Met de huidige technieken kunnen we elke molecuul analyseren, van de grotschilderingen in Afrika, Azië en Europa tot de oudste vernissen in China. Ook de kleuren van de Egyptenaren, Grieken en van de verschillende religies in de wereld zijn nu allemaal bekend. Chemici imiteren steeds vaker stoffen die we in de natuur vinden.
Chemie is afgeleid van het oud Egyptische ‘gemmè’ dat ‘kennis van de aarde’ betekent. Het namaken van natuurlijke stoffen heeft de chemische industrie in de 20ste eeuw een slechte naam opgeleverd omdat de risico’s ervan werden onderschat. Verftechnologie is méér dan chemie; het is cultuur, kleur, de geschiedenis van bindmiddelen en pigmenten.
Vijf periodes
Om een overzicht te geven van de geschiedenis van verftechnologie kunnen vijf periodes worden onderscheiden. Elke periode bouwt verder op de vorige, waardoor de mogelijkheden om kleur – en later ook bescherming – te geven aan objecten steeds uitgebreider werden.
De eerste periode, voor zover bekend, begint rond 50.000 vóór Christus en loopt tot 10.000 jaar voor Christus. Dan begint de Egyptische cultuur, maar ook de ontwikkelingen in het Midden-Oosten, die duren tot 500 voor Christus. De derde periode is van de Grieken en Romeinen tussen 500 voor Christus tot 500 jaar na Christus.
De vierde periode is de Middeleeuwen van 500 tot 1900 na Christus. En de laatste periode is die van de chemische industrie, toen men op grote schaal grondstoffen ging maken voor verf en kleur. Voor elke periode wordt een overzicht gegeven van de samenstelling van de meest gebruikte bindmiddelen en pigmenten en worden toepassingen en functies kort beschreven.
Periode 50.000 – 10.000 B.C.
Het is moeilijk in te schatten wanneer de eerste verf werd gemaakt. De oudste overblijfselen zijn muurschilderingen in grotten in Afrika van 50.000 jaar geleden. In Indonesië en in Europa zijn de oudste ongeveer 40.000 jaar oud. Het zijn afbeeldingen van leeuwen, herten en zwijnen. Ook op allerlei voorwerpen zijn restanten van verf aangetroffen.
Altijd afgeschermde plekken, waar afbraak en erosie niet of nauwelijks kon plaatsvinden. Ongetwijfeld zijn ook verven aangebracht op niet-afgeschermde plekken en op het lichaam van de bewoners die ze maakten. De afbeeldingen hebben betrekking op de dieren in de natuur waar de mens afhankelijk van was. Op de oudste gevonden voorwerpen – afbeeldingen van mensen, goden of dieren – zijn dezelfde verven gevonden.
Het was de tijd waarin de mens in balans moest komen met geesten, waarvan de betekenis niet verklaard kon worden; de geesten van voorouders, van gedode dieren, geesten van bomen en rivieren. Houtskool werd gebruikt om de vormen aan te geven en het gekleurde zand (geel, bruin en rood) en krijt (wit) om in te kleuren.
Klei en water werden gebruikt om een homogeen mengsel te verkrijgen. Ook zijn kleine hoeveelheden boomhars gevonden, die werden toegevoegd om enige vorm van duurzaamheid en binding te creëren.
Periode 10.000 – 500 B.C.
Inmiddels hadden sommige mensen een vaste plek gevonden en werden de eerste nederzettingen en steden gebouwd. Mensen werden daar begraven of verbrand. De piramides in Egypte, met de fraai beschilderde wanden, zijn het meest bekend.
Naast de ingrediënten uit de eerdere periode werden hier gezuiverde aardkleuren (ijzeroxide pigmenten) gebruikt en kleurstoffen uit planten en dieren, vervaardigd door de eerste ‘chemici’. En naast de harsen van bomen werd voor het eerst was van palmbomen en bladeren als bindmiddel gebruikt om kleuren te maken.
De Egyptenaren gebruikten als eerste ook was als bindmiddel
Ook is bitumen (teer) gevonden als afdichtings- en beschermingsmiddel tegen water en vocht. De schilderingen beelden verhalen uit van goden die de aarde hebben geschapen en die de mensen begeleiden gedurende hun leven. Geesten zijn in deze periode goden geworden, die deel gingen uitmaken van het dagelijks leven.
Periode 500 B.C. – 500 A.D.
Bekend is dat de Grieken en de Romeinen veel kennis hebben overgenomen van de Egyptenaren. Waarschijnlijk hebben de Egyptenaren hun decoraties alleen binnen aangebracht, hoewel de gigantische beelden van de farao’s beschilderd hadden kunnen zijn.
