Kasein har använts sedan antiken för att göra lim. Det är även användbart till limfärg och tempera. I samband med att tillverkningen av fabrikstillverkat kaseinlim upphörde, påbörjade Arja Källbom undersökningar för att hitta andra alternativ. Här berättar hon om resultaten av experiment utifrån äldre recept och laborationer.
Trafikverket/Sveriges Järnvägsmuseum i Gävle bedriver en ambitiös restaureringsverksamhet. För närvarande pågår en autentisk rekonstruktion av en unik restaurangvagn från 1927. Till vagnarna används flera olika träslag: furu, teak, ek, ask och flambjörk. Lim används till exempel till sammanfogning, lagningar och fanér.
Man har hittills använt ett fabrikstillverkat kaseinlim, men nu har tillverkningen upphört sedan en tid och det finns ingen bra ersättare på marknaden. Särskilt ek och teak är svårlimmade, bland annat för att de är täta och kompakta och för att de innehåller oljor och hartser som försvårar vidhäftning. Tillsammans med målare Tom Granath och finsnickare Stefan Karlsson började vi därför att experimentera för att hitta alternativ.
Vad är kasein och vattenglas?
Kasein, som är en proteinrik beståndsdel i mjölk och som kan bilda ost, har använts sedan antiken för att tillverka lim. Proteinet finns i färskost, kvarg, men även kemiskt framställt som torrpulver. När proteinet blandas med basiska ämnen, det vill säga ämnen med ph över 7, till exempel kalk, ammoniak och borax, bildas ett kall-lim med olika egenskaper beroende på vilka limbildare som används. Limmet kan också användas som bindemedel i kitt och färg.
Vattenglas är ett flytande mineral, en klar vätska som tillverkas genom att smälta kvarts med basiska ämnen som soda eller pottaska. Det har använts sedan 1800-talet till många olika ändamål, till exempel för att stärka underlag som puts och tegel, för färgtillverkning, brandskydd och förr även som konserveringsmedel för livsmedel. Vattenglas är också basiskt och har stor variation i egenskaper beroende på kemisk sammansättning.
Limexperiment
För att ersätta det torrlim som hittills använts på Järnvägsmuseet, har flera laborationer utförts med kaseinlimmer enligt olika äldre recept.
Torrlim bygger på att de torra ingredienserna förvaras tillsammans och när limmet ska användas, så tillsätts vatten och limmet blandas för att användas upp vid det tillfället. Efter att vatten har satts till, ställs det att vila i ca 30 minuter, rörs på nytt och appliceras sedan med pensel på båda ytor som ska limmas. Efter en väntetid på ca 5 minuter kan de limmade ytorna läggas ihop. De sätts sedan i press med tvingar.
Ett recept som provats visas i tabell »Experimentlim nr 1« här till vänster. Detta lim, liksom varianter på kvarg eller enbart kaseinpulver och kalk fungerar utmärkt som lim för furu och björk. Till ek och teak fungerar det otillfredsställande.
Vattenmängden för att få en bra konsistens är ca 2,25 gånger torrvikten, och tillsätts i en stråle. Det är viktigt att genast få rätt konsistens på limmet (ungefär som filmjölk), för det är svårt att efterjustera.
Olika typer av fyllnadsmedel
Receptet för torrlim nr 1 innehåller trämjöl som fyllnadsmedel, vilket är viktigt för att förlänga limmets brukstid. Starka limmer är bara brukbara i en halvtimme. Svagare limkoncentration ger några timmars brukstid.
Gammalt trämjöl som gulnat, ger en chokladbrun kulör till det färdiga limmet. Det är bra om man ska limma mörka träslag som ek eller teak. Om ljusa träslag ska limmas används istället färskt slipdamm. Även krita eller dolomit fungerar som fyllnadsmedel.
