Kader 6.1: Hoofdreacties viscoseproces
6.2.2 Verven van de viscose passementen
Omdat viscose van pure cellulose is gemaakt, is het niet vreemd dat bijna alle
katoenverven gebruikt kunnen worden. Het verschil tussen beide is, dat viscosevezels over het algemeen verfstoffen beter kunnen opnemen. Dit komt doordat de polymerisatiegraad tijdens het productieproces omlaag wordt gebracht.282 De kleinere moleculen zorgen niet alleen voor een zwakkere vezel, maar ook voor meer ruimte om vocht op te nemen.283 Hierbij moet worden opgemerkt dat deze grotere affiniteit van de kleurstoffen voor viscose afhankelijk is van de condities waaronder de vezels zijn geproduceerd.284 Zoals in
hoofdstuk 6.1 werd besproken, kan de kwaliteit van viscose sterk verschillen en dat heeft gevolgen voor de hechting van verfstoffen.
Viscose wordt, net als katoen, bijna nooit met zure kleurstoffen geverfd. Dit komt door de slechte hechting van deze groep met plantaardig materiaal.285 Het is dan ook niet
vreemd dat er geen zure kleurstoffen op de onderzochte passementen (KA14322) zijn gevonden.286 De zure, zwarte kleurstoffen vallen dus af als mogelijkheid. Daarnaast is de kans dat het om Aniline Zwart gaat ook klein, aangezien dit chemisch sterk lijkt op het zure Nigrosine.287 Naar verwachting zou het gemeten spectrum meer overeen moeten komen met het spectrum van Nigrosine, dat zich in de database van het RCE bevindt.288
Viscose kan wel geverfd worden met basische kleurstoffen, mits er een beits gebruikt wordt. Rond 1900 werden meestal tannines of synthetische beitsen gebruikt.289 Gezien het feit dat de HPLC-analyse een indicatie heeft gegeven voor de aanwezigheid van een tannine290, is er een mogelijkheid dat er één of meer basische kleurstoffen aanwezig zijn. Daar komt bij dat de gebruikte TBA-analyse zeer geschikt is voor het meten van basische kleurstoffen. Hoewel geen van de componenten is geïdentificeerd, heeft de methode meerdere spectra van componenten opgeleverd. Diazine Black of Fast Black kunnen dus mogelijk gebruikt zijn.
De gevonden kleurcomponenten doen vermoeden dat het gaat om een zwarte grondkleur met daaroverheen andere tinten. Het bovenstaande overzicht laat zien dat bij het verven met synthetische zwarten, veel gebruik werd gemaakt van ‘shading’, net als dat bij natuurlijke kleurstoffen werd gedaan. Omdat de meeste synthetische zwarten geen diepzwart gaven werden andere kleuren of metaalzouten toegevoegd tot men tevreden was over het resultaat. Het is dus mogelijk dat aluminium- of tinhoudende beitsen zijn
toegevoegd aan het verfbad. Het was ook niet ongewoon om een directe kleurstof te combineren met basische kleurstoffen. Deze directe kleurstoffen konden soms zelfs dienen als beits.291
Met name directe kleurstoffen zijn veel gebruikt voor het verven van viscose.292 Door hun grote affiniteit met cellulose, zijn ze zonder beits toepasbaar. Directe kleurstoffen worden aangebracht door ze op te lossen in water. Aan het water wordt natriumchloride toegevoegd om de migratie van de kleurstof naar de vezel te bevorderen.293 Hoewel directe
282
Zie hoofdstuk 5.1.2
283
Viscosevezels zwellen daardoor in water meer dan die van katoen en nemen zo beter verfstoffen op.
284
Cook, 2001: 28-29
285
Scharff, 1999: 658; Cook, 2001: 28
286
HPLC-analyse, zie hoofdstuk 4.4
287
Nigrosine is gemaakt uit anilline.
