Quaderni Cesmar7 09 C12 Carta 2011 by Cesmar7

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 1

Birgit Geller, Gudrun Hiby

CICLODODECANO E CAMPHENE TRICICLENE NEL RESTAURO DELLA CARTA

Traduzione di Lilia Gianotti

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 2

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

PREMESSA Ho appreso soltanto nel 2001 le potenzialità che questa particolare sostanza, il Ciclododecano, può offrire nel trattamento conservativo di opere d’arte, per le quali viene richiesto quanto più possibile di mantenere invariato l’equilibrio raggiunto nella loro evoluzione. La carta, oggetto della ricerca di seguito tradotta, poiché costituita da un delicato sistema fibroso che interagisce costantemente con il mezzo grafico o pittorico, spesso altamente solubile, a cui è connesso come supporto, presenta un’accentuata reattività alla minima sollecitazione, soprattutto se prodotta come spesso avviene da trattamenti con sostanze di natura polare. Vorrei evidenziare inoltre il ruolo primario che spesso la carta svolge quando viene a costituire l’elemento predominante nella creazione di un’opera d’arte, dove essa stessa può occupare ampie superfici dello spazio espressivo, veicolando ed evidenziando ogni minima alterazione strutturale o estetica prodotta durante un‘intervento di restauro. Ebbene il Ciclododecano pur rimanendo una sostanza di difficile controllo diffusivo quando impiegata su supporti notevolmente porosi, offre la straordinaria peculiarità di lavorare in sicurezza attraverso le molteplici applicazioni che temporaneamente può svolgere come fissativo, consolidante e protettivo, senza lasciare traccia dopo la sua sublimazione. Lilia Gianotti

Il presente saggio è estrapolato dal libro:

Birgit Geller und Gudrun Hiby: Flüchtige Bindemittel in der Papierrestaurierung sowie Gemälde- und Skulpturenrestaurierung. (Kölner Beiträge zur Restaurierung und Konservierung von Kunst- und Kulturgut; Band 10) - München: Siegl 2000 (2. Aufl. 2002). Birgit Geller, Gudrun Hiby, Consolidanti volatili nel restauro della carta, di dipinti e sculture, Università di Scienze Applicate di Colonia, Collana di quaderni di Colonia sul restauro e la conservazione di opere d’arte e beni culturali Volume 10).

Ringraziamenti Desidero ringraziare per la sua disponibilità l’autrice della pubblicazione Birgit Geller e i restauratori Lorenzo Pontalti e Stefan Wörz per il prezioso apporto alla traduzione del testo.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 3

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

CICLODODECANO E CAMPHENE TRICICLENE NEL RESTAURO DELLA CARTA L’obbiettivo che ci siamo posti attraverso questa esperienza tendeva alla comprensione di quanto l’uso dei leganti volatili possa costituire un mezzo idoneo al restauro di materiale cartaceo; questa prerogativa ha posto le basi per esaminare il comportamento e l’influenza che queste sostanze hanno su di esso. L’indagine, svolta attraverso dei tests, ha focalizzato l’attenzione sulle possibilità di applicazione, penetrazione e sublimazione di questi leganti e dei fattori da cui possono essere influenzati. È stato inoltre monitorato il processo di rigonfiamento della carta a seguito di un trattamento acquoso, resa parzialmente idrofoba attraverso un trattamento preliminare con questi leganti. Il tema di eventuali residui rilasciati dai leganti volatili è stato posto come obiettivo per un futuro progetto di ricerca. Sono stati sperimentati i seguenti metodi applicativi. • ll fissaggio dei colori non resistenti all’acqua (inchiostro per timbri, inchiostro, colori ad acquarello su vari tipi di carta); • Delimitazione di una superficie della carta per un trattamento localizzato (pulitura parziale); • Consolidamento delle fibre durante interventi meccanici (distacco di carte fragili da un supporto); • Consolidamento temporaneo di una superficie polverulenta (carboncino su carta giapponese, pastelli su cartoncino). Per l’applicazione dei test sono stati ovviamente utilizzati campioni sottoposti a processi di invecchiamento (per quanto possibile). In alcuni casi per simulare un intervento su manufatti con proprietà materiche e strutturali più complesse, si è reso necessario creare campioni con caratteristiche specifiche. In alcuni casi è stato possibile operare anche su manufatti storici. Le esperienze e relativi risultati ottenuti nell’arco di questa ricerca, hanno dimostrato il potenziale contributo che questi leganti possono offrire nell’ambito del restauro di un materiale tanto sensibile, quale si è sempre dimostrata la carta. I vantaggi e gli svantaggi osservati saranno riassunti alla fine di ogni capitolo.

RICERCHE PER INDIVIDUARE METODI APPLICATIVI FINALIZZATI ALLA FORMAZIONE DI UNO STRATO DI CICLODODECANO E SUO LIVELLO DI PENETRAZIONE I leganti volatili mostrano comportamenti diversi a seconda dei materiali da impermeabilizzare (idrofobizzare). Per impiegare questi leganti in modo corretto, vanno indagate tutte le informazioni disponibili sulla composizione dei materiali, oggetto del trattamento, e sul conseguente effetto che questi possono tollerare. L’applicazione di queste sostanze volatili si effettua tramite fusione o in soluzione satura. La soluzione in forma di fusione diventa solida per indurimento, mentre la soluzione satura attraverso l’evaporazione del solvente. La formazione di uno strato è legata al metodo applicativo, alle caratteristiche del materiale da impermeabilizzare e sua capacità di assorbimento. Impiegando il prodotto in soluzione satura la qualità degli strati dipende molto dalla tipologia dei solventi impiegati. In base a questo fattore si creano strati cristallini compatti, non compatti, superficiali o incorporati in profondità nella struttura fibrosa. Essi si distinguono per il loro effetto sulla carta, come idrofobizzante, consolidante o stabilizzante. I meccanismi di formazione di uno strato valgono sia per il Ciclododecano che per il Camphene Triciclene. La diversa volatilità delle due sostanze ne determinano il metodo applicativo e le caratteristiche dello strato formato. Con una soluzione di Camphene Triciclene, a causa della sua elevata tensione di vapore, non è possibile ottenere uno strato compatto, se non solo per un tempo limitato.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 4

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

La formazione di tale strato puĂ˛ essere in parte facilitata dal solvente utilizzato, offrendo perĂ˛ ridotte possibilitĂ dâ&#x20AC;&#x2122;impiego1. Per questo il Camphene Triciclene in questa ricerca viene impiegato solamente in soluzione allo stato fuso.

INFLUENZA DEI VARI METODI APPLICATIVI Come giĂ accennato i leganti volatili possono essere applicati sulla carta in soluzione satura o allo stato fuso. La soluzione satura puĂ˛ essere applicata a pennello, a gocce o a spruzzo. Nel caso specifico una soluzione in forma fusa viene applicata a pennello, a gocce distribuite attraverso termocauterio o tramite serbatoio riscaldato; in alcuni casi si puĂ˛ ricorrere alla nebulizzazione con pistola termica (rif. Fig. 2-3). Il metodo applicativo ed il tipo di legante determinano i meccanismi di formazione di uno strato e le proprietĂ dello stesso. Come regola generale vale il principio secondo cui, maggiore Ă¨ la velocitĂ di raffreddamento e lâ&#x20AC;&#x2122;evaporazione della soluzione allo stato fuso, piĂš piccoli saranno i cristalli formati quindi piĂš compatto e chiuso sarĂ lo strato. Formazione dello strato per fusione Durante il processo di raffreddamento il legante volatile si consolida attraverso la formazione di cristalli, creando uno strato chiuso e ceroso con proprietĂ idrofobe. La crescita dei cristalli si verifica dallâ&#x20AC;&#x2122;esterno allâ&#x20AC;&#x2122;interno, quindi segue il processo di raffreddamento. PiĂš aumenta la temperatura maggiore sarĂ la fluiditĂ della fusione; lo strato che si verrĂ a formare sarĂ piĂš sottile e nel contempo con una piĂš elevata impermeabilitĂ (il Camphene Triciclene non dovrebbe essere mai riscaldato eccessivamente poichĂŠ potrebbe creare delle variazioni nel materiale)2. Causa la sua elevata viscositĂ ed il veloce indurimento della soluzione allo stato fuso penetrerĂ nella carta3, ma raramente nelle singole fibre. Alla soluzione allo stato fuso puĂ˛ essere aggiunto un solvente per ritardarne lâ&#x20AC;&#x2122;indurimento ed aumentarne la diffusione, ciĂ˛ che per la carta generalmente non Ă¨ necessario4. Applicando il legante fuso, quando la temperatura di lavoro Ă¨ almeno tra i 5 e 10 gradi Â°C sopra il suo punto di fusione, si crea uno strato chiuso quasi trasparente; con temperature inferiori nello strato si creano inclusioni di aria. Fig. 2. Possibili metodi di applicazione e formazione di uno strato da sx a dx : soluzione di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40, stesa con pennello e a spruzzo; fusione di Ciclododecano e Camphene-Triciclene stesa a pennello.

Fig. 3. Ciclododecano sx durante il raffreddamento crea cristalli lunghi. Camphene Triciclene dx crea cristalli piu` piccoli ed appare piu` trasparente. La presenza di inclusioni d aria rendono la superficie biancastra.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 5

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Si consiglia di lavorare con pennelli piatti, in quanto fra le varie stesure la fusione indurisce velocemente riducendo la flessibilità delle setole.5 Il pennello deve essere impregnato completamente ad ogni stesura. Per formare uno strato si possono trattare superfici sia piccole che grandi. Sulle superfici più ampie solitamente è difficile ottenere uno spessore omogeneo. Lo strato formato può essere lavorato successivamente con una spatola a caldo. A seconda della temperatura trasmessa, attraverso la sua rifusione viene aumentata la profondità di penetrazione del legnate volatile, inoltre il film ottenuto sarà più compatto e liscio. Si ottengono strati molto sottili ed omogenei rifondendo il Ciclododecano applicato in soluzione. Prima di rifondere lo strato, la sostanza dovrebbe essere perfettamente solidificata (vedi sotto). Per lavori delicati si consiglia di applicare il legante direttamente con la spatola a caldo, poiché attraverso l’applicazione a pennello non è possibile ottenere margini precisi. Un’altra possibilità di applicazione consiste nella stesura del legante su di una pellicola e di trasferirla sulla superficie attraverso una spatola a caldo; questo procedimento è adatto per impermeabilizzare superfici ampie in modo omogeneo. Come supporto possono essere utilizzate due pellicole delle stesse dimensioni (Melinex o Hostaphan), unite da un film di umidità ottenuto tramite alcune gocce d’acqua (Fig. 4). Le pellicole vengono immerse 1 o 2 volte nella soluzione allo stato fuso. Dopo l’indurimento del legante volatile le pellicole possono essere separate ottenendo così due fogli trattati. Il bordo che si crea alla base delle pellicole quando vengono estratte dalla fusione dovrebbe essere asportato. I supporti utilizzati per questo lavoro sono: carta siliconata, pellicola Hostaphan siliconato o Melinex siliconato. Quest’ultimo non è molto adatto per trattamenti con Camphene Triciclene, poiché essendo più viscoso del Ciclododecano, per il suo basso punto di fusione, tende ad attaccarsi alla pellicola. La carta cerata non è adatta a questo scopo poiché la cera viene sciolta dai leganti volatili. Formazione dello strato, proprietà dello strato e profondità della penetrazione di Camphene-Triciclene e Ciclododecano in fusione La temperatura di fusione del Camphene Triciclene in soluzione allo stato fuso si colloca tra i 40-45 °C. La fusione solidificata osservata al microscopio è composta da forme cristalline poligonali e sferiche. Lo strato è morbido e ceroso ed è deformabile attraverso una azione meccanica. Lavorando con oggetti impermeabilizzati va tenuto presente che uno strato sottile di Camphene Triciclene si ammorbidisce già con il solo calore delle mani e disciolto può disperdersi nella carta. La profondità di penetrazione di Camphene Triciclene nella carta è maggiore di quella del Ciclododecano (vedi sotto), probabilmente per il punto di fusione più basso e per la minore viscosità. La maggior parte delle carte risultano completamente sature attraverso una unica stesura in fusione di Camphene Triciclene. La temperatura di fusione per il Ciclododecano si colloca tra 65-75 °C. Gli strati sottili sono costituiti da cristalli più piccoli rispetto a quelli che caratterizzano stesure più spesse o create attraverso il rilascio di gocce. I cristalli più grandi, di più millimetri, si formano soltanto a seguito di un lento raffreddamento e di una maggior quantità di legante volatile. Generalmente su di un supporto poroso i cristalli sono più piccoli rispetto alla stesura su di un materiale non assorbente; osservati al microscopio essi mostrano una superficie irregolare e granulosa. Le stesure hanno lo svantaggio di rompersi facilmente attraverso un’azione meccanica o a seguito di una defor-

film acquoso

pellicola

soluzione allo stato fuso

Fig. 4. Creazione dello strato sulle pellicole attraverso immersione in prodotto fuso.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 6

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

mazione (p.s. la dilatazione di un supporto). Strati spessi ottenuti da un’unica applicazione, essendo formati da cristalli più grandi, sono più stabili rispetto a quelli realizzati in più stesure successive, noti per una struttura cristallina di dimensioni ridotte. Considerate le diverse dinamiche di sublimazione si lavorerà preferibilmente con strati sottili di Ciclododecano e strati più spessi di Camphene Triciclene. A questo assunto sono legate le varie forme di applicazione. Formazione dello strato, sue proprietà e profondità della penetrazione di Ciclododecano in soluzione La formazione di uno strato di soluzione satura di Ciclododecano dipende dal metodo di applicazione, dal solvente impiegato e dal tipo di materiale da proteggere. Nel migliore dei casi, a seguito dell’evaporazione del solvente, si crea uno strato di cristalli compatto. Secondo il metodo applicativo la carta può essere saturata, dunque resa quasi totalmente idrofoba, o soltanto solidificata in superficie. Nella maggioranza dei casi un materiale poroso come la carta assorbe la soluzione applicata immediatamente.6 La soluzione di Ciclododecano entra nei pori del supporto cartaceo e probabilmente anche nel lume delle fibre. Usando solventi molto volatili l’indurimento avviene già durante la stesura sulla superficie della carta, dove i cristalli formatisi ritardano l’evaporazione del solvente penetrato nelle fibre. Quando la maggior parte del solvente è evaporato dalla carta lo strato raggiunge il suo massimo effetto idrofobizzante. HIBY definisce questa fase “la massima evaporazione del solvente”. Da questo punto il solvente residuo evapora assieme al Ciclododecano. Soluzioni sature con solventi apolari (Tabella 4), sulla carta creano strati compatti costituiti da piccoli cristalli (Fig. 5-6). Quando la soluzione viene applicata in eccesso, non prima che la carta sia satura si creano cristalli più grandi e allungati e lo strato diviene irregolare. Se si desidera ottenere uno strato più spesso è bene applicare la soluzione con più stesure sottili ed attendere l’evaporazione del solvente fra una stesura e l’altra. Rispetto agli strati formati da soluzione di Ciclododecano, gli strati del legante fuso sono permeabili al vapore (vedi sotto)7. Essendo composto da tanti piccoli cristalli esso risulta meno compatto rispetto a quello del Ciclododecano fuso. La permeabilità al vapore del Ciclododecano è stata verificata con l’aiuto di cartine indicatrici U.R.8 Queste sono state trattate da asciutte su ambedue i lati, sia con Ciclododecano disciolto in Etere di petrolio 30-40, sia con soluzione allo stato fuso dello stesso. Una parte dei campioni sono stati collocati in una camera di umidificazione (95% U.R., 25 °C) per 15 minuti, la parte rimanente è stata lasciata a clima ambientale (22 °C, c/a 42% U.R.). Il cambiamento cromatico delle prove da blu a rosa, come conseguenza del livello di assorbimento di umidità, ha testato il grado della permeabilità al vapore del legante9. Per realizzare stesure con Ciclododecano, si è confermato ottimale l’Etere di petrolio 30-40, in quanto avendo un punto di ebollizione estremamente basso possiede una volatilità molto elevata10. Il suo impiego ha portato alle seguenti conclusioni: quando una carta deve essere totalmente idrofobizzata, si suggerisce

Fig. 5. Una soluzione di Ciclododecano in etere di petrolio 30-40 al microscopio mostra uno strato di cristalli sottili. Nella zona del bordo sono visibili forme che ricordano dei crateri confrontare annotazione 2 pag. 30 . La soluzione era applicata a gocce su di un cartone nero ingrandimento effettivo 28x .

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 7

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Solvente del solvente

Concentrazione g/ml

Quantita` di saturazione °C

Temperatura

Etere di petrolio 30-40

0,62

1,1

Ligroina 60-100

0,67

1,0

Cicloesano

0,78

1,25

Benzina rettificata 100-140

0,72

0,9

Tab. 4. Creazione di soluzioni sature di Ciclododecano con solventi apolari.

di trattarla su ambedue i lati o, se questo non fosse possibile, lavorando bagnato su bagnato e incrementando la quantità di legante volatile. In questo caso la stesura deve essere realizzata in modo veloce fintanto che la soluzione è ancora fluida, in modo da evitare che i cristalli formati si spostino durante le successive applicazioni creando uno strato irregolare e permeabile. In alternativa all’applicazione bagnato su bagnato, si può attendere l’asciugatura del primo strato ed effettuare una seconda stesura, sia per impermeabilizzare le parti mancanti, sia per aumentare lo spessore del film. Ogni nuova stesura dovrebbe essere eseguita dopo la completa formazione dello strato da sovrapporre. Tramite una unica applicazione l’evaporazione del solvente dura circa 1 ora e aumenta per ogni stesura successiva11. Ogni nuova applicazione su di uno strato deve essere eseguita delicatamente, per evitare lo spostamento dei cristalli parzialmente solubilizzati dalla nuova stesura. Ridistribuendo la soluzione in eccesso ovvero operando su di una carta poco assorbente (per esempio carta patinata rif. Tav. 1/a), si crea uno strato non compatto, irregolare e permeabile12. Per una buona applicazione della soluzione sono adatti pennelli con setole lunghe e morbide. Il pennello ad ogni stesura dovrebbe essere totalmente impregnato. Lavorando per un tempo prolungato, all’interno del pennello si possono depositare cristalli di Ciclododecano, determinando una maggior concentrazione di legante ed un conseguente aumento dello spessore dello strato. Se la soluzione di Ciclododecano viene applicata con l’ausilio della tavola a bassa pressione, il tempo impiegato per la formazione dello strato risulta ridotto; ad esempio una soluzione di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40 viene diminuito da 1 ora a 10 minuti13. Per raggiungere un’impermeabilizzazione completa, la soluzione deve essere applicata in modo da creare uno strato di cristalli ben visibili sulla superficie. Il legante volatile va applicato anche sul verso del supporto cartaceo. La soluzione impregna la carta completamente, però il legante volatile sublima dal retro assieme al solvente offrendo una idrofobizzazione meno duratura.

Fig. 6. La soluzione di Ciclododecano e Ligroina rimane fluida piu` a lungo, per questo al centro si formano cristalli aghiformi. Sui bordi la soluzione si cristallizza creando piccoli conglomerati cristallini ingrandimento effettivo 28x .

