MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV CHEMIE
Průzkum a konzervace osteologického materiálu Diplomová práce
Aneta Nováková Vedoucí práce: Mgr. Ing. Lubomír Prokeš, Ph.D.
Brno 2016
Bibliografický záznam Autor:
Bc. Aneta Nováková Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Ústav chemie
Název práce:
Průzkum a konzervace osteologického materiálu
Studijní program:
Chemie
Studijní obor:
Chemie konzervování-restaurování
Vedoucí práce:
Mgr. Ing. Lubomír Prokeš, Ph.D.
Akademický rok:
2015/2016
Počet stran:
86
Klíčová slova:
kost,
osteologický
materiál,
konzervace,
restaurování, lepidla, Veropal, Solakryl, Paraloid, Dispercoll, Herkules
Bibliographic Entry Author:
Bc. Aneta Nováková Faculty of Science, Masaryk University Department of Chemistry
Title of Thesis:
Survey and preservation of osteological material
Degree programme:
Chemistry
Field of Study:
Chemistry of Conservation - Restauration
Supervisor:
Mgr. Ing. Lubomír Prokeš, Ph.D.
Academic Year:
2015/2016
Number of Pages:
86
Keywords:
bone,
osteological
material,
conservation,
restoration, adhesives, Veropal, Solakryl, Paraloid, Dispercoll, Herkules
Abstrakt Diplomová práce se zabývá konzervováním osteologického materiálu. Teoretická část pojednává o vlastnostech kostí, zubů a zvířecích rohů a jsou zde popsány základní principy konzervace a restaurování sbírkových předmětů. Je zde také nastíněn výběr a vlastnosti vybraných konzervačních prostředků a lepidel. Experimentální část se zabývá průzkumem vybraných prostředků a jejich vhodnosti pro použití na kosterní materiál. Srovnání vlastností různých prostředků bylo testováno v podmínkách urychleného stárnutí, z hlediska chemických změn, jejich reverzibility a schopnosti penetrace do předmětu. Praktická část obsahuje dvě konzervátorské zprávy. Ke konzervaci a lepení předmětů byl použit prostředek, jenž nejvíce vyhovoval podmínkám testování v experimentální části.
Abstract This diploma thesis deals with preservation of osteological material. The theoretical part looks into attributes of bones, teeth and animal horns and describes basic principles of artifacts preservation and restoration. The selection and qualities of preservation means and adhesives are also described. The experimental part deals with the research of chosen means and their suitability for osteological material use. Accelerated aging test was applied for the comparison of various means, taking into consideration the chemical changes, their reversibility and their ability to penetrate the items. The practical part contains two preservation project reports. The mean that was the most suitable during the testing in the experimental part was used for the item preservation and adhesion.
Poděkování Na tomto místě bych ráda poděkovala vedoucímu práce Mgr. Ing. Lubomíru Prokešovi, Ph.D. za vedení a cenné rady a RNDr. Richardu Ševčíkovi, Ph.D. za pomoc, podnětné připomínky a provedení analýz. Velký dík si zaslouží Mgr. Martina Roblíčková, Ph.D. a Silvie Černocká z Ústavu Anthropos za rady a laskavé zapůjčení materiálu pro experimentální i praktickou část a umožnění pracovat v prostorách Ústavu, bez nich by tato práce vůbec nemohla vzniknout. Dále bych chtěla poděkovat Mgr. Anetě Horákové, svým přátelům a rodině za obrovskou podporu nejen během psaní této práce ale i během studia.
Prohlášení Prohlašuji,
že
jsem
svoji
diplomovou
práci
vypracovala
samostatně s využitím informačních zdrojů, které jsou v práci citovány. Brno 6. ledna 2016
……………………………… Aneta Nováková
Obsah
Úvod .......................................................... 9 1. Teoretická část ........................................... 10 1. 1 Úvod do studia kostí ........................................................................... 11 1. 1. 1 Stavba a tvary kostí .................................................................... 11 1. 1. 2 Vývoj kostí .................................................................................. 13 1. 2 Stavba a tvar zubů ............................................................................. 15 1. 3 Zvířecí rohy ........................................................................................ 18 1. 4 Konzervace a restaurování osteologického materiálu .......................... 19 1. 4. 1 Obecné zásady konzervace a restaurování ................................... 19 1. 4. 1. 1 Preventivní konzervace ............................................................ 20 1. 4. 1. 2 Sanační konzervace a restaurování ......................................... 21 1. 4. 2 Degradace osteologického materiálu............................................ 21 1. 4. 3 Čištění ........................................................................................ 22 1. 4. 4 Konzervace a lepení kostí ............................................................ 23 1. 5 Vybrané prostředky pro konzervaci a lepení ....................................... 25 1. 5. 1 Dispercoll D3 .............................................................................. 26 1. 5. 2 Herkules ..................................................................................... 26 1. 5. 3 Paraloid B72 ............................................................................... 27 1. 5. 4 Solakryl BMX .............................................................................. 27 1. 5. 5 Veropal UV-40............................................................................. 27 1. 6 Infračervená spektrometrie ................................................................. 29 1. 6. 1 ATR-FTIR .................................................................................... 30 2. Experimentální část ....................................... 32 2. 1 Popis vzorků a jejich příprava ............................................................. 33 2. 2 Konzervace a lepení vzorků ................................................................. 37 2. 3 Proces urychleného stárnutí za zvýšené teploty a vlhkosti .................. 39 2. 3. 1 Výsledky urychleného stárnutí .................................................... 42 2. 4 Reverzibilita lepidel ............................................................................. 45 2. 5 Míra penetrace prostředků do vzorků ................................................. 47 2. 5. 1 Shrnutí výsledků míry penetrace ................................................ 50 2. 6 Infračervená spektrometrie ................................................................. 51 2. 7 Diskuze výsledků................................................................................ 57
3. Praktická část ............................................ 59 3. 1 Konzervace a restaurování medvědí lebky ........................................... 60 3. 1. 1 Návrh konzervátorsko-restaurátorského zásahu ......................... 62 3. 1. 2 Stav předmětu před zásahem ...................................................... 62 3. 1. 3 Popis konzervátorsko-restaurátorského zásahu .......................... 65 3. 1. 4 Stav předmětu po zásahu ............................................................ 68 3. 2 Rekonzervace mamutího klu............................................................... 72 3. 2. 1 Návrh konzervátorského zásahu ................................................. 72 3. 2. 2 Stav předmětu před zásahem ...................................................... 72 3. 2. 3 Popis konzervátorského zásahu .................................................. 76 3. 2. 4 Stav předmětu po zásahu ............................................................ 78 Závěr ........................................................ 81 4. Seznam použitých zdrojů ................................... 82 4. 1 Seznam literatury ............................................................................... 83 4. 2 Internetové zdroje ............................................................................... 85
Úvod Předmětem této diplomové práce je analýza vhodných prostředků ke konzervaci osteologického materiálu a následné použití vybraného prostředku k vlastní konzervaci kosterních artefaktů. Téma práce je inspirováno poznatky získanými během praxe na konzervátorském pracovišti Ústavu Anthropos v Brně. Praktická část popisuje stavbu, vývoj a tvar zvířecích kostí, zubů a rohů. Velká pozornost je věnována konzervaci a restaurování sbírkových předmětů. Podrobněji je zde popsán způsob čištění a ošetření předmětů z kosterního materiálu. V závěru části jsou představeny jednotlivé prostředky, které byly vybrány jako potenciálně vhodné pro vlastní experimentální část. Experimentální
část
se
zabývá
vlastní
analýzou
a
testováním
konzervačních prostředků a lepidel. Vzorky použité v práci jsou skutečným archeologickým osteologickým materiálem, který byl laskavě poskytnut Ústavem Anthropos v Brně. Prostředky budou hodnoceny na základě několika experimentů. Vzorky konzervované a lepené vybranými prostředky budou vystaveny procesu umělého stárnutí, čímž bude možné posoudit jejich účinnost v extrémních klimatických podmínkách. Předmětem experimentů bude také průzkum reverzibility jednotlivých předmětů a zhodnocení míry penetrace prostředků do hmoty vzorků. Součástí práce je také analýza vzorků a vybraných prostředků před procesem urychleného stárnutí a po něm pomocí infračervené spektrometrie. Tato analýza má za cíl zjistit případné rozdíly ve složení osteologického
materiálu
a
prozkoumat
míru
chemické
degradace
konzervačních prostředků vlivem extrémního klimatu. Závěr části je soustředěn na shrnutí výsledků a vybrání vhodného prostředku na základě vyhodnocení provedených experimentů. Praktické využití vybraného prostředku je obsaženo v následující části. Zde je popsán postup konzervátorského zásahu na nálezu medvědí lebky, která pochází z jeskyně Barová. Prostředek je také použit ke rekonzervaci torza mamutího klu z depozitáře Ústavu Anthropos.
9
1. Teoretická část
10
1. 1 Úvod do studia kostí Systema skeletale je jako celek tvořena z kostí (ossa), chrupavek (cartilagines), vazů (ligamenta) a spojů kostí (articulationes). Kosterní soustava představuje pasivní, opěrnou část pohybového aparátu těla, chrání měkké orgány a v hrudní a pánevní oblasti také centrální nervovou soustavu. Neméně důležitou funkcí kostí je také obsah červené kostní dřeně zajišťující krvetvorbu (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 5-6). Kostra tvoří 29-35 % hmotnosti těla zvířete (NAJBRT, 1973, s. 19). Střední zárodečný list (intraembryonální mezoderm), který je základem kosterní soustavy, se během vývoje zárodku diferencuje v embryonální, fibrilární a retikulární vazivo. Tato vaziva se skládají z vláken (kolagenních, elastických, retikulárních), různých typů buněk a z intercelulárních prostorů vyplněných mezibuněčnou amorfní hmotou. Dalším vývojem embrya roste podíl vaziva bohatého na vlákna a dochází k přestavbě, kdy se z řídkého vaziva chudého na vlákna tvoří chrupavka a kost. Tyto tkáně mají původ v kmenových buňkách
mezenchymální
tkáně
–
v buňkách
tvořících
chrupavku
(chondroblasty), respektive kost (osteoblasty). Zralé chondrocyty a osteocyty se potom vyvíjejí z těchto fetálních prekurzorů (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 5-6).
1. 1. 1 Stavba a tvary kostí Během života jedince se kosti přizpůsobují změnám a mechanickým potřebám těla. Takovým metabolismem kosti dochází k její neustálé výstavbě a odbourávání. Dochází také k bohaté látkové výměně minerálních látek, což dokazují pokusy s radioaktivními isotopy (NAJBRT, 1973, s. 19). Působením příčných, tažných i tlakových sil dochází k fyziologickým proměnám vedoucím k přestavbě kostní tkáně. Intenzivněji působí změny na kosti končetin, pánve a páteře, méně například na lebeční kosti. Dlouhodobé působení těchto sil vede k fyziologickému zesílení kostní stěny zejména v její střední části – diafýze (Obr. 1). Na epifýzách, tedy koncích kostí (Obr. 1), se naopak kompaktní část kosti (substantia compacta) ztenčuje. Kosti se tvarem i velikosti liší v rámci druhů i v rámci jednoho organismu. Základní tvar kosti je dán dědičně, ačkoli v důsledku mnoha vnějších vlivů se 11
jejich stavba může měnit. Změny nastávají vlivem výživy i vnitřních a vnějších mechanických sil. Přesto, že kosti jsou velmi variabilní, dělí se do několika základních kategorií na kosti dlouhé, krátké, ploché, sezamské a heterotopické (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 11). Dlouhé
kosti
(ossa
longa)
–
tyto
kosti
se
vyskytují
převážně
na končetinách, příkladem je například kost stehenní či vřetenní. Jsou tvořeny dlouhým válcovitým tělem (diafýzou), které na obou koncích přechází v rozšířené epifýzy. Ve vnitřní části diafýzy se nachází dřeňová dutina (cavum medullare), která je vyplněna kostní dření. Primární dřeňová dutina se vyvíjí neustálým odbouráváním a vznikem kostní tkáně zároveň s tvorbou substantia spongiosa. Diferenciace primární dřeňové dutiny v sekundární dochází ke vzniku systému dutinek - červené kostní dřeně, ve které probíhá krvetvorba (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 7). Stěnu těla kosti tvoří silný plášť kompakty. Na epifýzách se nacházejí kloubní plochy, hrbolky a výběžky. V koncích kostí je houbovitá kost, jejíž dutinky - trámce jsou vyplněny taktéž kostní dření (Obr. 1). Tyto rámce jsou dlouhé, tenké a v pravidelných souběžných obloucích se navzájem kříží. Dle výzkumů je stavba trámců ovlivněna mechanickým namáháním, tahem svalů či tlakem druhé kosti.
Obr. 1 Podélný řez dlouhou kostí s červenou kostní dření (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 6)
12
Krátké kosti (ossa brevia) – jejich rozměry jsou ve všech třech směrech přibližně stejné, mají však velmi rozmanitý tvar od válcových, přes krychlové, až po kulaté kosti. Jedná se například o obratle (Obr. 2) či kopytní kost. Stejně jako u konců dlouhých kostí, trámčina je kryta tenkou vrstvou kompakty (NAJBRT, 1973, s. 19-20). Ploché kosti (ossa plana) - stavba kosti je zde opět podobná jako u konců dlouhých kostí, pouze jak již plyne z názvu, tvar je rozložen do plochy. Vzhledem ke svému povrchu, poskytují ploché kosti dostatek prostoru pro úpony svalů a ohraničují dutiny s citlivými orgány. Příkladem jsou například kosti lebky, pánve (Obr. 3) či lopatka.
