Quaderni Cesmar7 05 Ciclododecano 2008 by Cesmar7

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Gudrun Hiby

IL CICLODODECANO NEL RESTAURO DI DIPINTI SU TELA E MANUFATTI POLICROMI

Traduzione e cura di Silvia Invernizzi

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Il presente saggio è estrapolato dal libro:

Birgit Geller und Gudrun Hilby: 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).

Traduzione a cura di Silvia Invernizzi Rain 19 39040 Cortaccia s.s.d.v. (BZ) invernizzi_fuckner@libero.it Autore Gudrun Hanika (Hiby) Diplom-Restauratorin für Gemälde und Skulpturen (restauratrice diplomata in dipinti e sculture policrome) Bachgasse 3 - 97070 Würzburg info@restaurierung-hanika.de www.restaurierung-hanika.de

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PREMESSA Dal 1995 i leganti volatili sono stati introdotti nelle tecniche di restauro come “strumento” temporaneo di consolidamento, protezione ed impermeabilizzazione ad agenti chimici. Il testo qui tradotto è il lavoro di diploma della collega Gudrun Hiby del 1997, ripubblicato per conto dell’Università di Colonia nella versione completa come da titolo originale. Nel 1998 avevo avuto un primo approccio con il ciclododecano per il descialbo della pellicola pittorica particolarmente delicata di un ciclo rinascimentale di dipinti murali a secco dell’ex-convento benedettino di Riesa (Dresda - Sassonia), ma da allora in Italia non ne avevo più sentito ...i vapori! Stimolati dall’intervento di Michael Hans Hangleiter al Congresso CESMAR 2006 di Milano, “Colore e conservazione” e attenti al continuo interesse suscitato dal materiale ciclododecano, si è deciso di “aprire” le pagine di un lavoro basilare che spero possa costituire un riferimento concreto per valutare ed impostare sia gli utilizzi più lineari, ma anche orientare la ricerca in problematiche più complesse sperimentali e di applicazione pratica. L’impegno della traduzione dal tedesco, o meglio dalla struttura tedesca, è stato al momento il mio contributo più concreto nell’uso dei leganti volatili. L’acquisizione “italiana” di questi dati va attivata ed aggiornata nello scambio continuo di esperienze e valutazioni che mi auguro abbiano sviluppo fin da ora su entrambi i versanti alpini, e non solo! Silvia Invernizzi Cortaccia, marzo 2008

Desidero ringraziare Gudrun Hanika (Hiby) e la dott.ssa Doris Oltrogge dell’Università di Colonia per la loro disponibilità a concedere la traduzione in italiano e tutti coloro che mi hanno aiutato in questo lavoro di versione.

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INTRODUZIONE A sostegno delle esperienze disponibili nell’ambito dell’applicazione di leganti volatili nel restauro di dipinti su tela e manufatti policromi sono state eseguite delle analisi approfondite sulle proprietà materiali del legante volatile ciclododecano. Questo sembra essere un ausilio per la conservazione molto adatto grazie alla sua versatilità e la sua irrilevante reattività. Le prove si riferiscono specialmente ai materiali degli strati pittorici e policromi in genere*, cosi come ai materiali che vengono impiegati nel restauro1. Le molteplici e complesse strutture degli strati pittorici contengono spesso numerose problematiche nel restauro dei beni artistici e culturali. Di seguito viene descritta la verifica delle possibilità e dei limiti mediante una serie di prove selezionate e l’utilizzazione del ciclododecano. Vengono chiarite domande nell’ambito dell’impiego del ciclododecano sul suo comportamento in combinazione con gli strati pittorici e le policromie. • • • • • • • • • • • • •

Da cosa dipende la penetrazione o la compenetrazione del ciclododecano? Come si applica il ciclododecano quando occorre una totale compenetrazione/consolidamento o quando solo un consolidamento/idrorepellenza superficiali? Come si forma uno strato di ciclododecano nella struttura e quanto è forte il grado di consolidamento e di idrorepellenza? Quando si può iniziare a lavorare dopo l’applicazione di ciclododecano in soluzione? Come avviene il processo di sublimazione da una struttura (porosa) in caso di sublimazione da un solo lato? Quanto impiega a sublimare il ciclododecano e quando si può procedere con ulteriori operazioni di restauro? Quali interazioni possono insorgere proprio tra manufatti originali e materiali di restauro apolari? In che misura diminuiscono le interazioni all’aumentare del grado di invecchiamento degli strati strutturali? Come appaiono i primi risultati delle prove a lungo termine relativamente alle interazioni? È possibile che insorgano dei danni nell’applicazione del ciclododecano? Come possono essere valutati questi danni a confronto con i danni che si formano in caso di applicazione di leganti non volatili? In che misura si osservano reazioni di solubilizzazione per mezzo di agenti di pulitura liquidi che vengono utilizzati subito dopo l’applicazione del ciclododecano? Come si rivelano gli effetti dovuti alla presenza di resti di ciclododecano nella struttura degli strati pittorici in combinazione con successive lavorazioni (consolidamenti, stesura di vernici)? Ci sono problematiche certe di restauro dove l’applicazione del ciclododecano offre un risultato promettente e vantaggioso rispetto ad altri metodi?

I risultati vogliono dare un contributo per poter conoscere le proprietà del ciclododecano e limitare il numero delle prove preliminari sul manufatto.

* Ndc. Nel presente testo verrà tradotto con “policromie” e “cromie” in genere il termine tedesco Fassung con il quale vengono indicate le stratigrafie di rivestimento e finitura (includendo quindi strati preparatori, pittorici e di protezione) che sono stese su superfici lignee e lapidee. 1. Per esempio: consolidanti e adesivi – i singoli passaggi e intenti alla base degli esperimenti non possono essere sempre descritti in dettaglio. In caso di bisogno sono da trarre dal testo della tesi di diploma.

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VERIFICA DELLE POSSIBILITÀ E DEI LIMITI NELL’APPLICAZIONE DEL CICLODODECANO NEL RESTAURO DI STRATI PITTORICI E POLICROMIE Serie di prove Come campioni per i test ci si è serviti di stesure di piccole dimensioni di colori, leganti, stesure, vernici, consolidanti e adesivi2, così come di campioni di strati colati in diversi spessori di Kreide* e di preparazioni a base di Kreide e legante di origine animale, a diversi gradi di coesione. Il materiale dei campioni presentava diversi gradi di invecchiamento: fresco, invecchiato naturalmente, invecchiato artificialmente in camere a U.V.; inoltre fu disponibile un dipinto antico come oggetto di prova. L’utilizzazione di campioni preparati aveva il vantaggio che se ne conosce la composizione e che è possibile il confronto dei risultati così come che certi fenomeni o comportamenti specifici potevano essere verificati isolatamente. In tal caso – al contrario che per prove sull’originale – potevano essere utilizzati non soltanto metodi di diagnosi non distruttiva. Per ottenere una gamma quanto più possibile ampia di informazioni sul comportamento del ciclododecano negli stati pittorici e cromie, vennero spesso eseguite prove che illustrano determinate tendenze. Altre prove, delle quali in precedenza si era rivelato che aveva senso la differenziazione e l’approfondimento nelle rispettive tematiche, vennero trattate dettagliatamente3. Durante le prove erano mantenute condizioni ambientali che si ritrovano in un laboratorio di restauro a clima controllato.

Tabella I. Combinazioni di stesure di colori, leganti e substrati analizzati. Rispettivamente colori da tubo o prodotti industriali.

2. Colori, leganti, stesure, vernici, consolidanti e adesivi verranno di seguito schematizzati come strati di colore e leganti. * Ndc. È la carica della tipica composizione delle preparazioni in ambiente oltrealpino: si tratta di carbonato di calcio, definito appunto con il termine Kreide (la cui traduzione letteraria sarebbe gesso, gessetto da lavagna, ma in ambito geologico, ha origine dalle formazioni di fossili, di carbonato di calcio dell’era cretacea). Nelle preparazioni con la colla animale al carbonato di calcio viene solitamente unito anche del gesso di Bologna, ma l’autrice mi ha confermato la sola presenza di carbonato di calcio per la composizione dei campioni delle prove. 3. Queste vennero eseguite più volte, dato che per l’impostazione degli esperimenti erano da aspettarsi diversi risultati.

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PROPRIETÀ DEL CICLODODECANO RELATIVAMENTE AI DIVERSI MATERIALI DEGLI STRATI PITTORICI E POLICROMIE Gli strati pittorici e di policromie sono costituiti innanzitutto da leganti e pigmenti, ma anche da materiali che vengono apportati nel tempo. I leganti di questi strati assumono un ruolo sostanziale con l’apporto di leganti volatili. Di seguito ne vengono descritte prove sull’interazione e relativi meccanismi. Comportamento relativo alla penetrazione del ciclododecano in strati di colore, di legante e di Kreide La tabella I (alla pagina precedente) mostra gli strati di colore, legante e Kreide analizzati su vetrini portaoggetti così come su tele preparate. Vennero ottenuti degli strati sia compatti che crettati4. Il ciclododecano venne sciolto sulle superfici sia con l’ausilio di una spatola calda così come apportato con tre gocce di una soluzione satura di benzina rettificata 100-140. Di queste prove relative al comportamento del ciclododecano si voleva stabilire la penetrazione e l’impregnazione del ciclododecano solamente negli strati preparatori. Queste si resero otticamente visibili per la variazione della saturazione luminosa ed era chiaramente visibile anche in sezione (Tav. I/a). Tra le penetrazioni solitamente osservate, la penetrazione sarà dipesa probabilmente dalla presenza di crettatura negli strati di colore, legante e carbonato di calcio e non dal fatto che gli strati stessi fossero permeabili al ciclododecano. L’andamento della penetrazione dipende quindi in modo sostanziale dalla capillarità degli stati di colore, legante e carbonato di calcio nonché dalla presenza di crettature. Una supposizione che il ciclododecano generalmente penetri in strati solubili all’acqua venne controbattuta dalle prove. Nonostante la presenza di strati superficiali di natura impermeabile, il ciclododecano può in presenza di crettatura penetrare negli strati porosi più profondi e questi consolidarli e renderli idrofobi. Le prove a goccia, con ciascuna una goccia di soluzione di ciclododecano in benzina rettificata 100-140, mostrano tendenze che possono essere d’aiuto nella valutazione dei fenomeni di penetrazione del ciclododecano in uno strato: Gocce di grosso diametro con formazione di cristalli di ciclododecano sulla superficie e nessuna variazione della saturazione luminosa, fanno dedurre che vi sia una minima o nulla penetrazione (p. es. in tal caso di colori acrilici, colori all’olio di lino e standolio, colla di pelli animali, dammar e Plextol). • Gocce di piccolo diametro con formazione di cristalli di ciclododecano sulla superficie e nessuna variazione della saturazione luminosa, fanno dedurre una penetrazione dovuta alla crettatura (p. es. in tal caso colori a vernice, colori a guazzo). • Gocce di piccolo diametro senza formazione di cristalli di ciclododecano sulla superficie e con variazione della saturazione luminosa, dimostrano una corrispondente buona penetrazione (in tal caso osservabile nella preparazione a Kreide e colla animale). •

Comportamento relativo alla penetrazione del ciclododecano in particolare negli strati di Kreide: profondità di penetrazione, formazione di strati, idrorepellenza, consolidamento Una penetrazione in profondità del ciclododecano venne quindi confermata solo nelle preparazioni e negli strati pittorici con legante acquoso, porose. Ne consegue che l’efficacia e le possibilità applicative del ciclododecano è ampliata al massimo proprio nei casi di strati di Kreide privo di legante, preparazioni a base di Kreide e colla animale nonché di colori a tempera. Da qui ne deriva una serie di ulteriori domande, come per esempio sulla profondità di penetrazione e la formazione di strati nella struttura. Quest’ultime sono in stretto rapporto con il grado di efficacia idrorepellente e consolidante di ciascuno strato di ciclododecano. Profondità di penetrazione del ciclododecano negli strati preparatori Poiché il fenomeno della penetrazione del ciclododecano dipende sia dalla tecnica di applicazione come anche molto dal grado di coesione dei colori a tempera o degli strati preparatori, venne analizzato più precisamente su strati di Kreide privo di legante e su strati preparatori con legante, a diversi gradi di coe4. Gli strati vennero invecchiati artificialmente agli U.V. di 20 anni. I relativi strati non interagirono più con il ciclododecano (dimensioni dei campioni 2,5x7,5 cm).

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sione5. Venne preso in considerazione un quanto più possibile ampio spettro di forme di impiego e di applicazione del ciclododecano da confrontare una con l’altra. Venne provato quanto segue: diverse temperature di fusione e fusioni con aggiunta di solvente (benzina rettificata 100-140)6; • diversi gradi di saturazione delle soluzioni (sature e diverse insature)7; • diverse soluzioni con etere di petrolio 30-40, benzina rettificata 60-90, benzina rettificata 100-140 con e senza tensioattivo (con benzina rettificata 100-140) e anche aggiunta di etanolo o isopropanolo8 e • le più diverse forme di applicazione. •

Tabella II. Sintesi delle forme di applicazione e delle proporzioni nelle prove di penetrazione a 17°C; ca. 55% U.R. .

Le tabelle II e III danno una sintesi delle forme di utilizzo, impiego di solventi, metodologie applicative e tipologie di strumenti utilizzati nelle prove. Per una migliore visibilità del ciclododecano, questo venne marcato con β-carotene (colore da giallo ad arancione). La quantità apportata si definiva rispetto alla metodologia applicativa e allo scopo particolare prefisso (penetrazione superficiale o di profondità)9. Dopo la rottura dei campioni di prova trattati con ciclododecano, si misurò sulla superficie di rottura la profondità di penetrazione. 5. I campioni per i test erano costituiti da strati a base di calcio carbonato e colla animale decoesi, debolmente coesi e fortemente coesi ottenuti in un’unica colata (in stampi diametro 3,5 cm; al centro 0,5-0,8 cm). Questo genere di spessori negli strati preparatori si riscontrano, se in assoluto, raramente. Ma grazie a questi si potevano rendere ben visibili le differenze relative alla penetrazione. Poiché nella preparazione di questi campioni si verifica una concentrazione maggiore di legante in prossimità della superficie, e questo non permetterebbe una penetrazione omogenea del ciclododecano, i campioni vennero allora utilizzati girati sotto in su e leggermente levigati. 6. Vennero eseguite prove di fusioni con aggiunta di solvente al fine di allungare i tempi di indurimento, a vantaggio di una migliore penetrazione. 7. Prove con soluzioni sature e insature di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 e di ciclododecano in benzina rettificata 60-90 dovrebbero mostrare se la formazione molto veloce di cristalli, che si riscontra normalmente nelle soluzioni sature, può essere evitata a favore di una penetrazione maggiore. 8. Nella scelta dei solventi del gruppo degli idrocarburi, vennero considerati solo gli alifatici. Un criterio importante nell’utilizzo dei leganti volatili è quello che non siano tossici e che per il restauratore, sia che lavori per piccole zone o per superfici estese, sia sicuro. Gli idrocarburi aromatici (per. es. il toluolo) non soddisfano questi criteri. Soluzioni con aggiunta di alcoli vennero inclusi in questa serie di prove, per osservare se queste aggiunte di solventi polari migliorano il comportamento della penetrazione. 9. Nell’applicazione a spruzzo del ciclododecano fuso con la pistola a caldo e delle soluzioni con l’aerografo, per ottenere una penetrazione in profondità venne applicato il ciclododecano fino a rifiuto, perché si formava uno spesso strato sulla superficie dei campioni. In queste prove, perché l’apporto del ciclododecano fosse solo da un lato del campione, l’applicazione avveniva con l’ausilio di una mascherina di protezione.

