1

LAKOVI SVOJSTVA LAKOVA I LAKIRANJE Lakovi su viskozne otopine smola u uljima i otapalima.

Lakiranjem se sloj boje titi od vanjskih utjecaja, vlage, raznih zraenja (svjetla, UV-zraenja i sl.) i mehanikih oteenja. Lakiranjem se intenzivira boja slike ispod laka.

Svojstva lakova - lak mora biti bezbojan, proziran i elastian; ta svojstva treba da trajno zadri

- mora imati prikladnu viskoznost da se moe lako nanositi

- mora moiti povrinu i ui u svaku poru boje

- mora se brzo suiti da se ne lijepi praina

- mora biti topljiv u otapalima koja ne tete sloju boje ispod laka

Lakiranje Upotreba lakova za zatitu i uvrivanje slike na razliitim vrstama podloga datira od davnih vremena. Osnovni sastojak lakova su smole. Do otkria sintetikih polimera polovinom dvadesetog stoljea koristile su se prirodne recentne smole (kolofonij, mastiks i sandarak) ili fosilne smole (kopal, ambra) koje su se otapale u suivom ulju ili su se koristile kao zagrijani balzami. Trgovina smolama i koritenje destilacije u kasnom 15. stoljeu proirili su upotrebu smola. Terpentin kao otapalo poznat je od poetka 16. stoljea. Upotreba damar smole za pripremu lakova pripisuje se ranom 19. stoljeu. Parafinski vosak se koristi u kasnom 19. stoljeu. Prvi sintetiki polimer, celulozni nitrat, i ostali derivati celuloze koriste se poetkom 20. stoljea. Danas se koristi veliki broj sintetikih smola (akrilne smole, ketonske smole, polivinil acetatne...) koje spadaju u grupu polimera. Lako se otapaju u otapalima (white spirit, terpentin, toluen, ksilen...) i daju kvalitetne lakove.

Samo se suha slika smije lakirati. Uljena slika prije lakiranja mora odleati oko godinu dana. Slika oslikana akrilnim ili alkidnim bojama suha je najdue za dan ili par dana. Prije lakiranja sliku treba oistiti od praine, a ako treba, moe se obrisati mekanom krpicom ovlaenom destiliranom vodom.

Za lakiranje lakovima od prirodnih smola (mastiks i damar) potrebno je sliku zagrijavati jedan do dva sata na suncu ili kraj nekog drugog izvora topline da ispari vlaga iz nje. Zagrijava se i lak, kao i kist ili prskalica. Lakira se u toploj prostoriji, preporuuje se temperatura od 23 0C. Temperatura prostorije mora ostati ista dok se lak ne osui. Zrak u prostoriji mora biti suh, bez propuha zbog dizanja praine. I najmanje prisustvo vlage moe izazvati cvjetanje (eng. bloom) ili plavu maglicu. Suenjem laka zbog isparavanja otapala hladi se film laka pa se vlaga iz okolnog zraka kondenzira na laku. Kondenzirana vlaga moe se otapati u otopini laka ili moe otopiti prisutne neistoe u smolama to rezultira bijelim cvjetanjem ili plavetnilom filma. Ako nije topiva u laku, ostat e na povrini laka i uzrokovat e mat efekt. Lakovi na bazi sintetskih smola ne pokazuju plavu maglicu.

Mat lakove prije upotrebe treba zagrijati jer se vosak obino taloi. Svi potezi kista pri nanoenju mat laka moraju biti u istom smjeru kako bi se postigao jednolini sjaj. Kod nanoenja kistom, mat lak se nanosi samo u jednom sloju.

Lak se nanosi kistom i prskalicom, a moe se nanositi i spuvastim valjkom, ali samo u sluaju da otapalo ne hlapi brzo. Uvijek je kod lakiranja bolje nanijeti 2-3 tanja sloja, nego jedan debeli sloj jer je lak tada jednoliniji. Sljedei sloj se nanosi na suhi sloj laka.

2

VRSTE LAKOVA Uljni lakovi Do upotrebe sintetikih materijala u 40-im i 50-im godinama 20. stoljea uljni lakovi su se koristili za vanjsku i unutarnju zatitu drva, kao i drugih materijala, ukljuujui i metale. Takoer su se koristili i kao slikarski lakovi. Ima vrlo malo podataka o upotrebi uljnih lakova u ranom slikarstvu. Sastojci uljnih lakova su:

- suivo ulje koje se uguuje izlaganjem suncu

- suivo ulje sa sikativima (olovna gle, PbO)

- suivo ulje uz dodatak smole (uljno smolni lakovi)

U talijanskom slikarstvu etrnaestog stoljea lakovi su se pripremali od smola i ulja, kuhanjem nekoliko sati uz dodatak sredstava za ubrzavanje suenja, dok se ulje ne ugusti predpolimerizacijom. U ranim stoljeima venecijanski terpentin (balzam) koristio se kao sastojak laka uz smole ili suiva ulja. Zbog velike viskoznosti omekava se zagrijavanjem na vodenoj kupelji.

Otkriem destilacije u 15. stoljeu uljni lakovi se poinju razrjeivati terpentinom. Kao to se vidi iz sljedeeg recepta, uljni lakovi sadre veliki postotak ulja u odnosu na smolu.

-smola.....................10%

-laneno ulje..............29%

-cink sulfat................0,15%

-olovo oksid (PbO)...0,3%

-olovo acetat..............0,15%

-terpentinsko ulje.......60%

Smole doprinose veoj vrstoi filma, poboljavaju sjaj, ali je fleksibilnost neto smanjena.

Proces suenja uljnih lakova je fizikalni (isparavanje otapala) i kemijski proces (polimerizacija i oksidacija s kisikom iz zraka). Ovi procesi se ubrzavaju prisustvom sikativa (spojevi mangana, olova ili kobalta). Ulje postaje u filmu laka inkorporirano fiziki i kemijski. Nezasiena priroda terpena i ulja dovodi do umreavanja polimernih molekula pa starenjem lak postaje jedna velika molekula netopljiva u otapalima.

Za uklanjanje uljnih lakova potrebne su specijalne metode ovisno o sastavu i starosti laka. Djelovanjem jakih polarnih otapala, molekule otapala difundiraju u film laka i uzrokuju bubrenje laka, koji se tako omekan moe paljivo uklanjati. Meutim, jaka polarna otapala mogu otetiti boju ispod laka. Prostim okom nije lako odrediti je li lak potpuno uklonjen, posebno ako je boja slike ispod njega slina. To je mogue upotrebom UV lampe. Stari lakovi (ne svjei) ukaste boje jako fluoresciraju. Fluorescencija se gubi kad je lak uklonjen. Ve su u upotrebi odgovarajui sapuni pripremljeni s odgovarajuim enzimima, koji otapaju odreenu vrstu lakova, a ne oteuju sloj boje. Slika se moe kontrolirano istiti.

Smolni lakovi

Smolni lakovi se dobivaju otapanjem smola u odgovarajuem otapalu. Smolni se lakovi sue bre od lakova pripremljenih od smola otopljenih u ulju. Zbog nie viskoznosti, ovi lakovi se nanose u znatno tanjem premazu. Nakon to otapalo ishlapi, formira se vrsti film laka.

Prirodne smole, koje se dobivaju iskljuivo iz stabala kao damar i mastiks, kao i smole koje pripadaju sintetskim polimerima otapaju se u lako hlapljivim otapalima ( terpentinu, white spiritu, , toluenu, ksilenu, acetonu, alkoholu...)

3

Prije upotrebe damarnog laka, koji se kao lak za lakiranje slika prvi put spominje poetkom 19. stoljea koristili su se alkoholni lakovi. Oni se sastoje od smola (mastiks, kolofonij, sandarak, kopal) otopljenih u alkoholu.

Kemijski sastav prirodnih smola je razliit, ali im je zajedniko da se sastoje od spojeva poznatih kao terpeni s formulom C10H16. Terpenski ugljikovodici su polimeri izoprena C5H8 od kojeg je izgraena i prirodna guma. Terpeni mogu biti ravnolanani ili prstenasti (cikliki). Imaju karakteristian ugodan miris. Kemijski su nezasieni i zbog toga reaktivni. Struktura terpena se sastoji od dvije ili vie izoprenskih jedinica.

Terpentinsko ulje (u tekstu - terpentin) je smjesa monoterpena. Kolofonij se sastoji od diterpena. Triterpeni su prisutni u damaru, mastiksu i elemi smoli.

Sintetike smole koje se danas koriste u proizvodnji lakova su ketonske smole (policikloheksanon), polivinil acetatne, akrilne smole, koje spadaju u grupu termoplastinih polimera, dugolanane strukture (vidi str. 162). Otapaju se u odgovarajuim otapalima i daju reverzibilne lakove kroz dui vremenski period. Lakovi se mogu ukloniti otapanjem u odgovarajuem otapalu.

Prilikom ienja ili restauracije smolni lakovi starenjem ostaju topljivi u otapalima (slabijim, kao to je white spirit, terpentin... ili jaim, kao to su toluen, aceton, alkohol...) i lake se uklanjaju sa slike od uljnih lakova. Kod reverzibilnih lakova za uklanjanje starog laka koriste se ista otapala koja su se koristila i za pripremu laka, koja nee otetiti sloj boje ispod. esto se starenjem laka, zbog postupne oksidacije i umreavanja molekula, smanjuje reverzibilnost, pa su za uklanjanje laka potrebna jaa polarna otapala. Jaka polarna otapala otapaju i boju ispod laka i oteuju sliku.

Termoreaktivne smole, kao to je poliesterska smola, zbog umreavanja molekula polimerizacijom, prilikom nastajanja filma laka, postaju netopljive u otapalima. Jaka polarna otapala mogu do odreene mjere izazvati bubrenje, to omekava premaz.

OTAPALA (RAZRJEIVAI) Otapala su lako hlapljivi spojevi koji otapaju sirovine (ulja, smole, voskove) i razrjeuju premaze. Staro je pravilo: slino otapa slino. Polarne tvari otapaju se u polarnim otapalima, a nepolarne tvari u nepolarnim otapalima. Tako etanol, kao polarno otapalo otapa elak koji je polaran, a ne otapa vosak koji je nepolaran. Otapala koja su po sastavu ugljikovodici (nepolarna otapala) ne otapaju elak, a otapaju vosak. Voda je najjae polarno otapalo pa otapa polarne spojeve (sve ionske spojeve).

Ulje je nepolarno pa se otapa u nepolarnim otapalima: benzinu, petroleju, terpentinu, a ne otapa se u alkoholu ili vodi, koji su polarni. Suenjem ulje postaje polarnije zbog procesa suenja oksidacijom s kisikom iz zraka i poveanja

4

sadraja kisika u osuenom sloju ulja. Zato se osueni premaz ulja ne moe otopiti u otapalima s kojima se ulje razrjeuje i otapa, nego u jaim (polarnijim) otapalima koja uljeni premaz nabubre, nakon ega se mehaniki uklanja.

Za proizvodnju lakova treba birati otapala koja ne oteuju boju ispod laka, kao i ona koja daju reverzibilne filmove laka, to znai da film laka ostaje topljiv u istom otapalu. Upotrebom jaih polarnijih otapala otapa se (oteuje se) premaz boje ispod laka.

Pod otapalima u uem smislu podrazumijevamo organska otapala koja se koriste za otapanje smola u proizvodnji lakova. Razrjeivai smanjuju sadraj krute tvari u premazu, odnosno boji.

U upotrebi su sljedee grupe otapala:

1. alifatski ugljikovodici (benzin, white spirit, potrolej itd.)

2. terpenski ugljikovodici (terpetinsko ulje i druga eterina ulja)

3. aromatski ugljikovodici (benzen, toluen, ksilen itd.)

4. klorirani ugljikovodici (trikloretilen, diklormetan, tetraklormetan itd.)

5. alkoholi (metanol, etanol, propanol itd. )

6. ketoni (aceton, metiletil keton itd. )

7. esteri (butilacetat, amilacetat itd.)

8. eteri (eter, glikoleter itd.)

Osim kloriranih ugljikovidika, sva ostala otapala su zapaljiva.

