В 1963 г. участниками Красноярской археологической экспедиции были проведены эксперименты по использованию пластиков холодного отверждения, применявшихся в стоматологической практике – стиракрила и бутираля [3].
Экспериментальные копии делались на памятниках Каменка и Черемушный лог в зоне затопления Красноярского водохранилища. На очищенные от лишайников плоскости с выбитыми рисунками наносилась мыльная или стеарино-керосиновая смазка с примесью трансформаторного масла. Затем наносился оттискной состав стиракрила марки ТШ либо бутираля. Отвердевшая через 30–70 минут масса представляла собой матрицу, передающую все выступы и углубления скальной поверхности и рисунков на ней. Авторы эксперимента отмечали, что «матрица из стиракрила излишне хрупка, матрица из бутираля излишне мягка и прозрачна» [3].
Следующим материалом был гипс. В конце 1970-х – начале 80-х гг. копировались петроглифы Тувы – Алды-Мозаг, Мугур-Саргол – перед затоплением их Саяно-Шушенской ГЭС. Недостатком являлось то, что гипс мог использоваться только на горизонтальных поверхностях. Матрицы были слишком хрупкими, гигроскопичными и тяжелыми.
С появлением первых силиконовых материалов была попытка использовать стоматологический слепочный силиконовый материал. Стоматологический силикон отличался сильной усадкой, вследствие чего он не подходил для целей копирования.
Данные технологии создания точных объемных копий не прижились, этому есть несколько причин: трудоемкость, нетехнологичность и дороговизна.
С течением времени и появлением новых материалов технологии изготовления матриц совершенствовались. В настоящее время для изготовления форм различной сложности в мировой практике используются современные силиконовые каучуки. Силиконовые формы позволяют создать очень точные негативные оттиски с наскальных изображений и фиксировать состояние сохранности скальной поверхности.
Методика изготовления объемных матриц состоит из следующих операций:
– нанесение на скалу защитного разделительного слоя,
– нанесение оттискного материала,
– выдержка на время отверждения,
– нанесение поддерживающего кожуха,
– поочередное снятие со скалы кожуха и негативной матрицы,
– удаление с камня разделительного слоя.
Эта технология связана с проблемой загрязнения камня химическими соединениями, входящими в состав как самих оттискных материалов, так и разделительных слоев. Это вызывает критику со стороны противников применения контактных методов копирования [4].
Критика эта справедлива, но помимо полного запрета на этот метод возможен и другой выход из положения – уменьшение его отрицательных последствий. Во-первых, на плоскостях с отслаивающейся скальной коркой его применение действительно не должно осуществляться. Во-вторых, необходимо продолжать эксперименты по поиску наиболее безвредного и нейтрального разделительного слоя. В-третьих, для изготовления матриц подбирать материалы, не оставляющие следы на скальной поверхности. На наш взгляд, несмотря на действительно существующие и совершенно очевидные негативные последствия изготовления копий таким способом, все же бывают ситуации, когда польза от этой технологии значительно превышает возможный вред. Это особенно очевидно в случае явной угрозы утери памятника, как это было в ситуации с водохранилищами. Это относится и к памятникам, катастрофически разрушающимся по естественным причинам, и памятникам, которые стали популярны и доступны для неконтролируемых посетителей, но не находятся под охраной.
На наш взгляд, в подобных ситуациях необходимо создание так называемых резервных копий – точных объемных копий, которые давали бы наиболее адекватное представление об оригинале на случай его утраты, а также обеспечивали бы возможность его воспроизведения. Кроме того, создание таких копий очень полезно и в научно-исследовательских целях. Во Франции, например, они применяются для более детального исследования и фотографирования в лабораторных условиях тончайших палеолитических гравировок из скальных гротов. Объемные копии незаменимы в презентационных, коммерческих, обучающих и других целях. И, наконец, нельзя переоценить значение «резервных копий» для научных целей – документирования, мониторинга состояния памятника и использования реставрации в случае утери фрагментов.
