Kleurrijk onderzoek. Ontwikkelingen in kleurstofonderzoek. Maarten van Bommel

Transcriptie

1

2 Kleurrijk onderzoek Ontwikkelingen in kleurstofonderzoek Maarten van Bommel

3 Waarom kleurstofanalyse? Kunsttechnologisch onderzoek - Geschiedenis - Makelij - Datering Oorspronkelijke verschijningsvorm - Kleur - Receptuur - Verandering Multi-/Inter- Disciplinair Onderzoek Prognose - Hoe gedraagt het object zich in de toekomst 3

4 Natuurlijke versus Synthetische kleurstoffen Natuurlijke kleurstoffen - Beperkte set kleurstoffen - Variabele samenstelling - Complexe receptuur - Beperkte historische bronnen Koptisch Indigo Wou Meekrap Synthetische kleurstoffen - Duizenden mogelijkheden - Vaak complexe mengsels - Eenvoudiger receptuur - Teveel historische bronnen 4 Van Gogh s wol 12 verschillende synthetische kleurstoffen

5 Analytisch onderzoek Niet destructief - FORS - Raman Micro destructief - Raman en SERS - HPLC-PDA - UHPLC-PDA - LC-MS (toekomst) 5

6 Referentie materialen zijn cruciaal Collectie RCE, ± 800 natuurlijke ± 5000 synthetische ± 150 Monsterboeken 6

7 FORS: Fibre optic reflectance spectrometry Vezeloptiek nm Snelle techniek 7

8 FORS, Blauw(-groen) marqueterie 90,00 80,00 70,00 60,00 M1,BG la 6 M2,BG la 6 M2,BG la 1 M1,B blad M2,B blad M4,B blad Wood5 bloem Wood11 bloem Reflectance (%) 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0,00 200,00 400,00 600,00 800, , , ,00 Wavelength (nm) 8 J.J. Boonstra e.a., Marquetry, Past and Present, 2nd Scandinavian Symposium on Furniture Technology & Design (2007) 142

9 FORS, Blauw(-groen) marqueterie 70,00 60,00 Reflectance (%) 50,00 40,00 30,00 20,00 M1,BG drawer 6 M4,B Desk Wood5 Flower 10,00 0,00 0,00 200,00 400,00 600,00 800, , , ,00 Wavelength (nm) 9 J.J. Boonstra e.a., Marquetry, Past and Present, 2nd Scandinavian Symposium on Furniture Technology & Design (2007) 142

10 Raman microscoop en optische vezel Optische vezel: Spot size: 2 mm Measuring distance: 7 mm Laser: 785 nm Diode laser (pulsed) CCD detector Microscoop: Objective: 50X Spot size: 20 µm 10 Met microscoop kunnen we kristalviolet identificeren op een enkele vezel en eosine in verfmonster (dwarsdoorsnede)

11 Raman spectroscopie: flow chart Y N ± Y N 1490 S-M 1050 ± ± 15 or ± 15 N Y N Y N Indigoid [acidic] Nitro [acidic] Triarylmethane Y N N Aminoketon [basic] basic N 1050 Xanthene with halogen or Y Y Diazo/ Monoazo Y Xanthene without halogen Thiazine [basic] Diphenylmethane [basic] 1050 N basic acidic 950 N basic Y Y acidic acidic Pure kleurstoffen gaan goed, kleurstoffen op drager is lastiger SERS: Voor diegene die geen direct signaal geven 11 S. de Groot e.a, Poster (2009) IRUG meeting

12 HPLC monstervoorbewerking Textiel monsters (0,5-1 cm): - Eerst extractie met DMSO, 10 min, 80 C - Restmonster extractie met zoutzuur, 10 min, 100 C - Droogdampen - DMSO fractie wordt toegevoegd om op te lossen - Injectievolumes varieert van 0.1 tot 5 µl Pigment monsters (<50 um): - Idem, zonder DMSO stap Kleurstofklassen - Kuipkleurstoffen - Directe kleurstoffen - Beitskleurstoffen - Zure synthetische kleurstoffen - Basische synthetische kleurstoffen 12

13 HPLC-PDA, natuurlijke kleurstoffen Absorption at 254 nm (AU) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Karmijnzuur dc II dc IV dc VII Luna C 18 column, 150 x 2 mm, 35 C Gradiënt met water, methanol en 0,5% fosforzuur Flavokermeszuur Kermeszuur 0, Retentie tijd (min)

14 HPLC-PDA, natuurlijke kleurstoffen Absorptie (AU) Karmijnzuur Absorptie (AU) Onbekende (dciv) Golflengte (nm) Golflengte (nm)

15 HPLC-PDA, basische kleurstoffen Absorptie bij 540 nm (AU) Fuchsine Componenten 1 tot Luna C 18 column, 150 x 2 mm, 35 C Gradiënt met water, methanol en 0,5% fosforzuur Retentietijd (min)

16 HPLC-PDA, zure kleurstoffen Absorptie bij 495 nm (AU) Luna C 18 column, 150 x 2 mm, 35 C Gradiënt met water, methanol en 0,5% fosforzuur Retentietijd (min)

17 HPLC-PDA, zure kleurstoffen Absorptie bij 495 nm (AU) Ponceau RR Cochineal red A Luna C 18 column, 150 x 2 mm at 35 C Gradiënt met water, methanol en 0,5 mm TBA Ponceau RR equivalent x lagere concentratie! Retentietijd (min) M. R. van Bommel e.a., Journal of Chromatography A, 1157 (2007)

