Kemijsko bojenje metala je postupak obrade metala u kojem se boja metalne površine mijenja putem izlaganja određenim kemijskim otopinama.
Prema David Fishlocku, postoje dva načina bojenja metalnih površina:Fishlock, David. 1962. Metal Colouring. Teddington. str. 8.
Prevlačenjem jednog metala drugim metalom drugačije boje (primjerice putem elektrolitičkog taloženja). Konverzijom metalne površine u oksid ili sol koja je obojena ili je sposobna upijati supstance za bojenje ili kod koje utisak boje nastaje zbog interferencije.
Osim kemijskim putem, metali se mogu bojiti i elektrokemijski te termičkom obradom. Danas se radi i na ispitivanjima mogućnosti korištenja laserskog patiniranja bakra te mogućnosti korištenja mikroskopskih gljiva za patiniranje bakra i željeza.B.A. Dajnowski, J. Marczak, A. Sarzyński, M. Strzelec, J.L. Mass, A. Lins, S.I. Shah, R. Murray,T.P. Beebe Jr., Z. Voras Creating Laser Patinas on Copper Alloys: Origins of Colors and Their Implications on Copper Alloys,članak u METAL 2016,New Delhi 2017.,Conference Proceedings ,str.153 - 160E. Joseph, A. Simon, S. Prati, M. Wörle, D. Job, R. Mazzeo. Development of an analytical procedure for evaluation of the protective behaviour of innovative fungal patinas on archaeological and artistic metal artefacts. Analytical and Bioanalytical Chemistry 2011, 399 (9), 2899-2907. (Paper in forefront and cover image) Osim ovih spomenutih postupaka, danas je raširena i uporaba vakumskog taloženja, najčešće za dobivanje pribora za jelo i posuđa te piercing nakita u duginim bojama.
Povijest
thumb|right|Nobilijevi obojeni prstenovi, ilustracija iz knijige A. Watta – Electro-deposition: a practical treatise on the electrolysis of gold, silver, copper, nickel, and other metals, and alloys, with descriptions of voltaic batteries, magneto and dynamo-electric machines, thermopiles, and of the materials and processes used in every department of the art and several chapters on electrometallurgy, London 1887. Smatra se da su ovi postupci bili korišteni već u najstarije doba te da su stari barem koliko i sama tehnologija obrade metala. Najraniji očuvani predmeti koji svjedoče o modificiranju boje metala stari su oko 5000 godina, a potječu s područja Anatolije. Radi se o brončanim odljevima na kojima neki dijelovi imaju boju bronce u kontrastu sa srebrnom bojom dobivenom pomoću arsena.LaNiece, Susan; Craddock, Paul : Metal Plating and Patination: Cultural,Technical and Historical Developments,Boston 1993.,str.6 Slični se postupci mogu vidjeti i na nekim staroegipatskim bakrenim limovima.Hughes,R.;Rowe,M. The Colouring,Bronzing and Patination of Metals,London 1982., str.10
U rane primjere kemijskog bojenja metala možemo uvrstiti i nebeski disk iz Nebre.Berger, D., Bronzezeitliche Färbetechniken an Metallobjekten nördlich der Alpen, Hale 2012., str.281 Treba izdvojiti i vrh keltskog koplja iz Temze, nastao između 200. i 50. godine prije Krista, kao najraniji poznati sačuvani primjer željeza obojenog u crno, ukrašenog umetcima od kontrastno obojenih metala.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667136020300017#bbib0031
Što se tiče pisanih izvora, najstariji je izvorni dokument Leidenski papirus iz 4. stoljeća (tu treba naglasiti da već Plinije Stariji u 1. stoljeću spominje sumpornu jetru kao i razliku između prirodnih i umjetnih patina).http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Books/Leyden%20&%20Stockholm%20Papyri.pdf Pristupljeno 1.01.2018. Zosim iz Panopolisa, grčko-egipatski alkemičar koji je živio krajem 3. i početkom 4. stoljeća, također je važan jer se njemu pripisani tekstovi smatraju najstarijim zapisanim recepturama za kemijsko bojenje metala.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667136020300017 str.14.pdf verzije dokumenta Pristupljeno 6.01.2024.
U srednjem vijeku dva važna izvora su Mappae Clavicula, nastala između 9. i 12. stoljeća, i djelo Theophilusa Presbytera De Diversis Artibus nastalo u 12. stoljeću.
