5. Resultaten natuurwetenschappelijk onderzoek
5.3 SEM EDX analyse 1 Resultaten
Er is bij dit onderzoek gekeken naar het materiaal, de conditie van de genomen monsters en naar eventueel aanwezige elementen op de vezels (zie tabel 5.1). Hier zijn wisselende resultaten uit gekomen.128
De basisstof is gemaakt van zijde. Het oppervlak van de monsters (1 en 5) ziet er relatief soepel en glad uit. Monster 5 heeft meer beschadigde vezels dan monster 1, maar dit is mogelijk te verklaren uit het feit dat monster 1 afkomstig is uit een naad, waar de stof beter beschermd is geweest tegen mechanische schade. Daarnaast is monster 5 iets vuiler dan monster 1. Gezien de beperkte mate waarin het vuil op de zijde aanwezig is, gaat het waarschijnlijk om een ander soort materiaal dan bij de passementen het geval is.129 De EDX-analyse van beide monsters heeft aangetoond dat met name tin (Sn), ijzer (Fe) en calcium (Ca) aanwezig zijn.
Ook de zwarte vezels uit de passementen (monsters 2 en 6) zien er relatief goed uit. Het beeld laat gladde, dubbele en met name lange filamenten zien die duidelijk niet als wol, katoen of linnen zijn te identificeren (afb. 9).130 Ook bij deze twee monsters geldt dat het monster dat uit een naad is genomen (2) minder scheurtjes en breuken laat zien dan het monster uit het fond (6). De EDX-analyse heeft aangetoond dat er met name zwavel (S) en tin aanwezig zijn op de vezels. Daarnaast zijn aluminium (Al), een beetje calcium en op sommige plaatsen een beetje fosfor (P) gevonden.131
De bruine vezels van monster 3 zijn in een veel slechtere staat dan de zwarte vezels. Er zijn beduidend meer scheuren en breuken te zien en het oppervlak lijkt te schilferen. Ook is het monster veel vuiler (afb. 10). Op de bruine vezels zijn dezelfde chemische elementen gevonden als op de zwarte vezels.
Monsters Kleur Materiaal Locatie monster Conditie Aanwezige elementen
1 Basisstof Zwart Zijde Naad in linkermouw Soepel Sn ; Fe ; Ca
2 Passement Zwart Viscose Naad in linkermouw Soepel S ; Sn ; Al ; Ca ; P
3 Passement Bruin Viscose Buitenrand
linkermouw
Breekbaar S ; Sn ; Al ; Ca ; P
4 Poeder Wit Onbekend Rechter voorpand n.v.t. Si ; S ; Ca ; Fe ; Al; Cl ;
Mg ; Ba ; K ; Na
5 Basisstof Zwart Zijde Linker voorpand Relatief
soepel
Niet onderzocht
6 Passement Zwart Viscose Rechter voorpand Relatief
soepel
S ; Sn ; Al ; Ca ; P Tabel 5.1 SEM-EDX resultaten
128
Zie bijlage VII voor een volledig overzicht van de SEM-EDX resultaten
129
De SEM laat vuildeeltjes zien, maar toont niet de daadwerkelijke kleur van deze deeltjes. Hoe witter de deeltjes, hoe zwaarder de elementen zijn.
130
Katoen, wol en linnen hebben een veel ruwer oppervlak met kenmerken die duidelijk niet aanwezig zijn.
131
De op één na sterkste Sn piek ligt dichtbij de sterkste Ca piek, waardoor die moeilijk te zien is. Een synthetisch spectrum (bijlage VII) laat echter zien dat er inderdaad Ca aanwezig is.
Van de vuildeeltjes uit monster 4 zijn verschillende elementanalyses gedaan om er achter te komen waaruit deze bestaan. Er is een breed scala aan elementen aanwezig. De verschillende metingen geven wisselende hoeveelheden van de volgende materialen: in alle metingen is met name zwavel en calcium gevonden en ook silicium (Si) is veelvuldig aanwezig. Daarnaast gaven verschillende metingen ijzer, aluminium, chloor (Cl) en magnesium (Mg) aan. In enkele metingen is daarnaast ook barium (Ba), kalium (K) en natrium (Na) gevonden.
