Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Ivana Kopecká, Eva Svobodová

Metody průzkumu historických materiálů

Autorky:

Ing. Ivana Kopecká

RNDr. Eva Svobodová, Ph.D.

Recenze:

Ing. Karol Bayer

Ing. Jiřina Přikrylová

Vydala Grada Publishing, a. s.

U Průhonu 22, Praha 7

obchod@grada.cz, www.grada.cz

tel.: +420 234 264 401

jako svou 7297. publikaci

Odpovědná redaktorka Mgr. Věra Slavíková

Grafická úprava a sazba Robert Prokopec

Formát ePub Štěpán Böhm

Počet stran 96

První vydání, Praha 2019

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a. s.

© Grada Publishing, a. s., 2019

Cover & Layout Design © Robert Prokopec, 2019

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

Publikace vznikla za finanční podpory Ministerstva kultury v rámci institucionálního financování na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace Národní technické muzeum (DKRVO, MK000023299) v letech 2016-2017.

ISBN 978-80-271-2606-4 (ePub)

ISBN 978-80-271-2605-7 (pdf)

ISBN 978-80-271-2240-0 Grada Publishing

ISBN 978-80-7037-314-9 Národní technické muzeum

1.Úvod

Mají-li být výsledky analýz skutečně přínosem, musejí být správně interpretovány a jasně a srozumitelně formulovány i pro laiky v oblasti chemie. Publikace je určena především restaurátorům, kurátorům sbírek nebo historikům umění. Tedy těm, kteří nemají speciální přírodovědné znalosti. Měla by také upozornit na některé relativně nové, méně rozšířené, většinou i méně dostupné analytické metody, jejichž rozšíření je však jen otázkou času.

Publikace by také měla pomoci orientovat se ve výsledcích a závěrech chemických analýz, měla by představit ty analytické metody, které jsou při studiu historických materiálů používány nejčastěji, ukázat jejich možnosti i omezení i jejich nároky na odběr vzorku.

Chemická analýza historických materiálů – památek, sbírkových předmětů nebo uměleckých děl usiluje o získání exaktních (chemických a fyzikálních) informací o díle s cílem:

•Zjistit příčiny poruch a degradace materiálu.

•Navrhnout technologii restaurování.

•Stanovit optimální podmínky pro další uchování díla.

•Potvrdit autenticitu nebo upřesnit dataci díla.

Spolupráce přírodovědců s historiky umění a s restaurátory může být velmi přínosná, ovšem jen za předpokladu, že průzkum, respektive analýza, dává odpověď na konkrétní kvalifikovanou otázku a odpověď je správně interpretována. Je tedy třeba jasně formulovat problém – otázku, na kterou má analýza odpovědět. Mělo by být samozřejmé, že se omezíme na analýzy, které skutečně na nějakou otázku mohou odpovědět. Dále je třeba zvážit, je-li položená otázka natolik důležitá (nebo zajímavá), aby ospravedlnila odběr vzorku, neboť málokterý typ analýzy je skutečně neinvazivní, a je třeba zvážit i ekonomickou stránku konkrétní analýzy.

Potom je nutné formulovat, „co“ je třeba analyzovat pro zodpovězení dané otázky (např. informaci o technice malby podá analýza pojiva, informaci jak sejmout lakovou vrstvu podá analýza složení tohoto laku…). Nakonec je třeba specifikovat, „jak“ analyzovat – jakou metodou a jakou technikou. Z dostupných metod by měla být zvolena ta analytická metoda, která na konkrétní otázku dává odpověď, zatíženou co nejmenší chybou.

Analýza historických materiálů má určitá specifika:

•Objem vzorku, který je eventuálně možné odebrat, je velmi malý, což samo o sobě použití některých analytických metod vylučuje.

•Chemická podstata analyzovaných materiálů je již s velkou pravděpodobností pozměněna – buď již způsobem přípravy, nebo způsobem aplikace (např. změny ve struktuře terpenických pryskyřic v důsledku působení vysokých teplot během přípravy olejopryskyřičných laků), nebo samotným stárnutím (např. síťování olejů, denaturace bílkovin, rozpad polysacharidů), nebo působením příměsí, které mohou jejich degradační procesy urychlovat (např. těžké kovy jako součásti pigmentů mohou urychlovat degradaci bílkovinných pojiv nebo mohou reakcí s oleji tvořit tzv. mýdla[1]).

