Het corrosieve proces produceert een vaak mooi effect
Het woord is afgeleid voor de Latijnse term voor een ondiepe schotel. Hoewel het meestal verwijst naar een chemisch proces, kan een patina elk verouderingsproces betekenen dat natuurlijke verkleuring of verbleking veroorzaakt.
Chemische reacties in Patina
Naarmate koper een natuurlijke of door de mens veroorzaakte bijtende aanval ervaart, verandert de kleur van het iriserende, gouden rood dat gewoonlijk wordt geassocieerd met puur koper tot een diepbruin en ten slotte naar tinten blauw en groen.
De chemische reactie die patina veroorzaakt, vindt plaats naarmate bekledingslagen van beker en koper (II) sulfide zich ontwikkelen met koper (II) oxide op het metaal, waardoor het oppervlak donkerder wordt.
Voortdurende blootstelling aan zwavels en oxiden zet de sulfidefilms om in kopersulfaat, dat een opvallende blauwe kleur heeft. In zout- of maritieme omgevingen kan de oppervlakte-patina ook koperchloride bevatten, dat een schaduw van groen is.
De evolutie en de kleur van de patina worden uiteindelijk bepaald door een aantal variabelen, waaronder de temperatuur, de duur van de blootstelling, de luchtvochtigheid, de chemische omgeving en de toestand van het oppervlak van het koper. In het algemeen kan de evolutie van blauwgroene patina in verschillende omgevingen echter als volgt worden samengevat:
- Zoutwatermilieus: 7-9 jaar
- Industriële omgevingen: 5-8 jaar
- Stedelijke omgevingen: 10-14 jaar
- Schone omgevingen: tot 30 jaar
Sparen voor in gecontroleerde omgevingen, kan de ontwikkeling van patina niet effectief worden voorkomen met vernissen of andere corrosiebestendige coatings.
Patina in de geologie
Op het gebied van geologie kan een patina verwijzen naar twee mogelijke omstandigheden. Het is de verkleurde dunne buitenlaag of film die zich op een rotsoppervlak vormt, als gevolg van woestijnvernissen (een oranje laag) of een verweringsschil. Soms komt het patina uit de combinatie van deze twee aandoeningen.
Patina in architectuur
Vanwege het esthetische uiterlijk van patina worden koper en koperlegeringen, waaronder koper, vaak gebruikt in architecturale projecten.
Beroemde gebouwen met patina's blauwgroene tinten zijn het Vrijheidsbeeld in New York City, de Canadese parlementsgebouwen in Ottawa, het NEMO Science Center in Amsterdam, het stadhuis van Minneapolis, de Peckham Library in Londen, het Capital Museum in Beijing en Kresge Auditorium aan het Massachusetts Institute of Technology
Gebruik voor geïnduceerde patina
Als een gewenste architectonische eigenschap, wordt de ontwikkeling van patina vaak aangemoedigd door chemische behandeling van koperen bekleding of dakbedekking. Dit proces staat bekend als patineren. Volgens de Copper Development Association (CDA) zijn de volgende behandelingen gebruikt om chemische reacties te veroorzaken die leiden tot een vroege ontwikkeling van patina:
Voor diepbruine afwerkingen:
- Ammoniumsulfidebase
- Kaliumsulfidebase
Voor groene patina afwerkingen:
- Ammoniumsulfaatbasis
- Ammoniumchloride base
- Koperhoudende chloride / zoutzuurbasis