Ove grupe otapala otapaju sva ulja, smole, voskove i ostale komponente koje se koriste u proizvodnji lakova, boja i medija.

Najea otapala za lakiranje slika su: terpentinsko ulje, teki benzini (mineralni razrjeivai), ksilen, toluen i dietil benzen. Alkoholi i jae polarna otapala uglavnom se ne koriste jer mogu djelovati na sloj boje.

17.3.1. Podjela otapala prema polarnosti Prema polarnosti otapala se mogu podijeliti u tri grupe. Ovisno o tipu veze izmeu molekula otapala, razlikuju se nepolarna otapala kod kojih izmeu molekula postoje samo slabe meumolekularne Londonove privlane sile, disperzne sile). Kod polarnih otapala postoje i dodatna elektrostatska privlaenja zbog nejednake raspodjele elektronskog naboja i stvaranja dipola. Otapala kod kojih se izmeu molekula stvaraju vodikove veze (kad je atom vodika direktno vezan na kisik ili diik) najpolarnija su.

Na slici 16.1 prikazane su sile izmeu molekula: a) metana (nepolarna molekula simetrine grae s disperznim silama izmeu molekula, b) klormetana (dipolna molekula s dodatnim elektrostatskim privlaenjima, s disperznim i polarnim silama izmeu molekula) i c) metanola (izmeu molekula djeluju disperzne, polarne i vodikove veze zbog kojih su molekule asocirane).

5

Slika 16. 1 Sile izmeu molekula

Najee koritena otapala za pripremu lakova se prema polarnosti dijele na:

1. nepolarna otapala ( terpentin, ugljikovodici: alifatski (white spirit) i aromatski)

2. otapala srednje polarnosti (klorirani ugljikovodici, ketoni, esteri, eter-alkoholi)

3. otapala velike polarnosti (alkoholi)

U tablici 1, prikazan je udio u parametru topljivosti svake od tri komponente meumolekularnih sila za razliita otapala.

Parametar topljivosti () je mjera meumolekularnih privlanih sila. Prezentira zbroj privlanih sila, odnosno gustou kohezijske energije. Na primjer, parametar topljivosti osuenih premaza uljene boje je 9.3 - 9.5 pa e otapala iji je parametar topljivosti u ovim granicama ili blizu njih, kao kloroform iji je parametar topljivosti 9.3 ili metilen klorid s parametrom topljivosti 9.7, jako bubriti uljeni premaz. Otapala s veom razlikom parametra topljivosti, kao white spirit s parametrom topljivosti 7.6 ili etanol na drugoj strani s parametrom topljivosti 12.7, pokazivat e znatno manji efekt bubrenja uljene boje. Toluen s parametrom topljivosti 8.9 je snanije otapalo za uljene premaze od etanola i moe ih vie otetiti.

Teas je razvio trostrani dijagram parametara topljivosti koji prikazuje odnos parcijalnih intermolekularnih privlanih sila u vezivima i otapalima, kao nepolarne disperzne sile (fd), polarne dipolne sile (fp) i vodikove veze (fh). U ovom dijagramu mogu se nai podruja koja odgovaraju razliitim medijima, kao i toke koje odgovaraju svakom otapalu ili smjesi otapala koje mogu otopiti odreena veziva. Parametri topljivisti mjeavine otapala mogu se nai grafiki i raunski.

6

Tablica 16. 1 Udio nepolarnih disperznih sila, polarnih dipolnih sila i vodikovih veza u parametru topljivosti otapala

Parametri topljivosti najvanijih otapala

fd fp fh

White spirit 90 4 6

Terpentin 77 18 5

Etilbenzen 87 3 10

Ksilen 83 5 12

Toluen 80 7 13

Etil acetat 51 18 31

Benzen 78 8 14

Diaceton alkohol 45 24 31

Kloroform 67 11 22

Trikloretilen 68 12 20

Metilenklorid 62 26 12

Cikloheksanon 55 28 17

Aceton 47 32 21

Izoproplil alkohol 41 18 41

Dimetilformamid 41 32 27

Etanol 36 18 46

Metanol 30 22 48

Voda 18 28 54

to je otapalo blie mediju vea je vjerojatnost da e otopiti medij. Parametri mjeavine otapala nalaze se tako da se parametri svakog sastojka pomnoe njegovom koncentracijom u mjeavini, rezultati se zbroje i u dijagramu trebaju biti u podruju odgovarajueg veziva.

Kao primjer uzeta je smjesa otapala koja se sastoji od 50% white spirita i 50% izopropanola. Parametari topljivosti smjese izraunaju se na sljedei nain:

fd fp fh

white spirit 90 4 6

izopropanol 41 18 41

Parametri pomnoeni koncentracijama:

white spirit (50%) 90 x 50 / 100 4 x 50 / 100 6 x 50 / 100

izopropanol (50%) 41 x 50 / 100 18 x 50 / 100 41 x 50 / 100

white spirit (50%) 45 2 3

7

izopropanol (50%) 20.5 9 20.5

Zbroj parametara smjese: 65.5 11 23.5

U trostranom dijagramu ova mjeavina otapala je smjetena u podruju smola zbog ega e bubriti i otapati smolne premaze.

Grafiki se parametar smjese otapala nae tako da se toke koje odgovaraju svakom otapalu spoje. Ovisno o udjelu otapala u smjesi na spojenoj liniji se pronae toka koja odgovara parametru smjese.

Grafiko odreivanje parametra smjese white spirita i izopropanola u omjerima 50 :50

Naranasto je ws, zeleno izoprop. a crveno je oznaen parametar smjese

Ako se otapalu dodaju kisele ili lunate komponente, topiva svojstva mjeavine ne mogu se procijeniti, ve se moraju uzeti u obzir mogue kemijske reakcije vodikovih ili hidroksidnih iona.

Smjese otapala koje se koriste za uklanjanje lakova:

Toluen + izopropanol 50 + 50 ml

Izooktan + etanol + dietil eter 80 + 20 + 10 ml

Smjese otapala za uklanjanje uljnih premaza:

Izopropanol + amonijak + voda 90 + 10 + 10 ml

Dimetilformamid + toluen 25 + 75 ml

Dimetilformamid + etil-acetat 50 +50 ml

Premazi na bazi proteina mogu se ukloniti:

8

Diklormetan + etilen formijat + mravlja kiselina 50 + 50 + 2 ml

Trostrani dijagram: Plavo- proteini, polisaharidi; Zeleno- voskovi; uto- smole; Crveno- osuena ulja

Naranasto, 90-4-6 je prikazan White spirit

Poloaj otapala u trostranom diagramu

9

Fizikalna svojstva otapala Za svako otapalo karakteristino je vrelite, koje ovisi o relativnoj molekulskoj masi i silama meu molekulama. to su sile meu molekulama otapala jae otapalo ima vie vrelite.

Nisko vrelite otapala rezultat je slabih veza meu molekulama i male relativne molekulske mase otapala. Zato alkoholi, zbog povezivanja molekula vodikovom vezom imaju via vrelita od ugljikovodika priblino iste relativne molekulske mase. Voda na oba kraja molekule moe initi vodikovu vezu s drugim molekulama pa ima jo vie vrelite. Vrelite aproksimativno daje uvid u brzinu isparavanja otapala. to je vrelite nie, otapalo obino bre isparava.

Brzina isparavanja otapala je vana kod upotrebe otapala u proizvodnji lakova i u konzervaciji kod ienja predmeta. Brzina isparavanja ovisi o mnogim faktorima, kao to su: napon para, toplina isparavanja, prisustvo otopljene tvari itd. Isparavanjem se troi toplina to sniava temperaturu otopine uzrokujui kondenzaciju vlage iz zraka. Ako je kondenzirana voda topljiva u otopini ili se u njoj otapaju sastojci smole, pojavit e se cvjetanje ili rumenilo u premazu. Ako je voda netopljiva u otopini, kondenzirat e se na povrini uzrokujui zamuenost i smanjenje sjaja.

U pripremi lakova, kao i za razrjeivanje premaza, zbog manje brzine isparavanja koristi se teki benzin (white spirit), a ne laki benzin koji brzo isparava. White spirit je nepolarno otapalo pa najmanje oteuje uljenu boju prilikom nanoenja i uklanjanja laka.

Mijeanjem otapala mogu se dobiti smjese koje isparavaju ravnomjernije, to utjee na kvalitetu filma laka.

Prema brzini isparavanja otapala se dijele na:

a. visokoisparljiva otapala >1.5 (dietileter-11, aceton-7.8,metilen klorid 6.4, metanol 4.8,etanol-2.4, toluen- 2.3, izopropilni alkohol-2.2 )

b. srednjeisparljiva otapala 1.5-0.4 (ksilen-0.75, butanol-0.46 )

c. niskoisparljiva otapala < 0.4 ( voda 0.27, white spirit-0.19)

Odabiranje otapala za pripremu lakova ovisi i o metodi aplikacije. Lakovi za nanoenje kistom imat e vei udio nisko isparljivih otapala (visokog vrelita) da bi mogli biti tekui kroz dui period potreban za nanoenje. Kod nanoenja laka prskanjem, visoko isparljiva otapala isparavaju izmeu prskalice i povrine i poveavaju viskoznost laka.

Otapalo iz premaza obino brzo isparava. Potpuno uklanjanje male koliine otapala iz suhog filma je teko, a uzrokuje postepeno skupljanje i promjene u svojstvima kroz odreeni period, ak i vie godina. Ostatak otapala moe uzrokovati kemijsku nestabilnost u filmu, kao i ireverzibilnost laka. Upravo zato terpentin se u proizvodnji lakova zamjenjuje white spiritom. Zaostali terpentin, kao nezasieni spoj, vremenom se osmoljava zbog oksidacije i polimerizacije i poveava ireverzibilnost laka.

Linearne, nerazgranate molekule otapala lake prolaze izmeu molekula polimera (smola) od kojih je lak pripremljen. Zato otapala ije molekule imaju razgranatu strukturu treba izbjegavati. Otapala s dipolnim karakterom zadravaju se due od otapala ije su molekule nepolarne. Upravo zato je p-ksilen bolji od toluena.

Smole u otapalima formiraju viskozne otopine. Bubrenje je preduvjet otapanju smola. Otapala male molekularne teine bre penetriraju, bubre smolu i otapaju je.

Viskoznost otopine raste s porastom koncentracije, relativne molekulske mase smole i viskoznou otapala. Dobro otapalo omoguuje dobro razlijevanje (liveliranje) laka i kod visoke koncentracije smole, to je vano u posljednjem stadiju suenja. Jedinica viskoznosti je Paskal sekunda (Pa s).

10

Tablica 16. 2 Viskoznosti za neke tekuine pri razliitim temperaturama

VISKOZNOST /mPa s

TEKUINA 0 oC 20 oC 50 oC

voda 1.789 1.005 0.550

aceton 0.395 0.322 0.246

benzen 0.910 0.650 0.436

etanol 1.780 1.190 0.701

glicerol 12 000.0 1499.0 -

Najznaajnija otapala Terpetinsko ulje (terpentin, rektificirani terpentin)

Dobiva se destilacijom smole crnogorinih vrsta drva (bor, jela) kao tekui destilat. Rektificirani terpentin je ista, potpuno prozirna tekuina, niske viskoznosti. Dobiva se viekratnom destilacijom, ime se uklanjaju ostaci smole.

Terpentin razrjeuje sva biljna ulja koja se koriste u slikarstvu, otapa veinu mekih prirodnih smola, voskove, bitumen itd. Osuene premaze lanenog ulja (linoksin) ne bubri niti otapa, za razliku od veine drugih otapala, pa se koristi za pripremu slikarskih medija i lakova. Polarnije je otapalo od white spirita.

Kapnut na list papira mora ishlapiti za desetak minuta bez ikakvog ostatka. Ako se papir pogleda prema svjetlu terpentin ipak ostavlja sjajni trag. Taj sjaj je smolasti ostatak.

Stajanjem terpentin oksidira i osmoljava se. Zato se uva u dobro zaepljenim, do vrha napunjenim tamnim bocama. Ako se osmoljeni terpentin koristi za pripremu laka, ili se duim stajanjem laka terpentin osmolio, lak e due vremena biti ljepljiv za prainu.

