MUNI SCI C6930 Konzervační metody v archeologii Archeologické usně G. Vyskočilová 1 C8930 - Usně Kolagenní substrát Tropocollagen Collagen Fibers SEM HV: 15.0 kV WD: 7.00 mm MIRAS TESCAN Vl«w (told: 0.923 pm Del In-Beam SE 200 nm SEM MAG; 300 kx Date(m/d/y): 10/16/18 OwarmmarpnyMuEwcVoMci.CEPUWfT 2 C8930 - Usně Amino Acid Chains SV Collagen Molecules *s (triple helices) ▼ ▼ ▼ ▼ MUNI SCI Historie zpracování kůže -Z nejstarších člověkem zpracovávaných materiálů - Oděvy, přístřešky, vaky, řemeny, provázky - Nejstarší nepřímé důkazy ve formě nástěnných maleb, nástroje z kamene a kostí Qehly, sídla, nože): - 35 000 př.n.l. - 1 500 př.n.l. - vykopávky v Pompejích 15 činících jam o průměru 1,5 m a hloubce 1,2 m 3 C8930 - Usně • Nejstarší písemná zmínka - Chammurapiho zákoník, cca 1800 př.n.l. • Nejstarší přímé důkazy zpracování kůží • 4900 - 4500 př.n.l. - fragmenty usní, (Schnidejoch, Švýcarské Alpy, výzkum 2004 - 2009) • Nejznámnější 3300 př.n.l. - múmie Ôtzi, oblečen v kožešinových kalhotách, kabátě, čepici, botách,... (Hauslabjoch, Tyrolské (Ôtztal) Alpy, nalezen 1991) 4 C8930 - Usně Cínem CINENI - Nejdůležitější proces konverze kůže (holiny) na useň - Na funkční skupiny kolagenu se vážou tzv. činiva, která způsobí zesíťování struktury kolagenu CONH- peptidická vazba -COOH karboxylová skupina kyseliny glutamové a asparagové -NH2 aminoskupina bazických AM K -OH hydroxylová skupina threoninu a serinu -CONHc amidická skupina asparaginu a glutaminu 5 C8930 - Usně a) b) CH, OH O 8+ 8- -N—C—CH—N—C—CH—N—C—CH—N—C—CH- I II 11 II I H H R, H R, H R, Kolagenní vlákna v surové kůži před činěním Vazby vzniklé během činění mezi jednotlivými kolagenními vlákny M U NI SCI - Konverze způsobuje - zvýšení odolnosti vůči mikroorganismům, - zvýšení hydrotermální stálosti, - zvýšení chemické stability a - dosažení lepších mechanických vlastností po usušení (měkkost, ohebnost, pevnost). • Tyto vlastnosti jsou ovlivněny druhem činiva • Kromě samotné schopnosti vazby činiva na kolagen je nezbytná také schopnost tvorby příčných vazeb stabilizujících uspořádanou strukturu. Vznik těchto vazeb se projeví nárůstem teploty smrštění Ts. 6 C8930 - Usně MU N I SCI Historické způsoby činění Aldehydické činění - např. kouřem, formaldehydem - již od pravěku reakci kolagenu (-NH2) s aldehydy, připadne s fenolickými sloučeninami, vzniklými hořením. činění probíhá v mírně alkalickém prostředí. Tukočinění - z nejstarších způsobů, v nadbytku tuku - zámiš - již od pravěku Tuky odstraňují vodu a zamezují zahnívaní. Tuky vhodné k činění obsahují nenasycené mastné kyseliny (např. rybí tuk, rostlinné