Fler recept
Vi gick vidare med ett recept som användes av äldre träflygplansindustri, tabell »Experimentlim nr 2«. Kasein blandas med vatten och kalk, och vattenglas tillsätts. Kopparkloriden, som ökar limmets fukttålighet, blandas med vatten och sätts till. Det gör limmet lila. Det är viktigt att få ett slätt, smidigt lim utan klumpar.
Konsistensen är viktig
En för hög viskositet (för trögflytande) öka risken för att limmet inte väter underlaget, och en för låg viskositet (för tunnflytande) att en svagare limfog bildas. För låg viskositet innebär också att stora mängder vatten måste diffundera ut från limfogen. Limmet har bra bett, hög limförmåga. Det fungerar mycket bra som bindemedel i färg, som blir elastisk, krämig och täcker på en strykning.
Provning på Riksantikvarieämbetet
Genom ett gästkollegieprojekt på Riksantikvarieämbetet fick vi möjlighet att prova limmernas hållfasthet mekaniskt. Nyhyvlade provkroppar av ek och teak användes. De förbehandlades på olika sätt med bland annat sandpappring, avtorkning med lösningsmedel/natriumhydroxid/kalkvatten, och isolering med bland annat schellack.
Mätningarna visar att experimentlimmet motsvarar Järnvägsmuseets referenstorrlim för ek, men är ca 10 % lägre för teak. Det hjälper att sandpappra och tvätta av teakytor med lösningsmedel före limning, men försöken att spärra ytorna försämrar limmets vidhäftning.
Sammanfattningsvis kan sägas att det går bra att limma furu och björk med kaseinlim, men för teak behövs mer insatser med till exempel olika vätmedel för att öka vidhäftning.
Att förlänga hållbarheten
Det går bra att ha pulverkasein och kalkpasta stående i glasburkar i verkstaden för att snabbt kunna blanda ihop till lim. Kombinationen kalkpasta och kaseinpulver har dock en begränsad öppettid innan det bildar oanvändbar gelé (ofta efter knappt en timme).
För att förlänga hållbarheten på limmet, kan man sätta till en skvätt vattenglas (ca 10 %) till kalkkasein gjort på pulver. Oftast använder jag då kalivattenglas, men det går också med natronvattenglas. Genom att tillsätta vattenglas till kalkkasein, kan kaseinpulvret hålla en hel arbetsdag istället för en halvtimme.
När kvarg eller kaseinpulver blandas med vattenglas, bildas ett lim som beter sig lite annorlunda. Det blir ett smidigt, elastiskt lim som håller minst en vecka i kylskåp. Med det limmet behöver man inte riskera att få en för limstark målarfärg, som tenderar att krackelera. Det funkar bra som ett vardagslim för papper med mera.
Min erfarenhet är att ett kaseinlim med vattenglas enbart (utan kalk), behöver vila åtminstone en timme efter att kaseinlimmet rörts ihop. Det har sedan förhållandevis lång hållbarhet, lite drygt en vecka.
Welthes recept på kaseinlim, som finns i receptsamlingen i publikationen Mjölk- och kaseinfärger fungerar bra. Publikationen finns för nedladdning, se litteraturlistan sist i artikeln. Kalk kan bytas ut mot vattenglas i recepten med kvarg eller kaseinpulver.
Bra att jobba med
Mjölk- och kaseinfärger kan tillredas ur de flesta typer av kaseinlimmer. De är mycket behagliga att jobba med. Det är viktigt att grunden är väl preparerad för vara fast och ha lagom sugförmåga.
Beroende på underlag och pigment behöver ofta målarfärgens limstyrka justeras för att få god strykbarhet. Limstyrka med riktvärde ca 20 % av totala vikten fungerar oftast bra. Det beräknas lätt genom att dividera vikten av pigmentpastan med 0,8 för att få totalvikten, mellanskillnaden är mängden lim som ska tillsätta Konsistensen på pigmentpastan kan också vara från puddinglik till filmjölk beroende på önskad täckförmåga.
