Werniksy akrylowe

Jerzy Ciabach

Werniksy akrylowe

Ochrona Zabytków 54/1 (212), 30-35

Jerzy Ciabach

Zakład Konserwacji Elementów i Detali Architektonicznych In stytu tu Z abytkoznaw stw a i Konserw atorstw a UMK, Toruń

WERNIKSY AKRYLOWE

O becnie w erniksy akrylow e pro d u k o w an e są p ra ­ wie w yłącznie z p o lim e ta k ry la n u izobutylu) o n ied u ­ żym stopniu polim eryzacji. N ajpopularniejszym i ga­ tunkam i handlow ym i są Paraloid В 67 (Rohm and Haas) i Plexigum P 28 (Rohm ). W erniksy z p o lim e ta ­ krylanu izobutylu) pojaw iły się w latach czterdzies­ tych, najpierw w USA, nieco później w Europie. Wcze­ śniej, w 2 poi. lat trzydziestych zaczęto używać do

w yrobu w erniksów p o lim e ta k ry la n u n -b u ty lu ), żywi­ cy bardziej miękkiej i przez to, niestety, bardziej p o ­ datnej na brudzenie się. To właśnie ta ostatnia w ada (obok podatności na sieciow anie po d w pływ em UV) spraw iła, że w erniksy z p o lim e ta k ry la n u n -b u ty lu ) podzieliły los w erniksów w ytw arzanych z poli (octanu w inylu). N iem niej jednak, jeszcze w późnych latach osiem dziesiątych niektóre firmy w ytw arzały w erniksy z tej żywicy, np. L efranc-B ourgeois (werniksy 811, 827 i 828) i Sennelier (Vernis acrylique sa tin é )1. Poza w spom nianym i żywicami do w yrobu w erniksów uży­ wa się także Paraloidu В 72 (kopolim eru m etakrylanu etylu i akrylanu metylu) oraz m ieszanin żywic, np. p o lim e ta k ry la n u izobutylu) i żywicy cykloheksanono- wej. N iek tó re spośród współczesnych w erniksów akry­ low ych zawierają fotostabilizatory, a w wersji m atow ej — d o datek bielonego w osku pszczelego, syntetyczne­ go m ikrow osku lub krzem ionki koloidalnej. Jako ro z ­ puszczalnika używa się najczęściej benzyny lakowej o śred­ niej zaw artości zw iązków arom atycznych (3 0 -4 0 % ).

W erniksy w ytwarzane z p o lim etakrylan u n-butylu)

W 1936 r. firm a D uP ont w prow adziła na rynek p o ­ lim etakrylan n-butylu) o nazwie handlowej Lucite 44. W dw a lata później J. W eber zaczął używać tej żywicy do w ytw arzania pierw szego kom ercyjnego w erniksu akrylow ego Synvar (od ang. Synthetic Varnish). N ieco wcześniej z w erniksam i na bazie Lucite 44 ekspery­ m ento w an o w Fogg A rt M useum w USA2. W latach pięćdziesiątych pow szechną praktyką w USA stało się nakładanie w erniksów dw uw arstw ow ych: p o lim e ta ­ krylanu n -b u ty lu ) jako pierwszej w arstw y i p o lio c ta ­ nu winylu) jako drugiej. U m ożliw iało to usunięcie zabrudzonego w erniksu w ierzchniego bez naruszenia

spodniego. W razie potrzeby w erniks z p o lim e ta k ry ­ lanu n -b u ty lu ) m ógł być usunięty przy pom ocy benzy­ ny lakowej bez naruszenia olejnej w arstw y m alarskiej к Z p ro d u k tó w kom ercyjnych pow szechnie znane i stosow ane były takie w erniksy jak G rum bacher Pic­ ture Varnish, G rum bacher N ew Picture Varnish i G rum ­ bacher H yplar Varnish Spray.

O d lat pięćdziesiątych aż po późne lata osiem dzie­ siąte p o lim e ta k ry la n n -b u ty lu ) stosow any byl jako spoiw o (farby, utrw alanie m alow ideł ściennych) oraz jako żywica do im pregnacji m ateriałów porow atych (w apienie, tynki, d rew n o )4. W latach osiem dziesiątych firm a Lascaux R estauro w prow adziła na rynek dw a produkty: Lascaux Acrylic Resin P 5 5 0 -4 0 T B i Las­ caux P 5 5 0 -3 5 M att, k tó re znalazły zastosow anie jako spoiw a i im pregnaty5. W ytwarzano je z Plexisolu P 550, poli (m etakrylanu n -b u ty lu ) firm y R öhm .