oleje). Činění hlinitými solemi, např. KAI(S04)2.12H20 s přídavkem NaCI - jirchářství - bílé usně Vazba na kolagen přes -COOH, -NH2 ale nestálá - useň není odolná vůči vodě Nezvyšuje Ts a po namočení do vody opět přecházejí v holinu Usně svetlostále, s vysokou pevností C8930 - Usně M U NI SCI - Trislocmeni • Z nejstarších způsobů - již ve starém Egyptě • Třísliva získávaná z plodů, listů, kůry rostlin -kaštan, dub, smrk, mimosa, sumách • Třísloviny nemají přesně definované chemické složení mají sviravou chuť, sráží bílkoviny a alkaloidy a vyčiňují kůži • Ts - 70-90 °C • Z chemického hlediska vícesytné fenoly Interakce kolagen-tříslivo Prostřednictvím H-vazby mezi fenolovým OH a CONH https://www.businessinsiderxom/why-ve^ 8 C8930 - Usně MUN I SCI Degradace Degradaci podléhá nejen bílkovinná část, ale i doplňkové či přidané složky jako např. či niva Vlivy degradace - Fyzikálně chemické Mechanické - Biologické Degradace probíhá na všech úrovních makromolekuly a týká se všech složek, které jsou v materiálu obsaženy 9 C8930 - Usně Schopnost přežití v extrémních podmínkách - Rašeliniště -Tollundský muž, Dánsko, 400 př.n.l. - Permafrost - Skytská ledová princezna, Altai, 500 př.n.l. - Trvale aridní prostředí - egyptské mumie - Mumifikace prouděním vzduchu - baron Trenek, Brno, Kapucínská krypta, 11749 - Běžné archeologické prostředí https://www.youtube.com/watch7vHYAz9i40pBA8iab channel=Timel ine-WorldHistoryDocumentaries https://www.youtube.com/watch?v=Q6wLW3DZsss&ab channel=TV Center https://www.youtube.com/watch?v=9LZZk376voI&ab channel=Timll |\| line-WorldHistory Documentaries SCI B H20 ?t CH-C-NH-CH—--—> — CH-C-OH 4 HUN—CH II I RJ R" RJ R 0 0 0 0 0 ii ii 0 ii 11 II CH-C-NH-CH—C—NH--—> — CH-C-NHn + C-C II II R* R" RJ R" o R ^-' O R peptidase ^ \\_/ deaminase -nh nh 3=< ,—f oh h2n nh! 2 Peptide Amino acid Ammonium 10 C8930-Usne MUNI SCI Soil Biodeterioration of Archeological Leather collagen fibres of leather tannins • iron sulfid iron-tannin complexes mineral compounds: Fe, Ca, Mg n organic rest!1 V O2 «tm a erotic^ rnkroorganisms"-^ CUj bums collagen fibres of leather vr tannins • iron sulphide_ o ,0 © 0 HjS V Nif,- Ft C=c=^l * mercapttins: CH3SH * indol * skatol toxic compounds iron-tannin complexes mineral compounds: ofFe,C\MB 11 C8930-Usne MUNI SCI Archeologické formy kolagenního substrátu Zkoušení kolagenních materiálů - Materiálový průzkum - Určení druhu zvířete - Určení způsobu činění - Určení druhu a stupně degradace - nezbytné před čištěním, na základě stupně poškození jsou následně vybírány postupy a materiály - Smyslově -pH - Soudržnost