Obr. 2 Šestý krční obratel prasete
Obr. 3 Pánevní kost s kostí
(KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 77)
křížovou koně (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 212)
Sezamské kosti (ossa sesamoidea) - nachází se poblíž kloubů ve šlachách i pod nimi. Příkladem může být čéška. Heterotopické kosti (orgánové kosti) - nemají souvislost s pohybovým aparátem. Nachází se kupříkladu v srdečním skeletu skotu či v pyji psa a kocoura (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 11).
1. 1. 2 Vývoj kostí Během fetálního vývoje plodu je vytvořen primordiální chrupavčitý skelet, který je v průběhu vývoje zárodku nahrazen kostní tkání. K proměně chrupavčité tkáně na kost dochází v osifikačních centrech v diafýze. Tato přestavba trvá často až do dospělého věku. Prvním typem kostnatění je desmogenní neboli přímá osifikace, kterou se tvoří některé kosti lebky a tímto způsobem se také hojí zlomeniny. Takto vznikají 13
vláknité
kosti
bez
chrupavčitých
mezistupňů.
Z nediferencovaných
mezenchymálních buněk vzniká celá řada buněk kostní tkáně. Osteoblasty produkují nemineralizovaný kostní matrix (osteoid). Ten je mineralizován v kostní tkáň (ossein) ukládáním anorganických složek – fosforečnanu vápenatého
(85-90
%),
uhličitanu
vápenatého
(8-10
%),
fosforečnanu
hořečnatého (1,5 %) a fluoridu vápenatého (0-3 %). Anorganické látky tvoří asi polovinu hmotnosti kosti, zbytek je tvořen organickými látkami a vodou, podíl minerálních látek v sušině je potom okolo dvou třetin hmotnosti. Organická část v kosti je tvořena kolagenními vlákny a amorfní intercelulární hmotou (glykosaminoglykany, proteoglykany, chondroitin-4-sulfát, chondroitin-6-sulfát a keratansulfát). Molekuly kolagenu mají několik postranních řetězců a dovedou k sobě přiléhat velmi těsně. Makromolekula je tvořena levotočivým triple helixem, kterým se sám stáčí doprava kolem centrální osy. Tato struktura dává kolagenu charakteristické vlastnosti - sílu a zároveň flexibilitu. Druhým typem osifikace je nepřímé neboli chondrogenní kostnatění. Primární osifikací vznikají z hyalinních chrupavek nezralé vláknité kosti, ze kterých později sekundární osifikací vznikají lamelární kosti. Chondrogenní osifikace se dále dělí na perichondriální a enchodriální. Perichondriální osifikace
je
podobná
desmogenní,
kdy
se
chondroblasty
perichondria
(ochrustavice) mění přímo v osteoblasty. Diferenciace začíná uprostřed diafýzy a postupuje směrem k epifýzám. Z chrupavčitého obalu – ochrustavice – vzniká periost. Ten omezuje metabolismus hyalinní chrupavky, což způsobuje její kalcifikaci. Zároveň přes kostní manžetu (vzniká ve středu diafýzy při přeměně tkáně) proudí do chrupavky cévy, podél kterých je umožněn přístup buněk odbourávajících chrupavku. Takto nově vzniklé prostory se zaplňují krevními kapilárami a vazivem, jež slouží k zásobování. Do dřeňové dutiny vnikají také osteoblasty, kde zahajují kostnatění dřívější chrupavky zevnitř enchodriální osifikací (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 6-7; O'CONNOR, 2004, s. 5).
14
1. 2 Stavba a tvar zubů Z evolučního pohledu se zuby poprvé objevily u ryb, kde se vyvinuly z plakoidních šupin. Ty v dutině ústní zmohutněly a přetvořily se v zuby. Zuby u většiny savců vznikají v zubní papile (papilla dentis), jež na svém povrchu kostnatí, což vede k tvorbě zuboviny (dentinum). Tato zubovina následně tvoří hmotu zubu. Je světle žlutá, velmi houževnatá a tvrdá. Od kostní tkáně se liší pouze tím, že její buňky se drží stále na povrchu papily a nejsou uzavřeny ve tkáni. Sklovina je tvořena při vývoji zubní papily z epidermální čepičky. Sklovina (enamelum) je nejtvrdší živočišná tkáň. Skládá se ze sloučenin vápníku a fosforu (především z hydroxyapatitu) a fluoru, je bílá s modravým nádechem. Na části zubu, která je uložena v zubním lůžku, vytváří ozubice tmelovinu (cementum), což je vlastně pravá kostní tkáň (Obr. 4). Tato tmelovina je žlutavě nahnědlé barvy, je pórovitá a bez lesku. Tmelovina je na zubním kořeni vytvářena ozubicí - periodontium. Ta v zubním lůžku (alveola dentis) upevňuje zubní kořeny.
Obr. 4 Řez zubem tura domácího (NAJBRT, 1973, s. 358)
15
Dle
stavby
jsou
rozlišovány
zuby
hypselodotní
a
brachyodotní.
Hypselodontní typ zubu má silnou kuželovitou papilu, která kromě vyplňování dutiny zubní také vytváří novou zubovinu, čímž vzniká dlouhé tělo zubu corpus dentis. Zub roste trvale do délky nad dáseň, což způsobuje vynikání části zubu, která se původně nacházela v zubním lůžku. Hypselodotní zub má tak po celém povrchu povlak tmeloviny. Typicky se jedná například o hlodáky hlodavců. Brachyodontní typ zubu roste stejně jako zub hypselodontní. Vytvoří vrchol zubu, který vystupuje nad dáseň - zubní korunku, která se označuje jako corona dentis. Zubní papila však následně zakrní a pod korunkou vytvoří zubní kořen (radix dentis) uložený v zubním lůžku. Ze zubní papily je také vytvořena zubní dřeň (pulpa dentis), jež je bohatě inervována a vyplněna sítí cév. Tyto nervy a cévy jsou do zubu přiváděny kořenovým otvorem (foramen apicis dentis). Korunka zubu je kryta pouze sklovinou, kořen je kryt pouze cementem. Hranicí mezi kořenem a korunkou je zúžený zubní krček - collum dentis (NAJBRT, 1973, s. 359-360). Dále
se
chrup
dělí
na
homodontní
a
heterodontní.
Příkladem
homodontních zubů jsou například zuby některých nižších obratlovců, které mají všechny stejný kuželovitý tvar. Většina savců má chrup heterodontní, tedy rozlišený dle umístění a tvaru. Diphyodotní chrup se vyznačuje tím, že nejprve rostou zuby mléčné (dentes decidui), následně u dospělého jedině zuby trvalé (dentes permanentes). Naproti tomu jedincům s monophyodontním chrupem rostou zuby pouze jednou. Příkladem takového druhu jsou například kytovci. Chrup polyphyodontní, vyskytující se kupříkladu u plazů, se vyznačuje tím, že po každé ztrátě zubu naroste nový. Heterodontní zuby se dělí na dentes incisivi (řezáky - I), dentes canini (špičáky - C), dentes premolares (zuby třenové - P) a dentes molares (stoličky M), viz Obr. 5. Na obrázku je také možno pozorovat, že řezáky a špičáky mají po jednom kořenu, zuby třenové dva kořeny a stoličky kořeny tři. Stoličky narůstají pouze jako zuby trvalé, v mléčném chrupu se nevyskytují. U savců je běžné, že mají stejné postavení zubů na pravé a levé straně čelisti, ne však v horním a dolním zubním oblouku (NAJBRT, 1973, s. 361; O'CONNOR, 2004, s. 12-13).
16
Obr. 5 Rozložení a typ zubů tura domácího
(NAJBRT, 1973, s. 359)
17
1. 3 Zvířecí rohy Rohy jsou tvořeny z tvrdého organického materiálu a vyskytují se u mnoha savců, například u skotu, ovcí, koz, antilop atp. Na rozdíl od parohů se obvykle neshazují. Roh se skládá především z keratinu - vláknitého proteinu, který se také vyskytuje v kůži, chlupech, drápech, kopytech či v peří ptáků. Keratinové pouzdro obklopuje rohový výběžek (processus cornualis, Obr. 6) lebky, konkrétně čelní kosti (os frontale). Vlastní rohy jsou z mrtvé tkáně. Krví zásobovanou živou tkáň tvoří uzavřené kostěné jádro. V bílkovinném řetězci keratinu je velké zastoupení cysteinu, který umožňuje různé typy vazeb mezi paralelními řetězci proteinů. Na základě konkrétního typu těchto vazeb může být keratin měkký, nebo tvrdý. V měkkém keratinu jsou bílkovinné řetězce orientovány náhodně, příkladem mohou být vnější vrstvy pokožky. Naproti tomu tvrdý keratin vyskytující se v rozích obsahuje řetězce orientované podle hlavní osy. Díky tomuto uspořádání jsou pevné a houževnaté. Chemické složení keratinu zapříčiňuje jeho termoplastičnost. Rohy tak mohou být opakovaně změkčovány zahříváním již při teplotě kolem 100 °C. Toto zahřívání naruší některé vazby mezi proteiny, tudíž mohou být rohy následně tvarovány. Tento tvar je uchován díky opětovnému vytvoření vazeb při ochlazení pod tlakem. Při vyšších teplotách (okolo 200 °C) může docházet k tání, díky čemuž je možné spojení oddělených částí (GOFFER, 2007, s. 383-384).
Obr. 6 Kosti mozkové části lebky hovězího dobytka (KÖNIG & LIEBICH, 2003, s. 40)
18
1. 4 Konzervace a restaurování osteologického materiálu Kosti či výrobky z nich jsou po kamenných a keramických artefaktech snad nejčastějšími nálezy archeologického bádání. Je proto až s podivem, že velká část publikací věnujících se konzervaci a restaurování tento materiál zcela opomíjí, případně je mu věnován nepoměrně menší prostor než materiálům jiným. Možná z toho důvodu, že panuje rozšířený názor, že samotný kosterní materiál není nutné příliš ošetřovat. To jistě platí u více či méně recentních předmětů nebo u takových nálezů, jejichž stav je dobrý. U archeologických nálezů ve špatném stavu ale s tímto názorem nelze souhlasit, protože vynětí předmětu
z prostředí,
ve
kterém
se
nacházel
i tisíce
let,
vede
často
k negativnímu působení na předmět. Naproti tomu samozřejmě musíme také brát v potaz, že osteologický materiál je nenahraditelným zdrojem informací o životě, stravování či stáří lidí a zvířat. Pochopitelně není žádoucí ošetřovat materiál určený k takovému zkoumání prostředky, které by mohly ovlivnit jeho vlastnosti a složení. To by mohlo vést k chybné interpretaci výsledků, nebo by analýza byla úplně znemožněna. K ošetření artefaktů určených k dalšímu zkoumání a k předmětům, které se mají stát součástí sbírkového fondu muzea a mohou sloužit k vystavování, je tedy třeba přistupovat rozdílně. Způsob konzervace je třeba posoudit také s ohledem na stav jednotlivých předmětů.
1. 4. 1 Obecné zásady konzervace a restaurování V Profesním
etickém
kodexu
konzervátora-restaurátora
se
uvádí:
„Konzervace zahrnuje veškerou péči o muzejní sbírkový předmět za účelem zachování jeho komplexní hodnoty. […] Komplexní hodnota muzejního sbírkového předmětu vyjadřuje jeho kvalitu jako nositele souboru všech autentických informací, emocionálních a racionálních, které je možno dnes či v budoucnu identifikovat. Jako taková je hlavním předmětem ochrany. Součástí komplexní hodnoty je i výpovědní hodnota předmětu. Její rozpoznání však závisí na schopnostech zainteresované osoby.“ (AMG, 2009, s. 7) Pod samotný pojem konzervace spadají dvě podoblasti - preventivní a sanační. 19
1. 4. 1. 1 Preventivní konzervace Preventivní konzervace zahrnuje především soubor nepřímých opatření, kterými je možno zajistit ochranu památek. Jedná se o optimalizaci podmínek uložení předmětů, jejich zabezpečení a minimalizaci rizikových faktorů, které lze předvídat. Optimalizací podmínek je myšlena snaha vytvořit a udržet takové prostředí, které je pro daný předmět vhodné z hlediska zpomalení poškozování a následného prodloužení jeho životnosti. Vhodné podmínky je vždy nutno vytvářet s ohledem na charakter sbírkového předmětu - na specifické vlastnosti materiálů, ze kterých pochází, způsob jeho využívání, citlivost. Je ovšem nutné také zvážit energetické a ekonomické aspekty související s nastavením těchto podmínek. Mezi hlavní parametry prostředí, které má vliv na chování materiálů, patří relativní vlhkost, teplota, světlo, polutanty a biologičtí škůdci. Preventivní konzervace je preferovaným způsobem ochrany předmětu. Jedná se o péči trvalou a v důsledku hospodárnější než případné intervenční zásahy do sbírkových předmětů (SELUCKÁ, 2014, s. 4). Konkrétně pro kostěný materiál a výrobky z něj pocházející je optimální relativní vlhkost vzduchu 55 % (tolerovaný interval 45-60 %) a teplota 18 °C. Nejdůležitější je však stabilita prostředí, a tak by rozdíl v relativní vlhkosti neměl přesáhnout 5 % za den, stejně tak teplotní rozdíl by neměl kolísat o více než 2 °C za den (KOPECKÁ, 2002, s. 12-13). Rohovina, kost i slonovina patří z hlediska citlivosti na světlo mezi středně citlivé materiály, pro které je maximální vhodná hodnota osvětlenosti 200 lx. U těchto středně citlivých materiálů, řadících se do kategorie ISO 4, 5, 6, je vhodná expozice do 42 000 lx.h/rok (ZELINGER, 2000, s. 5, 12). Pro přehlednost jsou tyto ideální hodnoty pro uložení souhrnně uvedeny v Tab. 1. Tab. 1 Vhodné podmínky pro uložení osteologického materiálu Materiál
Kosti, slonovina, rohovina
Teplota
18±2 °C
Relativní vlhkost
55±5 %
Osvětlenost
do 200 lx
Roční expozice
do 42 000 lx.h/rok
Dále je nutné kosterní materiály chránit proti působení kyselých polutantů - oxidů síry a dusíku, které mohou vést k uvolňování vápníku z kostní tkáně. Jejich negativní vliv zvyšuje přítomnost vlhkosti. Vysoká vlhkost je 20
riziková také z hlediska napadení plísněmi a houbami, neměla by proto překračovat 60 %. Předměty je také nutné uchovávat v bezprašném prostředí. Prach zvyšuje riziko biologického napadení a udržuje vyšší vlhkost (KOPECKÁ, 2002, s. 76-78).
