Читать онлайн «Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 2». Страница 49

На первом этапе работы необходимо было выяснить, как влияют факторы воздействия УЗ динамических колебаний на механическую прочность бумаги.

Рис. 2. Частотные характеристики прибора «УЛЬТРАТОН – автомат» при различных режимах работы

Известно, что УЗ-очистка может рассматриваться как сложный физико-химический процесс, включающий в себя:

1) кавитационное разрушение химически связанных с поверхностью и нерастворимых загрязнений;

2) кавитационное разрушение нерастворимых и химически не связанных загрязнений;

3) эмульгирование и увеличение скорости растворения загрязнений;

4) удаление отдельных загрязнений из зоны очистки микропотоками и флотацией на всплывающих пузырьках.

Кавитационно-эррозионное воздействие на бумагу как на волокнисто-пористый коллойдный материал, где целлюлозные волокна связаны между собой низкоэнергетической водородной связью, может привести к значительному ослаблению прочности бумаги до ее полного разрушения, и поэтому даже при использовании низкомощных источников излучения необходимо было в первую очередь изучить их влияние на прочностные характеристики бумаги.

Эксперимент производился на образцах бумаги массой 80 г/м2 из сульфитной, сульфатной целлюлозы и хлопковой полумассы. Обработка образцов проводилась погружением их в кювету с дистиллированной водой при температуре 18–20оС на 1 час, на дно кюветы помещался источник излучения (рис. 3).

Предварительные исследования показали, что при погружении бумаги в воду на 2,5 часа и более происходит снижение показателя прочности на излом даже без УЗ-воздействия. Поэтому оптимальным временим обработки бумаги в воде можно считать ее погружение на 1 час.

Поскольку наиболее чувствительным показателем к любым воздействиям на бумагу, связанным с ее долговечностью, считается сопротивление излому, этот показатель и был выбран нами в качестве основного критерия оценки прочности бумаги. Также оценивались оптические характеристики образцов – коэффициент отражения. Контрольными образцами являлись те же виды бумаги, прошедшие водную обработку без УЗ-воздействия. Полученные данные представлены в таблицах. Из таблицы 1 видно, что прочность бумаги на излом после УЗ-воздействия не снижается по сравнению с контрольными образцами, а у бумаги из сульфатной целлюлозы происходит увеличение этого показателя, причем эта тенденция сохраняется и после термостарения (особенно в машинном направлении).

Рис. 3. Промывка документа дистиллированной водой с применением ультразвукового прибора

Относительно режима УЗ-обработки можно сделать такой вывод: в наибольшей степени увеличение показателя сопротивления излому наблюдается при воздействии на бумагу высокочастотного звукового диапазона – прибора «Solana». В несколько меньшей степени – при воздействии прибора «Ультратон» МС-2000, и примерно те же результаты получены при работе на мягких режимах (1 и 5) прибора «УЛЬТРАТОН-автомат».

В то же время (таблица 2) наиболее заметное увеличение коэффициента отражения дает применение более жестких режимов (3 и 4) прибора «УЛЬТРАТОН – автомат». Можно предположить, что некоторое увеличение коэффициента отражения исследованных образцов бумаги является не столько следствием отбелки целлюлозы при УЗ-воздействии на нее, сколько результатом удаления из нее продуктов деструкции, возникающих при естественном старении, т. к. хлопковая бумага, а также бумага из сульфитной и сульфатной целлюлозы, взятая для опытов, была выработана в 1961 г.

Воздействие УЗ-обработки на газетную бумагу того же года выпуска при различных режимах с использованием вышеуказанных приборов показало (табл. 3), что интенсификация процесса очистки старой бумаги с низким значением исходной белизны наиболее эффективно происходит на режимах 1 и 3 прибора «УЛЬТРАТОН – автомат» и с использованием приборов «Solana» и «Ультратон» МС-2000. При этом на всех режимах УЗ-обработки коэффициент отражения увеличивается больше, чем при промывке дистиллированной водой без ультразвукового воздействия.

На фотографии видно (ил. 4), что образцы старой газетной бумаги после воздействия ультразвуком имеют более светлый тон. Результат опыта наглядно показывает, что УЗ-обработка газетного листа более эффективна, чем промывка в воде в течение того же времени (ил. 5).