Terpentin utjee na pouivanje laka (damar i mastiks lakova), osobito ako se ne radi sa svjeim terpentinom. Za razliku od mineralnih ulja, koja se sue samo isparavanjem, terpentin se sui i oksidacijom, pa kod suivih ulja ubrzava suenje. Zbog toga se koristi kao sastavni dio mnogih slikarskih medija, kao i retu medija.

Terpentin je izbaen iz najboljih restauratorskih radionica u svijetu jer se zbog oksidacije osmoljava i utjee na diskoloraciju premaza. Danas se u restauraciji i slikarstvu sve vie zamjenjuje s mineralnim razrjeivaima (white spirit).

Istraivanja su pokazala da, iako je lak suh na dodir i prainu za manje od jednog sata, ostaci otapala ostaju zadrani u laku i vie od mjesec dana, gdje poinje oksidacija i osmoljavanje. Mnogi ljudi su alergini na pare terpentina, koje im izazivaju glavobolju, a nekima i kone alergije.

Mineralni razrjeivai

Pod tim nazivom se openito podrazumijevaju destilati nafte. Posebno su znaajni oni s vrelitem izmeu 140 i 200 0C. Oni su na granici izmeu lake hlapljivih benzina i petroleja, koji su tee hlapljivi i masniji. Mogu se, dakle, smatrati tee hlapljivim-tekim benzinima ili krajnje proienim petrolejima.

11

a) Teki benzin ( white spirit)

Teki benzin je najpoznatiji mineralni razrjeiva. Dolazi na trite najee kao white spirit, mineral spirit (mineralni pirit), essence de petrole, essence minerale, sangajol ili test benzin. Nepolarno je otapalo. Osim alifatskih ugljikovodika, sadri esto i aromatske ugljikovodike pa postaje neto polarniji s jaom snagom otapanja.

Za slikarske i restauratorske svrhe mineralni razrjeivai moraju biti potpuno proieni, gotovo bezbojni, bez primjesa aromatskih ugljikovodika, acetona, itd. Teki benzini su kvalitetna zamjena za terpentin. Hlapljivi su bez ostatka, bre ishlapljuju, ne osmoljavaju se, bolje i dublje prodiru u mikroskopske pore boje od terpentina. Manje su otrovni od terpentina. Snaga otapanja im je neto manja nego kod terpentina jer su manje polarni ( npr. ne otapaju mastiks, a damar otapaju potpuno).

b) Ostali mineralni razrjeivai

Bre hlapljivi benzini od tekih benzina dolaze na trite pod nazivom VM & P spirit (engl. varnish makers and printers spirit).

Tei naftni destilati od tekih benzina su petroleji. Neisti su i masni za koritenje u slikarstvu.

Toluen (toluol, metilbenzen)

Izvrsno je otapalo, jae snage od mineralnih razrjeivaa i terpentina. Vrelite toluena je na 110 0C pa bre hlapi i zato se lak nanosi samo prskalicom. Pri nanoenju kistom ostali bi vidljivi tragovi poteza kista. Kako brzo isparava i nije prejako otapalo, moe se bez opasnosti koristiti za lakiranje slika. Nije jako otrovan.

Na sljedeoj tabeli prikazana su neka industrijska mineralna otapala i njihov sastav:

Komercijalni naziv Parafinski ugljikovodici (%) Nafteni (%) Aromatski uglj.(%) Vrelite( C0)

Shellsol T (Shell) 100 _ _ 180-190

Shellsol B (Shell) 89 11 _ 140-160

White spirit (Esso) 81 3 16 180-200

Shellsol E (Shell) 15 3 82 160-185

Shellsol A (Shell) 1 _ 99 160-180

Ksilen (ksilol, dimetilbenzen)

Ksilen dolazi kao smjesa orto, meta i para-ksilena. Neto je slabije jakosti otapanja od toluena. Vrelite mu je na 139 0C pa sporije hlapi i lak se moe nanositi kistom. Na veim formatima lak je bolje nanositi prskalicom. Po otrovnosti je slian toluenu.

Dietilbenzen

Dietilbenzen je sporo hlapljivo otapalo. Vrelite mu je na 182 0C. Koristi se za usporavanje suenja filma Paraloid B-72, to omoguuje bolje liveliranje laka i jai sjaj. Kako sporo hlapi pa produava vrijeme penetrirenja, koristi se s Paraloidom B-72 za konsolidaciju materijala. Neto je blae otapalo od toluena i ksilena, otrovnost mu je slina.

12

Aceton (dimetil keton, propanon)

Aceton je bezbojna tekuina s vrelitem na 56 0C. Polarno je otapalo, daleko jae od toluena. Otapa mnoge smole, smolne lakove i linoksin (osueno laneno ulje). Pod relativno duim djelovanjem acetona osuena uljena boja bubri. Kako brzo hlapi, nema vremena za djelovanje, pa se bez opasnosti za bojeni sloj moe koristiti za lakiranje slika, ali samo ako se lak prska u tankom sloju. Lak moe malo porumenjeti jer zbog prebrzog isparavanja otapala dolazi do hlaenja povrine slike i kondenziranja vlage u filmu, naroito ako se pretjera s acetonom. Mijea se s vodom, veinom organskih otapala i ulja, pa se moe koristiti i kao dobar emulgator s otapalima koja se meusobno ne mijeaju. Pare su mu zapaljive. Bezopasan je za zdravlje ako se prostorija dobro provjetrava.

Diaceton alkohol

Diaceton alkohol je bezbojna tekuina s mirisom mente. Destilira se na temperaturi izmeu 130 i 1800 C. Ne mijea se s ugljikovodicima, ali se mijea s vodom i veinom organskih otapala. Moe se dodavati otapalima koja brzo hlape da bi se omoguilo bolje liveliranje i penetriranje laka. Na osueni sloj laka djeluje isto kao etilni alkohol.

Alkoholi

Alkohol se ve davno koristio za pripremu alkoholnih lakova. Alkoholi su relativno jaka otapala za uljenu boju i ostarjele lak filmove, posebno denaturirani alkoholi (denaturirani alkohol sadri neistoe zbog kojih je jae otapalo). Brzo hlape pa se mogu koristiti za lakiranje slika bez opasnosti za bojeni sloj.

Alkoholi male relativne molekulske mase (metanol, etanol ) bubre osueni film uljene boje, mijeaju se s vodom, dok se vii alkoholi slabo ili nikako ne mijeaju s vodom i rijetko se koriste u lakiranju.

metanol etanol

Metanol (metilni alkohol) ima vrelite na 65 0C. Otrovan je.

Etanol (etilni alkohol) ima vrelite na 78 0C. Manje je otrovan. Denaturirani alkohol je oneien piridinom, metanolom, acetonom, benzenom itd. Ove primjese ine ga neupotrebljivim za pie i jaim otapalom.

Propilni alkohol (1-propanol) ima vrelite na 97 0C, izopropilni alkohol (2-propanol) ima vrelite na 82 0C, butilni alkohol (1-butanol) ima vrelite na 117 0C.

Glicerol (1,2,3-propantriol) je trovalentni alkohol. Higroskopan je pa se esto dodaje kao plastifikator hidrofilnim vezivima, npr. bjelanjku, tutkalu, biljnim gumama (gumiarabika). Mijea se s vodom, etanolom i raznim organskim otapalima.

13

Vrste i svojstva otapala:

Parcijalni parametri toplj.

Naziv Vrelite (0C)

Brzina isparavanja

Viskoznost (mPa.s)

Toksinost (ppm)

Temp. iskrenja (0C)

fd fp fh

Alifatski ugljikovodici Mineralni piriti 150-196 0.19 500 41 90 4 6 Bezmirisni mineralni piriti 92-127 21 98 1 1 V.M.& P nafta 118-139 470 12 94 3 3

Aromatski ugljikovodici Benzen 80 5.4 0.65 10(C) -11 78 8 14 Toluen 110 2.3 0.58 100(N,S) 4 80 7 13 Ksilen 138 0.75 0.63 100(S) 30 83 5 12 Etilbenzen 136 0.68 100 15 87 3 10

Terpeni Terpentin 150-180 100(N) >32 77 18 5

Klorirana otapala Diklormetan (metilenklorid) 40 6.4 0.43 100(N) 59 21 20 Kloroform 61 0.57 10(N,C) 67 12 21 Trikloretilen 87 4.9 0.57 50 (N,C) 68 12 20

Eteri Dietil-eter 35 11 0.25 400 (N) -40 64 13 23 2-Etoksietanol 135 0.35 2.1 50 (S) 42 42 20 38 2-Metoksietanol 125 0.51 1.7 5 (C) 37 39 22 39

Esteri

Metil-acetat 57 6.9 0.38 200 -10 45 36 19 Etil-acetat 77 4.3 0.45 400(N,C) -4 51 18 31 n-Butil-acetat 126 1 0.73 150 25 60 13 17

Ketoni Aceton 56 7.8 0.32 750 (N) -17 47 32 21 Metil-etil-keton (MEK) 80 4.6 0.42 200 (N) -1 53 30 17 Cikloheksanon 157 0.25 2.2 25 (N) 43 55 28 17

Alkoholi Metanol (Metil alkohol) 65 4.1 0.61 200(N,C,S) 11 30 22 48 Etanol (Etil alkohol) 78 2.4 12 1000 (N) 12 36 18 46 2-Propanol 82 2.2 2.4 400 (N,S) 12 38 17 45 Diaceton alkohol 168 50 65 45 24 31 Etilen glikol 198 5 60

Spojevi duika Nitrometan 101 0.66 100 36 40 47 13 Dimetilformamid 155 0.92 10(C,S) 58 41 32 27

Voda 100 0.27 1.0 18 28 54

14

Veina otapala je toksina i zato se treba pridravati mjera opreza pri radu s otapalima. Posebno se mora paziti kod ienja slika kad su djelatnici izloeni dugotrajnijem djelovanju para otapala. Opasnost otapala najbolje se procijenjuje prema maksimalno dozvoljenoj koncentraciji u zraku, odnosno graninom pragu (threshold limit values= TLV) koji je dozvoljen zdravstvenim normama. Ova koncentracija izraava se u mg/m3 zraka ili dijelovima na milijun (parts per million=ppm).

Otapala iji je TLV manji od 200 ppm treba izbjegavati ili koristiti s odgovarajuim oprezom. Oznaka N u tablici otapala znai da otapalo djeluje narkotiki; C je oznaka za kronino djelovanje ukljuujui i kancerogeno; S je oznaka za apsorpciju preko koe.

Zapaljivost otapala procjenjuje se tokom iskrenja otapala. Toka iskrenja je temperatura iznad koje se mjeavina para otapala i zraka moe zapaliti vatrom ili iskrom. Prema transportnim pravilima sve tekuine s tokom iskrenja ispod 500C su potencijalno opasne.

ienje slike uklanjanje starog laka

SMOLE PRIRODNE SMOLE

Smole se po porijeklu dijele na prirodne i sintetske. Veina prirodnih smola koje se koriste u slikarstvu su luevine (eksudati) ivog drvea. To su svjee ili recentne smole. Rjee se koriste smole drvea koje je due vremena mrtvo, kao to su kopal smole, koje se otapaju u uljima, a spadaju u grupu recentno-fosilnih smola. Fosilne smole, kao to je ambra ili jantar,vrlo su skupe. Sandarak smola u starijim recepturama esto zamjenjuje ambru. To je recentna smola, topljiva u alkoholu. Osueni premazi sandaraka su krti i starenjem tamne. Danas se ne koristi u proizvodnji lakova. Ambra je vrlo stara fosilna smola- iz drvea koje je mrtvo vie stotina tisua godina; prava ambra je dosta skupa i malo je danas koritena no postoji trend obnavljanja upotrebe ambre za pripremu brzosuivih medija za uljene boje i za lakove.

sandarak, kopal i ambra,

15

Prirodne smole se esto esterificiraju zbog prisustva smolnih kiselina. Esterifikacija je reakcija izmeu kiselina i alkohola. Najpovoljniji alkohol za esterifikaciju je glicerol. Esterifikacijom smole smanjuje se kiselost smole, to je vano zbog pigmenata osjetljivih na kiseline, a poveava se temperatura omekavanja, Tg. Smolni esteri imaju iroku primjenu kao dodaci modificiranim smolama zbog poboljanja kvalitete. I neke sintetske smole, od kojih su jako znaajne akrilne smole su esteri.