P o lim e ta k ry la n n -b u ty lu ) jest żywicą m iękką i ela­ styczną. Jego te m p eratu ra zeszklenia jest stosunkow o niska i w ynosi ok. 20°C . Pod w zględem właściwości fizykom echanicznych p o lim e ta k ry la n n -b u ty lu ) zbli­ żony jest do poli(octanu w inylu). Ten ostatni jest jed­ nak dużo mniej o d p o rn y na działanie wilgoci i m ikro­ organizm ów . P o lim e ta k ry la n n -b u ty lu ) rozpuszcza się w w ęglow odorach arom atycznych, estrach, ketonach, eterach glikolu etylenow ego, ch lo row copochodnych w ęglow odorów alifatycznych i arom atycznych. G a­ tunki o niedużym stopniu polim eryzacji rozpuszczają się także w benzynach lakierniczych o zaw artości w ęg­ lo w o d o ró w arom atycznych nie mniejszej niż 15%. W przypadku g atu n k ó w o wyższym stopniu polim ery­ zacji niezbędne jest „w zm ocnienie” benzyny w ęglow o­ doram i arom atycznym i, np. toluenem lub ksylenem .

Począwszy od p o lim e ta k ry la n u n -p ro p y lu ), p oli­ m etakrylany należą do p olim erów sieciujących zarów ­ no po d w pływ em energii cieplnej jak i prom ienistej. Jednocześnie z procesem sieciow ania przebiega proces degradacji, ale jego w ydajność jest nieduża, np. dla p o lim e ta k ry la n u n -b u ty lu ) stosunek w ydajności p ro ­ cesów degradacji i sieciow ania w ynosi ok. 0,2. Postę­ pującej w m iarę upływ u czasu utracie rozpuszczalności nie tow arzyszy żółknięcie ani w ydzielanie się p ro d u k ­ tó w lo tn y ch 6. Dotyczy to czystych (niepigm entow a- nych) polim erów . N iek tó re pigm enty m ogą

katalizo-1. N . S o n o d a , J. P. R io u x , I d e n tific a tio n d e s M a té r ia u x S y n th é tiq u e s

d a n s les P e in tu res M o d ern e s, „Stu d ies in C o n se r v a tio n ” 1 9 9 0 , 3 ,

s. 1 8 9 . .

2 . H . Irgang, (w :) W . S a m et (c o m p ile r), P a in tin g C o n s e r v a tio n

C a ta lo g , v o l. 1, V arnishes a n d Su rface C o a tin g s, T h e A m erica n

In stitute fo r C o n ser v a tio n , W a sh in g to n , D . C ., s. 1 6 1 .

3 . C. K eck, H o w to care o f y o u r p ic tu re s, T h e M u seu m s o f M o d e r n A rt and th e B ro o k ly n M u seu m 1 9 5 4 , s. 2 4 .

4 . J. C ia b a ch , Ż y w ic e i tw o r z y w a s z tu c z n e s to s o w a n e w k o n se rw a c ji

z a b y tk ó w , w y d . U M K , T o ru ń 1 9 9 8 .

5 . L ascaux R esta u ro 1 9 8 9 . L ascaux A crylic R esin P 5 5 0 - 4 0 T B . R 1 5 9 .

6 . R. L. F eller, S p e e d in g u p P h o to c h e m ic a l D e te r io r a tio n , „B ulletin Institu t R o yal du P a trim o in e A r tistiq u e ” 1 9 7 5 , 1 5 , s. 1 3 5 .; J. C ia ­ bach , B a d a n ia n a d p r z e m ia n a m i ż y w ic te r m o p la s ty c z n y c h p o d w p ł y ­

w ać reakcje prow adzące do w ydzielania się lotnych substancji m ałocząsteczkow ych7. Konserwatorzy, k tó ­ rzy mieli okazję usuw ać w erniksy z p o lim e ta k ry la n u n-b u ty lu ) po 15 latach* stw ierdzili, że zabieg ten nie nastręczał żadnych trudności. U suwanie w erniksu n a­ łożonego przed 30 laty w ym agało już użycia ro zp u ­ szczalnika V M &c P N ap h ta w zm ocnionego ksylenem lub toluenem , a naw et użycia tych ostatnich w czystej p o staci9. C zterdziestoletni w erniks w ym agał natom iast użycia acetonu w m ieszaninach z innym i rozpuszczal­ nikam i lub naw et w czystej postaci. K onieczność sto ­ sow ania coraz to bardziej polarnych rozpuszczalników przypisyw ana jest przez niektórych au to ró w znaczne­ m u utlen ien iu żyw icy10.

Receptury. W erniks do nanoszenia pędzlem otrzy­ muje się przez rozpuszczenie 7 -1 Og żywicy w 100 ml benzyny lakowej zawierającej ok. 2 0% zw iązków a ro ­

m atycznych. Stężenie w erniksu przeznaczonego do n a ­ trysku p o w in n o być nieco większe (1 5 -2 0 g /1 0 0 ml b enzyny)11. D odatek bardziej lub mniej lotnych ro z ­ puszczalników pozw ala regulow ać czas schnięcia w er­ n ik su 12.