Afb. 9 KA14322, SEM opname monster 2, zwarte Afb. 10 KA1322, SEM opname monster 3, zwarte passementvezels, viscose, x100 100nm, Ineke passementvezel, viscose, x100 100nm, Ineke
Joosten (RCE) Joosten (RCE)
5.3.2 Interpretatie & discussie
Net als bij het visuele onderzoek is uit de SEM-analyse gebleken dat de conditie van de vezels verschilt. De analyse bevestigt dat de zijden basisstof in relatief goede staat is. Het weefsel ziet er soepel uit en het oppervlak van de vezels is, op enkele scheurtjes en
breuken na, in goede conditie. Dit geldt niet voor de passementvezels. Hoewel de zwarte vezels er goed uitzien (afb. 9), zijn de bruine passementen in beduidend minder goede staat. Ze zien er gebroken en bros uit (afb. 10). Er kan geconstateerd worden dat er afbraak van de vezels plaats heeft gevonden. Er is met deze analyse niet te zeggen of de afbraak van de vezels invloed heeft op de kleurverandering, maar het lijkt er op dat de meest verkleurde vezels het meest beschadigd zijn. Ook kan er niets gezegd worden over een eventuele afbraak van de kleurstoffen. Hiervoor is een HPLC analyse uitgevoerd.132
De EDX-analyse heeft bij geen van de metingen uitsluitsel gegeven over de aanwezige materialen. Zowel de verfstoffen als eventuele beitsen en de aanwezige vuildeeltjes zijn hiermee niet geïdentificeerd. Wel hebben de analyses een indicatie gegeven waar de aanwezige elementen op kunnen duiden. Zo kan de aanwezigheid van ijzer op het zijden basismateriaal op het gebruik van een ijzer-gallus verf wijzen. De combinatie van tannines met een ijzerbeits was een veel gebruikte verfmethode voor het zwart verven van zijde.133 De HPLC kan eventueel aanwezige tannines aantonen. Ook is er tin gevonden op de zijden vezels. Dit kan aanwezig zijn vanwege de gebruikte beits of als verzwaring, maar hierbij moet worden opgemerkt dat tin alleen als verzwaring werd gebruikt met name in de vorm van tin silicaat.134 Er is echter geen spoor van silicium gevonden op de zijde. Dit kan 132 Zie hoofdstuk 5.4 133 Wizinger, 1973: 4-6 134
Bijvoorbeeld ‘dynamite’ tin (tinchloride, aluminium sulfaat en sodium silicaat); Garside, Mills, e.a., 2014: 16; Bommel, M. van., gesprek: 13-4-2015
betekenen dat tin als beits is gebruikt, hoewel dit, voor zover bekend, niet gebruikelijk was bij het verven met zwart. Mogelijke beitsstoffen zijn: tin(II)chloride (SnCl2) en
tin(IV)chloride (SnCl4).135
Dat op de passementvezels geen sporen zijn gevonden van ijzer en chroom, doet vermoeden dat het zwart niet verkregen is met tannines. Tannines werden alleen als
verfstof gebruikt in combinatie met een beits van één van deze metalen.136 Wel is er fosfor, aluminium en tin aangetroffen. Deze materialen zijn veel gebruikt bij het verzwaren en beitsen van zijde.137 Omdat viscose echter, voor zover bekend, niet werd verzwaard138, is het waarschijnlijker dat deze materialen als beits hebben gediend. Mogelijke beitsen zijn bijvoorbeeld: tin(IV)chloride, aluminium chloride (AlCl3), kaliumaluin (KAl(SO4)2) en
sodium fosfaat (Na3PO4).139 Daarnaast is calcium op de passementen aangetoond. Waar dit
vandaan komt is niet direct duidelijk. Mogelijk zijn deze elementen afkomstig van een nabehandeling van de vezels.140
Het feit dat de gevonden elementen zowel op de bruine als op de zwarte vezels zijn te vinden, doet vermoeden dat deze niet van invloed zijn geweest op de degradatie.141
De SEM-beelden laten een gladde, rechte passementvezel zien (afb. 9), wat bevestigd dat het passementvezel van viscose, geregenereerde cellulose, is gemaakt. Om van
cellulose tot viscosedraad te komen, wordt gebruik gemaakt van zwavelkoolstofdioxide en zwavelzuur.142 De aanwezigheid van zwavel op de viscosevezels is eventueel hierdoor te verklaren. Een tweede mogelijkheid is het gebruik van een zwavelkleurstof. Of zwavel een rol speelt in de degradatie van de vezel zal in hoofdstuk 6.1.2 worden besproken.