18 UHPLC Luna C x 2 mm 3 µm BEH-Shield C x 2 mm 1,7 µm 18 A. Serrano et.al., J. Chrom. A (2013), in press, available online

19 UHPLC Luna C x 2 mm 3 µm BEH-Shield C x 2 mm 1,7 µm 19 A. Serrano et.al., J. Chrom. A (2013), in press, available online

20 Onderzoek natuurlijke kleurstoffen Hallstatt textiel Uit zoutmijn Bronstijd en ijzertijd Zeer grote collectie 20 R. Hofmann-de Keijzer e.a. British Archaeological Report, international series 1351 (2005)

21 Onderzoek natuurlijke kleurstoffen Absorption at 254 nm (AU) 0,25 0,20 0,15 0,10 luteolin injectie piek apigenin indigotin?? 0, , Retentietijd (min)

22 Onderzoek natuurlijke kleurstoffen -Lastige identificatie -Mogelijke degradatie producten -Mogelijk lokale planten gebruikt Echter - 75% van de textiel blijkt geverfd - Veel kleurstoffen geïdentificeerd 22

23 Onderzoek synthetische kleurstoffen Studie naar - Productie en handelsroutes - Receptuur - Chemie - Analyse - Degradatiemechanismen CH 3 N CH 3 HN N NH 2 +}(SO+ 4 ) 1/2 Mauveine CH 3 _ - Case studies - ± 75 studies - Na jaar geen natuurlijke kleurstoffen meer William Henry Perkin ( ) Fashion on Paris,

24 Verouderingsproblematiek Voorbeelden Émile Bernard Bretonse vrouwen(± 1892) Wol op katoen, 78 x 61 cm Van Gogh museum 24 M. R. van Bommel et.al, Triennial meeting of ICOM-CC The Hague (2005)

25 Verouderingsproblematiek Voorbeelden Émile Bernard Bretonse vrouwen(± 1892) Wol op katoen, 78 x 61 cm Van Gogh museum Indigokarmijn Cochenille rood A Ponceau 2R Pikrinezuur Fuchsine Methylviolet 25 M. R. van Bommel et.al, Triennial meeting of ICOM-CC The Hague (2005)

26 Verouderingsproblematiek Roze achtergrond The garden of Daubigny Vincent van Gogh Auvers-sur-Oise, June 1890 Oil on canvas, 50.7 x 50.7 cm F 765, Van Gogh Museum M.R. van Bommel et.al., Art Matters (2005) Vol 3,

27 Reconstructieonderzoek, Piet Kramer Doel: - Beter begrip van de oorspronkelijke verschijningsvorm - Beter begrip van receptuur - Als model voor analyse Diamantgroen Oranje II Methylviolet Nigrosine 27 Foto s: Ron Kievit Collectie Stedelijk Museum

28 Reconstructieonderzoek, Piet Kramer Doel: - Beter begrip van de oorspronkelijke verschijningsvorm - Beter begrip van receptuur - Als model voor analyse Diamantgroen Oranje II Methylviolet Nigrosine 28 Foto s: Ron Kievit Collectie Stedelijk Museum

29 Reconstructies 29 M.R. van Bommel and E. Fantini, e-preservation Science 10 (2013)

30 Reconstructies 30 M.R. van Bommel and E. Fantini, e-preservation Science 10 (2013)

31 Reconstructies 31 M.R. van Bommel and E. Fantini, e-preservation Science 10 (2013)

32 Reconstructies 32 M.R. van Bommel and E. Fantini, e-preservation Science 10 (2013)

33 Reconstructies 33 M.R. van Bommel and E. Fantini, e-preservation Science 10 (2013)

34 Degradatie onderzoek Doel: - Beter begrip van degradatiemechanismen en identificatie van degradatieproducten - Beter begrip van de oorspronkelijke verschijningsvorm Als modelstof: Kristalviolet - In oplossing - Op papier (toegepast als inkt) - Op textiel - Als organisch pigment Veroudering o.i.v licht m.b.v. een UV lamp en micro-fading 34 D. Confortin et.al., Journal of Physics: Conference Series Volume 231 (2010) 1-9.

35 Degradatie onderzoek intensity/a.u. 1,5 1,0 0,5 intensity/a.u. 0,02 0,01 0,00 Crystal Violet ACROS before UV Crystal Violet ACROS after 52h UV Crystal Violet ACROS after 100h UV retention time/ min - Degradatieproducten zijn geïdentificeerd (met hulp van UvA) - Veroudering in oplossing is representatief - Inzicht in kleurverandering - Inzicht in oorspronkelijk uiterlijk Uitbreiden naar andere kleurstoffen!! 0, retention time/ min 35 D. Confortin et.al., Journal of Physics: Conference Series Volume 231 (2010) 1-9.

36 Analytische ontwikkelingen Koppelen UPLC met Massaspectrometrie - QTOF-2, gift van AMOLF Verbetering Raman en SERS - Toepassing op objecten 36

37 Met dank aan.. Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed Matthijs de Keijzer, Han Neevel, Suzan de Groot, Ron Kievits Promovendi en studenten Ana Serrano, Daria Confortin, Loes Vermei, Art Ness Proaño Giabor, Kasper van Duin, Naomi Koops, Yannick Brand, Erik van Hensbergen, Wanda Mangkudidjaja Collaborators Regina Hofmann-de Keijzer, Jaap Boonstra, CHARISMA partners, van Gogh museum, Rijksmuseum Amsterdam,museum of Philadelphia, paleis t Loo en heel veel anderen 37

38 38