W erniksy wytw arzane z p o lim etakrylan u izobutylu)

Produkcję p o lim e ta k ry la n u izobutylu) podjęto ok. 1930 r. W tym też czasie w Fogg A rt M useum zaczęto testow anie go jako m ateriału do prac k o n serw ato r­ skich. W 10 lat później zaczęto używać go do w ytw a­ rzania w erniksów. W erniksy te, zwłaszcza w postaci aerozolu, były pow szechnie używane już na przełom ie lat czterdziestych i pięćdziesiątych. O becnie p o lim e ­ takrylan izobutylu) jest podstaw ow ym surow cem do w yrobu w erniksów akrylow ych. Stosuje się go także do w yrobu atram entów , farb, lakierów, klejów, im p re­ g n ató w i mas iniekcyjnych1 h

W p o ró w n a n iu z p o li(m etakryłanem n -b u ty lu ), p o ­ lim e ta k ry la n izobutylu) jest polim erem tw ardszym , nieco mniej elastycznym. Jego tem p eratu ra zeszklenia w ynosi ok. 50°C . Rozpuszcza się w benzynie lakowej, w w ęglow odorach aromatycznych, alkoholach, estrach, k eto n ach i eterach glikolu etylenow ego. M iesza się z w iększością plastyfikatorów , z nitrocelulozą, z żywi­ cami alkidowymi oraz polim eram i winylowymi. W

prze-te n ż e , In v e s tig a tio n o f th e C r o s s-L in k in g o f T h e r m o p la s tic R esins

E ffe c te d b y U. V. R a d ia tio n , (w :) J. O . T a te, N . H . T e n n e n t,

J. H . T o w n s e n d (ed s.), R esin s in C o n s e r v a tio n , „S co ttish S o c ie ty fo r C o n s e r v a tio n a nd R e se a r ch ”, E d in b urgh , Paper 5 .1 .

7. P. M . W h itm o r e , C. B a ilie, S tu d ie s o n th e P h o to c h e m ic a l S ta b ility

o f S y n th e tic R esin — B a se d R eto u c h in g P a in ts: th e E ffe c ts o f W h ite P ig m e n ts a n d E x te n d e rs, (w :) P ro ceed in g s o f th e I n te rn a tio n a l C o n ­ g ress „ C le a n in g , R eto u c h in g a n d C o a tin g s: T e c h n o lo g y a n d P ra ctice fo r E a se l P a in tin g s a n d P o ly c h r o m e S c u lp tu re ”, Brussels 1 9 9 0 , s. 1 4 4 .

8. L. P o to ff, B. H e lle r, w g H . Irgang, o p . cit. 9 . C. K eck , D . M ille r, w g H . Irgang, o p . cit.

1 0 . L o m a x S. Q ., F ish er S. L., A n I n v e s tig a tio n o f th e R e m o v a b ility

o f N a tu r a lly A g e d S y n th e tic P ictu re V arn ish es, „Journal o f th e A m e ­

rican In stitu te fo r C o n s e r v a tio n ” 1 9 9 0 , 2 , 1 8 1 .

myślę stosow any jest głów nie jako d o datek do farb i lakierów alkidow ych przyśpieszający ich schnięcie. Roztw ory p o lim e ta k ry la n u izobutylu) w benzynie la­ kowej stosow ane są od daw na jako końcow e w erniksy m alarskie przeznaczone zarów no do technik olejnych jak i akrylow ych. W przypadku technik olejnych pod względem właściwości optycznych (wydobycia głębi kolorów ) w erniksy z p o lim e ta k ry la n u izobutylu) ustę­ pują znacznie w erniksom dam arow ym i cykloheksa- nonow ym . Są jednak od nich bardziej elastyczne i trw ałe. W praw dzie pod w pływ em UV ulegają p ro ce­ sowi sieciow ania i tracą częściowo rozpuszczalność, ale nie żółkną.

Poli (m etakryłan izobutylu) o m ałym stopniu p oli­ meryzacji miesza się bez ograniczeń z żywicą cyklohek- sanonow ą. O k. 10% d o d atek zwiększa istotnie ela­ styczność i w pew nym stopniu także odp o rn o ść na działanie światła.