Kao to se ulja i voskovi pomou lunatog sredstva mogu saponificirati da bi se mogli mijeati s vodom, i smolni sapuni imaju veliki znaaj. Nakon isparavanja vode oni postaju netopljivi u vodi pa slue kao vezivo. Kolofonijski

sapun je vezivo u loijim vrstama papira.

Balzami

Balzami, kao venecijanski terpentin, strazburki terpentin, kanadski balzam su guste viskozne tekuine sline medu. U ranijim stoljeima venecijanski terpentin se koristio kao sastojak laka uz smole ili suiva ulja. Kad je dodan u malim koliinama poboljava plastinost materijala. Sami balzami se ne mogu upotrijebiti kao lak jer dugo ostaju ljepljivi, ute, a osueni premaz nema dovoljnu elastinost.

razne vrste balzama

Kolofonij Kolofonij je recentna smola, graena uglavnom od diterpena. Dobiva se destilacijom balzama terpentina, kao kruti ostatak. Na trite dolazi u obliku grumenja razliite ute i tamnosmee boje. Zbog male relativne molekulske mase, vrlo je krta pa se ne koristi za lakiranje. Najee se koristi za pripremu fiksativa. Otapa se u alkoholu, benzinu, terpentinu i jaim organskim otapalima.

Kao fiksativ se koristi 3%-tna otopina kolofonija u benzinu ili 8%-tna otopina kolofonija u piritu (denaturiranom alkoholu). isti apotekarski alkohol otapa sporije od alkohola kupljenog u trgovinama. Brza oksidacija smole uzrokuje gubitak sjaja, uenje i osjetljivost na vodu. Zbog prisustva abietinske kiseline, kolofonij se moe esterificirati ili prevesti u smolni sapun.

elak elak je smola koju izlueje vrsta insekata (Laccifer lacca) da bi zatitili jaja, a ive na granicama nekih vrsta tropskog drvea u Istonoj Indiji. Preradom se dobije elak u listiima prozirne limun do rubin crvene boje. Bijeli elak dobiven bijeljenjem manje je elastian od prirodnog elaka.

elak se otapa u alkoholu i jaim organskim otapalima, kao to je aceton. Vremenom postaje netopljiv u alkoholu jer dolazi do umreavanja molekula. Moe se otopiti u piridinu, 2-metoksietanolu. S alkalijama daje elakov sapun. Zbog obojenosti i krtosti elak se ne koristi za lakiranje slika.

Koristi se kao fiksativ i za izolaciju podloga (8-10 %-tna otopina). Za politure se koristi otopina vee koncentracije (30 g elaka u 100 ml alkohola-pirita).

16

Mastiks

Mastiks je smola grmlja Pistacia lentiscus koje raste u mediteranskim zemljama. U slikarstvu se koristi iskljuivo mastiks s grkog otoka Kios. Svijetloukaste je boje , manjeg okruglastog ili suzastog zrna. Mastiks je miriljava, dosta krta smola. Brzo omekava na niim temperaturama. Omekava u ustima, zbog ega se je koristila kao neka vrsta gume za vakanje pa je po tome i dobila naziv (masticatio- vakanje). Kao i damar smola, mastiks je graen od triterpena. Zbog male relativne molekulske mase, premazi imaju i manju elastinost, ali se mogu pripremiti s veim sadrajem smole, a da imaju

povoljnu viskoznost za nanoenje premaza.

Mastiks zahtijeva polarnije otapalo od white spitita. Topljiv je u terpentinu, toluenu, ksilenu, alkoholima, zagrijanim uljima... Mastiks lakovi imaju tendenciju da mjestimino dobiju plavu maglicu. Zbog foto-oksidacije i apsorpcije kisika premazi postaju starenjem polarniji i zahtijevaju jaa otapala za uklanjanje. Mastiks uti puno vie i bre od damara i zato se sve manje koristi za restauratorske svrhe.

Damar

Damar je recentna smola nekih vrsta stabala iz porodice Dipterocarpaceae iz jugoistone Azije. Najkvalitetnije vrste su Singapur oznake A i Batavija damar. Damar je po povrini prekriven lakim bjeliastim prahom. Na prijelomu je ist, transparentan, neznatne ukaste obojenosti. To je tvrda, krta smola, male fleksibilnosti (fleksibilnija je od ketonskih smola koje danas zamjenjuju damar). Krtost damar premaza smanjuje se dodatkom suivih ulja, ali to poveava

polarnost premaza.

Najraniji podaci o upotrebi damara kao slikarskog materijala potjeu iz 18. stoljea. Kao lak smola prvi put je upotrijebljena oko 1829. godine, a vea upotreba damar lakova poinje petnaestak godina kasnije.

Mala molekularna teina damara omoguuje i kod veeg sadraja smole u laku dobro liveliranje laka u odnosu na sintetske smole koje imaju veliku molekularnu teinu. Ovo svojstvo damara, potpomognuto visokim indeksom refrakcije damara ini da pigmenti dobiju vee zasienje boje. Tragovi otapala zaostaju u damar laku i do est mjeseci i za to vrijeme poveava se postepeno tvrdoa i krtost laka. Kad se otopina damara sui u prostoru velike relativne vlanosti na povrini laka se pojavljuje plava maglica od malih kristala amonijevog sulfata.

Damar s vremenom uti zbog termooksidacije, mijenja mu se reverzibilnost, ali nikada ne postaje netopljiv. (Svaka molekula damara apsorbira oko dvije molekule kisika za vrijeme izlaganja UV zrakama i zato raste polarnost otapala potrebnih za otapanje laka, to moe otetiti sloj boje). Moe se posvijetliti ako se izloi velikoj koliini svjetlosti (fotooksidacija), to je bilo poznato jo u povijesti slikarstva. Zbog fotooksidacije ovako izblijeeni lakovi krakeliraju i postaju tee reverzibilni.

Damar sadri oko 10% damar voska koji se otapa samo u ugljikovodicima. Damar lak je nekada zamuen, ali je osueni premaz bistar. Mutnost se moe izbistriti malim dodatkom metanola ili acetona.

Damar je topljiv u terpentinu (ali se terpentin sve manje koristi jer pojaava uenje i smanjuje reverzibilnost laka starenjem), mineralnim razrjeivaima (white spirit), toluenu, ksilenu.... (Zbog moguih neistoa smola se otapa na nain da se izmrvi, stavi u tkaninu, zavee vrpcom, uroni u otapalo donjom polovinom zamotuljka i privrsti). Najee se za osnovnu otopinu damara pravi 33%-tna (m/v) otopina. Za nanoenje kistom preporuuje se 16%-tna (m/v) otopina, koja se dobije razrijeenjem 1 dijela osnovne otopine s 1 dijelom otapala. Za nanoenje sprejem preporuuje se 11%-tna (m/v) otopina, koja se dobije razrijeenjem 1 dijela osnovne otopine s 2 dijela otapala (objanjenje koncentracije vidi u dodatku na stranici 188).

17

Damar lak e due trajati ako se nanese u tankom sloju i ako se zatiti od zraka, zagaenja i vlage, najbolje Paraloidom B-72 ili votanim zavrnim slojem. Lak koji je u direktnom kontaktu s bojenim slojem ima glavni utjecaj na zasienje boja, pa ovaj zavrni lak ne umanjuje zasienost boja koje je postigao damar.

Votani zavrni lak pravi se otapanjem u vodenoj kupelji (loncu s dvostrukim dnom) bijeljenog pelinjeg voska i karnauba voska (ili tvrdog sintetskog voska umjesto pelinjeg, npr. Cosmolloid 80 H ) u white spiritu:

- pelinjeg voska 1 dio

- karnauba voska 1/10 dijela

- white spirit 5 dijelova

Potpuno ohlaena pasta nanosi se mekanim kistom tanko i jednolino koliko god se moe. Nakon jednosatnog suenja polira se mekim kistom (ili barunom ako se eli jai sjaj). Votani zavrni sloj je jako dobra zatita. Pri poveanoj toplini praina se moe zalijepiti u votani zavrni sloj. Prljavtina se s votanog laka moe ukloniti pamukom blago navlaenim vodom u kojoj ima nekoliko kapi amonijaka. Vosak i prljavtina se uvijek mogu ukloniti white spiritom bez djelovanja na smolni lak koji se nalazi ispod. U posljednje vrijeme ketonski lakovi zamjenjuju damar lakove. Dodavanjem voska u smolni lak, mijenja se izgled (postaje mat) i smanjuje djelovanje voska kao najbolje barijere za vlagu i plinove. Damar s primjesom voska treba tjedne da bi ovrsnuo to poveava opasnost da se lijepi praina. Prednost voska u laku je da i kad ostari, ostaje lake reverzibilan i pri nanoenju se lake postie jednolinost sjaja.

Damar se u slikarstvu koristi i kao sastojak medija. Blaga otopina damara u lako hlapljivom otapalu (white spirit) u koncentraciji najvie do 2% koristi se kao fiksativ.

UMJETNE SMOLE

Ketonske smole

Ketonske smole su kondenzacijski produkti cikloheksanona i/ili metil-cikloheksanona Oko est cikloheksanon molekula povezano je u jednu molekulu. Smola ima malu molekularnu teinu to doprinosi njenoj krtosti koja se smanjuje dodatkom plastifikatora. Ketonska smola ima malu viskoznost, visoki indeks refrakcije,zbog ega ima najbolje optike karakteristike. Nedostatak ketonskih lakova je u tome to su previe tvrdi i krti. Starenjem gube elastinost i oksidiraju, pa zahtijevaju jaka polarna otapala za uklanjanje laka. Zatitni sloj Paraloida B-72 daje dobru zatitu ketonskim lakovima.

Rukovanje i izgled ketonskih lakova su isto kao i kod damara. Zbog male molekularne teine smole daju se dobro izlivelirati i dozvoljavaju veu koncentraciju otopljene smole. Ketonske smole se otapaju u white spiritu u koncentraciji izmeu 40 i 50 % (osnovna lak otopina)

Mat lak otopina - odgovara odreenim starim tempera slikama ili slikama oslikanim tutkalnim bojama, s blago smanjenim intenzitetom boja. Otopina sadri:

- white spirit 150 ml

- osnovna lak otopina 18 ml

- Cosmolloid vosak 80 H 7 g

Vosak se otopi u zagrijanom white spiritu i dodaje se otopini laka uz mjeanje dok se skoro ne ohladi.

Razrijeena mat lak otopina je samo blago mat. Vosak u njoj ima vie ulogu plastifikatora nego sredstva za matiranje). Pravi se od:

- mat lak otopine 1 dio

18

- osnovna lak otopina 3 dijela

Sve svjetske tvornice slikarskog materijala danas proizvode gotove otopine ketonskih smola. Lakove na bazi ketonskih smola smatraju svojim najboljim lakovima.

Akrilne smole

Akrilne smole nastaju polimerizacijom estera akrilne kiseline i metakrilne kiseline.

Poli(alkil) akrilat Poli(alkil) metakrilat

Ako je kao alkil skupina (-R) vezana metil skupina (-CH3), akrilna smola je polimetil akrilat), odnosno polimetil metakrilat). Etil skupina je -C2H5, a butil skupina -C4H7. Polibutil akrilati su zbog dueg bonog lanca butil skupine manje polarni od polimetil akrilata, pa se otapaju u blaim otapalima.

Akrilne smole se koriste na dva naina:

1. Smolne otopine koje se dobiju otapanjem vrstih smola u organskim otapalima

2. Gotove disperzije (emulzije) akrilnih smola u vodi

Od velikog broja akrilnih smola koje imaju razne primjene samo se neke od njih koriste za lakiranje slika.

1. Polibutil-metakrilati (Paraloid-67)

Poetkom tridesetih godina akrilne smole se poinju koristiti za lakiranje slika. Sve polibutil-metakrilat smole spadaju u Fellerovu B klasu jer starenjem postaju tee reverzibilne. Polibutil metakrilati su topljivi u white spiritu, terpentinskom ulju, ksilenu, toluenu, acetonu, propilnom alkoholu.