•Většinou se nejedná o jednu látku, ale o směs látek.

1 Mýdla nemusejí vznikat pouze reakcí hydroxidu sodného či draselného s mastnými kyselinami (oleji). Termínem zmýdelnění můžeme označit i esterifikaci (chemická reakce, při které z organické nebo anorganické kyslíkaté kyseliny a alkoholu vzniká ester) olejů jinými kovy, např. kovy alkalických zemin (např. vápník, baryum) či těžkými kovy (nejčastěji olovem a zinkem), které jsou součástí pigmentů (např. křídy, olovnaté běloby, zinkové běloby a dalších) nebo plniv barevné vrstvy. Dlouhodobým působením iontů kovů na oleje pak oleje degradují nejčastěji za vzniku stearátů a oxalátů (šťavelanů) těchto kovů.

2.Odběr vzorku ainterpretace výsledků

Úspěch analýzy nezávisí jen na výběru vhodné analytické metody, ale také na výběru místa analýzy, respektive místa odběru vzorku. Vzorek pro analýzu musí být reprezentativní zhlediska zkoumaného materiálu, vrámci možností musí být co nejvíce homogenní amusí být odebrán vmnožství, které je pro zvolený typ analýzy dostatečné[2]. Úzká spolupráce restaurátorů, přírodovědců ahistoriků umění je při zadávání analýz iinterpretaci výsledků velmi nutná.

Obecně rozlišujeme analytické metody kvalitativní akvantitativní. Kvalitativní metody podávají informace pouze ochemickém složení analyzovaných látek, čímž odpovídají na otázku „co?“ apoužívají se kidentifikaci neznámých látek ve vzorku. Kvantitativní metody naopak zjišťují množství analyzované látky ve vzorku, odpovídají na otázku „kolik?“. Zhlediska odběru vzorku pak analytické metody dělíme na nedestruktivní (vzorek není při analýze zničen amůže být eventuálně použit kdalšímu zkoumání) adestruktivní (vprůběhu analýzy se vzorek zničí), případně mikro-destruktivní (vzorek či část vzorku, která je vprůběhu analýzy zničena, je velmi malá). Metody však mohou být nedestruktivní vzhledem kodebranému vzorku, avšak tento vzorek musí být pro analýzu zdíla odebrán– tyto metody označujeme jako invazivní (vyžadují odběr vzorku). Jako metody neinvazivní označujeme ty metody, které nevyžadují odběr vzorku ajsou tak nedestruktivní vzhledem kdílu samotnému. Těmito metodami lze pak díla analyzovat ipřímo vterénu, tzv. in situ.

Několik poznámek kodběru vzorků, které vycházejí zpraktických zkušeností:

•Při odběru vzorků pro určení stratigrafie jednotlivých vrstev barevných nátěrů jsme většinou nuceni odebírat vzorky vhloubce záhybů avúžlabích, neboť zbytky nátěrů se často dochovaly právě jenom vtěchto hůře přístupných místech. Takto odebrané vzorky jsou sice reprezentativní zhlediska superpozice vrstev (posloupnosti vrstev), ale síla jednotlivých nátěrů, měřená vtěchto „zátokových“ oblastech, může být vzhledem kpřevládajícím rovinným plochám díla zcela zavádějící.

•Má-li být stanovena „původní“ barevná úprava povrchu, pro mikroskopické zkoumání je nutné odebrat vzorek povrchové úpravy včetně materiálu podkladu. (Tím může být např. dřevo, kámen, kov…) Jedině tak je zaručeno, že nejspodnější vrstva bude skutečně ona hledaná původní úprava[3].

•Vzorky pro analýzu pojiv barevné vrstvy malby by měly být odebrány vždy ještě před jakýmkoli restaurátorským zásahem (zpevnění, retuš, fixáž…). Kontaminace vzorku konzervačními arestaurátorskými materiály analýzu značně komplikuje, pokud ji zcela neznemožní[4].

•Při odběru vzorku se obvykle snažíme ovýběr nenápadného místa, které není vprvním plánu na očích, ale zároveň je třeba pro odběr vzorku nebo pro analýzu zvolit místo, které bude zhlediska výskytu nebo rozložení zkoumané látky reprezentativní. Například při analýze fixativu pastelu na papíře (in situ) je nutné analyzovat místo, kde se fixativ skutečně nalézá– oblast kresby, nikoli okraj podložky, kde snejvětší pravděpodobností žádný fixativ nebyl aplikován. Při analýze citlivé vrstvy fotografie (např. želatiny nebo kolodia) je možné analyzovat jakékoli místo fotografie, zatímco při analýze kovu tvořícího fotografický obraz je nutné analyzovat tmavá místa fotografie, kde je koncentrace kovu nejvyšší.