1. 4. 1. 2 Sanační konzervace a restaurování K sanační konzervaci je nutno přistoupit tehdy, není-li konzervace preventivní dostatečně účinná s ohledem na stav památky. Podstata této činnosti spočívá v ochraně předmětů pomocí přímých zásahů, které mají za úkol stabilizovat jejich fyzický stav. Je nezbytné upřednostňovat takové zásahy, které minimalizují narušení komplexní hodnoty předmětu. Principem těchto zásahů je zpomalení degradačních procesů, případně zpevnění hmoty nebo vytvoření ochranné povrchové vrstvy. To vše však bez výrazného vlivu na vzhled. Právě tady definice naráží na pojem restaurování, u kterého vzhled předmětu bývá zpravidla výrazně ovlivněn. Čištění předmětu, jež by se jinak dalo zařadit do kategorie sanační konzervace, se tu dostává na pomezí pojmů. Samotné čištění může být prováděno za účelem stabilizace stavu předmětu, zároveň však často může zásadně ovlivnit jeho vzhled či dokonce obnovit funkčnost a účinnost. Restaurování sbírkových předmětů obnovuje celistvost na určitém známém stupni historického vývoje. Mělo by vycházet z původního materiálu a respektovat autentické dokumenty. Smyslem tohoto zásahu je tedy dosažení větší srozumitelnosti předmětu - obnovení dřívější funkční, estetické, technické a další účinnosti. Zahrnuje jak doplnění chybějících částí, tak odstranění těch, které srozumitelnost předmětu narušují (AMG, 2009, s. 8; KOLEKTIV AUTORŮ, 2011, s. 22-23).
1. 4. 2 Degradace osteologického materiálu Prostředí, ve kterém byly předměty uloženy, zásadně ovlivňuje jejich stav. U předmětů uložených v zemi dochází k
mechanickému i chemickému
působení především vlivem prosakujících vod. Z chemického hlediska dochází k vytrácení organických složek za doprovodu hnilobných procesů. Následně se začnou uvolňovat minerální látky. Kyselá půda urychluje právě ztráty anorganických látek, zásaditá půda podporuje hnilobné procesy. Nejlepším 21
prostředím jsou z tohoto hlediska půdy hojné na CaCO3 - hlavně silně vápnité spraše a jeskynní sedimenty (KLÍMA, 1952). Při dlouhodobém uložení předmětů v půdě dochází k přeměně na CaCO3. Tento jev je nejvíce patrný u mamutoviny a nazývá se křídovatění. Tyto nálezy se po vyzvednutí z půdy nebo po odkrytí zeminy začnou rozpadat na malé destičky, resp. hranolky. U archeologických kostí může dojít také k mineralizaci vlivem křemičitých nebo železitých sloučenin. Při reakci železité sloučeniny s hmotou kosti dojde ke vzniku vivianitu, Fe3(PO4)2 · 8(H2O). Potom získá kost modrozelené zbarvení (PÁGO, 1984, s. 77).
1. 4. 3 Čištění Jak již bylo zmíněno, vzhledem k velkému množství kosterních nálezů je třeba říci, že není nezbytně nutné provádět čištění a průzkum všech předmětů. A už vůbec ne okamžitě. U každého nálezu je především nutná kvalitní dokumentace. Není-li možné předmět očistit a ošetřit v nejbližší době, je možné ošetřit prostředí, do kterého jej uložíme. V čistém a bezpečném prostředí se stabilním klimatem je možné nález uchovat do doby, než bude možné provést jakýkoli zásah. Tato možnost je vhodná také v případě, že špatný stav předmětu čištění nedovoluje (TICOVÁ, 1997). U předmětů v zachovalém stavu je dostačující pouze jejich mechanické očištění suchou cestou, případně vodou za pomoci kartáčku, štětce, preparační jehly, případně dalších nástrojů. Kvůli anizotropickým vlastnostem kostí a výrobků z nich musí být velký důraz kladen na následné důkladné a postupné vysušení předmětu. Během čištění nesmí docházet k náhlým změnám nejen vlhkosti ale i teploty, celý proces by tak, pokud možno, měl probíhat za konstantní teploty nejen vzduchu ale i vody. Někdy může použití vodných roztoků vést k poškození kosti - deformace krabacením, prohnutím či zvlhnutím. Toto může následně vést k rozpraskání či rozštípnutí kosti. V takových případech je možné k čištění použít organická rozpouštědla. Případnou zbytkovou vodu lze z kosti odstranit ponořením do 96% etanolu po dobu 15-40 minut. Následně se předmět vloží do čistého bezvodého alkoholu. Výměna alkoholu by měla proběhnout alespoň čtyřikrát. Potom se předmět nechá vyschnout na volném vzduchu do odpaření alkoholu. 22
Toto čištění ovšem není možné použít v případě přítomnosti lakových vrstev nebo ornamentů na předmětu, které by tato rozpouštědla mohla poškodit. Vzhledem ke značné pórovitosti kostí je silnější znečištění závažný problém, protože nečistoty se mohou trvale zachytit na povrchu, nebo pronikat do hloubky kosti, kde ji postupně narušují (NIKITIN, 2003, s. 199-203). Specifickým znečištěním na povrchu archeologických kostí je tzv. sintr. Jedná se o nálety uhličitanu vápenatého. Tyto nánosy se obvykle odstraňovaly pomocí 1-2% roztoku HCl. Tento postup byl ovšem problematický z důvodu značného působení kyseliny na samotnou minerální část kosti. Bezpečnější tak bylo použití 2-5% roztoku kyseliny octové či mravenčí, případně jejich směsi. Důležité je potom předmět důkladně omýt (KLÍMA, 1952; NIKITIN, 2003, s. 202). Z dnešního pohledu je ovšem odstraňování těchto povlaků kyselinami poněkud neetické. Kyseliny pronikají do struktury materiálu, čímž jej značně narušují. Těmito metodami je také porušena autenticita předmětu, protože sintrové povlaky vzniklé dlouhodobým uložením předmětů v půdě jsou jejich nedílnou součástí (HLOŽEK, 2012, s. 56).
1. 4. 4 Konzervace a lepení kostí Dříve se ke konzervování kostí využívaly především klih a šelak, případně zaponový lak (KLÍMA, 1952). Nevýhodou klihu je jeho podléhání změnám teploty a vlhkosti, předmět je po ošetření také náchylný k napadení plísněmi a bakteriemi. Problém šelaku a zaponového laku může být v nedostatečném pronikání do kosti. Povrchové vrstvy tak časem oprýskávají a ošetřené prostředky se stávají křehkými. Tyto nevýhody tradičně používaných prostředků nutně vedly k pátrání po nových látkách, které by bylo možno k ošetření osteologického materiálu použít. Velmi dobré výsledky použití polyvinylacetátu ke konzervaci i lepení kosterního materiálu popsal ve svém článku M. Pospíšil již v roce 1957 (POSPÍŠIL, 1957). S výhodou je možné použití vodné emulze PVAc na vlhké předměty, které je nutno zpevnit po vyzvednutí ze země ještě před jejich vysušením. Nevýhodou je následné dlouhé vysychání předmětů. (PÁGO, 1984, s. 78; HORIE, 1987. s. 92-96). Dále se pro konzervaci a lepení očištěného a vysušeného kosterního materiálu doporučuje použití akrylových polymerů (např. Solakrylu) v acetonu 23
či metyletyketonu nebo roztoků polyvinylbutyralu (PÁGO, 1984, s. 78; NIKITIN, 2003, s. 203).
24
1. 5 Vybrané prostředky pro konzervaci a lepení Při výběru vhodných prostředků se ukázalo, že ve vybrané literatuře, jak je popsáno v předchozí kapitole, je sice možné nalézt látky používané ke konzervaci a lepení osteologického materiálu, je ovšem problematické dohledat konkrétní produkty. Komerční produkty uvedené ve starší literatuře se mnohdy již nevyrábí, prostředky uvedené v zahraniční literatuře může být nesnadné nebo nákladné obstarat. Při výběru konkrétních prostředků jsem se tedy rozhodla zeptat odborníků z řad muzejních pracovníků, jejichž návrhy vycházely z vlastní praxe. Od RNDr. Petry Stránské z Archeologického ústavu AV ČR jsem získala informaci (e-mail ze dne 1. října 20141), že na jejich pracovišti osteologický materiál od 90. letech není konzervován. Tento postup byl zvolen kvůli případnému ovlivnění materiálu při analýzách DNA či datování. V 80. letech byl ke konzervaci používán vodný roztok Dispercollu. K lepení je v současnosti využíván Herkules, případně Kanagom. Ten ale může způsobit lámání kostí okolo spoje, je tedy používán jen výjimečně. Konzervátorka-restaurátorka z Polabského muzea Aranka Součková Daňková poskytla informaci (e-mail ze dne 1. října 20142) o vlastním použití silně ředěné směsi Veropalu a Paraloidu na velmi porézní kosterní materiál. Jitka
Růžičková
z archeologického
pracoviště
Městského
muzea
v Čelákovicích mi sdělila (e-mail ze dne 6. října 2014), že ke konzervaci používají Dispercoll D2, k lepení Herkules. Osobním
rozhovorem
s restaurátorkou-konzervátorkou
Ústavu
Anthropos Silvou Černockou jsem získala informace o používání blíže nespecifikovaného roztoku polyvinylacetátu v etanolu ke konzervaci kostí.
1
Informace přeposlána od Ljuby Svobodové z Archeologického ústavu AV ČR (email ze
dne 2. října 2014). 2
Informace přeposlána od Jitky Růžičkové z Městského muzea v Čelákovicích (email ze
dne 1. října 2014).
25
O tomto prostředku nejsou dostatečné informace. K lepení je zde používáno tavné lepidlo. To je možno díky tzv. výplňové vlastnosti s výhodou použít u předmětů, které netvoří dokonalé spoje. Poměrně velká hmota tavného lepidla je schopna korigovat jisté nerovnosti. To však zároveň představuje nevýhodu při lepení drobných spojů. Trvanlivost spojů je také poněkud nestálá. Na základě výše uvedených a dalších informací byly pro experimentální část vybrány prostředky: Dispercoll D3, Herkules, Paraloid B72, Solakryl BMX a Veropal UV-40.
1. 5. 1 Dispercoll D3 Jedná se o jednosložkové polyvinylacetátové disperzní lepidlo. Je určeno pro vodovzdorné lepení v třídě D3 - exteriér bez trvalého styku s vodou. Dle informací výrobce (Druchema, družstvo pro chemickou výrobu a služby) je vhodné k lepení dřevěného nábytku do vlhkého prostředí, dřevěných podlah, parket a tvrdého dřeva. Lepidlo je ředitelné vodou, neobsahuje organická rozpouštědla a vytváří elastické spoje s vysokou pevností. Obsah sušiny je min. 52 % (Dispercoll D3).
1. 5. 2 Herkules Dle informací na webových stránkách výrobce (Druchema, družstvo pro chemickou výrobu a služby) se jedná o univerzální lepidlo pro domácnost, školy, kancelář a domácí dílnu. Lepidlo je vhodné k lepení papíru, korku, dřeva a dalších savých materiálů, ředitelné vodou (Herkules). Na obalu ani webu výrobce není možné najít informaci o složení produktu. Na dotaz bylo obchodní a marketingovou ředitelkou Druchemy sděleno (e-mail ze dne 4. března 2015), že se jedná o polyvinylacetátovou disperzi. Obě výše uvedená lepidla jsou polyvinylacetátové disperze rozpustné ve vodě. Jedná se o lepidla tuhnoucí vlivem vsáknutí a vytěkání rozpouštědla. Disperzní lepidla tohoto typu zpravidla obsahují 50-60 % filmotvorné látky. Tato látka je jemně dispergována v rozpouštědle. Základní surovinou pro výrobu polyvinylacetátových lepidel je vinylacetát. Ten se připravuje působením kyseliny octové na acetylen. Z monomeru potom vzniká emulzní polymerací. 26
Tato lepidla je možné aplikovat na materiály prostupné pro plyny. Nanášejí se pokud možno ve stejnoměrné vrstvě na obě lepené plochy. Po nanesení se lepidlo nechá částečně zaschnout a obě plochy se následně zatíží tlakem. Spoje jsou za normální teploty při krátkodobém namáhání tlakem odolné vůči vodě. Lepidla vytváří spoje termoplastické, působením tepla měknou (OSTEN, 1982, s. 74-75, BOUBLÍK, 1966, s. 101).
1. 5. 3 Paraloid B72 Jedná se o akrylátovou pryskyřici na bázi kopolymeru etylakrylátmetylakrylát. Dle informací na webu výrobce (Ceiba, s. r. o) se jedná o termoplastickou látku odolnou ultrafialovému záření a zašpinění. Je vhodný po konzervaci a konsolidaci dřeva, k lepení skla, keramiky či ke konsolidaci kamene, omítek a dřeva (Paraloid B72). Paraloid B72 byl dodán jako 100% granulát. Pro podobnost složení s dalšími prostředky byl pro následující práci vytvořen roztok ze 40 % sušiny v rozpouštědle aceton-toluen v poměru 1:1.
