De Ontrafeling van Gebreid Polyamide
Onderzoek naar het ontstaan van mechanische schade bij kunstwerken uit gebreid polyamide
Scriptie
Universiteit van Amsterdam
Conservering en Restauratie van Cultureel Erfgoed Specialisatie Moderne en Hedendaagse Kunst
C.M.S. (Carien) van Aubel (MSc), 5625084 15 augustus 2014
Begeleider: Emmy de Groot (docent C&R specialisatie Textiel, UvA)
Eerste lezer: Ellen Jansen (docent C&R specialisatie Modern en Hedendaagse kunst, UvA) Tweede lezer: Elizabet Nijhof Asser (docent C&R specialisatie Boek en Papier)
Foto’s voorpagina: (links) Installatie view Célula Nave van Ernesto Neto bij het Museum Boijmans van Beuningen in 2004 (Foto: MBvB), (rechts) detail en microscoopopname (60 x vergroting) van de polyamidestof.
© Alle afbeeldingen en foto’s in deze scriptie zijn gemaakt door Carien van Aubel, tenzij anders wordt vermeld.
Voorwoord
Deze scriptie is geschreven ter voltooiing van de master Conservering en Restauratie van Cultureel Erfgoed in de specialisatie Moderne en Hedendaagse Kunst aan de Universiteit van Amsterdam. Om een kunstwerk goed te kunnen behandelen is materiaalonderzoek essentieel. Dit onderzoek richt zich op het begrijpen van de oorzaken van mechanische schade in kunstwerken die bestaan uit gebreid polyamide dat onder spanning staat. Daarmee legt het een basis voor conservering en restauratie strategieën.
Dit onderzoek is tot stand gekomen in samenwerking met het Museum Boijmans van Beuningen (MBvB) en de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed (RCE).
Dankwoord
Voor het tot stand komen van deze scriptie wil ik graag velen danken.
Allereerst mijn scriptiebegeleider Emmy de Groot (UvA) voor haar enthousiaste en positieve begeleiding van mijn scriptie, haar kritische blik en de snelheid waarmee ze mijn teksten corrigeerde. Fijn dat er ook modern textiel bestaat.
Ellen Jansen en Elizabet Nijhoff Asser (UvA) voor het lezen van mijn scriptie. Onderzoekster Tatja Scholte (RCE) voor het aandragen van het onderwerk en alle ideeën. Het bezoek in Londen was erg leerzaam! Hoofdstuk 5 zou niet zonder de geduldige hulp van onderzoekers Dr. Bill Wei en Agnes Brokerhof (RCE) tot stand zijn gekomen. Alles werd direct geheel onduidelijk. Ing. Suzan de Groot en Henk van Keulen (RCE) wil ik graag bedanken voor het uitvoeren van de technische analyses en tevens voor het aandragen van het onderwerp. Jolanda van Iperen voor de microscoop-instructies. Prof.dr. Norman Tennent (UvA) voor het gebruik van zijn kleurmeter. Dr. René Peschar (UvA) voor de zo nu en dan kritische opmerkingen in de gang. René Lugtigheid voor de goede scriptieplanning. Dr. Ella Hendriks en Prof.dr. Jørgen Wadum (UvA) voor hun kritische blik.
Dit onderzoek zou niet zonder het Museum Boijmans van Beuningen tot stand zijn gekomen. Hierbij dank voor hun medewerking en het beschikbaar stellen van onderzoeksmateriaal. Tevens wil ik Christel van Hees (hoofd collectiebeheer), Jaqueline Rapmund (registrar) en John Hulsman (depotbeheerder) van het Boijmans bedanken voor hun medewerking.
Het onderzoek naar het kunstwerk Célula Nave bij het Museum Boijmans van Beuningen zou niet zonder alle handen van de volgende mensen tot stand zijn gekomen: Emmy de Groot, Tatja Scholte, Ellen Jansen, Sjoukje Telleman, Renate van Oosterhout, Marijke de Bruijne, Anna Laganà, Sjoukje van der Laan, Marleen Wagenaar en Nikki van Basten. Met name de laatste vier personen die mij een tweede dag hebben geholpen.
Voor informatie over gebreid polyamide Trudy Langeveld van Lith (textielspecialist) en Jan Willem Smeulders (Textiellab).
Voor het nalezen van de tekst mijn lieve oom Ben Schokkenbroek, and for the English summary my good friend James Michael Shaw.
En als laatst al mijn lieve studiegenoten waarmee ik liefde en leed heb gedeeld. Met name Machteld Jacques voor de hulp bij de kleurmetingen, Michiel Overhoff voor enkele correcties en natuurlijk mijn disciplinemaatjes Katja van de Braak en Anouk Verbeek.
Carien van Aubel en Emmy de Groot
Tatja Scholte en Suzan de Groot
Jacqueline Rapmund, Renate van Oosterhout, Marijke de Bruijne, Marleen Wagenaar, Nikki van Basten, Sjoukje van der Laan, Ellen Jansen, Sjoukje Telleman, Carien van Aubel en Anna Laganà.
Samenvatting
In moderne en hedendaagse kunst worden regelmatig materialen op een nieuwe manier toegepast. Zo wordt gebreid polyamide, bekend als nylon, sinds de afgelopen eeuw vaak gebruikt door kunstenaars Dit vanwege de eigenschappen als transparantie, sterkte, tactiliteit en elasticiteit. Het blijkt echter dat dit materiaal onder spanning erg gevoelig is voor mechanische schade.
Aan de hand van het kunstwerk Célula Nave. It happens in the body of time, where truth dances (2004) van Ernesto Neto is er onderzoek uitgevoerd naar de gevoeligheid voor het ontstaan van mechanische schade. Dit kunstwerk bestaat voornamelijk uit gebreid polyamide. Het behoort tot de collectie van het Museum Boijmans van Beuningen (MBvB), maar kan door de aanwezige schade niet meer worden opgesteld en is zelfs als total loss benoemd. Ook zijn de rode kousen van de kunstenares Madeleine Berkhemer meegenomen in dit onderzoek, waardoor dit onderzoek wordt gekoppeld aan het onderzoek ‘Nylon onder Stress’ van de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed (RCE).
Om een beter beeld te krijgen van het kunstwerk is er onderzoek uitgevoerd naar de samenstelling van de breisels, de constructie en de aanwezige schades. Hieruit blijkt dat het werk bestaat uit de twee hoofdgroepen: inslag- en kettingbreisels. De laatste, waar het werk het grotendeels uit bestaat, laddert niet hetgeen verklaart waarom er voornamelijk gaten en scheuren als schade aanwezig zijn. Ook blijkt de constructie en de interactie van het publiek met het kunstwerk de voornaamste redenen te zijn voor het ontstaan van de schades.
Onderzoek naar de rek, kruip en lichtechtheid van de stoffen van Célula Nave toont aan dat na kunstmatig verouderen verkleuring van de kleurstoffen eerder plaatsvindt dan de verandering in rek- en kruipeigenschappen. Na 5 tentoonstellingen zullen de lichtste kleuren zijn verdwenen. Bij de rode kousen van Berkhemer worden de rekeigenschappen eerder aangetast dan de verkleuring van de kleurstoffen. Dit zal na een tentoonstellingsperiode van 3 jaar plaatsvinden. De rek- en kruipeigenschappen hebben invloed op de dimensies en de uiterlijke kenmerken van de kunstwerken.
Het onderzoek beschreven in deze scriptie heeft bijgedragen aan de documentatie van het kunstwerk Célula Nave, inzicht gegeven in hoe de schades zijn ontstaan en er is aangetoond dat het kunstwerk tijdens en na tentoonstelling van kleur en dimensies verandert doordat het werk onder spanning staat. Tevens heeft het een basis gelegd voor restauratiestrategieën.
Trefwoorden: restauratie; nylon; gebreid polyamide; Ernesto Neto; Madeleine Berkhemer; rekeigenschappen; kruip; kunstmatige veroudering; lichtechtheid.
Abstract
Materials in modern and contemporary art are often applied in new, and therefore untested, ways. Since the last decade knitted polyamide, also known as nylon, is often used in artworks because of its characteristics of transparency, strength, tactility and elasticity. However, knitted polyamide under stress is very prone to mechanical damage.
Research has been performed on the artwork Célula Nave. It happens in the body of time, where truth dances (2004) by Ernesto Neto, which is in the collection of Museum Boijmans van Beuningen. This work mainly consists of knitted polyamide and can no longer be exhibited due to the amount of damage to this material. The damage is such that it is even called a ‘total loss’. The red stockings of the artist Madeleine Berkhemer are also investigated in this research. This connects this research to the project ‘Nylon onder Stress’ of the Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed (RCE).
To obtain a better understanding of the artwork research was performed on the composition of the fabrics, the construction and the present damages. The artwork consists of weft and mainly warp knitted fabrics. The latter will not run, which also explains the presence of tears and holes in the fabric. The construction of the artwork, but also the interaction of the public, seems to be the main reason for the present damages.