Tabela 1. Właściwości różnych gatunków handlowych polim etakrylanu izobutylu)

W łaściwości Elvacite

2 0 4 4 й

Paraloid В 6 7 15 W spółczynnik załam ania św ia­

tła (nD20)

M asa cząsteczkow a (g/mol): liczbow o średnia (M J w agow o średnia (MK,) T em peratura zeszklenia (°C) W ytrzym ałość na rozciąganie (MPa)

W ydłużenie przy zerw aniu (%)

1,486 ок. 190 000 ок. 451 000 55 25 1 1,477 ок. И 0 0 0 ок. 45 000 50

Receptury. Typowy w erniks na bazie p o lim e ta k ry ­ lanu izobutylu) jest 8-1 0% (nakładanie pędzlem ) lub

1 0 -1 5 % (nakładanie przez natrysk) roztw orem żywicy w benzynie lakow ej, ksylenie lub m ieszaninie obu tych cieczy16. Ksylen stosuje się w przypadku m alow ideł w ykonanych w technice akrylow ej, a jego d o datek w przypadku benzyny o małej zaw artości w ęg lo w o d o ­ rów arom atycznych. W erniks m atow y m ożna uzyskać w w yniku dodania w osku pszczelego, w osku m

ineral-1 ineral-1 . L. C arlyle, J. B o u rd ea u , V arnishes: A u th e n tic ity a n d P e rfo rm a n ­

ce. W o rk sh o p H a n d b o o k , C an ad ian C o n ser v a tio n In stitu te, O tta w a

1 9 9 4 .

12. H . Irgang, o p . cit.

1 3 . L. V agts, (w :) W . S am et (c o m p ile r), P a in tin g C o n s e r v a tio n

C a ta lo g , v o l. 1, V arnishes a n d Surface C o a tin g s, T h e A m erica n

In stitu te for C o n ser v a tio n , W a sh in g to n , D . C ., 1 9 9 8 , s. 1 5 3 . 1 4 . T a m że.

1 5 . R. de la R ie, T h e In flu en ce o f V arnishes o n th e A p p e a r a n c e o f

P a in tin g s, „ S tu d ies in C o n se r v a tio n ” 1 9 8 7 , 1, s. 1.

nego lub krzem ionki koloidalnej. Bielony w osk pszcze­ li daje dobry efekt zm atow ienia i działa plastyfikująco. Powłoki zawierające ten dodatek wykazują jednak w ięk­ szą podatn o ść na brudzenie się. Woski m ineralne (np. w osk m ikrokrystaliczny C osm oloid 80 H) gorzej m ie­ szają się z żywicą (werniks trzeba ogrzew ać tuż przed użyciem w gorącej w odzie), ale pow łoka jest tw ardsza, mniej ku rzo ch ło n n a i daje się polerow ać.

R ozlewność w erniksu popraw ia kilkuprocentow y do datek żywicy cykloheksanonow ej. Tak zm odyfiko­ w any w erniks łatwiej zwilża pow ierzchnię m alow idła i rozkłada się bardziej rów nom iernie. M a jednak nieco mniejszą o dporność na żółknięcie.

O dp o rn o ść na procesy starzeniow e m ożna w ydatnie zwiększyć przez dodanie fotostabilizatorów z grupy HALS (Tinuvin 123, Tinuvin 292, T inuvin 770).

W erniksy w ytwarzane z Paraloidu В 7217

Paraloid В 72 jest stosow any w konserw acji zabyt­ ków od p o n ad pół w ieku. Pierwsze udokum en to w an e doniesienie pochodzi od p ro d u cen ta żywicy, firmy Rohm and H a a s ls. Popularność swą zawdzięcza dobrej rozpuszczalności w rozpuszczalnikach organicznych oraz dużej stabilności fizycznej, chem icznej i m ik ro ­ biologicznej. Paraloid B -72 jest kopolim erem m eta- krylanu etylu i akrylanu m etylu. Pierw otny stosunek k o m o n o m eró w w ynosił 6 8 do 32. W 1975 r. został

nieco zm ieniony i o d tąd wynosi 7 0 :3 0 l9. S pow odo­ wało to nieznaczny wzrost współczynnika załamania światła, pogorszenie rozpuszczalności w rozpuszczal­ nikach niepolarnych i polepszenie w p o larn y ch 20. Pa­ raloid B -7 2 dostępny jest w handlu w postaci 100% , granulow anej żywicy oraz w postaci ok. 5 0 % ro ztw o ­ ru w toluenie. Rozpuszcza się w w ielu cieczach orga­ nicznych, takich jak w ęglow odory arom atyczne, chlo­ row cop o ch o d n e w ęg low odorów alifatycznych i a ro ­ m atycznych, estry, ketony oraz etery glikoli etyleno­ wych, dając roztw ory o stosunkow o niedużej lepko­ ści (tab. 2).

W 96% etanolu Paraloid B -72 rozpuszcza się wolno, dając roztw ory m ętne, lepkie, w spółistniejące z żelem. N ie rozpuszcza się w terpentynie i benzynie lakowej.