vláken - Hydrotermální stabilita - Strukturní změny - Další možnosti 13 C8930 - Usně nun i SCI Zkoušení kolagenních materiálů Druh zvířete 14 C8930-Usně Zkoušení kolagenních materiálů Způsob činění li— • Wmů. (a) 15 C8930-Usně Ret Kolagen Quebracho 3000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 Vlnočet [cm 1i Bratislava4A3 Kolagen Quebracho Vlnočet [cm1] Edison 327 Vesell 268 Quebracho Dub 1600 1400 1200 Vlnočet [cm1] 600 C8930 - Usně MUNI SCI Zkoušení kolagenních materiálů Degradace - mikroskopie 19 C8930-Usne MUNI SCI Zkoušení kolagenních materiálů Soudržnost vláken 20 C8930 - Usně MUN I SCI Zkoušení kolagenních materiálů Teplota smrštění Hydrolyzovatelné třísloviny HL A, [°C] B, [°C] C[°C] B2 [°C] A2 pC] T,PC] Ref 61,5 ±4,3 63,6 ± 4 67,3 ± 5,4 71,4 ±3,7 74,3 ± 2,6 76,1 ±3 1 rok 42,2 ± 14,3 52,3 ± 13,4 76,7 ± 7,8 83,4 ± 5,7 85,5 ± 6,4 88,5 ± 7,4 2 roky 47,9 ±21,2 54 ± 19,6 75,5 ± 6,1 85,1 ± 6,2 83,9 ± 1 88,2 ± 3 Kondenzované třísloviny CL A, [°C] B, [°C] C[°C] B2 PC] A2 pC] T,PC] Ref 75,7 ± 3,8 79,2 ± 2,8 83,4 ±3,7 86,3 ± 3,7 88,9 ± 4,6 92,4 ± 6,3 1 rok 58,5 ±2,1 68 ± 5,3 77,3 ± 1,9 84,9 ± 2,6 86,9 ±2,7 91,8 ± 3,1 2 roky 55,1 ±5 69 ± 1,3 74,5 ± 2 84,1 ± 0,2 91,2 ±0,8 97,7 ± 1,3 Chromočiněné Cr A, [°C] B, [°C] C[°C] B2 pC] A2 [°C] T,PC] Ref 101 ±5,8 106,5 ±5,3 111,5 ±4,4 119,8 ± 6,7 122,7 ±3,6 129 ±1,7 1 rok 97,55 ± 1 105,2 ±2,9 113,15 ±4,5 119 ± 6 127,5 ±0,8 128 ±2,2 2 roky 99,45 ± 2,6 105,4 ±3,6 110,2 ±4,8 114,5 ±5,5 121,95 ±3,1 127,5 ±2,5 A, PCI B1 PCI HaUsfl B,PC1 A, PCI T,PC1 Brno-Edison 55,7 ± 5,3 66,3 ±5,1 75,0 ±3,9 88,6 ±3,1 91,3 ±2,8 96,3 ± 1,0 Pomezná 75,6 ± 5,4 82,3 ± 3,9 89,0 ±3,2 93,8 ±3,3 ** 96,0 ±3,0 Cheb-Mikuláš 40,5 ±0,7 49,3 ± 2,5 57,4 ± 0,3 73,3 ±3,0 78,9 ± 3,5 86,9 ± 3,4 Praha 11/03 a 12/12 47,9 ± 2,7 50,1 ±2,8 53,6 ±2,3 59,9 ±4,7 63,1 ±4,5 65,6 ± 3,2 Veselí n. M. 56,0 ±0,1 70,0 ±0,5 75,2 ± 1,3 84,0 ± 0,5 93,7 ± 5,2 21 C8930 - Usně M U N I SCI Zkoušení kolagenních materiálů Hodnota pH pH povrchu pH výluhu Ref 1 rok 2 roky Ref 1 rok 2 roky Hydrolyzovatelné 3,7 ±0,3 6,7 ±0,4 5,7 ±0,2 4,0 ±0,5 6,2 ±0,3 6,5 ±0,5 Kondenzované 4,4 ±0,2 6,8 ±0,4 5,9 ±0,2 4,2 ± 0,4 5,8 ±0,3 6,0 ±0,4 Chromočiněné 4,6 ± 0,4 6,7 ±0,4 6,4 ± 0,3 4,3 ± 0,3 6,6 ±0,4 6,6 ±0,4 Hodnoty pH archeologických usní Lokalita p V Lokalita P Lokalita P v Bratislava 5,6 ±0,2 6,0 ±0,1 Cheb-Mikuláš 4,5 ±0,1 4,7 ±0,2 Praha 5,3 ±0,1 * Brno-Edison 5,0 ±0,1 * Cheb-Provaznická 4,7 ±0,1 5,8 ±0,2 Jihlava 6,0 ±0,2 * Brno-Kopečná 4,8 ±0,2 5,9 ±0,2 Pomezná 5,7 ±0,2 6,3 ±0,1 Veselí n. M. 5,2 ±0,1 * 22 C8930 - Usně M U N I SCI Zkoušení kolagenních materiálů Obsah tukových