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 8

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Applicazione di Ciclododecano in soluzione a spruzzo Le proprietà di uno strato di Ciclododecano applicato a spruzzo sono legate soprattutto alla scelta del solvente, alla distanza di nebulizzazione ed alla quantità della soluzione data. Rispetto agli strati stesi a pennello, attraverso un’applicazione a spruzzo si raggiungono stesure omogenee, con spessore uniforme e generalmente più sottile. Usando soluzioni con solventi facilmente volatili (per es. Etere di petrolio 30-40), gran parte del solvente evapora durante il processo di nebulizzazione, cosicché il legante volatile raggiunge la superficie della carta come particellato solido, creando uno strato non compatto, decoeso e poco coerente al supporto. Probabilmente l’abbassamento di temperatura dovuta all’evaporazione favorisce una più veloce formazione di cristalli. È possibile aumentare la diffusione della soluzione nebulizzata riducendo la distanza dalla carta durante l’applicazione e impiegando come solvente un idrocarburo con punto di ebollizione più alto14; anche l’adesione fra le particelle di Ciclododecano viene migliorata. Risultati ottimali si sono ottenuti con l’uso di aerografo (ugello 0,3 mm) con una pressione di 0,5-2 bar. La distanza dalla carta può variare tra i 5-25 cm a seconda della pressione scelta e dalla quantità di soluzione in uscita. Influenza della carta La formazione dello strato e la profondità di penetrazione del legante volatile, non sono solo legati al metodo di applicazione, ma anche al materiale costitutivo dell’oggetto. Carte aventi caratteristiche compositive diverse assorbono il legante volatile in maniera differenziata e, con lo stesso quantitativo di soluzione, subiscono diversi gradi di impermeabilizzazione e consolidamento (Tabella 5). Dovendo realizzare una impregnazione parziale oppure completa, è importante sapere quanto il legante volatile penetra nella fibra della carta e verificare la quantità necessaria da applicare. Nel caso di una impermeabilizzazione superficiale di un oggetto stratificato, va verificato se sono presenti interfacce come film di adesivi permeabili al legante volatile o aventi effetto barriera. La formazione dello strato di una soluzione di Ciclododecano è fortemente influenzata dalla tipologia di carta. Per esempio in una carta molto assorbente la soluzione di Ciclododecano si diffonde e satura velocemente (Tav. 1/a). Una carta patinata invece viene impermeabilizzata solo in superficie, poiché la soluzione non riesce a penetrarne lo strato più esterno. La specificità d’assorbimento dei leganti volatili in differenti tipologie di carta, è evidenziata dalla quantità di legante assorbito ed al processo di formazione dello strato. Questa capacità di assorbimento viene definita come “capacità di saturazione” e determina la quantità di legante necessaria per impermeabilizzare completamente una carta, indipendentemente dal metodo di applicazione. La ”capacità di assorbimento di una soluzione” dipende dalle proprietà della carta. Una maggiore capacità di legante volatile si verifica con le carte aventi le seguenti proprietà. • • • • • •

assorbimento elevato maggiore ampiezza dei pori fibre lunghe superficie ruvida poca o assenza di collatura carta non patinata

Le caratteristiche elencate si riscontrano per esempio nella carta giapponese. La carta moderna ha caratteristiche opposte alla carta giapponese, quindi presenta un “capacità di assorbimento” minore. La carta giapponese si distingue dalle carte industriali soprattutto per la quantità e la tipologia di collatura. La collatura, oltre ad altri fattori, è una fase indispensabile nella maggior parte delle carte e ne determina la qualità quando impiegata per stampe artistiche, incisioni e scrittura. Per verificare in maniera più approfondita quanto la collatura incide sulla penetrazione del legante volatile, una carta da filtro è stata trattata con tre tipi di colla (colla d’amido al 2%, colla animale al 2%, Tylose MH300 1%). Si sono utilizzati Camphene Triciclene e Ciclododecano in soluzione allo stato fuso, il secondo anche in soluzione. Il legante volatile colorato con Fettblau B è stato steso sia a pennello che a gocce.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 9

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

La pigmentazione del legante volatile ne verifica la profondità di penetrazione in base alla quantità di colore presente sul retro della carta. Questo dato è verificabile otticamente. Fra le tre carte trattate con collanti diversi, non è stata individuata una significativa differenza di penetrazione del legante volatile15. Nella carta non collata si è evidenziato che un singolo trattamento con una bassa concentrazione di collatura, rende più difficile la saturazione con legante volatile rispetto alla carta da filtro. Indipendentemente dalla tipologia dell’adesivo, dopo una seconda collatura si riduce la capacità di penetrazione del legante volatile. Influenza dello strato di adesivo A seguito dei risultati ottenuti, si rendeva necessario analizzare se concentrazioni elevate di adesivi potessero costituire una barriera al legante volatile. Ad esempio, quando si voglia impermeabilizzare una carta prima del distacco da un supporto a cui è incollata, dove il legante volatile penetra il film di adesivo raggiungendo il supporto, lì si rende difficoltoso il distacco; nelle zone idrofobizzate l’adesivo impregnato, divenuto impermeabile all’umidità, non si rigonfia impedendone la sua rimozione. La problematica descritta è stata simulata attraverso il seguente test. Una carta da fotocopia (80 g/m2), è stata incollata con tre adesivi diversi (colla d’amido al 10% e 15%, colla animale al 10% e 20%, Tylose MH300 5%) su cartone; in seguito la stessa è stata trattata con soluzione allo stato fuso di Camphene Tipologia di carta

Comportamento della soluzione di Ciclododecano steso a pennello

Carta da filtro Spessore 0,17 mm, 88 g/m2

Penetra bene e satura in maniera omogenea; la soluzione si diffonde e si espande immediatamente; strato spesso in corrispondenza della pennellata, e piu` sottile ai margini dove la soluzione viene veicolata verso l esterno

Carta giapponese Spessore 0,14 mm, 43 g/m2 fibra Kozu

Comportamento analogo come descritto per la carta da filtro, ma con una estensione minore; sul retro non si forma uno strato chiuso di cristalli; parte delle fibre non vengono impermeabilizzate

Carta Hadern Spessore 0,12 mm

Penetra e satura bene; a causa delle irregolarita` nella struttura della carta, sul verso si creano singoli conglomerati cristallini di dimensioni maggiori

Carta con lignina Spessore 0,12 mm

Penetrazione e saturazione omogenee; formazione di uno strato sia sul davanti che sul retro

Carta senza lignina Spessore 0,10 mm, 80 g/m2

Buona penetrazione; saturazione rallentata rispetto alla carta con lignina

Carta tipo a mano Spessore 0,18 mm, 120 g/m2

Buona penetrazione; saturazione ottenuta in rapporto alla quantita` di soluzione stesa e soltanto attraverso un contatto prolungato tra pennello e carta

Carta patinata Spessore 0,09-0,1 mm

Non penetra; strato confinato regolare lungo il bordo; ispessimento marginale del prodotto; soluzione in eccesso tendente verso i margini sul vetro e` stato osservato che la soluzione di Ciclododecano nel processo di formazione di uno strato, si diffonde molto e riesce a seguire i margini di un contenitore di vetro Petri ; ovviamente questo fenomeno e` riscontrabile su superfici lisce e non assorbenti .

Tab. 5. Comportamento di diffusione e formazione di uno strato di una soluzione di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40, stesa a pennello su varie tipologie di carta.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 10

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Triciclene e Ciclododecano e con un soluzione di questâ&#x20AC;&#x2122;ultimo. I leganti volatili sono stati applicati a pennello ed a gocce; in piĂš le fusioni sono state trattate con spatola a caldo per accertarsi che la carta fosse totalmente saturata. I leganti volatili sono stati colorati con Fettblau B, per poterne verificare il livello di penetrazione. Dopo la sublimazione del legante volatile, i campioni sono stati osservati in sezione ed attraverso inglobamento; in questâ&#x20AC;&#x2122;ultimo caso senza ottenere alcun risultato significativo (Tav. 1/b, c). La sezione dei campioni mostravano che tutti i films di adesivo costituivano una barriera per il legante volatile applicato e nessun campione risultava colorato con il Fettblau B16. Dopo questo risultato si doveva verificare se strati di adesivi caratterizzati da una minore concentrazione potevano determinare una maggiore permeabilitĂ verso i leganti volatili. Una quantitĂ minore di colla potrebbe essere paragonata ad uno strato di adesivo degradato, usualmente riscontrabile nella prassi lavorativa17. Il test appena descritto Ă¨ stato modificato e semplificato. I tre adesivi sono stati applicati a pennello in concentrazioni varie, creando uno strato omogeneo e di un certo spessore. Si trattava di colla dâ&#x20AC;&#x2122;amido, colla animale, Tylose MH300 (vedi Tabella 6). I leganti volatili, colorati con Fettblau B, sono stati applicati in soluzione allo stato fuso o in soluzione a pennello ed a gocce su cartone trattato con colla. Dopo la sublimazione del legante volatile, sulla superficie del cartone sono rimasti residui di colorante. Questo ha permesso di asportare lo strato di adesivo attraverso acqua calda e batuffoli di cotone. Nelle zone dove il legante volatile ha attraversato il film di adesivo fino al cartone, era possibile asportare il colorante assieme allâ&#x20AC;&#x2122;adesivo. Nelle altre zone il legante volatile colorato ha attraversato parzialmente lâ&#x20AC;&#x2122;adesivo ed ha colorato il cartone sottostante. Attraverso le tracce di colorante riscontrate sul cartone Ă¨ stato possibile valutare la permeabilitĂ del film adesivo verso i leganti volatili18. Soltanto la Tylose MH 300 in concentrazione al 1% e Colla dâ&#x20AC;&#x2122;amido poco concentrata (2,5% e 5%), sono caratterizzati da permeabilitĂ verso i leganti volatili.

Quantita` di adesivo su 1 m2

Concentrazione di adesivo

Fusione di Camphene Triciclene

Fusione di Ciclododecano

a gocce / a pennello

a pennello / a gocce

Ciclododecano, Soluzione satura in Etere di petrolio 30-40 a gocce

Tylose MH300 4,8 g 7,6 g 15,2 g

1% 2,5% 5%

0 + +

+ + +

+ +

2,5% 5% 10%

+ +

5% 10% 20%

+ + +

Colla d amido 7,6 g 12,4 g 18,8 g Colla animale 7,6 g 6,8 g 18,8 g

Tab. 6 Permeabilita` del film di adesivo in varie concentrazioni per fusione di Camphene Triciclene e Ciclododecano e soluzione di Ciclododecano. + = Legante volatile non penetrato; 0 = poco penetrato; - =penetrato; =forte penetrazione

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 11

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

SUBLIMAZIONE: COME CONDIZIONARNE IL PROCESSO Le capacità di sublimazione dei leganti volatili è dovuta innanzitutto all’alta tensione di vapore. La tensione di vapore19 è una costante relativa al materiale ed è determinata dalla grandezza e dalla struttura delle molecole e dalle forze intermolecolari dello stesso, e sono queste a determinare il calore di sublimazione20. Le sostanze apolari Camphene Triciclene e Ciclododecano hanno un’elevata tensione di vapore ed un basso calore di sublimazione in quanto le forze intermolecolari (van der Waals) sono basse. La bassa forza d’attrazione fa si che una grande quantità di molecole vanno dalla superficie della sostanza solida verso l’ambiente gassoso, per raggiungere una concentrazione che corrisponde alla tensione di vapore. La tensione di vapore è legata alla temperatura. Con l’aumento della temperatura viene accelerato il movimento molecolare di Brown e più molecole vanno verso l’ambiente gassoso. La sublimazione dei leganti volatili secondo Jaegers21, può essere condizionata in assenza di variazioni termiche: “Ad una temperatura data, diminuendo (per esempio attraverso la copertura con una pellicola) o ampliando lo spazio che il vapore ha a disposizione (per es. attraverso una ventilazione), la tensione di vapore non cambia, piuttosto le molecole da una fase gassosa ritornano allo stato solido o liquido (diminuendo lo spazio), o altre molecole vengono trasferite nell’ambiente gassoso”. Segue la distinzione fra due fasi di sublimazione: Fase 1: sublimazione della superficie del legante volatile, indipendentemente dalla tipologia di carta idrofobizzata. Fase 2: la sublimazione dall’interno della carta, è rallentata a causa della struttura delle fibre22. I livelli di sublimazione delle fasi 1 e 2 costituiscono il percorso di sublimazione. Il percorso di sublimazione viene condizionato da una serie di fattori: Fattori specifici del materiale: pressione del vapore; calore di sublimazione. • Fattori esterni: temperatura dell’ambiente; ventilazione; dimensioni dell’ambiente; pressione atmosferica, umidità. • Fattori relativi all’oggetto: spessore; compattezza; porosità; composizione del materiale (per es. cariche con una ampia superficie specifica23, caratteristiche apolari della collatura in superficie). Da questi numerosi fattori si evince la difficoltà nel dare dati precisi sui livelli di evaporazione dei leganti volatili. È invece possibile indicare valori approssimativi sui tempi di sublimazione, relativi ad una determinata quantità presente su di una superficie definita. È di fondamentale importanza tener conto delle condizioni ambientali relative ai risultati ottenuti attraverso i tests. •

Tipico processo di sublimazione Inserendo i valori di sublimazione raggiunti attraverso la pesatura periodica di una carta idrofobizzata, si ottiene una curva tipica indipendente dal legante volatile scelto (Fig. 7). Nella prima fase il legante volatile sublima velocemente, quindi l’andamento della curva è ripido. Quando il legante volatile in superficie è sublimato completamente la curva si livella, quindi il processo di sublimazione risulta diminuito per il rallentamento indotto dalla struttura della carta. Questa seconda fase è influenzata dalla profondità di diffusione del legante volatile e dalle caratteristiche della carta quali ad esempio spessore, compattezza e porosità. Prima fase di sublimazione La sublimazione dalla superficie della carta è influenzata da condizioni esterne quali, per esempio, temperatura ed areazione. Un aumento della temperatura non riesce ad accelerare la sublimazione in assenza di ventilazione; non avviene una accelerazione nemmeno quando l’ambiente circostante è di dimensioni ridotte (per esempio un oggetto coperto). Questo si può vedere nella Fig. 8 con il Ciclododecano. Il Ciclododecano sciolto in Petrischalen, è stato sottoposto a diverse condizioni ambientali e pesato periodicamente. Con Camphene Triciclene il volume dell’ambiente e la ventilazione, rispetto alla temperatura sembrano avere una maggior influenza sul processo di sublimazione. Si suppone che in un ambiente di minor volume,

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 12

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Fig. 7. Processo di sublimazione tipico secondo l esempio di una carta 80 g/m2 idrofobizzata con una soluzione allo stato fuso di Ciclododecano, tutto questo con una temperatura 21 °C e circa 42% di U.R.

giorni

Fig. 8. Sublimazione di una soluzione allo stato fuso di Ciclododecano a 21 °C sotto una forte ventilazione e a 33 °C quasi in assenza di ventilazione entrambi i valori sono medi . La sublimazione della soluzione di Ciclododecano e` maggiore rispetto a quella di una soluzione allo stato fuso, perche´ lo strato possiede una superficie specifica piu` ampia grazie alla sua struttura irregolare.

Soluzione allo stato fuso a ca. 21 °C forte ventilazione

Soluzione allo stato fuso a ca. 33 °C bassa ventilazione

Soluzione a ca. 33 °C forte ventilazione

giorni

Fig. 9. Sublimazione di una soluzione allo stato fuso di Camphene Triciclene a 21 °C con una forte ventilazione e a 33 °C quasi in assenza di ventilazione entrambe i valori sono medi .

forte ventilazione

bassa ventilazione

ore

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 13

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Fig. 10. La curva mostra il processo di sublimazione di una carta da filtro saturata con Camphene Triciclene. La seconda fase nella quale sublima il legante volatile non piu` visibile, inizia dopo circa 30 e dura molto di piu` rispetto alla prima fase.

Legante volatile non piu` visibile

ore

Fig. 11. Stato finale di sublimazione dalla carta da filtro di una fusione e di una soluzione di Ciclododecano 80 g/m2 . Le carte sono state totalmente saturate con legante volatile. Il processo di sublimazione risulta quasi identico.

soluzione allo stato fuso

soluzione

ore

Fig. 12. Sublimazione di Ciclododecano nell ultima fase con tre carte aventi proprieta` diverse: carta tipo a mano industriale 120 g/m2 , carta priva di lignina 80 g/m2

e carta da filtro 88 g/m2 .

carta priva di linguina

carta da filtro

carta tipo a mano industriale

giorni

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 14

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

con vapori di Camphene Triciclene l’aria si saturi più velocemente e con l’aumento della concentrazione si rallentino le successive fasi di sublimazione (Fig. 9). Seconda fase di sublimazione La sublimazione del legante volatile viene molto rallentata in rapporto alle caratteristiche della carta. Anche se apparentemente assente in superficie o non più evidenziato da trasparenza ed aumento di tono, esso è comunque presente (Fig. 10). Una soluzione e una soluzione allo stato fuso di Ciclododecano, rispetto alle due fasi di sublimazione quasi non si distinguono (Fig. 11). Si può dedurre che grazie alla sua diversa penetrazione, la soluzione di Ciclododecano permane più a lungo nella carta, mentre la soluzione allo stato fuso di Ciclododecano si caratterizza per una durata di sublimazione piuttosto limitata (vedi sotto). Probabilmente nella carta, mediante la soluzione, viene trasportato meno Ciclododecano rispetto alla soluzione allo stato fuso, poiché dopo l’evaporazione del solvente rimangono spazi vuoti di minore entità. Lo stato finale della sublimazione è determinato dal dissolvimento del legante volatile penetrato nella carta e dalla sua capacità di liberarsi dalle fibre. La Fig. 18 mostra la sublimazione del Ciclododecano su tre carte diverse. Alla stessa temperatura iniziale, la carta a mano industriale (120 g/m2) ha assorbito una quantità inferiore di soluzione allo stato fuso rispetto alla carta più sottile e meno collata priva di lignina. Nella carta priva di lignina il Ciclododecano penetrando in profondità sublima in sette giorni, mentre nella carta a mano industriale la minore penetrazione del Ciclododecano riduce il tempo di sublimazione a cinque giorni. La carta da filtro non collata ha assorbito la stessa quantità di legante volatile della carta priva di lignina; tuttavia il Ciclododecano è riuscito a sublimare più facilmente dalla struttura fibrosa e meno compatta da cui è costituita la carta da filtro, che non dalla carta priva di lignina con carica. Determinazione della velocità di sublimazione È possibile calcolare la velocità di sublimazione e la quantità del legante volatile applicato, attraverso la misurazione dello spessore della fusione e l’ampiezza della superficie idrofobizzata. Va considerato che da strati con maggior spessore, il legante volatile sublima anche marginalmente. Quindi ne deriva che la sublimazione risulta essere minore dove la superficie è più estesa24. Questo si verifica soprattutto con Camphene Triciclene (vedi sotto). • Ciclododecano: sono stati applicati su carta strati di prodotto in soluzione allo stato fuso da mm 0,1 a 0,5 che venivano pesati giornalmente. Dall’andamento di sublimazione dei primi tre giorni, è stata ricavata una media25. Nella media evaporano mg 4,5 di Ciclododecano per giorno (da 20 a 23 °C). Uno strato compatto di mm 0,1 di spessore, corrisponde a 0,86 mg/cm2 a seconda della densità del Ciclododecano (0,861 g/cm3). Ciò significa che al giorno sono sublimati circa mm 0,5 di Ciclododecano. Lo spessore dello strato di Ciclododecano non permette di stabilire un rapporto con la quantità del materiale, perché questo può variare molto in struttura e compattezza. • Camphene Triciclene: il test precedente è stato realizzato anche con Camphene Triciclene: la soluzione allo stato fuso è stata applicata su carta in strati di spessore da mm 0,3 a 0,5 ed è stato pesato ogni 10’. Uno strato con spessore di mm 0,1 corrisponde a circa 9 mg di Camphene Triciclene/cm2 (Tab. VII). La media di andamento di sublimazione nei primi 30’ superava di 33 mg/ora quella rilevata precedentemente per il Camphene Triciclene presente in eccesso (15,5 mg/ora). Probabilmente questo è legato al comportamento, inizialmente menzionato, di sublimazione del Camphene Triciclene sui bordi.

