Технологии патинирования скульптуры - Роспись стен, скульптура, архитектурное проектирование, дизайн, живопись, роспись потолков, рельеф Artifex studio

Перейти к контенту

Главное меню:

Технологии патинирования скульптуры

СКУЛЬПТУРНЫЙ ПОРТРЕТ И ПЛАСТИКА ВТОРОЙ ПОЛОВИНЫ XIX ВЕКА

Патинирование бронзовой скульптуры.

Требования к патине.
Патина
минеральная защитно-декоративная пленка, образующаяся на поверхности бронзовой скульптуры при химической обработке. Она придает поверхности бронзы определенную фактуру и окраску. Но еще важнее ее значение как барьера, изолирующего сплав от внешней среды и предохраняющего его от коррозии. Поэтому при выборе способа патинирования необходимо исходить из требований не только к внешним качествам патины, но и к ее стойкости и прочности. Условия, в каких находится произведение, в зависимости от степени воздействия на его поверхность, подразделяются на легкие, средние и жесткие.

В помещениях с контролируемой комнатной температурой и нормальной относительной влажностью воздуха (музеи, выставки, интерьеры), а также на открытом воздухе в районах с сухим климатом и атмосферой, не загрязненной промышленными газами и испарениями морской воды, условия считаются легкими. Условия в неотапливаемых помещениях с меняющимися влажностью и температурой и на открытом воздухе в городах со слабо развитой промышленностью и в приморских районах (но не в непосредственной близости к морю) рассматриваются как средние. К жестким относятся условия, возникающие на открытом воздухе в городах с сильно развитой промышленностью, в районах с очень влажным климатом, в атмосфере, насыщенной парами морской воды, а также условия, связанные с механическим износом поверхности от воздействия пыли, грязи, частых прикосновений руками и т. п.
Во всех случаях патина должна обеспечивать надежную защиту сплава скульптуры в течение столетий. Но применяемые в настоящее время искусственные патины не отвечают этому требованию, так как непрочны и нестойки. Поэтому на поверхность скульптуры после патинирования обязательно наносят органическую защитную пленку (воск, лак или олифу). Комбинированные покрытия обладают достаточной прочностью в закрытых помещениях и на открытом воздухе в легких условиях, сохраняют первоначальный цвет в течение многих десятилетий, и, если сплав не имеет серьезных дефектов (инородных включений, свищей, раковин или высокой пористости), надежно предохраняют сплав от наиболее опасной местной коррозии. Однако в жестких и даже средних условиях комбинированные покрытия недостаточно стойки, поэтому начинают разрушаться уже через несколько месяцев, причем и органическая пленка, и искусственная патина разрушаются очень неравномерно. Органические пленки теряют защитную способность, в первую очередь, на головах и плечах скульптур, а также на всех поверхностях, обращенных вверх, служащих стоком для атмосферной воды и подвергающихся наиболее интенсивному действию солнечных лучей. На этих поверхностях через несколько лет после установки скульптуры появляются контрастные светлые пятна продуктов атмосферной коррозии. На остальных поверхностях первоначальное темное покрытие сохраняется в течение десяти-пятнадцати лет. Чтобы предотвратить сильную пятнистость и восстановить первоначальный цвет поверхности, скульптуру периодически расчищают и заново патинируют. При этом утрачивается слой сплава, некогда превращенный в патину, а также дополнительный слой, более значительный на резких выступах рельефа, кромках и т. п.
При последующем перепатинировании в патину превращается новый слой сплава, опять-таки неравномерный, так как с патинирующим составом более интенсивно реагируют всевозможные шероховатости, вследствие чего происходит своеобразное химическое полирование поверхности. Следовательно, нанесение покрытий из искусственной патины и органических пленок, которые необходимо каждые несколько лет заменять, обусловливает постепенный износ поверхности, сглаживание фактуры и рельефа, искажение первоначальной авторской лепки и моделировки форм скульптуры, хранящейся на открытом воздухе. Иными словами, общепринятый способ защитно-декоративной обработки обеспечивает сохранение первоначального цвета, но зато ведет к необратимому искажению пластических качеств поверхности скульптуры. Повысить стойкость комбинированных покрытий за счет органических пленок трудно, потому что для этого