Research into the stretch properties and light fastness shows that after artificial ageing Célula Nave is more prone to discolouration than to change in stretch: after 5 exhibitions the lightest colours would be faded. The red panties of Berkhemer are more prone to changes in stretch properties, which will take place after 3 years of display. The stretch properties mainly have an influence on the dimensions of the artworks.
This thesis has contributed to the documentation of the artwork Célula Nave and provided more knowledge about the present damage. It also showed that light ageing can change artworks of knitted polyamide in colour and alter the dimensions. This has contributed to the basis for conservation strategies.
Keywords: conservation; nylon; knitted polyamide; Ernesto Neto; Madeleine Berkhemer; stretch properties; creep; artificial aging; light fastness.
Inhoudsopgave
Voorwoord ... 2
Dankwoord ... 3
Samenvatting ... 5
Abstract ... 6
Introductie ... 9
Casestudie ... 10 Onderzoeksvraag ... 10Stand van Wetenschap ... 11
‘Nylon onder stress’ ... 11
Life Cycle Management Model ... 12
Polyamide in conservering en restauratie ... 13
Onderzoeksdoel ... 15 Onderzoeksvragen ... 15 Opzet en onderzoeksmethode ... 16
1. Polyamide ... 17
1.1 Geschiedenis ... 17 1.2 Polymeersynthese ... 191.3 Vorming van filamenten ... 20
1.4 Verwerking ... 22
1.5 Eigenschappen ... 23
2. Van polyamidegaren naar breisel ... 26
2.1 Soorten breisels en hun eigenschappen ... 26
2.1.1 Inslagbreisels ... 26
2.1.2 Kettingbreisels ... 28
2.2 Het maakproces van machinale breisels ... 29
2.3 Afwerking ... 30
2.4 Conclusie ... 30
3. Case-study: Célula Nave (2004) van Ernesto Neto ... 31
3.1 Over de kunstenaar en zijn werk ... 31
3.2 Célula Nave ... 32
3.4 Onderzoek naar Neto’s werken ... 33
3.4.1 Célula Nave ... 33
3.4.1 Navedenga ... 33
3.4.1 We fishing the Time ... 34
3.4 Conclusie ... 35
4. Onderzoek naar Célula Nave ... 37
4.1 Analyse materiaal Toolkit Célula Nave ... 37
4.1.1 Lycra sample ... 38
4.1.2 Tulle sample ... 40
4.1.3 Tube sample ... 41
4.1.4 Arms/Legs sample ... 42
4.1.5 Conclusie Toolkit samples ... 43
4.2 Installatie Célula Nave ... 45
4.2.2 Stoffen ... 50
4.2.3 Schade ... 51
4.2.4 Conclusie onderzoek Célula Nave ... 57
4.3 Schade versus Constructie en Interactie ... 58
5. Mechanische testen ... 60
5.1 Rek versus Spanning ... 60
5.1.1 Methode ... 62 5.1.2 Resultaten ... 65 5.1.3 Discussie ... 75 5.1.4 Conclusie ... 76 5.2 Lichtechtheid ... 77 5.2.1 Methode ... 77 5.2.2 Resultaten ... 78 5.2.3 Conclusie ... 80
5.3 Lichtechtheid versus rek ... 81
5.3.1 Belichtingdosis ... 81
5.3.2 Kleur versus rek ... 81
5.3.3 Conclusie ... 81
Conclusie ... 83
Lijst van afkortingen ... 86
Bibliografie ... 87
Bijlagen ... 90
Bijlage I. Termen gebreid polyamide ... 90
Bijlage II. Stappenplan ... 91
Bijlage III. Toolkit ... 92
Bijlage IV. Instellingen van de technische apparatuur ... 93
Bijlage V. Microscoopopnames Lycra sample ... 95
Bijlage VI. Microscoopopnames Tulle sample ... 98
Bijlage VII. Microscoopopnames Internal Tubes sample ... 101
Bijlage VIII. Microscoopopnames Arms/Legs sample ... 103
Bijlage IX. Referenties microscoop opnames. ... 105
Bijlage X. Spectra Py-GC/MS-analyse van samples Toolkit ... 106
Bijlage XI. Plattegronden Célula Nave ... 112
Bijlage XII. Extra materiaal Célula Nave ... 114
Bijlage XIII. 3D-tekeningen Célula Nave ... 115
Bijlage XIV. Schadetekeningen Célula Nave ... 118
Bijlage XV. Constructie gevoeligheid Célula Nave ... 123
Bijlage XVI. Resultaten spanningsrekproeven ... 124
Bijlage XVII. Resultaten spanningsrekproeven Tulle samples ... 127
Bijlage XVIII. Resultaten kruipproeven ... 128
Introductie
In moderne en hedendaagse kunst wordt vaak gebruik gemaakt van nieuwe materialen die oorspronkelijk voor andere doeleinden zijn vervaardigd. Het synthetische polymeer polyamide is hiervan een voorbeeld. Sinds de ontdekking van dit materiaal in 1938 als vervanging voor zijde werd het toegepast bij de productie van onder anderen parachutes en tandenborstels.1 Polyamide is voornamelijk populair geworden
in zijn gebreide vorm als panty’s.2 Pas vanaf de eenentwintigste eeuw werd gebreid polyamide meer toegepast in de kunst. Het materiaal is een signatuur voor de kunstenaars Ernesto Neto, Madeleine Berkhemer en Rosa Verloop. Kunstwerken van deze kunstenaars hebben een plaats in collecties en tentoonstellingen van diverse musea.
Polyamide wordt door kunstenaars op verschillende manieren gebruikt vanwege zijn eigenschappen als transparantie, sterkte, tactiliteit en elasticiteit. Ondanks de sterkte van het materiaal blijkt gebreid polyamide onder stress gevoelig te zijn voor mechanische en chemische (degradatie en verkleuring) invloeden.3 Doordat de toepassing van het materiaal in de hedendaagse kunst vrij nieuw is en in het dagelijks leven een wegwerpproduct is, is er weinig bekend over de schadefenomenen en de restauratie van het materiaal. Dit is ook de reden geweest dat de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed (RCE) in 2011 het onderzoek ‘Nylon onder Stress’ is gestart, waarbij de gevoeligheid van polyamide onder stress voor licht werd onderzocht. Deze scriptie sluit aan bij dit onderzoek door onderzoek uit te voeren naar het ontstaan van de mechanische, in plaats van de chemische, schade bij gebreid polyamide onder spanning.
Omdat er nog weinig over de stabiliteit van gebreid polyamide in kunstwerken bekend is, is het van belang om de samenstelling en structuur van gebreid polyamide te ‘ontrafelen’ voor kan worden onderzocht waar de gevoeligheid van het materiaal vandaan komt. Dit kan uiteindelijk uitzicht geven op mogelijke conservering en restauratie oplossingen die rekening houden met de eigenschappen van het materiaal als elasticiteit en transparantie.
Kijkend vanuit de moderne en hedendaagse kunst zal het materiaaltechnisch onderzoek niet alleen rekening houden met het materiaal, maar ook met de esthetische kenmerken hiervan. Hierdoor draagt dit onderzoek bij aan het behoud van moderne en hedendaagse kunstwerken waarbij gebruik gemaakt is van gebreid polyamide. De installatie Célula Nave. It happens in the body of time, where truth dances (2004) van Ernesto Neto zal voor dit onderzoek als casestudie worden gebruikt.4 Dit kunstwerk behoort tot de collectie van het Museum Boijmans van Beuningen (MBvB) te Rotterdam en is een ruimtevullende installatie waarbij participatie van bezoekers deel uitmaakt van de betekenis van het werk. Het heeft na twee tentoonstellingen van drie maanden zo veel schade opgelopen dat het nu als een total loss wordt bestempeld. Voordat er over eventuele behandelingen kan worden nagedacht is het dus van belang om het materiaal te onderzoeken, te bepalen wat voor schade er aanwezig is en hoe dit is veroorzaakt. Dit onderzoek dient als basis voor restauratieopties en zo nodig voor een remake van het kunstwerk.
1 du Pont de Nemours, 1963, p.12. 2 Stuart, 2007, p. 20.
3 de Groot, van Keulen, van Oosten, 2013.
Casestudie
De ‘site-specific’-installatie Célula Nave (20 x 24 x 4.75 m) van Ernesto Neto is gemaakt van de materialen zand, aluminium, nylon en polyester, waarbij het transparant turquoise gebreide polyamide een tent-achtige structuur vormt (Afbeelding 1). 5 Het kunstwerk kan via twee ingangen worden betreden en binnenin moet de bezoeker grote stappen in het gebreide polyamide maken om zich te kunnen verplaatsen. Ook is er een groot zachtroze kussen waar bezoekers in kunnen wegzakken (Afbeelding 1b). In het werk ontstaat er het gevoel dat je je bevindt in een schip waar de titel Nave naar verwijst. Als bezoeker is het de bedoeling dat je zintuigen gebruikt, waarbij het aanraken van het materiaal een belangrijk aspect is.