Esempi di sublimazione di strati di Camphene Triciclene in superficie Una soluzione allo stato fuso di Camphene Triciclene con uno strato di spessore di mm 0,4 e con una superficie di un cm2, in condizioni ambientali “normali” (22 °C, 43% U.R.), sublima quasi completamente in 2 ore. Dopo ore 1.15 lo strato si è ridotto di mm 1, dopo ore 1.45 di mm 2 (vedi Fig. 13).

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 15

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Fattori di influenza sulla velocità di sublimazione Una sublimazione accelerata può essere raggiunta attraverso l’aumento di ventilazione (sotto aspirazione, phon con aria fredda) o con l’aumento della temperatura ambientale. Un rallentamento invece si raggiunge attraverso la riduzione volumetrica dell’ambiente ed una minore ventilazione, ad esempio coprendo l’oggetto idrofobizzato o avvolgendolo in una pellicola26. Pellicole di Hostaphane ed Alluminio, si sono rivelati i materiali più idonei27. Avvolgendo l’oggetto in una pellicola (per es. Melinex) la sublimazione s’interrompe quasi completamente dopo la saturazione dell’aria. È stato osservato che il Ciclododecano a causa di variazioni di temperatura si cristallizza all’interno della pellicola28. Rallentamento della sublimazione di Camphene Triciclene Lavorando con il Camphene Triciclene,29 molto volatile, spesso è necessario rallentare la sublimazione per aumentare i tempi d’intervento. Per rallentare la sublimazione nel test sono stati presi in considerazione metodi applicativi semplici. Una carta millimetrata è stata trattata con uno strato di Camphene Triciclene di spessore di mm 0,2 e suddivisa in settori di 1 cm2. Per ogni tre campioni del suddetto supporto si è creata una copertura con diversi materiali, sono stati quindi capovolti lasciandone libera la superficie. I campioni erano confrontabili verificando la riduzione dello strato di legante volatile su ogni millimetro di superficie.

Fig. 13. Sublimazione di uno strato di Camphene Triciclene con spessore di mm 0,4 su di una superficie di 1 cm2. I campioni sono stati colorati con soluzione di Fucsia immediatamente dopo l applicazione, dopo 1, 1.15, 1.40 e 2 ore, per evidenziare la riduzione dello strato di legante volatile.

Fig. 14 a, b. Sublimazione di 1 cm2 di Camphene Triciclene in soluzione allo stato fuso con uno spessore di 1 mm in ore 3.30 sequenza sopra e di 0,5 mm in ore 2.15 sequenza sotto . Le zone idrofobizzate non sono state colorate con soluzione fucsia. Le macchie gialle sulle superfici idrofobizzate della sequenza sopra, sono costituite da residui di Camphene con particelle di Fucsia.

Spessore dello strato 0,3 mm

Tempo di sublimazione per cm2

Tab. VII. Andamento di sublimazione di Camphene Triciclene.

1:15 h

0,4 mm

1:30 h

0,5 mm

2:00 h

0,8 mm

2:40 h

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 16

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Il Camphene Triciclene è stato applicato ad una temperatura di poco superiore al suo punto di fusione, in modo da ridurre la penetrazione nella carta (condizioni ambientali: 21 °C, 44% U.R.). La copertura di uno strato di Camphene Triciclene con una carta da filtro raddoppia la durata di sublimazione. Usando una pellicola di melinex, sigillata perimetralmente con dei pesi, si sono verificati significativi rallentamenti di sublimazione, anche di alcune ore. La copertura con carta giapponese sottile (9 g/m2), contribuisce di poco al rallentamento della sublimazione. L’uso di questo materiale è utile per proteggere lo strato di legante volatile dalla polvere, senza aumentarne i tempi di sublimazione. Con lo strato di Camphene Triciclene capovolto, la durata di sublimazione raddoppia solo se questo raggiunge il margine della carta. Se la stesura dello strato è limitata all’area centrale della carta, va da sé che i tempi di sublimazione tenderanno ulteriormente a diminuire.

TEMPI DI LAVORAZIONE Il tempo di lavorazione disponibile per compiere un’operazione di restauro, corrisponde alla durata di una idrofobizzazione o consolidamento. Esso è determinato da: la scelta del legante volatile e suo processo di sublimazione; metodo di applicazione e quantità di legante volatile; • condizioni esterne che influenzano la sublimazione; • la composizione e la struttura del materiale trattato; • la tipologia degli interventi da realizzare sull’oggetto, in quanto questi potrebbero modificare la cinetica di sublimazione o la superficie dello strato. • •

Il Ciclododecano sublima molto più lentamente del Camphene Triciclene. Questo va considerato nella programmazione di ogni singolo intervento. Attraverso un trattamento con Camphene Triciclene si possono eventualmente realizzare più interventi successivi all’interno della stessa giornata. Uno strato di Ciclododecano evapora totalmente dopo giorni se non dopo settimane. Dopo la sublimazione dello strato superficiale, grazie al legante volatile rimasto all’interno della carta, persiste un buon livello di impermeabilizzazione o un ottimale consolidamento delle fibre. Questa seconda fase di sublimazione solitamente ha una durata superiore rispetto alla prima. Durata di una idrofobizzazione o di un consolidamento In un trattamento “all’aperto” la durata di lavorazione è determinata dalla sublimazione del legante volatile. Nel caso di un’ intervento per immersione, i leganti volatili non possono sublimare. La capacità di assorbimento della carta in un trattamento acquoso, determina oltre al metodo di applicazione, anche la durata di idrofobizzazione del legante volatile. Inoltre va considerato che i vari metodi impiegati possono interferire o danneggiare lo strato applicato (vedi pag. 46). Influenza dell’assorbimento dell’acqua sulla durata di lavorazione La capacità di assorbimento della carta è legata alla capillarità dei pori e delle fibre. Una semplificazione del modello del processo di assorbimento dell’acqua, dimostra che nelle carte compatte le fibre si rigonfiano prima che i pori vengano saturati dall’acqua. In carte con strutture meno compatte, il processo si svolge inversamente30. La velocità di assorbimento dell’acqua è ridotta in presenza di una forte collatura o di una minore capillarità. Per ottenere una impermeabilizzazione parziale prolungata, va assolutamente evitata l’umidificazione, affinché sia i pori che le fibre possano essere saturati per ostacolare l’effetto di capillarità. Questo con l’utilizzo del legante volatile non è possibile (eccezione fatta quando l’oggetto viene totalmente coperto dalla fusione). In un trattamento per immersione, una idrofobizzazione parziale della carta può avere solo un’effetto temporaneo, anche se generalmente la durata di lavorazione disponibile è sufficiente per un trattamento efficace.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 17

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Come già menzionato, si suppone che la fusione entri solo nei pori della carta, poiché le fibre vengono sì avvolte dal legante volatile, ma mantengono la loro capillarità. L’umidificazione di una carta impermeabilizzata, probabilmente avviene sfruttando il sistema capillare delle fibre, che dalle aree non idrofobizzate agisce permeandone i confini . Quindi l’acqua entra nella carta dal margine dello strato, mentre la fusione in superficie ne impedisce il bagnamento. In un trattamento acquoso, lo strato formato da una soluzione di Ciclododecano, per la sua permeabilità al vapore impedisce l’effetto idrofobizzante. Si presume che applicando una soluzione, oltre ai pori, anche le fibre assorbono il legante volatile. Siccome lo strato che si viene a formare è costituito da singoli cristalli, la struttura sarà meno compatta rispetto a quella di una fusione; ciò può favorire la veicolazione di umidità nella carta. Lungo le pareti degli interstizi cristallini del legante volatile, apolare, non si prevede un’assorbimento di molecole d’acqua polari, per questo ne viene agevolata la migrazione all’interno della carta. La forte pressione esercitata dalle molecole d’acqua su di una carta sottoposta a immersione, rispetto ad un trattamento umido superficiale, produce un’accelerazione nell’assorbimento di umidità. Quindi rispetto alla impermeabilizzazione di una carta sui due lati con una soluzione allo stato fuso, l’utilizzo di una soluzione produce una perdita di effetto idrofobizzante non solo lungo il margine, ma soprattutto sulla superficie. Da ciò ne deriva che durante un trattamento acquoso, la permanenza dello stato di impermeabilizzazione dipende prevalentemente dalla metodologia di solubilizzazione e quindi dalla capacità di assorbimento idrico della carta. Influenza del potere di assorbimento della carta Se in una carta molto assorbente, a causa della capillarità delle fibre, una idrofobizzazione risulta meno duratura, in una carta fortemente collata l’assorbimento viene rallentato. Questo è stato verificato attraverso un test su carta da filtro non collata e su carta a mano fortemente collata. Anche se il legante volatile è stato applicato secondo la stessa metodica, nella carta da filtro l’impermeabilizzazione rivelava una minore durata rispetto alla carta a mano industriale. La stessa cosa vale per una soluzione di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40. In un trattamento acquoso per immersione di 10’, attraverso la stesura di 0,2 ml di soluzione di Ciclododecano su 10 cm2, si ottiene una buona impermeabilizzazione solo su limitate tipologie di carte. Con un’ aumento della durata del trattamento acquoso per immersione, lo strato di Ciclododecano incrementa la sua permeabilità. Una stesura di 0,3 ml di soluzione di Ciclododecano su 10 cm2. offre alla maggior parte delle carte una protezione sufficiente per un trattamento acquoso di 5 min. Anche dopo 5 ore all’aria, durante le quali il Ciclododecano poteva sublimare, queste carte non sono state colorate dalla soluzione fucsia. Ad eccezione delle carte per nulla o poco collate, carta da filtro e carta giapponese, le quali hanno entrambe un potere di assorbimento elevato, in confronto alle carte caratterizzate da una forte collatura assorbono l’acqua molto più rapidamente. L’influenza della profondità di penetrazione e dello spessore dello strato della soluzione allo stato fuso sulla durata dell’effetto di una idrofobizzazione in un trattamento acquoso La temperatura di lavoro deve essere tale da permettere al legante volatile in fusione di penetrare completamente la carta. Uno strato superficiale produce una impermeabilizzazione a breve termine. Alcune prove hanno dimostrato che in un trattamento acquoso, l’effetto idrofobizzante di soluzioni di Ciclododecano e Camphene Triciclene sono molto simili, quando l’applicazione è stata effettuata nello stesso modo e la penetrazione è avvenuta alla stessa profondità. Ulteriori prove hanno dimostrato che in un trattamento acquoso, lo spessore dello strato non influenza la durata dell’impermeabilizzazione. Quando la fusione viene stesa solo su di un lato della carta, l’effetto idrofobizzante sul verso opposto sarà minore.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 18

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Valutazione dello stato di sublimazione Nella maggior parte dei casi non è stato possibile valutare lo stato di sublimazione attraverso la pesatura dei campioni, poiché le bilance altamente sensibili non sono idonee alla pesatura di oggetti ingombranti. Per una valutazione del grado di impermeabilizzaione, come alternativa si propone una verifica visiva. Con l’aiuto di ingrandimenti ottici (lenti, stereomicroscopio), su carte con una struttura poco compatta, è possibile verificare la presenza di cristalli del materiale applicato. Inoltre, compatibilmente con le caratteristiche dell’oggetto, si potrebbe applicare una goccia d’acqua o di etanolo sulla parte idrofobizzata e confrontarne il comportamento con una parte non trattata. Quando possibile, potrebbe rivelarsi utile operare parallelamente una idrofobizzazione su di una carta con caratteristiche analoghe al supporto oggetto del restauro. Una soluzione acquosa di fucsia (ca. 0,02%) contribuisce ad evidenziare i residui di una idrofobizzazione, poiché nelle zone dove il legante volatile è ancora presente non avviene la colorazione. Può essere d’aiuto anche un test a gocce TEGEWA31, attraverso il quale si valuta la capacità di assorbimento di un materiale32. Durata dell’effetto di consolidamento in una carta Non è possibile stabilire l’effetto di un consolidamento, poiché il risultato può essere condizionato dalla specificità delle diverse carte. Si suppone che l’effetto consolidante permane finché lo strato sulla superficie della carta è ancora visibile. Durata dell’effetto di consolidamento su materiali polverulenti Una buona adesione del colore deve sussistere sia fra le particelle che lo costituiscono sia con il suo supporto. Ciò significa che un consolidamento con un legante volatile, se applicato in modo corretto, è efficace finché sulla superficie del colore è visibile uno strato intatto, compatto e preferibilmente trasparente. Quando il legante volatile non è più omogeneo in superficie, le particelle di colore non sono più protette da sollecitazioni meccaniche ed in misura minore da vibrazioni. Danneggiamento degli strati di legante volatile derivati dalla manipolazione dell’oggetto La durata e la resistenza di uno strato formato da un legante volatile, viene influenzata, sia in modo positivo che negativo, dal metodo e dalla durata di manipolazione dell’opera. Durante il processo di restauro devono essere considerati gli effetti specifici che ogni singolo intervento comporta. Secondo alcuni tests l’impiego di sbiancanti non ha un effetto negativo sui leganti volatili33, perciò questo aspetto non verrà approfondito. Probabili conseguenze di manipolazione di un’ oggetto idrofobizzato: danneggiamento meccanico dello strato del legante (per es. sollecitazione); danneggiamento o alterazione dello strato del legante attraverso acqua calda; • soluzione dello strato attraverso solventi; • sublimazione accelerata con l’impiego della tavola a bassa pressione. • •

Danni meccanici allo strato di legante volatile Gli strati di fusione di Ciclododecano sottoposti ad una azione meccanica o a seguito di una movimentazione (operazione di distacco), sono molto a rischio. Anche una dilatazione delle aree di carta confinanti, non idrofobizzate, potrebbero creare la rottura dello strato (vedi Tav. 1/f). Strati di una fusione applicati superficialmente o poco penetrati, con l’inumidimento della carta e sua conseguente dilatazione, tendono a distaccarsi o a sfogliarsi. Strati di soluzioni di Ciclododecano dati a spruzzo, sono sensibili alla minima

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 19

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

abrasione e facilmente deformabili attraverso una compressione. Sotto pressione il Camphene Triciclene può attaccarsi accidentalmente ad un supporto non adeguato, staccandosi dall’oggetto. Danneggiamento e alterazione di strati di legante attraverso l’uso di acqua calda Grazie al suo punto di fusione di 35 °C, il Camphene Triciclene non è idoneo per l’idrofobizzazione durante un trattamento acquoso a temperature relativamente calde (35/40 °C)34. Solubilizzazione dello strato attraverso solventi I solventi polari (per esempio etanolo, acetone) sciolgono i leganti volatili solo minimamente (Tab. VIII). Per questo non sempre possono essere impiegati per trattamenti di oggetti idrofobizzati. Nel caso di impermeabilizzazioni parziali, per esempio per il confinamento di macchie o per il fissaggio di colore, la durata di idrofobilizzazione con solventi polari è limitata. Lo strato di legante volatile deve essere controllato periodicamente ed eventualmente ripristinato. Uno strato di soluzione di Ciclododecano, essendo costituito da singoli cristalli con una superficie specifica maggiore, probabilmente viene sciolto con più facilità rispetto ad una fusione compatta dello stesso. Sublimazione accelerata con l’impiego della tavola a bassa pressione Dovrà essere sottoposto a verifica in quale situazione il legante volatile può essere idoneo nella applicazione con tavola a bassa pressione. A questo scopo sono state parzialmente idrofobizzate carte da filtro con Ciclododecano e Camphene Triciclene; si è osservata la sublimazione del legante volatile dopo la creazione di uno strato su tavola a bassa pressione35. La permeabilità degli strati è stata verificata attraverso l’apposizione di gocce d’acqua sull’area trattata. La idrofobizzazione con Camphene Triciclene, a causa della sua elevata cinetica di sublimazione e conseguente riduzione del periodo di lavorabilità, risultava poco idonea e svantaggiosa rispetto alla fusione di Ciclododecano36. Inoltre il legante volatile tendeva ad aderire al materiale sottostante. I campioni idrofobizzati con Ciclododecano si sono rivelati più adeguati. Per garantire un tempo di lavorazione sufficiente su tavola a bassa pressione, sui campioni di carta la soluzione di Ciclododecano doveva essere stesa due volte, sia sul verso che sul recto. L’effetto impermeabilizzante dello strato, trascorsi 30 minuti dal trattamento37, non era più sufficiente. La sublimazione di uno strato di Ciclododecano formato da una soluzione allo stato fuso, era visibile soprattutto lungo i bordi. Per garantire una sufficiente durata di lavorazione, la fusione dovrebbe essere stesa su ambedue le facce, con uno spessore di 0,1 mm. Gli strati più sottili durante la lavorazione devono essere ripristinati. Gli strati formati dalla soluzione allo stato fuso di Ciclododecano protraevano l’effetto idrofobizzante e mostravano una buona impermeabilità all’acqua.

Ciclododecano

Camphene Triciclene

Poca solubilita` Etanolob

Etanolo

Isopropanolo

Acetone

Dietilene

Toluene

Etilacetato

Diclorometano

Acetone

Etilacetato

White spirit

Cicloesano

Maggiore solubilita`

Tab. VIII. Solubilizzazione di Ciclododecano attraverso vari solventia, osservata con un ingrandimento di 40x attraverso uno stereomicroscopio. a. La tabella contiene un affermazione soggettiva che non corrisponde alle indicazioni indicate in letteratura. Quantita` minime di solventi volatili dopo l evaporazione determinano la formazione di aghi cristallini corti e sottili. Con quantita` maggiori di solvente o con solventi meno volatili si creano cristalli piu` lunghi, in parte diramati e conglomerati. b. Non si e` osservata una solubilizzazione di Ciclododecano, ma la durezza del legante volatile sembrava essere compromessa; il materiale si sbriciolava facilmente.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 20

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

EFFETTO DELLâ&#x20AC;&#x2122;APPLICAZIONE DEL LEGANTE VOLATILE SULLâ&#x20AC;&#x2122;OGGETTO Su questo tema vengono affrontati tre aspetti: Il processo di rigonfiamento di carte parzialmente idrofobizzate durante un trattamento acquoso; â&#x20AC;˘ dubbio su di una sublimazione con assenza di residui di legante volatile; â&#x20AC;˘ possibilitĂ di interferenze fra il legante volatile ed i componenti della carta, inchiostri o sostanze coloranti. Va inoltre evidenziato, che in un trattamento acquoso su di oggetti idrofobizzati inevitabilmente le parti trattate non sono sensibili alla pulitura. â&#x20AC;˘

Comportamento del rigonfiamento di carte parzialmente idrofobizzate Una carta che si rigonfia e si dilata a seguito di un trattamento acquoso, dopo lâ&#x20AC;&#x2122;asciugatura puĂ˛ mostrare una superficie differenziata. Nello specifico, la superficie della carta rigonfiata si presenta morfologicamente diversa rispetto alle zone idrofobizzate, perciĂ˛ non inumidite. Di questa reazione ne va tenuto conto prima di ogni trattamento con legante volatile, testando preventivamente il comportamento della carta. Un trattamento acquoso di una carta parzialmente impermeabilizzata, comporta un rigonfiamento ed un allungamento delle fibre solamente nella zona non idrofobizzata. Quando asciutte, fra le aree non idrofobizzate, molto permeabili allâ&#x20AC;&#x2122;acqua, e le zone idrofughe, lungo i loro margini tendono a crearsi delle tensioni causa di modificazioni strutturali e ottiche (Figg. 15-17). Questo problema viene accentuato attraverso la creazione di una barriera con una soluzione in forma fusa di Ciclododecano su carta molto sottile e dilatabile. Questo aspetto non Ă¨ rilevante su carte di spessore elevato, molto collate e poco assorbenti. A causa del rigonfiamento localizzato, la struttura della carta subisce una compressione (vedi Fig. 16). Questo fatto richiede una stesura a diffusione graduale verso il bordo esterno. Con queste caratteristiche di idrofobizzazione, il limite fra la parte idrofuga e non, si amplia e la tensione dovuta al rigonfiamento parziale delle fibre si estende gradualmente su di una superficie maggiore. In questo modo si evita la formazione di una rottura nelle fibre della carta. Lâ&#x20AC;&#x2122;evidente compressione della carta e la sua deformazione si attenuano, ma la tecnica non si afferma del tutto risolutiva nei confronti delle tensioni provocate da un trattamento acquoso.