1. 5. 4 Solakryl BMX Tento přípravek je roztoková akrylátová pryskyřice. Jedná se o kopolymer butylmetakrylátu s metylmetakrylátem rozpuštěný v xylenu. Dle informací uvedených na webu výrobce (Lučební Závody Draslovka a. s. Kolín) je tento prostředek vhodný ke konzervování a restaurování dřeva, na nátěry betonových podlah a zámkové dlažby a k výrobě nátěrových hmot a lepidel. Solakryl BMX je ve
vodě
nerozpustný,
rozpustný
v benzenu
toluenu,
xylenu,
acetonu
a etylacetátu. Sušina je 40 % hmotnosti, xylen 60 % (Solakryl BMX).
1. 5. 5 Veropal UV-40 Jedná se o roztok akrylátového kopolymeru ve 2-butanonu s UVstabilizátorem. Dle informací na webu výrobce (Synpo, akciová společnost) je to roztok akrylátu s ochrannými účinky proti UVA a UVB, vhodný pro restaurátorské práce (Hotové produkty) Sušina tvoří 50 % hmotnosti. Jedná se o lepidla roztoková, která tuhnou vlivem odtěkání organických rozpouštědel. Skupina polyakrylátových a polymetakrylátových lepidel se vyrábí 27
z esterů
kyseliny
akrylové
a
metakrylové
rozpouštěním
v organických
rozpouštědlech nebo roztokovou polymerací. Tyto produkty jsou rozpustné ve většině organických rozpouštědel s výjimkou alkoholů. Poskytují čiré, bezbarvé filmy, které jsou odolné vůči vodě. Odolnost proti zvýšené teplotě je omezena do cca 80 °C. Lepidlo se nanáší obvykle na obě lepené plochy. Před spojením styčných ploch se nechá zaschnout, dokud není silně lepivé a netáhne vlákna. Následně se spoj zatíží nízkým tlakem (OSTEN, 1982, s. 82-83; BOUBLÍK, 1966, s. 105-106).
28
1. 6 Infračervená spektrometrie Principem
infračervené
spektrometrie
je
specifické
absorbování
infračerveného záření materiály. Toto záření o určité vlnové délce vyvolává změny mezi energetickými hladinami v molekulách či iontech obsažených ve zkoumaném materiálu. Množství pohlceného záření v závislosti na jeho vlnové délce či vlnočtu je možno vyjádřit transmitancí T nebo absorbancí A. Transmitance se vyjadřuje poměrem intenzity prošlého paprsku I vůči intenzitě paprsku původního I0. Vztah mezi těmito veličinami je vyjádřen v následujícím vzorci:
Vlnová
délka
infračerveného
záření
je
větší
než
u
viditelného
a ultrafialového, jeho energie je však menší. Nedokáže tedy způsobit změny elektronových stavů, pouze změny vibračních a rotačních stavů molekul. Vzhledem k tomu, že infračervené záření pokrývá elektromagnetické spektrum v intervalu 0,78-1000 µm, používá se tedy v infračervené spektrometrii místo vlnové délky její převrácená hodnota - vlnočet. Nejdůležitější oblast je 4000-670 cm-1 nacházející se ve střední infračervené oblasti (Infračervená spektroskopie; CILIBERTO a další, 2000, s. 323-324). Absorbované
záření
odpovídá
příslušným
vibračním
a
rotačním
přechodům u různých atomů. Nezbytnou podmínkou pro aktivitu látky v infračervené spektrometrii je, že tyto přechody vyvolají změnu dipólového momentu molekuly. Výsledná spektra jsou pásová, přičemž každý pás ve spektru odpovídá různým typům vibračních přechodů. Ziskem měření je kvalitativní analýza. Vibrace, u nichž se mění vazebný úhel, se nazývají deformační. Při změně délky vazby dochází k valenčním vibracím. Tyto vibrace jsou charakterizovány vlnočty mezi 4000 až 1500 cm-1, jedná se o oblast skupinových vibrací. Jelikož se zde nachází absorpční pásy různých funkčních skupin, využívá se tato oblast pro identifikaci skupin v organických látkách. Pásy deformačních vibrací se nachází v oblasti vlnočtů od 1500 do 670 cm-1. Skupiny jsou tu značně ovlivněny celkovou strukturou molekuly 29
a okolními vazbami. Není možné najít dvě látky, které by svá spektra v této oblasti měly stejná - nazývá se proto oblastí otisku prstů. Srovnáním spektra s elektronickou knihovnou spekter je možné identifikovat organickou látku. V dnešní době jsou používány infračervené spektrometry s Fourierovou transformací, které vystřídaly spektrometry s hranolovým či mřížkovým monochromátorem. Místo něj se u infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (zkratka FTIR) využívá Michelsonova interferometru, který interferencí zesiluje či zeslabuje záření z polychromatického zdroje. Infračervená spektrometrie umožňuje analyzovat pevné, kapalné i plynné vzorky. Kapalné vzorky se připravují za použití nepolárních rozpouštědel a jsou měřeny v kyvetách vyrobených z halogenidů alkalických kovů (KBr, NaCl). Plynné vzorky se měří v kyvetách se dvěma bočními kohouty, které jsou napojeny na plyn. Tento postup je vhodný například k pozorování změn ve vzorku během zahřívání. Analýza pevných vzorků se provádí smícháním s několika kapkami oleje (např. Nujol) a vložením mezi dva plátky materiálu, který nepohlcuje záření, např. NaCl či KBr (POLLARD, 2007, s. 79-80). Také je možná analýza pevných vzorků s využitím techniky KBr tablet. Malé množství práškového vzorku se homogenizuje s práškovým bromidem draselným. Ze směsi se vylisuje tableta, která se vloží do spektrometru. Sklovitá modifikace KBr minimalizuje ztráty intenzity procházejícího záření způsobeného odrazem (KLOUDA, 2003, s. 84-87).
1. 6. 1 ATR-FTIR Infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací skýtá jistá úskalí. Bromid draselný používaný k výrobě tablet je hygroskopický, práce s ním a skladování je tedy náročnější. Stejně tak není jednoduché vyrobit tabletu správně, vyžaduje to jisté vybavení a znalosti. Kapalný vzorek musí být před analýzou zbaven bublin plynu, což také vyžaduje zvláštní zacházení. Vzhledem k těmto nevýhodám je dnes infračervená spektrometrie často prováděna technikou zeslabeného totálního odrazu (ATR - Attenuated Total Reflection). Tento způsob analýzy je mnohem pohodlnější, vzorek před vlastním zkoumáním nevyžaduje speciální úpravu. Umístí se tak, aby byl v přímém styku s ATR krystalem. Krystaly jsou vyráběny z materiálů o vysokém indexu lomu. 30
Principem metody je násobení totálního odrazu záření na fázovém rozhraní měřicího krystalu a měřeného vzorku. Paprsek je do krystalu přiveden přibližně pod úhlem 45 ° (v závislosti na jeho vlastnostech). Potom je záření částečně odraženo do vzorku, který musí být v dokonalém kontaktu s krystalem. Vzorek absorbuje záření o určité vlnové délce, o toto záření bude potom odražené světlo specificky ochuzeno. Jelikož paprsek neproniká hluboko do předmětu, je takto charakterizován pouze povrch vzorku. Vhodným materiálem pro výrobu krystalů je diamant, germanium či ZnSe. Při vlastním měření se nejprve krystal očistí, změří se pozadí, vzorek se umístí tak, aby byl v dobrém kontaktu s krystalem, a provede se měření. Celý proces je tedy rychlejší a jednodušší než u FTIR. Metodou ATR-FTIR lze měřit také vzorky, které silně absorbují infračervené záření, jejichž měření by jinak mohlo být problematické (Attenuated Total Reflection).
31
2. Experimentální část
32
Experimentální část práce se zabývá analýzou vhodnosti použití prostředků popsaných v kapitole 1. 5 Vybrané prostředky pro konzervaci a lepení na osteologický materiál. Srovnání vlastností lepidel vychází z testování v podmínkách urychleného stárnutí, schopnosti jejich reverzibility, míry penetrace do předmětu a chemických změn. Míra penetrace je porovnávána opticky za použití barviv Rhodamin B a Rylux BS, chemické složení před urychleným stárnutím a po něm bylo provedeno infračervenou spektrometrií.
2. 1 Popis vzorků a jejich příprava Předměty, na kterých byla prováděna experimentální část této práce, byly laskavě zapůjčeny z Ústavu Anthropos v Brně. K vlastnímu testování bylo vybráno pět skupin vzorků - roh pratura, mamutí zub, pažní kost nosorožce srstnatého, spodní čelist medvěda a spongióza (viz Obr. 7 - Obr. 12). Přibližné stáří většiny předmětů se pohybuje okolo 45 tisíc let (období svrchního pleistocénu). Spongióza pochází z Czujanovy pískovny, její stáří se odhaduje na 13-15 milionů let (období miocénu). Bližší informace o vzorcích nejsou známy.
Obr. 7 Cornu - Bos sp.
Obr. 8 Fragmenty zubů - Mammuthus sp.
33
Obr. 9 Fr. humerus - Coelodonta
Obr. 10 Fr. mandibula - Ursus sp.
antiquitatis
Obr. 11 Fr. mandibula - Ursus sp.
Obr. 12 Spongióza
Předměty byly před přípravou vlastních vzorků v různém stavu. Roh nevykazoval výraznější poškození, nebyly pozorovány známky prasklin či lomů. Z fragmentů zubů docházelo k oddrolování malých částí, na některých vzorcích byla znát tendence k rozvrstvení. Fragmenty pažní kosti byly mechanicky odolné, bylo však možné vidět praskliny v kompaktní části. Fragmenty spodní čelisti byly v dobrém stavu, nevykazovaly výraznější poškození. Spongióza se velmi drolila, z předmětů při jakékoliv manipulaci odpadávaly malé částečky. Vzhledem ke skutečnosti, že od každé skupiny vzorků nebylo k dispozici minimálně pět kusů a například u fragmentů spodní čelisti nebyly všechny vzorky podobně reprezentativní (viz malé úlomky), byly všechny skupiny vzorků kromě spongiózy rozřezány. Kvůli charakteru předmětů nebylo možné vytvořit uniformní vzorky. Nedovolovala to jejich přirozená podoba ani stav. Také by mohlo přílišnou úpravou dojít ke změně vlastností materiálu, což by v důsledku neposkytlo dostatečně hodnotné a využitelné poznatky. Vzorky byly tedy nařezány dle možností na pět částí diamantovým kotoučem na Ústavu geologických věd Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. K vlastní 34
experimentální části byly použity vzorky na Obr. 13 - Obr. 37. Popis vždy obsahuje druh vzorku a prostředek, který byl použit ke konzervaci a lepení. Pro snazší označení jednotlivých vzorků byly použitým prostředkům přiřazeny číslice - Veropal UV-40 byl označen číslicí 1, Solakryl BMX číslicí 2, Paraloid B72 číslicí 3, Dispercoll D3 číslicí 4 a Herkules číslicí 5. Při úpravě vzorků a manipulaci s nimi došlo k ulomení části vzorku rohu, k oddělení částí fragmentů pažní kosti a k rozlomení části spodní čelisti.
Obr. 13 Roh - Veropal UV-40
Obr. 14 Roh - Solakryl BMX
Obr. 15 Roh - Paraloid B72
Obr. 16 Roh - Dispercoll D3
Obr. 17 Roh - Herkules
Obr.
18
Fragment
zubu
-
zubu
-
Veropal UV-40
Obr.
19
Fragment
zubu
-
Solakryl BMX
Obr.
22
Herkules
Fragment
zubu
-
Obr.
20
Fragment
zubu
-
Obr.
21
Fragment
Paraloid B72
Dispercoll D3
Obr. 23 Pažní kost - Veropal UV-
Obr. 24 Pažní kost - Solakryl
40
BMX
35
Obr. 25 Pažní kost - Paraloid
Obr. 26 Pažní kost - Dispercoll
B72
D3
Obr. 28 Spodní čelist - Veropal
Obr. 29 Spodní čelist - Solakryl
Obr. 30 Spodní čelist - Paraloid
UV-40
BMX
B72
Obr. 32 Spodní čelist - Herkules
Obr. 33 Spongióza - Veropal UV-
Obr.