Afbeelding 1. Célula Nave (2004) van Ernesto Neto in het Museum Boijmans van Beuningen
in 2004, a) het werk vanuit de buitenzijde gezien en b) het werk vanuit binnen gezien met het grote roze kussen (Foto’s: Bob Goedewaagen).6
Na drie maanden te zijn tentoongesteld in 2004 is het werk aangekocht door het MBvB. Tijdens de tweede tentoonstelling in 2009 bleken er problemen te zijn met het materiaal. Op verschillende plaatsen ontstonden scheuren en gaten in de polyamide stof die dagelijks moesten worden gerepareerd om het werk toonbaar te houden. Na deze tentoonstelling is het werk vanwege instabiliteit en de hoeveelheid schade niet meer aan het publiek getoond. Vandaar dat het museum het als een ‘total-loss’ ziet.
Onderzoeksvraag
Waardoor wordt de gevoeligheid voor mechanische schade van kunstwerken uit gebreid polyamide onder spanning veroorzaakt?
5 Website Museum Boijmans van Beuningen:
http://collectie.boijmans.nl/en/work/bek%201738%20(MK), 17 november 2013
6 Lauson, 2010, p. 134
Stand van Wetenschap
Nylon, panty’s, polyamide, Strümpfe, stockings, er zijn oneindig veel termen om de stof die voornamelijk bekend is als ‘panty’s’ aan te duiden (Bijlage I). Voor deze scriptie is gekozen om gebruik te maken van de term ‘gebreid polyamide’, omdat dit direct de focus van de deze scriptie aangeeft: de toepassing als een breisel.
Op gebreid polyamide is er binnen de conservering en restauratie weinig specifiek onderzoek uitgevoerd. Naast het RCE-onderzoeksproject ‘Nylon onder stress’ sluit deze scriptie ook aan bij het promotieonderzoek van Tatja Scholte, tevens onderzoekster bij de RCE, over nieuwe strategieën binnen de moderne kunst restauratie waarin zij ook het werk Célula Nave behandelt.
‘Nylon onder stress’
Het onderzoeksproject ‘Nylon onder stress’ wordt uitgevoerd door Suzan de Groot en Henk van Keulen bij de RCE.7 Er wordt samengewerkt met de kunstenares Madeleine Berkhemer, die gebruik maakt van opgespannen nylonkousen waarin zware glazen ballen hangen (Afbeelding 2a). Bij degradatie van gebreid polyamide zouden deze werken problemen kunnen veroorzaken omdat ze in publieke ruimtes hangen. Het onderzoek wordt uitgevoerd aan de hand van de door Berkhemer gebruikte rode polyamide panty’s van het merk Wolford, waarmee wordt bepaald hoe de degradatie van gebreid polyamide onder spanning verloopt. In november 2013 is hierover een eerste publicatie verschenen voor de ‘9th North American Textile Conservation Conference’ in San Francisco.8
Onder een stereomicroscoop vertonen de polyamide kousen een complexe structuur met draden van meerdere filamenten die horizontaal en verticaal zijn gebreid (Afbeelding 2b). Er is een golvende spiraaldraad aanwezig, bestaande uit een dubbele helix met twee rechte filamenten in het midden.9 Dit geeft aan dat microscopisch onderzoek belangrijke informatie kan geven over de structuur van het breisel.
Afbeelding 2. a) MMM Mirrors (2008) van Madeleine Berkhemer (foto: Madeleine
Berkhemer) en b) structuur van de polyamide kous van Wolford (foto: Art Proaño Gaibor).10
De analyse van het materiaal is met behulp van pyrolyse-gaschromatografie-massaspectroscopie (Py-GC/MS) uitgevoerd.11 Het transparantere deel van de kous
7 Dit onderzoek is in 2011 opgezet door Thea van Oosten en wordt nu uitgevoerd door Henk van
Keulen en Suzan de Groot.
8 Op. Cit. (noot 3).
9 Dit is onder verdere vergroting geanalyseerd. 10 Op. Cit. (noot 3, p.109).
bestaat uit nylon-6 en het dikkere gedeelte uit een mengsel van nylon-6 en nylon-6,6. Beide soorten komen in de helix voor, de twee binnendraden zijn van nylon-6,6 en de diagonale draden zijn van nylon-6. Waarom voor deze structuur dit mengsel van draden is gebruikt, is niet bekend.
Bij de Xenontest was na 155 uur een zichtbare ontkleuring van de kleurstof, Red Scarlet, in de kousen te zien.12,13 Veroudering van polyamide in de vorm van verlies in elasticiteit en sterkte werd waargenomen na een blootstelling van 487
uur.14,15 Er ontstonden direct scheuren wanneer er aan het sample werd getrokken.16
De meeste degradatie was zichtbaar bij de spiraaldraad.
De RCE is nu bezig met onderzoek dat kijkt naar de mogelijkheden van impregnatie van polyamide met antioxidanten van het bedrijf Bionic Technology om de degradatie van gebreid polyamide tegen te gaan.17 Er zijn ook testen uitgevoerd met het reinigen van platen van polyamide, waarbij rekening werd gehouden met de contacthoek, de glans en de hoeveelheid krassen.18
Bij de RCE is er al veel onderzoek uitgevoerd naar de degradatie door middel van licht bij gebreid polyamide onder spanning. Er is echter geen onderzoek uitgevoerd naar de mechanische schade, hetgeen wellicht antwoord kan geven op de vraag waar de schade bij Célula Nave door wordt veroorzaakt.
Life Cycle Management Model
Tatja Scholte doet haar promotieonderzoek naar nieuwe strategieën binnen de conservering van moderne kunst. Zij maakt voor haar casestudie Célula Nave onder meer gebruik van de analysemethode ‘Life Cycle Management Model’ (LCM-model), die is ontwikkeld door de Environment Protection Authority (EPA).19 Deze methode
belicht de duurzaamheid en economische efficiëntie in de verschillende fases van de totale levenscyclus van producten binnen het bedrijfsleven.20 Ook wordt structuur gegeven aan besluitvormingsprocessen. Het model helpt volgens Scholte om voor het bepalen van de levensloop van kunstwerken te achterhalen hoe beslissingen die in eerdere fases van de cyclus genomen zijn, gevolgen hebben voor latere stadia, zelfs bij het einde van de levenscyclus. Ernesto Neto accepteert in principe een korte levensduur voor zijn kunstwerken en werkt zelf mee aan heruitvoeringen. De vraag is op welke momenten van het proces hij aanpassingen toelaat omwille van een langere levensduur.
Verder komt Scholte tot de conclusie dat voor de betekenis van het werk de aanraking met het materiaal van groot belang is, maar ook de esthetische kenmerken als de glans, kleur en transparantie. Participatie zorgt afgezien van de betekenis van het werk, ook voor restauratieproblematiek vanwege het intensieve gebruik. In de situatie waarin het werk zich nu bevindt zal het het einde van zijn cyclus bereiken. Een remake lijkt volgens het museum vooralsnog de enige oplossing. Scholte houdt
11 Lezing van Henk van Keulen, SBMK kunststofdag, Materia Amsterdam, 21 februari 2013. 12 Dit komt overeen met een blootstelling van 40 museumjaren bij 200 lux.
13 Red Scarlet is ook bekend als de kleurstof acid red 151.
14 Lezing van Suzan de Groot, SBMK kunststofdag, Materia Amsterdam, 21 februari 2013.
15 Dit komt overeen met een blootstelling van 122 jaar in een museum bij 200 lux, of 61 jaar bij 400
lux.
16 Deze mechanische testen zijn niet wetenschappelijk uitgevoerd.
17 Persoonlijk gesprek met Suzan de Groot, RCE Amsterdam, 16 oktober 2013. 18 Op. Cit. (noot 14).
19 Meer informatie over dit model is te vinden op de website van de EPA, staat Victoria, Australië:
http://epa.vic.gov.au/Lifecycle.default.asp.
zich aan de hand van het LCM-model bezig met de volgende vragen: als het werk een total loss is, in hoeverre wordt dan bij een remake in de fases van concept en materiaalkeuze al rekening gehouden met conserveringseisen die het leven van een toekomstige uitvoering kunnen verlengen?; Hoe verhouden deze voorwaarden zich tot de visuele ervaring en tactiliteit van het tentoongestelde werk, de kunstenaarsintentie en de doelstellingen van het museum?
Het onderzoek van Scholte draagt bij aan de kennis over het kunstwerk. Ook geeft het belangrijke informatie over de kijk van de kunstenaar. Dat het werk volgens dit model aan het eind van zijn cyclus is, geeft aan dat het onderzoek naar het werk en dus het materiaal prioriteit heeft voor het behoud van het kunstwerk.