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Profondità di penetrazione del ciclododecano fuso negli strati di Kreide Applicazione con la pistola a caldo a spruzzo10: il fattore determinante per la profondità di penetrazione delle fusioni di solo ciclododecano o modificate con aggiunta di solvente era in genere la temperatura della massa fusa alla quale veniva applicata sul campione, poi la temperatura del campione stesso ed infine la sua capillarità. Da tener presente che la temperatura del ciclododecano fuso diminuisce notevolmente nel passaggio dal contenitore della pistola a caldo alla superficie del campione. Per questo il momento del passaggio allo stato solido assume grande importanza (Tab. IV-V). Il passaggio allo stato solido della massa fusa pura avveniva molto rapidamente tanto che si otteneva una penetrazione veramente minima, mediante il riscaldamento del campione di carbonato di calcio a 45°C con l’ausilio di una lampada a IR e la temperatura massima regolabile sulla pistola calda a spruzzo di 120°C (distanza di 15 cm). Una penetrazione maggiore era possibile solo in caso di una lento raffreddamento del corpo del campione dalla temperatura di partenza di 75°C (Tav. I/c)11. In una prova successiva si rivelò la dipendenza della penetrazione dal grado di coesione del campione; nel campione fortemente coeso, la profondità di penetrazione era notevolmente minore (Tav. I/b, sinistra).

Tabella III. Diversi sistemi di applicazione, forme di stesura e attrezzi utilizzati.

10. I risultati delle prove sono da valutare alla luce della regolazione della pressione e della distanza della pistola a spruzzo scelta di volta in volta. 11. Su di un’opera originale non si dovrebbe peraltro applicare una temperatura di 75 °C per il preriscaldamento.

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Il momento del passaggio allo stato solido della massa fusa modificata con solvente venne notevolmente dilungato dall’aggiunta del solvente. In tal modo la massa fusa modificata con apporto di solvente poteva penetrare già a 70°C in un campione non riscaldato di Kreide privo di legante (Tav. I/b, destra).

Tabella IV.

Applicazione con la pistola a caldo a spruzzo e successivo passaggio con la spatola calda: in questo caso si ottennero profondità di penetrazione di uguale estensione. La massa fusa di ciclododecano che non penetrava nell’applicazione a spruzzo di due strati di spessori diversi, con il trattamento successivo a spatola calda (80°C) potè penetrare bene. Rispet-tivamente alla quantità spruzzata si ottennero strati di diverso spessore (Tav. II/a, sinistra). Tabella V.

Tabella VI. Effetti di diverse soluzioni di ciclododecano in strati di Kreide a diversi gradi di coesione a 17°C; ca. 55% U.R.

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Applicazione della massa fusa con il pennello; senza e con il trattamento successivo a spatola calda: poiché una totale penetrazione della stesura a pennello della massa fusa è dipendente dalla temperatura della massa e del campione, con una temperatura della massa fusa regolata a 120°C (su piastra elettrica) e campioni di Kreide privi di legante, non preriscaldati, si ottenne una penetrazione talvolta molto limitata, a causa di un’alta dispersione del calore. Il trattamento successivo con spatola calda (85°C) o il preriscaldamento del campione (45°C) producevano una penetrazione regolare, minima (Tav. II/a, destra). Profondità di penetrazione di soluzioni di ciclododecano negli strati di Kreide. Applicazione con aerografo: per il comportamento della penetrazione di soluzioni di ciclododecano a spruzzo era decisiva la velocità di evaporazione del solvente dalla miscela (Tab. VI e VII, Tav. II/b). Con la stesura di soluzioni sature ed insature in etere di petrolio 30-40 il ciclododecano poteva penetrare solo minimamente, poiché il solvente evaporava troppo velocemente e il ciclododecano precipitava in gran parte sulla superficie in forma di cristalli. • La soluzione insatura con benzina rettificata 60-90 già poteva penetrare di più; in questo caso influiva l’evaporazione più lenta del solvente e il grado di concentrazione. • La profondità di penetrazione delle soluzioni sature di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 corrispondeva al livello maggiore raggiunto in tutti e tre i tipi di campioni. • Mediante il pretrattamento con veicolante benzina rettificata 100-140 si poté aumentare notevolmente la profondità di penetrazione della soluzione insatura di etere di petrolio 30-40 nei campioni di Kreide privo di legante (Tab. VI, Tav. III/a). Della sua penetrazione in campioni di preparazione a base di Kreide poveri o ricchi di legante non se può dare una valutazione perché non si poteva rilevare otticamente. •

Applicazione di soluzioni sature con il pennello senza e con il trattamento successivo a spatola calda: qui vennero rilevate le seguenti osservazioni: La profondità di penetrazione delle soluzioni stese era condizionata dalla velocità di evaporazione del solvente e dalla quantità apportata. Nel caso della soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40, stesa in 4 passaggi la profondità era minima (Tav. II/c), tuttavia maggiore nei campioni insaturi e saturi di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 (Tav. III/b). • Mediante il trattamento successivo a spatola calda (85°C) non si modificò la penetrazione dell’applicazione in una stesura unica di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (Tav. III/c). Anche qui si ottennero profondità di penetrazione omogenee. Generalmente si stabilì che le diverse profondità di penetrazione dipendevano quindi dai seguenti fattori: •

• • • • • • •

Il metodo e la quantità applicati; Il grado di coesione degli strati di Kreide; La temperatura della massa fusa, con la quale arriva sulla superficie; La temperatura degli strati preparatori di Kreide; L’aggiunta di solvente alla massa fusa; La velocità di evaporazione del solvente nelle soluzioni di ciclododecano; Il veicolante.

Poiché normalmente nel restauro sono necessarie due diverse estensioni della penetrazione – una solo superficiale (per es. per pulitura della superficie, rimozione di macchie), l’altra di profondità (per es. consolidamenti, descialbi), le osservazioni rilevate sono state riassunte ancora da questo punto di vista nella tabella VII. Da porre ancora una volta l’attenzione anche sull’aspetto della temperatura nell’utilizzo della pistola calda a spruzzo. La tabella VIII dà delle indicazioni in proposito tratte dalle esperienze pratiche.

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Tabella VII. Riassunto degli utilizzi e forme di applicazione del ciclododecano con profondita` di penetrazione minori e maggiori.

° Un preriscaldamento a 75°C come nelle prove non è certo possibile applicarlo ad un manufatto per le ovvie conseguenze.

Tabella VIII. Diminuzione della temperatura della massa fusa di ciclododecano dal contenitore della pistola calda alla superficie del campione 1 mbar di pressione/temperatura ambiente 21°C

Formazione di strati di ciclododecano nelle strutture di Kreide, grado dell’idrorepellenza e del consolidamento temporanei La formazione di strati di ciclododecano venne osservata sulle superfici di rottura dei campioni sopra descritti utilizzati per la profondità di penetrazione. Inoltre vennero eseguite analisi al microscopio e anche analisi al SEM su alcuni campioni trattati con 10 gocce di ciclododecano. Con la massa fusa si ottenne il consolidamento nonché l’idrorepellenza maggiore, con la massa fusa addittivata di solvente l’efficacia era ridotta ed infine con le soluzioni di ciclododecano minima. La tabella IX riporta le singole tipologie di strati “consolidato”, “solido” e “molto solido”, che in casi estremi12 risultavano anche all’interno di uno stesso campione di carbonato di calcio (Tav. III/d). Le formazioni degli strati si possono descrivere nel seguente modo:

12. Nel caso di applicazione della massa fusa abbinata al preriscaldamento del campione a 75°C. Con il preriscaldamento a 45°C non erano ancora riconoscibili diversi stadi di consolidamento. In base alla serie delle prove, non si può dire a partire da quale temperatura del preriscaldamento tra 45°C e 75°C si determinano queste differenze di grado del consolidamento.

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Tabella IX. Diversi gradi di consolidamento nell applicazione del ciclododecano.

Talvolta si ottennero formazioni di strati omogenei talvolta disomogenei, anche se dalla serie delle prove se ne poteva ricavare solo parzialmente la causa. â&#x20AC;˘ Strati omogenei, per esempio, si formavano mediante unâ&#x20AC;&#x2122;applicazione a spruzzo del puro ciclododecano su campioni preriscaldati (45Â°C) di Kreide privo di legante, o lasciando percolare 10 gocce una sullâ&#x20AC;&#x2122;altra della soluzione satura di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 sui campioni di Kreide privo di legante. â&#x20AC;˘ Si rilevavano consolidamenti disomogenei in caso di formazioni a â&#x20AC;&#x153;guscioâ&#x20AC;?. Questi gusci (dove si intende un rivestimento di ciclododecano con nuclei di materiale debolmente coeso; Tav. II/c) si formavano nelle applicazioni di 10 gocce di soluzioni di ciclododecano in solventi molto volatili, mentre non si verificavano quando erano soluzioni di solventi poco volatili. Si formavano perĂ˛ anche negli strati privi di legante nellâ&#x20AC;&#x2122;applicazione a spruzzo di ciclododecano in benzina rettificata 60-90 e di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 cosĂŹ come nellâ&#x20AC;&#x2122;applicazione a pennello per 4 passaggi umido su umido di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (Tav. II/b, II/c). â&#x20AC;˘ Strati disomogenei con gradi diversi di consolidamento si formavano anche nelle applicazioni di ciclododecano fuso mediante pistola calda a spruzzo su campioni Kreide privo di legante. Qui si costituivano delle formazioni di strati â&#x20AC;&#x153;molto solidiâ&#x20AC;? (al di sopra) e solamente â&#x20AC;&#x153;consolidatiâ&#x20AC;? (al di sotto). â&#x20AC;˘

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Tabella X. Prove dell andamento dell evaporazione noncheÂ´ della sublimazione, cosi` come sono rappresentati nei diagrammi.

Tabella XI. Quantita` dei solventi, delle soluzioni e del ciclododecano fuso per la determinazione della durata dell evaporazione e/o dei tempi di sublimazione.

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Nel caso della penetrazione molto profonda di queste applicazioni di ciclododecano fuso, dovuta al forte preriscaldamento del campione di Kreide privo di legante, la zona superiore “molto solida” venne suddivisa da una zona “solida” (Tav. I/c, IIId). Questo effetto può essere connesso al processo di raffreddamento. • Nei campioni di preparazioni povere e ricche di legante, trattate con ciclododecano fuso a spruzzo si potevano rilevare ad occhio nudo zone “molto solide” e zone “solide” (Tav. I/b, sinistra). Durata dell’evaporazione del solvente e della sublimazione del ciclododecano Per lo svolgimento di questo lavoro è necessario avere la conoscenza relativamente alla completa evaporazione del solvente e alla sublimazione di un legante volatile13. Mediante le pesate del campione si dovrebbe determinare circa il momento in cui il solvente è evaporato, nonché il ciclododecano sublimato. Di seguito vengono riportate le informazioni confrontabili di solventi puri, soluzioni di ciclododecano, ciclododecano fuso su materiali non porosi (vetrini portaoggetti, scodelline), da strati porosi di Kreide e di preparazioni a base di Kreide e colla animale e su Arcon P9014. Vennero utilizzate quantità minime di materiale per poter eseguire le prove in un tempo prestabilito. La tabella X da una visione d’insieme delle prove sui tempi dell’andamento dei fenomeni di evaporazione e sublimazione, così come viene rappresentato nei grafici per i diversi materiali15. Nella tabella XI sono riportate le quantità impiegate in questi test. Tempi di evaporazione dei solventi puri sul vetro e da strutture Su vetro (fig. 1) l’andamento dell’evaporazione dei solventi puri corrisponde al punto di ebollizione: etere di petrolio 30-40 e le soluzioni di idrocarburi altamente volatili con una quantità minima aggiunta di etanolo evaporano il più velocemente, benzina rettificata 100-140 e le soluzioni con una quantità elevata di isopropanolo invece sono un po’ più lente, etere di petrolio 30-40 evaporò tre volte più velocemente della benzina rettificata 100-140. Dagli strati di Kreide sia privi di legante che ricchi di legante (figg. 2, 3) l’andamento dell’evaporazione dei solventi puri era notevolmente più lento, ma ancor più rallentata a causa della presenza del legante nei campioni di preparazioni. Anche qui gli idrocarburi evaporavano a velocità diverse, secondo il loro punto di ebollizione. L’evaporazione dell’etere di petrolio 30-40 puro avveniva nei primi minuti, la benzina rettificata invece necessitava di un’ora ovvero più ore. Aggiunte di alte percentuali di isopropanolo nel solvente determinavano, anche a causa della grande quantità di solvente, un tempo di evaporazione lungo16.

13. Nel presente lavoro si parla di evaporazione dei solventi e di sublimazione del ciclododecano, in modo tale che si distinguano chiaramente i fenomeni fisici. 14. Materiali delle prove: vetrini portaoggetti (misure 7x2,5 cm), scodelline (diametro 3,5 – h 0,7 cm), campioni strati di carbonato di calcio privo di legante, campioni di strati preparatori molto coesi a base di carbonato di calcio e legante di natura animale (diametro cm 3,5 – spessore 0,3 cm) e Arcon P90 (diametro 3,5 cm – spessore 0,10,15 cm – invecchiamento: 50 giorni). Arcon P90 è una miscela a base di idrocarburi apolari, a catena lunga e disciolto benzina rettificata 100-140 (pp. 1:3), può essere utilizzato come vernice; questa rimane solubile. Arcon è stato incluso nella serie dei campioni per poter osservare l’influenza di diverse ritenzioni. 15. La conservazione e le pesate dei campioni avvenivano in un ambiente a clima controllato. Il termoidrografo misurava nelle prime 5 settimane 17-21°C e 50-55% U.R., nelle 3 settimane successive 19-22°C e 43-51% U.R. Le pesate eseguite non sono riproducibili fino a 0,001 g; perciò l’andamento delle curve nella parte inferiore sono significative in modo limitato. 16. Queste osservazioni resero sensato un proseguimento delle prove solamente con i solventi etere di petrolio 3040 (come solvente altamente volatile) e benzina rettificata 100-140 (come solvente in confronto a bassa volatilità).

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strato di preparazione a base di Kreide colore acrilico tela preparata

Tavola I/a.

Prova con ciclododecano fuso marcato di giallo. A sinistra: compenetrazione fino alla preparazione della tela. A destra: nessuna penetrazione.

strato di ciclododecano in superficie profondita` di penetrazione

Tavola I/b.

Sinistra: strato di Kreide ricco di legante, preriscaldato a 75Â°C e spruzzato con massa fusa 120Â°C . profondita` della penetrazione: 2 mm. A destra: strato di Kreide privo di legante, non preriscaldato, spruzzato con ciclododecano fuso marcato di giallo con addizione di benzina rettificata 100-140. Profondita` della penetrazione 2,5 mm.

strato di ciclododecano in superficie profondita` di penetrazione strato di ciclododecano in superficie profondita` di penetrazione

Tavola I/c.

Campioni di strati di Kreide privo di legante, spruzzato con una pistola calda a spruzzo, di ciclododecano fuso, marcato. In alto, a sinistra: visto dal basso. Preriscaldato a 45Â°C, massa fusa 100Â°C, il ciclododecano e` depositato solo in superficie. In basso, a sinistra: sezione. Preriscaldato come sopra, massa fusa 120Â°C, profondita` della penetrazione 1 mm. A destra: preriscaldato a 75Â°C, massa fusa a 80Â°C, profondita` della penetrazione 7 mm.

profondita` di penetrazione del ciclododecano

Tavola II/a.

Campioni di strati di Kreide privo di legante marcato con fucsia. A sinistra: massa fusa applicata a 120Â°C con la pistola calda a spruzzo e trattata successivamente con spatola calda 85Â°C . Profondita` di penetrazione del ciclododecano: 0,2 mm. A destra: tutto come a sinistra, pero` qui la massa fusa e` stata stesa a pennello. Profondita` della penetrazione: 0,5 mm.

strato di ciclododecano in superficie

profondita` di penetrazione

Tavola II/b.