Metodo di applicazione del Ciclododecano

Soluzione satura in Etere di petrolio 30-40 Fusione

N. di stesure o spessore degli strati

Quantita` di applicazioni per cm2

Capacita` di assorbimento di acqua della carta dopo 30 / dopo 60 min. min.

Diminuizione della superficie di Ciclododecano dopo 30 / dopo 60 min. min.

1 / lato 2 / lato

11 mg 19 mg

1,2 mm

0,06 mm / lato

0,5 mg

2 mm

0,16 mm / lato

13,8 mg

0,4 mm

3-4 mm

0,8 mm

Tab. IX. effetto dell impiego della tavola a bassa pressione sull idrofobizzazione di Ciclododecano con l esempio di una carta da filtro = forte; - = basso; + = non assorbente .

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 21

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Espansione graduale della fusione Per ottenere questo tipo di stesura graduale di una soluzione allo stato fuso si sono testati diversi metodi applicativi. Come campione si è utilizzata carta priva di lignina (80 g/m2), con un’ elevata capacità di dilatazione. Il test consisteva nel creare un bordo di legante volatile che si assottigliasse verso l’esterno, con l’obiettivo di poter osservare la conseguente dilatazione della carta a seguito dell’apporto di umidità. L’applicazione del legante volatile è stata realizzata distribuendo la soluzione allo stato fuso lungo il verso opposto alla direzione delle fibre, per provocarne la massima tensione durante il successivo trattamento acquoso (vedi Fig. 17). Le zone soggette a questo intervento sono state trattate sia sul verso sia sul recto attraverso i seguenti sistemi applicativi: Con Ciclododecano soluzione allo stato fuso stesa gradualmente attraverso pennello appiattimento del bordo con termocauterio • stesura sulle due facciate di una soluzione lungo il bordo della fusione • come prima, ma la soluzione viene fusa con phon • •

Con Camphene Triciclene soluzione allo stato fuso stesa gradualmente attraverso pennello • trattamento del bordo con phon per accelerare la sublimazione di quell’area. •

Di ogni metodo applicativo sono stati creati tre campioni38: il legante volatile, per essere evidenziato, è stato marcato con Fettblau B. Per evidenziare invece le zone non idrofobizzate, la carta è stata immersa in una soluzione di fucsia in acqua. Nel terzo campione la carta ed il legante volatile non sono stati colorati per ottimizzare la lettura a luce radente della superficie sottoposta a dilatazione.

Sezione idrofobizzata

Rigonfiamento Sezione non idrofobizzata

Fig. 15. Esempio grafico del comportamento del rigonfiamento di una carta parzialmente idrofobizzata in sezione.

Confine di idrofobizzazione = area di tensione

Direzione delle fib-

Zona di transizione

Zona di transizione Soluzione allo stato fuso

Fig. 16. Il timbro e` stato fissato con una fusione di Ciclododecano per un trattamento acquoso. Dopo la sublimazione del legante volatile e` ben visibile il margine di idrofobizzazione circoscritta al timbro, situazione evidenziata dalla deformazione della carta ingrandimento effettivo X11,6 . Fig. 17. Esempio grafico di un campione di carta idrofobizzato con una soluzione in forma fusa. Impiegando soluzioni in forma fusa su carte delicate, il confine della zona idrofobizzata si riconosce chiaramente anche dopo la sublimazione del legante volatile.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 22

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Va evidenziato che in nessuno dei casi le tensioni nella carta si sono rivelate del tutto risolte. Tutte le carte dopo un trattamento acquoso di 15’ mostravano la formazione di ondulazioni lungo il bordo della fusione. Una deformazione ridotta si raggiungeva attraverso l’applicazione di una soluzione di CCd lungo il margine della fusione, in modo da avere una zona di confine maggiormente permeabile al vapore (Tav 1/d). Un ulteriore riduzione delle deformaioni, si otteneva anche con la creazione di un margine attraverso strati risolubilizzati con apporto di calore. Che la fusione sottile più esterna non fosse totalmente impermeabilizzata, lo si deduceva dal fatto che la creazione della zona ondulata, partiva sia dal limite esterno della fusione sia dal bordo dello strato più compatto della fusione. Confrontando i primi due campioni si è evidenziato che dove le fibre erano totalmente impermeabilizzate, lo spessore dello strato fuso non incideva sulla formazione di un preciso confine dello strato idrofobizzato. I campioni trattati con la fusione di Camphene Triciclene, rispetto a quelli con Ciclododecano, dopo il trattamento acquoso mostravano una minore ondulazione. Per la loro consistenza più morbida, gli strati di Camphene Triciclene possono adattarsi meglio alle deformazioni della carta. Inoltre il Camphene Triciclene ha il vantaggio, grazie alla sua cinetica di sublimazione, di creare un bordo molto sottile. Attraverso l’uso di un phon si è potuto ridurre lo spessore, ottenendo un margine simile a quello raggiunto attraverso la soluzione di Ciclododecano. In modo analogo, la dilatazione della carta iniziava dal limite della stesura dove lo spessore risultava maggiore (Tav. 1/e). Nel seguente caso si vuole verificare quanto l’evidente stress creato dalla dilatazione e dal rigonfiamento localizzati, determini un’indebolimento della struttura delle fibre e quanto possa essere misurabile. Per questo sono stati eseguiti tests di trazione e di resistenza allo strappo con uno strumento specifico39. Effetto di una idrofobizzazione parziale sulle proprietà meccaniche e sulla resistenza della carta Come materiale cartaceo da impiegare nei tests di seguito descritti, è stata scelta nuovamente la carta priva di lignina, la quale anche nelle prove precedenti ha evidenziato una maggiore sensibilità verso una idrofobizzazione localizzata, consentendo, attraverso il suo accentuato indebolimento, di essere misurata. Tests di trazione Le strisce dei campioni, di cm 2 x10, sono state idrofobizzate nella loro parte centrale con tecniche applicative differenziate sia sul verso sia sul recto e successivamente sottoposte ad un trattamento acquoso di 15’ (Fig. 18). Andava ora analizzato quanto un trattamento acquoso potesse influenzare la resistenza della carta sottoposta a trazione. Come campioni di riferimento servivano strisce di carta non trattate, strisce non trattate sottoposte ad un inumidimento e strisce idrofobizzate non sottoposte a lavaggio. Dopo la sublimazione dei leganti volatili sono stati eseguiti dei tests in risposta alle seguenti domande:

Fig. 18. Schema dei campioni idrofobizzati attraverso metodi diversi.

Margine lineare

Margine arcuato

Margine graduale

Margine sfalsato

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 23

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Il campione si strappa lungo il margine dell’area idrofobizzata? (test di trazione); • La resistenza lungo il bordo della carta idrofobizzata è minore rispetto a quello di una carta non idrofobizzata? •

Risultati dei test di trazione Il trattamento acquoso della carta, comporta una perdita di resistenza (nel test di trazione il valore medio della forza di rottura si abbassa di ca. 10 N). In base al tipo di idrofobizzazione si creano delle rotture lungo il bordo trattato. La resistenza nelle aree maggiormente sensibili alle rotture, è inferiore nella carta lavata. Le strisce dei campioni con un margine di idrofibizzazione lineare (fusione di Camphene Triciclene e di Ciclododecano), si strappavano prevalentemente lungo questa linea. Il rigonfiamento localizzato delle fibre durante il lavaggio, ha ridotto la resistenza alla trazione della carta in corrispondenza del confine del trattamento, creando una zona più debole. Sei dei nove campioni trattati con fusione di Ciclododecano, caratterizzati dal margine di diffusione arcuato, si sono strappati lungo il limite dell’area impermeabilizzata. Rispetto a questi, i campioni trattati con Ciclododecano in soluzione e la maggior parte di quelli impermebilizzati tramite una fusione distribuita gradualmente, la carta si strappava esternamente alla zona idrofobizzata. Questa osservazione è stata confermata a seguito di tests realizzati su di un numero da 9 a 12 campioni per ogni tipologia di idrofobizzazione. Resistenza allo strappo Per il seguente test sono state utilizzate 6 strisce, trattate al centro su entrambe i lati con una fusione di Ciclododecano con spessore di 0,5 mm, successivamente sottoposte a trattamento acquoso (Fig. 18, camp. “lineare” (gerade). Nella zona più debole, ossia lungo il margine di idrofobizzazione, le strisce sono state tagliate per 4 mm. Esercitando una trazione i campioni si strappavano lungo i margini dell’area idrofobizzata. La forza media in Newton, è stata confrontata con la forza di rottura su strisce non idrofobizzate e lavate. Queste sono state tagliate al centro del margine e strappate. Risultati dei tests di resistenza allo strappo.:la forza media dei campioni trattati, è di 5 N inferiore a quella riscontrata sui campioni non idrofobizzati. Secondo la Figura 19 questa affermazione non è confermata statisticamente, poiché il coefficiente di variazione per i campioni lavati è relativamente elevato.

Idrofobizzato lavato

Lavato

Idrofobizzato

Forza media in Newton

Fig. 19. Grafico della forza media di rottura di strisce campione lavate, idrofobizzate e non, nel test di resistenza allo strappo. Dai campioni idrofobizzati la forza di rottura e` stata rilevata lungo il margine dell area idrofobizzata.

Trattamento dei campioni

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 24

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Conclusione Una idrofobizzazione localizzata tramite fusione di leganti volatili, va applicata soltanto su carte di un certo spessore sulle quali si verfica una riduzione o un rallentamento del processo espansivo delle fibre. In ogni caso, impiegando la fusione di Ciclododecano, per ridurre la compattezza lungo il margine dell’area trattata, andrebbe applicata una stesura in soluzione dello stesso. Un trattamento localizzato su carte sottili o di medio spessore, caratterizzate da una accentuata tendenza a rigonfiarsi e a dilatarsi, dovrebbe essere condotto con una soluzione di Ciclododecano. Le considerazioni fino ad ora trattate hanno riguardato le tensioni verticali della carta. Può verificarsi che con carte idrofobizzate, dove la saturazione non ha coinvolto tutto lo spessore, nelle fibre possano manifestarsi tensioni orizzontali. In questo caso la carta si suddivide in due parti, di cui solo una permeabile, pertanto tendente al rigonfiamento delle sue fibre. Questo potrebbe costituire una tematica per ulteriori ricerche. Compatibilità con l’oggetto ed i suoi materiali L’impiego di leganti volatili è accettabile soltanto se questi sublimano senza lasciare residui lasciando invariate le cratteristiche del manufatto. Soluzione di leganti volatili Il Ciclododecano dovrebbe essere sciolto e applicato solo con solventi purissimi. Anche se utilizzato in quantità minime, va evidenziato che ogni solvente rilascia residui che non evaporano40. Prima dell’impiego del Ciclododecano fuso deve essere testata la reazione della carta con il suo solvente. Soprattutto le carte moderne contengono numerosi componenti non conosciuti41. Sostanze contenute nella carta, come la collatura, possono essere solubilizzate da sostanze apolari. Come conseguenza si potrebbero formare aloni od opacizzazioni della superficie della carta. Applicando il Ciclododecano disciolto in diversi solventi su cartoncino nero, avveniva una reazione derivata dall’azione del solvente puro o dal deposito di residui di Ciclododecano. Trentasette giorni dopo l’applicazione sono emerse le seguenti osservazioni: da una soluzione di Ciclododecano ed Etere di Petrolio 30-40, il cartoncino ha evidenziato un alone biancastro costituito da microparticelle. In un solo caso il solvente puro ha rilasciato una fascia scura. La soluzione di Ciclododecano in Ligroina ha formato un anello biancastro di 2 mm. Il solvente puro nella zona trattata ha creato una leggera decolorazione del cartoncino, circoscritta da un sottile bordo scuro. Anche il Ciclododecano solubilizzato in cicloesano, lungo il margine ha rilasciato residui costituiti da micro-particelle. Il solvente puro ha formato un bordo scuro appena accennato. Attraverso lente ingrandimento o microscopio, i residui si presentavano sotto forma di micro-particelle, le quali si depositavano negli interstizi delle fibre o si aggregavano alle stesse42. Questa osservazione dimostra che alcune carte trattate con Ciclododecano in soluzione possono alterarsi, benché i residui risultino essere un prodotto del solvente e non del legante volatile. Sul cartoncino nero non si sono verificati residui di fusione di Ciclododecano. Su numerose altre carte (per es. carta patinata), apparentemente la soluzione di Ciclododecano è sublimata senza lasciare residui. Il rischio della formazione di residui si presenta sempre come conseguenza di interazioni tra il legante volatile e l’oggetto trattato. Questo si può verificare per esempio dalla rimozione di cera o paraffina di un trattamento superficiale o dalla rimozione delle gelatine utilizzate per la collatura della carta. Le suddette sostanze vengono veicolate verso la superficie dal legante volatile rimanendo come residuo dopo la sua ’evaporazione. Inoltre c’è la possibilità che dall’applicazione del legante volatile come fusione o soluzione, vengano disciolte le gelatine contenute nella collatura della carta e ritenute permanentemente come prodotti di scissione43. Non si tratta di una reazione chimica ma di un processo fisico.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 25

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Interferenze con colori e leganti Anche i colori moderni come gli acrilici, costituiti da numerosi componenti, possono reagire in modo sensibile. Va posta particolare attenzione verso tutti i materiali di stampa e pittorici, le cui sostanze costitutive risultano essere raramente testate. In questa sede la reazione dei leganti volatili con questi materiali non è stata approfondita. Dai primi tests di HIBY44, non erano verificabili le interferenze fra il Ciclododecano ed i vari strati oleosi o resinosi non invecchiati. Mentre Dammar e cera d’api subivano la solubilizzazione in Camphene Triciclene45. Gli Acrilici sono sensibili verso entrambi i leganti volatili46. Secondo le ricerche di HIBY, raramente si verificano reazioni con strati di colore e di legante. Impiegando invece soluzioni sature di benzina non sono da escludere interferenze causate della prolungata ritenzione del solvente. La probabilità di una reazione aumenta con l’aumento di intervallo di ebollizione di benzina impiegata. Prima dell’applicazione di un legante volatile va verificata la sensibilità della pellicola pittorica alla temperatura in cui si opera e alla sollecitazione meccanica derivata dalla pressione esercitata nell’uso del termocauterio (Per es. creazione di zone lucide). Le interazioni fra leganti volatili e una pellicola pittorica, sono tanto più evidenti quanto più è levigata e regolare la superficie del colore.

POSSIBILITÀ D’IMPIEGO NELLA PRASSI APPLICATIVA Attenendosi alle esperienze fino ad ora assunte, i leganti volatili dovrebbero essere impiegati come mezzo ausiliario per particolari problematiche di restauro. Per le ricerche sul loro impiego nella prassi applicativa, sono stati creati dei modelli e, quando possibile, si è operato su campioni di materiale storico. In alcuni casi si avevano a disposizione opere originali, sulle quali si sono sperimentati i risultati delle ricerche preliminari. Fissaggio di colori sensibili all’acqua Problematiche dei metodi di fissaggio impiegate fino ad ora Tradizionalmente durante un trattamento acquoso si presenta la necessità di isolare un colore idrosolubile. Per questo vengono utilizzati vari fissativi (metilcellulosa, acrilati, gelatine ecc.), i quali, dopo il trattamento, permangono almeno come residuo. Come conseguenza si possono verificare delle alterazioni ottiche (cambiamento dell’indice di rifrazione e di riflessione della luce, alterazione cromatica, variazione nell’interazione con l’acqua). Oppure attraverso i prodotti di alterazione si può indurre un’accelerazione nell’invecchiamento della carta o dei leganti contenuti nel colore. Come alternativa vengono utilizzati legami ionici come “Fissativi chimici”47. Di solito si tratta di condensati sintetici aromatici. Il pigmento del colore solubile viene trattato con un fissativo avente carica elettrica opposta (in alcuni casi si può utilizzare un fissativo anionico e cationico in successione); si creano così legami (Komplexe) stabili. L’impiego di questi fissativi è stato limitato da una serie di svantaggi. Inoltre, di questi legami non sono state ancora sondate le dinamiche di alterazione48. Meccanismo di un fissaggio con leganti volatili I colori sensibili all’acqua vengono fissati e protetti con uno strato idrofobo di legante volatile che ne impedisce il contatto con l’acqua. L’impermeabilizzazione dovrebbe essere realizzata oltre il limite della superficie interessata dal colore, per evitare che le fibre della carta veicolino, per capillarità, l’acqua verso la zona dipinta.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 26

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Vantaggi dei leganti volatili Rispetto ai metodi di fissaggio tradizionali, i leganti volatili offrono una serie di vantaggi: possono impermeabilizzare temporaneamente colori sensibili all’acqua attraverso un’azione fisica; permettono di effettuare un trattamento localizzato; evaporano totalmente dopo il trattamento. Svantaggi dei leganti volatili Le parti trattate, non essendo state inumidite, non saranno interessate dall’azione pulente del lavaggio, mentre le superfici non impermeabilizzate, a seconda dell’intensità del trattamento acquoso, assieme alla rimozione di sporco e dei prodotti di degrado subiranno una parziale solubilizzazione della collatura. Teoricamente, applicando il legante volatile su di uno strato di colore decoeso, il legante volatile potrebbe spostare particelle di pigmento. È probabile che questo fenomeno avvenga attraverso l’azione meccanica indotta dall’utilizzo di termocauterio. Non è stato possibile verificare questa ipotesi. Lavorando con il termocauterio va inoltre considerato l’effetto che un’ apporto termico può determinare sul legante del colore. Test per fissare vari tipi di colore Sono stati scelti quattro diversi coloranti solubili e due tipi di carta: • •

Colori: inchiostro per timbri, inchiostro tradizionale, lampostil ed acquarelli (sempre rossi); Carte: carta priva di lignina (80 g/m2), carta da acquerello (150 g/m2).