Polyamide in conservering en restauratie
Polyamide staat bekend om zijn sterkte en stabiliteit, maar is erg gevoelig voor vocht (hydrolyse) en licht (oxidatie).21 , 22 Vanwege zijn vochtgevoeligheid wordt het
aangeraden om te reinigen met droge reinigingsmethoden en dus moet stof vermeden worden omdat dit de opname van vocht bevordert. De oxidatie kan worden versneld door aanwezigheid van titanium dioxide dat als matteringsmiddel wordt gebruikt.23 Door warmte kan er vergeling ontstaan wat wordt veroorzaakt door de aminogroepen in de keten. Door het te behandelen met ureum worden deze groepen geblokkeerd en zal vergeling minder snel plaatsvinden. Als garen wordt aangeraden om het tentoon te stellen bij een lichtsterkte van 150 lux bij een relatieve luchtvochtigheid (RV) van 50% tot 55% bij een temperatuur van 18°C.24 Friederike Waentig geeft aan dat nylondraden die door veroudering een de brosse structuur krijgen, tot heden nog niet met een lijm kunnen worden gerepareerd.25
Katharine Sossou heeft onderzoek gedaan naar hoe de veroudering van kousen van gebreid polyamide uit de collectie van het ‘Haus der Geschichte der Bundesrepublik Deutschland’ in Bonn kan worden beïnvloed door het verpakkingsmateriaal.26 Hiervoor heeft zij microscopisch, chemisch en fysisch onderzoek uitgevoerd.
Buiten zijn toepassing als breisel is de toepassing van polyamide in kunstwerken onderzocht bij het werk Linear Construction in Space No. 2 (1949) van Naum Gabo. De draden zijn bij dit werk vergeeld, bros geworden en gebroken. De schade wordt ook toegerekend aan de toegepaste rek op de draad.27
Christiana Nägler heeft het als weefsel toegepaste polyamide onderzocht aan de hand van de beschilderde Farbraumkörper (1960-1970) van Gotthard Graubner.28 Het onderzoek heeft zich gericht op het testen van lijmen voor de consolidatie van scheuren in polyamide weefsel.29 Doordat het polyamideweefsel is beschilderd, hebben andere degradatievormen en fysische krachten invloed op de ontstane schades gehad. Hierdoor levert dit onderzoek geen bijdrage aan het onderzoek naar gebreid
21 Waentig, 2008, p. 290. 22 Tímár-Balászsy, 1998, p. 60. 23 Ibid.
24 Op. Cit. (noot 21, p 291). 25 Ibid.
26 Sossou, 2002. 27 Aben, 1995, p. 105.
28 Het weefsel bestond uit de nylon-6 variant. 29 Nägler, 2005.
polyamide. Interessant aan dit onderzoek is echter de vergelijking van een nieuw en verouderd filament uit het werk (Afbeelding 3).30
Er kan dus met microscopisch onderzoek worden nagegaan of er verschil is tussen nieuwe en verouderde filamenten van gebreid polyamide.
Afbeelding 3. Een opname van een
nieuw (boven) en verouderd (onder) polyamide-6 filament door middel van een dark-field transmissie microscoop (20 x vergroot).31
30 Het verouderde filament is ondoorzichtiger, vertoont onder ultraviolet (UV) licht een blauwe
fluorescentie en heeft naast verticale scheuren die door het productieproces worden veroorzaakt, ook horizontale scheuren. Deze hebben waarschijnlijk met veroudering te maken.
Onderzoeksdoel
De toepassing van gebreid polyamide in moderne en hedendaagse kunst is vrij nieuw, waardoor er weinig bekend is over het materiaal wat de conservering en restauratie betreft. Onder spanning blijkt het materiaal gevoelig voor mechanische schade, maar het is niet bekend waardoor deze schade precies wordt veroorzaakt. Deze scriptie zal kennis bijdragen over de oorzaak van mechanische schade bij gebreid polyamide onder spanning. Onderzoek naar dit probleem wordt uitgevoerd aan de hand van de installatie Célula Nave, bestaande uit verschillende breisels van polyamide. Het resultaat van dit onderzoek kan het museum informatie geven over hoe mechanische schades in het werk zijn ontstaan. Met deze informatie kan het museum restauratiemogelijkheden onderzoeken of bepalen aan welke eisen een remake zou moeten voldoen.
Deze scriptie draagt ook bij aan de documentatie van Célula Nave. Bij het Museum Boijmans van Beuningen (MBvB) is het onbekend welke stoffen precies zijn toegepast in het kunstwerk en de aard van de schade is niet expliciet gedocumenteerd. Onderzoeksvragen
De hoofdvraag naar het ontstaan van de gevoeligheid van kunstwerken van gebreid polyamide onder spanning voor mechanische schade zal worden beantwoord aan de hand van de volgende deelvragen.
1. Wat zijn de eigenschappen van gebreid polyamide? 1.1. Waar kan gebreid polyamide uit bestaan?
1.2. Hoe kan polyamide worden gebreid en hoe bepaalt dit zijn specifieke eigenschappen?
1.3. Welke andere invloeden bepalen de eigenschappen van gebreid polyamide? 1.4. Hoe kan de spanning van polyamide worden bepaald en gedocumenteerd? 2. Hoe is de schade bij Célula Nave ontstaan?
2.1. Uit welk materiaal en breisels bestaat het kunstwerk? 2.2. In welke mate is het materiaal onderhevig aan spanning? 2.3. Wat zijn de schadebeelden bij het kunstwerk?
2.4. Heeft de spanning invloed op het schadebeeld?
2.5. Welke andere invloeden hebben inwerking op het materiaal?
2.6. Welke eigenschappen van het materiaal worden door de schade beïnvloed? 3. Heeft veroudering van het materiaal invloed op de mechanische schade?
3.1. Welke soorten veroudering kunnen er bij polyamide plaatsvinden? 3.2. Ontstaat er verschil in schadebeeld bij verouderd polyamide?
3.3. Heeft de veroudering van gebreid polyamide invloed op de spanning? 3.4. Heeft spanning van gebreid polyamide invloed op de veroudering?
Opzet en onderzoeksmethode
Om te bepalen waardoor gevoeligheid voor mechanische schade bij kunstwerken van gebreid polyamide onder spanning wordt veroorzaakt is er op verschillende manieren onderzoek uitgevoerd.
Literatuuronderzoek heeft zich gericht op het vervaardigen en verwerken van polyamide tot een breisel (Hoofdstuk 1 en 2). Hoofdstuk 3 richt zich op de betekenis van het kunstwerk omdat dit van belang is bij de benadering van eventuele restauratieopties. Ook wordt hier onderzoek naar andere werken van Neto besproken. In Hoofdstuk 4 is materiaaltechnisch onderzoek uitgevoerd met de microscoop om verschillen in breisels van polyamide te identificeren. Hiervoor zijn de door het MBvB beschikbaar gestelde samples uit de Toolbox van Célula Nave gebruikt. Met Fourier Transform Infrarood (FTIR) spectroscopie en pyrolyse-gaschromatografie-massaspectrometrie (Py-GC/MS) is bepaald welke soorten polyamide en eventueel andere materialen zijn verwerkt.
Het MBvB heeft reserve-materiaal beschikbaar gesteld dat is overgebleven nadat Neto het werk in 2004 heeft geïnstalleerd. Hier zijn de mechanische testen op uitgevoerd, net als op de rode kousen van Berkhemer. Hierbij is onderzocht wat belasting doet met de rek van de stof. Tevens zijn deze testen uitgevoerd op artificieel verouderde samples om te onderzoeken of veroudering invloed heeft op de rek. Samples van het werk van Neto zijn ook onderzocht op lichtveroudering zoals dat is gedaan bij de rode kousen van Berkhemer in het onderzoek van de RCE.
1. Polyamide
Polyamide is een verzamelnaam voor condensatiepolymeren die binnen de synthetische thermoplasten vallen.32 Door verschillende combinaties en variaties van de bouwstenen, een dibasisch zuur en een diamine, kunnen verschillende soorten polyamides worden verkregen met verschillende eigenschappen maar ze vertonen allen de karakteristieke amidebinding (Afbeelding 4). Naast polyamide als filament, waar in deze scriptie de nadruk op ligt, kent het ook toepassingen als gietmateriaal en in rapid-prototyping.33,34
Afbeelding 4. Algemene reactie van polyamides met in de omkadering de amidebinding. (R
= restgroep die varieert per type polyamide.)35
In dit hoofdstuk zal polyamide als materiaal worden behandeld tot aan de vorming van polyamide filamenten. Als eerst zal de geschiedenis worden besproken, waardoor het materiaal in de tijd kan worden geplaatst en worden begrepen hoe het zich in de loop der jaren heeft ontwikkeld. Vervolgens zal er op de verschillende soorten polyamide worden ingegaan met een focus op synthese, eigenschappen en reactie op externe factoren.
1.1 Geschiedenis
Uit het onderzoek, in het laboratorium van DuPont onder leiding W.H. Carothers (1896-1937) in 1928, dat zich richtte op het begrijpen van de structuur van natuurlijke stoffen bleek dat ruwe materialen als rubber, cellulose en zijde uit lange molecuulketens bestaan.36, 37 Door de zogenoemde polymerisatie zijn deze ketens opgebouwd uit kleinere moleculen.38 Onder de onderzoeksnaam ‘superpolymeren’, ging men verder met het doel om als mens deze moleculen te kunnen maken en twee jaar later werd per toeval een eerste polymeer, nog niet geanalyseerde, uit een oplossing getrokken (Afbeelding 5).