Strati di Kreide privo di legante, trattato a spruzzo con l aerografo con una soluzione marcata di ciclododecano. I solventi e le profondita` della penetrazione: In alto, a sinistra: etere di petrolio 30-40, satura; 0,5 mm. In basso, a sinistra: benzina rettificata 100-140, satura; 8 mm. A destra: benzina rettificata 100-140, insatura; 3,5 mm.

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profondita` di penetrazione

Tavola II/c.

Strati di Kreide privi di legante, trattati a spruzzo con una soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40. I passaggi delle stesure a spruzzo e le profondita` di penetrazione. In alto, a sinistra: 1 passaggio; 1,5 mm. In basso, a sinistra: 4 passaggi, bagnato su bagnato; 2 mm. A destra: 4 passaggi, bagnato su asciutto; 1,5 mm.

Profondita` di penetrazione 6 mm

Tavola III/a.

Strati di Kreide privi di legante. Dopo applicazione di veicolante benzina rettificata 100-140, trattati a spruzzo con soluzione marcata di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 40% , con aerografo.

Profondita` di penetrazione

Tavola III/b. Strati di Kreide privi di legante. Trattati a pennello con soluzione satura di ciclododecano in benzina rettificata 100-140, marcata con fucsina. I passaggi delle stesure a pennello e le profondita` di penetrazione. In alto, a sinistra: 1 passaggio, 2,5 mm. In basso a sinistra: 4 passaggi bagnato su bagnato, 6 mm. A destra: 4 passaggi, bagnato su asciutto, 6 mm.

Profondita` di penetrazione 0,5 mm Tavola III/c.

Strati di Kreide privo di legante, trattati a pennello con una soluzione satura di etere di petrolio 30-40 e successivamente con spatola calda 85Â°C .

ciclododecano in superficie molto solido solido molto solido consolidato decoeso

Tavola III/e.

Tavola III/d. Campioni di strati di Kreide privi di legante. Formazione di differenti gradi di consolidamento a seguito dell applicazione di ciclododecano fuso spruzzato a 120Â°C su di uno strato preriscaldato a 75Â°C.

Pellicola pittorica crettata di un dipinto su tela antico di ca. 100 anni tre settimane dopo l applicazione del ciclododecano. La sublimazione avvenne piu` velocemente lungo le crettature che dalle superfici concave interne delle scaglie.

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+ x â&#x2C6;&#x2020; â&#x2014;&#x160; *

Etere di petrolio 30-40 Benzina rettificata 60-90 Benzina rettificata 100-140 Etanolo/etere di petrolio 30-40 Etanolo/benzina rettificata 60-90 Isopropanolo/etere di petrolio 30-40 Isopropanolo/Benzina rettificata 100-140

Figura 1. In alto : tempi di evaporazione dei solventi, di ciascuno 0,03 g steso su vetrini ca. 1,2x7 cm , a T 19Â°C e 53% U.R. Figura 2. Al centro : tempi di evaporazione dei solventi, applicati a goccia su strati di Kreide privo di legante diametro della superficie trattata ca. 1,5 cm , temperatura e umidita` relativa come Fig. 1. Quantita` dei solventi come da Tabella II. Figura 3. In basso : tempi di evaporazione dei solventi, applicati a goccia su strati di Kreide ricchi di legante diametro della superficie trattata ca. 2 cm , altrimenti come Fig. 2.

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◊ ∆

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lasciato gocciolare in scodelline diametro della superficie ca. 3,5 cm

applicato a goccia su strati di Kreide privi di legante superficie 2x1,8 cm

applicato a goccia su strati di preparazione a base di Kreide ricchi di legante superficie 3,3x2,8 cm

steso su vetro superficie 7x1,2 cm

spruzzato su vetro superficie 7x1,2 cm

Figura 4. In alto e al centro : tempi di evaporazione e sublimazione di una soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 in scodelline e su strati di Kreide a differenti gradi di coesione ad una temperatura di 17-22°C e 43-55% U.R. Figura 5. In basso : tempi di sublimazione di ciclododecano fuso applicato su vetrino parametri come Fig. 4 .

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â&#x2C6;&#x2020;

lasciato gocciolare in scodelline diametro della superficie ca. 3,5 cm

applicato a goccia su strati di Kreide privi di legante superficie 2,7x2,2 cm

applicato a goccia su strati di preparazione a base di Kreide ricchi di legante superficie 3x3 cm

applicato a goccia su Kreide + sciolto con IR superficie 2x2,5 cm

applicato a goccia su preparazioni ricche di legante+sciolto con IR superficie 2x2,7 cm

Figura 6. In alto e al centro : tempi di evaporazione e sublimazione di una soluzione satura di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 in scodelline e su strati di Kreide a differenti gradi di coesione parametri come Fig. 4 . Figura 7. In basso : tempi di sublimazione del ciclododecano fuso su strati di Kreide a differenti gradi di coesione e sciolto con una lampada a IR parametri come Fig. 4 .

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ciclododecano fuso superficie 2,5x2 cm

ciclododecano/benzina rettificata 100-140 diametro della superficie 3 cm

Figura 8. Tempi di sublimazione ed evaporazione del ciclododecano sciolto in benzina rettificata 100-140 ovvero come massa fusa parametri come Fig. 4 .

Tempi di evaporazione e sublimazione di soluzioni sature di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 e ciclododecano in benzina rettificata 100-140 Le curve dei tempi di evaporazione delle soluzioni nelle scodelline (Figg. 4, 6) indicano che dalle strutture, dopo l’applicazione, in un primo momento almeno una grossa parte del solvente evaporava17. La quantità di 0,12 g di etere di petrolio 30-40 apportata con la soluzione evaporava nelle prime 2,5 ore di ca. il 70% e nelle successive 5,5 ore di un altro 10%. Il resto dell’andamento della curva non consente più una distinzione tra evaporazione e sublimazione. La sublimazione, che peraltro è molto più lenta e che però ha inizio contemporaneamente con l’evaporazione, non ne permette appunto la distinzione18. La quantità di 0,1575 g di benzina rettificata 100-140 apportata con la soluzione evaporava nelle prime 2,5 ore ca. dell’87%. Anche in questo caso non si possono fornire ulteriori indicazioni sull’evaporazione. L’evaporazione del solvente della soluzione di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 aveva inizio subito dopo l’applicazione in modo molto più rapido che non della soluzione di ciclododecano in benzina rettificata 100-140, ma in un arco di tempo più lungo, come le 2,5 ore, sembra ne uguagli il comportamento. L’evaporazione del solvente delle soluzioni di ciclododecano applicate nelle strutture era nel complesso notevolmente più lenta che non dalle scodelline e per questo ancora meno si poteva distinguerla dalla sublimazione19. Nei campioni di Kreide privo di legante l’etere di petrolio 30-40 evaporò nell’arco delle prime 2,5 ore solamente del 17%, la benzina rettificata 100-140 ca. del 25%. Nei campioni di Kreide ricco di legante non si poteva distinguere l’evaporazione dell’etere di petrolio 30-40 dalla sublimazione, l’evaporazione della benzina rettificata però corrispondeva nelle prime 2,5 ore al 13%. Anche l’andamento di queste curve non consentono ulteriori indicazioni relative all’evaporazione. Sorprendentemente i tempi di sublimazione delle applicazioni in soluzione nelle scodelline non erano più lunghi di quelli dalle strutture20. Perché i tempi di sublimazione della soluzione di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 fossero di un poco più lunghi di quelli del ciclododecano in benzina rettificata non si riesce a darne qui una spiegazione21. 17. La velocità di evaporazione dalle scodelline, a confronto con quella da superfici piane, è molto più lenta perché viene ridotto l’influsso della normale ventilazione dai bordi delle scodelline stesse. 18. Poiché l’andamento delle curve – in questo caso condizionatamente solo alle prime 2,5 ore, ma sicuramente dopo le prime 8 ore – indica contestualmente anche l’inizio della sublimazione del ciclododecano, non si può definire il momento della completa evaporazione del solvente dalle soluzioni di ciclododecano. 19. Quanto i forti cambiamenti nell’andamento delle curve – come nel caso delle strutture – indichino momenti di sospensione dell’evaporazione del solvente non è possibile darne qui una risposta. 20. Questo fenomeno sarebbe da controllare più precisamente. Si può supporre che la sublimazione da sopra le strutture avveniva più velocemente che dall’interno delle strutture. La causa per cui la sublimazione nelle scodelline non avveniva più velocemente che dall’interno delle strutture sia da trovare nel fatto che nelle scodelline la normale ventilazione è ridotta rispetto alle superfici libere dei campioni di strutture. Un altro motivo potrebbe essere eventualmente anche la diversa formazione dello strato di ciclododecano sulle e all’interno delle strutture. 21. Forse qui il motivo può dipendere anche dalla formazione di pori molto piccoli all’interno degli strati di Kreide privi di legante. Questi si vedevano con il ciclododecano in benzina rettificata 100-140, ma non con il ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (Fig. 17, 18).

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Tempi di sublimazione del ciclododecano fuso applicato su vetro e strutture I piccoli cristalli formati dalla massa fusa spruzzata sul vetro necessitavano per la sublimazione di un arco di tempo minore che non per la massa fusa stesa a pennello, la quale si solidificava in uno stato compatto (Fig. 5). La sublimazione del ciclododecano fuso da strati di Kreide privi di legante avveniva piĂš velocemente che non dagli strati di Kreide ricchi di legante (Fig. 7). Lâ&#x20AC;&#x2122;entitĂ della sublimazione diminuiva gradualmente in entrambi i casi. Sublimazione del ciclododecano fuso (1 g) da campioni di Kreide privo di legante La figura 9 dimostra come lo strato di ciclododecano dalla struttura di un campione di Kreide privo di legante diminuiva dalla superficie e come la sublimazione poco a poco, ma continuamente avveniva dalla profonditĂ . Inoltre viene illustrato quanto marcatamente si differenzia il momento nel quale il ciclododecano presente sulla superficie non era piĂš visibile dal momento in fine della completa sublimazione. Qui avevano un ruolo la profonditĂ della penetrazione, la compattezza dello strato di ciclododecano e la struttura. CosĂŹ era per i campioni di strati di Kreide privo di legante, della sottigliezza di ca. 3 mm, che erano stati consolidati in tutto il loro spessore con 1 g di ciclododecano fuso ciascuno e che sui quali giĂ dopo due giorni non si poteva rintracciare piĂš presenza di ciclododecano in superficie, ma che di contro dopo 35 giorni era sublimato solo il 40% di ciclododecano. Tempi di evaporazione e di sublimazione di soluzioni di ciclododecano e di ciclododecano fuso su/da Arcon 90 Nella soluzione di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 applicata su Arcon P90 si puĂ˛ riconoscere dallâ&#x20AC;&#x2122;andamento della curva come inizialmente evaporava una grande quantitĂ di solvente (Figg. 8, 10). Contemporaneamente lâ&#x20AC;&#x2122;Arcon venne disciolto, per cui il ciclododecano non poteva sublimare completamente, come dimostra lâ&#x20AC;&#x2122;andamento seguente rettilineo della curva. Dopo lâ&#x20AC;&#x2122;applicazione di ciclododecano fuso su Arcon P90 sublimĂ˛ una grossa parte del ciclododecano, seppure ne rimasero ancora alcuni resti nellâ&#x20AC;&#x2122;Arcon P90. Otticamente questo si poteva notare solo da lievi differenziazioni sulla superficie. Il ciclododecano stesso non era piĂš visibile.

Figura 9. Sublimazione resa possibile dal solo lato della superficie di un campione di strati di Kreide privi di legante. Superficie di frattura subito dopo l applicazione sopra , dopo 1 settimana seconda dall alto , dopo 3 settimane terza dall alto e dopo 5 settimane sotto .

Figura 10. Superficie dell Arcon P90 dopo la stesura del ciclododecano e della sua sublimazione, a sinistra applicato fuso, a destra come soluzione in benzina rettificata 100-140. Quest ultima porto` al rigonfiamento dell Arcon.

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Riassunto C’è da rilevare che il periodo di tempo dell’evaporazione del solvente aumentava nel seguente ordine: etere di petrolio 30-40<benzina rettificata 60-90<benzina rettificata 100-140 (=analogamente agli intervalli di ebollizione) • solventi puri su strutture < solventi da una soluzione di ciclododecano da scodellina < solvente da una soluzione di ciclododecano da strutture. Dopo le prime 2,5 ore era evaporata la maggior parte dei solventi delle soluzioni di ciclododecano su strutture, tuttavia una piccola parte soltanto di quelli contenuti nelle strutture. È stato possibile determinare con esattezza il momento della formazione compiuta dello strato solo nel caso di utilizzo della massa fusa pura. Esso corrispondeva al momento di solidificazione della massa fusa. Nel caso delle soluzioni di ciclododecano non è stato possibile determinare (in modo più preciso) con l’ausilio della pesatura tale momento a causa della sublimazione, che iniziava contemporaneamente all’evaporazione del solvente, e di fattori come p.e. l’affinità al ciclododecano. È probabile che dei piccoli residui di solvente permangano nello strato di ciclododecano o nella struttura per molto tempo. Effettuando un confronto con il ciclododecano nell’etere di petrolio 30-40, nel presente caso di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 evaporava una parte maggiore di solvente durante le prime 2,5 ore e anche la sublimazione necessitava di un tempo minore22. •

Interazioni (osservazioni di superficie) Dato che il ciclododecano non reagisce con i pigmenti a causa della sua struttura molecolare e delle sue caratteristiche fisiche, mentre si possono invece ipotizzare delle interazioni nei materiali organici e sensibili ai solventi – i leganti –, l’attenzione sarà nel seguito focalizzata sui leganti di volta in volta utilizzati, ovvero sulla loro rispettiva quota quantitativa. Vengono descritte interazioni con vernici, stesure, strati di colore, leganti e adesivi, che sono non polari allo stato “fresco”. Alcuni test con strati “freschi”, polari (p.e. acrilati) servono da integrazione. Inoltre è stata analizzata l’entità delle interazioni di strati di età diversa e il grado delle interazioni con ciclododecano nel caso di forme diverse di utilizzo. La tabella XII indica la polarità rispetto ad una serie di materiali campione e la loro età generata artificialmente. Il ciclododecano è stato applicato in parte come massa fusa con l’ausilio di una lampada agli infrarossi, in

Tabella XII. Materiali campione negli esperimenti relativi alle interazioni con ciclododecano applicato di fresco.