Paraloid B-67 je poliizobutil-metakrilat s inhibitorom, koji jako usporava povezivanje molekularnih lanaca i gubitak reverzibilnosti, tako da B-67 spada u A klasu Fellerovog standarda. Viskoznost Paraloida B-67 je nia od viskoznosti Paralioda B-72 i zato kao finalni lak daje bolju liveliranost laka i jai intenzitet boja. Moe se uvati kao suha smola (bijeli prakasti materijal) ili najbolje kao 30% otopina smole u mineralnom razrjeivau.

U trgovinu dolazi kao gusta sirupasta 45%-tna otopina koja se prije upotrebe mora razrijediti. Razrjeuje se postepeno, dodatkom vrlo malih koliina otapala uz polagano mijeanje da se ne stvore balunii koji teko izlaze iz guste otopine. Otopina se moe nanositi kistom (ako je otapalo teki benzin) ili prskalicom. Moe se koristiti i kao fiksativ za crte kad je otapalo benzin.

2. Akrilat / metakrilat kopolimeri (Paraloid B-72 i B -48 )

Paraloid B-72 spada meu najstabilnije smole koje se koriste za pripravu lakova za lakiranje slika. To je tvrda smola vee molekularne teine od mekih smola. Daje elastine lakove velike povrinske tvrdoe i otpornosti na prainu (Tg 400 C). Poeo se proizvoditi pedesetih godina u obliku bijelih nepravilnih grudica blagog mirisa po akrilatu. Novi tip Paraloida B-72 je u obliku prozirnih kuglica bez mirisa. To je kopolimer metil-akrilata i etil- metakrilata.

19

Lakovi mogu biti od mat do vrlo sjajnih, ovisno o aditivima, agensu za matiranje, otapalu i metodi aplikacije.

Paraloid B-72 je topljiv u relativno jakim otapalima koja mogu djelovati na lazure, zato se preporuuje nanoenje prskalicom. Otapa se u toluenu, acetonu, butil alkoholu... Tee se otapa u ksilenu, etanolu, dietilbenzenu, diaceton alkoholu.... Otapanje u ovim otapalima traje i nekoliko dana, uz mukanje boce. Toplina ubrzava otapanje. Netopljiv je u mineralnim razrjeivaima.

Najzgodnije je imati 30 % otopinu u toluenu ili ksilenu ( para-ksilen je najbolji). Za kist se moe koristiti 12-20 %-tna otopina, a za nanoenje prskalicom 7,5-10%-tna. Za postizanje jaeg intenziteta boja na slici moe se dodati 10 % diaceton alkohola u razrijeenu otopinu za rad. Kao sredstvo za matiranje dodaje se mikrokristalini vosak .

Paraloid B-48 N

Ne koristi se kao lak za slike, ali je najbolji lak za metale. Jako dobro prianja, fleksibilan je, stabilan i trajan. Njegova najea upotreba u restauriranju slika je konsolidacija boje koja otpada s metalnog nositelja, kao i za lakiranje pozlata. Najbolji je na bakru, bronci i cinku. Otapa se u toluenu, acetonu, djelomino u ksilenu. Nije topljiv u mineralnim razrjeivaima.

Mnoge svjetske tvornice slikarskog materijala koriste spomenute smole, posebno B- 67 za proizvodnju svojih lakova i emulzija.

Tablica 16. 4 Svojstva komercijalnih akrilnih smola koje se koriste u konzervaciji

Proizvod Proizvoa Sastav monomera Tg(0C) Mr Topljivost Paraloid B-44 Rohm & Haas MMA/? 60 toluen

B-67 (iBMA) 50 white spirit, 2-propanol

B-72 (EMA/MA 70/30) 40 toluen

Elvacite 2043 Du Pont EMA/? 65 niska toluen

2044 nBMA 15 visoka white spirit, 2-propanol

2045 iBMA 55 visoka white spirit, 2-propanol

2046 nBMA/iBMA 50/50 35 visoka white spirit, 2-propanol

Plexigum P24 Rohm iBMA srednja M345 MMA srednja Plexisol P550 nBMA/? niska white spirit

B782

3. Akrilne lak emulzije se razlikuju od akrilnih lak otopina. Emulzije se sastoje od siunih estica akrilnih polimera (akrilne smole) koji se u vodi ne otapaju, nego disperziraju. im voda ispari, stvara se vrsti film koji moe biti sjajni ili mat.

Akrilne emulzije se koriste za razrjeivanje akrilnih boja, kao fiksativi i lakovi za dizajnerske boje. Akrilne emulzije se ne koriste za lakiranje umjetnikih slika jer su porozne i nisu kvalitetna zatita, a premazi im esto nisu potpuno bistri. Neke akrilne emulzije, osobito Perspex (polimetil-metakrilat, PMMA), poznate su po statikom elektricitetu kojim navlae prainu na sebe.

20

Polivinil acetati (PVAC) Polivinil acetatna smola nastaje polimerizacijom vinil acetata. Polivinil acetati esto se nazivaju PVA, to se koristi i za polivinil alkohole. Polivinil acetatne smole u proizvodnji lakova i medija za restauraciju u slikarstvu koriste se od 1937. godine. Za otapanje zahtijevaju jaa otapala (toluen je najslabije otapalo). Imaju relativno malu relativnu molekulsku masu i niski Tg (oko sobne temperature). Ne daju dovoljno briljantne lakove kad se koriste zavrni lakovi. Imaju niski Tg i puno viu relativnu molekulsku masu od lakova mekih smola koji jae intenziviraju boju.

Monomerni dio polivinil acetata (PVAC-a)

Prihvatljivost praine zbog niskog Tg, moe se ukloniti da se preko PVAC laka nanese neki drugi lak visokog Tg, koji ima otapalo koje nee djelovati na lak (najbolje B-72 otopljen u ksilenu).

PVAC ima najnii indeks refrakcije od svih lakova za slike pa je zbog toga dobar za fiksativ, osobito kad je potrebno vie fiksativa. Gustav Berger proizvodi retu PVAC lak koji se razrjeuje u etanolu koji je prikladan za gva i temperu.

Priprema laka:

PVAC se najee otapa u toluenu ili alkoholu, kao 40 %-tna otopina, uz dodatak 5-8% vode da se otopina izbistri. Za nanoenje kistom koristi se 16 %-tna otopina, a za sprej 10%-tna. U oba sluaja treba dodati u razrijeenu otopinu 15 % diaceton alkohola, da uspori isparavanje otapala i omogui bolje liveliranje laka.

PVAC emulzije su disperzije PVAC smole u vodi. Vezivo su mnogih ljepila kao to su Drvofiks (ljepilo za drvo) i Librokol (ljepilo za papir).

Celulozni esteri

Celuloza je polisaharid, graena je od ostataka molekula glukoze. U molekuli celuloze svaki ostatak glukoze sadri tri slobodne hidroksilne skupine, to se moe oznaiti u formuli /C6H7(OH)3/n. Te alkoholne hidroksilne skupine mogu reagirati s kiselinama, pri emu nastaju esteri.

Esterifikacijom s nitratnom kiselinom dobiva se nitroceluloza (pravilan naziv je celulozni nitrat- CN). Nitroceluloza se otapa u mnogim esterima i ketonima. Upotrebljena bez plastifikatora, tvrd je i krt materijal. Dodatkom kamfora postaje elastinija. Kamfor odjeljuje molekule i omoguuje im klizanje jedne preko druge. Starenjem, kamfor isparava, to uzrokuje krtost materijala. Kao plastifikatori koriste se i trifenil-fosfat i trifenil-ftalat.

Na sobnoj temperaturi, pod djelovanjem svjetla i kiselih neistoa, dolazi do oksidacije i hidrolize zbog ega se oslobaa nitratna kiselina. Nitroceluloza starenjem uti. S metalnim oksidima, kao to su olovo, bakar, cink..., formira netopljivi gel, to je razlog da se iz prije koritenih olovnih tuba nije mogla kod dugog stajanja istisnuti.

21

Nitrocelulozni lakovi (nitro lakovi) poeli su se koristiti za lakiranje slika tridesetih godina ovog stoljea, ali su se pokazali vrlo nestabilni pa se vie ne koriste. Capon lakovi su poznati nitrocelulozni lakovi za metal. Capon lakovi se sastoje od CN otopljene u u amil acetatu, modificirane kamforom.

Nitroceluloza je vezivo u lakovima i bojama koje se koriste za zatitu drva, metala, koe itd. Nitrocelulozni lakovi i boje sue se fzikalnim putem, isparavanjem otapala. Zbog brzog suenja najee se nanose prskanjem.

Osim celuloznog nitrata, koristi se i celulozni acetat, CA (acetilceluloza) koji se dobiva djelovanjem anhidrida octene kiseline na celulozu.

Alkidne smole

Dobivaju se polikondenzacijom vievalentnih alkohola i dikarboksilnih kiselina. Naziv alkidna smola dolazi od sastojaka (eng. alcohols and acids). Danas su alkidne smole jedna od najvanijih grupa sintetskih veziva pa su po proizvodnji na prvom mjestu meu sintetskim smolama. Veinom su naknadno modificirane masnim kiselinama na koje se mogu vezati i druge molekule, akrilati, epoksidi i slino, to daje mogunost velikog broja modificiranih alkidnih smola razliitih svojstava. Modificirane silikonskim smolama (tzv. silikonizirane alkidne smole) pokazuju dobru trajnost i zadravanje sjaja gotovih proizvoda.

Alkidne smole pokazale su se kao dobro vezivo i za slikarske boje. Sve alkidne boje sue jednako brzo i bre od uljenih boja. Elastinije su pa manje krakeliraju i manje ute nego uljene boje. Kompatibilne su s uljenim bojama.

Alkidne smole suive na zraku modificirane su suivim i polusuivim uljima (laneno, sojino, suncokretovo, ricinusovo itd.) ili masnim kiselinama. Koliina ulja moe biti razliita. U polumasnim smolama koliina ulja iznosi 45- 60%. Masne alkidne smole imaju vie od 60% ulja. Otapaju se u ugljikovodicima (white spirit, uljni razrjeiva itd). Sue se, kao i obina veziva sa suivim uljima, djelovanjem kisika iz zraka uz prisustvo sikativa. Smola poboljava otpornost na oksidaciju, umreavanje, razgradnju i uenje. Vei postotak ulja omoguuje bolje razlijevanje, osobito pri nanoenju kistom, trajnu elastinost i otpornost na atmosferske utjecaje. Suenje nekih tipova polumasnih alkidnih smola (45-50% ulja) moe se malim poveanjem temperature znatno ubrzati pa se koriste kao veziva za lakiranje u industriji automobila. Zbog dobre podnoljivosti s pigmentima koriste se za industrijske lakove i boje, osobito za izradu antikorozivnih temeljnih boja.

Za proizvodnju lakova za umjetnike svrhe jo nisu dovoljno usavrene. Talens proizvodi Decorfin lak na bazi alkidnih smola, koji s vremenom uti i odmah postaje nereverzibilan (netopljiv).

Ugljikovodine smole Ugljikovodine smole imaju izvanredne osobine, no kako su jos nedovoljno testirane u praksi nismo ih naveli kao standardne smole za lakove u restauraciji. No, sudei prema osobinama slijedeih smola trebalo bi oekivati da e se vrlo brzo nametnuti kao logian izbor, posebno kao kvalitetni lakovi , zbog topljivosti u nepolarnim otapalima, male mol. mase , stabilnosti i otpornosti, povoljnog Tg-a itd..

22

Arkon P-90

(potpuno zasien aliciklini ugljikovodik; C9 hidrogenirana ugljikovodina smola)

Pripada skupini novijih nisko-molekularnih smolnih lakova. Arkon smole su razvijene za upotrebu kao uguivai za ljepila koja lijepe pod pritiskom. U industrijskoj su se proizvodnji koristile kao modifikatori sjaja u bojama i uguivai u ljepilima. Poetkom 1990. poinju se primjenjivati u restauraciji slika.