I quattro colori sono stati selezionati in quanto nel restauro della carta la loro solubilità in acqua crea sempre problemi. Le differenze nel processo di solubilità derivano soprattutto dalla loro composizione. Inchiostro per timbri, lampostil ed inchiostro tradizionale, contengono coloranti ionici quasi privi di legante. Essi sono legati alla cellulosa attraverso forze elettrostatiche e sono molto solubili in acqua49. Essi si distinguono per la loro penetrazione e per lo spessore della stesura. Gli acquarelli sono costituiti da pigmenti finemente macinati ed un alto contenuto di legante50. La solubilità in acqua è minore. Le due carte si distinguono per la loro capacità di assorbimento del colore e per la loro reazione in un trattamento acquoso. La carta priva di lignina ha un fattore di dilatazione elevato. I coloranti possono trasferirsi facilmente sul retro. La carta da acquarello, ben collata, presenta una ridotta sensibilità all’acqua ed un processo di rigonfiamento più lento. Si suppone che in relazione al tipo di carta e di colore, il legante volatile debba avere caratteristiche differenziate e diverse tecniche applicative. I colori sono stati stesi sulla carta con tratti lineari. L’inchiostro per timbri è stato applicato tramite un supporto in gomma. La stesura di colore è stata realizzata trasversalmente al verso delle fibre della carta. Il fissaggio è stato realizzato con CCd e Camphene Triciclene attraverso varie tecniche applicative. Fusione di Ciclododecano steso attraverso pennello (variazioni nella temperatura di stesura e nello spessore dello strato) attorno a questa è stata applicata una soluzione di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40; • Soluzione di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40 distribuita a pennello (variazioni nel numero di stesure) ulteriormente disciolto con il termocauterio; • Fusione di Camphene Triciclene stesa a pennello (variazioni nella temperatura di stesura e nello spessore dello strato). •

Le prove di colore fissato e un campione non trattato, sono stati sottoposti ad un lavaggio in acqua demineralizzata dai 10’ ai 30’. Si è rinunciato ad un trattamento con acqua calda per il basso punto di fusione di Camphene Triciclene (35 °C).

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 27

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Criteri di valutazione dei campioni fissati e sottoposti ad un trattamento acquoso Le due carte sono state analizzate in relazione alla qualità del fissaggio dopo il trattamento acquoso. Sono state altresì considerate la dilatazione della carta interessata da un trattamento localizzato e le tensioni lungo il margine della stesura. Segue la valutazione dei metodi applicativi in relazione ai tempi di lavorazione e di attesa. Valutando le prove effettuate ed analizzando i risultati ottenuti, va evidenziato che l’applicazione a pennello di una soluzione o di una fusione realizzata in più stesure successive, non possono condurre allo stesso risultato. I dati relativi a: larghezza del pennello, numero di stesure, temperatura di fusione e spessore dello strato, essendo punti di riferimento orientativi, non garantiscono una riproducibilità assoluta della prova. Comportamento di solubilità dei campioni non fissati I colori non fissati, presentando una elevata solubilità in acqua, possono costituire un valido mezzo nel riconoscimento delle proprietà fissative dei leganti volatili. Nella prova con l’inchiostro per timbri, il colore sulla carta con il contatto con l’acqua si è solubilizzato immediatamente. Le particelle di colore residue sono state spostate nelle zone limitrofe della carta e già dopo 10’ del trattamento acquoso sono state totalmente dilavate, fatta eccezione per il residuo evidenziato da una debole sfumatura bluastra. Simile all’inchiostro per timbri si è rivelato il comportamento del lampostil. Per la maggiore presenza di legante il colore ad acquarello si è solubilizzato in minima parte. Un primo dilavamento si rileva soltanto a seguito delle forti sollecitazioni esercitate da un prolungato lavaggio. Il colore era sensibile al tatto fintanto che la superficie era umida o bagnata. Sulla carta priva di lignina, ad eccezione degli acquarelli, dopo un trattamento acquoso i colori migrano sul retro dei campioni. Risultati - campioni con carta priva di lignina Il fissaggio deve essere sempre eseguito sul recto-verso della carta. Con l’applicazione del legante volatile su di un solo lato il colore si trasferisce sulla superficie opposta, anche se la carta è stata completamente saturata. Inoltre gli strati applicati sulle due superfici dovrebbero avere un buon spessore. Una buona prerogativa di successo può essere raggiunta attraverso la creazione di una fascia di sicurezza, ottenuta dalla diffusione del legante volatile oltre il margine del colore, per circa 1 mm. Il fissaggio raggiunto attraverso applicazioni della sostanza fusa si è rivelato più efficace. In un trattamento acquoso di 30’ la stesura di entrambe i leganti volatili ha offerto una buona impermeabilizzazione. Applicando il legante volatile fuso, la temperatura di lavoro deve essere impostata in modo da consentire una buona fluidità a favore di una migliore diffusione nella carta. Per una totale penetrazione sono necessari da 70 a 75 °C per il Ciclododecano e da 46 a 50 °C per il Camphene Triciclene. Attraverso una unica stesura (pennello n. 3) di una fusione si raggiunge uno strato con spessore di circa 0,15-0,2 mm/lato51. Anche con le soluzioni di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40, si è ottenuto un buon fissaggio dei colori testati fino a 30’ (con l’eccezione dell’inchiostro da timbri). La soluzione satura è stata applicata tre volte su ogni lato con un’attesa di 30’ fra ogni singola stesura. Attraverso un’ ingrandimento si è verificato se il colore risultava impermeabilizzato anche oltre i suoi margini. Si è osservato che lo strato formato dalla soluzione satura di Ciclododecano può essere permeabile solo in punti di minima entità. Questo fatto, durante un trattamento acquoso, può costituire un rischio incalcolabile soprattutto in presenza di coloranti molto solubili. Come modifica al metodo applicativo descritto, lo strato formato dalla soluzione di Ciclododecano è stato nuovamente disciolto tramite termocauterio. In questo modo si è raggiunto uno strato in fusione molto sottile ed omogeneo, non ottenibile attraverso una stesura a pennello. Lo spessore minimo dello strato rifuso con il termocauterio, ha richiesto un controllo puntuale della superficie per accertarsi che lo strato non presentasse alcuna apertura. A seguito del fissaggio la dilatazione della carta, conseguente al trattamento umido, presentava un’ elevata probabilità di provocare un danno meccanico. Siccome il fissaggio veniva realizzato trasversalmente all’andamento delle fibre, il rigonfiamento della carta era particolarmente accentuato lungo il margine dell’area impermeabilizzata. Questo ha determinato la rottura di uno strato della fusione di Ciclododecano,

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 28

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

steso a pennello, permettendo, solo dopo un certo tempo, la penetrazione dell’acqua nella frattura (Tav. 1/f). Uno strato sottile di soluzione di Ciclododecano rifuso con termocauterio, a confronto di una fusione applicata a pennello, risultava più fragile. Questo potrebbe essere legato al fatto che rispetto alla soluzione in forma fusa il Ciclododecano in soluzione, penetrando più in profondità nelle fibre, crea una barriera alla dilatazione della carta. Il rischio di rottura dello strato fuso di Ciclododecano si è ridotto nel momento in cui è stato applicato del Ciclododecano in soluzione attorno allo strato. Relativamente alle osservazione tratte sul comportamento del Ciclododecano, la fusione di Camphene Triciclene risulta più flessibile e fino ad un dato punto si adatta maggiormente alla struttura della carta. Non si sono osservate formazioni di fessure. Risultati - campioni su carta da acquerello Il fissaggio di colori su carta da acquerello di un certo spessore e ben collata, si è rivelato meno problematico rispetto a quello effettuato sulla carta priva di lignina. Essendo che il potenziale di igroscopicità ed il fattore di dilatazione di questa carta sono relativamente bassi, in un trattamento acquoso da 10 a 20 minuti, tra zone trattate e non, le tensioni erano ridotte. Gli strati di Ciclododecano sotto forma fusa distribuito a pennello, come riscontrato nei campioni di carta più sottile, non si fessuravano. I migliori risultati di fissaggio si sono raggiunti anche in questo caso con fusioni distribuite a pennello. Per garantire una buona saturazione con legante volatile liquido, la temperatura di lavoro nella carta priva di lignina deve essere leggermente aumentata: un minimo di 75 °C come temperatura di stesura per il Ciclododecano in fusione e 50 °C per il Camphene Triciclene. Tav. 1/g. Presenta esempi di fissaggio di inchiostro da timbro su carta da acquerello con soluzione di Ciclododecano steso tre volte e di una fusione di Ciclododecano e Camphene Triciclene in una singola applicazione. Dopo il trattamento acquoso di 30’ il risultato è significativo. Nel fissaggio con fusione di Ciclododecano la stesura è stata effettuata sul recto e sul verso della carta due o tre volte. Il tempo di attesa tra le singole stesure era di minimo 40’. In confronto alla carta priva di lignina la formazione dello strato sulla carta da acquerello di maggior spessore ha richiesto più tempo. Due stesure di soluzione satura di Ciclododecano si sono dimostrate sufficienti per un trattamento acquoso di 10’. Prolungando il tempo di trattamento acquoso, anche tre stesure non costituivano un fissaggio efficace. L’espansione puntuale del colorante (inchiostro da timbro) può essere legato sia alla permeabilità al vapore dello strato di Ciclododecano, sia a piccole mancanze nella struttura dello strato. Strati di soluzioni di Ciclododecano stesi a pennello e rifusi con termocauterio non sono riusciti a fissare sufficientemente i coloranti sulla carta da acquerello. Anche con tre stesure realizzate sul recto e sul verso, tutti i coloranti si espandevano pur interessando piccole zone. Probabilmente la quantità di Ciclododecano applicata e successivamente trattata con il termocauterio non garantiva la formazione di una superficie perfettamente chiusa. Valutazione dei metodi applicativi In generale la fusione stesa a pennello si rivela il metodo di applicazione più semplice e più veloce, bensì questo sistema comporti la formazione di strati irregolari e di spessore inutilmente elevato. La profondità di penetrazione spesso non è omogenea in quanto la fusione, in fase di stesura, ha la maggior diffusione nel punto di appoggio del pennello. Il comportamento di stesure a pennello di leganti volatili in soluzione, offrono invece il vantaggio di formare film regolari ed efficaci. Impiegando soluzioni di Ciclododecano, che richiede un maggior numero di stesure, sono da calcolare tempi di attesa da uno a tre ore. La rielaborazione dello strato con il termocauterio richiede poco tempo in più. Fissando con Camphene Triciclene, molto volatile, è opportuno asciugare molto bene la carta. Appena sublimato il legante volatile, questo può avvenire in pochi minuti, l’umidità tende a penetrare attraverso l’area di confine con la zona precedentemente fissata. I coloranti molto solubili possono espandersi con un minimo apporto di umidità. Questo è evitabile mettendo l’oggetto, dopo la pressatura, sotto peso con una carta da filtro. In alternativa la zona fissata potrebbe essere coperta da una pellicola per rallentare la sublimazione del Camphene Triciclene, affinché la carta possa completare l’asciugatura in sicurezza.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 29

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Esempi di applicazione Il fissaggio di un timbro e di inchiostro durante il distacco di una controguardia dal piatto di una coperta Si tratta di una coperta in mezza tela dalla quale si doveva rimuovere la controguardia52. Questa è costituita da una carta molto resistente e presenta un timbro blu ed una segnatura in inchiostro sempre blu (Figg. 20, 21). La carta era incollata al piatto con una colla animale. Non dovendo conservare la coperta, è stato possibile sfaldarne il cartone costituito da carta di paglia, quindi rimuoverne agevolmente i residui attraverso un trattamento acquoso. Il timbro e l’inchiostro, essendo entrambe molto solubili, prima del trattamento acquoso richiedevano una protezione. Su inchiostro e timbro si è distribuita la fusione di Ciclododecano, successivamente trattata con il termocauterio per consentirne una migliore diffusione. Per diminuire le tensioni della carta lungo il margine di impermeabilizzazione, attorno alla fusione è stato applicato del Ciclododecano disciolto in etere di petrolio 30-40. Il fissaggio è stato monitorato con stereomicroscopio; in alcune zone lo strato necessitava di essere risolubilizzato con termocauterio. Il distacco del cartone in carta di paglia e la rimozione dell’adesivo attraverso il trattamento acquoso, hanno richiesto un tempo di 25’. Durante questo processo la trasparenza della fusione ha permesso di controllare l’efficacia del fissaggio. La carta asciutta, nell’area interessata dal Ciclododecano appariva molto ondulata. Dopo la sublimazione del prodotto (circa 10 gg) è stato possibile ridistendere le ondulazioni. Si è potuto osservare che il fissaggio del timbro è stato efficace, mentre l’inchiostro si è lievemente espanso e parzialmente trasferito sul retro della controguardia (Fig. 21). Le cause di questa reazione possono derivare dalla durata del trattamento acquoso e dalla presenza dell’impermeabilizzazione limitata ad un solo lato del supporto cartaceo. Essendo che l’applicazione del Ciclododecano era realizzabile solo sul recto della controguardia, il suo verso non risultava sufficientemente protetto. Durante la rimozione della colla, l’acqua andava a diretto contatto con la carta. Probabilmente con una minore durata di lavorazione l’inchiostro non si sarebbe solubilizzato. Un migliore risultato si poteva raggiungere tramite la rimozione dell’adesivo a seguito di fasi intermedie di asciugatura ed un monitoraggio dello strato di Ciclododecano.

Fig. 20. Dettaglio della controguardia con i coloranti fissati dopo il distacco dal contro piatto. Attorno allo strato di Ciclododecano e` stato stesa una soluzione di Ciclododecano per creare un margine di sicurezza. La carta e` molto ondulata nella zona interessata dalla stesura di Ciclododecano.

Fig. 21. Dettaglio della controguardia dopo la sublimazione del Ciclododecano e spianamento della carta. L inchiostro, fissato solamente dal davanti, essendo insufficientemente protetto si e` espanso.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 30

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Asportazione di un tratto di lampostil da un disegno Si tratta di un disegno realizzato a lampostil colorato su carta- Ingres di colore beige (chamoix) di cm 25,8x15,7. Il titolo dell’opera è “Athen”53. È rappresentata una figura femminile della quale i dettagli ed i contorni sono realizzati in lampostil nero. I vestiti sono stati realizzati con colori ad acquerello rosso e viola e gessetti colorati. L’opera è leggermente ondulata partendo dalle zone colorate. Per simulare un danno il disegno è stato scarabocchiato nella zona della testa con un lampostil rosso che intersecava il lampostil nero dell’originale (Tav. 2/a). Così si è esemplificata una problematica che presenta la necessità di rimuovere un inchiostro non originale vicino ad un materiale con caratteristiche analoghe da fissare. Come prima cosa sono state asportate delle particelle superficiali (per tamponamento), rullando con un batuffolo umido. La maggior parte del colorante rosso è stato rimosso attraverso questa operazione. Per consentire un’ulteriore riduzione dell’intensità del colore rosso è stata impermeabilizzata la superficie adiacente al tratto. Si è scelta la soluzione in forma fusa di Ciclododecano, poiché con un media grafico molto solubile quale il lampostil, s’imponeva una impermeabilizzazione efficace per tutta la durata dell’intervento. Essendo che durante questo intervento uno strato di Camphene Triciclene avrebbe richiesto più applicazioni successive, per di più con l’uso della tavola a bassa pressione, la scelta di questo legante non si è rivelata idonea. Una impermeabilizzazione precisa del tratto in lampostil nero nel punto di intersezione con il lampostil rosso, non era realizzabile nemmeno con l’impiego di un termocauterio molto sottile. Prima è stato accuratamente impermeabilizzato uno dei due margini a lato del tratto di lampostil nero, sia sul verso sia sul recto della carta. La soluzione allo stato fuso di Ciclododecano ha creato una zona di sicurezza oltre la stesura del colore. Successivamente il lampostil rosso è stato rimosso, quanto possibile, nell’area idrofobizzata della carta tramite umidificazione con etanolo. Mentre l’alcool ha rimosso i componenti viola del lampostil, i residui bluastri sono stati asportati con acqua demineralizzata. Dopo l’asciugatura e la sublimazione accelerata del Ciclododecano, indotte con la tavola a bassa pressione, si è potuto procedere applicando lo stesso metodo sull’altro lato dell’opera. Lavorando con l’etanolo (soprattutto tramite la tavola aspirante), si è reso necessario impermeabilizzare la carta oltre al stesura del colore. Il Ciclododecano non è solubile in etanolo ma sembrava esserne indebolito. Erano necessari un controllo ripetuto dello strato di legante volatile ed un nuovo trattamento dello stesso. L’esempio descritto dimostra i limiti di un fissaggio con l’ausilio di legante voatile. Il procedimento ha dato un risultato accettabile, ma non totalmente soddisfacente nella rimozione del lampostil rosso. Per non compromettere l’integrità del disegno originale, va accettata la presenza di residui di colore rosso su entrambe i lati del tratto originale nero (Tav. 2/b). Va evidenziato che nessun’ altro tipo di trattamento avrebbe prodotto un risultato di questo livello. Riassunto dei risultati Va tenuto presente che durante un trattamento acquoso nella zona impermeabilizzata attraverso un fissaggio con legante volatile, gli agenti di pulitura non potranno penetrare. Inoltre bisogna considerare che i prodotti di decomposizione della carta e le impurità ivi trattenute non avranno la possibilità di essere eliminati, così come per l’induzione del processo di deacidificazione. In alcuni casi a seguito di un trattamento acquoso potrebbe rendersi necessario fissare il colorante e pulire localmente il retro della carta. La scelta del legante volatile ed il metodo di applicazione dipendono dalla tipologia dell’oggetto e dal tipo d’intervento. Deve essere controllata la solubilità del colorante da fissare. Va poi stabilita la tipologia d’intervento e la sua durata. È consigliabile fissare i coloranti solubili tramite una soluzione in forma fusa. L’effetto fissativo ottenuto con l’ausilio di Ciclododecano in soluzione, in un trattamento per immersione ha una durata minore rispetto a un’ intervento per nebulizzazione: l’aumentata induzione di umidità nello strato protettivo accelera l’assorbimento da parte della carta. Il Camphene Triciclene invece, mentre è efficace in un trattamento per immersione, per nebulizzazione, se non coperto, sublima troppo rapidamente. L’impiego di Ciclododecano in fusione è da escludere quando la carta ha una capacità di assorbimento e di rigonfiamento elevate. Le tensioni che si formano lungo il margine di impermeabilizzazione potrebbero creare la rottura, quindi la permeabilità dello strato. Va inoltre considerato che una dilatazione disomogenea della carta conferirà alla superficie sensibili cambiamenti strutturali ed estetici. Questo si riferisce soprattutto a carte sottili, carte con una forte tendenza a rigonfiarsi e carte degradate. Non si prevedono problemi analoghi con carte più resistenti aventi una struttura intatta o con una forte collatura.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 31

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Confinamento e delimitazione per una pulitura localizzata Attraverso una impermeabilizzazione parziale il trattamento acquoso localizzato può essere facilitato. Durante una pulitura esiste la possibilità di confinare delle macchie o di delimitare un’area destinata alla rimozione di depositi superficiali. Poiché la rimozione di macchie costituisce una delle operazione più frequenti, i test riguarderanno solo il processo di delimitazione. La possibilità di poter circoscrivere macchie durante un trattamento acquoso, può essere di aiuto sia per la pulitura, con o senza tavola a bassa pressione, sia per la realizzazione di impacchi. In un processo di sbiancamento localizzato, l’impiego di legante volatile può essere utile per proteggere le zone attigue da un’ eccessiva detersione. La creazione di una barriera inibisce la veicolazione capillare del liquido o dell’umidità prodotta da un’impacco, nelle zone vicine al trattamento. Altro vantaggio può derivare dalla possibilità di ridurre la depressione della tavola aspirante per evitare l’eccessivo stress meccanico prodotto all’organizzazione delle fibre. Per i materiali comunemente impiegati nella realizzazione di un’impacco o nell’utilizzo della tavola a bassa pressione, una delimitazione della zona da trattare spesso non è possibile. La diffusione dell’umidità oltre l’area interessata può creare i seguenti problemi: La difficoltà di creare una barriera che permetta una diffusione graduale capace di limitare l’espansione del liquido oltre l’area da trattare. • A seguito dell’espansione del liquido le zone adiacenti alla macchia potrebbero sbiancare. • Prodotti di decomposizione della carta o sporcizia potrebbero essere veicolati verso l’esterno creando degli aloni. • Componenti della parte da pulire potrebbero espandersi aumentando le proprie dimensioni. •

