"Patina" er et udtryk, der henviser til den blågrønne lag af korrosion der udvikler sig på overfladen af kobber, når det udsættes for svovl- og oxidforbindelser.
Ordet er afledt af den latinske betegnelse for en lav skål. Mens det normalt henviser til en kemisk proces, kan en patina betyde enhver aldringsproces, der forårsager naturlig misfarvning eller falmning.
Kemiske reaktioner i Patina
Når kobber oplever et naturligt eller menneskeligt induceret ætsende angreb, ændrer dets farve sig fra den iriserende, gylden rød er normalt forbundet med rent kobber til en dyb brun og endelig til nuancer af blåt og grønt.
Den kemiske reaktion, der frembringer patina, forekommer, når kobberholdige og kobpriske sulfidkonverteringsfilm udvikles med kobberoxid på metallet, hvorved dens overflade bliver mørkere.
Fortsat eksponering for svovl og konverterer sulfidfilmene til kobbersulfat, som har en karakteristisk blå farve. I salt- eller søfartsmiljøer kan overfladen også indeholde kobberchlorid, som er en grøn skygge.
Udviklingen og farven på patina bestemmes i sidste ende af et antal variabler, inklusive temperatur, længde af eksponering, fugtighed, kemisk miljø og overfladetilstand på kobber. Generelt kan imidlertid udviklingen af blågrøn patina i forskellige miljøer sammenfattes som nedenfor:
- Saltvandsmiljøer: 7–9 år
- Industrielle miljøer: 5–8 år
- Bymiljøer: 10–14 år
- Rene miljøer: op til 30 år
Bortset fra i kontrollerede miljøer kan udviklingen af patina ikke effektivt forhindres med lakker eller andre korrosionsbestandige belægninger.
Patina i geologi
Inden for geologi, kan en patina henvise til to mulige forhold. Det er det misfarvede tynde ydre lag eller film, der dannes på en klippeoverflade, enten på grund af ørkenlak (en orange belægning) eller en forvitringsskorpe. Undertiden kommer patinaen fra kombinationen af disse to tilstande.
Patina i arkitektur
På grund af patinas æstetisk tiltalende udseende bruges kobber og kobberlegeringer, inklusive messing, ofte i arkitektoniske projekter.
Berømte bygninger, der viser patinas blågrønne farver inkluderer Frihedsgudinden i New York City, det canadiske parlamentsbygning i Ottawa, NEMO Science Center i Amsterdam, Minneapolis Rådhus, Peckham-biblioteket i London, Capital Museum i Beijing og Kresge Auditorium ved Massachusetts Institute of Teknologi
Anvendelser til induceret Patina
Som en ønsket arkitektonisk egenskab fremmes udviklingen af patina ofte gennem kemisk behandling af kobber beklædning eller tagdækning. Denne proces kaldes patination. Ifølge Copper Development Association (CDA) er følgende behandlinger blevet brugt til at inducere kemiske reaktioner, der fører til en tidlig udvikling af patina:
For dybbrune finish:
- Ammoniumsulfidbase
- Kaliumsulfidbase
For grøn patina finish:
- Ammoniumsulfatbase
- Ammoniumchloridbase
- Kobberchlorid / saltsyre-base