U vrijeme renesanse najznačajniji dokumenti su Traktat o zlatarstvu i Traktat o kiparstvu manirista Benvenuta Cellinija.https://archive.org/stream/bub_gb_Gsh2BJGzZLEC#page/n67/mode/2up pristupljeno 2.01.2018. Patiniranje se letimično spominje i kod Giorgia Vasarija te kod Pomponiusa Gauricusa u djelu De Sculptura 1504. godine. André Felibien u svom djelu Principes godine 1699. također samo usput spominje neke tehnike patiniranja brončanih skulptura.http://northernlightstudio.com/docs/Patina.doc Pristupljeno 26.01.2018.
Kao početak suvremenog znanstveno zasnovanog kemijskog, odnosno elektrokemijskog bojenja metala možemo uzeti otkriće Leopolda Nobilija o dobivanju Nobilijevih obojenih prstenova 1826. godine. Radilo se o prstenastim oblicima u duginim bojama nastalim elektrolitskim taloženjem olovnog peroksida. Osim prstenova, osmislio je i tehniku dobivanja jednobojnih prevlaka, a u oba slučaja radilo se o interferencijskim bojama, ne o pigmentima. Osim Nobilija, elektrokemijskim su se bojenjem metala (također zvanim „metalokromija”) u tom ranom razdoblju bavili i Leonhard Elsner, Alexander Watt, Antoine César Becquerel te Rudolf Christian Böttger.https://archive.org/details/electrodepositio00wattrich 10.01.2018. George Richards Elkington, poznat po prvom patentu za galvansku pozlatu i posrebrenje iz 1840. godine, patentirao je također i najmanje jedan postupak elektrokemijskog bojenja metala.https://www.generativeart.com/on/cic/99/1999.htm Pristupljeno 10.01.2018. L. Nobili: Sui colori in generale ed in particolare sopra una nuova scala cromatica dedotta dalla metallocromia ad uso delle scienze e delle arti, Antologia, 39, 117, 1830 e su Bibl. Univ. 15, 337, 1830; e 16, 35, 1830 Fishlock, David: Metal Colouring, Teddington 1962.,str. 126 Na temeljima njegovog rada desetak varijanti ovog postupka razvio je američki znanstvenik J. E. Stareck sredinom 1930-ih godina.američki patent 2,081,121 iz 1937. U 19. stoljeću javljaju se i prvi priručnici posvećeni specifično kemijskom bojenju metala.http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6218907f.r=+patines+du+bronze.langFR Pristupljeno 2.01.2018.
Godine 1868. njemački znanstvenik C. Puscher po prvi puta izvještava o primjeni višebojnih patina baziranih na natrijevom tiosulfatu i olovovom acetatu.http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj190/ar190108 Pristupljeno 7.02. 2018. Taj tip patine danas više ne koristi toksične spojeve olova, već su isti najčešće zamijenjeni spojevima bakra.Fishlock, David : Metal Colouring, Teddington 1962.,str.219 Devetnaesto je stoljeće i vrijeme kada po prvi put na vidjelo izlaze i 2 najznačajnije nacionalne škole kemijskog bojenja metala: francuska i japanska. Japanska se škola od francuske kao tipično europske potpuno razlikuje u pristupu. Umjesto za Europu tipičnog velikog broja patina za razmjerno manji broj metala, Japanci su razvili malen broj patina koji djeluje na veći broj metala i njihovih slitina. Nadalje je za japansku školu tipična i primjena posebnih slitina bakra i plemenitih metala, prije svega shakuda i shibuichija.
Od kraja 18. stoljeća kemijsko se bojenje metala redovito javlja kao tema raznih zbirki kemijsko-tehnoloških receptura, a od sredine 19. stoljeća nadalje ova tema postaje i obavezno poglavlje svih u to doba važnijih galvanotehničkih priručnika, ali i zlatarskih te srebrnarskih, kao i priručnika o umjetničkoj obradi metala. Veliki napredak industrijske primjene kemijskog bojenja metala dogodio se pred Prvi svjetski rat i neposredno nakon; oko 1905. godine javljaju se prvi patenti za crni nikal (D.R.P. 183972), crni oksid (oko 1915. – 1920., D.R.P. 292603, D.R.P. 357198), a između godine 1923. i 1927. prvi patenti Ujedinjenog Kraljevstva za anodičku i kemijsku oksidaciju aluminija te bojenje oksidnog sloja istog pomoću posebnih bojitelja.UK patent 290901, 1927.UK patent 223994, 1923. Prvi patent za elektrokemijsko bojenje anodički oksidiranog aluminija registriran je 1940. u Njemačkoj.https://patents.google.com/patent/DE741753C/en?oq=anodizing+aluminum+in+phosphoric+acid Pristupljeno 27.01.2023. Isti se postupci koriste te razvijaju i danas.