22. Questo fenomeno andrebbe ulteriormente esaminato con maggiore precisione.

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parte con il pennello sugli strati campione. I campioni consistevano di strati di colore nero ovvero di strati di leganti su vetro. Inoltre vi venivano fatte gocciolare delle soluzioni sature costituite da ciclododecano in etere di petrolio 30-40 e ciclododecano in benzina rettificata 100-140. I solventi puri etere di petrolio 30-40 ovvero benzina rettificata 100-140 sono stati usati come materiale di confronto e applicati sotto a delle piastrine di vetro per prolungare il tempo di azione23. L’analisi del test è stata effettuata sia attraverso un confronto con il materiale non trattato che con le osservazioni eseguite sugli strati di volta in volta più giovani. Dopo le osservazioni in luce normale e con irradiazione UV e dopo l’esame della solidità degli strati, essa si è svolta secondo i seguenti criteri: polarità, tecnica di applicazione e gruppi materiali degli strati. Nella valutazione delle interazioni qui elencate è molto importante il fatto – al confronto con la maggior parte delle opere d’arte – che sia stato utilizzato del materiale campione molto giovane. In questo modo sono risultati visibili dei cambiamenti radicali24. Interpretazione rispetto alla polarità Si è potuto osservare già nei materiali campione molto giovani come il grado di polarità di uno strato fosse determinante per la reattività di quest’ultimo con materiali non polari e come l’entità delle interazioni diminuisse con l’aumento dell’età dei campioni: vi era quindi una bassa interazione in quei materiali che restavano non polari, delle interazioni ridotte in quelli che erano inizialmente non polari e diventavano poi (più) polari, fino ad una totale insensibilità. Nel caso di alcuni materiali polari era però possibile suscitare delle interazioni attraverso degli additivi – p.e. ammorbidenti. Materiali che sono prevalentemente non polari e che hanno mantenuto tale qualità: • Nei due materiali testati Arcon P90 e cera d’api, il primo era notevolmente più incline a reagire al confronto con le masse fuse, le soluzioni di ciclododecano e i solventi. La cera d’api invece reagiva fortemente alle alte temperature, nelle altre forme di applicazione appariva invece relativamente lenta. Materiali che sono inizialmente prevalentemente non polari e diventano polari soltanto con l’invecchiamento: • La reattività dei materiali in questo caso sottoposti a test era piuttosto diversificata. Diminuiva nell’ordine dei seguenti materiali: colore a base di resina, dammar, Paraloid B72, colore a olio, olio di lino-standolio (Figg. 11, 12). Il dipinto campione reagiva unicamente alle alte temperature. Con il bitume non risultavano cambiamenti visibili. •

Con ciclododecano la reattività diminuiva fortemente in questi campioni anche con il progressivo invecchiamento, mentre era possibile eliminare alterazioni come per esempio sedimenti passando un panno sopra al colore a olio, la tempera all’uovo (entrambi invecchiati artificialmente di 20 anni) e il dipinto campione. Si può ipotizzare che i materiali completamente reticolati e completamente polimerizzati non mostreranno più nessuna interazione25.

Materiali che includono componenti non polari e polari: La tempera all’uovo mostrava delle reazioni deboli al confronto, che, passandovi sopra un panno, potevano essere ridotte ovvero eliminate completamente nel caso del campione invecchiato di 20 anni.

•

Materiali principalmente polari: • Nella colla al glutine, nel colore a tempera e nel guazzo non erano osservabili alterazioni. Le due resine sintetiche analizzate (colore acrilico, Plextol) mostravano formazioni di macchie nonostante la loro polarità. In questo caso è probabile che, oltre alla complessa composizione di questi materiali, abbia svolto un ruolo anche il grado di invecchiamento. 23. Un tempo di evaporazione prolungato del solvente sussiste anche nel caso di soluzioni di ciclododecano. Gli strumenti di lavoro ecc. erano stati puliti per evitare interazioni supplementari. 24. I materiali campione erano parzialmente invecchiati artificialmente. Il fotoinvecchiamento in camera climatica non corrisponde in dettaglio alle leggi dell’invecchiamento naturale, per cui i cambiamenti che si manifestano possono non corrispondere in dettaglio a quelli dei materiali invecchiati naturalmente, cosicché le indicazioni degli anni vanno interpretate principalmente in relazione reciproca. 25. Quando tuttavia in quegli strati si raggiunga un livello di invecchiamento tale, per cui il ciclododecano applicato in modo differenziato non provoca più alcuna interazione, può essere verificato soltanto direttamente sull’oggetto nel corso di esperimenti molto cauti.

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Interpretazione rispetto alla tecnica di applicazione La massima evidenza delle interazioni si aveva nel caso della massa fusa con l’ausilio della lampada agli IR, la minima nel caso della massa fusa applicata a pennello, quindi anche inferiore a quella con i solventi puri. Nell’ultimo caso la temperatura della massa fusa era regolata in modo che essa fosse appena liquida. Nel caso dei materiali che hanno reagito ad uno dei solventi puri, è stato possibile rilevare dei cambiamenti anche nel caso della relativa soluzione di ciclododecano. Interpretazione rispetto ai gruppi di materiali In generale, le vernici, i materiali delle stesure, i leganti e gli adesivi mostravano a causa della loro più alta componente di legante delle reazioni maggiori con il ciclododecano applicato, ovvero con i solventi, rispetto agli strati di colore. Interpretazione del test a lungo termine Delle indagini su materiale campione nel quale il ciclododecano era già sublimato un anno e mezzo fa forniscono delle prime informazioni in merito agli effetti a lungo termine del ciclododecano applicato. Un anno e mezzo prima dell’analisi del test è stato applicato su delle piccole superfici di materiale campione – mani di vernice d’ambra, vernis noir, vernice a spirito, vernice oleosa, colore a olio per artisti (nero avorio), colore all’olio di lino-standolio (nero avorio), quadro campione (colori scuri)26 applicate da tre a otto anni prima e invecchiate naturalmente – del ciclododecano in forma di massa fusa e di soluzione satura con etere di petrolio 30-40; dopo circa 4 settimane lo stesso risultava già sublimato. Gli esami effettuati con sistema ottico (ingrandimento fino a 16x), nonché con l’ausilio di raggi UV e per confronto con il materiale non trattato hanno dato i seguenti risultati: Dopo un anno e mezzo i diversi tipi di vernici, mani, leganti e colori non si erano modificati nelle zone in cui era stata applicata la massa fusa di ciclododecano. Nelle zone dove era stata precedentemente applicata la soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 erano invece comparse delle alterazioni che variavano da alcune lievi crepature (nel caso della vernis noir e del colore nero all’olio di lino-standolio) fino alla formazione di craquelé (nella vernice oleosa). L’idrocarburo utilizzato in questo caso, l’etere di petrolio 30-40, è generalmente annoverato nel caso di colori, vernici e patine asciutti fra i solventi “innocui” delle benzine da test, noti anche come “solventi volatili”, dato che penetrano scarsamente e denotano una ritenzione breve e debole27. Il test ha tuttavia mostrato che, in base alla durata della sua azione, ciascun solvente provoca un certo effetto dissolvente, anche se lo stesso non è ancora distinguibile durante il lavoro di restauro28. Gli effetti risultavano in questo caso evidenti solo col passare del tempo. Tanto più vecchi sono i materiali degli strati pittorici e delle stesure, tanto più bassa è la probabilità di danni a lungo termine29. Il ciclododecano puro – benché faccia parte come l’etere di petrolio 30-40 del gruppo degli idrocarburi saturi non polari – possedeva però al confronto con i solventi delle proprietà dissolventi ancora più basse. Nonostante la giovane età dei materiali campione, non era possibile riconoscere alcuna reazione alterata di invecchiamento a seguito dell’utilizzo di massa fusa di ciclododecano puro dopo un anno e mezzo.

26. Materiale campione: preparato nell’ambito di esperimenti preliminari e quindi conservato negli ambienti climatizzati dell’istituto superiore. Sarebbe auspicabile la preparazione di grandi quantità di materiale campione per le osservazioni a lungo termine. 27. MASSCHELEIN-KLEINER, 1984, pag. 125. 28. In questo caso il ciclododecano ha agito come una “compressa”, per cui l’etere di petrolio 30-40 è potuto evaporare solo molto più lentamente ed avere quindi un’azione più prolungata. 29. A questo punto è il caso di evidenziare ulteriormente come in questa serie di esperimenti il materiale campione fosse molto giovane, lungi quindi dall’essere completamente ossidato e polimerizzato.

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Figura 11. Interazione fra ciclododecano e uno strato vecchio 50 giorni di una resina con nero avorio. 1. sopra: dopo l applicazione; a sinistra, massa fusa fatta gocciolare, a destra massa fusa stesa; 2. sotto: dopo la sublimazione; macchia bianca.

Figura 12. Interazione fra ciclododecano e uno strato vecchio 50 giorni di colore a olio con nero avorio. 1. da sopra: a sinistra massa fusa con IR, a destra massa fusa applicata a pennello; 2. da sopra: dopo la sublimazione; sottili marcature cristalline ovvero macchia opaca; 3. da sopra: ciclododecano, a sinistra disciolto in etere di petrolio 30-40, a destra in benzina rettificata 100140; 4. sotto: dopo la sublimazione; lievi marcature ai bordi.

Figura 13. Stato durante la sublimazione di ciclododecano da strati di Kreide privo di legante: 1. sopra a sinistra: massa fusa applicata a pennello con principi di rigonfiamento freccia ; 2. sopra a destra: soluzione satura in etere di petrolio 30-40 applicata a pennello, rigonfiamenti analoghi; 3. sotto a sinistra: soluzione come prima, ma fatta gocciolare, formazione di deformazioni superficiali; 4. sotto a destra: soluzione satura in benzina rettificata 100-140 applicata a spruzzo; formazione di marcature a zigzag lungo i bordi dello strato di Kreide.

Figura 14. Campione con strato spesso di Kreide privo di legante dopo l applicazione di 10 gocce di una soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Si sono formate delle grosse fessurazione con andamento radiale.

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Fenomenologie dei danni su strati di Kreide Come già riferito, gli strati polari di Kreide privi di legante oppure di preparazioni a base di Kreide non interagiscono con il ciclododecano non polare. In determinate condizioni possono tuttavia sorgere dei danni anche nel caso di utilizzo di ciclododecano su tali strutture a strati. I seguenti risultati potranno contribuire ad evitare tali danni. I fenomeni di danni manifestatisi con ciclododecano sono stati inoltre posti in parziale relazione a quelli dovuti a leganti non volatili. Il ciclododecano, facoltativamente anche l’Arcon P9030 ovvero della colla di storione, è stato utilizzato su degli strati di Kreide di diverso spessore e di diversa entità di combinazione in diverse forme di utilizzo e con diversi metodi di applicazione. Fenomenologia dei danni con strati molto sottili di Kreide privi di legante e preparazioni a base di Kreide su legno I campioni consistevano di strati di Kreide privo di legante applicati a spruzzo, nonché di preparazioni a base di Kreide povere e ricche di legante, su tavolette di legno di tiglio31. Il ciclododecano è stato applicato sulle tavolette a spruzzo, a pennello e a gocce (con e senza previa applicazione del veicolante di benzina rettificata 100-140). È stato utilizzato in forma di: • massa fusa, • massa fusa/benzina di petrolio 100-140 (2+1 p/p), • massa fusa circoscritta da ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (2+3) o da ciclododecano in benzina rettificata 100-140 (soluzione satura), • ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (saturo; 2+3) e • ciclododecano in benzina rettificata 100-140 (saturo). Nelle analisi senza ingrandimento ottico si è riscontrato quanto segue (Tab. XIII)32: la fenomenologia dei danni dipendeva fortemente dal grado di legame della colla sugli strati di Kreide. È stato notato come l’applicazione del veicolante di benzina rettificata 100-140, ma anche la scelta della forma di applicazione svolgano un ruolo importante al fine di evitare danni. Nei presenti sottili strati di Kreide su legno i danni sono stati riscontrati esclusivamente con gli strati di Kreide privo di legante, non però nelle preparazioni con la colla. Nemmeno negli strati di Kreide privo di legante, ma veicolati precedentemente con benzina rettificata 100-140 si sono avuti dei danni, con un’unica eccezione. L’eccezione era costituita dalla zona in cui era stata spruzzata una soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 sullo strato di Kreide precedentemente veicolato. In questo caso si sono osservati dei rigonfiamenti simili a bolle nello strato di Kreide, probabilmente dovuti all’applicazione del veicolante. L’applicazione a spruzzo è stato il sistema di applicazione che ha creato meno danni agli strati di Kreide privo di legante e molto delicati. Nell’applicazione a pennello di masse fuse sullo strato di Kreide privo di legante e non veicolato si sono riscontrate alcune scaglie sollevate dello strato di Kreide (Fig. 13, sopra a sinistra). Le stesse erano più marcate nell’applicazione della massa fusa pura. Mediante l’aggiunta del solvente benzina rettificata 100-140 alla massa fusa ovvero con la circoscrizione della massa fusa applicata con la soluzione insatura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 tendevano a distinguersi soltanto i bordi tramite delle sottili scaglie sollevate in forma lineare. Grazie alla circoscrizione della massa fusa con ciclododecano in benzina rettificata 100-140 non si sono prodotti dei danni. A seguito dell’applicazione a pennello della soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 sullo strato di Kreide privo di legante si formavano per tutta l’ampiezza della pennellata dei rigonfiamenti a forma di bolla dello strato di Kreide (Fig. 13, sopra a destra)33. Nel caso della soluzione insatura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 le aree marginali risultavano occasionalmente marcate da sottili scaglie sollevate. 30. Arcon P90 è una miscela di idrocarburi non polari a catena lunga e può essere utilizzato, se disciolto in benzina rettificata 100-140 (1+3), come vernice che resta solubile. 31. Dimensioni: 14,5x9,5 cm; spessori degli strati di Kreide: circa 0,05 cm. Le tavolette di legno su cui è stato applicato Kreide privo di legante non erano state trattate previamente con della colla, mentre lo erano quelle per preparazioni a base di Kreide. 32. Per motivi di tempo l’osservazione dei danni è avvenuta già sei giorni dopo l’applicazione di ciclododecano, quando soltanto parte del ciclododecano era sublimata. 33. Già SCHIESSL ha potuto osservare dei rigonfiamenti a forma di bolla negli strati di Kreide privo di legante con altri agenti consolidanti. Come causa di tali rigonfiamenti – così come nei pori descritti di seguito – indica “inclusioni d’aria e di solvente”, da lui osservati sia per alcune soluzioni consolidanti che per dei solventi polari, ma anche non polari. Cfr. SCHIESSL, 1989, pag. 307.

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Tavola XIII. Fenomenologia dei danni causati da alcune masse fuse di ciclododecano e da soluzioni di ciclododecano su strati di Kreide privo di legante molto sottili e su preparazioni a base di Kreide su legno 6 giorni dopo l applicazione . Nessun danno su strati di Kreide ricchi di legante. --- nessuna alterazione; medio=spessore medio dello strato; spesso=spessore dello strato doppio di quello medio

Le soluzioni di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 applicate a gocce producevano delle forti deformazioni superficiali sullo strato di Kreide privo di legante e non precedentemente veicolato (Fig. 13, sotto a sinistra). CiĂ˛ era probabilmente dovuto alla quantitĂ di solvente applicata, alla rapiditĂ dellâ&#x20AC;&#x2122;avvio dellâ&#x20AC;&#x2122;evaporazione del solvente e alla formazione di cristalli. Nel caso delle soluzioni di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 applicate a spruzzo non vi sono stati danni. Lâ&#x20AC;&#x2122;applicazione a pennello della soluzione satura di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 aveva come conseguenza il formarsi occasionale di sollevamenti sottili a scaglia dello strato di Kreide nelle zone marginali. Applicando la soluzione a gocce non si rilevavano danni. Nel caso delle soluzioni applicate a spruzzo risultavano dei danni sugli strati non veicolati di Kreide privo di legante solo nel caso del ciclododecano in benzina rettificata 100-140 applicato a spruzzo in maniera piĂš sottile (marcatura â&#x20AC;&#x153;a zigzagâ&#x20AC;? del bordo per il sollevamento dello strato di Kreide; Fig. 13). Nel caso dellâ&#x20AC;&#x2122;applicazione piĂš spessa non si riscontravano alterazioni superficiali.