Het bruine monster is, naast meer beschadigd, ook beduidend vuiler dan het zwarte monster. Dat in beide monsters dezelfde elementen zijn gevonden, toont aan dat deze elementen niet de hoofdoorzaak zijn van de degradatie. Wel kunnen ze indirect van invloed zijn geweest. Metaaldeeltjes kunnen bijvoorbeeld voor versnelling van foto-oxidatie zorgen.143
De EDX-analyse van het poeder (monster 4) heeft aangetoond dat er een breed scala aan materialen aanwezig is. Omdat viscose van pure cellulose is gemaakt, is het
onwaarschijnlijk dat deze materialen uit de vezels afkomstig zijn. Het silicium kan duiden op de aanwezigheid van klei en zandkorreltjes en de metaaldeeltjes magnesium, ijzer en aluminium zijn veel in stof te vinden. Dit lijken algemene bronnen van vuil te zijn, die vaker in textiel worden aangetroffen.144 Het is echter ook mogelijk dat deze elementen afkomstig zijn uit materialen die gebruikt werden als vuller. Voorbeelden van dit soort
135
Timár-Balázsy en Eastop, 1998: 105;Garside, Mills, e.a., 2014: 16
136
Omdat tannines onafhankelijk van de beitsstoffen, zelf ook regelmatig als beits is gebruikt, is de aanwezigheid van tannines nog niet uit te sluiten; Colour index, volume 1, 1971: 1607-1608
137
Voor het verzwaren van zijde werd bijvoorbeeld gebruik gemaakt van: tin(II)chloride, tin(IV)chloride, aluminium chloride (AlCl3), kaliumaluin, sodium fosfaat (Na3PO4) of aluminium nitraat (Al(NO3)3); Timár-
Balazsy en Eastop, 1998: 105
138
Omdat sericine bijna altijd van de zijdevezel wordt verwijderd, verliest de zijde aan gewicht. Om dit te compenseren worden de vezels verzwaard. Bij viscose is verzwaren niet nodig omdat het tijdens het verwerkingsproces geen gewicht verliest.
139
Timár-Balazsy en Eastop, 1998: 105
140
Gips (CaSO4.2H2O) en calcium chloride werden als vullers van textiel gebruikt; Polleyn, 1911: 78-79 141
Zowel de goede zwarte vezels als de verzwakte bruine vezels hebben dezelfde materialen.
142
Zie hoofdstuk 6.1
143
Tmár-Balázsy en Eastop, 1998: 91
144
materialen zijn: kaliumaluin, bariumsulfaat, barium chloride, magnesium silicaat en magnesium sulfaat.145
Daarnaast kan aanwezigheid van calcium wijzen op krijt of gipsdeeltjes
(CaSO4.2H2O).146 Beide materialen kunnen voorkomen in de vorm van wit poeder. Een
ander mogelijk aanwezig wit materiaal is zetmeel afkomstig van een stijfsellijm.147 Deze materialen werden in het verleden nogal eens gebruikt bij het vervaardigingproces van kledingstukken.148 Hier wordt in hoofdstuk 6.1 meer aandacht aan besteed.
De aanwezigheid van zwavel, zowel op de passementvezels als in het vuil kan mogelijk wijzen op een inherente schadefactor. Mogelijk is zwavel, afkomstig van het maakproces van viscose, van de vezel losgelaten. Dit zou invloed kunnen hebben op de afbraak van de kleurstoffen of de vezels.