Proizvode se u Japanu, a na trite dolaze kao bezbojne prozirne kuglice kupolastog oblika (eng. dome-shaped pellets). Ova 100% hidrogenirana ugljikovodina smola se otapa u svim white spiritima, terpentinu, ksilenu i toluenu, a ne otapa se u izo-propanolu, etanolu i acetonu. Nepolarne smole se ne otapaju u polarnim otapalima kao to su etanol i aceton jer ne sadre karbonilne i hidroksilne skupine.

Za lakiranje se obino koristi 25%-tna otopina smole. Dobro zasiuje boje i moe postii visok sjaj (nalik je mastiksu).

Polarnost sintetskih nisko-molekularnih smola starenjem se poveava kao poslijedica stvaranja vrsta koje sadre ketonske i hidroksilne skupine te skupine karboksilne kiseline, pa film laka zahtjeva polarnija otapala za uklanjanje, ali ne jaa od, primjerice, smjese toluena i cikloheksana (50/50).

Sve su ove smole izrazito stabilne, otporne na UV zraenje i atmosfersku oksidaciju, te topljive u alifatskim i aromatskim ugljikovodicima.

Escorez 5380

je ciklo-alifatska ugljikovodina smola, u formi hidrogeniranog polistirena. Kao i Arkon, i Escorez je u poetku bio koriten kao uguiva za razna ljepila, izmeu ostalih, i za EVA-u. Ranih 1990-ih Berger poinje testirati uporabu Escoreza kao smole za lakiranje. Na trite ga plasira kao 30%-tnu otopinu u nisko-aromatinim ugljikovodicima, uz dodatak 5% plastifikatora. Ova lak-otopina daje deblje premaze visokog sjaja.

uva li se dui period u skladitu, suha smola formira velike grude, to ukazuje na to da ima niski Tg odnosno da je relativno meka (ne-krta) smola. Testovi starenja pokazuju da je lak-film ove smole stabilan, ali ipak manje od Arkona i Regalreza.

Regalrez 1094

(kemijski naziv: hidrogenirani oligomer stirena i alfa-metil stirena; 100% hidrogenirana ugljikovodina smola) takoer pripada skupini novijih nisko-molekularnih smolnih lakova. Prvo se koristio kao uguiva u taljivim ljepilima, a od nedavno ulazi u upotrebu kao primarni sastojak Gamvar laka za slike. Koristi se na uljenim, akrilnim i alkidnim slikama. U restauraciji se poinje koristiti kao lak od 1991. godine, i to kao zamjena za prirodne smole (za lakiranje se koristi 20 40 %-tna otopina smole).

Regalrez na trite dolazi u formi krutih bezbojnih prozirnih ljuskica i bijelog praka. Topljiv je u white spiritima, terpentinu, ksilenu, toluenu. Kako se potpuno otapa u alifatskim ugljikovodicima (dakle otapalima koja ne sadre aromate), doputa i nanoenje kistom. Nije topljiv u polarnim otapalima: izo-propilnom alkoholu, etanolu i acetonu, pa se moe koristiti kao meu-lak kada se retu izvodi bojama koje kao vezivo sadre PVAc, Paraloid B-72 i sl. smole.

Tg raznih vrsta regalreza varira od smola tekuih na sobnoj temperaturi (Tg na -22 oC) do onih koje omekavaju tek na 84 oC. Stari procesom fotokemijski izazvane autooksidacije. Starenjem ne uti, ali bez

23

dodavanja stabilizatora postaje krt/krhak. Predvia se da e stabilizirani Regalrez biti jedan od najstabilnijih proizvoda u dananjoj konzervaciji (stabilniji je od Arkona).

VOSKOVI

Voskovi se sastoje od dugih lanaca ugljikovodika, kiselina, alkohola, estera dugolananih kiselina i viih alkohola ili smjese ovih spojeva. Voskove izgrauju zasieni spojevi to rezultira njihovom kemijskom stabilnou. Starenjem vosak ne oksidira niti polimerizira. Naalost, vosak penetrira u materijal i ne moe se potpuno ukloniti, pa sprjeava upotrebu drugih materijala. Nepolaran je i ne prihvaa druge materijale koji su polarniji od njega. U konzervaciji se smatra da '' zatvara vrata za sve mogunosti.

Vosak se koristi od najranijih vremena. U starom Egiptu upotrebljavao se za lijepljenje, za povrinsku zatitu bojenih premaza i skulptura i u

gradnji brodova. Grci i Rimljani ga takoer koriste kao vodonepromoivi materijal. Najpoznatija njegova upotreba je kao vezivo poznatih Fayumskih portreta u Egiptu iz rimskog perioda.

Vosak se koristi kao materijal za modeliranje i lijevanje, za zatitu i poliranje, kao sastojak slikarskih medija, komponenta votanosmolnih masa za dubliranje u restauraciji, u impregnaciji krhkih materijala ili u tretmanu nabubrenog drva, s voskom kao to je polietilenglikol, koji se otapa u vodi. Koristi se i kao sredstvo za izolaciju kalupa.

Zbog topljivosti koja raste zagrijavanjem, zatite i trajnosti, voskovi su iznimno kvalitetan materijal za povrinsku zatitu slika. Sastojci voska su u najveoj mjeri zasieni spojevi, to rezultira njegovom kemijskom stabilnou i postojanou.

Za lakiranje slika voskovi se koriste na sljedee naine:

1. Kao dodatak smolnoj otopini gdje djeluju kao plastifikatori jer usporavaju hlapljenje otapala i produuju vrijeme otvrdnjavanja laka.

2. Vosak se koristi i kao sredstvo za matiranje. Mikrokristalini vosak je netopljiv u hladnim otapalima pa se koristi kao agens za matiranje. Vosak se diperzira u laku laganim zagrijavanjem otopine.

3. Kao votane paste (vosak + otapalo -white spirit) koje slikari rado koriste. Za tu svrhu su najpogodniji karnauba vosak i tvrdi mikrokristalini voskovi. Lak od karnauba voska je malo sjajniji od mikrokristalinog voska. Poliranjem se molekule voska pokreu i mehaniki slau, ime se postie sjajna povrina karakteristinog votanog sjaja.

Meka votana pasta.

- 1 dio voska (mikrokristalinog ili pelinjeg) na vodenoj kupelji otopi se u

- 2 dijela white spirita

Tvrda votana pasta:

- 2 dijela pelinjeg ili mikrokristalinog voska

24

- 1 dio karnauba voska

- 6 dijelova white spirita

4. Vosak se takoer koristi i za zatitu laka (iznad damar laka i njegovih sintetskih zamjena-ketonskih smola). S voskom se malo smanjuje sjaj ketonskog laka i ujednaava sjaj slike. Za intenziviranje boje odgovoran je lak koji je u direktnom kontaktu s bojom. Vosak je izvrsna zatita za vlagu i plinove.

VRSTE VOSKOVA

Voskovi se po porijeklu dijele na mineralne, biljne, ivotinjske i sintetske polimer voskove. Razlikuju se po tvrdoi, krtosti, ljepljivosti, sjaju, boji itd. Mijeanjem voskova mogu se dobiti odreena svojstva ovisno o potrebi. Topljivi su u masnim otapalima i svim otapalima koja se mijeaju s uljem. Zagrijavanjem na vodenoj kupelji otapanje je bre i potpunije.

Mineralni voskovi

Ekstrakcijom iz nafte dobivaju se:

1. Parafin voskovi- po sastavu su ugljikovodici parafinskog niza. Talita su im na 52-570C. Krti su, male jakosti, relativno su transparentni. Zbog veih molekularnih teina ugljikovodika, kristaliziraju u veim kristalima od mikrokristalinih voskova. Imaju iroku primjenu jer su vrlo otporni, stabilni i inertni.

2. Mikrokristalini voskovi- imaju talita od 60-950C. Uglavnom se sastoje od visoko razgranatih ugljikovodika. Jako su otporni i elastini, jake snage lijepljenja pa se koriste kao konsolidanti (uvruju krhke materijale). Neto su pokrivniji od parafinskih voskova i manje su sjajni. Englezi proizvode Cosmolloid mikrokristaline voskove raznih stupnjeva tvrdoe. Za lakiranje se najee koristi Cosmolloid 80 H. Talite mu je na 84-900C. Mikrokristalinini vosak se ne otapa u hladnim otapalima pa se koristi kao agens za matiranje u lakovima. Osim u white spiritu ovi voskovi se otapaju u terpentinu, petroleju i drugim benzinskim frakcijama.

Smjesa mikrokristalinog i parafin voska pripremljena kao pasta u ugljikovodinim otapalima preporuuje se za poliranje, a sastoji se od:

100 g Cosmolloid 80H

25 g parafin vosak ili PE vosak

300 ml alifatskih ugljikovodika

Tvra pasta moe se dobiti zagrijavanjem zajedno:

90 g Cosmolloid 80H

30 g Ketonske smole

200 ml otapala

Mijea se dok se smjesa ne ohladi.

Ekstrakcijom iz raznih vrsta ugljena, treseta i bitumena dobivaju se:

3. Montan voskovi- talita su im izmeu 76 i 920C. Tvrdi su i tamni pa se ne koriste u lakiranju, osim kao manji dodatak.

25

4. Ozokerit voskovi - talita su im na 80-1000C. Mogu biti dosta mekani , ali ima i tvrdih kao gips. Starenjem postaju sve tvri. Boja im takoer varira od svijetloute do vrlo tamne.

5. Cerezin voskovi -talita si im na 44-770C. Proizvoai im danas dodaju ak do 80% parafina ili kolofonij da bi izgledali kao pelinji vosak.

Biljni voskovi 1) Kandelila vosak (kandila), dobiva se iz trske Europhorbia cerifera koja raste uglavnom u Meksiku i Teksasu. utosmee je boje, slian karnauba vosku, ali nije toliko tvrd kao karnauba.

2) Karnauba vosak, dobiva se iz lia brazilske palme Copernicia prunifera. Vrlo je tvrd i dosta sjajan. Tali se na 82-860C. Vrlo je otporan. Dodaje se drugim voskovima da im povisi talite, povea tvrdou, otpornost, sjaj, smanji ljepljivost na prainu i tendenciju da ih mraz kristalizira. Proizvodi se umjetno bijeljen jer su i najfinije vrste dosta tamne. Karnauba vosak se sastoji od triterpena i estera dugih lanaca alkohola i kiselina ( maksimalni broj atoma ugljika je 56).

c) Ouricury vosak, vrlo je slian karnauba vosku. Dobiva se iz palmi u Brazilu. esto se prodaje pod nazivom karnauba. Osobine su im gotovo iste.

d) Japan vosak lue stabla Rhus vernicifera na plodovima kao zelenkasti pramaz.

e) Esparto vosak, dobiva se od esparto trave Stipa tenacissima. Punski vosak kojeg spominje Plinije bio je zapravo esparto vosak.

karnauba vosak

Voskovi ivotinjskog porijekla 1) Pelinji vosak ima talite na oko 64oC. Temperatura taljenja starenjem ostaje konstantna i bila je jedna od znaajnih karakteristika u ranim analizama muzejskih materijala. Najkvalitetniji pelinji vosak je onaj od mladog saa u kojeg pele jo nisu stavile med. Pelinji vosak se sastoji od ugljikovodika s 25-35 atoma ugljika u molekuli, estera i slobodnih kiselina kojih ima 12%. Otapa se potpuno u kloroformu CHCl3 i tetraklormetanu CCl4. Porastom temperature raste mu topljivost i u drugim otapalima, kao to su terpentin, white spirit itd.

Od prljavtine se vosak isti tako da se u sitnim komadiima stavi u posudu s veom koliinom vode i zagrijava na temperaturu ne viu od 700C dok se ne otopi. Nakon hlaenja na povrini se stvori votana kora. Sve neistoe koje su bile u vosku padnu na dno ili se prilijepe odozdo i struganjem uklone. Postupak ienja se moe ponoviti vie puta.