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Fenomenologia dei danni su strati spessi di Kreide privo di legante e con applicazione rispettivamente di 1 e 10 gocce di ciclododecano I campioni erano costituiti da strati di Kreide privo di legante e colati in un unico strato34. Venivano applicate facoltativamente 1 ovvero 10 gocce di diverse sostanze consolidanti; le stesse sono riportate in tab. XIII e XIV. La successiva analisi di superficie veniva effettuata senza ingrandimento ottico. Anche in questo caso si manifestavano in dipendenza della rispettiva soluzione e del quantitativo di soluzione applicato dei danni di diversa entità. Nel caso dell’applicazione di 1 goccia soltanto per ciascuno degli strati di Kreide privo di legante, le soluzioni di ciclododecano/etere di petrolio 30-40 erano le uniche a causare dei danni. In questo caso si riscontravano al bordo della goccia dei sollevamenti di Kreide deformato a forma di tetto. Le 10 gocce di soluzioni con solventi ad alta volatilità procuravano delle fessurazioni con andamento radiale su tutto il campione (Fig. 14) nonché sollevamenti di Kreide deformato a forma di tetto lungo il bordo della goccia. Le 10 gocce di soluzione con il solvente a più lenta volatilità benzina rettificata 100-140 causavano dei danni minori sugli strati di Kreide privi di legante. In parte si formava una marcatura al bordo. Solo nel caso della massa fusa, della massa fusa con benzina rettificata 100-140 e delle soluzioni applicate con l’isopropanolo a evaporazione lenta le rispettive 10 gocce non procuravano danni visibili. Alterazioni nell’interno di alcuni strati e preparazioni di Kreide spessi, tramite applicazione di 1 e 10 gocce di ciclododecano (analisi SEM) In questo caso sono stati confrontati i diversi comportamenti del legante non polare e volatile ciclododecano, del legante non polare e non volatile Arcon P90, e del legante polare e non volatile colla di storione. I campioni erano costituiti da strati di Kreide privo di legante, occasionalmente anche da preparazioni ricche e povere di legante35. Quindi vi venivano applicate in sovrapposizione rispettivamente 10 gocce di ciclododecano, di Arcon P90/benzina rettificata 100-140 e di una soluzione di colla di storione. Le diverse forme di utilizzo del ciclododecano sono riportate in tabella XIV. Nel caso delle soluzioni di ciclododecano con la benzina rettificata 100-140 a più lenta evaporazione erano presenti nel caso degli strati di Kreide privo di legante numerosi pori36 nello strato (Fig. 18). Questi pori non erano riconoscibili nel caso del solvente puro benzina rettificata 100-140 (Fig. 19), ma nemmeno nel caso delle soluzioni con ciclododecano con etere di petrolio 30-40 ad alta volatilità (Fig. 17). Tali pori non si formavano nelle preparazioni con legante a colla animale nemmeno con l’applicazione di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 – che fosse in forma di soluzione satura oppure come massa fusa con l’aggiunta di solvente37. Nel caso della soluzione di colla di storione, nello strato di Kreide privo di legante risultavano dei grossi “solchi a guisa di ardesia” e anche alcuni pori (Fig. 20). L’Arcon P90/benzina rettificata 100-140 nello strato di Kreide privo di legante presentava una superficie molto regolare ma anche alcuni pori (Fig. 21).

34. Dimensioni dei campioni: diametro 3,5 cm, spessore strato circa 0,7 cm. 35. Dimensioni dei campioni: diametro 3,5 cm; spessore strato circa 0,5-0,8 cm. 36. Cfr. in merito SCHIESSL, 1989, pag. 307: “I pori si formavano a causa del fatto che la sostanza consolidante penetrante dall’alto formava durante il consolidamento una patina compatta su vaste zone, “mentre nella zona inferiore dello strato di pigmento si possono essere formate delle inclusioni d’aria e di vapore del solvente. La pressione gassosa di tali inclusioni produce delle caverne nello strato e provoca la formazione di questi piccoli pori a forma di cratere. (...) Questo processo dipende dalla viscosità della sostanza consolidante e dalla velocità di evaporazione del solvente, poteva tuttavia essere osservato fondamentalmente in tutti i tipi di consolidamento.” SCHIESSL descrive nel suo articolo i consolidamenti di strati di Kreide privo di legante molto sottili con i più diversi agenti consolidanti non volatili. 37. A causa dell’impostazione degli esperimenti è possibile fornire solo occasionali informazioni in merito alle alterazioni all’interno degli strati di Kreide: i campioni sono stati spezzati dopo l’evaporazione del solvente. Dato che per motivi di tempo nel caso dei campioni con ciclododecano la sublimazione del ciclododecano è avvenuta solo dopo la frattura, queste immagini SEM riportano solo parzialmente il quadro del fenomeno di campioni eventualmente spezzati soltanto dopo la sublimazione. Irregolarità o ammassamenti nella superficie di frattura sono dovuti a differenze di solidità del ciclododecano, che probabilmente non sono più presenti nei campioni spezzati soltanto dopo la sublimazione. Alterazioni come i pori sopra descritti continuano comunque a sussistere.

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Figura 15. Immagine al SEM di uno strato di Kreide privo di legante, trattato con ciclododecano fuso e poi spezzato. Grado del consolidamento solido". Le irregolarita` si formarono a causa degli agglomerati di forma sferica del ciclododecano.

Figura 16. Come sopra, qui pero` di uno strato ricco di legante. Grado del consolidamento solido". Sulla superficie di rottura formazioni di rilievi cumuliformi Noppenbildung . In tutte le riprese al SEM il ciclododecano era sublimato durante la necessaria formazione del vuoto per la ripresa.rottura, irregolarita` in forma di scaglia. Tutte le riprese SEM: FH Colonia/Birgit Anheier.

Figura 17. Immagine al SEM di nuovo di uno strato di Kreide privo di legante, trattato con una soluzione insatura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40. grado del consolidamento consolidato". Sulla superficie di rottura, irregolarita` in forma di scaglia. Tutte le riprese SEM: FH Colonia/Birgit Anheier.

Figura 18. Strato di Kreide privo di legante con ciclododecano in soluzione di isopropanolo/benzina rettificata 100-140. Lo strato campione e` stato spezzato dopo l evaporazione del solvente la sublimazione del ciclododecano e` avvenuta in seguito . Numerosi pori all interno della struttura.

Figura 19. Superficie di rottura di uno strato di Kreide privo di legante dopo l evaporazione del solvente benzina rettificata 100-140 niente ciclododecano: e` il campione di riferimento! . Non vi sono pori riconoscibili.

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Figura 20. Strato di Kreide privo di legante con una soluzione al 3% di colla di storione. Rottura del campione dopo l evaporazione dell acqua. I solchi in forma di ardesia sono tipici della colla di storione.

Figura 21. Superficie di frattura di uno strato di Kreide privo di legante dopo l applicazione di una soluzione di Arcon P90 in benzina rettificata 100-140 e dopo l evaporazione del solvente. Regolarita` di superficie e consolidamento. Occasionali pori.

Fenomenologia dei danni nel caso di sottili strati di Kreide, mediante applicazione di 1 goccia ciascuno In questo caso sono state confrontate le alterazioni superficiali causate dalle soluzioni non polari di ciclododecano con quelle tramite solventi puri nonchĂŠ tramite lâ&#x20AC;&#x2122;Arcon P90 non volatile/benzina rettificata 100-140. I campioni erano costituiti da Kreide cosparso e pressato e da strati di Kreide privo di legante, colati in un unico strato, nonchĂŠ da strati di preparazione povere e ricche di legante38. Su di essi venivano fatte gocciolare tre singole gocce di diversi solventi ovvero di solventi contenenti agenti consolidanti. A seconda della soliditĂ originale della struttura del campione, risultavano dei danni di diversa entitĂ . Contemporaneamente, le rispettive forme di utilizzo presentavano una diversa tendenza alla formazione di danni. I materiali e gli effetti da essi procurati si trovano in tabella XV. Tutte le applicazioni a goccia provocavano nel caso del Kreide cosparso delle forti alterazioni superficiali, mentre risultavano delle differenziazioni in merito alla polaritĂ : le profonde cavitĂ causate dalle gocce dâ&#x20AC;&#x2122;acqua polari di riferimento si distinguono dai rigonfiamenti a guisa di guscio dovuti ai solventi di riferimenti non polari nonchĂŠ alle soluzioni non polari del ciclododecano o dellâ&#x20AC;&#x2122;Arcon. Le applicazioni di solventi non compromettevano lo strato di Kreide privo di legante e nemmeno gli strati delle preparazioni. I danni maggiori risultavano con il ciclododecano in etere di petrolio 30-40, che diminuivano con la soliditĂ della struttura campione: nel caso dello strato di Kreide privo di legante i bordi delle gocce erano notevolmente marcati; si formavano delle grosse fessurazioni. Nel caso delle preparazioni povere e ricche di legante si formavano soltanto delle lievi irregolaritĂ nella superficie. A seguito del ciclododecano in benzina rettificata 100-140 i danni risultavano essere notevolmente minori che nel caso del ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Il primo non alterava la superficie dello strato di Kreide privo di legante e nemmeno della preparazione ricca di legante. Nella preparazione povera di legante si producevano invece delle lievi irregolaritĂ sulla superficie. Lâ&#x20AC;&#x2122;Arcon P90 non alterava il rilievo di superficie in nessuno dei tre tipi di strati di Kreide. A causa dellâ&#x20AC;&#x2122;Arcon P90 si produceva tuttavia un incremento persistente della saturazione luminosa degli strati di Kreide. 38. Spessore strato 0,3 cm; diametro 3,5 cm. Anche in questo caso si Ă¨ escluso nei campioni un arricchimento di legante in superficie.

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Riassunto In generale si può dire che i danni manifestatisi sugli strati di Kreide a causa del ciclododecano dipendono fortemente • • • • •

dall’intensità del legame di tali strati di Kreide, dallo spessore dello strato di Kreide, dalla forma di utilizzo del ciclododecano (fuso o in soluzione), dal tipo di applicazione, dall’intervallo di ebollizione dei solventi delle soluzioni di ciclododecano.

I seguenti punti di vista potranno contribuire alla scelta appropriata della forma di utilizzo e del tipo di applicazione del ciclododecano (Tab. XIV-XV): Le forze che si manifestano durante il formarsi di uno strato di ciclododecano non debbono essere troppo forti rispetto alla forze intermolecolari dello strato strutturale. Nel caso del ciclododecano in etere di petrolio 30-40 erano molto maggiori rispetto alla prova con ciclododecano in benzina rettificata 100-140. Nelle masse fuse erano deboli. Nella scelta della forma di utilizzo del ciclododecano svolge inoltre un ruolo importante la capacità della forma utilizzata di adattare la formazione di cristalli all’ambiente circostante. Essa è risultata buona nel caso della massa fusa di ciclododecano a causa della lenta perdita di calore, e risultava molto più frequente nel caso del ciclododecano in benzina rettificata 100-140 rispetto al ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Non dipende da ciò il fatto che il ciclododecano in benzina rettificata 100-140 forma sulle superfici dei cristalli molto più grandi rispetto alla soluzione in etere di petrolio 30-40. Nel primo caso il solvente evapora molto lentamente dalla soluzione, per cui i cristalli hanno tempo di formarsi. Nel caso del ciclododecano in etere di petrolio 30-40, invece, il tempo dato ai cristalli per formarsi è molto breve a causa della veloce evaporazione del solvente, per cui riescono a formarsi solo dei cristalli piccoli. • Inoltre la quantità di ciclododecano e la scelta della compattezza di strato del ciclododecano debbono avere un adeguato rapporto rispetto allo strato strutturale al fine di non deformare lo strato da consolidare. Negli strati di Kreide privo di legante le interazioni intermolecolari fra i pigmenti ovvero fra pigmento e veicolo sono molto minori di quelle degli strati legati con colla animale. Nell’applicazione di 1 goccia delle rispettive soluzioni di ciclododecano generalmente non sono stati osservati danni, mentre ciò non avveniva applicando 10 gocce nella stessa zona. Si consigliano passaggi graduali e un aumento graduale del grado di consolidamento. L’applicazione relativamente spessa della massa fusa risultava troppo compatta al confronto con lo strato di Kreide privo di legante, molto sottile. Risultava possibile compensare la differenza delle forze di interfaccia fra massa fusa di ciclododecano e lo strato di pigmento non trattato attraverso una circoscrizione con del ciclododecano in benzina rettificata 100-140. Al contrario della massa fusa, le soluzioni di ciclododecano non formano degli strati compatti di ciclododecano. • È risultato evidente come il trattamento preliminare con veicolante dello strato di pigmento nell’utilizzo di soluzioni al ciclododecano sia fondamentale proprio nel caso di strati di Kreide privo di legante39. Nei test si è provveduto alla veicolazione con benzina rettificata 100-140, in quanto i solventi a maggiore volatilità benzina rettificata 60-90 o etere di petrolio 30-40 evaporavano già durante l’applicazione a spruzzo. Applicando il veicolante a pennello si potrebbe forse utilizzare anche una benzina rettificata a più alta volatilità e minor punto di ebollizione. • Le alterazioni a causa dei più svariati agenti consolidanti all’interno di strati strutturali sono state ancora poco analizzate nell’ambito del restauro. Le alterazioni all’interno dei campioni tramite ciclododecano, colla di storione o Arcon P90 erano indipendenti da quelle sulla relativa superficie. La comparsa di pori dipendeva fortemente dalla solidità dello strato strutturale. •

39. Già SCHIESSL, 1989, pag. 314 segg., raccomanda una preventiva applicazione di veicolante – una “veicolazione fisica” – come primo passo del trattamento, senza la quale i meccanismi di trasporto dell’agente consolidante verso l’interno dello strato di pigmento non sarebbero di regola sufficientemente efficaci. “Le forze di interfaccia fra strato poroso di pigmento e liquido penetrante ostacolano (...) fortemente i meccanismi di trasporto.” Un requisito di base per un buon consolidamento sarebbe “la completa veicolazione dello strato con il relativo solvente trasportante.”

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L’immagine SEM del consolidamento con colla di storione ha mostrato l’entità dell’alterazione di uno strato di Kreide privo di legante in un caso come questo. Si pensi alla frequenza con cui strati strutturali con leganti acquosi vengono consolidati con colla di storione. Compiendo la scelta appropriata, il ciclodoecano da un buon risultato rispetto ad un grande numero di agenti consolidanti non volatili40.

Tabella XIV. Alterazione di strati spessi di Kreide privo di legante dopo applicazione a goccia di ciclododecano in forma fusa e in soluzione, nonche´ di materiali di confronto.

40. La letteratura (fra cui SCHIESSL, 1989) descrive numerosi e persistenti fenomeni di danno su strati di Kreide privo di legante tramite agenti consolidanti non volatili: danni a causa di un’insufficiente penetrazione; a causa del formarsi di un ulteriore strato in via di consolidamento all’interno dello strato; a causa dell’eccessivo consolidamento di strati di pigmento; formazione di pori nello strato di pigmento; formazione di bolle nell’intero strato di pigmento; formazione di larghe scaglie; formazione di bordi scuri; alterazioni della trasparenza; oscuramenti; alterazioni del grado di lucentezza. – Non è stato ancora possibile prendere in considerazione in questi casi fattori quali p.e. la reversibilità e le caratteristiche dell’invecchiamento.

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Tabella XV. Fenomenologia dei danni 6 giorni dopo l applicazione su strati molto sottili di Kreide privo di legante e di preparazioni su legno procurati da alcun tipi di masse fuse di ciclododecano e soluzioni al ciclododecano --- nessuna alterazione .

