Укрепление (пропитка) керамических изделий

Целью пропитки является повышение механической прочности изделия, защита его от влаги и других атмосферных воздействий.
При структурном разрушении материала керамического изделия необходимо достичь проникновения полимерного состава на всю глубину материала, а также равномерного распределения полимера в пропиточном слое. Степень проникновения состава в поры материала зависит от вязкости смолы, растворителей, а также его концентрации. Сочетание растворителей с различной вязкостью, скоростью испарения, резкой полярностью и замедленная сушка в их парах способствуют более равномерному распределению полимера в толще черепка.
Важным моментом при выборе метода пропитки является состояние сохранности укрепляемого материала — его толщина, плотность, пористость, степень разрушения, наличие трещин.
Материалы и инструменты
1. Составы для пропитки До недавнего времени был широко распространен метод укрепления разрушающейся археологической керамики растворами виниловых смол: ПВА в воде и спирте, ПВБ в спиртовом или спирто-кислотном растворе. Новые требования к консервантам постепенно приводят к замене этих материалов акриловыми полимерами.
А. Состав для глубинной пропитки массивных изделий — ксилольные растворы полибутилметакрилата низкой вязкости (ПБМА-нв) (о способе приготовления растворов см.разд. 8, 12) Рекомендован реставраторами ГЭ.
Концентрация растворов ПБМА-нв варьируется от 5 до 25%. Соотношение растворителей также устанавливается реставратором эмпирически, в зависимости от свойств черепка. Добавление к медленно испаряющемуся ксилолу полярного разбавителя — этилового спирта — позволяет добиться равномерного распределения смолы и избежать подтягивания ее к поверхности при просушивании (а также несколько снижает токсичность раствора). Содержание этилового спирта может достигать 50%.
Б. Состав для пропитки сравнительно тонких пористых керамических изделий — для приготовления растворов здесь могут быть использованы более вязкие концентрации (с меньшей проникающей способностью) и менее токсичные сочетания растворителей.
5 —10%-й раствор ПБМА-нв в смеси растворителей: метилэтилкетон, изопропиловыи спирт, уайт-спирит (1:4:5).
В. Во многих случаях для укрепления глинистых материалов может быть успешно использован сополимер бутилметакрилата с метакриновой кислотой (БМК-5). По сравнению с ПБМА, этот сополимер имеет несколько меньшую проникающую способность, но отличается большей термоустойчивостью, повышенной поверхностной твердостью. При пропитке растворами БМК-5 сохраняются неизменными цвет и фактура поверхности (в то время как ПБМА может вызвать некоторое потемнение).
Применяются 5 — 10%-е растворы БМК-5 (о способе приготовления см. разд.8, 12) в смеси растворителей: метилэтилкетон, изопропиловыи спирт, уайт-спирит (1:2:2).
Г. Составы для пропитки изделий, имеющих в основном здоровую поверхность:
5%-й раствор ПБМА в смеси растворителей: ацетон, изопропиловыи спирт (4:1);.
5%-й раствор БМК-5 в смеси растворителей: ацетон, изопропиловыи спирт, метилэтилкетон (2:2:1);
5%-й спиртовой раствор поливинилбутираля (ПВБ), ксилол 10% (о способе приготовления см. разд.8).
2. Растворитель или смесь растворителей — для обработки рыхлых изделий перед нанесением раствора полимеров.
3. Эксикатор, широкая медная ванночка или ящик, тщательно обтянутые снаружи полиэтиленовой пленкой, — для создания атмосферы паров растворителей.
4. Кисть или пипетка — для нанесения пропиточного состава.
5. Полиэтиленовая пленка — для замедленного просушивания изделия, укрепляемого погружением в состав.
Метод работы
Для лучшего впитывания раствора изделие перед укреплением желательно просушить в сушильном электрическом шкафу при температуре 95—100°С в течение 5 — 8 часов. Существует несколько способов введения полимера в укрепляемый материал.
1. Слабообожженные пористые изделия с разрушающейся поверхностью целесообразно укреплять нанесением раствора на их поверхность.
Перед нанесением выбранного раствора изделие смачивают растворителем или смесью растворителей без полимера. Затем с помощью кисти или пипетки на поверхность равномерно наносят раствор полимеpa. Если впитывание происходит интенсивно, то концентрацию раствора постепенно увеличивают до тех пор, пока впитывание раствора не прекратится и на поверхности не образуется слой раствора.
Изделие помещают в герметичный объем, насыщенный парами растворителя. Удобно использовать для этой цели эксикатор, на дно которого ставят широкую медную ванночку с налитыми в нее соответствующими растворителями. Если размеры изделия не позволяют использовать эксикатор, то последний можно заменить ящиком, тщательно обтянутым снаружи полиэтиленовой пленкой. В этом случае для создания атмосферы паров можно поместить внутри в нескольких местах вату, смоченную растворителем. Через некоторое время, когда пленка впитывается, вновь наносят раствор. Операцию повторяют до полного насыщения изделия.
2. Для изделий с нарушенной шелушащейся поверхностью можно рекомендовать так называемый метод укрепления «на подсос».
При частичном (на 1/4) погружении обратной стороны изделия, например, изразца, в состав происходит непрерывное всасывание раствора по мере испарения растворителя через открытую лицевую поверхность.
Таким образом, поры непрерывно и равномерно заполняются полимером. (Для ускорения процесса можно создать над изделием вакуум или пониженное давление, используя, например, водоструйный насос.)
3. Более прочные изделия, без поверхностных разрушений и шелушения поверхности, могут быть укреплены полным погружением в пропиточный состав. Когда выделение пузырьков воздуха прекращается, изделие извлекают и просушивают в замедленном режиме (под полиэтиленовой пленкой), затем снова погружают и выдерживают до насыщения раствором. При хорошем впитывании концентрация состава постепенно повышается.
4. Изделия, имеющие в основном здоровую поверхность (т.е. без дефектов разрушения) и лишь отдельные поврежденные участки (отрывы поверхностного слоя, вздутия, шелушения, меление краски, трещины), могут быть укреплены перед обессоливанием локальным нанесением разбавленных пропиточных составов [1г] на разрушенные участки или на участки сохранившейся росписи.
Раствор наносится 2 — 3 раза мягкой кистью или пипеткой.
Во всех случаях для удаления избытков смолы керамическое изделие выдерживается в атмосфере, насыщенной парами растворителей в герметичном объеме. Затем выдерживают экспонат в течение нескольких недель при неполной герметизации (например, под полиэтиленовой пленкой) для замедленной сушки, чтобы полимер не концентрировался в поверхностных слоях изделия. Окончательную сушку проводят на открытом воздухе до исчезновения запаха растворителя.
Все работы по консервации с использованием токсичных растворителей необходимо проводить в вытяжном шкафу или на столах с местной вытяжкой.