32 Katz, 1987, p. 109. 33 Ibid. (p. 113). 34 Madsack, 2011.
35 Deze vergelijking is gebaseerd op de reactievergelijking (1) uit: Cook, 1993, p. 194. 36 TNO Vezelinstituut, 1944, p. 7.
37 Op. Cit. (noot 21, p. 286). 38 Op. Cit. (noot 32, p. 110).
R O H N R H N R O H N R H N NH2 R H2N R HO O O OH + O O O
dibasisch zuur diamine
amidebinding
Afbeelding 5. Het trekken van een synthetisch polymeer zoals dat in 1930 gebeurde.39
Na jarenlang onderzoek werd in 1935 het polymeer polyamide-6,6 gemaakt dat in 1938 in de wereld werd geïntroduceerd als de eerste door de mens gemaakte textielvezel onder de naam ‘nylon’.40 Polyamide-6,6 bestaat uit de aaneenschakeling
van hexamethyleen-diamine en adipine zuur die beide zes koolstofatomen bevatten waar de naam van is afgeleid.41 Snel hierna werd in 1939 de eerste commerciële fabriek voor de productie van nylonvezels in Seaford, Delaware opgezet en vanaf mei 1940 werden in America de eerste ‘nylonkousen’ verkocht (Afbeelding 6).42
Afbeelding 6. Promotie van
nylonkousen door Dupont.43
In 1930 in Duitsland ontdekte Paul Schlack (1897-1987) dat polyamide ook uit de grondstof caprolactam kon worden gesynthetiseerd, resulterend in polyamide-6.44 In Groot-Brittannië werd door de ‘Imperial Chemical Industries Limited’ en ‘Courtaulds Limited’ in 1941 de eerste fabriek ‘British Nylon Spinners Limited’ opgericht waar de productie zich vooral richtte op oorlogsdoeleinden, zoals de productie van
39 Op. Cit. (noot 1, p. 6). 40 Op. Cit. (noot 32, p. 110). 41 Handley, 1999, p. 33. 42 Ibid. (p. 39).
43 Op. Cit. (noot 1, p. 15). 44 Op. Cit. (noot 21, p. 287).
parachutes.45 Na de Tweede Wereld Oorlog (WOII) krijgt polyamide een groot aandeel in de brei-industrie wat het tegenwoordig nog steeds heeft.
Vanwege het verlopen van het patent van Schlack, het lagere smeltpunt en het gemakkelijkere productieproces werd polyamide-6 na de WOII in Amerika en Engeland veel geproduceerd.46 Nu nog wordt polyamide-6,6 voornamelijk in de Verenigde Staten geproduceerd en polyamide-6 in Europa.47 In producten worden echter vaak beide vormen gebruikt. Vanaf de jaren 60 werden nieuwe soorten polyamide ontdekt waaronder Kevlar, een aromatisch polyamide (1972).48 Deze vezel wordt vanwege zijn sterkte veel toegepast in de auto-, vliegtuig- en marine-industrie. Polyamide wordt tegenwoordig ook veel toegepast in rapid-prototyping. Deze scriptie zal zich echter richting op de polyamide-6,6 en -6 vormen aangezien deze het meest worden toegepast in breisels.49
1.2 Polymeersynthese
Polyamide-6 (PA-6) en polyamide-6,6 (PA-6,6) worden beide via een andere methode gesynthetiseerd.50 PA-6-6 wordt gevormd in een condensatiereactie waarbij de amidegroep van hexamethyleendiamine reageert met de carboxylgroep van adipinezuur (Afbeelding 7).51 Bij deze reactie komt ook water vrij. De reactie wordt in een zuurstofvrije omgeving uitgevoerd omdat zuurstof tijdens de condensatiereactie het polymeer afbreekt.52
Afbeelding 7. Structuurformule van PA-6,6 gesynthetiseerd vanuit hexamethyleendiamine en
adipine zuur.53
PA-6 is een polymerisatieproduct van de cyclische verbinding caprolactam (Afbeelding 8). Het kan via twee verschillende routes worden gesynthetiseerd. In afwezigheid van water wordt de polymerisatie op gang gebracht met een katalysator en een temperatuur van 280°C.54 Bij andere route, die meer wordt toegepast, wordt
caprolactam in water opgelost en verwarmd tot 260°C. Er kan dan een
45 Op. Cit. (noot 36, p. 9) 46 Op. Cit (noot 21, p. 287). 47 Cook, 1993, p. 205. 48 Op. Cit. (noot 21, p. 288).
49 Naast puur PA-6 of PA-6,6 is het ook mogelijk om mengsel van verschillende polymeren te vormen.
Dit wordt binnen deze scriptie niet besproken.
50 Ook bekend als nylon-6 en nylon-6,6. 51 Op. Cit. (noot 47, p. 214).
52 Ibid. (p. 216).
53 De reactievergelijking is gebaseerd op vergelijking 2.1 uit: McIntyre, 2005, p. 22. 54 Op. Cit. (noot 48, p. 264).
H2N + NH2 OH O HO O N H O n O H N polyamide-6,6 hexamethyleen diamine adipine zuur + H2O
polycondensatiereactie plaatsvinden waarbij vanuit de cyclische caprolactam een aminozuur als tussenproduct wordt gevormd voordat de condensatiereactie polyamide-6 vormt.55 Of er vindt een polyadditie plaats tussen de caprolactam moleculen waarbij water (H2O) niet als bijproduct wordt gevormd.
Afbeelding 8. Structuurformule van PA-6
gesynthetiseerd vanuit caprolactam.56
Behalve dat beide vormen PA-6 en PA-6,6 voorkomen hebben ze ook verschillende benamingen. Zo is PA-6 commercieel ook bekend onder als Perlon en Enkalon. 57,58 PA6,6 wordt over het algemeen Nylon genoemd.59
1.3 Vorming van filamenten
Polyamidefilamenten worden gemaakt door polyamidesnippers te verhitten en die door een spindop, een metalen schijf met gaatjes, te persen (Afbeelding 9, stap 1-7). Een vezel komend uit één gaatje wordt een monofilament genoemd en filamenten komend uit één spindop een multifilament of ook wel een garen.60 De hoeveelheid
gaatjes in een spindop is daarom bepalend voor de hoeveelheid filamenten dat een garen bevat. Door de diameter van de gaatjes in een spindop aan te passen kan de dikte van een filament worden bepaald. Ook is het mogelijk om de vorm van de gaatjes aan te passen waardoor er bijvoorbeeld ronde, bandvormige, trilobale, multilobale en dogbone filamentdoorsnedes kunnen worden verkregen.61,62 Als de gesmolten polymeerdraden uit de spindop komen, worden ze gekoeld en gehard door een luchtstroom (Afbeelding 9, stap 8).63,64 Onder stoom worden het garen opgerold en vervolgens ‘koud getrokken’ (Afbeelding 9, stap 11).
55 Op. Cit (noot 48, p. 265).
56 De reactievergelijking is gebaseerd op vergelijking 2.2 uit: McIntyre, 2005, p. 22. H
2O is in deze
reactievergelijking weggelaten. Bij de condensatiereactie ontstaat er H2O als bijproduct en bij de
additiereactie wordt H2O als reagens gebruikt en wordt het niet als bijproduct gevormd. 57 Op. Cit. (noot 48, p. 207).
58 du Bois, 1971, p. 64. 59 Ibid.
60 Ibid. (p. 18). 61 Ibid. (p. 92).
62 Op. Cit. (noot 48, p. 210). 63 Op. Cit. (noot 36, p. 14). 64 Op. Cit. (noot 58, p. 16).
NH O N H O n caprolactam nylon-6
Afbeelding 9. Productieproces van de
vorming van polyamidegaren. 1-4
polymersisatie tot granulaat, 5-6 smelten granulaten, 7 gesmolten granulaat door spindop, 8 koelen filamenten, 9-10 prepareren filamenten en oprollen, 11 koud trekken en 12 oprollen filamenten.65
De filamenten worden bij het koud trekken door verschillende walsen gehaald om de lengte tot drie maal te vergroten. Hierdoor verdwijnt de willekeurige richting van de moleculen en ontstaat er een geordende vezel (Afbeelding 10). Hoe hoger de oriëntatie van de moleculen is, des te hoger is de kristalliniteit van een vezel, wat de vezel sterker maakt. 66
Afbeelding 10. Doorsnede
van een polyamidedraad a) voor en b) na het ‘koud trek’-proces waardoor de oriëntatie van de moleculen verandert.67
De gevormde polymeren bestaan uit kristallijne en amorfe delen. Bij kristallijne delen is het polymeer sterk geordend en bij amorfe is dit minder. In de kristallijne delen ontstaan vaak ook de meeste dwarsverbindingen tussen de verschillende polymeerketens die voor de sterkte van het materiaal zorgen. Bij polyamide ontstaan
65 Schrijnemakers, 1985, p. 46. 66 Op. Cit. (noot 58, p. 67).
67 Deze afbeelding is gebaseerd op de afbeelding 2a en b uit: TNO Vezelinstituut, 1944, p. 14.
er waterstofbruggen tussen de carboxyl (C=O) en amide groepen (N-H) van de verschillende ketens zoals is weergeven in Afbeelding 11. De hoeveelheid van deze dwarsverbindingen wordt veroorzaakt door de chemische structuur (bij polyamide door de hoeveelheid van amidebindingen in de keten), de stijfheid van het molecuul en de symmetrie in de keten.68 Uiteindelijk bepalen deze dwarsverbindingen hoe hoog het smeltpunt van de vezel is. Zo heeft PA-6,6 een hoger smeltpunt dan PA-6 omdat bij PA-6,6 de polymeerketens geordender naast elkaar kunnen liggen.