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INTERAZIONI DEL CICLODODECANO UTILIZZANDO DETERGENTI LIQUIDI I test evidenziano le interazioni del ciclododecano in forma di due strati di ciclododecano a diversa compattezza, al contatto con detergenti liquidi. Il ciclododecano era presente in forma di cristalli della soluzione satura di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 e come massa fusa solidificata su vetrini41. Sugli strati di ciclododecano venivano fatti gocciolare solventi a diversa polarità nonché soluzioni acquose con diversi valori di pH: I solventi e le soluzioni acquose sottoposti a test erano i seguenti: solventi non polari: etere di petrolio 30-40, benzina rettificata 100-140, diclorometano; • solventi mediamente polari: metiletilchetone, acetone, etilacetato; • solventi polari: etanolo, acqua; • soluzioni acquose: acido acetico (12%, pH 2), citrato d’ammonio (pH 7), soluzione di sapone “Rei” (pH 8), soluzione ammoniacale (3,5%, pH 9), soluzione di soda caustica (2-M, pH 14). •

Sugli strati di ciclododecano formati da singoli cristalli veniva applicata rispettivamente una goccia di solvente, sugli strati di ciclododecano compatti rispettivamente due singole gocce, di cui una veniva coperta con un vetrino al fine di prorogare l’evaporazione del solvente. In dipendenza dalla polarità dei solventi e delle soluzioni acquose, dalla compattezza degli strati di ciclododecano e dalla durata di azione risultavano dei processi di solubilizzazione di diversa entità: A causa della maggiore superficie di contatto, nel caso dei singoli cristalli di ciclododecano le reazioni di solubilizzazione erano più marcate rispetto agli strati compatti di ciclododecano. Le reazioni si rafforzavano anche nel caso dell’azione prolungata dei solventi e detergenti. L’effetto barriera del ciclododecano è quindi molto maggiore nella massa fusa che non negli strati di cristalli delle soluzioni di ciclododecano. Ciò è particolarmente vero nel caso di azioni prolungate dei solventi. I solventi non polari provocavano delle reazioni di solubilizzazione molto forti, mentre le reazioni erano leggermente inferiori con i solventi mediamente polari e relativamente deboli con i solventi polari (Fig. 22). Risultavano delle differenze a seconda dei tempi di evaporazione dei solventi. È tuttavia possibile tenere conto di determinate reazioni di solubilizzazione nella programmazione del lavoro. Mentre le soluzioni acquose si fermavano in superficie durante l’applicazione in forma di goccia (quindi non vi era l’azione del veicolante) senza provocare alterazioni, a seguito dell’azione prolungata – per mezzo dei vetrini – di questi detergenti acquosi, comparivano delle lievi alterazioni del grado di opacità dello strato di ciclododecano, che risultavano leggermente più marcate nelle soluzioni di sapone “Rei”. Quindi andrebbero effettuati dei test di tollerabilità anche nel caso di solventi acquosi polari.

Figura 22. Effetto di solventi sul ciclododecano, raffigurazione dopo la loro rispettiva evaporazione. 1. In ciascuna fila da sinistra a destra: una goccia su di uno strato di cristalli di ciclododecano; una goccia su di uno strato compatto; azione prolungata della goccia di solvente a seguito della copertura con un vetrino durante la fase di evaporazione, successiva rimozione del vetrino, su di uno strato compatto. 2. Sopra: metiletilchetone 3. Centro: etanolo 4. Sotto: acqua

41. Dimensioni: 2,5x7,5 cm.

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INTERAZIONI DI RESIDUI DI CICLODODECANO NEL CONSOLIDAMENTO CON LEGANTI ACQUOSI OVVERO CON APPLICAZIONI DI VERNICE I seguenti esperimenti di tendenza mostrano come i leganti applicati in superficie o inglobati nello strato di Kreide reagivano al ciclododecano ancora presente nello stesso nei consolidamenti di strati di colore o di policromie, ovvero nel caso di una stesura di vernice. Operazioni di consolidamento I campioni erano costituiti da strati di Kreide privo di legante42, sui quali era stata applicata a pennello una soluzione di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 ovvero di ciclododecano in benzina rettificata 100-140, e nei quali aveva già avuto luogo la sublimazione del ciclododecano in superficie. Per il consolidamento era stata scelta una soluzione di colla di storione allo 0,5%. I campioni venivano abbondantemente spruzzati una volta ovvero due volte con una soluzione di colla di storione e quindi spezzati a metà dopo l’essiccazione. L’esame avveniva ad occhio nudo. Il ciclododecano riduceva la tendenza al rigonfiamento dello strato di Kreide, per cui si producevano delle alterazioni sulle superfici del Kreide (fig. 23). Lungo la frattura trasversale si notava inoltre come la penetrazione e il consolidamento della colla di storione venivano ostacolati in questi campioni dallo strato di ciclododecano, per cui la colla di storione non riusciva a penetrare verso gli strati di Kreide più profondi (Fig. 24). I caratteristici solchi a guisa di ardesia nel caso del consolidamento con solo colla di storione si distinguevano dalla superficie di frattura relativamente liscia dello strato di Kreide prima trattato con ciclododecano e quindi con colla di storione. In questo caso si delineava uno strato consolidato soltanto nell’area di superficie: lo strato di ciclododecano con una certa componente di colla di storione. Il consolidamento aveva luogo tutt’al più in superficie. Se si riporta questo risultato a quegli strati di Kreide, in cui il ciclododecano presente a seguito di un precedente trattamento al ciclododecano non è ancora completamente sublimato, si produrranno in tali zone dei risultati di consolidamento irregolare all’interno dello strato di Kreide e quindi dei danni conseguenti collegati. Dopo la completa sublimazione del ciclododecano si ridurrà la solidità complessiva della struttura. Per favorire un risultato di consolidamento uniforme, il legante volatile dovrebbe quindi essere completamente sublimato dalla struttura prima dell’impiego di agenti consolidanti acquosi. Applicazioni di vernice Per questo esperimento sono stati utilizzati tre diversi campioni: 1. Ciclododecano in forma fusa, applicato con l’ausilio di un pennello su dei vetrini43; 2. Campione formato da una preparazione ricca di legante con parziali residui di ciclododecano all’interno dei campioni44; 3. Una stratigrafia formata da una preparazione e da un applicazione di colori a base di resina con residui di ciclododecano nella struttura45. Ai tre materiali campione veniva applicata a pennello una vernice a base di dammar/essenza di trementina. L’interpretazione dell’esperimento veniva effettuata senza ingrandimento ottico, a luce normale ovvero sotto irradiazione ultravioletta. Come c’era da aspettarsi, nel contatto diretto fra ciclododecano e soluzione a base di dammar il ciclododecano veniva sciolto a causa del solvente contenuto nella vernice. Quando la vernice si asciugava si creava uno strato molto screpolato e irregolare, che non presentava più alcuna somiglianza con una vernice al dammar normale (Fig. 25).

42. Dimensioni: diametro 3,5 cm; spessore: 0,3 cm. 43. Dimensioni: circa 5,5x2,7 cm. 44. Dimensioni: diametro 3,5 cm. 45. Dimensioni: 7,5x2,7 cm. Il campione era stato invecchiato artificialmente di 20 anni. Il colore a base di resina presentava una forte craquelure.

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Il ciclododecano presente nella struttura del 2Â° esperimento diventava otticamente visibile in superficie a seguito dellâ&#x20AC;&#x2122;applicazione della vernice. Nel caso della preparazione ricca di legante, in cui il ciclododecano parzialmente applicato in forma di massa fusa era sublimato solo superficialmente, si creavano delle macchie a causa di svariate variazioni della saturazione luminosa. Nellâ&#x20AC;&#x2122;esperimento con lâ&#x20AC;&#x2122;applicazione di vernice sul colore a base di resina non si riscontravano delle alterazioni alla vernice quantomeno entro il breve periodo di osservazione. Al momento non Ă¨ possibile sapere se e in che misura si renderanno visibili delle reazioni a lungo termine sulla superficie dello strato di vernice parzialmente essiccato. In merito bisogna tenere conto del fatto che il ciclododecano sublima a partire dalla profonditĂ della struttura. Riassumendo si puĂ˛ dire che anche prima dellâ&#x20AC;&#x2122;applicazione di vernici non polari il legante volatile dovrebbe essere completamente sublimato dalla struttura per favorire una buona formazione della patina e una superficie regolare.

Figura 23. Strati di Kreide privi di legante, all interno dei quali e` presente il ciclododecano, dopo l applicazione a spruzzo di colla di storione veduta dall alto .

Figura 24. Superfici di frattura di strati di Kreide contenenti e non contenenti residui di ciclododecano, dopo il consolidamento con colla di storione. In basso la tipica frattura a guisa di ardesia cfr. Fig. 20 .

Figura 25. Patina di vernice con ciclododecano essiccata e screpolata su di un vetrino. Originalmente uno strato compatto di ciclododecano sul quale e` stata stesa una vernice.

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RIASSUNTO DEI RISULTATI DEGLI ESPERIMENTI L’elencazione delle proprietà delle singole forme di utilizzo del ciclododecano in relazione agli strati del dipinto e del supporto è seguita da una serie di indicazioni per l’impiego di ciclododecano in qualità di mezzo temporaneo per la protezione durante il trasporto. Tempi di evaporazione e sublimazione Innanzitutto vanno però discusse le esperienze generali fatte con i tempi di evaporazione dei solventi e con quelli della sublimazione del ciclododecano: È stato dimostrato come l’evaporazione del solvente e la sublimazione del ciclododecano possano essere distinte fra loro solo in parte, e come la sublimazione non inizi appena dopo l’avvenuta evaporazione del solvente. Sulle strutture46, i quantitativi di solvente applicati con le soluzioni di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 e di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 evaporavano nelle prime 2,5 ore soltanto al 70% ovvero all’87% circa. Dalle strutture di Kreide l’evaporazione del solvente nelle prime 2,5 ore raggiungeva nel caso delle presenti soluzioni di ciclododecano addirittura soltanto il 17% ovvero il 25% circa. Successivamente non era più possibile distinguere l’evaporazione dalla sublimazione. Se abbia senso aspettare ancor più di 2,5 ore prima di avviare i provvedimenti di restauro veri e propri avendo utilizzato del ciclododecano è dubbio. Sebbene gli strati di ciclododecano avrebbero un effetto consolidante maggiore senza la componente residua del solvente, resta aperta la questione se sia comunque possibile ottenere un maggiore grado di consolidamento, vista la contemporanea sublimazione. Anche se il solvente non è ancora completamente evaporato dalla struttura, il ciclododecano possiede già un effetto consolidante ovvero idrorepellente. Anche gli eventuali residui di solvente negli interstizi della struttura possono produrre un certo effetto idrorepellente. Tuttavia, essi riducono il grado di consolidamento. È quindi necessario tenere conto di tali quantità residue di solvente per l’ulteriore trattamento nel corso del processo di restauro. I singoli e sottili cristalli della massa fusa applicata a spruzzo sublimavano più velocemente di quelli nella massa fusa applicata a pennello, solidificatasi in forma di uno strato compatto di ciclododecano. Perfino gli strati sottili di ciclododecano richiedevano un tempo relativamente lungo prima di essere completamente sublimati. La sublimazione unilaterale di ciclododecano da strutture (p.e. supporti lignei) partiva dalla superficie verso la profondità della struttura. Nell’applicazione di ciclododecano su di un dipinto su tela, la sublimazione del ciclododecano aveva luogo sia sul lato anteriore che su quello posteriore a causa della craquelure. Ciò voleva dire che la sublimazione lungo la craquelure dello strato pittorico procedeva più velocemente che non dal centro di una scaglia dello strato pittorico stesso (Tav. III/e). Per accelerare la sublimazione di strati di ciclododecano situati solo in superficie è possibile utilizzare la ventilazione e il tepore di un fon a temperatura adeguata.

46. Da una scodellina.

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PROPRIETÀ DEL CICLODODECANO NELLE DIVERSE FORME DI UTILIZZO Il ciclododecano presenta diversi comportamenti a seconda che sia utilizzato in forma fusa oppure in diversi tipi di soluzioni; lo stesso vale per i diversi modi di applicazione, ovvero a spruzzo, a pennello o in gocce. Proprietà della massa fusa di ciclododecano Forma di utilizzo La massa fusa è stata utilizzata pura oppure modificata con dell’aggiunta di solvente (in questo caso: benzina rettificata 100-140). Attraverso la modificazione è stato ritardato il punto di solidificazione. Applicazione Le due forme più semplici di applicazione del ciclododecano fuso erano quella a spruzzo con l’ausilio di una pistola a spruzzo a caldo e quella a pennello. Era anche possibile la fusione con l’aiuto di una spatola calda. Sublimazione Nel caso della massa fusa la sublimazione dagli strati strutturali durava più a lungo rispetto alla sublimazione degli strati di ciclododecano formati dalle soluzioni. Profondità di penetrazione La massa fusa pura (120°C nel recipiente di riscaldamento) applicata a spruzzo riusciva a raggiungere una minima profondità di penetrazione soltanto dopo il previo riscaldamento dello strato di Kreide privo di legante (45°C). Senza preriscaldamento non era possibile alcuna penetrazione a causa della forte perdita di calore durante il processo di applicazione a spruzzo e il veloce consolidamento del ciclododecano a ciò dovuto. Sebbene nel corso del test si siano raggiunte maggiori profondità di penetrazione grazie ad un maggiore preriscaldamento (75°C), non è chiaramente consigliabile un tale preriscaldamento dell’oggetto. Condizionatamente alla pistola a spruzzo a caldo non è stato possibile testare temperature della massa fusa superiori a 120°C. In presenza di determinate condizioni tecniche sarebbe tuttavia possibile una temperatura di fusione maggiore47. La massa fusa applicata a spruzzo con aggiunta di solvente (70°C) riusciva invece a penetrare perfino in uno strato di Kreide privo di legante non preriscaldato. Per gli stessi motivi dell’applicazione a spruzzo, la massa fusa pura applicata a pennello (120°C sulla piastra elettrica) riusciva a penetrare solo parzialmente. Attraverso il successivo trattamento con una spatola calda era possibile ottenere delle profondità di penetrazione minime e uniformi in questi strati, così come nel caso del ciclododecano applicato a spruzzo per formare uno strato sottile. Grado di consolidamento e formazione dello strato La massa fusa pura applicata a spruzzo (120°C) si consolidava su superfici non preriscaldate in forma di piccoli e sottili cristalli. Applicata a pennello, la stessa massa fusa formava sulle superfici uno strato di ciclododecano più solido e compatto48. In dipendenza del processo di raffreddamento e del momento di solidificazione si raggiungevano diversi gradi di consolidamento all’interno di uno strato di Kreide preriscaldato. Nelle zone in prossimità della superficie il consolidamento era maggiore rispetto alle zone più profonde. Con la massa fusa pura si otteneva un consolidamento maggiore rispetto alla massa fusa con aggiunta di solvente, ma anche rispetto alle soluzioni di ciclododecano. Durante la solidificazione lenta della massa fusa i cristalli di ciclododecano in corso di formazione riuscivano ad adattarsi bene alla struttura. 47. Il ciclododecano ha un intervallo di ebollizione di 230-243°C ed è stabile fino ad una temperatura di 400°C. 48. Applicando la massa fusa a pennello è necessario fare attenzione al fatto che il pennello potrebbe facilmente impigliarsi in strati molto delicati del dipinto o del supporto quando la massa fusa si solidifica durante l’applicazione.