31
Spodní
čelist
-
Dispercoll D3
Obr. 27 Pažní kost - Herkules
40
Obr. 34 Spongióza - Solakryl
Obr. 35 Spongióza - Paraloid
Obr. 36 Spongióza - Dispercoll
BMX
B72
D3
Obr. 37 Spongióza - Herkules
36
2. 2 Konzervace a lepení vzorků Každý vzorek byl nejprve očištěn vodou a mechanicky kartáčkem. Poté byly vzorky ponechány vyschnout volně na vzduchu. Následně byl každý vzorek konzervován ředěným roztokem vybraného přípravku pomocí štětce. Konzervace Veropalem UV-40, Solakrylem BMX a Paraloidem B72 probíhala nejprve 5% roztokem, poté roztokem 10%. Veropal UV-40 byl již dodán v roztoku s 2butanonem, ředěn byl tedy stejným rozpouštědlem. Obdobně Solakryl BMX xylenem. Paraloid B72 byl dodán v podobě granulátu, ředěn byl směsí acetonu a toluenu v poměru 1:1. Konzervace Dispercollem D3 a Herkulesem probíhala vodou ředěnými roztoky nejprve v hmotnostním poměru 1:3, následně v poměru 2:5. Konzervace vzorků probíhala postupně, aby nedošlo k jejich přilepení k podložce a mohlo vždy dojít k odpaření rozpouštědla. Po aplikaci konzervačních prostředků byly vybrané vzorky lepeny. U přípravků Veropal UV-40, Solakryl BMX a Paraloid B723 nebyl popsán návod k lepení. Postup byl tedy zvolen na základě informací týkajících se skupiny polyakrylátových a polymetakrylátových lepidel popsaných v kapitole 1. 5. Na obě lepené plochy bylo naneseno štětcem neředěné lepidlo, které se nechalo mírně zaschnout, poté byly části přiloženy k sobě a na spoj bylo působeno lehkým tlakem. Lepení prostředkem Dispercoll D3 probíhalo dle návodu na obalu - lepidlo bylo naneseno štětcem na obě plochy, po krátkém zaschnutí byly části přiloženy k sobě a na spoj bylo působeno mírným tlakem. Taktéž lepení Herkulesem probíhalo dle návodu na obalu - lepidlo bylo štětcem naneseno pouze na jednu lepenou plochu a části byly ihned přiloženy k sobě za následného působení mírným tlakem. Lepeny byly vzorky, u kterých manipulací došlo k oddělení nějaké části vzorek rohu byl lepen Solakrylem BMX, vzorek zubu byl lepen Paraloidem B72 a vzorek spodní čelisti Dispercollem D3. Jelikož každý vzorek měl jiný charakter, pro srovnání byly všechny přípravky použity k lepení fragmentů pažní kosti, u kterých manipulací došlo k nejčastějšímu lámání. Jelikož původně vybrané vzorky přiřazené prostředkům Dispercoll D3 a Herkules vykazovaly značnou
3
Jak bylo zmíněno v kapitole 1. 5. 3 pro podobnost s dalšími prostředky byl vytvořen
40% roztok ve směsi aceton-toluen v poměru 1:1.
37
pevnost a nebylo možné je jednoduše zlomit, pro zkoušku lepení a reverzibility byly dodatečně vybrány dva nové vzorky pažní kosti. Pro zkoušku reverzibility bylo také lepeno dalších pět vzorků, u kterých měla být zkoumána reverzibilita nestárnutého lepidla.
38
2. 3 Proces urychleného stárnutí za zvýšené teploty a vlhkosti Konzervované, respektive lepené vzorky byly umístěny do potravinových boxů (Obr. 38). Do boxů byla také vložena Petriho miska či malá kádinka s netkanou textilií ponořenou v destilované vodě. Přítomnost vody v boxu zajišťovala vlhkost a její množství bylo průběžně kontrolováno, případně doplňováno. Boxy byly poté neprodyšně uzavřeny, díky čemuž v nich byla udržována 100% relativní vlhkost, a umístěny do sušárny na chemikálie (Obr. 39). Sušárna byla vyhřátá na 60 °C. Vzorky byly těmto klimatickým podmínkám vystaveny od 9. 3. 2014 po dobu 28 dní. Každé tři až čtyři dny probíhala kontrola stavu vzorků. Při manipulaci během vkládání vzorků do potravinových dóz došlo u fragmentu zubu, který byl konzervován Solakrylem BMX, k odlomení části vzorku. Vzorek nebyl lepen, pouze konzervován. Byl vložen do boxu ve své aktuální podobě. Kontrola klimatických podmínek probíhala pomocí dataloggeru Comet S3120. Datalogger byl vložen do samostatné dózy spolu s Petriho miskou s netkanou textilií ponořenou v destilované vodě. Potravinový box byl vložen do sušárny spolu s ostatními vzorky, byl tak vystaven totožným podmínkám. Během procesu urychleného stárnutí však došlo k závadě na přístroji zřejmě vlivem vysoké vlhkosti. Nebyl tedy zaznamenán celý průběh klimatických podmínek, protože došlo ke ztrátě některých dat. Data zobrazená v Graf 1 byla zaznamenávána od 9. 3. 2014, 22:00 do 1. 4. 2014, 20:00 vždy po dvou hodinách. Výkyvy v hodnotách teploty a relativní vlhkosti byly způsobeny vyjmutím dataloggeru ze sušárny pro kontrolu funkčnosti a množství kapaliny v Petriho misce.
39
120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0
Čas [h] Temp
Hum
Graf 1 Zaznamenané hodnoty teploty a relativní vlhkosti
Obr. 38 Potravinový box, do kterého
Obr. 39 Umístění vzorků v sušárně
byly uloženy vzorky
První kontrola byla provedena po 3 dnech. Bylo kontrolováno množství vody v miskách či kádinkách, stav vzorků a lepených spojů. Ve všech dózách došlo k vysušení netkané textilie. To bylo způsobeno pravděpodobně tím, že vzorky byly před vložením do sušárny umístěny v laboratoři s nízkou relativní vlhkostí vzduchu, tudíž veškerou vlhkost absorbovaly. Destilovaná voda tedy byla doplněna. U žádného z vzorků nebyly pozorovány změny, pouze u vzorku pažní kosti lepené Veropalem UV-40 došlo k úplnému rozlepení spoje. Druhá kontrola byla provedena po 7 dnech. V Petriho miskách a kádinkách došlo opět k úbytku destilované vody, byla tedy doplněna. U vzorků pažních kostí lepených Solakrylem BMX a Paraloidem B72 byla pozorována jistá pružnost spoje, soudržnost však nebyla porušena. U ostatních vzorků nebyly pozorovány žádné změny. 40
Třetí kontrola proběhla po 10 dnech. Kapalinu již nebylo nutné doplňovat. U samotných vzorků nebyla pozorována výrazná změna. Lepené spoje se pouze stávaly mírně pružnými i u vzorků s dalšími lepidly. Po 14 dnech byla provedena další kontrola. Vzorek pažní kosti lepený Solakrylem BMX již vykazoval při mechanické námaze značnou pružnost, soudržnost však nebyla porušena. Spoje vzorků pažní kosti lepené Paraloidem B72 a Herkulesem byly mírně pružné. Na části vzorku pažní kosti konzervované Herkulesem se objevil bílý povlak, zřejmě se jednalo o samotné lepidlo, které vlivem
nasycení
vlhkostí
vzlínalo
na
povrch
předmětu.
Spoje
lepené
prostředkem Dispercoll D3 (pažní kost a spodní čelist) byly pružné pouze při silnějším namáhání, soudržnost byla velmi dobrá. Pátá kontrola proběhla po 17 dnech. V boxech začínalo docházet ke kondenzaci vlhkosti, vzorky byly zřejmě již nasyceny vlhkostí. U vzorku zubu konzervovaného Veropalem UV-40 začalo docházet k oddrolování částí. Spoj vzorku pažní kosti, který byl lepen Solakrylem BMX, byl již velmi pružný, k rozlepení spoje však nedošlo. Ze vzorku pažní kosti však začalo docházet k oddrolování částí, také již poškozený vzorek zubu konzervovaný Solakrylem BMX začal vykazovat výraznější nesoudržnost. Vzorek pažní kosti lepený Paraloidem B72 byl stále soudržný, spoj byl pouze pružný. U Paraloidem B72 konzervovaného vzorku rohu došlo při manipulaci k rozpadnutí na dvě části. Spoje lepené prostředky Dispercoll D3 a Herkules vykazovaly mírnou pružnost, soudržnost byla stále velmi dobrá. Na části vzorku pažní kosti konzervované Herkulesem bylo stále možné pozorovat bílý povlak. Po 21 dnech proběhla šestá kontrola. U vzorku zubu konzervovaného Veropalem UV-40 došlo k dalšímu zhoršení stavu, ze zubu odpadávaly další části. Spoj pažní kosti lepený Solakrylem BMX byl velmi pružný, soudržnost se již začínala zdát narušená. U vzorku zubu konzervovaného Solakrylem BMX také došlo ke zhoršení stavu a odpadávání další částí. U vzorků s prostředky Paraloid B72 a Dispercoll D3 nedošlo ke změně stavu. Při působení mírného tlaku na vzorek rohu konzervovaného Herkulesem došlo k nalomení, porušená část však nebyla úplně oddělena.
41
Sedmá kontrola proběhla po 24 dnech. U vzorku dolní čelisti konzervované Veropalem UV-40 došlo při manipulaci se vzorky k odlomení části. Spoj pažní kosti lepený Solakrylem BMX byl již takřka nesoudržný. U dalších vzorků byla pozorována pouze pružnost lepených spojů, k dalším změnám nedošlo. Po 28 dnech bylo působení extrémních klimatických podmínek na vzorky ukončeno a byly vyjmuty ze sušárny. Od poslední kontroly došlo k dalšímu odlomení části zubu konzervovaného Veropalem UV-40. Při manipulaci se vzorkem zubu konzervovaným Solakrylem BMX došlo k rozpadnutí zatím soudržných částí. Spoj lepený tímto prostředkem se již úplně oddělil. U dalších vzorků nebyla pozorována změna od poslední kontroly. Pro porovnání byl také proveden pokus s konzervací jednoho vzorku polyvinylacetátovým konzervačním prostředkem z Ústavu Anthropos. Vzhledem k nedostatku materiálu byl konzervován pouze jeden vzorek, a to fragment mamutího zubu. Tento vzorek byl vybrán z toho důvodu, že skupina fragmentů zubů se jevila jako nejvíce křehká, procesem urychleného stárnutí tedy zřejmě nejvíce ohrožená. Při sedmé kontrole po 24 dnech došlo k prasknutí vzorku, který se následně rozpadl na několik části.
2. 3. 1 Výsledky urychleného stárnutí Spoj pažní kosti lepený prostředkem Veropal UV-40 se uvolnil jako první záhy po vložení do sušárny. U vzorků konzervovaných pouze tímto prostředkem také došlo k porušení soudržnosti. Ze vzorku zubu začaly odpadat menší části a ze vzorku spodní čelisti se kus odlomil. Spoj pažní kosti lepený Solakrylem BMX se postupem času stával více pružný, na konci experimentu došlo k jeho úplnému uvolnění. Lepený vzorek rohu během pobytu v sušárně nevykazoval změny, po ukončení urychleného stárnutí však během manipulace se vzorkem došlo k oddělení lepené části. Vzorek zubu konzervovaný Solakrylem BMX se stal nesoudržným ještě před vložením do sušárny, během experimentu došlo k dalšímu zhoršení stavu a vzorek se rozpadl na několik částí. Soudržnost Paraloidem B72 lepeného vzorku pažní kosti nebyla porušena, pouze bylo možné pozorovat větší pružnost. Taktéž lepená část zubu 42
nebyla porušena. Vzorek rohu konzervovaný tímto prostředkem se v druhé polovině experimentu rozpadl při manipulaci. Spoj pažní kosti a spodní čelisti lepený Dispercollem D3 byl během procesu stárnutí mírně pružný, k jakémukoli porušení soudržnosti nedošlo. U konzervovaných vzorků nebyly pozorovány žádné změny. Podobně spoj lepený prostředkem Herkules vykazoval mírnou pružnost, k žádnému porušení lepeného spoje ale nedošlo. Působením na nejslabší část rohu konzervovaného Herkulesem došlo k jeho nalomení, tato část však nebyla úplně oddělena. Bílý povlak na pažní kosti po vysušení vzorku zmizel. U dalších vzorků nedošlo ke změnám. Během
procesu
stárnutí
nedošlo
u
žádného
vzorku
spongiózy
k viditelným změnám či poškození. Při otěru vzorků však u všech dochází k malému oddrolování povrchu, pouze u vzorku konzervovaného Paraloidem B72 tento jev nebyl pozorován. Výsledky experimentu jsou shrnuty v Tab. 2. Výsledný stav po procesu urychleného stárnutí je zobrazen na Obr. 40 - Obr. 45. Tab. 2 Shrnutí výsledků procesu urychleného stárnutí Druh
Roh
prostředku/vzorku
Fragmenty
Fragmenty
Fragmenty
zubu
pažní kosti
čelisti
Spongióza
Veropal UV-40
o
x
X
x
o
Solakryl BMX
X
x
X
o
o
Paraloid B72
x
O
O
o
o
Dispercoll D3
o
o
O
O
o
Herkules
x
o
O
o
o
o… žádná změna na vzorku
x… porušený stav vzorku bez lepení
O… neporušení lepeného spoje
X… uvolnění lepeného spoje
43
Obr. 40 Vzorky rohu pratura po procesu stárnutí
Obr. 41 Vzorky fragmentů zubů po procesu stárnutí
Obr. 42 Vzorky fragmentů pažní kosti po procesu
Obr. 43 Vzorky fragmentů pažní kosti po procesu
stárnutí, nelepené vzorky lepidel 4 a 5
stárnutí, lepené všechny vzorky
Obr. 44 Vzorky fragmentů spodní čelisti po
Obr. 45 Vzorky spongiózy po procesu stárnutí
procesu stárnutí
44
2. 4 Reverzibilita lepidel Zkoušky reverzibility byly provedeny na 5 vzorcích, které nepodstoupily proces urychleného stárnutí, a na 5 vzorcích po procesu stárnutí. Kvůli nedostatku vzorků pažních kostí ale nemohlo být testování provedeno na předmětech ze stejné skupiny. Pro lepení vzorků bez procesu stárnutí byly použity blíže neurčené fragmenty kostí. Reverzibilita u vzorků ze sušárny byla zkoumána u všech vzorků pažních kostí, jejichž soudržnost lepeného spoje nebyla porušena. U vzorků lepených Veropalem UV-40 a Solakrylem BMX reverzibilita stárnutý vzorků tedy nebyla provedena. Vzorek lepený Veropalem UV-40 byl pomocí štětce smáčen 2-butanonem, jelikož v tomto rozpouštědle byl již dodán a bylo tedy pravděpodobné, že by mohlo dojít k uvolnění spoje. Po 15 minutách nedošlo k oddělení spoje, vzorek byl tedy umístěn do zábalu z netkané textile napuštěné 2-butanonem. Při kontrole po 1 hodině došlo k oddělení spooje. Na jedné lepené ploše bylo možné pozorovat lesklou vrstvu lepidla. Zbytky lepidla poté bylo možné odstranit pomocí štětečku namáčeném ve 2-butanonu. Lepidlo je tedy reverzibilní. Vzorek lepený Solakrylem BMX byl pomocí štětce smáčen xylenem obdobně jako u Veropalu UV-40. U této zkoušky došlo po několika minutách k uvolnění lepeného spoje. Na styčných plochách nebyly pozorovány zbytky lepidla. Lepidlo je tedy plně reverzibilní. Oba vzorky lepené Paraloidem B72 byly smáčeny pomocí štětce toluenem. U stárnutého vzorku nebyla pozorována odlišnost od nestárnutého vzorku. Vzorky bylo nutné umístit do zábalu z netkané textile napuštěné toluenem. Při kontrole po 1 hodině došlo k uvolnění spoje. U vzorku po urychleném stárnutí však došlo ke stržení kousku materiálu. Na jedné lepené ploše bylo možné pozorovat lesklou vrstvu zbylého lepidla, kterou bylo možné odstranit stíráním štětcem namáčeným v toluenu. Lepidlo je tedy reverzibilní, došlo ale k malému poškození kosti. Oba vzorky lepené Dispercollem D3 byly smáčeny vodou pomocí štětce. Vzorek, který nepodstoupil urychlené stárnutí, byl po dobu 15 minut smáčen 45
vodou. Jelikož nedošlo k oddělení spoje, byl vzorek vložen do zábalu z netkané textilie napuštěné destilovanou vodou a obalen polyetylenovou fólií. Při kontrole po hodině nedošlo k oddělení spoje. Při kontrole po 2 hodinách se podařilo mírný tlakem spoj oddělit bez porušení vzorku. Na spojích byly patrné zbytky lepidla, které bylo možno pomocí štětce a mechanicky odstranit. Vzorek po urychleném stárnutí byl taktéž smáčen štětcem vodou. Po 15 minutách nedošlo k oddělení spoje. Vzorek byl tedy zabalen do netkané textilie namočené v destilované vodě a zabalen polyetylenovou fólií. Při kontrole provedené po 15 minutách nedošlo k oddělení spoje, taktéž při kontrole provedené po 1 a 2 hodinách. Další kontrola byla provedena po 16 hodinách, kdy byl již spoj plně oddělen. Na obou lepených částech nebylo možné pozorovat zbytky lepidla. Lepidlo je tedy plně reverzibilní, ačkoli vlivem stárnutí se jeho reverzibilita zhoršila. Vzorky lepené prostředkem Herkules byly také smáčeny destilovanou vodou pomocí štětce. Lepený spoj vzorku, který nepodstoupil urychlené stárnutí, se rozpojil po 10 minutách smáčení. Na obou částech bylo viditelné lepidlo, které bylo možné setřít štětcem namáčeným ve vodě. Průběh testování reverzibility stárnutého vzorku probíhal obdobně jako u vzorku lepeného Dispercollem D3. Smáčení destilovanou vodou pomocí štětce nepřineslo ani po 15 minutách výsledky. Vzorek byl tedy umístěn do zábalu z netkané textilie napuštěné destilovanou vodou. Při kontrole po jedné a dvou hodinách nedošlo k oddělení spoje. Při kontrole provedené po 16 hodinách byl již spoj oddělen, na vzorku nebyly pozorovány zbytky lepidla. Reverzibilita lepidla se tedy stárnutím zhoršila, lepidlo je však plně reverzibilní.