Реставраторами из ГосНИИР были проведены эксперименты на памятниках наскального искусства Сибири, Чукотки и Казахстана по отбору наиболее эффективных материалов и снижению отрицательного эффекта их воздействия на скальную поверхность. Использовались три импортных силиконовых материала: широко распространенный стоматологический оттискной материал «Стомафлекс солид» чешского производства и «Эластосил М» марок М 4541 и М 4642 А/Б немецкой фирмы «Wacker-Chemie GmbH». «Стомафлекс солид» – это силиконовая масса конденсационного типа отверждения на базе наполненного силоксанового полимера и жидкого вулканизирующего отвердителя. Она имеет консистенцию густой замазки желтого цвета, которая смешивается с отвердителем в соотношении 12,5 мл силикона на 10–12 капель отвердителя. Время смешивания составляет максимально 45 сек. при комнатной температуре 25 °C. Смесь наносится на поверхность камня и уплотняется валиком для лучшего прилегания к поверхности и удаления из материала пузырьков воздуха. Время работы со смесью составляет минимально 2,5 мин. Преимущество этого материала заключается в его минимальной усадке и быстром отвердении. Последнее является и его недостатком – за короткое время можно скопировать лишь небольшой участок поверхности камня, размером примерно 18 × 20 см. Другим недостатком этого материала является небольшой срок службы матрицы. После изготовления нескольких оттисков матрица разрывается. Материал перспективно использовать для быстрого оперативного копирования изображений небольшого размера.
Более прочны и долговечны матрицы, выполненные из жидкообразного «Эластосила М 4541» и «Эластосила М 4642 А/Б». Разница свойств этих двух материалов приведена в таблице.
При работе на вертикальных плоскостях в силикон вводится тиксотропная добавка. Время жизни продуктов составляет от 30 мин. до 1 ч. в зависимости от температуры. Возможность снятия формы (при отсутствии клейкости) появляется не ранее 20 ч. и зависит от температуры и влажности окружающей среды. Преимуществом этих материалов является также возможность получения единой цельной матрицы со значительной площади изобразительной поверхности. Они обладают интересным свойством: отвержденный силикон при погружении в уайтспирит через некоторое время равномерно увеличивается в размере на несколько процентов и при этом сохраняет точность. После этого с увеличенной формы можно сделать увеличенную отливку, с которой в свою очередь можно сделать новую матрицу и погрузить ее для увеличения в уайтспирит. Так можно продолжать до тех пор, пока не будет достигнут желаемый размер. Точность оттиска сохранится и в больших формах, что может помочь в изучении деталей.
Недостатком силиконовых материалов является зажиривание поверхности, обусловленное парафиновым компонентом, входящим в их состав и играющим антиадгезивную роль. Привнесение любых посторонних примесей в материал памятника недопустимо для наскальных изображений. Поэтому наши усилия были направлены на поиск инертного защитного разделительного слоя. Традиционно используемые материалы, такие как жировые смазки, оставляют след на камне, а мыльные растворы оказались малоэффективными, поскольку полностью не защищают от проникновения парафинового компонента. После исследования различных материалов был выбран водорастворимый клей, используемый в реставрации бумаги – метилцеллюлоза (МЦ). Путем экспериментов была подобрана нужная концентрация раствора метилцеллюлозы в воде (2,5 %) и кратность нанесения на камень. Разделительный слой настолько тонок, что он не влияет на точность копирования.
«Эластосил М». Свойства марок M 4541 и M 4642 A/B
Перед копированием поверхность камня с петроглифами фотографировалась в ортогональной проекции с цветовой и масштабной шкалой при рассеянном освещении. На сухую скальную поверхность с изображениями трижды наносился защитный разделительный слой (раствор метилцеллюлозы в воде), каждый последующий слой наносился после полного высыхания предыдущего. Затем наносился силикон трехслойно. Первый тонкий слой – моделирующий, последующие слои – для упрочнения матрицы.
Между первым и вторым слоем силикона прокладывалась хлопчатобумажная марля полосками или полотном, в зависимости от рельефа копируемой поверхности. На отвержденный силикон наносился поддерживающий кожух. Он мог быть выполнен из различных материалов: гипса, папье-маше, смолы, пенополиуретана. Его основная задача – повторить профиль копируемой поверхности и быть прочной поддерживающей формой для силиконовой негативной матрицы. По наблюдениям, сделанным при изготовлении позитивных отливок, кожух совершенно необходим, если поверхность копируемого камня имеет сильно выраженный рельеф и изобилует изгибами. В камеральных условиях повторить такую поверхность без кожуха весьма затруднительно, иной раз практически невозможно.