Суммируя вышесказанное, можно заключить, что применение бытовых УЗ-приборов для стирки текстиля при водной обработке бумаги приводит к интенсификации процесса очистки ее от загрязнений и продуктов деструкции целлюлозы, не оказывая отрицательного воздействия на механическую прочность. Сравнение результатов работы использованных нами УЗ-источников не выявило явных преимуществ какого-либо из них.

Дальнейшее исследование предполагает изучение процессов очистки документов с помощью УЗ-приборов в водных растворах ряда химических реагентов щелочного характера, в буферных растворах, в растворах, содержащих отбеливающие и поверхностно-активные вещества.

1. Келлер О. К., Кратыш Г. С., Лубеницкий Г. Д. Ультразвуковая очистка [Текст] / О. К. Келлер, Г.С. Кратыш, Г.Д. Лубеницкий. – Л.: Машиностроение. – 1974. – С. 181.

2. Новицкий Б. Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах [Текст] / Б.Г.Новицкий. – М.: Химия. – 1983. – С. 192.

Таблица 1. Влияние УЗ-обработки на показатель сопротивления бумаги излому до и после термостарения (100 °C, 72 часа), ч.д.п.

Таблица 2. Влияние УЗ-обработки на изменение коэффициента отражения газетной бумаги

Таблица 3. Влияние УЗ-обработки на изменение коэффициента отражения газетной бумаги

За годы работы лаборатории химических технологий реставрационных процессов ею было поставлено и решено большое количество задач, касающихся всех областей реставрационной деятельности. Были предложены методики подклейки, приготовления составов для восполнения утрат, укрепления и защиты самых разнообразных объектов живописи и прикладного искусства.

Задача укрепления пористых структур, в первую очередь связанная с проблемами монументальной живописи, была решена А.В.Ивановой, которая впервые в нашей стране ввела в обиход реставрации синтетические материалы. Однако она справедливо считала, что новый материал следует применять лишь в том случае, когда реставрационную задачу не удается решить известными материалами и методами. С использованием синтетических материалов стало возможным осуществление операций, проведение которых раньше было весьма затруднено. Например, отслоение темперных и масляных записей икон без разрезания их на фрагменты или склейка прорывов холстов встык. При разработке реставрационных методик учитывалось и проверялось множество факторов, влияющих на сосуществование системы «реставрационный материал – авторский материал». Изучались такие параметры, как изменение паропроницаемости, глубина проникания материала, распределение его в авторском слое, изменение цвета и фактуры авторского слоя, атмосферостойкость, возможность взаимного многолетнего сосуществования нового соединения реставрационного и авторского материалов и т. д., в зависимости от конкретной ситуации. Все свойства предлагаемых материалов проверялись на адекватных моделях, которые готовились с помощью реставраторов.

Внедрение синтетических материалов проходило непросто по двум причинам: из-за новизны решаемых задач и консерватизма некоторых реставраторов, простодушно считавших синтетику «неродной» для памятников, в отличие от «родных» натуральных материалов, хотя абсолютно непонятно, почему белковые молекулы осетрового клея роднее триглицеридам растительных масел живописи, чем углеводородные цепи полимеров. Со временем, однако, практически все реставраторы увидели, что там, где, например, натуральный казеин вызывал шелушение и растрескивание отреставрированной стенописи, синтетические материалы, такие как СВЭД, держали эту стенопись в хорошем состоянии многие годы.

Правда, до сих пор есть редкие «монстры» в нашей области, считающие, что статус «натуральности» автоматически дает приоритет преимуществам материала. Но есть и их антиподы, которые берут все, что предлагает нынешний обширный рынок, а потом с удивлением обнаруживают, что полученный эффект не соответствует заявленному в описании продукта. Например, в продаже появилось большое количество так называемых «быстрых» эпоксидных клеев, на этикетках которых написано много хорошего об их качестве. Некоторые из них применялись московскими реставраторами при работе с экспонатами из фарфора. Работать с ними было очень удобно и просто, но вскоре выяснилось, что образующийся клеевой шов очень неравномерен за счет массы пузырьков воздуха, не успевающих уйти из зоны склеивания.