46
2. 5 Míra penetrace prostředků do vzorků Penetrace prostředků do předmětů byla hodnocena opticky pomocí barviv, která byla přidána do konzervačních roztoků. Vzhledem k velmi odlišnému vzhledu vzorků a charakteru rozpouštědel, která se používala k ředění, byla zvolena dvě různá barviva - Rylux BS a Rhodamin B. Rylux BS je opticky zjasňující prostředek používaný zejména pro zjasnění v textilním či papírenském průmyslu. Používá se také při výrobě pracích prostředků. Zjasňující efekt prostředků je patrný ve světle, které je bohaté na UV záření. Patří do skupiny stilbenů, chemický vzorec látky je disodium 4,4'bis[(4-amino-6-anilino-1,3,5-triazin-2-yl)amino]stilbene-2,2'-disulphonate. Strukturní vzorec je zobrazen na Obr. 46 (HORSKÝ, 2014). Vzorek této látky laskavě poskytl Petr Nasadil z Textilního zkušebního ústavu, s. p.
Obr. 46 Rylux BS - strukturní vzorec
Jedná se o látku rozpustnou ve vodě při zahřívání. Pro potřeby označení konzervačních prostředků byl vytvořen 1% roztok v destilované vodě. Vzhledem ke skutečnosti, že některé ze vzorků nebo jejich části byly samy aktivní ve světle bohaté na UV záření (fragmenty mamutích zubů, části pažních kostí, části spodní čelisti) a pokusy o tvorbu roztoku s nepolárním rozpouštědlem nebyly úspěšné, byl prostředek Rylux BS použit pouze k označení 4 vzorků - rohů pratura a spongiózy, které byly konzervované lepidly Dispercoll D3 a Herkules. S ohledem na barvu vzorků a použití vody jako rozpouštědla bylo toto barvivo ideální.
47
Rhodamin B je růžovo-fialový prášek používající se jako barvivo. Je rozpustný zejména ve vodě a alkoholech. Chemický vzorec látky je [9-(2carboxyphenyl)-6-(diethylamino)xanthen-3-ylidene]-diethylazanium
chloride
(RHODAMINE B), strukturní vzorec je vyobrazen na Obr. 47.
Obr. 47 Strukturní vzorec Rhodaminu B4
Vzhledem ke svému zbarvení byl Rhodamin B vhodným markerem pro označení prostředků u problematických vzorků pro Rylux BS - tedy fragmenty zubů, pažních kostí a spodní čelisti. Pro značení roztoků konzervovaných lepidly Dispercoll D3 a Herkules byl použit již vytvořený 0,01M roztok v metanolu. Jelikož tento roztok nebyl rozpustný v roztocích s nepolárními rozpouštědly (Veropal UV-40, Solakryl BMX, Paraloid B72) byl pro tato značení vytvořen 0,05M roztok v acetonu. Jeho rozpustnost v roztocích s Veropalem UV-40 a Solakrylem BMX sice nebyla ideální, ale poskytovala lepší výsledky. K označení konzervačních roztoků bylo vždy použito několik kapek roztoku barviva Rylux BS či Rhodamin B tak, aby byl prostředek dostatečně označen, ale zároveň nedošlo ke srážení barviva přidáním nadměrného množství. Vlastní optické posouzení míry penetrace probíhalo u opětovně rozřezaných vzorků, které podstoupily proces umělého stárnutí. Výsledky je možné vidět na Obr. 48 - Obr. 67, fotografování probíhalo při osvětlení UVlampou. Popis obrázků obsahuje druh vzorku, číslici označující druh konzervačního prostředku (Veropal UV-40 - 1, Solakryl BMX - 2, Paraloid B72 3, Dispercoll D3 - 4, Herkules - 5) a použité barvivo (Rh - Rhodamin B, Ry Rylux BS). U vzorků pažních kostí míra penetrace zkoumána nebyla.
4Zdroj
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/r6626?lang=en®ion=CZ
48
Obr. 48 Roh - 1, Rh
Obr. 49 Roh - 2, Rh
Obr. 50 Roh - 3, Rh
Obr. 51 Roh - 4, Ry
Obr. 52 Roh - 5, Ry
Obr. 53 Zub - 1, Rh
Obr. 54 Zub - 2, Rh
Obr. 55 Zub - 3, Rh
Obr. 56 Zub - 4, Rh
Obr. 57 Zub - 5, Rh
Obr. 58 Čelist - 1, Rh
Obr. 59 Čelist - 2, Rh
Obr. 60 Čelist - 3, Rh
Obr. 61 Čelist - 4, Rh
Obr. 62 Čelist - 5, Rh
Obr. 63 Spongióza - 1, Rh
Obr. 64 Spongióza - 2, Rh
Obr. 65 Spongióza - 3, Rh
49
Obr. 66 Spongióza - 4, Ry
Obr. 67 Spongióza - 5, Ry
2. 5. 1 Shrnutí výsledků míry penetrace U vzorků rohů pratura nebyly výsledky s barvivem Rhodamin B příliš průkazné. U přípravků Dispercoll D3 a Herkules byla míra penetrace srovnatelná, v obou případech převážně povrchová. Do fragmentů mamutích zubů nejlépe pronikl Veropal UV-40. Vzhledem k odpadávání částí ze vzorku však dobrou ochranu neposkytl. Penetrace Solakrylu BMX a Paraloidu B72 byla srovnatelná, prostředky částečně pronikly i do vzorku. Vzorek konzervovaný Solakrylem BMX se však rozpadl. Taktéž u vzorků konzervovaných Dispercollem D3 a Herkulesem lze pozorovat podobné výsledky, penetrace byla pouze povrchová, Herkules pronikl do předmětu o něco lépe. Do fragmentů spodní čelisti nejlépe penetroval přípravek Veropal UV-40, podobně jako u vzorku zubu však během urychleného stárnutí došlo k odlomení části. Solakryl BMX penetroval do předmětu podobně jako Dispercoll D3, pronikání bylo převážně povrchové. Paraloid B72 do vzorku penetroval o něco lépe. Nejhůře do vzorku spodní čelisti pronikal roztok Herkulesu. Penetrace přípravků označených barvivem Rhodamin B do vzorků spongiózy byla přibližně srovnatelná, prostředky dobře pronikaly do vzorků. Penetrace přípravky Dispercoll D3 a Herkules byla více povrchová, větší vrstvu prostředku bylo možnost pozorovat u Dispercollu D3. Závěrem lze shrnout, že dle očekávání přípravky ředěné nepolárními rozpouštědly pronikaly do vzorků hlouběji. Vzhledem k výsledkům urychleného stárnutí však tento fakt neznamenal, že předměty jsou těmito roztoky lépe konsolidovány. Prostředky ředěné vodou (Dispercoll D3, Herkules) pronikaly jen mírně pod povrch předmětů, stav vzorků po urychleném stárnutí byl však kromě jednoho případu velmi dobrý.
50
2. 6 Infračervená spektrometrie Po očištění předmětů byly ještě před jakoukoli úpravou odebrány vzorky na FTIR. Vzorky byly odeprány pomocí skalpelu a rozdrceny v třecí misce. Tato analýza měla za cíl prozkoumat rozdíly ve složení mezi jednotlivými skupinami vzorků. Analýzu prováděl RNDr. Richard Ševčík, Ph.D. na Ústavu chemie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity na přístroji Bruker TENSOR 27. Vzorky byly připraveny metodou KBr tablet. K 300 mg bromidu draselného bylo přidáno cca 3-5 mg vzorku, směs byla homogenizována tloučkem v třecí misce. Upravený vzorek byl vložen do prstence a v ocelové raznici byl za působení tlaku 70 KN stlačen do tablety. Takto vytvořený vzorek byl vložen do přístroje a změřen. Tímto způsobem byla provedena analýza vzorků spodní čelisti medvěda,
stolička
medvěda,
spongióza
z blíže
neurčených
fragmentů,
mamutího klu a fragmenty obratlů. Jak lze vyčíst ze spektra na Obr. 68, vzorky se svým chemickým složením prakticky neliší, ať se jedná o fragment stoličky, spodní čelisti, klu či spongiózy. Spektra jsou rozdílná pouze v intenzitách jednotlivých píků.
Obr. 68 FTIR spektrum všech vzorků
51
Změny ve vzorcích konzervačních prostředků byly analyzovány metodou ATR-FTIR. Analýzy provedl RNDr. Richard Ševčík, Ph.D. na Ústavu chemie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity na přístroji Bruker TENSOR 27 s nástavcem Bruker Platinum ATR (Obr. 69). Na podložní sklíčko bylo naneseno několik vrstev všech konzervačních prostředků, včetně prostředku z Ústavu Anthropos. Po zaschnutí vzorků bylo provedeno měření. Poté byly vzorky uloženy 18. 3. 2014 do potravinových boxů a podstoupily proces urychleného stárnutí společně s vzorky popsaného v kapitole 2. 3. Proces byl ukončen 7. 4. 2015. Během kontrol provedených při stárnutí bylo možné pozorovat již po jednom dni jisté změny. Dispercoll 3 zežloutl, Herkules zbělel. Po 5 dnech bylo možné pozorovat mírné žloutnutí Veropalu UV-40. Trochu zežloutl také vzorek z Ústavu Anthropos. Při třetí kontrole po 12 dnech bylo zjištěno, že podložní sklíčko s Paraloidem B72 se stalo silně lepivým a mělo tendenci lepit se k okolním předmětů. Vzorek s Herkulesem začal ze sklíčka mírně stékat. Změny při dalších kontrolách nebyly pozorovány. Vzhled vzorků po jednom dni v sušárně a po ukončení stárnutí jsou vyobrazeny na Obr. 70 - Obr. 71.
Obr. 69 Přístroj Bruker TERNSOR 27 s nástavcem Platinum ATR
52
Obr. 70 Vzorky po jednom dni stárnutí
Obr. 71 Vzorky po ukončení procesu stárnutí
Porovnání jednotlivých spekter je zobrazeno na Obr. 72 - Obr. 77.