необходимы специальная подготовка поверхности сплава (доведение до высокого класса чистоты посредством чеканки, шлифовки и полирования); использование многослойных пленок, состоящих из грунта, шпаклевки и лакокрасочного слоя; термическая обработка покрытия и т. д. Все это по технологическим и эстетическим соображениям неприемлемо в отношении скульптуры. Поэтому для покрытия произведений, находящихся в жестких и средних условиях, нельзя применять нестойкие искусственные патины, для этой цели пригодны лишь наиболее стойкие патины, которые не нуждаются в нанесении дополнительных защитных покрытий и в периодической замене. Все известные в настоящее время искусственные патины можно разделить на три класса. К первому относятся зеленые и голубые патины, состоящие из различных основных солей меди: сульфатов, нитратов, хлоридов и карбонатов.
Во второй класс входят коричневые и черные окисные пленки, большая часть которых состоит из закиси меди, меньшая
из окиси. К третьему классу принадлежат темно-серые сульфидные пленки, состоящие либо из сульфидов меди, либо из осажденных на патинируемой поверхности сульфидов других металлов (сурьмы, висмута и др.); тонкие сульфидные пленки кажутся коричневыми вследствие просвечивания сквозь них бронзы.
Зеленые и голубые искусственные патины близки по химическому составу и физическому строению наиболее стойким и прочным естественным патинам атмосферного происхождения. Но они отличаются от них неоднородностью толщины, слабым сцеплением с основой, высокой пористостью и вследствие этого
низкими механической прочностью и атмосферостойкостью. Эти патины можно неограниченно применять для новой скульптуры, которая будет храниться в легких условиях. Для жестких и средних условий их следует применять с осторожностью.
В этих условиях их целесообразно использовать преимущественно при реставрации старых памятников, уже имеющих естественную патину.
В любых случаях состав выбираемой пленки должен быть уравновешен с составом воздуха. Так, для покрытия скульптуры, которая будет находиться в промышленной атмосфере, наиболее целесообразно использовать пленки, состоящие из сульфата или нитрата меди. Для приморских районов можно использовать также пленки, состоящие из хлорида меди, но использование этих пленок для эксплуатации в промышленной атмосфере нежелательно. Для произведений, которые будут храниться в условиях очень чистой атмосферы или очень сухого климата, пригодны патины любого состава. Если способ патинирования выбран правильно, стойкость и другие качества патины со временем самопроизвольно повышаются в процессе эксплуатации. В противном случае пленки подвергаются химическому перерождению и иногда разрушаются физически. Нанесение дополнительных органических покрытий на патины этого класса в условиях открытой атмосферы нецелесообразно по изложенным выше причинам, в закрытых же помещениях вполне допустимо, а иногда и весьма желательно, так как дает дополнительный декоративный эффект. Искусственные окисные пленки по составу и строению аналогичны естественной коричневой патине. Подобно ей в условиях чистой сельской атмосферы или в очень сухих районах они остаются практически неизменными в течение многих десятилетий, а иногда и столетий. В промышленной и морской атмосферах окисные пленки в течение десяти-двадцати лет превращаются в естественную зеленую или аналогичную ей патину (оливковую, голубую, бирюзовую и т. п.), которая обладает неограниченной атмосферостойкостью. Превращение окисной пленки в естественную патину происходит без потери защитных свойств первичной пленки, за счет процессов диффузии и формирования второго химически стойкого неизменяющегося слоя. Естественная же патина может существовать в любых атмосферных условиях в течение столетий без каких- либо дополнительных покрытий и не нуждается в замене. Следовательно, окисные пленки (без органического слоя) целесообразно использовать как временные покрытия скульптуры, предназначенной для хранения на открытом воздухе, при этом цвет скульптуры будет со временем изменяться, но зато исключается опасность износа и искажения первоначальных пластических качеств поверхности. В закрытых помещениях окисные пленки являются постоянными неизменяющимися покрытиями, причем в этом случае их можно использовать с дополнительной органической пленкой, что позволяет расширить их декоративную выразительность.

