Современные красители для реставрационных тканей

Для окрашивания вспомогательных тканей, нитей и пряжи применяют природные и искусственные (синтетические) органические красители, причем природные красители благодаря разнообразию оттенков, простоте методов крашения и достаточно хорошим прочностным свойствам сохраняют преимущественное значение.

Большинство описанных выше красильных растений перестали культивировать на рубеже XX века. Только немногие из них сохранились до наших дней благодаря тому, что используются как лекарственные растения: среди них марена красильная, крушина, дуб, барбарис, калган. Следует отметить, что подавляющее большинство дикорастущих растений содержит в своих наземных частях и корнях красящие вещества обычно в незначительных количествах. Поэтому во все времена люди применяли для домашнего крашения ту траву и растения, которые окружали их, и получали с их помощью неяркие, но довольно стойкие окраски желтого, бежевого, серого, коричневого и черного цветов. В народном крашении использовали также ягоды, листья и цветы, однако обычно это были легко выцветающие и линяющие ткани.

В реставрационной практике для окрашивания тканей нашли применение растительные препараты, используемые в медицине как лекарственные средства и продающиеся в аптеках (т.е. общедоступные): кора дуба, кора и ягоды (жостер) крушины, корень калгана (лапчатка), корень барбариса, экстракт марены, ольховые шишки, зверобой, ромашка, пижма, багульник. Можно использовать и сухую корку граната, скорлупу грецких орехов, луковую шелуху, а также высушенную траву хвоща, базилика, крапивы, конского щавеля и т.д.

Методика крашения природными органическими красителями, получаемыми из растительного сырья, в значительной степени воспроизводит рецепты окрашивания тканей и пряжи, приводимые в специальной литературе ХIХ-начала XX века (см. список литературы в конце раздела I). Однако в настоящее время методики существенно упростились, поскольку стало возможным использовать химически чистые соединения, например соли металлов в качестве протрав. Природные органические красители получают в виде водных экстрактов путем вываривания плодов, коры, корней, надземных частей различных растений.

- 25 -

Почти все природные красители относятся к протравным. Они закрепляются на волокне солями металлов, образуя прочные нерастворимые окрашенные соединения - цветные "лаки". Образование комплексных соединений типа волокно-катион металла-краситель обусловливается наличием определенных функциональных групп как в молекулах красителей, так и в молекулах текстильных волокон (и целлюлозных, и белковых). Цвет окраски зависит не только от красителя, но и от катиона металла. Технология протравливания тканей будет приведена ниже, здесь же необходимо отметить следующее:

- традиционными протравами являются оксид алюминия, алюмокалиевые квасцы, хлориды двух- и четырехвалентного олова, сульфат цинка, сульфат меди, бихромат калия, хромокалиевые квасцы, сульфат железа, железоаммониевые квасцы;

- на тканях протравы должны осаждаться в виде основной соли или оксида металла;

- протравы не должны оказывать разрушающего действия на волокно.

Протравливание можно проводить до, во время и после окрашивания ткани, это не влияет на прочность окраски.

Растительными красителями окрашиваются ткани из белковых и целлюлозных волокон. При этом шелк и шерсть окрашиваются в интенсивные тона, а лен и хлопок - слабо. Мы предлагаем одну и ту же технологию крашения всех видов волокон: выдерживание ткани в красильном растворе с последующим закреплением в 1%-ном растворе протравы. Для получения сложных оттенков можно использовать как смеси протрав, так и смеси красителей.

Как уже говорилось, в реставрационной практике нашли применение и синтетические органические красители в основном для получения оттенков красного, синего и зеленого цветов, а также для интенсивного окрашивания целлюлозных тканей.

Были опробованы красители класса кубовых и их растворимые производные - кубозоли. (Методики крашения тканей индиго и кубозолями приводятся ниже) Однако, многолетний опыт работы сектора реставрации тканей

- 26 -

ВХНРЦ и практика группового стажирования реставраторов из разных музеев свидетельствуют, что кубовые красители не пользуются популярностью из-за сравнительно сложной технологии нанесения их на ткань.

В настоящее время все большее применение находят красители прямые светопрочные, кислотные и комплексные металлсодержащие.