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La compattezza dello strato di ciclododecano doveva trovarsi in un rapporto adeguato con lo strato della struttura per non danneggiare lo strato da consolidare. Per bilanciare le forze di interfaccia fra uno strato compatto di ciclododecano (creato dalla massa fusa applicata a pennello) e gli strati di pigmento con interazioni intermolecolari deboli (nel caso di strati di pigmento sottili e privi di legante) si è applicato intorno alla zona trattata un bordo ulteriore di ciclododecano in benzina rettificata 100-140. Interazioni Nell’ambito del gruppo degli idrocarburi saturi non polari, il ciclododecano puro leggermente riscaldato presentava una reattività molto più bassa non soltanto rispetto alle soluzioni di ciclododecano, ma anche rispetto ai solventi puri non polari, nel caso di strati campione non polari contenenti dei leganti. Sia nell’esperimento a breve termine che in quello a lungo termine, il ciclododecano puro leggermente riscaldato non mostrava alcuna interazione con i campioni invecchiati di appena 3-8 anni e originariamente non polari. A seguito dell’aggiunta di un solvente non polare alla massa fusa potrebbero tuttavia presentarsi le medesime alterazioni nel comportamento di invecchiamento di questi strati di dipinto e supporto come nel caso del ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (vedi sotto). Fenomenologia dei danni negli strati di Kreide I danni risultavano unicamente nel caso di strati di Kreide privo di legante e molto sottili quando la massa fusa veniva applicata a pennello, senza o con l’aggiunta di solvente ovvero senza o con bordo di ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Nel caso degli strati di Kreide applicati per spargimento i danni sono verosimilmente provocati dall’applicazione a gocce. Nelle seguenti applicazioni su strati di Kreide non veniva osservato alcun danno: nel caso di strati molto sottili di Kreide privo di legante, quando la massa fusa applicata a pennello veniva orlata con ciclododecano in benzina rettificata 100-140; nel caso di preparazioni molto sottili a base di Kreide e colla animale, durante l’applicazione a pennello della massa fusa; oppure facendo gocciolare la massa fusa con o senza l’aggiunta di solvente nel caso di strati di Kreide spessi (privi o con legante di colla animale). Si può ipotizzare che nemmeno l’applicazione a spruzzo della massa fusa provochi alcun danno. Proprietà della soluzione di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 Forma di utilizzo Il test riguardava la soluzione satura e delle soluzioni insature di diverso grado. Applicazione Le soluzioni di ciclododecano venivano applicate a spruzzo con l’ausilio di una pistola a spruzzo, a pennello oppure a gocce. Tempi di evaporazione e sublimazione Rispetto al ciclododecano in benzina rettificata 100-140, nel caso del ciclododecano in etere di petrolio 30-40 l’evaporazione del solvente entro le prime 2,5 ore e la sublimazione complessiva erano più lente49. Diverso era il comportamento dell’evaporazione del solvente subito dopo l’applicazione delle soluzioni. Infatti, l’evaporazione maggiore si aveva nel caso di ciclododecano in etere di petrolio 30-40.

49. Questo fenomeno andrebbe analizzato in modo più approfondito.

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Profondità di penetrazione Nel caso del ciclododecano in etere di petrolio 30-40 applicato a spruzzo, la profondità di penetrazione era generalmente molto scarsa ovvero inesistente anche per le soluzioni fortemente insature, in quanto il solvente etere di petrolio 30-40, molto volatile, evaporava in una considerevole percentuale durante l’applicazione a spruzzo. Era possibile ottenere una penetrazione del ciclododecano uniforme e superficiale grazie al successivo passaggio con una spatola calda a temperatura moderata. Era possibile aumentare la profondità di penetrazione del ciclododecano con la previa applicazione di veicolante benzina rettificata 100-140. Nel caso di una quantità applicata sufficientemente “ricca” e di capillarità della struttura, le soluzioni di ciclododecano applicate a pennello o a gocce riuscivano a penetrare relativamente in profondità, mentre in superficie si formava velocemente uno strato di cristalli. Grado di consolidamento e formazione di uno strato Il grado di consolidamento delle soluzioni di ciclododecano era inferiore a quello della massa fusa con aggiunta di solvente. La compattezza degli strati di ciclododecano generati da ciclododecano in etere di petrolio 30-40 era di molto inferiore a quella degli strati generati dalla massa fusa di ciclododecano applicata a pennello. La rapida evaporazione del solvente subito dopo l’applicazione della soluzione di ciclododecano (a spruzzo o a pennello) causava la formazione di cristalli molto piccoli di ciclododecano sulle superfici. Nel caso dell’applicazione di soluzioni di ciclododecano in etere di petrolio 30-40 su strutture di Kreide, le forze che si manifestavano nella formazione dei cristalli di ciclododecano erano molto potenti e riuscivano a deformare gli strati di pigmento privi di legante. Per mezzo di una previa applicazione di veicolante oppure nel caso di uno strato di pigmento con legante di origine animale, i cristalli si adattavano invece agli strati di pigmento, per cui anche le più svariate forme di applicazione non provocavano più alcun danno. Interazioni Negli strati non polari di colore e legante, il ciclododecano in etere di petrolio 30-40 era meno reattivo del ciclododecano in benzina rettificata 100-140. Mentre nell’esperimento a breve termine con strati di colore e legante originariamente non polari di un’età di appena 3-8 anni il ciclododecano in etere di petrolio 30-40 non mostrava ancora alcuna interazione, nell’esperimento a lungo termine si riscontravano in parte delle alterazioni nel comportamento di invecchiamento. Sebbene l’idrocarburo etere di petrolio 30-40 utilizzato in questo caso sia generalmente annoverato fra i solventi “innocui” del gruppo degli alifatici nel caso di colori, vernici e patine asciutti, il test a lungo termine mostrava come ciascun solvente presenti, a seconda della durata della sua azione, un certo effetto solvente che in determinati casi si manifesta soltanto nel corso dell’invecchiamento. Ove erano state impiegate delle soluzioni di ciclododecano, il ciclododecano agiva da “compressa”, che permetteva all’etere di petrolio 30-40 di evaporare solo molto più lentamente, avendo così un’azione più prolungata. Fenomenologia dei danni su strati di Kreide Questi fenomeni si manifestavano nelle seguenti situazioni: nell’applicazione di gocce su Kreide cosparso senza previo veicolante; • nel caso di applicazioni diverse su strati molto sottili di Kreide privo di legante, se questi non erano stati precedentemente preparati con il veicolante; • nel caso di un’applicazione parziale di gocce su strati di Kreide sottili o su preparazioni povere ovvero ricche di legante, senza previa applicazione di veicolante; • nel caso di un’applicazione parziale di gocce su strati spessi di Kreide privo di legante, senza previa applicazione di veicolante. La formazione di scodellature riscontrata, che si manifestava in diversi casi negli strati di Kreide spessi, potrebbe provocare dei danni in caso di forti variazioni dell’umidità relativa o al contatto con detergenti acquosi. •

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Nelle seguenti applicazioni non si osservava alcun danno: nell’applicazione su strati molto sottili di Kreide privo di legante, preceduta da applicazione di veicolante benzina rettificata 100-140; • nell’applicazione su preparazioni molto sottili a base di Kreide e colla animale preceduta da applicazione di veicolante benzina rettificata 100-140. •

Proprietà del ciclododecano in benzina rettificata 60-90 Forma di utilizzo Il ciclododecano in benzina rettificata 60-90 è stato in questo caso testato in forma insatura. Profondità di penetrazione Applicando la soluzione insatura di ciclododecano in benzina rettificata 60-90 a spruzzo si otteneva una profondità di penetrazione maggiore rispetto alle soluzioni di ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Grado di consolidamento e formazione di strati Erano paragonabili a quelli del ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (vedi sopra). Interazioni Sono probabilmente paragonabili al ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (vedi sopra). Fenomenologia dei danni sugli strati di Kreide Si manifestano nel caso di un’applicazione parziale di gocce su strati spessi di Kreide privo di legante, senza previa applicazione di veicolante. La formazione di scodellature riscontrata, che si manifestava in diversi casi negli strati spessi di Kreide, anche con il ciclododecano in benzina rettificata 60-90 potrebbe provocare dei danni su strati di Kreide spessi in caso di forti variazioni dell’umidità relativa o al contatto con detergenti acquosi. A causa dell’intervallo di ebollizione del solvente benzina rettificata 60-90, anche altri tipi di reazioni di ciclododecano in benzina rettificata 60-90 potrebbero risultare paragonabili a quelli provocati dal ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Proprietà del ciclododecano in benzina rettificata 100-140 Forma di utilizzo Il ciclododecano in benzina rettificata 100-140 è stato in questo caso utilizzato in forma satura. Applicazione Come nel caso del ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (vedi sopra). Tempi di evaporazione e sublimazione Rispetto al ciclododecano in etere di petrolio 30-40, nel caso del ciclododecano in benzina rettificata 100-140 sia l’evaporazione del solvente entro le prime 2,5 ore che la sublimazione nel suo complesso avevano luogo con maggiore rapidità50. Da ciò si distingueva l’evaporazione del solvente subito dopo l’applicazione delle soluzioni, che era più lenta nel caso del ciclododecano in benzina rettificata 100-140. Profondità di penetrazione Applicando la soluzione satura di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 a spruzzo si ottenevano delle profondità di penetrazione maggiori rispetto al ciclododecano in benzina rettificata 60-90. Grado di consolidamento e formazione di strati Il grado di consolidamento corrispondeva a quello delle altre soluzioni di ciclododecano. La lenta evaporazione del solvente subito dopo l’applicazione della soluzione provocava maggiori formazioni di cristalli di ciclododecano sulle superfici. 50. Questo fenomeno andrebbe analizzato in modo più preciso.

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Nel caso dell’applicazione negli strati di Kreide, le forze che si manifestavano nella formazione dei cristalli di ciclododecano erano notevolmente inferiori rispetto al ciclododecano in etere di petrolio 30-40. Ciò valeva anche per i danni nel caso di strati di Kreide privo di legante. Anche in questo caso i cristalli di ciclododecano si adattavano agli strati di Kreide grazie ad una previa veicolazione o al legame con colla animale dello strato di pigmento, per cui non si manifestava più alcun danno nelle più diverse forme di applicazione. Interazioni Il ciclododecano in benzina rettificata 100-140 mostrava maggiori interazioni nel caso di strati di colore e legante non polari rispetto al ciclododecano in etere di petrolio 30-40. È probabile che i cambiamenti nel comportamento di invecchiamento di strati di dipinto o supporto originalmente non polari provocati dal ciclododecano in benzina rettificata 100-140 siano simili a quelli del ciclododecano in etere di petrolio (vedi sopra). Fenomeni di danno su strati di Kreide Questi fenomeni si manifestavano nelle seguenti situazioni: nell’applicazione di gocce su Kreide cosparso (senza previa applicazione di veicolante); • nell’applicazione a pennello o a spruzzo su strati molto sottili di Kreide privo di legante, se non venivano preceduti da un’applicazione di veicolante. Solo nel caso di soluzioni di ciclododecano in benzina rettificata 100-140 si creavano dei pori nello strato di Kreide privo di legante (cosa che non accadeva negli strati di Kreide legati con colla e nel caso della massa fusa con aggiunta di solvente). Nelle seguenti applicazioni non si osservavano danni: •

nell’applicazione di gocce su strati molto sottili di Kreide privo di legante (senza previa veicolazione); • nell’applicazione dopo una previa applicazione di veicolante con benzina rettificata 100-140; • nell’applicazione su preparazioni a base di Kreide e colla animale. •

Proprietà delle soluzioni di ciclododecano con aggiunta di alcool Forma di utilizzo Sono stati effettuati alcuni esperimenti con soluzioni di ciclododecano con aggiunta di alcool (etanolo ovvero isopropanolo) rispetto al comportamento di penetrazione in strati di gesso. Tempi di evaporazione e sublimazione I tempi di evaporazione dell’isopropanolo puro dagli strati di Kreide era notevolmente più lungo perfino al confronto con benzina rettificata 100-140. Non esistono valori rispetto ai tempi di evaporazione da soluzioni di ciclododecano con aggiunta di alcool né rispetto ai tempi di sublimazione delle stesse. Grado di consolidamento e formazione di strati Non si distinguono sensibilmente da quelli delle altre soluzioni di ciclododecano. Interazioni Non sono stati effettuati esperimenti in merito alle interazioni di soluzioni di ciclododecano con aggiunta di alcool. Gli alcoli sono tuttavia dei solventi polari, per cui dissolvono più facilmente gli strati polari di dipinti e supporti. Si possono probabilmente ipotizzare dei cambiamenti nel comportamento di invecchiamento degli strati di dipinto o supporto originalmente non polari analogamente al ciclododecano in etere di petrolio 30-40 (vedi sopra). Le alterazioni saranno però verosimilmente rafforzate dall’alcool. Fenomeni di danno sugli strati di Kreide Si presentavano dei danni a seguito dell’impregnazione di strati spessi di Kreide privo di legante. Non si osservavano danni a seguito dell’applicazione di gocce (10 gocce su strati spessi di Kreide privo di legante)51. 51. Al contrario delle altre soluzioni di ciclododecano, nel caso di quelle con alcool non si sono riscontrati danni in questo test. Potrebbero essere consigliabili altri test con queste soluzioni di ciclododecano per i trattamenti delle superfici.

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Indicazioni per la protezione temporanea con ciclododecano durante il trasporto In questa sede non è possibile trattare le diverse possibilità di impiego del ciclododecano su strati di dipinti e policromie con i loro vantaggi e svantaggi. Si propone quindi di estrapolare a mo’ di esempio il tema “protezione con ciclododecano durante il trasporto”. I vantaggi di tale protezione durante il trasporto sono molteplici. Con il ciclododecano si possono proteggere provvisoriamente soprattutto i sollevamenti di strati di colore di oggetti molto sporchi o interessati da attaccati biologici. Grazie a questo metodo è possibile procedere alla pulizia di superficie, al trattamento dei biodeteriogeni o al consolidamento degli strati di colore dopo il trasporto, avendo quindi a disposizione tutti i mezzi forniti dal laboratorio di restauro. Ciò vale anche per degli strati di colore che presentino decoesione o per consolidamenti di pellicole pittoriche difficoltosi. Non si presentano problemi nella rimozione delle carte protettive e nessuna limitazione al successivo sistema di consolidamento. Il ciclododecano può anche facilitare il prelievo di materiali campione. Il ciclododecano puro sublimato non compromette inoltre le successive eventuali analisi. Il legante volatile si volatilizza completamente senza richiedere trattamenti laboriosi a posteriori con solventi o simili. Per l’impiego del ciclododecano si discuterà qui di seguito una specie di “elenco di verifica” che può essere utile nel caso di un utilizzo di ciclododecano su di un’opera originale. Esso dovrebbe contenere le seguenti voci per la protezione temporanea durante il trasporto di dipinti con legante acquoso, porosi su legno ovvero di pitture con legante a vernice o olio su tela: • • •

• • • • •

compatibilità del ciclododecano con i materiali dell’oggetto; scelta della forma di utilizzo di ciclododecano, se in forma fusa oppure in forma di una delle soluzioni; forma di applicazione in dipendenza dalla diagnosi del danno dell’oggetto, dallo spessore della struttura, dalla profondità di penetrazione del ciclododecano e dalla formazione di strati di ciclododecano richieste; grado di consolidamento richiesto della struttura dell’oggetto; necessità di una protezione parziale o dell’intera superficie durante il trasporto e suoi effetti52; spessore richiesto dello strato di materiale al ciclododecano applicato in relazione alla durata di consolidamento necessaria; evaporazione del solvente prima e durante il trasporto dell’oggetto; momento della completa sublimazione del ciclododecano e quindi del trattamento possibile ovvero necessario sull’oggetto.