M iesza się z żywicami w inylow ym i, estram i celulo­ zy i niektórym i polisiloksanam i. Jest żywicą u m iark o ­ w anie tw ardą, tw ardszą od p o lim e ta k ry la n u n -b u ty - lu) i poli(octanu winylu), ale znacznie bardziej m iękką od p o lim etakrylanu metylu). Stosunkowo łatwo mięk­ nie i uplastycznia się (tab. 3). Paraloid B -72 jest trw ały

do tem peratury 2 0 0 -250°C , zależnie od szybkości i cza­ su ogrzew ania.

Tabela 2. Rozpuszczalność Paraloidu B-72 w niektó­ rych cieczach organicznych21

Rozpuszczalnik Lepkość 4 0 % roztw oru,

cĘ tem p. 25°C A ceton 2 0 0 D ioksan 1300 Ksylen 98 0 M etyloetyloketon 25 0 O ctan butylu 56 0 O ctan etylu 50 0 O ctan izobutylu 660 O ctan propylu 4 8 0 Toluen 590

Tabela 3. Właściwości fizykochemiczne Paraloidu В 7222

W łaściwości Jed n o stk i W artości

liczbowe W spółczynnik załam ania

św iatła M asa cząsteczkow a: liczbow o średnia w agow o średnia T em peratura zeszklenia T em peratura m ięknienia* T em peratura topnienia* g/m ol g/m ol °C °C

°c

1,487

11 400

65 100

40

70

150

W razie potrzeby Paraloid В 72 m ożna zmiękczać pospolitym i plastyfikatoram i — np. ftalanam i lub pla­ styfikatoram i polecanym i przez p ro d u c e n ta (R hoplex G -3'0, G -3 3 lub G -5 0 ).

Istnieje uzasadnione p rzekonanie, że jest to jeden z najlepszych m ateriałów syntetycznych, jakim i dyspo­ nuje obecnie konserw acja zabytków. R. L. Feller na podstaw ie badań starzeniow ych szacuje, że pow łoki w ytw orzone z Paraloidu В 72 nie zżółkną i nie utracą rozpuszczalności przez p o n ad 100 lat24. N ie znaczy to, że żywica ta nie ulega żadnym p rzem ianom chem

icz-1 7 . Przez p ra w ie p ó ł w ie k u na rynku a m ery k a ń sk im u ży w a n a była r ó w n o r z ę d n a n a zw a A c ry lo id В 7 2 , k tóra w y stęp u je w p racach a u to r ó w a m ery k a ń sk ich , k a n ad yjsk ich i australijskich. P r o d u cen t z a n iech a ł s to so w a n ia tej n a z w y w 1 9 9 7 r.

18. R o h m a nd H a a s 1 9 5 0 , A n o n . A cry lo id H e lp s Preserve A rt T reasures, „ T h e R o h m a nd H a a s R e p o r te r ” 8: 14.

1 9 . E. D e W itte , M . G o e sse n s-L a n d r ie , E. J. G o e th a ls, R , S im o n d s.

T h e S tru c tu re o f „ o l d ” a n d „ n e w ” P a ra lo id В 72. P re p rin ts o f th e 5

T rie n n ia l M e e tin g o f th e I C O M C o m m itte e fo r C o n s e r v a tio n , Z agreb

1 9 7 8 , Paper 7 8 /1 6 /3 .

2 0 . L. C arlyre, J. B o u rd ea u , o p . cit.

2 1 . R o h m a n d H aas 1 9 8 6 . T e c h n ic a l I n fo r m a tio n S h eet. A c ry lo id S o lid G rade. A crylic R esin s.

2 2 . R. d e la R ie, o p . cit.

2 3 . E. D e W itte, M . G o e ss e n s -L a n d r ie , E. J. G o e th a ls, R. S im o n d s, o p . cit.

nym. Z arejestro w an o je m etodam i FT -IR (spektrosko­ pia w podczerw ieni) i G C -M S (chrom atografia gazo­ w a połączona z spektroskopią m asow ą)25.

N a podstaw ie zm ian granicznej liczby lepkościowej w trakcie n ap ro m ien ian ia m ożna przyjąć, że Paraloid В 72 nie ulega sieciow aniu, lecz pow olnej degradacji26.

Przy użyciu Paraloidu В 72 w ytw arzane były w er­ niksy i fiksatywy. Firm a M a rtin E. W eber w ytw arzała od lat sześćdziesiątych do początku lat dziew ięćdzie­ siątych w erniks o nazw ie Univar, a firm a Lascaux — R estauro fiksatywę Lascaux Fixativ27.