složek u archeologických usní Zkoušení kolagenních materiálů Obsah anorganických složek Třisločiněné usně I Ref EM] 1 rok CZ] 2 roky lio- :umii I K8Rpf | Bratislava 4C2 I Bratislava 4B3 | Kopečná 127/1 I Kopečná 127/2 ] Kopečná 128/1 I Kopečná 128/2 | Cheb-Mikuláš ] Cheb-Prcvaznická 24 C8930 - Usně Na Mg AI K Ca Cr Fe H7Ref 0,1 0,0 0,0 0,1 0,4 0,0 0,1 0,0 0,1 H72y 0,1 0,2 0,4 0,7 0,4 0,2 1,5 0,0 0,3 K16Ref 0,3 0,0 0,1 0,1 1,5 0,1 0,6 0,0 0,0 um 0,1 0,1 1,3 2,1 1,3 0,6 3,5 0,1 0,7 V-Cr9Ref 0,3 0,0 0,1 0,1 0,8 0,2 0,0 2,9 0,0 MU 0,0 0,1 0,1 0,2 0,4 0,0 1,2 4,2 0,9 CM3Ref 0,0 0,1 0,1 0,2 1,9 0,0 0,0 3,8 0,0 ESU 0,0 0,0 0,1 0,2 0,9 0,0 0,2 3,1 0,1 V-Cr17Ref 0,1 0,0 0,0 0,1 1,2 0,1 0,1 3,6 0,0 25E 0,1 0,1 0,1 0,2 0,3 0,1 1,2 3,3 0,0 Na Mg AI Si K Ca Cr Fe Brno-Edison 496 0,1 0,2 1,6 4,1 0,5 0,8 4,3 0,0 4,3 Brno-Kopečná 127 0,2 0,4 1,0 1,8 1,4 0,6 7,0 0,0 5,1 Brno-Kopečná 128 0,2 0,4 0,1 0,1 1,3 0,3 4,5 0,0 3,3 Pomezná 0,2 0,8 1,7 2,8 1,3 0,6 5,2 0,0 1,7 Cheb-Provaznická 0,0 0,2 1,3 1,8 0,6 0,5 1,7 5,7 ,,9 Cheb-Mikuláš 0.03 0,1 0,5 0,8 0,1 0,8 0,1 6,3 0,0 0,5 I SCI Zkoušení kolagenních materiálů Mechanické vlastnosti „ 25 Q_ — 20 =: 0) CL Třísločiněné usně I Ref 1 rok fZZI 2 roky 50- 2 30 : 20 Q_ Chromočiněné usně I Ref 1 rok CZ] 2 roky H2 H7 K8 K16 V-Cr9V-Cr17 Cr1 Cr4 Cr6 Cr3 Cr10 Cr11 CM3 Cr15 Konzervace 26 C8930 - Usně MUNI SCI Konzervace Bezpečnost práce -Ochranné pomůcky - Práce s chemikáliemi dle BOZP 27 C8930 - Usně MU N I SCI Konzervace Manipulace a uložení Zajistit, aby nedošlo k vysušení - PE zipové sáčky s vodou - V chladu 28 C8930 - Usně M U N I SCI Konzervace Desinfekce - V parách - Postřikem - Máčení - přídavek biocidní látky do obalu — Ajatin, Bacillol AF, n-Butanol Preventol O extra, Septonex Rehydratace - Prostředí s vysokou RV (s přídavkem biocidu) -Zábaly 29 C8930 - Usně imuNi SCI Konzervace Čištění - Mechanické - Na sucho - Pod jemným proudem vody - Namočením - Promýváním - Štetčky, tamponky, kartáčky různých tvrdostí - Vypodložení umělohmotnou síťkou nebo sendvič - Mineralizáty - ne silou - Ultrazvuk-není vhodný 30 C8930 - Usně SCI -Chemické čištění - Vhodné detergenty (Alvol, Marseillské mýdlo, Syntapon) Ovlivnění materiálu?? - Vyluhování ve vodě - Isopropylalkohol - 5-10% n-butanol ve vodě - Odstraňování mineralizátů a korozních produktů Řada chemikálií Kontroverzní V současnosti se nedoporučuje 31 C8930 - Usně M U N I SCI Konzervace Zakreslování - Kontrola vstupního a výstupního stavu - Zpětná kontrola stavu - Evidence - Na papír, melinex aj. 32 C8930 - Usně Konzervace Obecné principy - Zamezení smrštění, ztvrdnutí, deformaci, zachování