Afbeelding 11. Chemische weergave van de gevormde
waterstofbruggen (--) tussen de verschillende polyamideketens (PA-6,6).69
Een polyamidevezel heeft net als andere synthetische vezels aan de buitenkant een andere structuur dan aan de binnenkant.70 Doordat de glans van het materiaal vaak als ongewenst wordt beschouwd, wordt er tijdens het smeltproces van de snippers titaniumdioxide (TiO2) toegevoegd om het materiaal te matteren. Dit is zichtbaar als
een vezel onder de microscoop wordt bekeken: er zijn dan peppery dots aanwezig in de vorm van kleine zwarte puntjes.71 Eigenschappen als rekbaarheid, de glans, verschil in doorsnede, hoeveelheid filamenten en volume van de filamenten kunnen door een producent tijdens het productieproces gemakkelijk worden aangepast. Geregeld bestaat een filament niet puur uit alleen één materiaal. Zo kunnen verschillende polymeren en additieven worden toegevoegd om de gewenste eigenschappen te bepalen.72 Binnen deze scriptie wordt hier niet verder op in gegaan.
1.4 Verwerking
Nadat een garen is verkregen kan het nog worden nabewerkt om eigenschappen te beïnvloeden. Door de thermoplastische eigenschappen van polyamide kan een garen worden getextureerd door middel van warmte. Door dit textureren kan een volumineuzer garen ontstaan dat meer rek vertoont. Dat garen wordt dan ook wel stretchgaren genoemd. Als de kroezing (golving) rond is, dan heeft het garen na het twisten (in elkaar draaien) een warmtebehandeling ondergaan en is het vervolgens onttwist (Afbeelding 12b). Bij regelmatige golfjes zijn de filamenten over een scherpe rand getrokken (Afbeelding 12c). Regelmatige golven kunnen worden gekregen door de garen door tandwieltjes te halen (Afbeelding 12d).
68 Op. Cit. (noot 58, p.72).
69 Deze structuurformule is gebaseerd op afbeelding 97b uit: du Bois, 1971, p. 71. 70 Op. Cit. (noot 58, p. 87).
71 Luniak, 1953, p. 116. 72 Collier en Tortora, 2001, p. 171-172. H N N H H N N H H N O O O H N O O O
Afbeelding 12. Textureren van garen
met a) ongetextureerd garen, b) getwijnd garen, c) regelmatig golfjes en
d) regelmatige vormen.73
Om de fijnheid van een garen aan te geven wordt de het gewicht van een vezel per lengte-eenheid bepaald.74 Meestal wordt dit in denier (Td van titer denier) gegeven,
waarin het gewicht in gram per 9000 m wordt gegeven.75 Een andere eenheid is tex
(Tt van titer tex) waarmee het gewicht in gram per 1000 m wordt gegeven.
1.5 Eigenschappen
De eigenschappen van polyamidefilamenten zijn bepalend voor de toepassing. Zoals eerder is vermeld komen PA-6,6 en PA-6 het meeste voor en daarop zal dan ook de focus liggen. Van beide polyamides zullen de overeenkomsten en verschillen in eigenschappen worden besproken. Belangrijk is dat de eigenschappen van een filament niet bepalend zijn voor de eigenschappen van een breisel, wel kan het informatie geven over eventuele verouderingsverschijnselen. De eigenschappen van breisels worden in paragraaf 2.1.2 besproken.
Vanwege de verscheidenheid aan additieven die aan polyamide worden toegevoegd zoals stabilisatoren, weekmakers en vullers, kunnen de eigenschappen van een type polyamide sterk variëren. Over het algemeen zijn de structuurformules van PA-6 en PA-6,6 gelijk waardoor veel eigenschappen overeenkomen. Maar zoals eerder vermeld worden er bij PA-6,6 sterkere waterstofbruggen gevormd die mede bepalend zijn voor de verschillen. Tabel 1 geeft enkele algemene eigenschappen van beide polyamides naast elkaar weer.
73 Op. Cit. (noot 65, p. 54). 74 Ibid. (p. 56).
75 Op. Cit. (noot 58, p. 94).
a.
b.
c. d.
Tabel 1. Algemene eigenschappen van PA-6 en PA-6,6.
PA-6,6 PA-6
Naam Nylon [1] Perlon, Enkalon [1]
Grondstof Hexamethyleen diamine en adipine zuur [2] Caprolactam [2]
Dichtheid 1.14 g/cm3[4] 1.14 g/cm3 [3]
Brekingsindex76 1.52 en 1.58 [9] 1.52 en 1.58 [9]
Smeltpunt 250°C [5] 215°C [4]
Sterkte77 40.6-51.2 cN/tex (4.6-5.8 g/den) [7] 39.7-51.2 cN/tex (4.5-5.8 g/den)
[6]
Treksterkte 4,550-5,950 MPa [7] 5,110-5,880 MPa [6]
Rek 26-32 % [7] 23-42.5 % [8]
du Bois, 1971: [1] p. 64, [2] p. 61; Cook, 1993: [3] p. 240, [4] p.282. [5] p. 241. [6] p. 280, [7] p. 239, [8] p.
281. [9] p. 248.
Door de aanwezigheid van kristallijne en amorfe delen heeft polyamide twee overgangstemperaturen.78 Bij de eerste (60°C) vindt er vervorming in de amorfe delen plaats waardoor er bijvoorbeeld kreuken in een stof ontstaan.79 Bij de tweede (het smeltpunt) kunnen de dwarsbindingen in de kristallijne delen worden verbroken. De eerste overgangstemperatuur wordt gebruikt om volumineuzere of elastischere vezels te creëren.
Polyamide is niet oplosbaar in water en is resistent tegen de meeste organische zuren, verdunde alkaliën, zeep, aldehyde, ketonen en alcoholen.80 Polyamide is wel oplosbaar in geconcentreerde zuren en basen, en phenolen als carbol, cresol, xylenol en wordt aangetast door minerale zuren als zoutzuur, salpeterzuur en zwavelzuur.81,82 Door chloorhoudende oplosmiddelen kan polyamide geel of bruin kleuren.83 Bacteriën, schimmels en motten tasten polyamide niet aan, maar schimmels kunnen wel op voedingsstoffen door aanwezigheid van vuil, op het materiaal groeien. Polyamide zelf wordt dan niet aangetast.
UV-straling is de grootste oorzaak van degradatie en schade. Het zorgt voor fotolytische splitsing van de C-N en C-C verbindingen hetgeen invloed heeft op de mechanische eigenschappen van polyamide en zorgt voor vergeling.84,85 Door de
toevoeging van TiO2, wat ook als matteringsmiddel wordt gebruikt, wordt de
resistentie tegen UV-straling opmerkelijk groter, waardoor het nu in bijna ieder polyamide filament voorkomt. Tegenstrijdig is het effect van TiO2 dat het de
oxidatiereactie van licht versnelt waardoor TiO2 juist voor veroudering zorgt.86 Ook
kan een kleurstof de oxidatiereactie onder invloed van licht versnellen. De toevoeging van stabilisatoren zorgt er voor dat de lichtgevoeligheid van polyamide minder wordt.
Door het lage vocht opnemende gehalte van polyamide is het gevoelig voor de ophoping van statische elektriciteit. Dit zorgt er voor dat het gemakkelijk vuil met een tegenovergestelde lading kan aantrekken waardoor het relatief snel vuil wordt.87
76 Door de aanwezigheid van amorfe en kristallijne delen heeft polyamide twee brekingsindices. 77 Voor de meest filamenten die worden gebruikt voor panty’s.
78 Op. Cit (noot 58, p. 141). 79 Ibid.
80 Op. Cit. (noot 36, p. 24). 81 Op. Cit. (noot 21, p 288). 82 Op. Cit. (noot 58) (p. 115). 83 Ibid. (p. 118).
84 Op. Cit. (noot 48, p. 204). 85 Op. Cit. (noot 21, p. 289). 86 Op. Cit. (noot 58, p. 137). 87 Ibid. (p. 111).
Als vezel is polyamide zeer sterk, hierdoor is het echter niet onbreekbaar. Tijdens het productieproces kan worden bepaald of een polyamidegaren een hoge of lage trekweerstand heeft.88 De sterkte van filamentgaren wordt bepaald door de sterkte van de filamenten. Een twist in garen kan ervoor zorgen dat de filamenten minder snel langs elkaar heen glijden en dus het garen sterker maken. Verder geldt dat hoe lager de rek van een garen is, des te groter de kracht nodig is om de vezel te breken.
