Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός υλικών σε ζωγραφικά έργα σύγχρονης τέχνης

Abstract

The study is surveying the materials of modern and contemporary paintings of the first collection with which started the Macedonian Museum of Contemporary Art in Thessaloniki, and are in need of careful conservation so as to determine suitable environmental conditions for display, storage and transport.The combined use of both micro-FTIR and micro-Raman spectroscopy has allowed determination of almost all painting materials. Raman micro-spectroscopy was able to identify nearly all pigments, to determine the exact pigment type and to differentiate pigments that even belong in the same sub-group and differ only in the substituent. FTIR micro-spectroscopy was used successfully in detecting binding media and extenders, and achieved in some cases even to identify the additives used for the paint preparation, and to detect the degradation state of the binding medium. Moreover, the stability of a series of synthetic pigments applied with two different contemporary binding media, poly (vinyl acetate) and styrene-acrylic copolymer, is investigated concerning the effects of accelerated ageing. Aim is the study of their colour and molecular changes and the comparison of their stability. The pigments that were investigated are : yellow Hansa PY3 and PY74, quinacridone PV19 and PR122, naphthol AS PR112, phthalocyanine green PG7 and blue PB15, dioxazine PV37, Van Dyck brawn PBk1, ivory black PBK9 and titanium dioxide. The organic pigments applied either alone or mixed with titanium dioxide, in the form rutile or as a mixture of the forms rutile/anatase. The experimental tables were subjected to ageing tests and the results as the colour are studied through colorimetric measurements and to the molecular structure through infrared spectroscopy in reflectance mode. The ageing tests included exposure to high temperature and humidity (90 oC, 60% RH) and exposure to ultraviolet radiation (350nm, 30 oC and 50% RH, with a high increase of temperature at 90oC only for 3 days). The biggest colour difference is caused by high temperature and humidity which also caused the appearance of several additives of PVA on some of its colour layers. In the impact of ultraviolet irradiation, the binding medium played an important role, while the addition of titanium dioxide, and specially the addition of the mixture of the forms rutile/anatase, accelerated the procedure of photodegradation and influenced more the chromatic layers of acrylic ester copolymer.

Στην παρούσα εργασία μελετούνται τα υλικά σύγχρονων έργων τέχνης ζωγραφικής της πρώτης συλλογής με την οποία ξεκίνησε το Μακεδονικό Μουσείο Σύγχρονης Τέχνης, τα οποία έχουν ανάγκη από συντήρηση ώστε να διευκολυνθεί η μελλοντική αποκατάστασή τους και να επιτευχθούν οι καλύτερες συνθήκες έκθεσης και αποθήκευσής τους. Με την συνδυαστική χρήση των φασματοσκοπιών micro-Raman και micro-FTIR, επιτεύχθηκε ολοκληρωμένη μελέτη των σύγχρονων έργων ζωγραφικής. Με την φασματοσκοπία micro-Raman πραγματοποιήθηκε ο χαρακτηρισμός των χρωστικών και με την micro-FTIR η ταυτοποίηση όλων των υλικών αλλά ιδιαίτερα των συνδετικών μέσων και των πληρωτικών υλικών.Στην συνέχεια, διερευνάται η συμπεριφορά και η σταθερότητα συνθετικών χρωστικών εφαρμοσμένων σε δύο σύγχρονα συνδετικά μέσα, τον πολυ(οξικό βινυλεστέρα) και το συμπολυμερές ακρυλικού εστέρα στυρενίου. Στόχος είναι, η μελέτη των χρωματικών και μοριακών αλλοιώσεων και η σύγκριση της σταθερότητας τους. Οι χρωστικές που εξετάσθηκαν είναι: τα κίτρινα Hansa PY3 και PY74, οι κινακριδόνες PV19 και PR122, η Ναφθόλη AS PR112, το φθαλοκυανίκό πράσινο PG7 και μπλε PB15, η διοξαζίνη PV37, το καφέ του van Dyck PBk11, το μαύρο Ivory PBk9 και το διοξείδιο του τιτανίου PW6. Οι οργανικές χρωστικές εφαρμόστηκαν είτε μόνες τους είτε αναμιγμένες με την δομή ρουτίλιο ή με μίγμα των δομών ρουτιλίου / ανατάσης του διοξειδίου του τιτανίου. Οι πειραματικοί πίνακες που κατασκευάστηκαν υποβλήθηκαν σε δοκιμές τεχνητής γήρανσης. Οι επιπτώσεις στο χρώμα μελετώνται μέσω χρωματομετρικών μετρήσεων και στη μοριακή δομή μέσω της φασματοσκοπίας υπερύθρου. Τα πειράματα επιταχυνόμενης γήρανσης περιελάμβαναν έκθεση σε θερμό και υγρό περιβάλλον (90 οC, 60% RH) και έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία (350 nm, 30 οC και 50% RH, με μια απότομη αύξηση της θερμοκρασία στους 90 οC μόνο για 3 μέρες). Μεγαλύτερη χρωματική διαφορά διαμορφώνεται με την επίδραση του θερμού και υγρού περιβάλλοντος κατά την οποία στην επιφάνεια ορισμένων χρωματικών στρωμάτων του πολυ(οξικού βινυλεστέρα) κάνουν την εμφάνισή τους προσθετικά του ομοπολυμερούς. Στην επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας σημαντικό ρόλο έπαιξε το συνδετικό μέσο στο οποίο εφαρμόστηκαν οι χρωστικές, ενώ η προσθήκη διοξειδίου του τιτανίου και ιδιαίτερα το μίγμα των δομών ανατάσης-ρουτιλίου επιτάχυνε την διαδικασία φωτογήρανσης, η οποία είναι πιο έντονη στα χρωματικά στρώματα του συμπολυμερούς ακρυλικού εστέρα στυρενίου.