Protezione temporanea durante il trasporto di pitture porose idrosolubili su supporti lignei • Nel caso di strati di colore a base acquosa, legati con colla animale è probabile che non si presentino interazioni con il ciclododecano. Va tuttavia verificata l’eventuale comparsa di danni rispetto al tipo di utilizzo e di applicazione di ciclododecano prescelti. • La questione sul possibile comportamento p.e. dell’attacco fungino o dello sporco sull’oggetto dopo un loro prolungato periodo di permanenza nel ciclododecano non è ancora stata affrontata. • Il ciclododecano può penetrare ovvero attraversare strati di colore porosi idrosolubili. • In caso di un’ipersensibilità dello strato pittorico a qualsiasi contatto è possibile applicare il ciclododecano a spruzzo da una distanza adeguata dopo una cauta applicazione a spruzzo di veicolante (con benzina rettificata 100-140), oppure consolidare parzialmente e preventivamente le cavità o le zone particolarmente sensibili tramite l’applicazione di gocce di soluzione di ciclododecano. • Nel caso di consolidamenti parziali è consigliabile l’applicazione del veicolante su di una superficie maggiore e un aumento graduale dell’effetto di consolidamento del ciclododecano. • Nel caso di strati di pellicole pittoriche molto fragili sarebbe da preferirsi l’applicazione di una soluzione di ciclododecano (dopo una previa veicolazione) rispetto ad una massa fusa di ciclododecano, visto che la soluzione presenta una migliore penetrazione e che in caso di necessità è possibile aumentare l’effetto consolidante in maniera più differenziata. Per accrescere la solidità è però anche possibile applicare un’ulteriore stesura di ciclododecano in forma fusa a conclusione della precedente applicazione del ciclododecano in soluzione e l’evaporazione del relativo solvente. 52. P.e.: come si comporta l’oggetto nel caso di una parziale o localizzata impermeabilizzazione?

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Si dovrebbero attendere almeno 2,5 ore per permettere al solvente applicato come veicolante e a quello della soluzione di ciclododecano di evaporare al fine di ottenere un effetto ottimale di consolidamento. Durante il restauro è necessario metter in conto quantità residue di solventi.

Protezione temporanea durante il trasporto di pitture a vernice o olio su tela • Nel caso di tecniche pittoriche a vernice o ad olio su tela è necessario verificare le rispettive interazioni con la forma di utilizzo di ciclododecano prescelta attraverso dei piccoli test sull’originale. I dipinti ben essiccati non dovrebbero tuttavia presentare più alcuna interazione con il ciclododecano. Fino a quando non saranno disponibili ulteriori test a lungo termine effettuati nel corso di decenni, appare consigliabile mantenere possibilmente bassa l’eventuale componente di solvente nelle masse fuse o soluzioni53. • In caso di strati inizialmente non polari e relativamente giovani, è preferibile un trattamento con massa fusa pura a bassa temperatura. • In caso di colori a guazzo, a tempera, a olio o a base di resina, nonché nel caso di leganti di diverso tipo, il ciclododecano stesso non riuscirà a penetrare nello strato di colore. È tuttavia possibile che il ciclododecano riesca a penetrare sotto alle scaglie attraverso le fessure della craquelure, “avvolgendole” e fissandole temporaneamente al supporto. • In caso di consolidamenti parziali è raccomandabile anche in questo caso il graduale aumento dell’effetto consolidante del ciclododecano. • Per consolidare tutta la superficie di un dipinto ben essiccato con sollevamenti a scaglia si può applicare a spruzzo un sottile strato di massa fusa di ciclododecano con aggiunta di solvente, che permette al ciclododecano di penetrare attraverso la craquelure. Per un consolidamento leggermente più forte è necessario attendere l’evaporazione del solvente, dopo di che si può procedere all’applicazione della massa fusa pura. Informazioni generali • Normalmente sono sufficienti degli strati di ciclododecano sottili per consolidare temporaneamente dei dipinti su tela o dei sottili strati di cromie allo scopo di un trasporto con le solite misure di protezione. Per consolidare delle sculture per esempio provviste di cinghie da trasporto è possibile ottenere una forte protezione con degli strati di ciclododecano spessi e ben strutturati. • L’utilizzo di carta di protezione non è necessaria. Una protezione con ciclododecano per il trasporto può comunque prevederne l’applicazione. • Se le condizioni dello strato pittorico o della cromia lo permettono è anche possibile applicare il ciclododecano a pennello. • A causa delle quantità residue di solvente, nel caso di utilizzo di soluzioni bisogna evitare coperture sigillanti per periodi prolungati. • Quanto maggiore deve essere la durata del consolidamento, tanto più ciclododecano bisogna applicare. Tuttavia l’arco di tempo in cui il ciclododecano sublima dall’oggetto dipende anche molto dallo spessore dello strato di ciclododecano, per cui l’oggetto può essere ripreso in mano per ulteriori trattamenti solo dopo tempi relativamente lunghi. In alcuni casi l’uso di un fon a bassa temperatura può contribuire ad accelerare la sublimazione. • Dopo l’impiego di ciclododecano è necessario attendere la completa sublimazione del ciclododecano prima di poter procedere con ulteriori fasi di lavoro quali il consolidamento a base acquosa oppure l’applicazione di mani di vernice con solventi apolari. Altrimenti si produrranno dei danni nel consolidamento, come per esempio un diverso comportamento di dilatazione, risultati di consolidamento disomogenei e conseguenti danni a ciò associati, mentre nel caso dell’applicazione di vernici si potranno formare delle macchie, prodursi dei principi di dissolvimento e le caratteristiche di formazione del film potranno essere notevolmente peggiorate.

53. Cfr. sopra le caratteristiche di invecchiamento alterate (lievi crepature o formazione di craquelé) nel caso di alcune vernici relativamente giovani oppure di altri tipi di strati di leganti più spessi. Sono state osservate nel corso di un test a lungo termine a causa del solvente contenuto in precedenti applicazioni di ciclododecano.

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Conclusioni e ulteriori suggerimenti Il ciclododecano si è dimostrato un ausilio utile nel restauro di dipinti e oggetti lignei policromi proprio nell’ambito del trattamento di superficie degli strati pittorici e cromie citati qui di seguito: nel trattamento di strati di leganti o di pellicole pittoriche polari come per esempio i colori legati a colla animale oppure le preparazioni, ma anche di colori a guazzo, colori a tempera o acrilici vecchi, nonché di colori a base di resina o olio e di vernici a base di resine naturali o olio. Questo vale in particolare per la protezione durante il trasporto, ma anche per la protezione di uno strato di dipinto, per esempio nel caso della distensione di supporti tessili di dipinti, per ridurre le macchie prodotte dall’acqua oppure per la rimozione parziale dello sporco superficiale su dipinti idrosolubili. Appare invece sconsigliabile utilizzare il ciclododecano per dei consolidamenti provvisori in profondità a causa della durata molto lunga del processo di sublimazione. Nel caso di consolidamenti in profondità e idrorepellenza in profondità potrebbe essere utile fare ricorso ad un legante ad alta volatilità. Negli esperimenti preliminari è stato già sottoposto a test il legante molto volatile camfene-triciclene. A causa della sua maggiore reattività rispetto ai materiali non polari e dei suoi residui se ne sconsiglia l’utilizzo nel caso di strati pittorici e cromie delicati. Ormai si trova però in commercio il prodotto puro triciclene54, che dovrebbe possedere delle buone proprietà fisiche a causa della formula della sua struttura, ovvero dovrebbe essere più stabile e quindi meno reattivo del camfenetriciclene, e dovrebbe sublimare come il ciclododecano, senza lasciare residui. Delle ricerche con triciclene puro in merito al suo impiego nel restauro di dipinti e oggetti lignei policromi potrebbero portare a degli interessanti ulteriori risultati. La prassi mostrerà in che misura riusciranno ad affermarsi i leganti volatili ciclododecano (Cy) o triciclene (Tr) accanto ai materiali da restauro tradizionali. Bisogna sempre tenere conto di un certo periodo di pratica per familiarizzare con un materiale nuovo. I seguenti suggerimenti per la verifica delle possibilità di utilizzo nel restauro del ciclododecano (Cy) lentamente volatile e del triciclene (Tr) molto volatile andrebbero analizzati in degli esperimenti di più ampia portata: • • • • •

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Protezioni di pronto intervento, effettuate con carta giapponese (Cy, Tr) Consolidamento provvisorio in presenza di cavità o sollevamenti negli strati pittorici per facilitare il descialbo della pellicola pittorica (Tr) Rimozione di strati superficiali di pittura idrosolubile situati su strati di pellicola pittorica altrettanto idrosolubili (Tr) Restauro di dipinti moderni (Cy, Tr) Consolidamento ovvero protezione temporanei di scaglie di strati di pittura, i cui bordi siano sovrapposti l’uno nell’altro o compressi l’uno contro l’altro, per cui risulti necessario ottenere una distensione del tessuto prima del consolidamento ovvero dell’appianamento delle scaglie (Cy, Tr) Nella risarcitura degli strappi, fissaggio temporaneo di singoli punti di collegamento quando si vogliano ordinare dei fili prima di eseguire l’incollaggio definitivo (Cy, Tr) Impregnamento temporaneo di supporti tessili di dipinti prima del consolidamento di uno strato di pittura, della rimozione di vernice oppure dell’applicazione di vernice, per impedire ovvero ridurre la penetrazione ovvero la compenetrazione della soluzione di consolidamento, dei solventi o della vernice attraverso gli strati costitutivi del dipinto (Cy, Tr)55 Protezione della cromia nel caso di impregnamento del legno (ciclododecano)56 Isolamenti parziali (Cy, Tr) o sigillature di crepe (Tr)

54. E. JÄGERS, gentile comunicazione verbale, ott. 1997. 55. Probabilmente nel caso dell’applicazione di una vernice non polare sarebbe opportuno utilizzare piuttosto un legante volatile polare per proteggere i tessuti. 56. Probabilmente sarebbe utile effettuare un test con un legante polare volatile anche in caso di impiego di un agente consolidante non polare per legno.

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BIBLIOGRAFIA C. BANDOW, Cyclododecan in der Papierrestaurierung. Fixierung von wasserlöslichen Farben vor der Naßbehandlung, in: Restauro 1999, S. 326-329 K. BREDERECK, A. BLÜHER, Die Fixierung moderner Schreibstoffe auf Papier, in: Restauro 1992, S. 49-56 M. COLDITZ, E. KUNKEL, Drawing and writing materials, in: Ullmann’s Encylopedia of industrial Chemistry. vol A 9, 5. ed, hg. Wolfgang Gerhartz, Weinheim 1987, S. 37-47 H. CORTE, The porosity of paper, in: Handbook of paper science. The structure and physical properties of paper, hg. Herbert. F. Rance, Bd. 2, Amsterdam 1982, S. 1-65 P. DOMKE, Mauersanierung an der Westfassade des Klosters Chorin. Strenge Architekturregeln schufen ein “Denkmal alt nationaler Geschichte”, in: Denkmalpraxis, Magazin für die praktische Denkmalpflege 1997, H. 1, S. 23-26 C. EHRENFORTH, Aquarell- und Gouachefarben, Beiträge zu Materialzusammensetzung, Veränderungen, Schäden. Diplomarbeit am Institut für Technologie der Malerei der Staatlichen Akademie der Bildenden Künste, Stuttgart 1993 F. FLIEDER, Current problems posed by the conservation and preservation of paper, in: Restoration ’92 Conservation, training, materials and techniques: latest developments. Conference preprints, Amsterdam 20-22.10.1992, hg. Ukic, London 1992, S. 85-89 B. GELLER, Untersuchung und Anwendung der flüchtigen Bindemittel Cyclododecan und TricyclenCamphen in der Papierrestaurierung, Diplomarbeit FH Köln 1997 U. GRAF, H.-J. HENNING, P.-T. WILRICH, Statistische Methoden bei textilen Untersuchungen, Berlin 1974 H.M. HANGLEITER, Elisabeth JÄGERS, Erhard JÄGERS, Flüchtige Bindemittel, in: Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservierung 1995, S. 385-392 H.M. HANGLEITER, Erfahrungen mit flüchtigen Bindemitteln, Teil 1 in: Restauro 1998, S. 314-319, Teil 2 in: Restauro 1998, S. 468-473 C. HERENIUS, Karakteristieke Verschillen tussen Aquarelverf en Gouache, in: KM Vakinformatie voor beeldende Kunstenaars een Restauratoren 1992, S. 40-41 G. HIBY, Das flüchtige Bindemittel Cyclododecan - Materialeigenschaften und Verwendung bei der Restaurierung von Gemälden und gefaßten Objekten, in: Restauro 1997, S. 96-103 G. HIBY, Der Einsatz des flüchtigen Bindemittels Cyclododecan bei der Konservierung und Restaurierung von Gemälden und gefaßten Objekten, Überprüfung von Möglichkeiten und Grenzen anhand ausgewählter Testreihen, Diplomarbeit FH Koln 1997 G. HIBY, Cyclododecan als temporäre Transportsicherung, Materialeigenschaften des flüchtigen Bindemittels bei Bild- und Fassungsschichten, in: Restauro 1999, S. 358-363 E. JÄGERS, Partielle Behandlung von textilen Objekten - Möglichkeiten und Grenzen herkömmlicher und neuer Methoden, in: 2. Ehemaligentreffen der Abegg-Stiftung. Referate zur Tagung, Riggisberg, 1.2.11.1996, Riggisberg 1996, S. 60-71 L. MASSCHELEIN-KLEINER, in: Gerhard Banik und Gabriela Krist, Lösungsmittel in der Restaurierung, Wien 1998, S. 125-145 E. PETERMANN, A. GÜRTLER, Chemirche Prüfung von Papieren und Pappen. Organische Hilfs- und Veredelungsmittel, in: Prüfung von Papier, Pappe, Zellstoff und Holzstoff, Bd. l, hg. Thomas Krause, Berlin 1991, 5 213-Z48 H.F. RANCE, The mechanical properties of paper, in: Mechanical propesties of wood and paper, hg. R. Meredith, Amsterdam 1953, S. 101-282 N. RIEDL, G. HILBERT, Cyclododecan im Putzgefüge, Materialeigenschaften und Konsequenzen für die Anwendung in der Restaurierung, in Restauro 1998, S. 494-499 U. SCHIEßL, Konservierungstechnische Beobachtungen zur Festigung wäßrig gebundener, kreidender Malschichten auf Holz, in Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservieung 2, 1989, S. 293-320 J. WEIGL, Prüfung von Füllstoffen und Streichpigmenten, in: Prüfung von Papier, Pappe, Zellstoff und Holzstoff Bd.1, hg. Thomas Krause, Berlin 1991, S. 213-248

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INDICE Premessa

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Introduzione

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Verifica delle possibilità e dei limiti nell’applicazione del ciclododecano nel restauro di strati pittorici e policromie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 6

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p. 7

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p. 35

Proprietà del ciclododecano relativamente ai diversi materiali degli strati pittorici e policromie Interazioni del ciclododecano utilizzando detergenti liquidi

Interazioni di residui di ciclododecano nel consolidamento con leganti acquosi ovvero con applicazioni di vernice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 36 Riassunto dei risultati degli esperimenti

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p. 39

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p. 47

Proprietà del ciclododecano nelle diverse forme di utilizzo Bibliografia

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COLLANA QUADERNI

DEL

CESMAR7

0. Vishwa Raj Mehra, Pensando ad alta voce... Thinking out loud..., 2003 € 3,00 1. Richard Wolbers, Un approccio acquoso alla pulitura dei dipinti, 2004 ISBN 88-87243-83-2, € 10,00 2. Cesmar7 (a cura di), La Crocifissione di Dro. Un’esperienza di minimo intervento su un dipinto di grandi dimensioni, 2006 ISBN 88-89566-58-9, € 15,00 3. Lucia Saccani – Luigi Rella, Un restauro ragionato. La Crocifissione di Stephan Kessler, 2006 ISBN 88-89566-58-6, € 10,00 4. Elisa Campani, Antonella Casoli, Paolo Cremonesi, Ilaria Saccani, Erminio Signorini, L’uso di agarosio e agar per la preparazione di “gel rigidi” Use of agarose and agar for preparing “rigid gels”, 2007 ISBN 88-89566-65-7, € 15,00

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© il prato casa editrice via Lombardia 41/43 35020 Saonara (PD) tel. 049-640105 • fax 049-8797938 www.ilprato.com • info@ilprato.com Finito di stampare nel mese di marzo 2008 presso le Arti Grafiche Padovane di Saonara (PD)