Jak už bylo na počátku řečeno, při zadávání analýzy, tak ipři interpretaci výsledků je nutná úzká spolupráce přírodovědce, restaurátora ahistorika umění. Přitom je třeba skládat informace ze všech oblastí chemie, které se restaurování akonzervace památek zásadně dotýkají. Jsou to:

a) Historie chemie jako přírodovědné disciplíny

Znát dobové technologické možnosti umělců, tedy vědět, které chemické poznatky mohli ve své umělecké tvorbě použít. Tyto informace mohou být důležité nejen pro potvrzení autenticity[5] díla, ale také při volbě analytické metody. (Pomáhají vymezit škálu materiálů, které mohly být vdané době použity.)

b) Historie restaurování

Je velmi užitečné mít dostatek informací ochemických prostředcích, které byly nebo mohly být vminulosti krestaurování akonzervaci používány, znát jejich složení azpůsob stárnutí. Tyto znalosti mohou přispět kinterpretaci výsledků chemické analýzy.

c) Analytická chemie

Zabývá se analýzou, tedy studiem materiálového složení díla nebo jeho korozních produktů. Tento obor, který se stále vyvíjí, zahrnuje řadu citlivých analytických metod.

Optimální volbou by měla být metoda reprodukovatelná[6], maximálně citlivá azatížená co nejmenší chybou. Ideálně by tato metoda měla být také dostupná– ato iekonomicky. Je na přírodovědci, aby na základě svých znalostí azkušeností analytickou metodu vybral, respektive aby při jejím výběru učinil jen přijatelné kompromisy[7].

2 Vyžaduje-li analytická metoda úpravu vzorku, musí se počítat sminimálními ztrátami vzorku během jeho úprav, amusí se tedy odebírat větší množství vzorku. Stejně tak ivpřípadě, kdy restaurátor požaduje více analýz na témže vzorku, zejména jedná-li se ometody destruktivní.

3 Analýza povrchových úprav historických dřevěných stavebních prvků je vždy diskutabilní. Jsme sice schopni popsat nejspodnější vrstvu, ale nemůžeme oní sjistotou tvrdit, že je to vrstva původní, neboť obvykle není známo, kolikrát byl nátěr na okenních rámech vminulosti odstraněn (opálen). Izde je vhodné odebírat vzorky ze „skrytých“ míst, kde je větší pravděpodobnost, že nátěr nebyl vminulosti odstraněn.

4 Například po fixaci nástěnné malby konsolidační látkou na bázi akrylových pryskyřic je analýza pojiva velmi komplikovaná, ale po použití vaječné emulze je analýza původního pojiva již zcela nemožná (je detekována pouze použitá vaječná emulze).

5 Pojem autenticita není jednoznačně definován, vrámci památkové péče se její výklady různí. Velmi obecně ji však lze specifikovat jako pravost, hodnověrnost či původnost.

6 Reprodukovatelnost metody je schopnost analytické metody získat ideálně stejné výsledky pří analýze téhož vzorku (analytu) měřeného různými pracovníky na přístrojích vrůzných laboratořích; viz norma ČSN ISO 5725: Přesnost (správnost ashodnost) metod avýsledků měření.

7 Nemá smysl analyzovat IR spektrometrií látky, které mají vIR oblasti velmi slabou či vůbec žádnou odezvu, např. symetrické molekuly nebo molekuly slineární strukturou– jako jsou rumělka (HgS) či řada oxidů kovů (zinková běloba– ZnO, minium– PbO·PbO_2 apod.). Je-li ovšem barevná vrstva obsahující např. zinkovou bělobu (ZnO– oxid zinečnatý) pojena olejem, svelkou pravděpodobností budou vIR spektru nalezeny vibrační pásy příslušející stearátu zinečnatému, který vzniká dlouhodobým působením oleje na ionty zinku. Ačkoliv oxid zinečnatý sám osobě vykazuje velmi slabou odezvu vIR oblasti, může být přesto nepřímo identifikován.

Table of Contents

1. Úvod

2. Odběr vzorku a interpretace výsledků