Сульфидные пленки, образующиеся при обработке скульптуры сульфидами аммония или натрия, серной печенью и т. п., применяются в настоящее время наиболее широко. Но они характеризуются низкой механической прочностью и крайней химической неустойчивостью, легко истираются, а под действием кислорода воздуха и паров воды окисляются и гидролизуются (частично с образованием растворимых продуктов). На открытом воздухе химическое перерождение сульфидных пленок происходит быстро, но еще быстрее при нанесении их во время реставрации на старые памятники. В последнем случае сульфидные пленки без органического покрытия при первом же попадании на них дождя, росы и т. п. покрываются зелеными или белыми пятнами и потеками. Химическое перерождение сульфидных пленок сопровождается перекристаллизацией и увеличением объема, вследствие чего на некоторых участках скульптуры. они разрыхляются и шелушатся. Наименее прочны и стойки толстые темно-серые пленки, несколько более прочны тонкие просвечивающие (коричневые) пленки. Поэтому применение толстых сульфидных пленок для покрытия скульптуры на открытом воздухе совершенно нецелесообразно. Тонкие же пленки без органического слоя могут применяться в легких атмосферных условиях как временное покрытие, превращающееся в естественную патину, а в закрытых помещениях с защитным органическим слоем как постоянное покрытие.
Таким образом, современная практика защитнодекоративной обработки бронзовой скульптуры располагает большими возможностями в выборе способов патинирования музейных и других произведений, предназначенных для сохранения в легких условиях. Выбор же способов патинирования скульптуры, которая будет сохраняться на открытом воздухе в жестких условиях, ограничен. При этом, если мы не хотим необратимого разрушения поверхности скульптуры, нам следует согласиться с возможностью изменения цвета искусственной патины в цвета, характерные для патины естественной.
Патины имеют свойства, обусловленные не только принадлежностью к тому или иному классу, но и индивидуальными особенностями.

Качество патины на скульптуре контролируют простым осмотром с помощью лупы, дающей десятикратное увеличение. Патина должна быть сплошной, плотной, без рыхлых участков, инородных включений и царапин. Качество патины проверяется также на контрольных образцах в виде пластинок различного размера, изготовляемых из сплава данной скульптуры и патинируемых одновременно с ней.

Патина не должна содержать соединения, растворяющиеся в атмосферной воде, активно реагирующие с ней, конденсирующие из среды влагу или адсорбирующие агрессивные вещества, способные реагировать с патиной или бронзой.