288
Bommel, Vanden Berghe, Wallert, e.a., 2007: 265
289
Moncrieff, 1957: 158
290
Er is een ellaguszuur equivalent gevonden; Zie hoofdstuk 4.4
291 Moncrieff, 1957: 159 292 Cook, 2001: 29 293 Moncrieff, 1957: 577
kleurstoffen niet bekend staan als kleurvaste verfstoffen, hebben ze op viscose een betere hechting dan op katoen.294 Het is goed mogelijk dat één of meerdere directe kleurstoffen zijn aangebracht op de viscose passementen, bijvoorbeeld Diamine Black (grijs-violet) of Direct Deep Black EW. De hierboven beschreven directe en basische kleurstoffen zijn echter niet de enige mogelijkheden.
Zwavelkleurstoffen werden ook wel op viscose gebruikt, maar minder vaak. Hoewel ze een goede hechting hebben, zijn ze qua uiterlijk dof en geven op viscose een niet egale verving.295 Zwavelzwart is eigenlijk de enige zwavelkleurstof die op pure
viscosefilamenten werd aangebracht.296 Toch werd het niet veel toegepast vanwege het doffe resultaat. De kans dat deze verfstof aanwezig is op de passementen van de jas, die een hoge glans hebben, is daarom klein. Daarnaast zijn zwavelkleurstoffen onoplosbaar zijn in de meeste vloeistoffen, waardoor ze met huidige technieken (nog) niet te
identificeren zijn. Het feit dat de HPLC verschillende signalen heeft kunnen meten, geeft aan dat de kleurstoffen in oplossing zijn gekomen. Dit is ook de reden dat wordt vermoed dat op de zijden basisstof wel zwavelkleurstoffen zijn gebruikt, aangezien deze niet in oplossing zijn gekomen.
Chroomverven kunnen ook uitgesloten worden. Er is met de SEM-EDX analyse geen chroom gevonden op de vezels.
6.2.3 Conclusie
Tussen 1856-1900 zijn meerdere zwarten uit verschillende kleurstofklassen ontwikkeld, maar niet alle kleurstoffen zijn geschikt voor het verven van viscose. Zure kleurstoffen hebben bijvoorbeeld een zo slechte hechting op plantaardige vezels, dat ze zelden op cellulose toegepast werden. Over het algemeen werden de meeste katoenverven op viscose gebruikt, met uitzondering van zwavelkleurstoffen. Hoewel zwavelkleurstoffen op katoen een uitstekend resultaat gaf, werd viscose er dof en vlekkerig van. Directe- en basische kleurstoffen zijn het meest gebruikt.
De informatie uit het literatuuronderzoek komt wat dat betreft overeen met de
resultaten van het uitgevoerde HPLC-onderzoek. Zoals de TBA-analyse heeft uitgewezen zijn er geen zure kleurstoffen aangetroffen op de passementen en als er zwavelkleurstoffen gebruikt zouden zijn, had de mierenzuuranalyse naar verwachting minder signaal gegeven. Juist het feit dat de mierenzuuranalyse meerdere kleurcomponenten heeft kunnen
onderscheiden, doet vermoeden dat directe-, basische- of een combinatie van beide typenkleurstoffen gebruikt zijn. Dit vermoeden wordt versterkt door het feit dat men bij synthetische kleurstoffen, net als bij natuurlijke kleurstoffen, vaak gebruikt maakte van ‘shading’. Dit kan ook verklaren waarom er meerdere kleurcomponenten zijn gevonden. Een eventueel aanwezige tannine kan in dit geval dienen als beits of extra tint. Toch valt niet uit te sluiten dat het om een combinatie van blauw en rood gaat.297
Op basis van dit onderzoek is niet te zeggen of één of meer van de bovengenoemde zwarte kleurstoffen gebruikt zijn. De hoeveelheid beschikbare kleurstoffen was in 1900 zo groot dat binnen het kader van dit onderzoek onmogelijk alle verven onderzocht kunnen worden, zeker omdat ook onderzoek naar blauwe, rode en gele synthetische kleurstoffen moet volgen. Wel zijn verschillende kleurstoffen uit te sluiten.