De Grieken gingen als eerste hun tempels ook aan de buitenkant beschilderen en de beelden van de goden werden van angstaanjagende kleuren voorzien. Hars, was en bitumen waren de bindmiddelen, pigmenten en kleurstoffen werden wederom met klei aangemaakt om als verflaag op de verschillende beelden aan te brengen.
Nieuw is dat de Grieken de uitvinders zijn van de frescotechniek om de pigmenten en kleurstoffen aan te brengen in een natte kalk laag. Ook zijn zij de uitvinders van de eerste anti-fouling voor onderwater op boten door aan een bitumenverf giftige stoffen toe te voegen zoals kwik, koper en tin.
Periode 500 – 1900 A.D.
Aan het begin van de Middeleeuwen is de Romeinse verftechnologie – overgenomen van de Grieken – verspreid in grote delen van Europa en Azië. Er werd naarstig gezocht om verven en kleuren, die buiten werden aangebracht, te verduurzamen. Verven op basis van hars, was en kalk bleken slechts luttele jaren bestendig tegen weersinvloeden.
Alle overblijfselen van tempels en paleizen die in de ‘open lucht’ waren geschilderd, verloren hun kleurlaag door de weersomstandigheden. Rond 1200 lukte het alchemisten, monniken in Europa, om lijnolie te laten drogen waardoor duurzame verf ontstond. Alchemisten waren in deze periode de chemici in Europa, maar ook in de Arabische wereld en Azië. D
eze doorbraak om duurzame verf te maken, werd door alle culturen overgenomen om ‘wapenschilden’ van ridders en koningshuizen te decoreren, maar ook om ‘schilderijen’ te maken voor kerken en rijke mensen. Door de toenemende wereldhandel werd het aanbod van kleurpigmenten uitgebreid en konden naast de aardpigmenten de snel verkleurende kleurstoffen worden vervangen door duurzamere kleurpigmenten (rood, blauw, geel).
In Azië werden de technieken van de Egyptenaren en Grieken eveneens verspreid en waren de Chinezen de uitvinders van de vernis over aangebrachte kleuren. Bekend is het beschilderde aardewerk uit de 12de en 13de eeuw met op colofonium en copalhars gebaseerde vernis. Vanaf de 14de eeuw ontwikkelde de decoratiekunst zich wereldwijd, waarvan men tot de dag vandaag kan genieten.
Periode 1900 A.D. tot heden
Door de industrialisatie kon verf, voorheen het beroepsgeheim van menig schilder en kunstenaar, op grote schaal worden aangemaakt. Ook de huizen van gewone mensen, die dikwijls uitsluitend uit hout waren opgetrokken, werden beschilderd met groene lijnolieverf en enkele kleuren. Aan het begin van de 20ste eeuw waren chemici in staat om de lijnolie nog duurzamer te maken en werden de eerste alkydharsen geformuleerd.
De opkomst van de chemische industrie leidde tot verschillende synthetische lakken
@fotocredit: Signbiblio
Ook werden celluloselakken ontwikkeld en vanaf het midden van de 20ste eeuw werden die aangevuld met acrylaten, epoxies en polyurethanen. De natuurlijke pigmenten werden nagemaakt om kwaliteitsverschillen van de verschillende regio’s te overbruggen én om afgravingen en het doden van planten en dieren tegen te gaan.
Verf en kleur worden toegepast om te beschermen, te verfraaien en te communiceren (reclame en bewijzering). Er zijn niet of nauwelijks meer ondergronden te vinden, die niet worden geschilderd of gecoat. Zelfs op glas en tropische houtsoorten worden beschermende coatings aangebracht.
Lessen uit de geschiedenis
Verftechnologie is een creatief vak gebaseerd op chemie, kennis van de aarde en de natuur. Vanaf het begin speelde het bindmiddel een belangrijke rol om de pigmenten en kleurstoffen te kunnen aanbrengen. Hetzelfde geldt voor klei. Opmerkelijk is dat Rembrandt van Rijn klei gebruikte in zijn grondverf van lijnolie om veroudering (barstvorming en daardoor onthechting) tegen te gaan. Daardoor is zijn grootste werk, De Nachtwacht, in relatief goede conditie gebleven. Klei heeft een nanostructuur en is vanaf het eerste uur van onze beschaving in verf terug te vinden.
Chemici worden steeds meer biochemici om de veroudering van verflagen tegen te gaan op manieren zoals dat in de natuur plaatsvindt. Elementen van waterstof, zuurstof, stikstof kunnen met ijzer, zwavel en silicium organische polymeren vormen, die we door allerlei combinaties sterker en waterbestendiger kunnen maken. Ook de afbraak van verflagen door UV-licht (energie), bacteriën en algen kunnen met kennis van de biochemie worden uitgesteld. De eeuwig duurzame verf- en kleurlaag kunnen we daarbij vergeten, hoewel sommige wetenschappers daarvan blijven dromen.
Auteur: Adrie Winkelaar