Obr. 72 Porovnání spekter Veropalu UV-40 před stárnutím a po stárnutí (červeně)
53
Obr. 73 Porovnání spekter Solakrylu BMX před stárnutím a po stárnutí (červeně)
Obr. 74 Porovnání spekter Paraloidu B72 před stárnutím a po stárnutí (červeně)
54
Obr. 75 Porovnání spekter Dispercollu D3 před stárnutím a po stárnutí (červeně)
Obr. 76 Porovnání spekter Herkulesu před stárnutím a po stárnutí (červeně)
55
Obr. 77 Porovnání spekter PVAc z Anthroposu před stárnutím a po stárnutí (červeně)
Porovnáním jednotlivých spekter lze z použitých
prostředků
nedošlo
k výraznější
konstatovat, že změně.
Pouze
u žádného v některých
případech došlo k jisté změně v intenzitě pásů, vlnočty však zůstaly stejné. Lze tedy říci, že u žádného přípravku použitého ke konzervaci, respektive lepení vlivem extrémním klimatických podmínek nedošlo k chemické degradaci.
56
2. 7 Diskuze výsledků Během experimentu s urychleným stárnutím došlo u vzorků, na které byl aplikován Veropal UV-40, jak k rozlepení spojů, tak ke zhoršení stavu ostatních vzorků. Stejná situace nastala i s prostředkem Solakryl BMX. Spoj lepený Paraloidem B72 vykazoval značnou pružnost, soudržnost však porušena nebyla. Jeden vzorek se během stárnutí rozpadl na dvě části. Spoje lepené Dispercollem D3 byly méně pružné, nebyly na nich zaznamenány žádné změny. Také u žádného z nelepených vzorků nedošlo ke změnám či zhoršení stavu. Spoje lepené Herkulesem taktéž vykazovaly mírnou pružnost, soudržnost nebyla porušena. U jednoho vzorku došlo při manipulaci v nejslabším místě k nalomení, u dalšího vzorku došlo ke vzlínání lepidla na povrch předmětu a vytvoření bělavého povlaku. Tento povlak po ukončení stárnutí vymizel. Z tohoto hlediska lze doporučit prostředek Dispercoll D3. Zkoušky reverzibility ukázaly, že všechna lepidla jsou reverzibilní. U lepidel Veropal UV-40 a Solakryl BMX nebylo možné zkoumat ovlivnění urychlených stárnutím. Vzorky bez stárnutí šlo však bez větších problémů oddělit. U lepidla Paraloid B72 nedošlo ke změně reverzibility, u stárnutého vzorku došlo k odtržení malé části vzorku a tím k mírnému poškození. Odtržená část však byla velmi malá. Spoje bylo možné oddělit během několika minut. U lepidel Dispercoll D3 a Herkules došlo vlivem stárnutí ke zhoršení reverzibility, všechny vzorky
však bylo možné
bez poškození oddělit.
Reverzibilita nestárnutého lepidla Herkules byla lepší, spoj šel oddělit po kratší době. Z tohoto hlediska je možné doporučit všechny prostředky. Míra penetrace přípravku Veropal UV-40 do předmětu byla, dá se říct, nejlepší ze všech. Tato skutečnost ale neměla pozitivní vliv na odolnost předmětů extrémním klimatickým podmínkám. Penetrace Solakrylu BMX a Paraloidu B72 byla srovnatelná. U vzorků, které byly konzervovány Solakrylem BMX však došlo k podobným závadám, jako u Veropalu UV-40. Prostředky Dispercoll D3 a Herkules nepenetrovaly příliš do hmoty předmětu, což lze připsat použitému rozpouštědlu. Z tohoto hlediska lze doporučit prostředek Paraloid B72. 57
Porovnáním ATR spekter lze konstatovat, že u žádného prostředku nedošlo k chemické degradaci vlivem urychleného stárnutí. Lze tedy doporučit všechny prostředky. Nelze
jednoznačně
stanovit,
který
prostředek
je
ke
konzervaci
osteologického materiálu nejvhodnější. Přípravky Veropal UV-40 a Solakryl BMX v testu urychleného stárnutí neobstály, nelze je tedy doporučit. Paraloid B72 poskytl dobré výsledky, nicméně z neznámých důvodů došlo k rozpadnutí jednoho ze vzorků v místě, které nebylo nejslabším, nebyl tedy objektivní důvod, aby se tak stalo. Dispercoll D3 a Herkules poskytl také podobné výsledky. Při testování v extrémních klimatických podmínkách došlo k nalomení vzorku konzervovaného Herkulesem, bylo to však při manipulaci a v nejslabším místě vzorku. Dispercoll D3 byl naproti tomu o něco méně reverzibilní. S přihlédnutím k možnostem mnohých muzeí u nás - zejména nedostatečně vybavené laboratoře, jsou jednoznačně vhodnější prostředky rozpustné v nezávadných rozpouštědlech. Paraloid B72 je dražší látkou než použitá polyvinylacetátová lepidla. Výhoda těchto lepidel spočívá také v možnosti konsolidovat ještě vlhké vzorky po vyjmutí ze země, což je daň za fakt, že použité rozpouštědlo se z předmětů odpařuje mnohem déle. Pro konzervaci a lepení osteologického materiálu lze tedy doporučit lepidla Dispercoll D3 a Herkules. Kvůli lepším výsledkům během procesu urychleného stárnutí byl ke konzervaci a lepení předmětů v praktické části vybrán přípravek Dispercoll D3.
58
3. Praktická část
59
3. 1 Konzervace a restaurování medvědí lebky Identifikace předmětu Jedná se o část lebky medvěda jeskynního (Ursus spelaeus) uložená v igelitových sáčcích. Nález z roku 2015 pochází z jeskyně Barová, přesněji z Liščí chodby - sektor 1, vrstva B (viz Obr. 78). Jeskyně se nachází ve střední části CHKO Moravský kras severně od města Brna ve Křtinském údolí. Informace o nálezu byly popsány na přiloženém lístku (viz Obr. 79) Lebka pochází z období svrchního pleistocénu, přesné stanovení stáří nebylo provedeno. Na základě průzkumů dalších nálezů z této oblasti je však přibližné stáří předmětu 45-50 tisíc let.
Obr. 78 Plánek jeskyně Barová5
5
Zdroj Ústav Anthropos
60
Obr. 79 Lístek přiložený k nálezu
Obr. 80 Fotografie z místa nálezu6
6
Zdroj Ústav Anthropos
61
3. 1. 1 Návrh konzervátorsko-restaurátorského zásahu 1. Dokumentace předmětu před zásahem 2. Čištění předmětů
omytí vodou
mechanické odstranění zeminy a dalších nečistot kartáčkem
3. Vysušení při pokojové teplotě 4. Roztřízení jednotlivých kostí, které je možné je slepit v jeden kus 5. Konzervace vybraných kostí roztokem Dispercollu D3 ředěným vodou 6. Lepení jednotlivých částí neředěným lepidlem Dispercoll D3 v jednolité torzo 7. Dokumentace předmětu po zásahu 8. Návrh na uložení předmětu
3. 1. 2 Stav předmětu před zásahem Lebka je pokryta značným množstvím zeminy. Jedna velká část se jeví kompaktně, je k ní přiloženo několik menších částí taktéž obalených zeminou (Obr. 81 - Obr. 83). Vzhledem ke značnému znečištění a množství volné zeminy, která se z předmětů při jakékoli manipulaci konstantně uvolňovala, byla hmotnost stanovena až po očištění. Také u některých částí nebylo možno přesně určit, zda se jedná o kost s vrstvou zeminy, nebo jen o samotnou zeminu či kamení. Cílem zásahu je nejen očištění a konzervace předmětu, ale také obnova jeho celistvosti tak, aby konečná podoba alespoň částečně vypovídala o původním vzhledu lebky. Záměrem však není vytvořit původní podobu předmětu, nebude tedy docházet k doplňování či modelaci chybějících částí.
62
Obr. 81 Stav předmětu před zásahem, pohled na lebku zboku
Obr. 82 Stav předmětu před zásahem, pohled na lebku zezadu
63
Obr. 83 Stav předmětu před zásahem, pohled na lebku zepředu
64
3. 1. 3 Popis konzervátorsko-restaurátorského zásahu Čištění a sušení Při mytí vodou se ukázalo, že největší kus je kompaktní pouze díky tomu, že je celý vyplněný a zpevněný zeminou. Při namočení došlo takřka okamžitě k rozdělení na dvě hlavní části (Obr. 87 vpravo) a několik menších kostí. Během čištění bylo dbáno na maximální opatrnost, nebylo však možné zabránit oddělování křehkých obličejových kůstek a dalších částí, jejichž soudržnost byla pouze zdánlivá a byla způsobena ztvrdlou zeminou. Po očištění byly všechny části ponechány schnout volně na vzduchu za pokojové teploty po dobu dvou týdnů. Po vysušení byla hmotnost dvou největších kusů lebky stanovena na 926 g, respektive 178 g.
Obr. 84 Největší část lebky po očištění
Obr. 85 Největší část lebky po očištění
- pohled zdola
- pohled shora
Obr. 86 Největší část lebky po očištění - pohled ze strany
65
Obr. 87 Celkový pohled na očištěné kosti po osušení
Konzervace vybraných předmětů Po vysušení očištěných předmětů byly drobné obličejové kůstky a malé úlomky kostí uloženy do PE sáčku, protože je nebylo možné slepit v jeden kus (Obr. 88). Také bylo zjištěno, že některé větší kosti zjevně nepatřily k lebce jedince, ze kterého pocházely dvě největší části lebky, byly proto uloženy zvlášť do PE sáčku (Obr. 89). Kusy, které bylo možno slepit v jednolité torzo, byly před samotným lepením nakonzervovány roztokem Dispercollu D3 ředěným vodou. Větší kusy byly
konzervovány
pomocí
štětce
roztokem
Dispercollu
D3
a
vody
v hmotnostním poměru nejprve 1:3, poté 2:5. Menší kusy byly konzervovány ponorem v roztoku v hmotnostním poměru 1:5.
66
Obr. 88 Drobné kosti a úlomky, které byly uloženy zvlášť
Obr. 89 Vybrané kosti patřící jinému jedinci
Lepení pomocí lepidla Dispercoll D3 Vybrané kusy byly po konzervaci lepeny ve výsledné torzo lebky pomocí neředěného lepidla Dispercoll D3. Lepidlo bylo nanášeno štětcem vždy na obě lepené plochy. Po krátkém zaschnutí byly části přiloženy k sobě a za působení mírného tlaku došlo ke ztuhnutí spoje.
67
3. 1. 4 Stav předmětu po zásahu Během zásahu došlo k očištění původního materiálu od různých nečistot tvořených převážně zeminou. Záměrem zásahu bylo vytvořit jednolitý celek. Jelikož ne všechny části se k tomuto účelu hodily, byly nepasující fragmenty označeny a uloženy zvlášť. Tento byl patřičně označen a uložen. Vybrané předměty byly konzervovány pomocí roztoku lepidla Dispercoll D3 s vodou. Stejné lepidlo bylo použito k následnému lepení. Hmotnost výsledného torza medvědí lebky byla stanovena na 1214 g. Rozměry předmětu vyznačeny v Obr. 90 jsou A=204 mm, B=250 mm, C=103 mm, D=150 mm. Stav předmětu po zásahu byl fotograficky zdokumentován na Obr. 91 - Obr. 94.
Obr. 90 Vyznačení měřených rozměrů
68
Obr. 91 Stav předmět u po zásahu - pohled zprava
Obr. 92 Stav předmětu po zásadu - pohled zleva
69
Obr. 93 Stav předmětu po zásadu - pohled zepředu
Obr. 94 Stav předmětu po zásahu - pohled zezadu
70
Návrh na uložení předmětu
Teplota 18±2 °C
Relativní vlhkost vzduchu 40-60 %, ideálně 55 %
Osvětlení do 200 lx, expozice světlem 42 000 lx.h/rok
Prostředí čisté, bezprašné
Doporučená kontrola stavu po 2 letech
71
3. 2 Rekonzervace mamutího klu Identifikace předmětu Jedná se o torzo klu mamuta (Mammuthus sp.) neznámého stáří a původu.
Předmět
pravděpodobně
pochází
z dřívějších
archeologických
výzkumů, jeho stáří se tedy může pohybovat v rozmezí 15-25 tisíc let. Kel byl již dříve konzervován pravděpodobně pomocí šelaku, o tomto zásahu však nebylo možno dohledat jakékoli záznamy. Případné použití jakýchkoli dalších prostředků tedy není známo. Pravděpodobné by vedle šelaku bylo snad i použití klihu. Tyto dva prostředky byly v minulosti v laboratoři odd. pro diluvium Moravského musea v Brně hojně používány, jak se lze dočíst v článku doktora Klímy vydaném v Archeologických rozhledech z roku 1952 (KLÍMA, 1952). Předmět byl uložen v depozitáři Ústavu Anthropos v Brně.