Прямыеили субстантивные красители в большинстве своем относятся к классу азокрасителей и являются растворимыми натриевыми солями сульфокислот или карбоновых кислот. Прямые красители обладают так называемой субстантивностью - способностью переходить из раствора на волокно и фиксироваться на нем. Крашение проводят из нейтральной ванны в присутствии электролита (глауберовой или поваренной соли). Достоинством прямых красителей является простота применения, способность окрашивать целлюлозные и белковые волокна, широкая цветовая гамма получаемых оттенков. С помощью прямых красителей можно получать выкраски близкие к древнему кармину, ализарину, зеленому цвету "майской зелени". Смеси прямых красителей дают на льне и хлопке цветовую гамму растительных красителей средней и высокой интенсивности, что невозможно при окрашивании самими растительными красителями. Ткани, окрашенные прямыми красителями, обладают способностью отражать инфракрасные лучи.

К недостаткам прямых красителей относятся их невысокие прочностные характеристики к свету и водным обработкам. Неустой­чивую окраску можно закрепить солями меди (такие красители име­ют маркировку У - упрочняемая окраска); упрочнение окраски уве­личивает светостойкость до 5 баллов (по восьмибалльной системе), но приводят зачастую к изменению оттенков. В реставрации тканей применяют обычно прямые красители, имеющие в своем названии сло­во "светопрочные" (это означает, что светостойкость окраски достигает 4 и более баллов). В реставрационной практике находят применение как отечественные, так и зарубежные прямые светопрочные красители. В ГДР они называются саламины, в ПР - гелионы, в ЧСФР - сатурны. Все они являются аналогами красителей, выпускаемых в нашей стране.

- 27 -

Кислотные красители представляют собой растворимые в воде соли органических сульфокислот или карбоновых кислот. В водных растворах кислотные красители диссоциируют с образованием окрашенных ионов. Кислотные красители окрашивают белковые волокна из водного раствора в присутствии кислоты. Краситель вступает в реакцию солеобразования с аминогруппами этих волокон и удерживается на них в результате образования химических связей. Целлюлозные волокна не окрашиваются кислотными красителями, так как не обладают сродством к ним.

С помощью кислотных красителей можно получить яркую окраску и оттенки всех цветов; как правило, окраски устойчивы к свету и мокрым обработкам.

Металлсодержащиекрасители по методу применения аналогичны кислотным, но значительно превосходят их по прочности получаемых окрасок. Металлсодержащие красители являются хромовыми или кобальтовыми комплексами красителей с соотношением металл:краситель 1:1 и 1:2.

Красители состава 1:2 более светостойки, чем красители состава 1:1. Эти красители производства ГДР, имеющие название вофоланы (в ПР - польфоланы, в ЧСФР - осталаны), впервые нашли применение для окрашивания реставрационных тканей в Литовском реставрационном центре им. Гудинаса.

При выборе того или иного красителя следует руководствоваться промышленными каталогами красителей разных классов, обращая особое внимание на прочностные характеристики (стойкость к свету, трению, мокрым обработкам). Это более грамотный подход к выбору красителей, нежели использование для реставрационных целей покупных средств для домашнего крашения. (Рекомендуемые нами красители отобраны из каталогов, выпускаемых НИОПИКом.)

Необходимо заметить, что применять синтетические красители следует только в тех случаях, когда ткань невозможно окрасить в нужный цвет с помощью природных красителей. Реставратор должен соблюдать особую осторожность, составляя смеси красителей для получения сложных оттенков. Не следует применять смеси, содержащие более трех красителей, и ни в коем случае нельзя смешивать красители разных классов (например, растительные и прямые, прямые и кислотные, и т.д.). Это часто ведет к резкому снижению светопрочности и изменению оттенка выкраски, и может оказаться, что при экспонировании на свету неправильно окрашенная дублировочная ткань через некоторое время резко изменит цвет и исказит памятник.

- 28 -

В заключение следует отметить, что в настоящее время реставраторы владеют достаточным запасом прочных органических красителей для выполнения и простых и сложных тонировок, причем число новых синтетических красителей ежегодно увеличивается, что способствует пополнению ассортимента красителей, применяемых в реставрации тканей.

Список литературы

1. Садов Ф.И.. Корчагин М.В.. Матецкий А.И. Химическая технология волокнистых материалов. - М., 1968.

2. Бородкин В.Ф. Химия красителей. - М., 1981.

3. Химия синтетических красителей .-Том IV /Под ред. К.Венкатарамана. - Л., 1975.

4. Граусман О.M. Химические материалы, красители и моющие средства. - М., 1985.

Ш. ПОДГОТОВКА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ К КРАШЕНИЮ

По характеру происхождения текстильные волокна делятся на натуральные и химические. Натуральные волокна разделяются на волокна животного происхождения (шерсть, шелк) и растительного (хлопок, лен, джут, рами и т.д.). Все натуральные волокна построены из природных полимеров. Ткани из любых волокон перед крашением необходимо освободить от сопутствующих веществ, шлихты и аппрета.