Receptury. W erniks z Paraloidu В 72 m ożna przy­ gotow ać przez rozpuszczenie żywicy w toluenie lub ksylenie. Sam orzutne rozpuszczanie się żywicy (bez ogrzew ania i mieszania) wym aga od kilku do k ilkuna­ stu dni (zależy od stosunku żywicy do rozpuszczalnika, rodzaju rozpuszczalnika, wielkości pow ierzchni styku żywica — rozpuszczalnik itp.). D użo łatwiej p rzygoto­ wać w erniks przez rozcieńczenie ok. 40% roztw oru w toluenie (jedna z postaci handlow ych).

Najczęściej używ anym roztw orem Paraloidu В 72 jest ro ztw ó r o stężeniu ok. 1 0%, ale w ygodniej jest

dysponow ać ro ztw o rem o większym stężeniu i o d p o ­ w iednim rozcieńczalnikiem . Czas schnięcia w erniksu m ożna w ydłużyć przez dodanie mniej lotnego ro zp u ­ szczalnika, np. dietylobenzenu. N adają się do tego celu także benzyny lakiernicze o dużej zaw artości w ęglo­ w o d o ró w arom atycznych, np. CycloSol 100 (Shell) lub A rom atic 100 (Exxon).

O d rodzaju użytego rozpuszczalnika (lub ich m ie­ szaniny) zależy w dużym stopniu efekt optyczny w er­ niksu. N p. użycie bardziej lotnego toluenu daje m niej­ szy połysk niż użycie w olniej ulatniającego się ksylenu. Dotyczy to zarów no nakładania w erniksu pędzlem jak i jego natryskiw ania, choć w tym ostatnim przypadku stopień połysku zależy także od wielu innych czynni­ ków, np. od odległości i ciśnienia gazu nośnego.

D o uzyskania efektu m atow ego polecana jest krze­ m ionka k o loidalna (C a b -O -S il lub D avison Syloid) w ilości 0 ,5 -1 ,0 % m asy żywicy28. M ożna użyć także w osku m ikrokrystalicznego (m ikrow osku), ale w ilości nie większej niż 3 - 4 % 29.

W erniksy w ytw arzane z m ieszanin żywic akrylowych

Werniks MSA

W erniks ten p ro d u k o w a n y jest przez G olden A rtists’ C olor, Inc. od 1982 r.

2 5 . H o w e ls i in n i w g В. A B u ck ley , H . H o u p , (w :) W . S am et (c o m p ile r), P a in tin g C o n s e r v a tio n C a ta lo g , v o l. 1, V arn ish es a n d

Su rface C o a tin g s, T h e A m erica n In stitu te fo r C o n ser v a tio n , W a sh in ­

g to n , D . C ., 1 9 9 8 , s. 1 3 7 .

2 6 . J. C ia b a ch , B a d a n ia n a d p r z e m ia n a m i ż y w ic te r m o p la s ty c z ­

nych...-, te n ż e , I n v e s tig a tio n ...

2 7 . В. A. B u ck ley , H . H o u p , o p . cit. 2 8 . T a m że.

2 9 . M . C urran, S c a tte r in g o f L ig h t O v e r a B lack B a ck g ro u d b y M a tt

V arn ish es B a sed o n P a ra lo id В 7 2 , (w :) P rep rin ts o f th e 4 th T rie n n ia l

Z godnie inform acją p ro d u cen ta jest to ro ztw ó r p o ­ li (m etakrylanu n -b u ty lu ) z niew ielkim dod atk iem p o ­ li (m etakrylanu izobutylu) w benzynie lakowej (nazwa handlow a pochodzi od określenia M ineral Spirits so­

luble Acrylics). Używana przez p ro d u cen ta benzyna

lakow a należy do benzyn o małej zaw artości w ęglow o­ d o ró w arom atycznych (ok. 8%). O d 1985 r. w erniks

dostępny jest p o d nazw ą katalogow ą „MSA Varnish w ith UVLS” (gdzie UVLS jest skrótem z ang. Ultravio­

let Light Stablizer). Z aw artość substancji nielotnych

wynosi 33% wag. Jako fotostabilizatora użyto b is(l, 2, 2, 6, 6 -p en tam ety lo -4 -p ip ery d y n o lo )seb ac y n ian u (fo-

tostabilizator z grupy HALS). Jako środek m atujący (w odm ianach „Satin” i „ M at”) stosow ana jest a m o r­ ficzna krzem ionka50.

Soluvar

W erniks, którego nazw a pochodzi od określenia

Soluble Varnish został opracow any przez H . W Levi-

sona i od końca lat sześćdziesiątych w ytw arzany jest przez firm ę Binney & Smith, Inc. W edług danych p ro ­ ducenta jest to ro ztw ó r p o lim e ta k ry la n u n -butylu) z niew ielkim dodatkiem p o lim e ta k ry la n u izobutylu) w benzynie lakowej o małej zaw artości zw iązków a ro ­ m atycznych. N ie w iadom o jaki jest stosunek w agow y obu żywic i czy przez cały czas był ten sam. Podobnie jak inne w erniksy tego typu rozpuszcza się w te rp e n ­ tynie, ksylenie, toluenie, etanolu i acetonie.