Attraverso i test preliminari è stato possibile verificare che per raggiungere una barriera sufficientemente idrofoba, l’applicazione del legante volatile deve essere effettuata su entrambe le superfici dell’oggetto. Con l’applicazione in forma fusa, per poter mantenere una maggiore planarità della carta è importante creare uno strato più sottile possibile. Quando lo strato è troppo spesso si riduce la superficie di contatto con il supporto; nel caso di una carta assorbente, caratterizzata da una superficie irregolare, verrebbe a mancare la sua funzione. Lavorando su tavola aspirante si presenterebbe il rischio di deformare la carta lungo il margine impermeabilizzato. Quando si rende necessaria una delimitazione ben definita, è consigliabile impiegare una soluzione in forma fusa poiché, data l’assorbenza della carta, una soluzione del prodotto comporterebbe un minor controllo della diffusione. Esempi di applicazione Attraverso due esempi realizzati su campioni di carta Hadern, cromaticamente alterati, viene esaminata l’efficacia dei leganti volatili rispetto ai problemi precedentemente descritti (espansione dell’umidità, eccessiva detersione e formazione di aloni). Delimitazione di una zona cromaticamente alterata con fusione di Ciclododecano Come primo esempio è stato utilizzato il campione di un frammento manoscritto del 1706, caratterizzato dall’imbrunimento di un’area ben circoscritta (gora). L’alterazione cromatica presenta due livelli di colorazione, probabilmente originati da un’ assorbimento acquoso. La parte destra della gora è stata delimitata sul recto-verso con una fusione di Ciclododecano, rifusa tramite termocauterio. La pulitura è stata realizzata mediante tavola a bassa pressione con acqua demineralizzata. La superficie impermeabilizzata ha favorito una pulitura veloce, mentre nell’area non trattata l’apporto d’acqua doveva avvenire in modo più mirato e con maggiori precauzioni; si formavano infatti degli aloni, asportati successivamente con l’ausilio di etanolo. Un problema dell’intervento tramite tavola a bassa pressione era costituito dalla dilatazione della carta inumidita. Il margine della superficie impermeabilizzata costituiva un vincolo alle tensioni delle fibre, impedendone una omogenea disposizione planare. A completamento della pulitura e della sublimazione del Ciclododecano, si notava che i prodotti di degradazione veicolati verso il bordo dell’area trattata formavano una sottile linea bruna (Fig. 22, Tav. 2/c).

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 32

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

La tonalità giallo-brunastra e la lieve lucentezza superficiale del deposito, indicano che si tratta di proteine animali appartenenti alla collatura della carta. Probabilmente durante la fase di pulitura, sotto lo strato di Ciclododecano si sono verificate infiltrazioni di umidità, veicolo dei prodotti di degradazione che non è stato più possibile rimuovere. Inoltre in alcune zone sul limite dell’impermeabilizzazione si notava una deformazione longitudinale della carta, originata dalla depressione prodotta in fase di aspirazione (Tav. 2/c). Delimitazione di una alterazione cromatica con una soluzione di Ciclododecano In questo caso l’oggetto è costituito da un’erbario del XVIII sec. Di Elizabeth Blackwell con numerose Acqueforti colorate54. Il corpo del libro è costituito da carta Hadern, con misure cm 35,5 x 22,5 x 5,5. Si tratta di una tipica legatura in pergamena originale con nervi passanti. I danni da attacchi biologici, i cambiamenti cromatici ed il degrado della carta, riguardano soprattutto l’angolo inferiore destro del corpo del libro, e sono legati ad una massiccia presenza di umidità (Tav. 3/a). Con acqua ed una soluzione di Acido acetico, in bassa concentrazione ed Etanolo, le alterazioni cromatiche possono essere notevolmente ridotte tramite aspirazione (cuneo aspirante)55. L’Etanolo serve sia come tensioattivo sia per creare un margine di umidificazione progressiva delle zone da pulire, onde prevenire la formazione di aloni. La problematica consiste nel fatto che le varie alterazioni cromatiche presentano una solubilità differenziata, quindi rimuovendo le alterazioni più tenaci potrebbe verificarsi una eccessiva pulitura delle parti attigue già attenuate. Per testare quanto fosse possibile evitare lo sbiancamento di una parte già pulita, è stata scelta una pagina campione delimitando la zona alterata con soluzione di Ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Si è preferito utilizzare una soluzione di Ciclododecano poiché, in base alle verifiche precedenti, questa tecnica applicativa riduce lo stress apportato alla carta. È stato selezionato questo metodo applicativo anche se le proprietà idrofobe di una fusione avrebbero garantito migliori risultati. Lavorando con la tavola a bassa pressione il trattamento con Camphene Triciclene, molto volatile, non è stato considerato per la sua ridotta applicabilità. L’andamento lineare dell’alterazione cromatica ha facilitato l’applicazione della soluzione, distribuita tramite un pennello formando una striscia di 1,5/2 cm su entrambe i lati (Tav. 3/b). Dopo l’evaporazione del solvente (30 min), è stato sovrapposto un secondo strato. Il processo di formazione dello strato successivo si è protratto fino a 45 min. La pulitura su tavola a bassa pressione è stata realizzata con acqua demineralizzata. Durante la pulitura si è evidenziata la formazione di un bordo lungo il margine del Ciclododecano (Fig. 22). Per consentire un’attenuazione della linea creatasi, il bordo del Ciclododecano è stato parzialmente solubilizzato con l’impiego di Etanolo. Non è stato prolungato il tempo di immersione poiché durante l’intervento lo strato di Ciclododecano già iniziava a manifestare una perdita delle sue proprietà idrofobe. La durata complessiva dell’operazione, temporaneamente interrotta da una fase intermedia di asciugatura, è stata di circa 15 min. Dopo la sublimazione del Ciclododecano, lungo il margine dell’area trattata si notava la presenza di un bordo irregolare (Tav. 3/c). Questo è stato rimosso attraverso un successivo trattamento con tavola a bassa pressione senza un ulteriore impermeabilizzazione. Fig. 22. Il bordo inferiore del manoscritto dopo la pulitura. Nella parte destra dell alterazione cromatica, sotto lo strato di Ciclododecano in soluzione allo stato fuso, e` penetrata parte della colla solubilizzata durante il trattamento acquoso, creando un sottile bordo.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 33

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Delimitazione per la rimozione di un inchiostro attraverso tavola a bassa pressione Il problema dell’allargamento di una macchia su carta, provocato dalla veicolazione dei componenti solubilizzati verso l’esterno, sono già stati affrontati all’inizio del capitolo. L’espansione ha luogo contestualmente alla fase di pulitura attraverso il bagnamento della carta. Si potrebbe intuire che i prodotti di alterazione solubilizzati e diffusi nella carta possano essere agevolmente rimossi, ma essendo che questi, soprattutto se molto pigmentati, sono profondamente connessi alle fibre, si rende difficile la loro totale asportazione. Quindi spesso dopo il trattamento la macchia rimane appena visibile ed appare più estesa. La problematica descritta è stata affrontata asportando una linea tracciata con inchiostro solubile su di una carta tipografica assorbente e ricca di lignina, attraverso tavola a bassa pressione. Un terzo del tratto è stato delimitato con soluzione di Ciclododecano, un altro terzo con una fusione dello stesso. Il rimanente tratto non è stato protetto (4/a). La fusione è stata applicata con termocauterio e la soluzione a pennello. La stesura è stata realizzata su entrambe i lati e la soluzione è stata applicata due volte56.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 34

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Fig. 1/a. Comportamento della penetrazione di Ciclododecano solubilizzato in Etere di petrolio 3040 su carta patinata sx carta da filtro dx . Per una maggiore visibilita` la soluzione e` stata colorata in blu. Ingr. 12x.

Fig. 1/b, c. Sezione di un campione trattato con stesura di Camphene Triciclene sx e con Ciclododecano dx ripassati con termocauterio. Stratigrafia dall alto: carta-Tylose MH300 o Colla d amidocartone. 250x.

Fig. 1/d, e. Reazione dalla carta non trattata con soluzione allo stato fuso, i campioni dopo il trattamento acquoso. Nei campioni evidenziati a sx colorazione del legante volatile Fettblau B, al centro con fucsia, a destra senza colorante.

- Figura di sx: Ciclododecano solubilizzato su entrambe i margini della fusione di Ciclododecano: ridotte le tensioni. - Figura di dx: progressione dei margini di Camphene Triciclene attraverso apporto di calore con phono.

Fig. 1/f. Lampostil fissato con fusione di Ciclododecano e successivo trattamento acquoso di 30 min. Lo strato di Ciclododecano, fessurato a seguito del rigonfiamento della carta, ha permesso all acqua di penetrare quindi di diffondere il colorante.

Fig. 1/g. L inchiostro da timbro dopo il trattamento acquoso, dall alto: Ciclododecano come soluzione 3 stesure e come soluzione allo stato fuso 1 stesura ; fusione di Camphene Triciclene 1 stesura ; non trattato.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 35

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Fig. 2/a. Dettaglio del disegno Athen! Il tratto rosso di lampostil nella zona dei capelli simula un danno.

Fig. 2/b. Lo stesso dettaglio dopo la massima rimozione della linea di lampostil rosso. Sono ancora visibili tracce di colorazione rosse e bluastre.

Fig. 2/c. L ingrandimento mostra una significativa formazione di un bordo 1 e la deformazione della carta lungo il margine di impermeabilizzazione 2 . Ingr. 12x.

Fig. 2/d. L etichetta manoscritta danneggiata ed incollata sul dorso di una legatura in mezza tela.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 36

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Fig. 3/a. L angolo destro in basso del fol 347 dell erbario dimostra le conseguenze di un infiltrazione con alterazioni cromatiche e carta degradata.

Fig. 3/b. Le alterazioni cromatiche sono state delimitate con una soluzione di Ciclododecano in etere di petrolio 30-40 stesa a pennello. La zona trattata e` evidenziata dalla fascia scura.

Fig. 3/c. Lo stesso dettaglio dopo la pulitura con cuneo aspirante dopo la sublimazione del Ciclododecano. Lungo il bordo di impermeabilizzazione localmente si e` formato un bordo.

Fig. 4. Prima della rimozione, il tratto d inchiostro blu e` stato delimitato con una soluzione di Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40 e nella terza sezione di destra al centro con una fusione dello stesso materiale.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 37

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Dopo la formazione dello strato, il tratto d’inchiostro è stato rimosso con miscela di acqua ed etanolo. L’intervento è stato eseguito limitatamente all’area interessata su tavola aspirante con una elevata depressione (ca. 0,12 bar). Come supporto sono state impiegate due carte da filtro, favorendo un più veloce passaggio della soluzione ed una ridotta diffusione nel supporto cartaceo57. La durata dell’intervento è stata di circa 15 min. Nella zona non trattata, l’inchiostro si è diffuso al primo contatto con l’acqua anche in presenza di una elevata depressione della tavola aspirante. Nel corso della pulitura i residui di colore si sono attenuati. Il tratto anche dopo la pulitura non si è allargato. Attraverso la delimitazione con Ciclododecano la pulitura è stata facilitata per la mancata formazione di un bordo. Alcune piccole parti del tratto, essendo interessate dalla stesura di Ciclododecano, sono rimaste in evidenza come residui blu scuro. Il Ciclododecano applicato in soluzione nel corso del trattamento ha perso il suo potere impermeabilizzante, inducendo l’assorbimento d’inchiostro da parte della carta. Dopo l’asciugatura del supporto cartaceo e la sublimazione del Ciclododecano, nelle zone trattate la superficie presentava un morfologia irregolare. A seguito di un rapido processo di sublimazione, dovuto all’uso della tavola a bassa pressione, la carta ha subito un parziale rigonfiamento. Nell’impermeabilizzazione realizzata tramite una soluzione allo stato fuso di Ciclododecano, lungo il margine della stesura si è verificato una parziale deformazione lineare del supporto; contrariamente la parte non trattata manteneva invariata la sua morfologia. Questo stesso test ha dato un risultato soddisfacente anche senza l’impiego di un legante volatile, quantunque la carta si sia leggermente schiarita su entrambe i lati del tratto. La delimitazione con Ciclododecano in forma fusa ha permesso una pulitura più rapida, favorita dal fatto che attraverso questa tecnica non si vengono a creare aloni. Questo risparmio di tempo viene però compensato dalla stesura del legante volatile. Valutazione riassuntiva degli esempi applicativi Secondo le esperienze ottenute attraverso gli esempi applicativi sperimentati, l’efficacia dell’impiego dei leganti volatili per la delimitazione durante un trattamento di pulitura localizzato deve essere ben ponderata. Vanno considerati i seguenti limiti: utilizzando una tavola a bassa pressione è sconsigliabile lavorare su opere delicate, la suzione esercitata potrebbe provocare una deformazione della carta. Gli strati di soluzione di Ciclododecano perdendo la loro efficacia per l’accelerata sublimazione, devono essere rielaborati o riapplicati. A seguito di un trattamento per via umida, i prodotti di degradazione o la sporcizia potrebbero essere veicolati e concentrarsi lungo il margine impermeabilizzato58. Questo vale soprattutto per una soluzione allo stato fuso di Ciclododecano. Questo fenomeno si verifica più difficilmente con una soluzione allo stato fuso di Camphene Triciclene, probabilmente per la sua maggiore velocità di sublimazione e conseguente minore permanenza sul supporto cartaceo. Rispetto ad una soluzione allo stato fuso, impiegando una soluzione di Ciclododecano la formazione di una gora risulta meno evidente. Teoricamente la formazione di una gora potrebbe essere evitata attraverso la totale rimozione di tutti i residui solubili. Questo risulta però realizzabile solo in casi limitati, sia per la durata dell’operazione, sia per il marcato sbiancamento della carta. I depositi sono removibili fintanto che l’agente di pulitura non penetra sotto lo strato del legante volatile. In tal caso la gora dovrà essere definitivamente rimossa dopo la sublimazione dello strato. La delimitazione di una superficie sensibile all’umidità è consigliabile nei confronti di macchie con margini ben delineati (molto efficace in trattamenti che necessitano di sbiancamenti localizzati).

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 38

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Consolidamento di oggetti delicati durante la lavorazione Tante opere cartacee applicate su di un supporto, se sottoposte a restauro, per una corretta integrazione e ricomposizione spesso devono essere staccate. Quando si tratta di oggetti molto fragili, frammentati e costituiti da carte molto degradate, il distacco dal supporto si rivela molto complesso. Spesso si presenta il rischio di un danno meccanico e o, l’ assorbimento degli adesivi solubilizzati negli strati originali. Con l’aiuto di un legante volatile un’opera fragile può essere consolidata ed impermeabilizzata per la durata dell’intervento di restauro, come in questo caso per il distacco dal suo supporto. Il legante volatile applicato può avere varie funzioni: • • • • •

Riduce il pericolo di deformazioni o danneggiamenti (per es. la rottura di carte particolarmente cristallizzate dall’ossidazione). Riduce il rischio di distacco o perdita di parti in pericolo. Evita che adesivi solubilizzati penetrino nell’originale. Riduce le tensioni nella carta provocate da un’umidificazione parziale e previene la formazione di gore. I pigmenti delicati possono essere fissati per la durata dell’intervento.

Esempi di applicazione Consolidamento durante la rimozione di una carta giapponese incollata Come campione si è utilizzata una carta giapponese (17 g/m2), incollata su di un cartone con colla animale o colla d’amido. L’obiettivo posto mirava alla rimozione della carta giapponese dal cartone mantenendo integre le fibre e non inducendo deformazioni alla struttura. La carta giapponese sottile è stata scelta, come caso estremo, per la peculiarità delle sue fibre che, separandosi facilmente, possono essere trattenute dal supporto a cui aderiscono, modificando l’uniformità della struttura così più soggetta a deformazioni. La stesura della colla è stata realizzata sul cartone e fatta asciugare in superficie per evitare l’assorbimento da parte della carta giapponese nella sua successiva applicazione. Dai risultati precedenti si sapeva che l’adesivo costituiva una barriera per i leganti volatili. Il consolidamento della carta giapponese è stato eseguito dal recto con i seguenti metodi (un campione di riferimento non è stato fissato): Ciclododecano sciolto in Cicloesano dato a spruzzo Ciclododecano sciolto in Etere di petrolio dato a pennello • Soluzione allo stato fuso di Ciclododecano data a pennello • Soluzione allo stato fuso di Camphene Triciclene data a pennello • •

La rimozione del cartone è stata realizzata meccanicamente dal retro. L’ultimo strato di cartone e l’adesivo sono stati rigonfiati con acqua ed asportati con bisturi. Nella carta giapponese sono rimasti residui di colla. Dopo la rimozione della carta e la sublimazione del Ciclododecano, il risultato è stato apprezzato in base al grado di deformazione ed alla perdita di fibre della carta. Risultati Il campione non consolidato si è staccato dal cartone con relativa facilità (colla d’amido) o con ininfluente perdita di fibre (colla animale). Dopo l’asciugatura la carta mostrava deformazioni longitudinali ed ondulazioni, probabilmente dovuti allo stress meccanico subito a seguito del distacco ed alla diffusione irregolare dell’adesivo.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 39