294 Cook, 2001: 28-29 295 Moncrieff, 1957: 160, 580 296 Cook, 2001: 28-29 297
Zolang niet bekend is welke kleurstoffen op de viscose passementen van de onderzochte jas aanwezig zijn, is niet vast te stellen wat de oorzaak is van het tot bruin verkleuren van de zwarte viscosevezels. Mocht in de toekomst verder onderzoek gedaan worden naar de identificatie van de voor dit onderzoek onderzochte kleurstoffen, is een grotere database van belang. De meeste kleurcomponenten zijn (nog) niet te identificeren omdat ze niet zijn opgenomen in databases. Omdat nog relatief weinig onderzoek is gedaan naar synthetische kleurstoffen, is het waarschijnlijk dat databases in de toekomst zullen groeien.
7.
Conclusie
In het kader van deze masterscriptie is onderzoek gedaan naar een halfzijden zwarte damesjas (KA14322) uit de collectie van het Amsterdam Museum. De panden, kraag en mouwen van deze jas zijn versierd met gevlochten passementen van viscose. Het grootste deel van deze passementen is in meer of mindere mate van zwart naar bruin verkleurd. Alleen in het midden van de voorpanden, aan de onderzijde van beide mouwen en in de plooien van de achterpanden zijn nog zwarte passementen te vinden. Aan het begin van dit diagnostische onderzoek is de volgende hoofdvraag opgesteld:
Wat is de oorzaak van het tot bruin verkleuren van de voorheen zwarte applicaties op de zwarte damesjas (1897-1910) en waarom is de zijden basisstof van de jas niet
verkleurd?
Het probleem was dat niet direct een oorzaak aangewezen kon worden van het verkleuren van de passementen. Het primaire doel van het onderzoek was daarom het vinden van mogelijke oorzaken hiervoor.
Het onderzoek heeft niet volledig antwoord gegeven op de hoofdvraag. Dit komt met name doordat niet alle aanwezige materialen, van zowel de basisstof als de passementen, zijn geïdentificeerd. Ook is niet vastgesteld wanneer en waardoor de verkleuringen precies zijn opgetreden.
Een onderdeel van het onderzoek was het bepalen van alle materialen, om vervolgens te onderzoeken in welke mate ze van invloed zijn geweest op de degradatie en verkleuring van de stof. Hoewel al het vezelmateriaal is geïdentificeerd, bleken de kleurstoffen moeilijker te achterhalen.
Aanvankelijk werd gedacht aan het gebruik van een ijzergallus-kleurstof. Dit materiaal werd rond 1900 veel gebruikt voor het zwartverven en zorgt vaker voor bruine
verkleuringen op wol, katoen en zijde.298 Hoge Prestatie Vloeistof Chromatografie (HPLC) heeft aangetoond dat deze stof niet is gebruikt.
Tegen de verwachtingen in, zijn op de zijde enkel synthetische gele componenten gevonden. Vermoedelijk is de hoofdcomponent van de kleurstof niet in oplossing
gekomen, waardoor hij niet is gemeten.299 De kleurstoffen op de viscose zijn wel gemeten, waardoor met zekerheid is vastgesteld dat de basisstof met andere kleurstoffen is geverfd dan de passementen. Een deel van de hoofdvraag – waarom is de zijden basisstof niet
verkleurd? – kan beantwoordt worden met het feit dat zowel de drager (vezel) als de
kleurstof van de basisstof en passementen van elkaar verschillen. Het gaat binnen dit onderzoek dus om twee variabelen. Het is daarom niet exact vast te stellen wat de degraderende of stabiliserende factoren zijn geweest.
Op de viscose vezels zijn zwarte of blauwe, synthetische kleurstoffen gevonden in combinatie met rode en gele componenten. Deze componenten zijn niet geïdentificeerd omdat ze niet in de gebruikte database voorkomen. Waarschijnlijk gaat het om basische en/of directe kleurstoffen. Ook is een ellaguszuur-equivalent gevonden, wat mogelijk wijst op gebruik van een tannine. Omdat niet duidelijk is of het gaat om een mengsel van
kleurstoffen, of om een zwarte verf met rode en gele degradatieproducten, kan de
hoofdvraag niet volledig beantwoord worden. Er kan namelijk niet worden vastgesteld hoe
298
Dit komt met name door de aanwezigheid van ijzer op de vezels.