88 Onder de trekweerstand van een garen wordt verstaan het vermogen om te rekken voordat de vezel
2. Van polyamidegaren naar breisel
Een polyamidedraad kan worden gebreid tot vorming van een stof. In een breisel worden juist de vanwege de door kunstenaars interessante eigenschappen gevonden zoals de transparantie en rek. Maar wat doet een breisel met het materiaal en voornamelijk wat heeft het breisel voor een invloed op de rek? In dit hoofdstuk zal worden besproken hoe polyamide wordt verwerkt als een breisel en wat voor eigenschappen er worden gevormd. Allereerst zal worden uitgelegd wat een breisel is en wat voor verschillende soorten breisels er zijn. Hierbij worden ook de eigenschappen besproken (Paragraaf 2.1). Daarna zal er in Paragraaf 2.2 in worden gegaan op hoe een breisel wordt gevormd en als laatste wordt er kort op de afwerking ingegaan (Paragraaf 2.3).
2.1 Soorten breisels en hun eigenschappen
Een weefsel bestaat uit ketting- en inslagdraden die haaks op elkaar liggen.89 Een breisel verschilt hierin doordat het bestaat uit één garenstelsel waarbij de draden horizontaal of verticaal liggen, respectievelijk een inslag- of kettingbreisel. De draden zijn met elkaar verbonden door in elkaar grijpende lussen en vormen hiermee een elastische stof.91 In dit hoofdstuk zal de nadruk liggen op machinaal vervaardigde
breisels omdat polyamidebreisels over het algemeen machinaal worden gefabriceerd. 2.1.1 Inslagbreisels
Een inslagbreisel bestaat uit één draad die horizontaal wordt gebreid (Afbeelding 13). Door de lusrichting te variëren kunnen verschillende patronen worden gevormd. Met betrekking tot deze scriptie worden alleen breisel met gelijke lusrichtingen besproken. De lusrichting bepaalt de vorm van een breisel. Zo zijn alle voorbeelden in deze paragraaf gebreid met 20 lussen en 20 naalden, maar verschilt de vorm van de breisels.
Afbeelding 13. Schematisch voorbeeld van een inslagbreisel, met
daarachter de rechter- en linkerzijde.
De meest voorkomende breistructuur binnen de inslagbreisels is de zogenoemde tricot.92,93 Dit is de eenvoudigste steek en is te herkennen aan de twee verschillende zijdes. De rechterzijde vertoont verticale rijen met V-tjes en de linkerzijde horizontale rijen met boogjes (Afbeelding 14). Alle steken in dit breisel zijn gelijk.
89 Textielmuseum / Textiellab, <http://textiellab.nl/nl/pagina/techniek-breien>, 12 juni 2014. 90 Op. Cit. (noot 58, p. 35).
91 Rutt, 1987, p. 7.
92 Een andere naam die veel wordt gebruikt om een inslagbreisel aan te duiden is inslagtricot. 93 van Gorp en Hombergen, 1974, p. 368.
Afbeelding 14. Tricot van 20 steken en 20 naalden met a) de rechterzijde
met de V-tjes en b) de linkerzijde met de boogjes.
In Afbeelding 14 is te zien dat het breisel krult wat het gevolg is van de lusstructuur. De boven- en onderkant krullen hier naar voren en de zijkanten naar achter. De rek van de stof is in de horizontale richting groter dan in de verticale richting, wat voor alle inslagtricots geldt.94,95Bij rek in de horizontale richting wordt de lengte van de V-tjes kleiner wat goed aan de voorzijde is te zien (Afbeelding 15a). Bij de verticale rek worden de boogjes kleiner (Afbeelding 15b).
Afbeelding 15. Rek in een tricot gezien vanaf de rechterzijde in a)
horizontale richting en b) verticale richting.
Bij een ribtricot worden er afwisselend rechtse en linkse steken gebruikt waardoor beide zijdes er hetzelfde uit zien.96,97 In de horizontale richting zijn smalle ribben
zichtbaar (Afbeelding 16). Bredere ribben kunnen worden verkregen door twee of drie keer dezelfde steek te herhalen en dan af te wisselen (2 x 2 of 3 x 3, in plaats van 1 x 1). In de horizontale richting is deze stof zeer rekbaar, tevens is deze stof is dikker dan een tricot.
94 Hoe groot de rek van een breisel is, is ook afhankelijk van de afwerking van de draad en de
steekdichtheid.
95 Op. Cit (noot 93).
96 Ook bekend als een boorsteek. 97 Op. Cit. (noot 93, p. 369).
a. b.
Afbeelding 16. Een ribtricot van 20 steken en 20 naalden met a)
de rechter-/linkerzijde zonder rek en b) de rechter-/linkerzijde onder horizontale rek.
Een rechtbreisel vertoont aan beide zijdes het boogjes motief door de toepassing van alleen rechtse steken.98 De rek van dit breisel is in de verticale richting juist groter (Afbeelding 17).
Afbeelding 17. Een rechtbreisel van 20 steken en 20 naalden met a) de
rechter-/linkerzijde zonder rek en b) de rechter-/linkerzijde onder verticale rek waarbij de rechtse steken zichtbaar worden.
2.1.2 Kettingbreisels
Een kettingtricot is over het algemeen minder rekbaar dan een inslagtricot. Iedere draad loopt van beneden naar boven en ‘slingert’ daarbij heen er weer over de breedte van twee, of zoals in Afbeelding 18 drie, lusrijen. Hierdoor worden de verschillende banen met een soort van rechte stukken met elkaar verbonden wat invloed heeft op de rek.99 Deze breisels ladderen niet en vertonen aan de rechter- en linkerzijde een haaks op elkaar staand patroon: aan de rechterzijde zijn verticale rijen met V-tjes zichtbaar en aan de rechterzijde horizontale rijen (Afbeelding 18 en 19).
Afbeelding 18. Schematisch voorbeeld van een kettingbreisel (1 x 1),
met daarnaast de rechter- en linkerzijde.
98 Op. Cit. (noot 93, p. 369). 99 Ibid. (p. 373).
a. b.
De meest toegepaste kettingtricot is de charmeuse (Afbeelding 19) Vergeleken met het voorbeeld in Afbeelding 18 slaat een charmeusebreisel een lussenrij over. Door de draad aan de linkerzijde verder te steken voordat hij wordt terug gestoken kan er een satijnweving worden gecreëerd (3 x 1 of 4 x 1).100 De rek van deze stoffen is in de
verticale richting het grootst.
Afbeelding 19. Een charmeuse (2 x 1) tricot met a) de rechterzijde en b) de
linkerzijde.101
Raschelbreisels lijken vaak geweven, maar bestaan uit verticale rijen van lussen die in elkaar zijn gebreid. Een veel geproduceerde stof is power net waarbij vaak elastomeren als inlegdraad wordt gebruikt (Afbeelding 20).102 De rek in verticale richting is bij deze breisels erg groot waarbij deze in horizontale richting een stuk minder is.
Afbeelding 20. Een schematische tekening van een power net breisel.103
2.2 Het maakproces van machinale breisels
Een inslagtricot kan op twee verschillende manieren worden gemaakt, met een vlakbreimachine en een rondbreimachine (Afbeelding 21). Zoals de naam al zegt worden met vlakbreimachines vlakken stukken stof gebreid en met rondbreimachines kokervormige stoffen. Deze laatste worden dan ook veel gebruikt voor de fabricage van panty’s. Bij een vlakbreimachine staan de naalden in een rechte lijn naast elkaar en bij een rondbreimachine staan de naalden in een cirkel. Dit zorgt er voor dat bij een vlakbreimachine de draad van de ene naar de andere kant loopt en de draad bij een rondbreimachine in een spiraalvorm.
100 Op. Cit. (noot 72, p. 348). 101 Op. Cit. (noot 93, p. 374). 102 Op. Cit. (noot 72, p. 350).
103 Warp knitting power net structure,
<http://www.warpknitting4u.com/2009/10/warp-knitting-power-net-structure.html>, 15 juni 2014.
Afbeelding 21. a) een vlakbreimachine en b) een rondbreimachine.104
Kettingbreisels kunnen alleen vlak worden gebreid op de zogenoemde kettingtricotmachines. Het raschelbreisel wordt op de zogenoemde Raschelmachines gebreid. Voor het fabriceren van een power net stof zijn vier naaldrijen nodig.105
2.3 Afwerking
Nadat een weefsel is gebreid wordt het vaak nog nabewerkt voordat het kan worden gebruikt, dit wordt veredelen genoemd.106 Vaak gebeurt dit met als doel om een mooier eindproduct, betere gebruikseigenschappen of betere tast te verkrijgen.107 Er zijn vele afwerkingen mogelijk voor polyamidebreisels, maar deze zullen niet binnen deze scriptie worden besproken. Het moet echter niet geheel buiten beschouwing worden gelaten, omdat sommige toegepaste chemicaliën, zoals verfstoffen, degradatiereacties kunnen versnellen.
