ПБМА в ксилоле, вследствие медленного испарения последнего, характеризуются наибольшей жизнеспособностью полученного клеевого состава и способны проникать с поверхности в пористую структуру черепка, а растворы полимера в ацетоне обладают высокой вязкостью, быстро схватываются благодаря большей летучести — испаряемости — растворителя. Растворы ПБМА в смеси растворителей (ацетон, ксилол), а также в метилэтилкетоне обладают промежуточным свойством.
Концентрация полимера в клеевых составах составляет для ПБМА-нв 30-35%, ПБМА-вв - 15-20%, а для пропиточных составов — 5 — 10%. При приготовлении клея целесообразно заранее заготовить раствор ПБМА 50%-й концентрации: это удобно как для хранения, так и для приготовления рабочих составов клея необходимых концентраций путем последующего разбавления раствора 50%-й концентрации растворителями.
Исходный продукт, то есть гранулированная смола или измельченный блочный полимер, взвешивают на лабораторных весах и помещают в стеклянный сосуд с притертой пробкой, затем добавляют растворитель из расчета на 1 г полимера — 1 см3 растворителя. Если используют смесь растворителей, то учитывают их количественное соотношение. Смесь периодически перемешивают в течение 1—2 часов. По истечении суток по мере растворения смолы получается однородная прозрачная клеевая масса 50%-й концентрации (см. также разд. 11).
К недостаткам ПБМА следует отнести его низкую термоустойчивость (30 —33° С) и невысокую поверхностную твердость.
Клеевые составы на основе БМК-5 находят применение при реставрации пористой керамики, а также фарфора, изделий из каменной массы, стекла, но только в тех случаях, когда не обязательна особо прочная склейка. При значительных силовых нагрузках на шов предпочтительнее использовать эпоксидные композиции, которые обладают большей адгезией.
Клеевым составам на основе БМК-5 свойственны хорошая светостойкость и влагоустойчивость. Клеевые швы характеризуются прозрачностью, эластичностью, прочностью. По сравнению со швами, получаемыми с применением ПБМА, они имеют большую термоустойчивость и лучшую поверхностную твердость.
При пропитке швов разлома для пористых структур используются растворы БМК-5 3 —5%-й концентрации.
БМК-5 растворим в ксилоле, ацетоне, изопропиловом спирте, уайт-спирите, метилэтилкетоне; он образует растворы высокой вязкости при малом содержании сухого вещества. Вязкость раствора можно варьировать подбором растворителей. Концентрация БМК-5 в клеевом растворе обычно составляет 10—15%. - Способ приготовления клея аналогичен тому, который приведен выше для получения клеевых составов на основе ПБМА (см.также разд.11).
Цианакрилатные клеи Цианакрилатные клеи используют как связующее при приготовлении мастиковочных и докомпоновочных масс для восполнения утраченных фрагментов керамических изделий. При склеивании керамических изделий такие клеи не нашли применения. Опыт работы показал их нестабильную светостойкость (со временем клеевые швы на основе цианакрилатных клеев склонны к пожелтению) и влагоустойчивость.
По химической природе цианакрилатные клеи представляют собой низковязкие мономеры.
Марки отечественных клеев Циакрин ЭД, Циакрин ЭО выпускаются медицинской промышленностью в готовом виде и не требуют специальных добавок при отверждении, как и японский клей Super на основе цианакрилата.
Клеи имеют очень ограниченную жизнеспособность, так как отверждаются в течение 1 — 3 минут при комнатной температуре, в естественных условиях.
Кремнийорганические клеи
Кремнийорганические клеи используют как связующее при составлении грунтовочных масс, наносимых тонким слоем.
Марки отечественных клеев КТ-15, КТ-30 характеризуются хорошей светостойкостью и термоустойчивостью, но при склеивании керамических изделий они не нашли применения, так как не обеспечивают необходимой прочности склейки. Специалистами ГосНИИР предложены следующие кремнийорганические соединения марки "Полисил" (Полисил-01, Полисил-04, Полисил-05).
24. В каждом конкретном случае при подборе необходимой марки клея из многих вошедших в практику зарубежных составов необходимо ориентироваться на указанные выше классы и группы. При применении готовых составов необходимо осуществить проверку на соответствие их указанным требованиям.
Материалы и инструменты
1. Клеи — для склеивания фрагментов керамических изделий: в зависимости от вида последних и характера повреждений24.
2. Пропиточные составы — для пропитки черепка пористых изделий по шву склейки: 5— 10%-й спиртовой раствор БФ-4; 7 —10%-й водный раствор ПВА-д; 3 —5%-й спиртовой раствор ПВБ; 5 —7%-й раствор ПБМА в смеси растворителей; 5 —7%-й раствор БМК-5 в смеси растворителей.
3. Растворители — для пропитки поверхности разлома перед склеиванием и удаления избытков пропиточных и клеевых составов; выбирают тот растворитель, с применением которого приготовлен клей.
4. Весы-разновесы, химическая мерная посуда — для приготовления клеевых и пропиточных составов.
5. Кисть, пипетка, деревянный шпатель — для нанесения пропиточных и клеевых составов.