Подготовка тканей из животных волокон

Суровая шерстяная ткань или пряжа содержат различные примеси, т.е. остатки жира, замасливающие вещества, нанесенные на волокна для улучшения прядильных свойств, и шлихту. Метод промывки основан на омылении и эмульгировании жиров и масел. Для этого используют натриевые и триэтаноламиновые мыла с добавлением соды, а также синтетические моющие препараты (жидкие моющие средства "Альфия", "Каштан", "Прогресс"). В случаях необходимости отбелки шерсти применяют пероксид водорода. Во избежание разрушения шерстяного волокна условия их отбеливания должны быть мягче, чем при отбеливании хлопчатобумажных тканей. Для этой цели используют слабощелочную аммиачную ванну при температуре 50°С.

Подготовка натурального шелка

Непрерывная нить шелка, вырабатываемая гусеницей, состоит из двух белковых веществ - фиброина и покрывающего его снаружи серицина, который склеивает отдельные белковые волоконца. Шелковая пряжа и ткань, изготовленные из шелка-сырца, имеют весьма неприглядный внешний вид - они жестки и не обладают присущим этому волокну блеском. Все это связано с наличием на поверхности волокон шелкового клея - серицина. Освобождение волокна от серицина и составляет основную задачу подготовки натурального шелка к крашению.

Удаление серицина с фиброиновой шелковой нити (обесклеивание) основано на способности серицина растворяться в воде, щелочах и кислотах. Оптимальный режим обесклеивания шелка-сырца должен быть выбран таким, чтобы не деструктировало основное вещество шелка - фиброин, поскольку оно чувствительно к действию кислот и щелочей.

- 30 -

Как правило, применяют мыльно-содовый способ обесклеивания, при котором отварку шелка-сырца в этих растворах проводят при температуре, близкой к кипению (90-93°С), и модуле ванны М=50 (модуль ванны - это соотношение объема жидкости и веса ткани). Концентрация олеинового мыла (натриевая соль олеиновой кислоты) 5 г/л, продолжительность обработки 0,5-1 ч. Введение 0,25 г/л соды позволяет сократить расход мыла и снизить время обработки. После отварки следует тщательно промыть шелк в горячем растворе, содержащем 0,5 г/л гексаметафосфата натрия, 0,5 мл/л аммиака NH₄OH. Затем прополоскать шелк в теплой и холодной воде. Для придания блеска шелку можно "оживить" его в растворе, содержащем 5 г/л уксусной кислоты.

Подготовка целлюлозных волокон

Суровая ткань из растительных волокон (хлопка, льна) плохо смачивается водой вследствие наличия в них примесей, в частности жировых и воскообразных веществ. Естественно, что такую ткань трудно окрашивать и трудно получить ровную окраску. Основная цель подготовки тканей к крашению состоит в удалении из растительных целлюлозных волокон сопутствующих веществ и придании им хорошей смачиваемости и нужной белизны. При этом суровая ткань освобождается от шлихты, которую наносят на ткацких фабриках на нити основы с целью повышения их прочности.

Льняное волокно кроме целлюлозы содержит большое количество пектиновых веществ и лигнина. В льняном волокне целлюлозы меньше, чем в хлопке, а примесей в 7-8 раз больше. Из общего количества примесей, имеющихся в льне, на долю неисследованной части приходится I3-I5%.

- 31 –

Химический состав целлюлозных волокон

Волокно	Содержание, %
	целлюлоза	ввоски	оорганические кислоты	пектиновые вещества	азотсодержащие вещества	зольные вещества	сахара	неисследованные примеси
Хлопок		0,6	0,8	0,9	1,3	1,2	0,3	0,9
Лен		2,39	2,88 Лигнин	2,04	2,29	2,06	—	15,41

Белковые вещества (остатки протоплазмы) содержат до 15-19% азота. Количество азотсодержащих веществ уменьшается со зрелостью волокна. Основная часть переходит в раствор при щелочной варке. Зольные (минеральные) вещества удаляются до 80% при обработке раствором серной кислоты.

Пектиновые вещества (соли пектиновых кислот) наиболее полно удаляются при щелочной варке. Воски удаляются при эмульгировании. Лигнин (соединения ароматического ряда) удаляется при окислительных процессах (например, при обработке гипохлоритами). Дубильные вещества, пигменты влияют на цвет, удаляются при окислительных процессах.