Werniks Conserv-Art

Firm a W insor &c N ew to n w prow adziła ten w erniks ok. 1990 r. jako alternatyw ę do prod u k o w an eg o od 1950 r. werniksu cykloheksanonowego W inton. W prze­ ciw ieństw ie do tego ostatniego oraz jego następców w erniks C o n serv -A rt jest m odyfikow anym w erniksem akrylow ym , w skład którego w chodzi Paraloid B -67 [p o lim e ta k ry la n u izobutylu)] oraz Laropal К 80 (ży­ wica cykloheksanonow a) w stosunku w agow ym 9:1.

Zaw iera rozpuszczalnik w ęglow odorow y o małej za­ w artości zw iązków arom atycznych oraz substancje sta­ bilizujące. D o stabilizacji użyto dw óch antyutleniaczy (Irganox 1010 i C arbstab DLTDF) oraz pochłaniacza UV (Tinuvin 3 2 8 )31. W spółczynnik załam ania św iatła tego w erniksu nD 2 2 = 1 ,4 8 4 jest tylko nieco wyższy od

w spółczynnika załam ania św iatła p o lim e ta k ry la n u izobutylu) wynoszącego 1 ,4 7 7 32.

P roducent w yraża nadzieję, że pow łoki w erniksu C onserv-A rt będą rozpuszczalne w benzynie lakowej przez co najm niej 1 0 0 lat33.

M e e tin g o f th e I C O M C o m m itte e fo r C o n s e r v a tio n , V e n ic e 1 9 7 5 ,

p a p er 7 5 /2 2 /3 /1 .

3 0 . M . V a n G e ld e r , (w :) W . S a m et (c o m p ile r), P a in tin g C o n s e r v a ­

tio n C a ta lo g , v o l. 1, V arnishes a n d Surface C o a tin g s, T h e A m erica n

Institute fo r C o n ser v a tio n , W a sh in g to n , D . C ., 1 9 9 8 , s. 1 7 9 . 3 1 . S. S. B lak ney, N . A. R o th -W e lls , P a in tin g C o n s e r v a tio n C a ta lo g , v o l. 1, V arn ish es a n d Su rface C o a tin g s, T h e A m erica n In stitu te for C o n ser v a tio n , W a sh in g to n , D . C ., 1 9 9 8 , s. 1 8 5 .

3 2 . W y n ik i n ie p u b lik o w a n y ch b ad ań autora.

N ew Formula Artists’ M att Varnish

Werniks bliźniaczy w stosunku do C o n serv -A rt Var­ nish (patrz powyżej). W ytwarzany na bazie żywicy akry­ lowej i cykloheksanonowej oraz rozpuszczalników w ęg­ low odorow ych pochodzących z destylacji ropy n a fto ­ wej (petroleum solvents). Jak o środka m atującego uży­ to krzem ionki pow lekanej. W spółczynnik załam ania św iatła pow łok tw orzonych przez ten w erniks wynosi 1,4 8534. Z m iany w recepturze, k tó re firm a W insor & N ew to n sygnalizuje w nazw ie są nieznane.

Stabilizacja w erniksów akrylowych

W erniksy akrylow e uw ażane są za bardzo o d p o rn e na starzenie się po d w pływ em św iatła. Pogląd ten jest „względnie słuszny” . Jego w zględność polega na tym, że punktem odniesienia są w erniksy o małej stabilno­ ści: m astyksow e, dam arow e i nieco bardziej stabilne w erniksy cykloheksanonow e. P o lim etak ry lan y n - b u ­ tylu i izobutylu) nie żółkną, ale ulegają procesow i sie­ ciow ania. W w yniku tego procesu zwiększa się tw ar­ dość (maleje elastyczność) pow łoki i — po pew nym czasie — maleje rozpuszczalność. Korzyści płynące ze stabilizacji w erniksów akrylow ych ilustrują dane za­ w arte w tabelach 4 i 5.

Istotne jest to, że w yraźny w zrost tw ardości (obni­ żenie elastyczności) pojaw ia się już w pierwszej fazie działania prom ieniow ania nadfioletowego. W przypad­ ku obecności naw et niew ielkich ilości fotostabilizatora (zazwyczaj w prow adza się nie 0,1, lecz 1-2% wag.) te

niekorzystne zm iany zachodzą w olniej.

