Ανάπτυξη νέας, πράσινης μεθόδου καθαρισμού των ρητινωδών επιστρώσεων βυζαντινών εικόνων: συστηματική μελέτη και χρήση της πολυμερικής διασποράς πολύ-βινυλικής αλκοόλης βόρακα (PVA-b)

Abstract

The stage of chemical cleaning of the oxidized varnish is very important in the conservation of paintings and the degree of its success determines not only the aesthetic presentation of the painting but also the good condition of the painting layers in the future.This PhD thesis presents the deterioration factors and the aging mechanism of the natural resins used as varnishes of the Byzantine icons.Prior to conservation treatment, it is necessary to determine the pathology of the icons and to identify the components of their layers, a process which contributes to the development of the conservation methodology. The stratification of the icons, which are the case studies of this PhD research, was in-vestigated and their materials were identified.In the context of preservation, for the safety of organic pigments during the varnish cleaning, it is nec-essary to calculate the solubility parameters first. For this purpose the solubility of organic pigments was studied experimentally and Partial Solvation Parameters (PSP) were calculated.In order to propose an effective varnish cleaning method, the use of PVA-b, pure, without solvent load-ing, was studied, in a temperature range of 20-60oC. The system water was used as a solvent. Its appli-cation was studied in fresh and aged specimens as well as in icons case studies. This application of PVA-b was then evaluated. The research focused on the safe and effective removal of the varnish, the cleaning control and its monitoring in real time, the pigment removal as well as the PVA-b residue.The application areas of PVA-b were characterized at the various stages of the treatment and measure-ments of acidity, hydrophobicity and roughness were carried out.A one-step cleaning method was developed in which PVA-b is applied and then removed by simple peel-off. A two-step cleaning method was developed in which PVA-b is applied and then removed by simple peel-off and, furthermore, a cotton swab is used to remove swollen varnish and any residue.Other uses of PVA-b have also been proposed as a sampler of varnish and as a sample plate. The mechanism of action of PVA-b cleaning was also proposed.In conclusion, it is reported that the cleaning of oxidized varnishes with PVA-b is a simple, innovative, green cleaning method, easy to apply, friendly to the environment and to the conservator.

Στη συντήρηση έργων ζωγραφικής, το στάδιο του χημικού καθαρισμού του οξειδωμένου βερνικιού είναι πολύ σημαντικό και από τον βαθμό της επιτυχίας του κρίνεται όχι μόνο η αισθητική παρουσίαση του έργου, αλλά και η καλή κατάσταση διατήρησης της ζωγραφικής στο μέλλον. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζονται αρχικά οι παράγοντες φθοράς και ο μηχανισμός γήρανσης των φυσικών ρητινών που έχουν χρησιμοποιηθεί ως βερνίκια των Βυζαντινών εικόνων. Πριν από τις επεμβάσεις συντήρησης, απαιτείται ο προσδιορισμός της παθολογίας των εικόνων και η ταυτοποίηση των συστατικών των στρωμάτων τους, κάτι που συμβάλλει στην κατάρτιση της μεθοδολογίας συντήρησης. Ερευνήθηκε η διαστρωμάτωση των εικόνων, που αποτελούν αντικείμενα μελέτης της διατριβής και έγινε ταυτοποίηση των υλικών τους.Στο πλαίσιο της προληπτικής συντήρησης, για την ασφάλεια των οργανικών χρωστικών κατά τον καθαρισμό του βερνικιού, απαιτείται να γίνεται πρώτα υπολογισμός των παραμέτρων διαλυτότητας. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκε πειραματικά η διαλυτότητα οργανικών χρωστικών και έγιναν υπολογισμοί των Μερικών Παραμέτρων Διαλυτότητας (Partial Solvation Parameters - PSP).Προκειμένου να προταθεί αποτελεσματική μέθοδος καθαρισμού του βερνικιού μελετήθηκε η χρήση του PVA-b, αυτούσιου, χωρίς τη φόρτωσή του με διαλύτες, σε εύρος θερμοκρασιών από 20-60oC. Αξιοποιήθηκε το νερό του συστήματος ως διαλύτης. Η εφαρμογή του μελετήθηκε σε φρέσκα και γηρασμένα δοκίμια καθώς και σε εικόνες. Στη συνέχεια, αυτή η εφαρμογή αξιολογήθηκε. Η έρευνα εστίασε στην ασφαλή και αποτελεσματική αφαίρεση του βερνικιού, στον έλεγχο του καθαρισμού και στην παρακολούθησή του σε πραγματικό χρόνο, στην αφαίρεση χρωστικής καθώς και στο υπόλειμμα του PVA-b. Έγινε χαρακτηρισμός των επιφανειών εφαρμογής του PVA-b στα διάφορα στάδια της κατεργασίας και μελετήθηκαν η οξύτητα, η υδροφοβικότητα και η τραχύτητα.Αναπτύχθηκε μέθοδος καθαρισμού ενός βήματος κατά την οποία το PVA-b εφαρμόζεται και στη συνέχεια αφαιρείται με απλό τράβηγμα με λαβίδα (peel off) και δυο βημάτων κατά τη οποία ακολουθείται η διαδικασία που προαναφέρθηκε και επιπλέον χρησιμοποιείται μπατονέτα βαμβακιού για την αφαίρεση διογκωμένου βερνικιού και τυχόν υπολείμματος. Επίσης, προτάθηκαν άλλες χρήσεις του PVA-b ως δειγματολήπτης βερνικιού και ως δειγματοφορέας. Προτάθηκε επίσης ο μηχανισμός δράσης του καθαρισμού με PVA-b.Συμπερασματικά, αναφέρεται ότι ο καθαρισμός οξειδωμένων βερνικιών με PVA-b είναι μια απλή, καινοτόμα, πράσινη μέθοδος καθαρισμού, εύκολη στην εφαρμογή της, φιλική στο περιβάλλον και στον συντηρητή.