Bijeljeni pelinji vosak, koji se kupuje u trgovini, izbijeljen je kemijskim putem, luinama ili kiselinama. Zbog moguih ostataka ovih sredstava moe kasnije doi do oteenja boje. Stari recept izbjeljivanja voska je da se vosak rastali na vodenoj kupelji i rastaljen ukapava u posudu napunjenu zasienom otopinom stipse. Posuda se trese da vosak u kapljicama padne na dno. Vosak se vadi i danima izlae rosi i suncu. Ovim postupkom se vosak izbijeli, ali postaje

26

tvri. Nakon izbjeljivanja potrebno je vosak ispirati vodom, suiti i ponovo rastaliti. Jedan stari nain bijeljenja bez upotrebe kemijskih sredstava je da se vosak pretopi u vrlo tanak sloj i dri na suncu, rosi, zraku jedan do dva mjeseca.

Pelinji vosak je skup pa ga esto mijeaju s lojem, kolofonijem ili parafinom. Patvorina se moe otkriti kad se vosak ree hladnim noem. isti pelinji vosak se lijepi samo za otricu noa, dok e se patvorina lijepiti sa strane.

2) Stearin se proizvodi hidrolizom uglavnom ivotinjskih masti i raznih ulja. Po sastavu je smjesa masnih kiselina. Izgledom je slian biljnim i ivotinjskim voskovima, ali se po osobinama razlikuje. Bijel je, mastan na dodir. Nema ljepljivosti. Uglavnom se koristi u proizvodnji svijea i u kozmetici. U manjim koliinama moe se dodati drugim voskovima, posebno kad im se eli smanjiti ljepljivost.

Sintetske tvari sline voskovima

1.) Polietilen glikoli su polimeri etilen glikola, nalikuju voskovima. Polietilen glikoli manje molekularne teine su tekuine poput glicerola. Topljivi su u vodi. Najvie se koriste u konzerviranju drva koje je stradalo od vode, u restauriranju konih predmeta, ali i u lakiranju.

2.) Polietilen ( PE) voskovi su niskomolekularna vrsta polietilena. Slini su parafinu i polietilen glikolima. Polietilen je slabo topljiv na sobnoj temperaturi. Otapa se zagrijavanjem (70oC) u ugljikovodicima i kloriranim otapalima. Inertan je na mnoga organska otapala i vodene otopine kemikalija. Podlijee fotooksidaciji, umreavanju i razgradnji.

27

sintetski voskovi ; tabelarni prikaz voskova ( M.K.Hozo- Slikarstvo,metode slikanja i mterijali)

28

FIZIKALNA SVOJSTVA SMOLA I LAKOVA TOPLJIVOST Topljivost smole u odreenom otapalu znai da se smola u njemu lako otapa i da daje bistru otopinu. Netopljivost znai da se smola u otapalu nee otopiti ili e se otopiti vrlo malo. Ako se mala koliina takvog otapala doda gotovoj otopini smole, ona e se zamutiti ili e se smola istaloiti.

Sve smole koje se koriste za proizvodnju lakova otapaju su u otapalima koja ne oteuju osuene filmove boje, a to su otapala niske polarnosti. Nijedna smola ne zahtijeva otapalo jae polarnosti od toluena.

Damar smola i njeni sintetski supstituenti-ketonske smole, butilmetakrilati (Paraloidi B-67 i F-10) mogu se otopiti u otapalima najnie polarnosti, u tekim benzinima (white spirit).

Metakrilati, kao to je Paraloid B-72, otapaju se u toluenu, ksilenu ili dietil benzenu. Polivinilacetati takoer zahtijevaju jaa otapala (obino se koristi toluen).

Otapanjem moraju puknuti veze izmeu molekula polimera (smole).To se dogaa kad su veze izmeu polimernih molekula i molekula otapala jednake ili jae nego izmeu polimernih molekula. Molekule otapala penetriraju u polimer, uzrokuju bubrenje, odjeljuju molekule jednu od druge i dovode do otapanja smole (slika 2).

Ako moe samo mala koliina otapala penetrirati u polimer, takva otapala djeluju kao plastifikatori. Apsorpcija takvih molekula otapala uzrokuje bubrenje materijala koji onda postaje fleksibilniji. Gubitak plastifikatora dovodi do krtosti materijala.

Slika 16. 3 Proces otapanja smole; molekule otapala penetriraju izmeu molekula smole, uzrokuju bubrenje i otapanje smole (b)

29

Tablica 16. 3 Topljivost smola u otapalima

Etanol Izopropanol Aceton 1,1,1, Trikloretan Toluen White spirit

elak elak PMMA Damar Damar Damar PVB Mastiks PEMA Mastiks Mastiks PBMA

Mastiks Ketonske smole PBMA PEMA PMMA

Ketonske smole PnBMA PVAC PBMA PEMA

Paraloid B-67 CA PVAC PBMA

CN Ketonske smole PVAC

Pelinji vosak EVA

Topljivi nylon >400C PE >82 0C PE>660C Pelinji vosak i PE (zagrijani)

Objanjenje: CA= celulozni acetat, CN=celulozni nitrat, EVA= etilen/vinil acetat kopolimer, PBMA=polibutil metakrilat, PE=polietilen, PEMA=polietil metakrilat, PVAC=polivinil acetat, PVB=polivinil butiral

Smola se moe otapati u veem broju otapala. Za odreenu primjenu biraju se najpogodnija otapala. Obino su napisana kraj smole najea i najbolja otapala. Tako se npr. Paraloid B-72 otapa u toluenu (za lakove), u acetonu ( kad se koristi kao konsolidant za kamen), u nitrorazrjeivau, etil alkoholu, dietil benzenu itd.

Smole s viim relativnim molekulskim masama tj. viskoznije smole, zadravaju tragove otapala due, ak po nekoliko mjeseci, od smola s manjom relativnom molekulskom masom. Dugo djelovanje veine otapala nagriza vezivo u boji. Slika se zato ne natapa lakom u kojem ima malo smole (retu lakovi sadre manje smole).

Viskoznost Viskoznost je otpor kojeg tekuina prua gibanju susjednih slojeva. Viskoznost je mjera za unutranje trenje. Za tekuine koje su relativno nepokretljive kae se da su viskozne. to je relativna molekulska masa smole manja, manja je i njena viskoznost. Ako su molekule u tekuini dugake i razgranate tee se gibaju pa viskoznost raste. Pojednostavljeno, to je osobina otopine da bude u manjoj ili veoj mjeri tekua u odreenom otapalu pri danoj temperaturi. Pri odreenoj temperaturi i koncentraciji smole u laku, vie e biti tekua otopina smole koja ima malu viskoznost, pa e se lak bolje izlivelirati. Stvorit e se mikroskopski ravnija (glaa) povrina na lakiranoj slici, to e rezultirati jaim zasienjem boja i jaim sjajem. Viskoznije smole mogu se bolje izlivelirati ako se koriste sporo hlapljiva otapala. Na primjer, upotrebom dietilbenzena koji sporije isparava, Paraloid B 72 e se bolje livelirati i intezivirati boje, isto kao damar i njegove sintetske zamjene- ketonski lakovi.

Tvrdoa Lak mora biti tvrd jer titi sliku od mehanikog oteenja. Neki lakovi su tvrdi, ali krti, nisu dovoljno elastini i pucaju.

- tvrde lakove daju: Paraloid B-67, Paraloid B-72

- vrlo tvrde lakove daju: damar i ketonske smole

30

Tg ( glass transition temperature) To je temperatura iznad koje smolni film prelazi iz tvrdog staklastog u manje tvrdo i malo ljepljivo (za prainu) stanje. to je Tg neke smole vii od sobne temperature, vea je i tvrdoa filma. Za toplijeg vremena praina e se lijepiti na lak kojeg je Tg smole manji od 30oC .

Tg / 0 C smola

- damar.........................................................daleko iznad sobne temperature

- AV 2 (ketonska smola).............................daleko iznad sobne temperature

- PVA- AYAC (polivinil acetatna smola)...................16

- Paraloid B - 67.......................................................50

- Paraloid B - 72.......................................................40

Krtost ( elastinost) Elastinost je sposobnost laka da odolijeva stresu, sili rastezanja i tlaenja.

-elastini su ...................Paraloidi B- 72, Paraloid B- 67

- srednje elastini...........polivinil acetatni lakovi

- krti su ..........................ketonski lakovi, damar, mastiks

Dodatkom plastifikatora poveava se elastinost laka.

Relativna molekulska masa Openito, to je relativna molekulska masa vea, vea je viskoznost, povrinska tvrdoa, elastinost i Tg. Damar i mastiks i ketonski smole, zbog male relativne molekulske mase i manje viskoznosti smola dozvoljavaju vei sadraj smole u otopini i veu mobilnost molekula potrebnu za liveliranje laka. Zbog male relativne molekulske mase njihovi lakovi su manje elastini od smola s velikom relativnom molekulskom masom, kao to su akrilne smole.

Sposobnost zasiivanja (intenziviranja boje) Veliki sjaj slike i zasienost boje nisu uvijek neophodni. Sjaj povrine ovisi o njenoj glatkoi. Glatke povrine su sjajne zbog refleksije. Zato glatko oslikane povrine imaju intenzivnije boje. Na hrapavim povrinama dolazi do difuzne refleksije to smanjuje sjaj, povrina postaje mat, a intenzitet boje je manji. Na slikanom sloju hrapavost uzrokuju estice pigmenta koje stre iz povrine boje. Kod starih slika koje su esto iene, zbog ispiranja veziva izmeu estica pigmenta hrapavost je poveana.

Indeks refrakcije

Damar ima visoki indeks refrakcije pa e pigmenti dobiti vee zasienje boje. Paraloid B 72 ima manji indeks refrakcije od damara i ne daje dovoljno dubine i luminiscencije slici. Zbog niskog indeksa refrakcije polivinilacetatna smola malo mijenja zasienost boje.

Indeksi refrakcije veziva

31

- laneno ulje (svjee )................1,48

- laneno ulje ostarjelo ...............1,57

- damar..................................... 1,536

- ketonska smola AW 2.............1,52

- Paraloid B 72.........................1,487

- polivinil acetatna smola...........1,467

Konani izgled laka ovisi o izboru otapala, veliini molekula otopljene smole,viskoznosti laka, aditivima (plastifikatori i sredstva za matiranje), metodi aplikacije,.

Niska viskoznost dozvoljava bolje liveliranje filma, daje mu glau povrinu, smanjuje rasipanje svjetlosti i na taj nain pojaava intenzitet boja. Mala veliina molekula omoguuje kapilarnu penetraciju u film boje, popunjavanje mikroskopskih upljina i na taj nain jae zasienje, osobito na tamnim, posnim ili ispranim mjestima.

Izbor otapala je znaajan jer otapala koja sporije hlape omoguuju bolje liveliranje i penetraciju laka. Upotrebom jako hlapljivih otapala hladi se povrina laka i okolni zrak, na povrini se kondenzira vodena para u kojoj smola nije topljiva i film laka postaje zamuen.

Metoda aplikacije, koja je vezana uz izbor otapala moe najvie utjecati na izgled laka. Nanoenje kistom zahtijeva sporije hlapljiva otapala i daje jaa zasienja nego nanoenje prskanjem. Smanjivanje sjaja prilikom nanoenja laka kistom izvodi se brisanjem (otiranjem) laka kistom ili lupkajui ga dok se stee. Na ovaj nain moe se postii tanka i polusjajna povrina. Kod ketonskih lakova i kod Paraloid B 72 mora se stati pije nego lak postane ljepljiv.

Nanoenjem prskalicom moe se postii raspon od sjajnog do mat. Sprejanje pod veim tlakom, s vee udaljenosti, s brim pomicanjem prskalice i otapalima koja brzo hlape daje vie mat izgled slike i manji intenzitet boja. Zavrni film s blagim sjajem kao ljuska od jaja moe se postii prskanjem dvaju tankih filmova laka tako da se drugi film naprska samo nekoliko minuta nakon prvog, i to sa smanjenim protokom laka. Mlaz laka koji u sitnim kapljicama lagano pada na povrinu slike uzrokuje mat izgled.

Plastifikatori su dodaci koji lak ine elastinijim, a ponovno otapanje laka lakim. U tu svrhu se koristi manji dodatak nekog nekrtog voska, meke lak smole ili mali dodatak ulja (najee i najbolje makovog ili uguenog lanenog).