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Valutazione dei singoli metodi applicativi La soluzione satura con Cicloesano dato a spruzzo, è totalmente penetrata nella carta. Sulla superficie ed al suo interno si è formato uno strato omogeneo di cristalli sottili. Sono state inglobate anche singole fibre. Il fatto che la carta non fosse totalmente impregnata è emerso durante il distacco del cartone, dove si notava una certa assorbenza e permeabilità all’acqua. Questo ha determinato tensioni eterogenee evidenziate dalla deformazione della carta, causa dell’assorbimento irregolare dell’umidità. Teoricamente gli adesivi solubilizzati potrebbero essere veicolati nella carta, aspetto non verificato in questo caso. Lo strato di Ciclododecano ha determinato un soddisfacente consolidamento della carta giapponese. La carta ha mantenuto la sua flessibilità. La soluzione di Ciclododecano steso a pennello è penetrata parzialmente anche nel cartone del campione fatto aderire con colla d’amido. Questo poteva derivare dalla stesura irregolare dell’adesivo o dal fatto che la soluzione può essere penetrata attraverso i margini trattati. Il cartone impregnato con Ciclododecano si è rivelato di più difficile asportazione, poiché in queste zone l’adesivo non poteva essere solubilizzato. L’effetto di consolidamento è analogo al precedente esempio. Lo strato spesso e non flessibile della fusione di Ciclododecano ha consolidato la carta giapponese molto bene, ma dopo la sua rimozione essa presentava una fine crettatura. Anche la fusione di Camphene Triciclene ha dato un buon risultato. In rapporto al Ciclododecano offre il vantaggio di una maggiore flessibilità dello strato. Valutazione riassuntiva Per il consolidamento di una carta giapponese sottile è già sufficiente uno strato formato da una soluzione di Ciclododecano. Esso ne evita la deformazione, stabilizzando le fibre. Ci si deve accertare che la carta sia completamente impermeabilizzata poichè un parziale assorbimento di umidità potrebbe creare delle ondulazioni, oppure l’adesivo in soluzione potrebbe essere veicolato all’interno della carta. Rispetto alla soluzione in forma fusa di Ciclododecano l’uso di una soluzione offre il vantaggio di essere applicata su di una superficie più ampia ed in modo omogeneo, impiegando meno legante volatile. Una soluzione in forma fusa di Camphene Triciclene s’impiega quando lo stato di conservazione dell’oggetto richiede un consolidamento rigido e quando deve essere evitato l’assorbimento di umidità. Una fusione di Ciclododecano è meno idonea per la sua fragilità. Probabilmente un’ulteriore foderatura temporanea contribuirebbe a favorirne l’utilizzo59. Lo stesso potrebbe essere ipotizzabile con Camphene Triciclene, attraverso cui si riduce il problema della fragilità, ma richiedendo la formazione di un ulteriore strato comporterebbe un prolungamento della sua sublimazione. Problemi connessi ad applicazioni effettuate su opere di grande formato, non sono stati affrontati per le ridotte dimensioni dei campioni di cm 5x5, per questo è consigliabile applicare il sistema per gradi. Consolidamento di un’etichetta portatitolo durante il distacco dalla coperta L’etichetta portatitolo (dimensioni cm 5,2x3,8), è costituita da una carta molto danneggiata, con scrittura in inchiostro di colore bruno (Tav. 2/d). La carta è molto ossidata e presenta aree lacunose lungo i margini. Il bordo delle lacune è assottigliato e sfibrato. La scritta è frammentaria. Il colorante è insolubile in acqua ma non è resistente alle abrasioni. L’etichetta applicata, con colla d’amido, sul dorso di una legatura in mezza tela, dovrebbe essere distaccata dallo stesso60. Il consolidamento della carta con un legante volatile nell’affrontare un distacco meccanico sembrava necessario per non danneggiare il margine sfibrato, per consolidare la carta, sottile e per prevenire ulteriori perdite della scrittura già frammentaria. Il Ciclododecano è stato applicato in più punti della carta: con solvente in Etere di petrolio, in soluzione allo stato fuso e per ultimo sempre sotto forma di fusione e lavorato successivamente con il termocauterio. Il rigonfiamento dell’adesivo è stato realizzato tramite umidificazione con acqua calda, partendo dal margine dell’etichetta.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 40

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Osservazioni durante il distacco Il distacco senza l’ausilio del Ciclododecano è stato possibile ma con formazione di gore e perdite minimali della scritta. Nella zona trattata con fusione di Ciclododecano rifuso, l’adesivo di solito facilmente solubilizzabile perdeva la permeabilità al solvente acquoso. Probabilmente il Ciclododecano raggiunta un’elevata fluidità, è penetrato in profondità impermeabilizzando anche l’adesivo degradato. Laddove la fusione di Ciclododecano era rimasta in superficie o minimamente penetrata, la carta si è ben consolidata, permettendo una separazione agevole; non appena la carta inumidita dal verso subiva una dilatatazione, o durante il suo distacco con bisturi, lo strato di Ciclododecano tendeva a sfaldarsi. La soluzione di Ciclododecano non ha consolidato la carta in modo sufficiente. Come per la fusione trattata con termocauterio anche la soluzione ha attraversato la carta, molto assorbente, raggiungendo lo strato di adesivo, rendendone difficoltoso il suo rigonfiamento. Risultati Nessuno dei metodi applicati si è dimostrato idoneo al consolidamento della carta avente le caratteristiche descritte. Diversamente dall’esempio applicativo precedente, in questo caso lo strato dell’adesivo non poteva essere rigonfiato dal verso. L’umidità invece è penetrata dal margine esterno, millimetro per millimetro, rendendo così difficoltoso il distacco. I limiti nell’applicazione sono i seguenti: il movimento o la deformazione della carta impermeabilizzata conduce alla rottura dello strato della fusione di Ciclododecano. Le carte fragili potrebbero essere danneggiate insieme allo strato di legante volatile61. L’assorbimento umido, di carte non completamente impermeabilizzate, può provocare lo sfaldamento della fusione e comportare una perdita dell’effetto consolidante. La penetrazione del legante volatile in profondità può consolidare strati di adesivi degradati, rendendo difficile o impedendo il loro rigonfiamento. Il controllo della diffusione di una soluzione di Ciclododecano steso a pennello, è quasi impossibile con carte sottili e molto assorbenti. Sarebbe fattibile un consolidamento della scritta attraverso una soluzione di Ciclododecano nebulizzato (per es. con Ligroina come solvente), in modo da limitare la formazione dello strato alla superficie. Valutazione riassuntiva degli esempi applicativi Le possibilità applicative sul consolidamento della carta, si riducono quando risulta necessario il suo distacco da un supporto. Bisogna distinguere se il supporto può essere rimosso dal verso dell’oggetto (es. 1) o se l’oggetto deve essere separato dal supporto (es. 2). Nel secondo caso l’oggetto forzatamente deve essere manipolato, quindi va escluso l’utilizzo di una fusione di legante volatile poiché, a causa del suo spessore, rischierebbe di rompersi. L’unico consolidamento ipotizzabile, in questo caso, consiste nell’applicazione di una soluzione di Ciclododecano, previo controllo della sua penetrazione, in modo che non raggiunga, quindi non consolidi, lo strato dell’adesivo. Si deve considerare che lo strato di soluzione di Ciclododecano non riesce a consolidare i margini sfibrati o fragili della carta in modo apprezzabile. Quando è possibile asportare il supporto per strati dal verso dell’oggetto, la scelta del metodo applicativo dipende dallo stato di conservazione della carta. Dovrà essere valutato se la carta deve rimanere flessibile, se un consolidamento con una soluzione di Ciclododecano può essere sufficiente, o se la carta deve essere consolidata attraverso una fusione compatta. Anche qui, considerata la friabilità di uno strato di Ciclododecano, va ridotta quanto possibile la pressione durante il trattamento o, in alternativa, va impiegato il Camphene Triciclene. Applicando una fusione l’oggetto deve essere totalmente impermeabilizzato, poiché durante l’inumidimento lo strato tende a sfaldarsi. A seconda del solvente impiegato, il Ciclododecano dato a spruzzo può penetrare e consolidare una carta completamente o solo in superficie.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 41

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Ricoesione temporanea di coloranti polverulenti I coloranti con una ridotta adesione al supporto (per es. carboncino, pastelli, sanguigna), possono rendere difficoltoso il restauro di un’ oggetto e limitare la scelta degli interventi. Per esempio, fissando le particelle di colore durante il trattamento con un legante volatile, si facilita la pulitura. Anche durante un trasporto il consolidamento di pigmenti decoesi ha una sua utilità. Il fissaggio dei pigmenti al supporto richiede una idonea penetrazione del legante volatile. La quantità di legante volatile applicato determina la durata del consolidamento. Esempi applicativi Fissativo temporaneo di un disegno a carboncino su carta giapponese Il materiale del campione è identico a quello dell’esempio 1 della sezione precedente. In questo caso è stato creato un disegno a carboncino su carta giapponese fatto aderire ad un cartone (Fig. 23). La prova consisteva nel rimuovere il disegno su carta giapponese, evitando di danneggiare l’opera. Il consolidamento della carta giapponese è stato realizzato con i seguenti metodi: stesura di Ciclododecano a spruzzo sciolto in Etere di petrolio 30-40 • a) stesura di uno strato sottile di Ciclododecano a spruzzo sciolto in Cicloesano (Fig. 25) b) sul precedente strato stesura a pennello di un secondo strato di soluzione do Ciclododecano in Etere di petrolio 30-40 • applicazione di Ciclododecano sciolto in Etere di petrolio 30-40 distribuito a gocce • applicazione di una fusione di Ciclododecano a gocce sul disegno a carboncino ed a pennello nelle restanti zone. •

Il distacco del cartone è stato effettuato meccanicamente per esfoliazione dal verso. L’ultimo strato di cartone e la colla sono stati rigonfiati con acqua e asportati a bisturi. Come materiale di supporto è stato scelto un tessuto in poliestere Paramoll, per ridurre la superficie di contatto della carta. Dopo il distacco della carta e la sublimazione del legante volatile, i campioni sono stati valutati in relazione alle alterazioni subite e le perdite di pigmento. Osservazioni Dopo il distacco del cartone, sul campione non consolidato sono evidenti tracce di particelle di carboncino sul supporto di sostegno e il disegno appare leggermente spolverato. Tutti i quattro metodi applicativi permettevano un pre-consolidamento dei pigmenti. Ad eccezione dello strato di Ciclododecano sciolto in Etere di petrolio 30-40 dato a spruzzo, si sono creati strati con un buon effetto consolidante (Fig. 25). In confronto al Cicloesano, la soluzione in Etere di petrolio 30-40 data a spruzzo non è consigliabile poiché le particelle di Ciclododecano si aggregano alle fibre sollevate senza penetrare nella carta. Per ottenere uno strato compatto è stato necessario applicare una maggiore quantità di Ciclododecano. Questo strato incoerente, grazie alla compressione esercitata durante il distacco del cartone dal retro, si è frantumato come un mosaico. Fig. 23. Campione di disegno a carboncino su carta giapponese incollato su cartone.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 42

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

L’applicazione del legante volatile tende ad escludere questa possibile applicazione. Durante la stesura a spruzzo particelle di colore o micro frammenti possono cambiare posizione, o peggio, essere rimossi totalmente dalla superficie a causa dell’azione del getto d’aria. Questo è documentato attraverso il confronto delle Figg. 24 e 26. Inizialmente è preferibile mantenere una distanza maggiore (secondo il solvente a 20-30 cm), per avvicinarsi poi non appena i pigmenti riacquistano coesione e migliore adesione al supporto. Anche un pretrattamento del supporto con nebulizzazione di Benzene può favorire la penetrazione del Ciclododecano. In questo caso ciò non è stato effettuato onde evitare una eccessiva penetrazione fino all’adesivo o al supporto. Applicando il Ciclododecano a gocce sciolto o fuso, particelle di pigmenti isolate e superficiali si sono spostate. Soprattutto la soluzione di Ciclododecano, per via della sua bassa tensione superficiale, penetrando nella carta ha creato una forte depressione. Quando i pigmenti hanno una buona adesione al supporto, l’applicazione a gocce del legante volatile, impiegata in quantità minima, è una efficace alternativa all’applicazione a spruzzo.

Fig. 24. Dettaglio del Camp. 2 a prima del consolidamento e del distacco del cartone Ingr. 18,6x .

Fig. 25. Dettaglio dello stesso campione dopo il consolidamento delle paricelle di carboncino attraverso una soluzione di Ciclododecano-Cicloesano dato a spruzzo Ing. 18,6x .

Fig. 26. Come nella Fig. 24, dopo il distacco del cartone dal verso e dopo la sublimazione del Ciclododecano.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 43

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Prova per fissagio temporaneo di pastelli Come campione è stato utilizzato cartoncino da acquerello colorato con pastelli che coprivano l’intera superficie (grandezza del campione cm 5x5). Lo strato di gessetto polverulento è stato pretrattato con solvente e consolidato con una soluzione di Ciclododecano dato a spruzzo. Come solvente è stata impiegata Benzina di petrolio 100-140 e White Spirit62. La preumidificazione e l’applicazione della soluzione sono stati realizzati con aerografo con 0,5-1 bar ad una distanza dal campione da 5 a 15 cm. L’applicazione è stata effettuata in quattro variabili con diverse quantità di solvente e Ciclododecano a distanza e forza di nebulizzazione diversificate. Per ogni applicazione sono stati creati quattro campioni. Dopo la quasi totale evaporazione del solvente (ca. 2 ore), sono stati esaminati i livelli di consolidamento degli strati. Metodo per la valutazione dell’effetto consolidante •

I campioni sono stati fissati su di un supporto verticale collegato ad un sistema vibrante. Supporto e campioni sono stati sottoposti a vibrazioni per 2 min, successivamente la quantità di Ciclododecano e di pigmento presenti sono stati misurati.

•

Una striscia di nastro adesivo (Filmoplast® P) viene premuta sulla superficie e strappata. Le particelle di Ciclododecano e pigmento rimaste sul sul film danno indicazioni sulla loro adesione al supporto, sul grado di coesione delle stesse e del legante volatile.

•

Il campione viene capovolto, messo sotto peso su di una carta bianca e sfilato. Con questo si verifica la resistenza dello strato ad una abrasione superficiale.

•

Con un pennello di media durezza si tampona la superficie con un’angolatura di 45° per valutare la stabilità dello strato.

Risultati In generale la quantità delle particelle staccate attraverso la vibrazione è bassa, ma sufficiente per indicare la coerenza fra pigmenti e Ciclododecano. • La prova attraverso l’utilizzo del nastro adesivo Filmoplast® ha maggiormente espresso, più che attraverso il test con la vibrazione, la reale coerenza fra Ciclododecano e pastelli. Sono stati asportati tanto i cristalli di Ciclododecano, quanto le particelle del legante volatile e dei pigmenti. • La maggiore resistenza ad una abrasione superficiale è esemplificata dai campioni aventi un’ ulteriore strato di Ciclododecano, in quanto questo è stato rimosso prima che venisse intaccato lo strato consolidato. • Questo test simula un’ azione meccanica estrema sullo strato di pigmento consolidato. I risultati ottenuti hanno evidenziato effetti che vanno dall’asportazione di aggregati costituiti da Ciclododecano e pigmenti, alla perdita di alcune particelle di Ciclododecano, fino all’assenza di distacchi. •

Dai risultati ottenuti si possono trarre le seguenti conclusioni: effettuando una pre-umidificazione, l’oggetto dovrebbe assorbire il solvente in una quantità tale da raggiungere un aumento di tono della superficie. La struttura saturata con solvente assorbe maggiormente il Ciclododecano dato a spruzzo, incrementandone la penetrazione nello strato di colore e la sua coesione. Indipendentemente dalla presenza in superficie di particelle biancastre di Ciclododecano, l’aspetto dopo il trattamento dovrebbe essere caratterizzato da trasparenza e compattezza (Fig. 27). In questa applicazione una quantità di 12 mg di Ciclododecano per cmq. ha dato un buon effetto consolidante. Con un’ulteriore stesura di Ciclododecano il colore viene ben protetto per minimo 24 ore e in modo sufficiente per 48 ore. Il migliore consolidamento è stato raggiunto con Benzina di petrolio 100-140 impiegata sia come solvente per il Ciclododecano sia per il pre inumidimento. La distanza di nebulizzazione del solvente è stata di 15 cm, mentre per il consolidamento da 15 a 5 cm. La pressione di nebulizzazione applicata era di 0,5 bar costanti.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 44

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Valutazione riassuntiva Non è stato ancora chiarito se strati di colore decoeso di un certo spessore, come nel caso dei pastelli, possano collassare applicando Benzina rettificata o una soluzione di Ciclododecano. Perciò si ritiene indispensabile realizzare dei tests preliminari su modelli. Per un consolidamento temporaneo di coloranti poco coerenti al supporto, la stesura di Ciclododecano a spruzzo con aerografo si è dimostrata idonea. Come solventi sono consigliabili benzine con intervallo di ebollizione superiore a 80 °C. La distanza e la forza di nebulizzazione devono essere stabilite in rapporto alle caratteristiche costitutive dell’oggetto. Inizialmente l’aerografo non deve essere puntato direttamente sull’opera ma avvicinato gradualmente alla superficie. Consolidando strati di colore spessi, aventi un supporto poco assorbente, è consigliato inumidire con una benzina per aumentare la penetrazione della soluzione di Ciclododecano e favorirne l’adesione. L’applicazione a spruzzo permette di creare uno strato compatto di Ciclododecano che, migliorando la protezione di strati sensibili a danni meccanici, può limitare la perdita di particelle superficiali. Per i pigmenti che hanno una buona adesione al supporto è possibile la stesura del legante volatile in soluzione o fusione a gocce. Con questo metodo non si raggiungono strati omogenei e, rispetto all’applicazione a spruzzo, viene richiesto più tempo.

RIASSUNTO E PROSPETTIVE L’obbiettivo di questo lavoro consisteva nell’esaminare il comportamento di leganti volatili quali Ciclododecano e Camphene Triciclene su supporti cartacei e di capire se l’impiego di queste sostanze possono facilitare e migliorare i tradizionali metodi di restauro. Secondo l’esito delle applicazioni testate i leganti volatili si sono rivelati idonei ma con alcune riserve. Il metodo applicativo nell’impiego di Ciclododecano e Camphene Triciclene deve variare a seconda delle proprietà dell’oggetto e degli interventi programmati, e va distinto per ogni tipo di problematica. Dato che l’impiego di un legante volatile richiede una buona esperienza, è consigliata una fase conoscitiva sperimentale. Le ricerche sulle proprietà dei leganti volatili applicati su supporti cartacei, hanno dimostrato che lo strato formato si differenzia nel suo comportamento a seconda del metodo applicativo e delle peculiarità del materiale da consolidare. Le tecniche adottate determinano differenti gradi di impermeabilizzazione. Le fusioni possono impermeabilizzare totalmente una carta in superficie. Strati formati da soluzione di Ciclododecano mantengono questa caratteristica solo per un tempo limitato, poiché la struttura cristallina da cui sono formati è permeabile al vapore. La durata di lavorazione di un oggetto impermeabilizzato e consolidato con un legante volatile, è connessa alle proprietà della carta, al metodo applicativo ed alle condizioni ambientali. Alcuni processi di lavorazione diminuiscono l’efficacia del legante volatile: strati di fusione di Ciclododecano si possono disgregare facilmente quando sollecitati o sottoposti a stress meccanici. Il Camphene Triciclene non può essere impiegato in combinazione con acqua calda. Pur avendo una struttura apolare entrambe i leganti volatili vengono parzialmente solubilizzati da solventi polari; il Camphene Triciclene in misura maggiore rispetto al Ciclododecano. Il Camphene Triciclene non è idoneo nell’uso con tavola a bassa pressione per la sua rapida sublimazione. Nei trattamenti acquosi su campioni di carta parzialmente idrofobizzati, si sono verificati effetti negativi. Il rigonfiamento indotto dall’inumidimento solo nelle aree non idrofobizzate, crea nelle Fig. 27. Strato di una soluzione di Ciclododecano in fibre tensioni diverse. Nel test di riferimento è stata Benzina di petrolio 100-140 data a spruzzo su di un verificata una ridotta resistenza alla trazione su carte campione con pastello verde. Sullo strato trasparenparzialmente impermeabilizzate, problema che te di Ciclododecano sono depositati aggregati sferici poteva essere evitato modificando il metodo applicristallini, i quali si formano nella fase in cui, durante la nebulizzazione, evapora il solvente Ingr. 22,5x . cativo del legante volatile.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 45