Om fulltoner av svart, grönt, blått, gult och rött ska användas går det ofta åt större mängd bindemedel för att undvika att ytorna torrsmiter (släpper pigment när man provar med hand eller finger). För hög limstyrka gör färgen svårapplicerad och ökar risk för spänningar och flagning. Gör alltid förprov för att prova ut preparering av grund och recept.
Användbart lim
Kaseinlim har potential för många områden, och egenskaperna kan anpassas efter tillämpningsområde. De funkar utmärkt att använda som lim eller att göra en limfärg, tempera, eller limvatten för att preparera sugande grunder.
Limfärg på kasein-kalk-vattenglaslim blir krämig och lättmålad. Kitt för puts eller trä kan färgas in med kalkäkta pigment eller med trämjöl. Det går också göra kaseinvattenglaskitt med krita, dolomit eller kaolin.
Kaseinlim är ett miljövänligt alternativ till exempelvis vitlim för snickeriändamål eller till polyuretanlimmer som bland annat används vid lagning av fönsterbågar i furu (görs på kaseinpulver).
Summering
Kasein, i form av kvarg eller anrikat pulverkasein, kan blandas med kali- eller natronvattenglas till användbart lim. Av kaseinlimmet kan tillredas till exempel limfärg, tempera eller kitt.
Brukbarheten för kalkkaseinlim kan förlängas med en liten vattenglastillsats (ca 10 %) i det våta limmet, så att det kan användas under en arbetsdag istället för 0,5–1 timme.
Kaseinlimmer (med kasein och/eller vattenglas) kan även användas för att limma träslag som furu och björk. Det är svårt att limma ek och särskilt teak, vilket både praktisk erfarenhet och mekanisk provning visar.
Arja Källbom, Restaureringmålare, arja@stationormaryd.se
Artikeln publicerades ursprungligen i magasinet Byggnadskultur nr. 2, 2019.
EXEMPEL PÅ RECEPT MED PULVERKASEIN
40 g pulverkasein
125 g vatten
35 gram kalkpasta
Se till så att alla ingredienser är rumstempererade. Låt pulver och vatten svälla, minst några timmar. Rör det slätt. Rör kalkpastan slätt. Blanda kasein och kalk, limmet bildas omgående, rör det slätt. Tillsätt ca 20 gram kali-eller natronvattenglas och rör om. Håller en dag.
EXEMPEL PÅ RECEPT MED KVARG
3–5 volymandelar kvarg
1 volymandel kalkpasta
Se till så att alla ingredienser är rumstempererade. Rör kvarg och kalkpasta släta var för sig innan de blandas ihop. Blanda kvarg och kalk, limmet bildas omgående, rör det slätt. Tillsätt ca 10 % kali-eller natronvattenglas och rör om. Håller minst en vecka i kylskåp. Används med fördel till att göra limfärg eller tempera.
LÄS MER
Casco, 1938: Gluing guide. For better gluing in home, shop and school. Also how to make crack-filler, paint and tile cement and many other repair suggestions. NY.
Källbom, 2011: Mjölk och kaseinfärger. Göteborgs Universitet, Hantverkslaboratoriet.
Källbom, 2014: Vattenglas och silikatfärger. Göteborgs Universitet, Hantverkslaboratoriet
Raknes, 1971. Trälimning. Trätek.
Sauer, 1958. Tierische Leime und Gelatine. Springer Verlag Berlin Heidelberg.
Tracton, 2006: Coatings Materials and Surface Coatings. CRC Press
Truax, 1930: Gluing wood in aircraft manufacture. United stated department in agriculture, Washington DC.
Technical bulletin no 205
Är en oberoende, ideell förening som jobbar för skydda, vårda och bevara byggnader och bebyggelsemiljöer från alla tider. Det gör vi genom att skapa opinion, sprida och förmedla kunskap om byggnadsvård, beprövad byggnadsteknik och hållbart byggande.