Stabilnost laka Stabilnost laka se oituje kroz tri faktora:1. Stabilnost boje znai da film laka ostaje bistar i bezbojan, da ne uti. Od lakova koji se danas koriste, damar starenjem najjae pouti, posebno ako se kao otapalo koristi terpentin. Mastiks uti bre i jae od damara i danas se zbog toga gotovo ne koristi, posebno u restauratorskoj struci. Ketonske smole su njihove sintetske zamjene i ute daleko manje. Paraloid B 72 i PVAC smole ne ute.

dskoloracija i deformacija laka

32

2. Stabilnost reverzibilnosti

Ostarjeli lak mora biti reverzibilan. Mora zadrati sposobnost otapanja u otapalima s kojima je bio pripremljen (blaga otapala koja nee otetiti sloj boje kod eventualnog uklanjanja laka prilikom restauracije slike). Naroito su lazure osjetljive na otapala. U mediju za slikanje lazura, esto je dio ulja zamijenjen lakom (damar ili mastiks) jer laneno ulje uti, a time se postie i vea prozirnost i dubina lazura. Umjesto dijela lanenog ulja u medij se esto dodavalo makovo ulje, koje manje uti, ali daje manje vrst i manje otporan film. Dakle, lazure su esto vrlo osjetljive na otapalo koje se koristi za skidanje laka pa treba koristiti samo blaa otapala koja ne oteuju boju.

Reverzibilnost laka je prvi uvjet kojega smola mora ispunjavati da bi se uope mogla koristiti u slikarstvu i restauriranju. Tako paraloid B-72 zadrava reverzibilnost i ostaje nepromijenjen 200 i vie godina.

3. Kemijski procesi

Kemijski procesi koji dovode do promjena u strukturi su oksidacija koja moe izazvati pucanje molekularnih lanaca (naroito sporednih lanaca), to dovodi do slabljenje laka, ili povezivanje molekularnih lanaca umreavanjem, to uzrokuje krtost i sve teu topljivost. Zbog oksidacije primjesa u smolama dolazi do promjene boje. Lakovi postaju uti. Damar i mastiks starenjem rapidno oksidiraju i zahtijevaju za uklanjanje jaa polarna otapala, koja tete sloju boje, kao to su toluen, ksilen, aceton ili alkoholi koji u duem kontaktu s bojenim slojem mogu uzrokovati otapanje sloja boje.

Materijali se po stabilnosti boje, reverzibilnosti i strukturnoj stabilnosti klasificiraju po Felleru u klase:

A klasa - materijali koji zadravaju sve svoje osobine due od 100 godina (Paraloid B- 72 i PVAC).

B klasa- materijali koji zadravaju sve svoje osobine 20-100 godina (butilmetakrilati, damar i ketonske smole ).

C klasa- materijali kod kojih se zapaze promjene za manje od 20 godina (damar otopljen u terpentinu, mastiks, elak).

Svjetlost, posebno, ultraljubiaste zraka koje su energijom bogatije, oteuju lakove. Stabilizatori su dodaci koji poboljavaju stabilnost laka i produuju mu vijek trajanja. Djeluju kao inhibitori, antioksidansi i UV apsorberi. U lakovima se koriste samo bezbojna sredstva..

Sredstva za matiranje dodaju se lakovima da bi se smanjio sjaj, a time i zasienost boja. Danas se najvie koriste mikrokristalini voskovi (Cosmolloid 80 H ) ili aerosol silica (SiO2 ) u malim koliinama. Kad se za matiranje koristi prirodni pelinji vosak, treba mu dodati malo karnauba voska ili nekog drugog tvrdog voska, najbolje mikrokristalinog, kako bi se povisio Tg, tvrdoa i smanjila ljepljivost na prainu. Vosak se moe dodati u koliini do 47% u odnosu na suhu smolu. Aerosol silica se obino dodaje u koliini 1-2% na koliinu laka (maksimalno do 18% na ukupnu vrstu tvar u laku).

Vosak usporava stvrdnjavanje laka jer usporava hlapljenje otapala, koje ostaje due u kontaktu sa slojem boje i moe otapati vezivo bojenog sloja.

33

jos jedan primjer tamnjenja laka i oiene povrine

Povijesni pregled upotrebe lakova ( saetak prema D.Vokiu)

Egipat- koriteni su balzami stabala i smole rastaljene ulju. Na nekim predmetima i lijesu iz 1300. g. pne. naen je lak sa malim dodatkom voska, lako topiv u alkoholu i bez oteenja podloge- vjerojatno se radi o prirodnom balzamu koji je vrlo vru nanesen na boju. Na ljesovima iz 1000 g. pne. Naen je lak od mastiksa u ulju. Radi se o cedrovom ulju jer nije jo bilo poznato laneno ulje. Stari, uljni lakovi zbog gustoe morali su se nanositi zagrijani, na suncu, esto su utrljavani dlanom.

U Perziji, Kini, Indiji a kasnije i u Japanu nalazimo na sline lakove. Posebno je zanimljiv uveni kineski lak koji se koristi ve oko 1100. g. pne. Radi se o izluevini tzv. Lak stabla. Ovaj lak sui se i u vlanoj atmosferi pri 20 (oksidacijom enzima) kao i na 200 (oksidacijom) . Sui kroz 5-6 sati, a nanosio se i u do 60 slojeva ( u Japanskoj umj.).Dodatkom tung ulja (20%) smanjuje mu se krtost, lake se polira. Ovaj lak je vrlo otporan i imao je raznu upotrebu, ali nedostatak mu je nereverzibilnost i tamni ton. U 18. st. Dolazi u Evropu, esto zamijenjen kombinacijom kopala i lanenog ulja sa dodatkom terpentina ( ili alkohola).

34

Nadalje, Plinije spominje grkog slikara Apellesa koji stavlja na svoje slike sloj tzv. atramentuma, neku vrstu tamnijeg laka kojim postie izvanredne efekte dubinskog svjetla. Pretpostavlja se da je rije o asfaltu ( fos. smola, loe svojstvo joj je omekavanje pod utj. topline, zbog ega ima nepoeljnu tendenciju prodiranja tj. irenja kroz slojeve slike kojima daje tamno smei ton) , otopljenom u terpentinu ili petroleju. Zanimljivo je da je terpentin i petrolej poznat ve 460 g. prije Krista pa ipak do 18.st uglavnom nailazimo na upotrebu uljenih lakova?!

Plinije takoer spominje mastiks i terebint.

Lucca manuscript iz 8. st. navodi slijedei vrlo komplicirani recept za lak:

- laneno ulje

- smola bora

- galban, perzijska smola

- cvijet topole

- guma badema

- smola jele i aria

- frankincese, smola iz Afrike ili Azije

- mirha, tropska smola

- mastiks

- sandarak ili jo bolje jantar

- trenjina guma

Sve smrvi u ulje, zagrij na pei bez plamena ( da ne kipi! )

12.st. Teophilus spominje tzv. 'fornis' od sandaraka ( recentna smola od empresa iz sjev. Afrike ili borovice iunisperus ) i dva naina pripreme:

1. smola i ulje otapaju se skupa

2. prvo rastali smolu pa ulij u vrelo ulje- ovaj nain je bolji

'fornis' se mijea i tue dok se postupno hladi.

Sandarak slii na mastiks ali je crvenkast, jako tamni ali manje od kolofonija.

Ime luke u sjev. Africi Berenice, vjerojatno skriva porijeklo rijei vernice = vernis, firnis, naziv za lak .

Od 12. 15. st. uglavnom se koristio mastiks ili sandarak rastaljen u lan. ulju sa dodacima kolofonija, ol. bijele ili ute ( sikativno djel. ), nastruganog olova(! ukuha se ili ostavi u laku ), orahovog ulja, raznih balzama, zatim jantar i kopalne smole, bjelanjak kao lak

Kolofonij- dugo dri otapalo pa je ljepljiv za prainu i loe djeluje na sloj boje ispod laka zbog prisustva otapala, brzo tamni, krt je

Kopali : recentni, meki-Manila i tvrdi fosilni-Zanzibar. Rastale se i dodaju u vrelo ulje kao i sandarak.Od 16.st uobiajen je dodatak otapala radi lake razmazivosti laka.

35

Tzv. vodeni lakovi- lakovi su na bazi bjelanjka, gumiarabike, guma trenje i badema

15.st. Bolonjski manuscript : -2 dijela junipera ( sandarak-iunisperus)

-2 dijela ulja lana

- kuhaj pola sata

16.st. prvi put se spominje Benzoj, tamna smola sa Sumatre otopljena u alkoholu, Leonardo dodaje sjeme goruice (senf?) u lak, Armanini ve u 3 od 5 recepata ne spominje ulje kao lak ve smole i balzame u otapalima; npr. balzam jele tj. strasburki terpentinski balzam otopljen u petroleju.

U 16. i 17. st. raste upotreba terpentina u slikanju i lakiranju, koristi se i lavandino ulje, alkohol i petrolej.

De Mayerne daje vie od 60 recepata, mjeavina smolno-uljnih lakova i otapala, navedimo samo dva primjera:

lavandino ulje, venecij. terpentin, mastiks

ven.terp., terpentin, sandarak, (ili mastiks) + par kapi ulja za jai sjaj i elastinost

Takoer se koriste i vodeni lakovi, najee kao privremeni lakovi od tutkala , bjelanjka i guma.

18. i 19. st. obiljeava pomodnost imitiranja starih majstora i upotreba toniranih tamnih lakova radi stvaranja patine, s jedne strane dok istovremeno se koriste i prozirni bezbojni lakovi.

19.st. esta upotreba bjelanjka kao privremenog laka. Ukoliko se ne zamjeni svako tri tjedna postaje nereverzibilan, zamuti se i posivi kroz par mjeseci, netopiv ni u rog. otapalima. Nekad je ovaj sloj ostao ispod smolnog laka i naruio izgled slike,

navedimo ipak recept: - bjelanjak se istue u pjenu (doda se 5% eera ili glicerola kao plastifikatora ) i ostavi 24 sata da se pjena otopi, razrijedi se sa vodom ( s alkoholom 1:1 ) da bude elastiniji.

Nailazimo na dva pristupa lakiranju u 19.st.: homogeni i nehomogeni s obzirom na to da li iste smole koriste u slikanju i lakiranju ili razliite. Kod homogenog lake je otetiti smolu u lazuri kad se skida lak i slika je sklonija krakeliranju. Zato je lake restaurirati nehomogeni lak. Jedno je rjeenje ostavljanje tankog sloja homogenog laka koji e biti trajni a zatim stavljanje nehomogenog sloja koji e se restaurirati.

ak i u 19. st. ima jo upotrebe balzama i kolofonija u lakiranju slika, a preporuuje se i davanje tankog pripremnog namaza lanenog ulja sa malo lavandinog, dva dana prije nanoenja laka kako bi se smanjio stres stezanja laka.

1829. je godina kad se poeo koristiti damar, do danas koriten, jedna od najvanijih prirodnih smola za lakove uz mastiks.

U dvadesetom stoljeu od 30-ih godina poinje upotreba akrilnih i pvac smola, zatim ketonske, alkidne, aldehidne, ugljikovodine, nitrocelulozne, silikonske

Lak titi sliku od dodira i vlage, zraenja i plinova, a estetski daje slici ujednaen sjaj ili matira te intenzivira boju..Retu lak je u principu obian lak ali manje koncentracije, a koristi se za ujednaavanje sjaja matiranih dijelova npr. te kao privremena zatita.

Vano je spomenuti i vosak koji je koriten za slikanje jo u starom vijeku i antici( pa i za zidno slikanje!), no od 9. do 16 st. rijetko se spominje a do 19.st. ne koriste se votani lakovi.Vosak u obliku votane paste odlina je zatita kako za slikani sloj, tako i za lak sam (naroito za damar) jer stvara dodatni zatitni sloj od vlage i agresivnih plinova (sumpornih).Vosak kao dodatak laku- lak matira, plastificira, moe se nanijeti kao pasta od pelinjeg voska sa dodatkom karnauba voska ili samo od cosmoloid h80 tj. mikrokristalinog voska. Karnauba se takoer moe samo lagano zagrijati i nanositi na sliku trljanjem.

Cosmoloid h80 tvri je od pelinjeg voska pa u njemu ne ostaje trag prsta, praina i lako se polira zbog kristalinosti.