3. 2. 1 Návrh konzervátorského zásahu 1. Dokumentace předmětu před zásahem 2. Čištění předmětu
odstranění vrstvy šelaku a prachových částic pomocí skalpelu, preparační jehly, kartáčku a štětce
3. Postupné odstraňování papírových výztuh a motouzu, průběžná konzervace pomocí roztoku Dispercollu D3 s vodou 4. Lepení předmětu neředěným Dispercollem D3 5. Případné doplnění předmětu tak, aby nedošlo k jeho rozpadu 6. Dokumentace předmětu po zásahu 7. Návrh na uložení předmětu
3. 2. 2 Stav předmětu před zásahem Předmět byl silně zaprášen. Degradovaná vrstva šelaku vytvořila na předmětu lepivý povlak, který způsoboval silné ulpívání prachových částic. Tmavě hnědá šelaková vrstva byla také značně popraskaná a z povrchu se na mnoha místech odlupovala. Kel byl sestaven z několik dílů, které byly vyztuženy papírem a navzájem svázány motouzem. Materiál byl velmi popraskaný, vlivem křídovatění došlo 72
k rozvrstvení hmoty klu. Celý předmět byl celkově nekompaktní a při jakékoliv manipulaci docházelo k oddělování drobných částic. Hmotnost předmětu před zásahem byla 1620 g. Průměr předmětu na širším konci 87 mm, průměr předmětu na užším konci 66 mm, délka předmětu cca 490 mm. Stav předmětu před zásahem je zdokumentován na Obr. 95 - Obr. 98.
73
Obr. 95 Stav předmětu před zásahem
Obr. 96 Stav předmětu před zásahem
74
Obr. 97 Stav předmětu před zásahem - pohled na širší konec
Obr. 98 Stav předmět před zásahem - pohled na užší konec
75
3. 2. 3 Popis konzervátorského zásahu Čištění Odlupující se vrstva šelaku a prachové částice byly odstraňovány pomocí kartáčku, štětce, skalpelu a preparační jehly (Obr. 99 - Obr. 101). Vzhledem k tomu, že předmět nevykazoval známky biogenního napadení ani na povrchu nebyly nalezeny stopy závažnějšího znečištění (například tuky či bílkovinami), bylo čištění provedeno pouze suchou cestou.
Obr. 99 Odlupující se vrstva šelaku
Obr. 100 Torzo klu po mechanickém
před očištěním
očištění
Obr. 101 Torzo klu po mechanickém očištění - pohled na koncovou část
Odstraňování papírových výztuh, motouzu a konzervace Po celkovém očištění byly postupně odstraňovány výztuhy a motouz. Aby během této činnosti nedošlo k rozpadu předmětu, byly veškeré odhalené části průběžně konzervovány pomocí štětce roztokem Dispercollu D3 s vodou v hmotnostním poměru 1:3. Průběžně byl také předmět ponechán volně schnout na vzduchu, aby mohlo dojít k odpaření rozpouštědla a následnému zpevnění před dalším zásahem. 76
Při odstraňování papíru a motouzu vyšlo najevo, že předmět je složen ze tří hlavních částí (Obr. 102), ze kterých se oddělují menší části (Obr. 103). Během odstraňování papíru bylo zjištěno, že je popsaný různými poznámkami. Dřívější pracovník tedy zřejmě při práci používal cokoli, co měl právě po ruce (Obr. 104 a Obr. 105). Tři větší části byly díky lepší přístupnosti do více míst po oddělení nakonzervovány roztokem Dispercollu D3 ve vodě v hmotnostním poměru 2:5.
Obr. 102 Tři části oddělené po téměř
Obr. 103 Oddělující se části
kompletním odstranění papíru
Obr.
104
výztuze
Poznámky
na
papírové
Obr.
105
výztuze
77
Poznámky
na
papírové
Lepení Po vyschnutí předmětu byly oddělené kousky přilepeny neředěným Dispercollem D3. Následně byl proveden pokus o slepení všech tří hlavních částí tak, aby nebylo nutné použití sádry k vyztužení předmětu. Lepení probíhalo způsobem, kdy na obě lepené plochy byla pomocí štětce nanesena vrstva Dispercollu D3, která byla krátce ponechána zaschnout. Potom byly části přiloženy k sobě a za působení mírného tlaku došlo ke ztuhnutí spoje. Po kompletním slepení vyšlo najevo, že aplikace vyplňujícího prostředku není nutná a předmět vykazuje dostatečnou soudržnost. Další zásahy tedy nebyly prováděny.
3. 2. 4 Stav předmětu po zásahu Během zásahu došlo k očištění předmětu od předchozího konzervačního prostředku - šelaku, což vzhledem k silně narušenému stavu bylo nezbytné. Byly také odstraněny prachové částice, které díky lepivému degradovanému šelaku na předmětu ulpěly ve značné míře. Za průběžné konzervace roztokem Dispercollu D3 ve vodě byly odstraňovány papírové výztuhy a motouzy. Následně byl předmět slepen neředěným roztokem Dispercollu D3. Hmotnost předmětu po zásahu je 1562 g. Průměr předmětu na širším konci 87 mm, průměr předmětu na užším konci 66 mm, délka předmětu cca 490 mm. Stav předmětu po zásahu byl fotograficky zdokumentován na Obr. 106 a Obr. 107.
78
Fotodokumentace předmětu po zásahu
Obr. 106 Torzo mamutího klu po zásahu
Obr. 107 Torzo mamutího klu po zásahu
79
Návrh na uložení předmětu
Teplota 18±2 °C
Relativní vlhkost vzduchu 40-60 %, ideálně 55 %
Osvětlení do 200 lx, expozice světlem do 42 000 lx.h/rok
Prostředí čisté, bezprašné
Doporučená kontrola stavu po 2 letech
80
Závěr Na
základě
literární
rešerše
a
informací
od
pracovníků
muzeí
a Archeologického ústavu Akademie věd České republiky byly k experimentální části vybrány prostředky Veropal UV-40, Solakryl BMX, Paraloid B72, Dispercoll D3 a Herkules. Analýza reverzibility neukázala, že by některý z použitých prostředků z tohoto hlediska byl zásadně nevhodný. Stejně tak žádný z přípravků srovnáním ATR-FTIR spekter nevykazoval výrazné známky chemické degradace po procesu urychleného stárnutí. Dle očekávání byla míra penetrace vzorků v organických rozpouštědlech do předmětu lepší. Ovšem při porovnání výsledků procesu urychleného stárnutí vyšlo najevo, že tato skutečnost zřejmě nemá velký vliv na účinnost konzervace či lepení předmětů. V tomto experimentu prostředky Veropal UV-40 a Solakryl BMX nedosáhly dobrých výsledků. Přihlédne-li
se
k dalším
okolnostem,
jako
jednoduchost
práce
s testovanými přípravky, dostupnost či cena, lze jednoznačně říci, že nejvhodnější byla lepidla Dispercoll D3 a Herkules. Také je při používání zejména prostředků Veropal UV-40 a Paraloid B72, méně u Solakrylu BMX, nutné mít na zřeteli, že nanášení větších vrstev na hladké povrchy může vést k nežádoucím lesklým povlakům (např. u kompakty pažních kostí). Tento problém se u použitých polyvinylacetátových lepidel nevyskytl. Shrnutím všech skutečností a výzkumů lze tedy doporučit prostředky Dispercoll D3 a Herkules. Pro praktickou část práce byl vybrán prostředek Dispercoll D3, protože v testu urychleného stárnutí dosáhl o něco lepších výsledků. Byl použit ke konzervaci a lepení nálezu medvědí lebky a k rekonzervaci mamutího klu. Vezme-li se v úvahu o něco horší reverzibilita lepidla Dispercollu D3 vůči lepidlu Herkules, stálo by jistě za další zkoumání použití přípravku Dispercoll D2. Ten by teoreticky mohl skloubit lepší odolnost vůči vlhkosti, zároveň by mohl být více reverzibilní. V této práci byl ale záměrně vybrán Dispercoll D3 pro pravděpodobnou větší odlišnost od prostředku Herkules.
81
4. Seznam použitých zdrojů
82
4. 1 Seznam literatury BOUBLÍK, Vlastimil. Lepidla a jejich příprava. 2., nezměn. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1966, 190 s. CILIBERTO, Enrico (ed.) a Giuseppe SPOTO (ed.). Modern analytical methods in art and archaeology. New York: John Wiley & Sons, 2000, xxiv, 755 s. Chemical analysis: a series of monographs on analytical chemistry and its applications, vol. 155. ISBN 0-471-29361-x. GOFFER, Zvi. Archaeological chemistry. 2nd ed. Hoboken, N. J.: WileyInterscience, 2007, xxii, 623 p. ISBN 9780471252887. HLOŽEK, Martin. Multidisciplinární technologická analýza neolitické keramiky. Brno, 2012. Disertační práce. Masarykova univerzita. HORIE, C. Materials for conservation: organic consolidants, adhesives, and coatings. Boston: Butterworths, 1987, xi, 281 p. ISBN 0408015314. HORSKÝ, Michal. Koloranty pro barvení dřeva a papíru. Pardubice, 2014. Univerzita Pardubice. KLÍMA, B. Konzervace kostí a kostěných předmětů. Archeologické rozhledy. Archeologický ústav Akademie věd České republiky, 1952, 4: 154-157. KLOUDA, Pavel. Moderní analytické metody. 2., upr. a dopl. vyd. Ostrava: Pavel Klouda, 2003, 132 s. ISBN 80-86369-07-2. KÖNIG, Horst Erich a Hans-Georg LIEBICH. Anatomie domácích savců. Bratislava: H & H, 2003, xv, 286 s. ISBN 80-88700-56-6. KOPECKÁ, Ivana. Preventivní péče o historické objekty a sbírky v nich uložené. Praha: Laurus press servis, 2002, 109 s. Odborné a metodické publikace, sv. 25. ISBN 80-86234-28-2.
83
NAJBRT, R. a kol. Veterinární anatomie I. 2. vyd. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1980, 524 s. NIKITIN,
Michail
Kapitonovič
a
Elena
Petrovna
MEL'NIKOVA. Chemie
v konzervátorské a restaurátorské praxi. Brno: Masarykova univerzita, 2003, 231 s. ISBN 80-210-3062-3. TERRY O'CONNOR. The archaeology of animal bones. Paperback ed. Stroud: Sutton, 2004. ISBN 0750935243. OSTEN, Miloš. Práce s lepidly a tmely. 2., přeprac. vyd. Praha: SNTL, 1982, 283 s. Polytechnická knižnice (SNTL). PÁGO, Ladislav. Úvod do muzejní konzervace a restaurování. 1. vyd. Brno: Univerzita J. E. Purkyně, 1984, 89 s. POLLARD, A. Analytical chemistry in archaeology. New York: Cambridge University Press, 2007, xiv, 404 p. ISBN 0521655722. POSPÍŠIL, M. Konservování kosterního materiálu pomocí polymerizovaného vinylacetátu. Archeologické rozhledy. Archeologický ústav Akademie věd České republiky, 1957, 9: 569-570 SELUCKÁ, Alena, Hana GROSSMANNOVÁ a Michal MAZÍK. Preventivní konzervace: moderní postupy a technologie: Präventive Konservierung: moderne Verfahren und Technologien. Brno: Jihomoravský kraj, 2014, 57 s. ISBN 97880-87896-05-1. ŠTĚPÁNEK, I. a kol. Konzervování a restaurování kovů: ochrana předmětů kulturního dědictví z kovů a jejich slitin. Vyd. 1. Brno: Technické muzeum v Brně, Metodické centrum konzervace, 2011, 648 s. ISBN 978-80-86413-70-9. TICOVÁ,
Eva.
Smysl
a
principy
konzervace
archeologických
nálezů. Archeologické rozhledy. Archeologický ústav Akademie věd České republiky, 1997, 49(1): 147-149. 84
ZELINGER, Jiří: Poškození kulturních památek vlivem světla a ochrana proti němu, in: Zprávy památkové péče, ročník 60, 2000, č. 7, příloha, s. LXI-LXXXIV.
4. 2 Internetové zdroje Attenuated
Total
Reflection
(ATR)
–
a
versatile
tool
for
FT-IR
spectroscopy. Bruker Optics [online]. 2011 [cit. 2015-12-15]. Dostupné z: https://www.bruker.com/fileadmin/user_upload/8-PDFDocs/OpticalSpectrospcopy/FT-IR/ALPHA/AN/AN79_ATR-Basics_EN.pdf Infračervená
spektroskopie. Cvičení
z
vybraných
fyzikálně-chemických
metod [online]. Katedra fyzikální chemie, Univerzita Palackého v Olomouci, 2004 [cit.
2015-12-02].
Dostupné
z:
http://fch.upol.cz/skripta/zfcm/ir/ir_teorie.htm Profesní etický kodex konzervátora-restaurátora AMG ČR [online]. Asociace muzeí a galerií České republiky, 2009 [cit. 2015-12-18]. Dostupné z: www.cz-museums.cz/amg/UserFiles/File/komise/kkrp/kodex.doc Dispercoll D3. DRUCHEMA, družstvo pro chemickou výrobu a služby [online]. © 2015 [cit. 2015-12-28]. Dostupné z: http://www.druchema.cz/z2784dispercoll-d3 Herkules. DRUCHEMA, družstvo pro chemickou výrobu a služby [online]. © 2015 [cit. 2015-12-28]. Dostupné z: http://www.druchema.cz/z2782-herkules Hotové produkty. SYNPO, akciová společnost [online]. © 2015 [cit. 2015-12-28]. Dostupné z: http://www.synpo.cz/zakazkova-vyroba/zpracovani-polymeru-aformulaci/hotove-produkty.htm Paraloid B72. Ceiba [online]. Ceiba, s. r. o. [cit. 2016-01-04]. Dostupné z: http://eshop.ceiba.cz/paraloid_b72
85
RHODAMINE
B. Pubchem,
Open
Chemistry
Database [online].
Bethesda:
National Center for Biotechnology Information, U. S. National Library of Medicine
[cit.
2015-12-26].
Dostupné
z:
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/rhodamine_b#section=Top Solakryl BMX. Lučební Závody Draslovka a. s. Kolín. [online] [cit. 2015-12-28]. Dostupné z: http://www.draslovka.cz/solakryl-bmx
86