299
Vermoedelijk gaat het om zwavelkleurstoffen, waarvan bekend is dat ze met de huidige onderzoeksmethoden niet te identificeren zijn omdat ze onoplosbaar zijn.
de kleurstoffen op een drager van viscose reageren op bijvoorbeeld licht, atmosferische gassen, water en vuil. Zolang de chemische samenstelling en identiteit van de kleurstoffen niet bekend zijn, blijft het speculeren over wat de verkleuringen heeft veroorzaakt.
Om de kleurstoffen te identificeren moet onderzoek gedaan worden naar zowel zwarte, blauwe, rode als gele kleurstoffen. Maar omdat er, voor zover nu bekend, aan het eind van de negentiende eeuw al meer dan 400 vroeg-synthetische kleurstoffen ontwikkeld
waren300, was dit binnen het kader van dit onderzoek niet mogelijk.
Ook is het aanwezige wit-achtige poeder, dat tussen de passementen aanwezig is, niet geïdentificeerd. Een SEM-EDX-analyse heeft wel meerdere elementen aangetoond, die vermoedelijk afkomstig zijn uit stof, zand en mogelijk een vuller of stijfmaker.
Vermoedelijk is een materiaal gebruikt ter versteviging van de vezels.301 Omdat het poeder zowel in de verkleurde als in de zwarte delen van het passement zit, lijkt het niet de
hoofdoorzaak van de verkleuring te zijn geweest.
Ondanks dat het hoofddoel niet behaald is, zijn verschillende mogelijke oorzaken voor het verkleuren van de passementen als gevolg van het onderzoek uit te sluiten. Zo is er geen indicatie voor schade door vocht of mechanische wrijving. HPLC heeft daarnaast aangetoond dat de samenstelling van de kleurcomponenten op de (tot bruin) verkleurde viscosevezels dezelfde is als die op de (nog) zwarte viscosevezels. Dit houdt in dat het verfproces ook uitgesloten kan worden als oorzaak van de verkleuringen. Het feit dat de concentratie van de gevonden kleurcomponenten wel verschilt302, doet vermoeden dat er een degradatieproces is opgetreden waar de verandering van zwart naar bruin een gevolg van is. Waardoor dit in gang wordt gezet is niet bekend. Wel lijkt de verkleuring van de vezels hand in hand te gaan met het verzwakken van de vezel.
Aanvankelijk werd gedacht dat het passement van zijde was gemaakt. Fourier Transform Infrarood Spectrometrie (FTIR) heeft uitgewezen dat het om viscose gaat. Viscose werd als vloeistof in 1892 ontwikkeld, maar het duurde tot 1897 voor men de eerste viscosedraden kon spinnen. Het eerste materiaal was echter zo zwak dat men er niet mee kon spinnen, waardoor de productie pas na 1910 goed op gang kwam. Omdat in de passementindustrie glans belangrijker was dan stevigheid, werd viscose tussen 1900 en 1910 met name geproduceerd voor passementmakers. De aanvankelijke datering van de onderzochte jas, 1890-1900, moet daarom worden aangepast. Vermoedelijk is de jas vervaardigd in het eerste decennium van de twintigste eeuw, mogelijk zelfs later.
De zwakheid van de vezels kan verklaard worden uit het productieproces, waarbij cellulose onder andere onderhevig is aan hydrolyse, een vorm van degradatie. Viscose is hierdoor gevoeliger voor omgevingsfactoren dan zijde. Dit proces kan nog versneld worden door andere imperfecties van het vroege productieproces.303 Mogelijk is dit van invloed geweest op de degradatie en verzwakking van het passement. Of de verkleuring tot bruin hier ook een gevolg van is, is minder duidelijk.
Het identificeren van de kleurstoffen is problematisch gebleken. Tussen 1856-1900 zijn vele vroeg-synthetische kleurstoffen ontwikkeld, hoewel die niet allemaal geschikt waren voor viscose. Zure kleurstoffen werden bijvoorbeeld, door hun slechte hechting op plantaardige vezels, zelden op viscose toegepast. De meeste katoenverven konden gebruikt worden304, met uitzondering van zwavelkleurstoffen.305 Het is dan ook niet vreemd dat de
300
Bommel, Vanden Berghe, Wallert, e.a., 2007: 261
301
Vullers werden gebruikt om de vezels te kunnen verwerken tot passementen.