či navrácení původního tvaru Zavedení mazadlo do mezivlákenného prostoru - Rozdělení do samostatných nádob/pytlíčků dle kontextů 1) Vytěsnění vody méně těkavou látkou 2) Vytěsnění vody anásledné doplnění maziva 3) vymrazovaní za sníženého tlaku 33 C8930 - Usně M U N I SCI Konzervace Způsoby konzervace archeologických usní - Dehydratace v postupně se zvyšující koncentraci ethanolu s následným prosycením glycerolem nebo PEGem - Prosycení usně směsí glycerolu v ethanolu - Dehydratace v postupně se zvyšující koncentraci acetonu s následným prosycením glycerolem nebo PEGem - Prosycení usně PEGem - Prosycení usně glycerolem nebo PEGem s následným vymrazením - Dehydratace ve sledu organických rozpouštědel 34 C8930 - Usně Konzervace Tvarování - Fragmenty a ploché předměty - Plošně vyrovnat mezi filtrační papíry a mírně zatížit -Trojrozměrmé fragmenty - Na „kopyta" Vycpání, kopyta z papírmaše, modelíny aj. obalená savým materiálem 35 C8930 - Usně N U II I SCI Konzervování Výstupní dokumentace - Rozdělení dle kontextů - Fotodokumentace - Porovnání se zákresy 36 C8930 - Usně MU N I SCI Rekonzervace - Materiály zkonzervované a v minulosti uložené do depozitáře - Obdobné jako u historických - Lehké očištění a případné přetukování 37 C8930 - Usně M U N I SCI Dlouhodobé uložení Plošné - Nejčastěji v PE zipových sáčcích - Opatřené evidencí - Křehčí vypodložené např. japanem - Uložení horizontálně - Velké soubory rozdělit po menšéch částech Trojrozměrné - Kopyto k udržení tvaru - obalit měkčím savým materiálem -Vycpání měkkým materiálem - Podložky s vyříznutým tvarem 38 C8930 - Usně M U N I SCI Podmínky uložení Nejlépe - Uzaviratelné obaly - Přehledné značení -Vhodné materiály - Minimální výkyvy T a RV - Bezprašné prostředí - Pravidelná kontrola stavu Nežádoucí jevy -Biologické napadení -Zkřehnutí, smrštění, zhroucení tvaru - Usazování prachu -Migrace tuků 39 C8930 - Usně N U II I SCI Vybraná literatura - Skripta k předmětům C5984 a C8910 Řezníkova, M.: Porovnání konzervačních postupů pro archeologické usně, diplomová práce, 2016, https ://is. m u n i. cz/auth/th/f k4q4/ - Kite, M. and R. Thomson, Conservation of Leather and Related Materials. 2006, Oxford: Butterworth-Heinemann. 340. - Bacílková, B., Studium účinků par butanolu a jiných alkoholů na plísně, in XII. Seminář historiků a restaurátorů. 2003, Národní archiv: Praha. p. 10. - Cronyn, J.M., The elements of archaeological conservation. 1990, London: Routledge. - Hamilton, D.L., Methods of Conserving Archaeological Material from Underwater Sites. 2010, Texas A&M University p. 109 Ml 40 C8930 - Usně ^ ,