2.4 Conclusie
Er zijn twee hoofdgroepen binnen de (polyamide-)breisels, inslag- en kettingbreisels. Inslagbreisels, waarbij de draden horizontaal zijn gebreid, kunnen als zowel vlak- en rondgebreide stoffen voorkomen en door de variatie in steken kunnen uiterlijke kenmerken en rekeigenschappen gemakkelijk worden aangepast. Bij kettingbreisel zijn de draden verticaal gebreid. Deze breisels kunnen alleen met een vlakbreimachine worden geproduceerd. Een speciaal soort kettingbreisel is de raschelbreisels. Dit wordt met een Raschelbreimachine gebreid. Power net komt het meest voor.
104 Op. Cit. (noot 93, p. 370-371). 105 Paling, 1965, p. 306.
106 Op Cit (noot 58, p. 52). 107 Ibid. (p. 53)
3. Case-study: Célula Nave (2004) van Ernesto Neto
In dit hoofdstuk zal het kunstwerk verder worden uitgelegd. In paragraaf 3.1 en 3.2 wordt besproken wat de kunstenaar met zijn werken wil uitbeelden zodat de betekenis van het werk wordt begrepen. Dit kan bijdragen aan een strategie voor eventuele restauratieopties. Verder zal onderzoek naar andere werken van Ernesto Neto worden besproken die zijn gemaakt van gebreid polyamide (paragraaf 3.3).
3.1 Over de kunstenaar en zijn werk
Met installaties van Ernesto Neto (1964, Rio de Janeiro) worden er werelden gecreëerd die je laten wegdromen van de realiteit, waar rust is en waar je op ontdekking gaat. De Braziliaanse kunstenaar is vanaf de jaren 1990 polyamide stof gaan gebruiken in zijn installaties. Hij speelt hierbij met de rekeigenschappen waardoor de visuele en tactiele interactie van de mens wordt geprikkeld (Afbeelding 22).108
Afbeelding 22. Werken van Ernesto Neto a) Copulônia (1989/2009) bij Galeria Fortes
Vilaça in São Paulo (Foto: Eduardo Ortega)109 en b) Nhó hó nave (1999) bij het Contemporary Arts Museum in Houston (Foto: Hester & Hardaway).110
Neto begon in 1983 met het maken van kunst, na een periode van dictatuur in zijn land.111 Hij wil met zijn werk altijd transparant zijn en niets verbergen. Zijn jeugd heeft voor veel inspiratie gezorgd. Zo was hij als kind gefascineerd door zeilboten en hoe de wind voor spanning in het zeil zorgde. Zijn oma naaide vaak en zijn moeder maakte tapijten waardoor hij omgeven was met stoffen. Het gebruik van stoffen trekt hem aan omdat ze draagbaar, praktisch en constructief zijn:
“I like sculpture to have different elements and to be able to fall down if you don’t treat it wel.”112
108 Op. Cit. (noot 6, p. 11). 109 Ibid. p. 82.
110 Ibid. p. 98.
111 Denegri, 2010, p. 135. 112 Rugoff, 2010, p. 23.
Zijn werken worden omschreven met woorden als lichaam, ruimte en landschap en ze reageren op de architectuur in Zuid en Noord America, Europa en Azië, waar zijn installaties worden tentoongesteld.113 Vanaf 1998 doorbreekt Neto met zijn serie Naves de kubische ruimtes van een museum. Op deze manier creëert hij zijn eigen architectuur.114 Zijn Naves worden vergeleken met een ruimteschip of foetus. Door de stof van de vierkante Naves op te rekken krijgt de kubische vorm curves waardoor de altijd aanwezige zwaartekracht tevens wordt uitgebeeld.
3.2 Célula Nave
Zoals in de introductie over Célula Nave is beschreven, is de interactie van de bezoeker met het werk van groot belang. Bezoekers kunnen het werk betreden maar ook vanaf de buitenkant genieten van de organische vormen en bewegingen van de polyamide stof.
Célula Nave bestaat uit een tentachtige structuur met een vloer (Floor) en plafond (Ceiling) die met behulp van aluminium palen (Poles) over de Arms is opgespannen (Afbeelding 23a). Aan de onderzijde, bij de zogenoemde Fingers, zijn de Arms gevuld met zand om een contragewicht te vormen tegenover de spanning op de stof. Onderaan de tent bevinden zich met zand gevulde Legs waardoor de onderzijde van de tent bij deze plaatsen op de vloer staat. In het midden van het werk bevinden zich drie Bubbles waar een bezoeker niet kan komen. In deze Bubbles zorgen Poles en Arms dat de binnenzijde van de tent omhoog wordt gehouden en onder spanning staat.
Binnenin komt de bezoeker in een soort woud van Tubes die aan de boven- en onderzijde van de tent zitten bevestigd met Ribbon Loops (Afbeelding 23b). Tussen beide ingangen in bevindt zich een roze kussen gevuld met piepschuimbolletjes (Matress) waar de bezoeker liggend van de omgeving kan genieten. Midden in dit kussen bevindt zich een bodem van rijstkorrels waarop de bezoeker zijn stabiliteit kan terugvinden. Boven dit gat hangt een Drop gevuld met piepschuimbolletjes.
In paragraaf 4.2 wordt de constructie van het werk uitgebreider beschreven.
Afbeelding 23. Overzichtsfoto van Célula Nave met a) de aangeving van de verschillende
onderdelen en b) de binnenzijde met de aangeving van de verschillende onderdelen.115
113 Viso, 2002, p. 1.
114 Op. Cit. (noot 111, p. 142). 115 Studio Neto, 2005 (2), p. 1.
3.4 Onderzoek naar Neto’s werken
3.4.1 Célula Nave
Het werk Célula Nave is gedocumenteerd in de Toolkit die de kunstenaar na aankoop van het kunstwerk heeft opgestuurd. Hierin wordt beschreven hoe het werk moet worden geïnstalleerd, kleine gaten kunnen worden gerepareerd en hoe delen kunnen worden vervangen.116 Er wordt bij de reconstructie-instructies vermeld:
“...we believe that just remaking the floor will be sufficient to restore Celula Nave…since the proposed restorations of the piece concern it’s daily use and not its existential state in time. The piece’s trajectory in time is extremely important.”117 Dit duidt er op dat het gebruik van het originele materiaal erg belangrijk is voor de betekenis van het werk. De Toolkit bevat ook samples van het gebruikte materiaal waaronder vier samples van verschillende stoffen (Bijlage III). Neto noemt in het document als plaats waar hij zijn materiaal vandaan haalt de fabriek ‘Rosset Fabric Industry’ in Brazilië.118
Na de tentoonstelling in 2009 is er een conditierapport over het opgestelde werk gemaakt door textielrestaurator Saskia Rijsdijk.119 Zij geeft aan dat het erg versleten is door intensief gebruik en dat de elasticiteit is verminderd waarschijnlijk door de verwerking van een elastomeer die is gedegradeerd. Als advies stelt ze dat de installatie niet meer moet worden tentoongesteld, omdat het niet meer onder spanning kan worden gezet vanwege de aanwezigheid van een grote scheur. Deze spanning is nodig voor de stabiliteit van de palen.
Het werk is in 2011 uitgelegd en gedocumenteerd door Jaqueline Rapmund, met als doel de schades te inventariseren.120 In de stof van de tent, de vloer en het
kussen zijn vooral gaten aanwezig. In de Legs en Tubes komen ladders en gaten voor. Deze ladders zijn voornamelijk gestabiliseerd met een kleurloze nagellak. De grote scheur van één bij twee meter in het plafond (Ceiling) die meerdere malen is gerepareerd tijdens de tentoonstelling in 2009 wordt gezien als het grootste probleem van het werk, naast dat van de zomen. Door de toepassing van een niet-flexibele steek zou de stof bij de zomen onder te veel spanning staan.
In deze documenten wordt gesuggereerd dat het werk in zijn huidige staat aan een remake toe is. De schades zijn echter niet specifiek gedocumenteerd evenals dat de specifieke materiaaleigenschappen niet bekend zijn.
3.4.1 Navedenga
Het Museum of Modern Art (MoMA) New York is in bezit van het werk Navedenga (1998) van Ernesto Neto (Afbeelding 24). Dit kunstwerk kon niet meer worden tentoongesteld en is samen met de kunstenaar opnieuw uitgevoerd.121 Voor deze heruitvoering kon Neto niet meer aan het originele materiaal komen. Het nieuwe materiaal heeft echter niet dezelfde rek heeft als het origineel. In zijn studio heeft hij
116 Dit wordt op een uitgebreide manier uitgelegd in de documentatie van de Toolkit. 117 Studio Neto, 2005 (1), p. 11.
118 De Rosset-group is de grootste textielindustrie in Brazilië sinds zijn stichting in 1939. Het bedrijf is
gespecialiseerd in het maken van stoffen als polyamide, katoen en elastine. (www.rosset.com.br)
119 Rijsdijk, 2009. 120 Rapmund, 2011.
121 Interview met Eric Meier (tentoonstelling ontwerper en product manager MoMA) en Margo
Delidow (conservator Whitney Museum en onderzoeker bij MoMA) bij MoMA NY door Tatja Scholte, 2011.