Она должна обладать достаточно высокой механической прочностью и хорошим сцеплением со сплавом. Ее износостойкость, то есть способность противостоять истирающим воздействиям пыли, града, а также при очистке, промывке и т. п., определяют с помощью прибора ПТ-4 (ГОСТ 973361). Патинированный образец размером 59X20X2 мм., укрепляют на горизонтальной площадке прибора с возвратно-поступательным движением. Сверху на образец давит неподвижный груз в 1 кг, на нижней горизонтальной поверхности которого площадью в 1 см2 .,укреплена абразивная шкурка КЗ-М-28. Испытание продолжают до полного истирания пленки. Его результаты фиксируют в виде числа циклов, то есть ходов образца «туда-обратно» (абсолютная износостойкость), а также в виде удельной износостойкости, получаемой путем деления величины абсолютной износостойкости на толщину пленки. Абсолютная износостойкость окисных пленок должна составлять не менее пяти циклов, их удельная износостойкость не менее 0,5 цикл/мкм. Те же показатели зеленых и голубых патин соответственно не менее 10 циклов и 0,6 цикл/мкм.
Сопротивление патины царапанию определяют путем нанесения на отпатинированные образцы сетки царапин на расстоянии в
1 мм с помощью острой стальной иглы. Характер и интенсивность разрушения контролируют под микроскопом при увеличении в десять раз. Края царапин на окисных пленках не должны иметь трещин, сколов и осыпей, на зеленых и голубых патинах могут быть единичные микроскопические сколы наружного слоя.
Эластичность и прочность сцепления патины с основой определяют изгибанием образцов размером 50Х10Х0,5 мм вокруг стержня диаметром 3,5 мм. При этом вначале в патине образуется одна короткая трещина, затем вся поверхность изгиба покрывается короткими трещинами и, наконец, пленка патины начинает отслаиваться от основы и осыпаться. Углы изгиба, при которых возникает первичная трещина и затем образуется сплошная сетка трещин, характеризуют эластичность патины. У окисных пленок эти показатели должны быть не менее 40° и 50°, у голубых и зеленых
30° и 45°. Угол изгиба, при котором начинается отслаивание и осыпание патины, характеризует прочность ее сцепления с основой. Окисные пленки должны начинать осыпаться при угле изгиба не менее 105°, голубые и зеленые 75°.
К патине предъявляется требование высокой стойкости против химических воздействий, в первую очередь, против таких веществ, которые могут находиться в окружающей среде, а также против воздействий повышенной влажности и резких изменений температуры.
Химическую стойкость патины проверяют капельной пробой 5%-ными растворами уксусной кислоты
(10 минут) и гидроокиси аммония (20 минут) при комнатной температуре. Для окисных пленок допустимо изменение цвета без растворения пленки, для голубых и зеленых патин изменение цвета или растворение наружного слоя без повреждения внутреннего слоя. Контроль осмотр невооруженным глазом. Делается также проверка в 3%-ном растворе поваренной соли погружением образца в неподвижны» раствор при комнатной температуре на 72 часа. Патина неудовлетворительна, если шелушится, отслаивается или изъязвляется. Контроль осмотр под микроскопом при увеличении в двадцать пять раз.
Стойкость при повышенных влажности и температуре проверяют, помещая образцы в эксикатор с относительной влажностью 100%. В течение семи часов эксикатор находится в сушильном шкафу при 45°С, остальное время суток остывает до комнатной температуры. Общая продолжительность испытания
пятнадцать суток. Стойкость против резких изменений температуры проверяют попеременным замораживанием образцов в течение одного часа при 14° С и нагревания в течение одного часа в воде при Ц-55°С. В том и другом случае патина считается нестойкой, если резко или неоднородно изменяется ее окраска, происходит перекристаллизация, разрыхление, растрескивание, шелушение или образование язв. Контроль осмотр под микроскопом при увеличении в двадцать пять раз.
К патине предъявляются и определенные декоративные требования. У нее должны быть своеобразные цвет, фактура, блеск, степень прозрачности, равномерность, благодаря которым бронзовая скульптура отличается от всякой другой. Декоративные особенности искусственной патины определяются свойствами естественной патины. Поверхность патины может быть матовая или со слабым блеском. В зависимости от толщины окисные пленки могут быть прозрачными, слегка просвечивающими или непрозрачными. Сквозь двухслойные патины бронза не должна просвечивать, но сквозь наружный слой может просвечивать более темный внутренний слой. Окраска окисных пленок должна быть почти однородной, в коричневой гамме от светло-коричневой до очень темно-коричневой разных оттенков. Двухслойные патины характеризуются сине-зеленой гаммой, причем допустима постепенность цветовых и тональных переходов, что характерно и для естественных патин, например, античных. Декоративные качества патины контролируют путем сравнения с эталонными образцами. Эти образцы изготовляют из стандартной художественной бронзы в виде пластин или рельефов и патинируют со строгим соблюдением требовании технологии. Сохраняют эталонные образцы в закрытой (желательно герметической) витрине, находящейся в сухом, отапливаемом помещении с чистым воздухом, не содержащим промышленных загрязнений. При видимом изменении качества патины образцы подлежат замене.
Подготовка поверхности к патинированию. Стойкость, защитная способность и декоративные свойства патины в значительной степени определяются качеством предварительной обработки поверхности скульптуры. Подготовка поверхности складывается из различных видов механической и химической обработки и должна иметь такую последовательность: 1. Предварительная очистка от инородных материалов.             2. Механическая обработка для придания поверхности сплава плотности и равномерных физико-механических качеств. 3. Химическая обработка в целях окончательной и полной очистки и активизации поверхности.