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

Nelle carte caratterizzate da indici di dilatazione elevati, se parzialmente impermeabilizzate possono subire tensioni estreme. È da evitare l’impermeabilizzazione tramite la sola fusione del legante volatile, su carte sottili, su carte tendenti a forte rigonfiamento e carte degradate, poiché lungo il margine dell’area trattata si creano delle forti tensioni. Applicando una soluzione di Ciclododecano marginalmente all’area trattata, queste tensioni si riducono ma non vengono totalmente eliminate. Rispetto al Ciclododecano gli strati di fusione di Camphene Triciclene sono più flessibili, meno friabili e possono limitatamente conformarsi all’estensione delle fibre sottoposte a inumidimento. È stato possibile stabilire la cinetica di sublimazione del legante volatile in rapporto a date condizioni ambientali attraverso la misurazione del peso. È stato rilevato anche il processo tipico di sublimazione di un carta idrofobizzata con un legante volatile. Come si è verificato confrontando tipologie di carte diverse, la velocità di sublimazione del legante volatile dal supporto cartaceo è altamente legata alle sue proprietà e alla struttura fisica. È stato possibile influenzare la cinetica di sublimazione modificando le condizioni ambientali attraverso la copertura con determinati materiali. In relazione ad eventuali residui, per quanto riguarda il Ciclododecano questo problema non sussiste. Il Camphene Triciclene rilascia residui a forma di Camphene ossidato indipendentemente dalla tipologia di carta trattata. Attualmente è presente sul mercato Camphene stabilizzato con un’antiossidante di cui è consigliato l’utilizzo in sostituzione della miscela Camphene Triciclene. I risultati raggiunti attraverso le proprietà del Camphene Triciclene sono trasferibili sul Camphene puro. La sperimentazioni sulle possibilità applicative del legante volatile hanno dimostrato le opportunità ed anche i limiti d’impiego nel restauro applicato al materiale cartaceo: Fissaggio di coloranti sensibili all’acqua Il fissaggio con legante volatile è stato efficace anche con coloranti molto solubili. Il metodo di applicazione deve essere modificato secondo la tipologia della carta e la solubilità del colorante. Uno svantaggio consiste nell’ impossibilità di effettuare la pulitura della carta nelle aree idrofobizzate e nelle zone dove il trattamento ha favorito la formazione di gore. Delimitazione della carta per una pulitura localizzata La delimitazione di alterazioni cromatiche può essere di grande aiuto, se non che nella prassi applicativa lungo i margini impermeabilizzati tendono a depositarsi residui di sostanze degradate. La delimitazione è utile nelle macchie ben circoscritte sia durante una pulitura sia per uno sbiancamento localizzato. Consolidamento di carte delicate durante la lavorazione Un consolidamento della carta con un legante volatile è efficace quando l’oggetto non subisce sollecitazioni durante la lavorazione e quando non è sottoposto a pressioni. Le stesure create attraverso soluzioni di legante volatile rispetto a strati di soluzione in forma fusa, hanno un’ effetto di consolidamento minimo. Fissaggio temporaneo di coloranti polverulenti Per il consolidamento di coloranti polverulenti l’applicazione di Ciclododecano a spruzzo si è dimostrato un metodo promettente. In questo settore sarebbero auspicabili ulteriori ricerche ed approfondomenti sulle fusioni di Ciclododecano a spruzzo. È stato possibile verificare che il legante volatile è un mezzo idoneo e di grande aiuto per il restauro, ma va valorizzato e approffondito nella pratica quotidiana. Si spera che questo lavoro costituisca un contributo allo sviluppo di ulteriori ricerche.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 46

Quaderni Cesmar7 B. Geller, G. Hiby

Note 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

La ripetuta stesura di una soluzione satura di C.T. può impermeabilizzare parzialmente e temporaneamente la carta. L’impiego di una tavola aspirante, accelera la formazione di uno strato poiché il solvente rispetto al legante viene aspirato più velocemente. L’effetto impermeabilizzante permane per meno di un minuto. Hangleiter et al. 1995, pag. 39. Jaegers, a seguito di una dichiarazione orale nel 1996. È più probabile una penetrabilità nella fibra con una soluzione di Ciclododecano per la sua minore viscosità. Il Ciclododecano cristallizzando si adatta più allo spazio che va ad occupare. Per il motivo menzionato non sono state effettuate prove con Ciclododecano fuso con l’aggiunta di solvente. I pennelli grossi e rotondi induriscono prima ed impediscono una agevole stesura, dovendo essere riscaldati. Rispetto alla carta, su di un supporto non assorbente, per esempio come il vetro, in fase di consolidamento si crea un eccesso di solvente sulla cui superficie si forma una pellicola cristallina. Al di sotto dello strato cristallino formatosi, la soluzione rimane liquida più a lungo, poiché l’evaporazione del solvente viene ritardata. Questa affermazione è stata verificata con il solvente Etere di petrolio 30-40. Si prevede di ottenere simili risultati con l’impiego di Ligroina cicloesano, e White Spirit come solventi grazie ad un analogo processo di formazione dello strato. Immergere la carta da filtro in una soluzione acquosa di Cobalto II-cloruro (20%) farlo asciugare in camera di deumidificazione. A completa asciugatura la carta appare blu, quando l’umidità viene assorbita (assorbimento infracristallino) la carta diventa rosa. Il Camphene Triciclene non è stato testato per l’elevato punto di sublimazione. Il campione di riferimento non idrofobizzato è diventato completamente rosa dopo 7 minuti nella camera di umidificazione. Le carte trattate su ambedue i lati sia con il Ciclododecano fuso (spessore dello strato 0,06 mm),o in soluzione (una sola stesura a pennello), hanno manifestato parziali e lievi colorazioni rosate. I cambiamenti di colore della seconda prova menzionata, è probabilmente legato ad una discontinuità dello spessore dello strato e relative mancanze nello stesso. La prova dove il Ciclododecano è stato steso due volte su ambedue i lati, mostrava un analogo cambiamento di colore non prima di 10 minuti. Le prove trattate con uno strato più spesso di Ciclododecano fuso (mm 0,11-0,15) non hanno mostrato nessuna permeabilità al vapore. Per la creazione di soluzioni sature vedi Tabella 4. Il solvente cambia l’indice di rifrazione della carta, quindi la carta appare più scura. Anche dopo la completa formazione dello strato, la zona idrofobizzata sembra più scura delle restanti aree. Per questo motivo è difficile valutare se il solvente è completamente evaporato. Si consiglia di testare parallelamente la formazione dello strato su di un materiale avente caratteristiche analoghe. Impiegando solventi con Benzine a bassa volatilità, la formazione dello strato è ritardato rispetto all’Etere di petrolio 30-40. Con l’aiuto di un microscopio è possibile osservare la formazione di una struttura tridimensionale di Ciclododecano: dalla soluzione data a gocce in superficie si creano forme semisferiche con una pellicola costituita da cristalli di Ciclododecano. Al di sotto si trova ancora la soluzione liquida che può essere assorbita in profondità o veicolata per capillarità verso i margini dell’area trattata. Successivamente le semisfere collassato formando dei crateri. La struttura rimasta di cristalli di Ciclododecano crea uno strato permeabile (Fig. 5). Doppia stesura su una carta di 80 g/m2 con pennello saturo sottoposta una depressione di 0,12 bar. Cicloesano mostra risultati analoghi: tempo per la formazione di uno strato circa 20 min. Sono da impiegare idrocarburi come per esempio Cicloesano o Essenza di petrolio 100-140; idrocarburi con un punto di ebollizione più alto come White Spirit non sono consigliabili perché evaporano molto lentamente. Differenze graduali nella penetrazione probabilmente sono dovute alla inevitabile irregolarità nella stesura del legante volatile. Solamente i campioni trattati con Tylose MH300 mostravano tracce di colorante nel film adesivo. Questo probabilmente è dovuto al deposito di colorante nei pori o nelle irregolarità presenti nella stesura dell’adesivo. La Alchilcellulosa stessa non dovrebbe essere pigmentata da un colorante lipofilo. Va considerato che un film di adesivo alterato può essere più poroso e permeabile di un film di adesivo nuovo ed intatto anche se meno concentrato. Va considerato che generalmente il leg vol. non viene applicato direttamente sull’adesivo, prima dovrebbe attraversare la carta rendendo ancora più difficile la saturazione dello strato di adesivo. La tensione di vapore corrisponde allo stato di equilibrio che si crea fra una sostanza (solida o liquida) e la loro fase gassosa all’interno di un contenitore chiuso. Calore di sublimazione = Calore di fusione + Calore di evaporazione. Il Calore di sublimazione corrisponde alla quantità di calore (Joule) che serve per trasformare un grammo di materia solida allo stato gassoso, e questo con temperatura e pressione ambientali costanti. Vedi Hangleiter et al. 1995, pag. 389. Il rallentamento nella Fase 2 è dovuto al deposito del legante volatile negli interstizi delle fibre. La sublimazione è rallentata grazie alla compattezza del materiale. Non ci si aspettano interferenze fra il legante volatile apolare e la cellulosa polare. Teoricamente le cariche possono assorbire molto legante volatile grazie all’ampia superficie specifica e rilasciarlo in modo rallentato. Es: superficie specifica di 1g di talco=5-20 m2; talco e carbonato di calcio sono più idrofobi rispetto ad esempio al caolino ed hanno una buona affinità con composti idrofobi (Weigl 1991, pagg. 214, 219). Una superficie di 9 cm2 è 9 volte la superficie di 1 cm2, però ha una circonferenza di sole 3 volte. Quindi in rapporto dalla superficie dello spessore perimetrale sublima meno legante volatile e questo influisce anche sulla dinamica di sublimazione (dinamica di sublimazione: rapporto fra quantità e tempo). Dalla sublimazione successiva ai primi tre giorni la superficie di Ciclododecano di 1 cm2 si è ridotta talmente, da non permettere le misurazioni nei giorni successivi in rapporto alla superficie. L’oggetto chiuso ermeticamente deve essere sottoposto ad una temperatura costante per evitare la formazione di condensa. HIBY 1997. Come campione si è utilizzato un cartoncino da acquerello con una soluzione di Ciclododecano dato a spruzzo. Si desume che i risultati raggiunti sono trasferibili sul Ciclododecano. A causa della sua sublimazione lenta il Ciclododecano non è stato sperimentato. CORTE 1982, pag. 49 seguenti. P. Wurstel et al.: TEGEWA Tropftest - eine Methode zur schnellen Ueberpruefung der Saugfaehigkeit an textilen Flaechengebilden, In: Melliard Textilberichte 8/1987, pagg. 581-583. Il tempo di penetrazione e raggio di estensione di una goccia definita di una soluzione colorata la quale si fa cadere da un’altezza definita su di una materiale tensionato. Questi dimostrano se il materiale dopo l’idrofobizzazione ha la stessa capacità di assorbimento. Jaegers 1996, pag. 63 s.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 47

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta Quaderni Cesmar7

33 Un contatto breve con varie sostanze sbiancanti ossidanti (Permanganato di K e Ipoclorito di sodio) attraverso trattamento acquoso non comporta effetti negativi sull’idrofobizzazione dato dai leganti volatili. Teoricamente potrebbe verificarsi che, da un contatto tra Camphene Triciclene e una sostanza sbiancante ossidativa, l’antiossidante del legante volatile venga inattivato, con conseguente ossidazione del doppio legame della molecola di Camphene Triciclene 34 In un test si è evidenziato che da un trattamento acquoso di una durata prolungata (50 min.) in acqua di 35 C° le bolle d’aria inglobate nello strato di Camphene Triciclene si sono espanse e tendevano ad andare verso la superficie. L’ammorbidimento temporaneo dello strato ha reso possibile alle bolle di raggiungere la superficie e di rompere lo strato rendendo lo strato permeabile all’acqua. Con temperature superiori ai 35 C° questo processo si è accelerato. Inoltre lo strato si è staccato dalla carta lungo i bordi. 35 Sono state impiegate tavole a bassa pressione parziali illuminate della ditta Belo. Come supporto sulla superficie aspirante sono state collocate due carte da filtro. La forza di aspirazione è stata impostata sul valore più basso, che corrisponde ad una pressione di circa 0,08 bar. 36 La sublimazione potrebbe essere rallentata con la copertura con una pellicola. Test relativi non sono stati effettuati. 37 Alcune gocce d’acqua applicate sulle prove attraversavano lo strato e penetravano nelle carta. Appena lo strato a seguito della sublimazione crea delle irregolarità e delle aperture, la superficie perimetrale aumenta quindi il processo subisce un’accelerazione. Dopo altri 10 min l’acqua ha attraversato la carta ed è stata assorbita dal supporto. 38 Confrontando le tre prove fra di loro si è verificata l’impossibilità di ripetere la stessa applicazione con gli stessi risultati. 39 Apparecchiatura per test di trazione: DY 30 della ditta Adamel Lohmargy, rappresentato da Gabo Qualimeter® Testanlagen GmbH; Software: Autotrac. 40 Esempio: L’Etere di petrolio 30-40 “purissimum” impiegato contiene una parte non volatile <0,001%. La Benzina rettificata “purissimum” contiene <0,005 % di residui non volatili. 41 Vedi PETERMANN, GUERTLER 1991, pag. 65 seguenti. 42 Si suppone che componenti apolari del cartoncino siano stati solubilizzati dal solvente anch’esso apolare e veicolati verso l’esterno. Questo si desume dalla decolorazione del cartoncino e dalla formazione di un bordo. Il Ciclododecano potrebbe essersi aggregato ai componenti apolari e depositato successivamente e formando una gora marginale. 43 JAEGERS gentile comunicazione verbale 1996. 44 BIRGIT GELLER GUDRUN HIBY: “Flüchtige Bindemittel in der Papierrestaurierung sowie Gemälde und Skulpturenrestaurierung” - SIEGLS Fachbuch Handlung 2002, Tests pubblicati in: Cyclododecan bei der Restaurierung von Gemëlden und gefassten Objekten, pag. 83. 45 HIBY gentile comunicazione verbale 1996: Le sostanze solide sono state mescolate. Dammar veniva sciolto dal Camphene Triciclene, la cera d’api veniva sciolta parzialmente e diventava leggermente appiccicosa. 46 HIBY gentile comunicazione verbale 1996: Colore acrilico nero, ditta Lascaux. 47 BREDERECK et al. 1992, pag. 49 seguenti. FLIEDER 1992, pag. 87 seguenti. 48 I problemi sono: Strati più spessi non vengono fissati sufficientemente; con carte molto assorbenti il colorante può trasferirsi sul retro; non è possibile effettuare un trattamento acquoso prolungato o con temperature elevate, i complessi quando sono ancora bagnati sono sensibili al tatto; il fissativo non complessato non viene eliminato totalmente dalla carta attraverso un lavaggio. 49 Inchiostro da timbro: coloranti ionici in acqua, glicerina e alcool; coloranti rossi sempre anionici (BREDERECK 1992, pag. 51) inchiostro: l’inchiostro da timbro puro contiene coloranti ionici, addensanti (zucchero, destrina), polietilenglicole per aumentare la fluidità, quantità minime di tensioattivi per una migliore scorrevolezza, soluzione di gomma arabica per una migliore adesione sulla carta (BREDERECK 1992, pag. 50). Lampostil: es. composizione di un lampostil acquoso: 20-30% glicole, 1-10% colorante, 0,1% sostanza tensioattiva, 2% legante, rimanente: acqua (secondo COLDITZ/KUNKEL, 1987, pag. 47). 50 Acquarelli: pigmenti 0,2 mm di Ø, generalmente Gomma arabica come legante, Gomma adragante come legante ed addensante, Destrina come additivo, Gomma di ciliegio in sostituzione o per diluire la gomma arabica (EHERENFORTH 1993, pag. 35 seguente). Lo strato asciutto è composto dal 33% di pigmenti, 56% di legante e 9,9% di additivi ausiliari (HERENIUS 1992, pag. 41). Saponi di cera (Wachsseifen) aumentano la resistenza all’acqua della colla e la brillantezza della superficie del colore (ROEMPP Chemie-Lexikon). 51 La valutazione dello spessore dello strato è stata effettuata con un micrometro. Dal Camphene Triciclene la misurazione è imprecisa perché gli strati morbidi possono essere compressi da micrometro. 52 La coperta è stata gentilmente messa a disposizione da Elke Wieden. 53 Si tratta del lavoro di uno studente della Koelner Werkschule, la segnatura è illeggibile. 54 Elizabethae Blackwell, Herbarium Selectum Emendatum E.T. Actum Centuria III e IV “Sammlung der Gewaechse”; parte 1 del 1757, parte 2 del 1760; 311 p. con 203 Acquaforte; proprietario: UB Koeln, segnatura:N 10/59 3-4 Sekr. Il compendio è stato restaurato da Anett Wirsing durante il corso di studio alla FH Koeln. 55 Ditta Belo. 56 Una delimitazione precisa del tratto d’inchiostro con una soluzione di Ciclododecano applicato a pennello non è stata possibile per l’assorbimento della carta. Quindi per avvicinarsi al livello di impermeabilizzazione voluto la stesura è stata realizzata gradualmente. 57 Come supporto può essere utilizzato anche un cartone da filtro il quale ha lo svantaggio, per la sua elevata porosità, di assorbire più liquido e quindi diffonderlo maggiormente. Questo potrebbe comportare, per capillarità, un successivo ritorno al supporto soprastante oppure ostacolare l’accesso del liquido distribuito in superficie con successivo allargamento della diffusione umida. 58 Osservazioni analoghe sono state fatte su tessuti di cotone, seta, lino e lana. Si è verificata la formazione di una gora dopo l’applicazione a gocce di un liquido colorato lungo la fusione di Ciclododecano steso a pennello. Questo non si è verificato con una soluzione e con Camphene Triciclene. JAEGERS 1996, pag. 68 s. 59 Vedi: Hangleiter et.al. 1995, pag. 385 s. Sul lato opposto al trattamento potrebbe essere applicata una carta o un tessuto non tessuto con una fusione di Ciclododecano che irrigidisca totalmente il sandwich o, nel caso in cui lo strato di Ciclododecano si dovesse rompere, possa ridurre lo stress sull’oggetto. 60 L’etichetta portatitolo è stata ricuperata dalla legatura originale, a questo probabilmente è legato il suo pessimo stato conservativo. La coperta è stata gentilmente messa a disposizione da una collega di studio come campione originale. 61 Finora questo fenomeno non è stato osservato con la carta, ma è conosciuto nel settore del restauro di materiali tessili sottili e fragili.- JÄGERS, gentile comunicazione verbale, 1996. 62 Test preliminari hanno dimostrato che la Ligroina ed il Cicloesano evaporano troppo velocemente durante la fase di nebulizzazione conferendo al Ciclododecano una ridotta adesione.

impa_Carta3a.qxd:210x297

10-11-2011

8:50

Pagina 48

INDICE Premessa

..........................................................................................

Ciclododecano e Camphene Triciclene nel restauro della carta

...................................

Ricerche per individuare metodi applicativi finalizzati alla formazione di uno strato di Ciclododecano e suo livello di penetrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Influenza dei vari metodi applicativi

.............................................................

Sublimazione: come condizionarne il processo Tempi di lavorazione

...................................................

..............................................................................

Effetto dell’applicazione del legante volatile sull’oggetto

........................................

.....................................................

...........................................................................

..............................................................................................

Possibilità d’impiego nella prassi applicativa Riassunto e prospettive Note

© il prato casa editrice via Lombardia 43 35020 Saonara (PD) tel. 049 640105 • fax 049 8797938 www.ilprato.com • info@ilprato.com Traduzione a cura di Lilia Gianotti via Dorna, 10 39040 Salorno (BZ) liliagianotti@libero.it Autore Birgit Geller Diplom-Restauratorin für Papier (restauratrice diplomata in opere cartacee) LWL - Archivant für Westfalen D-48133 Münster birgitgeller@lwl.org