Između dva svjetska rata razvija se postupak crnog kromiranja (prvi njemački patent 1929., GP 607, 420), a nakon Drugog svjetskog rata dolazi do porasta interesa za zeleno patinirane bakrene limove, namijenjene prije svega arhitektonskoj uporabi.A. Ungelenk, J. Fischer, and H. Endrass, U. S. Pat. 1,975,239, October 2, 1934.US1974140AUS3152927AJPS53142935A
Od sredine 1960-tih godina razvijaju se i tehnologije za anodičku oksidaciju titanija te kasnije i niobija i tantala.http://www.reflectionandrefraction.co.uk/history.html Pristupljeno 19. siječnja 2018. Također su oko 1957. razvijene i tehnologije za anodičku oksidaciju nehrđajućeg čelika (patent US 2957812 A – kemijski su postupci za bojenje nehrđajućeg čelika razvijeni već oko 1927., komercijalizacija tek 1973., tzv. INCO postupak).http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-50532004000400005 Pristupljeno 20.02.2020. https://patents.google.com/patent/US2957812A/en Za razliku od anodičke oksidacije aluminija, gdje se nastali sloj boji anorganskim pigmentima ili organskim bojilima, u svim se ovim slučajevima radi o interferencijskim bojama. Na pragu 21. stoljeća ispituju se mogućnosti primjene bakterijskih kultura u patiniranju bakra i željeza te se vrše i ispitivanja laserski induciranog bojenja bakra i njegovih slitina, niobija, nehrđajućeg čelika i kromiranih predmeta.https://www.up2europe.eu/european/projects/biological-patina-for-archaeological-and-artistic-metal-artefacts_8707.html Pristupljeno 15.01.2018.https://www.nature.com/articles/ncomms16095 Pristupljeno 16.01.2018.https://www.industrial-lasers.com/articles/2008/03/ornamental-color-laser-marking-of-metals.html Pristupljeno 27. veljače 2018.
Primjena thumb|right|Pladnjić obojen vakumskim taloženjem Kemijsko se bojenje metala koristi prije svega kod izrade skulptura, nakita, značaka, medalja i odlikovanja, ukrasnih posuda, u metalografiji, u arhitekturi, izradi metalnog namještaja te u vojne svrhe. Također se u određenoj mjeri koristi u restauriranju i konzervaciji metala.
Primjeri uporabe
Metal koji želimo obojiti mora biti potpuno čist od oksida i masnoće. Proces bi se trebao provoditi u dobro prozračenom okruženju ili na otvorenom prostoru te uz zaštitnu odjeću, rukavice i zaštitne naočale.
Crna za srebro
Predmeti se urone u 2,5 % otopinu kalijevog ili natrijevog sulfida, po pojavi boje dobro se isperu te ih se zaštiti voštenjem ili lakiranjem.
Zelena za bakar i slitine thumb|right|Zelena kloridno-karbonatna patina na bakru, proba
Predmeti se premazuju otopinom od 250 g amonijevog karbonata i 250 g amonijevog klorida otopljenih u 1 l vode; svaki sloj odstoji 24 sata. Po postizanju željenog tona, materijal voštiti ili lakirati, kao podlogu može se koristiti smeđu ili crnu boju. Ako se smanji količina klorida, boja će biti više plavičasto zelena, a ako se smanji karbonat, više žuto zelena.
Crna za bakar
Otopina kalijevog ili natrijevog polisulfida (2,5 %), predmeti se urone u otopinu, po postizanju boje se isperu, osuše te ih se vošti ili lakira. thumb|right|bakar obojen u crno pomoću Na2S otopine
Smeđa za bakar
Predmete se kuha u barem 3 dana odstajaloj 12 % otopini bakar sulfata, po postizanju boje materijal isprati, osušiti i voštiti ili lakirati.
Crna za željezo
Predmete vrlo tanko premazati s lanenim uljem, zatim ih se postupno ugrije na 300 – 400 °C, po potrebi postupak se ponovi. Ovaj se postupak može koristiti na svakom metalu koji se može zagrijati na spomenutu temperaturu.
Smeđa za željezo
Koristi se 5 % vodena otopina željeznog(III) klorida. Predmet se premaže otopinom, nakon 24 sata se istrlja s grubom krpom ili najfinijom čeličnom vunom. Postupak se ponovi bar 3 puta. Na kraju je materijal potrebno istrljati masnom krpom.
Siva za kositar