D ane zaw arte w tabeli 5 pokazują, że w erniksy sta­ bilizow ane tracą rozpuszczalność dużo wolniej niż w erniks niestabilizowany, a ostateczny efekt zależy od rodzaju fotostabilizatora. N ajm niej korzystne jest uży­ cie absorbera UV (Tinuvin 171), a najbardziej

korzyst-Tabela 4. W zrost twardości względnej powłok stabi­ lizowanego i niestabilizowanego werniksu Van Gogh Picture Varnish for O il Paintings, Gloss, Series 3 (Ro­ yal Talens) pod wpływem promieniowania nadfiole­ towego31 Czas n a p ro ­ m ieniania (doby) W erniks stabilizo­ w any Tinuvin 292 (0,1% masy żywicy) W erniks nie­ stabilizow any 0 0,37 0,37 2 2 0,51 0,60 39 0,54 0,65 63 0,53 0 , 6 8

3 4 . W y n ik i n ie p u b lik o w a n y c h b ad ań autora.

3 5 . J. C iabach, S ta rzen ie i sta b iliz a c ja w sp ó łc z e s n y c h w e r n ik s ó w

m a la rsk ich , w y d . U M K , T o ru ń 1 9 9 4 ; te n ż e , M o d e rn V arnishes. A g ein g a n d P o s s ib ility o f S ta b iliz a tio n , (w :) A. H a r m see n (ed ), Firnis.

ne użycie fotostabilizatorów z grupy HALS (Tinuvin 2 9 2 , Tinuvin 700).

Podsum owanie

W erniksy akrylow e mają już po n ad 6 0 -le tn ią h isto ­ rię i bez w ątpienia zasługują na uw agę k onserw atorów dzieł sztuki i technologów sztuk plastycznych.

W chwili obecnej w ystępują one w wielu gatunkach handlow ych i różnią się istotnie pod w zględem w łaści­ wości użytkow ych (zwilżalność w arstw y m alarskiej, przydatność do nanoszenia pędzlem i/lub natrysku), estetycznych i ochronnych. Zazwyczaj rozróżnia się w erniksy dające efekt matowy, półm atow y lub wysoki połysk. W arto jednak zwrócić uwagę na to, że w erniksy akrylow e w ytw arzane są z różnych żywic lub z ich m ieszanin, zaw ierają różne substancje pom ocnicze (środki m atujące, popraw iające zwilżanie lub stabilizu­ jące). M a to bardzo istotny w pływ na ich właściwości. N p. werniksy, k tó re efekt m atow y zawdzięczają obec­ ności w osku pszczelego, są bardziej elastyczne niż w er­ niksy, w których ten efekt osiągnięto przy pom ocy krzem ionki koloidalnej, lecz łatwiej się brudzą.

Korzyści, k tó re uzyskuje się przez w prow adzenie odpow iedniego fotostabilizatora są niebagatelne. Po­ zwalają przedłużyć okres stabilności cech estetycznych i o ch ro n n y ch w bardzo istotnym stopniu. Z tego w zględu, przy w yborze w erniksu należy kierow ać się nie ceną, nie renom ą prod u cen ta, lecz składem che­ m icznym. P roducenci pow oli odstępują od ignorow a­ nia odbiorcy i ujaw niają jakościowy skład werniksów, farb i innych m ateriałów używ anych w konserw acji dzieł sztuki. C oraz częściej prow adzi się też badania, k tó re ten skład ujaw niają zarów no pod w zględem ja­ kościow ym jak i ilościowym .

Tabela 5. Zm iany rozpuszczalności werniksu Van Gogh Picture Varnish for O il Paintings, Gloss, Se­ ries 3 (Royal Talens) pod wpływem promieniowania nadfioletowego (benzyna lakowa, % wag.36)

Rodzaj fotostabilizato­ ra (0,1% masy żywicy)

Czas naprom ieniania (döby)

33 6 6 Bez fotostabilizatora 4 9 ,7 8,7 T inuvin 171 63,0 18,6 Sanduvor 3 050 89,4 51,4 T inuvin 292 1 0 0 73,1 T inuvin 770 1 0 0 85,5

M a te r ia l — Ä s th e tik -G e s c h ic h te . P re p rin ts o f th e In te rn a tio n a l C o l­ lo q u iu m , B ra u n sch w eig 1 9 9 8 , s. 1 0 5 .

Acrylic The article presents the properties of frequently used acrylic varnishes, with special mention of the history of their application and the state of current knowledge. The author indicates assorted ways in which the producers obtain a certain degree of matte effects (beeswax, monocrystal wax, colloidal silica), increase resilience against the impact of light

Varnishes

(UV absorbents, photostabilisers from the HALS group), and employ different organic solvents, enabling the regulation of the time needed for drying. The presented article is a survey, containing the results of heretofore unpublished studies con­ ducted by the authors.