6. Тампоны ватные — для удаления избыточного количества пропиточных и клеевых составов.
7. Лезвие — для удаления плотной излишней клеевой пленки.
8. Клейкая лента, светлый пластилин, замки-связки, ящик с кварцевым песком, резиновые или веревочные жгуты — для фиксации положения склеенных фрагментов изделия.
Метод работы
Прежде чем нанести клей на поверхность разлома, каждые два фрагмента, подлежащие склеиванию, предварительно осторожно соединяют по шву, чтобы убедиться, насколько точно их можно совместить без учета клеевого шва. Эта операция дает возможность установить не только точное положение фрагментов, но и определить, какое минимальное количество клея допустимо нанести на швы, чтобы не нарушить определившуюся точность совмещения и обеспечить в то же время склейке надежность.
Выбор клея для выполнения каждой конкретной задачи диктуется, с одной стороны, его технологическими свойствами и предъявляемыми к реставрационным клеевым составам требованиями, с другой — свойствами реставрируемого изделия: плотностью и прочностью черепка, его впитывающей способностью, конструктивными нагрузками на шов. В некоторых случаях, чтобы упрочить склейку, выполняют дублирование фрагментов клеем на стеклоткань или выполняют проклейку швов с оборота полосками из стеклоткани. Это увеличивает площадь склейки, повышает ее надежность.
Склеивание пористых керамических изделий осуществляют пропиточным способом, при этом используют низковязкие растворы термопластичных клеев. Для керамических изделий с плотным черепком, характеризующихся низкой или нулевой впитывающей способностью, используют более вязкие клеевые составы на основе термореактивных и термопластичных смол.
. При склеивании изделий из фарфора, бисквита, плотных каменных масс подклеивание мелких фрагментов выполняют термопластичным клеем (ПВБ, ПБМА, БМК-5); в то время как фрагменты и швы того же изделия, несущие на себе значительную нагрузку, склеивают термореактивным клеем (эпоксидным). Такой комбинированный метод позволяет сделать образующиеся при сборке большого числа фрагментов многочисленные швы менее заметными за счет ориентации на светостойкие, прозрачные термопластичные клеи, тогда как эпоксидные клеи обеспечивают склейке надежность. Оба типа клеев могут применяться как с сухими наполнителями, так и без них. Это зависит прежде всего от того, в каком состоянии находится поверхность разлома и насколько точно и плотно можно совместить фрагменты (вынужденная толщина шва). Если по шву разлома имеются многочисленные сколы частиц керамической массы и глазури, что не позволяет выполнить точную подгонку, то в клей добавляют сухой наполнитель, который обеспечивает компенсацию утрат и позволяет избежать осадочных явлений,
возникновение которых возможно при отверждении толстого клеевого шва. Цветные и белые сухие наполнители применяют и в тех случаях, когда клеевой шов достаточно заметен и выделяется по цвету; добавление сухих пигментов при этом позволяет подобрать нужный оттенок. Добавка наполнителя здесь составляет до 50% и более (термореактивные клеи) и не более 10 — 20% (термопластичные клеи).
При склеивании пористых керамических изделий рекомендуется перед процедурой нанесения клея производить пропитку черепка по шву склейки одним из пропиточных составов , которые наносят на поверхность разлома изделия непосредственно перед процедурой склеивания фрагментов, предварительно определив его оптимальную концентрацию, зависящую от впитывающей способности черепка. Определение необходимой концентрации проводят методом нанесения пробных растворов на поверхность разлома. Осуществляя подбор пропиточных составов, необходимо помнить, что раствор не должен достаточно глубоко насыщать поры черепка, как это рекомендуется при укреплении участков с ослабленной структурой или изделия в целом (см. разд. 11). В данном случае смысл процедуры состоит в том, что реставратор, пропитывая пористый черепок перед склеиванием в зоне формирования клеевого шва, тем самым увеличивает поверхность склейки, обеспечивая ее надежность и равнопрочность с черепком. При апробировании составов на основе термопластичных клеев реставратор должен обратить внимание на то, чтобы при пропитке они не изменяли цвет черепка и на поверхности фрагментов не образовывались ореолы в зоне обработки шва. Иногда проведение пропитки необязательно: при подклейке небольших фрагментов, имеющих свежий шов разлома, при хорошем совмещении поверхностей предпочтительнее пользоваться клеевым составом средней концентрации, а для улучшения подвижности клея в этом случае поверхность разлома перед склеиванием пропитать чистым растворителем, на основе которого приготовлены клеевые смеси. При пропитке шва состав наносят неоднократно — до того момента, пока на поверхности разлома не появится незначительный блеск (глянец от выступающего на поверхности раствора), указывающий на то, что необходимое насыщение достигнуто. Первый слой раствора наносят при помощи кисти, пипетки, деревянного шпателя на обе подготовленные к склеиванию поверхности: выдержка во времени перед нанесением каждого последующего слоя составляет 5 — 10 минут. Если же по окончании процесса пропитки на поверхности шва образовалась клеевая пленка, ее следует удалить соответствующим растворителем при помощи тампона.