302
In de verkleurde vezels lijken minder rode componenten te zitten.
303
Zoals het te lang voor- of narijpen van de vloeistof of het niet goed filteren van de vloeistof voor er gesponnen wordt.
304
kleurstoffen, op de viscose, niet onder een van deze kleurstofklassen vallen. Het meest waarschijnlijk is het gebruik van directe- of basische kleurstoffen of een combinatie van beide. Dit vermoeden wordt versterkt door het feit dat men bij synthetische kleurstoffen, net als bij natuurlijke kleurstoffen, vaak gebruikt maakte van ‘shading’.306 Dit kan ook verklaren waarom er meerdere kleurcomponenten zijn gevonden.
Over de stabiliteit en gevoeligheid van de gevonden kleurcomponenten is niet veel met zekerheid te zeggen. De plaatsing van de nog zwarte passementen doet vermoeden dat op sommige plekken geen verkleuring heeft plaatsgevonden omdat de stof beschermd is geweest tegen licht. Van directe en basische kleurstoffen is bekend dat ze gevoelig zijn voor licht en ook viscose is hier gevoelig voor.307 Een microfading-test op de passementen heeft echter geen betrouwbare informatie opgeleverd om hier een stellige uitspraak over te doen.
Omdat niet bekend is wat de verkleuring veroorzaakt, is niet te zeggen of de verkleuring verder te voorkomen is. Gezien de zwakheid van de viscosevezels en de afbraak van de kleurstoffen, bestaat het vermoeden dat er sprake is van een voortdurend degradatie proces. In dat geval is verdere verkleuring niet te voorkomen. Wel kan het proces worden
vertraagd door het creëren van een stabiel klimaat. Daar komt bij dat zelfs als het
aanwezige witte poeder, ongeacht wat het is, van invloed is op de degradatie, het zo diep in het passement gedrongen is, dat het onmogelijk te verwijderden is zonder schade aan te richten. Verder is er geen verklaring gevonden voor het feit dat de passementen juist onder de armen en in de plooien zwart zijn gebleven. Dit lijkt op een onbekende, externe
schadefactor te duiden.308 Mogelijk kan toekomstig onderzoek gericht op deze factoren meer inzicht geven in het verkleuringsproces.
Zolang niet bekend is wat de oorzaak is van de verkleuringen, dient het object in een donkere en stofvrije omgeving opgeborgen te worden met een constant klimaat om verdere schade te voorkomen. Omdat het een fragiel object is moet er zeer voorzichtig mee worden omgegaan. Er zijn meerdere breuken en gleeën aanwezig en met name van de voering en de passementen breken snel vezels af. Mocht de voering inderdaad van verzwaarde zijde zijn, dient het object zo min mogelijk blootgesteld te worden aan licht, beweging en
temperatuur en vochtigheid schommelingen, wegens de hoge gevoeligheid van verzwaarde zijde voor deze factoren.309
Hoewel de hoofdvraag niet volledig beantwoord is, neemt het niet weg dat het onderzoek interessante informatie en nieuwe inzichten heeft opgeleverd die kunnen bijdragen aan toekomstig onderzoek. Juist het feit dat vastgesteld is dat er zowel een vroege vorm van viscose als vroeg-synthetische kleurstoffen aanwezig zijn, maakt het onderzoek fascinerend. Naar beide is tot op heden beperkt onderzoek gedaan. Het feit dat in meerdere collecties soortgelijke objecten aanwezig zijn310, geeft aan dat de onderzochte jas geen losstaand geval is. Toekomstig onderzoek is daarom gewenst en dit onderzoek kan daaraan bijdragen.
305
Zwavelkleurstoffen zorgden voor een dof en vlekkerig uiterlijk van viscose.
306
Het gebruik van andere kleurtinten over de basiscomponent heen om kleureffecten te creëren en bijvoorbeeld zwart intenser te maken.
307
Boersma, 2000: 49
308
Bijvoorbeeld licht, pH veranderingen, luchtvervuiling, temperatuur en luchtvchtigheid.
309
Timár-Balázsy en Eastop, 1998: 105
310