Очищать поверхность скульптуры от инородных материалов следует посредством гидроабразивной или пескоструйной обработки песком (размер частиц 0,61,0 мм) при давлении воздуха три-четыре атмосферы. После очистки поверхность нужно промыть. Очищенная поверхность должна быть абсолютно свободна от малейших следов формовочных материалов, термической окалины, шлаковых включений и грязи.

Для придания поверхности сплава необходимой плотности и однородности по фактуре производят крацовку вращающимися щетками из гофрированной бронзовой или латунной проволоки (диаметр проволоки 0,150,20 мм). Скорость вращения щеток должна быть тем  - меньше, чем больше их диаметр: для щеток диаметром 130150 мм допускается 25002800 оборотов в минуту, для щеток диаметром 300 мм 1500 1800. Не следует пользоваться стальными щетками, так как застревающие в бронзе обломки стальной проволоки в дальнейшем превращаются в ржавчину.

Интенсивные жировые загрязнения смывают органическими растворителями (ацетоном, уайт-спиритом и др.) с помощью волосяных щеток. Остатки их в углублениях рельефа, а также невидимые жировые пленки удаляют посредством химического обезжиривания щелочными растворами.  Обезжиривание производят путем обливания скульптуры подогретым раствором при интенсивном втирании в поверхность щетинной щеткой или кистью. Особенно эффективна обработка струей раствора под давлением.

После химической обработки поверхность скульптуры необходимо тщательно промыть горячей водой (6080°С)' со щетками. Качество обезжиривания контролируется смачиваемостью поверхности: вода должна образовывать на ней не капли, а сплошную равномерную пленку. Промывка должна гарантировать полное удаление компонентов обезжиривающих составов и нейтральную реакцию поверхности скульптуры (контроль с помощью индикаторной бумаги).
Для удаления следов окалины и тонких окисных пленок, образующихся в процессе обезжиривания, скульптуру подвергают травлению и декапированию (легкое непродолжительное травление). Наиболее эффективно травление в специальных ваннах в течение 0,5
1 мин. при температуре травильного раствора 20°С. Состав раствора: азотная кислота (уд.вес 1,4) 300 в. ч., серная кислота (уд. вес 1,84) 200 в. ч., хлористый натрий 2 в. ч., сернокислый цинк 1,5 в. ч. При отсутствии ванн допустимо травление с помощью компрессов из хлориновой ткани или путем поливания травильным раствором с втиранием его жесткими капроновыми щетками. После травления поверхность скульптуры нужно прокрацевать мягкой медной проволочной щеткой, смачиваемой слабым раствором какого-либо поверхностноактивного вещества или нейтрального моющего средства. Декапирование поверхности производят теми же способами, но слабыми растворами, например, 1-3%-ными растворами азотной или смеси азотной и серной кислот или травильным раствором, разбавленным до 35%-ной концентрации. После травления и декапирования скульптуру быстро и обильно промывают, тщательно обсушивают мягкой тканью и тут же патинируют.

Химическое патинирование. Для получения патины с высокими защитными и декоративными качествами необходимо строжайшее соблюдение рецептуры патинирующих составов и режимов предварительной и последующей обработки скульптуры.