Теперь можно приступить к склеиванию. Клеевой состав наносят на поверхность разлома равномерным слоем сразу же по окончании процедуры пропитки швов, затем дают необходимую открытую выдержку, после чего склеиваемые поверхности плотно соединяют, учитывая при этом прочность керамического материала (о работе с различными клеевыми составами см. выше). Излишки клея при этом выжимают, выступивший клей незамедлительно удаляют с поверхности отжатым тампоном с растворителем (при этом реставратор не должен допускать проникновения растворителя в шов склейки: в противном случае возможно ослабление склейки) либо дают клеевой пленке стать достаточно твердой, чтобы удалить ее лезвием (если поверхность изделия достаточно устойчива: в противном случае вместе с клеевой пленкой возможно отслоение частиц керамического материала, красочного слоя и других видов декора изделия).
Чтобы обеспечить правильное склеивание фрагментов изделия, их положение необходимо фиксировать на время отверждения клея или до того момента, когда прочность клеевого шва позволит продолжить склеивание.
Выбор метода фиксации зависит от размера, веса склеиваемых частей, их конфигурации, взаимного расположения. Небольшие, легкие фрагменты можно зафиксировать клейкой лентой, нанося ее на склеенные фрагменты поперек шва, светлым пластилином, кусочки которого наносят с двух сторон склеиваемых поверхностей. Дополнительная фиксация непосредственно после склейки — установка склеиваемых фрагментов в ящик с кварцевым песком: это позволяет выбрать надежное пространственное положение склеенных частей, при котором исключено их смещение по шву склейки. Для скрепления сферических форм возможно применение резиновых и веревочных жгутов, стяжек. В некоторых случаях, при склеивании крупногабаритных фрагментов, во избежание их смещения в процессе склейки, целесообразно применение замков-связок.
Мастиковка швов склейки
Мастиковка швов склейки имеет своей целью устранение таких дефектов, как утраты частиц керамического материала, глазури или керамического черепка, по кромкам разлома: такого рода повреждения не дают возможности получить тонкий клеевой шов. Кроме того, незначительные сколы и пустоты, соседствующие со швом, при совмещении фрагментов не всегда удается заполнить клеем полностью. К мастиковке прибегают и с целью маскировки швов, образующихся при неизбежных неточностях склейки, которые иногда возникают при остаточных деформациях в разбитых изделиях или в связи с наращиванием объема их поверхности при многофрагментной склейке. После нанесения маетиковочных масс и последующей абразивной обработки возможно «скрадывание» дефектов склейки на утолщенных или неровных клеевых швах.
Материалы и инструменты
1. Мастиковочные массы.
Для мастиковки небольших сколов и трещин составляют мастиковочные массы на основе тех клеев, которые употребляли в процессе склеивания изделий, добавляя в них сухие наполнители в количестве большем, чем при приготовлении клеевых составов. Необходимое условие при этом — сохранение клеящей способности и пластичности полученных масс.
Для мастиковки углубленных сколов и пустот составляют безусадочные мастиковочные массы: гипсополимер на основе гипсовой массы с добавлением ПВА-д 20%-й концентрации при растворении гипса водой (см. также разд. 13 и Приложение 1) — для пористых керамических изделий; мастиковочные массы на основе цианакрилатного клея (Циакрин-ЭО) — для керамических изделий с плотным черепком. Сухие наполнители для масс, составляемых с применением циакринового клея, — стеклянные микросферы, тальк, мраморная пыль.
Для мастиковки тонким слоем неглубоких сколов или с целью выравнивания шва поверх цианакрилатных масс составляют кремнийорганические мастиковочные массы на основе смол (МСН-7 или КО-921). Сухие наполнители для таких масс — сухие белила, пастельные мелки.
2. Мастихин, шпатель, скальпель — для перемешивания и нанесения мастиковочных масс.
3. Надфили, шлифовальные шкурки, бормашина — для абразивной обработки.
Метод работы
В процессе мастиковки небольших сколов и трещин с целью улучшения адгезивных свойств мастиковочных масс на обрабатываемую поверхность, если это необходимо, предварительно наносят тонкий слой того клея, на основе которого приготовлена масса.
Следует учитывать, что большинство клеевых составов склонны к усадке при испарении растворителей (особенно это характерно для термопластичных клеев), и мастиковочные массы поэтому целесообразно наносить на поврежденные участки там, где толщина слоя мастиковки может быть минимальной.
После высыхания массы ее необходимо нанести повторно — нарастить слой.
При заделке углубленных сколов и пустот используют безусадочные массы на основе цианакрилатных клеев. Они отличаются механической прочностью и хорошей адгезией.
Кремнийорганические массы позволяют проводить мастиковку лишь тонким слоем. Их ценное преимущество — высокая светостойкость и устойчивость к воздействию окружающей среды. Это позволяет тонировать массу при составлении, то есть подобрать цветовую гамму сухих наполнителей.
При необходимости имитации глазурного покрытия на поверхность мастиковки наносят реставрационный лак — кремнийорганическую смолу МСН-7 в растворе (см. также разд. 14).
Источник: "Реставрация музейной керамики" ВХНРЦ им. академика И.Э.Грабаря, Москва 1999