Если в описании способа нет специального указания на особый режим обработки (например, на открытом воздухе, при повышенной влажности, при высокой температуре и  т. п.), то патинирование должно производиться в закрытом отапливаемом помещении, при постоянной температуре 19±2°С и нормальной относительной влажности воздуха (6065%), в условиях, исключающих возможность попадания на обрабатываемую скульптуру воды, пыли, частиц железа, алюминия, производственных газов и других загрязнений. Помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, подъемно транспортным устройством, подводкой холодной и горячей воды с несколькими кранами и шлангами, стоками для воды и других (агрессивных) жидкостей, подводкой горячего воздуха, переносными осветительными приборами.
Патинирование производят либо погружением скульптуры в раствор, либо нанесением раствора на обрабатываемую поверхность кистью. Второй способ более пригоден для обработки крупногабаритной  скульптуры, но дает патину значительно более низкого качества. Патинирующий состав наносят «сухой» кистью, то есть не содержащей избытка реактива, стекающего с нее. При этом раствор интенсивно втирают в поверхность, что обеспечивает его попадание в заполненные воздухом углубления рельефа. Обработку скульптуры нужно начинать снизу. Это связано с тем, что патинированная поверхность сплава становится пассивной, и при случайном попадании на нее брызг раствора при патинировании вышележащих частей на ней не образуется таких трудноудаляемых пятен, как на активной поверхности при обратной последовательности работы.
Поверхность только что полученной патины, как правило, покрыта слоем порошкообразных продуктов, не имеющих сцепления с основным слоем патины. Если нет специального указания, рыхлый слой должен быть удален
ручной крацовкой щетинной щеткой или протиркой ветошью, при этом более глубокий слой дополнительно уплотняется и приобретает некоторый блеск.
Иногда нужно удалить с поверхности патины побежалость или снять избыточную толщину и придать пленке некоторую прозрачность. Во избежание повреждения патины и сплава эту операцию нужно выполнять ручной шлифовкой тампонами ветоши и тонким порошком пемзы (сухим или смоченным водой в зависимости от желаемого эффекта обработки) либо с помощью щеток из тонкой и мягкой медной или латунной проволоки.

Многие патины в процессе их получения или по окончании нуждаются в промывке, причем в одних случаях вода принимает участие в образовании патины, в других случаях смывает побочные продукты реакций и избыток патинирующего состава. Так или иначе промывку можно не производить только в случае особого указания на недопустимость увлажнения полученной патины в течение того или иного срока.

В свежеобразовавшейся патине в течение некоторого времени продолжаются химические процессы, приводящие к ее уравновешиванию со средой, упрочнению и повышению стойкости. При разных способах патинирования эти процессы требуют разных условий. В одних случаях скульптура до установки на открытом воздухе должна в течение определенного времени находиться в закрытом сухом помещении, в других ее необходимо многократно увлажнять, в третьих выдерживать на открытом воздухе.
Все особенности режима патинирования и последующей обработки надо обязательно соблюдать. Они обеспечивают образование патины заданного состава и строения, способствуют удалению посторонних химически активных веществ, увеличивают плотность, поверхностную прочность и износостойкость, а следовательно, повышают атмосферостойкость патины. Кроме того, отделочные операции повышают декоративные качества патины.

В случае необходимости патинирования скульптуры вне помещения, например на месте ее установки, это можно делать только способами, допускающими обработку на открытом воздухе, и лишь в сухую и теплую погоду, когда гарантируется невозможность попадания на обработанную поверхность атмосферных осадков и обеспечивается быстрое высыхание патинирующих составов и промывной воды. Во всех остальных случаях необходимо сооружение вокруг скульптуры временного помещения, в котором поддерживаются необходимые условия. Качество патины существенно возрастёт при длительном хранении скульптуры на открытом воздухе.


Artifex Deco studio (Артифекс Деко студия) предлагает следующие услуги:
- Художественная роспись интерьера (рисунки на стенах):
роспись стен, потолков и мебели, фреска (affresco), картинки обманки (стена рисунок).
- Скульптура: рельеф, барельеф, памятник, монумент, надгробия, скульптурный декор орнамент, бюст.
- Иконопись: иконы, храмовая роспись, роспись церквей.
- Декоративная отделка и оформление:
золочение, позолота, мозаика, сграффито, витражное искусство, роспись по стеклу, лепнина.  
- Архитектурное проектирование и дизайн: перепланировка, проектные работы, благоустройство, декорирование архитектурными элементами
- Живопись: картины маслом, пейзаж, портрет, натюрморт, монументальная живопись, панно.
Мы находимся в России, Москва тел: 8 (925) 065 84 68 ; и в Украине, Киев тел:  (097) 804 02 06 .  Выполняем заказы по России, Украине, странам СНГ, и ближнего зарубежья.


 
Назад к содержимому | Назад к главному меню