Η επίδραση του λινελαίου ως συνδετικού υλικού στο χάρτινο υπόστρωμα του αρχειακού υλικού, των βιβλίων και των έργων τέχνης: διάκριση σταδίων φθοράς

Abstract

The aim of this PhD thesis is to systematically investigate the effects of linseed oil, the most representative oil medium used in oil colours and traditional oil-based inks in typography and printmaking over the centuries, on the paper supports of archival material, books and works of art. The research focuses on the changes in optical, chemical and mechanical properties, and morphology that occur in the system paper-linseed oil upon ageing. The methodology of study includes artificial accelerated ageing of mock-ups, colorimetry (CIE Lab), spectrometric techniques (SEM-EDAX, FTIR, measurement of diffuse reflectance and opacity), peroxide value, tensile resistance testing, analysis of volatile organic compounds (VOC) with gas chromatography combined with mass spectroscopy (GC-MS), and statistical analysis of the results. The first chapters include literature review on the linseed oil formulations and paper types used for oil painting, printmaking and typography. Additionally, the damages recorded on the paper supports of works of art, books, and archival material due to oil binder absorption are presented, formulating hypotheses on the parameters that influence the extent and intensity of the alterations, based on empirical observations and bibliographic references. The following chapters discuss the research methodology, the techniques and methods applied to study the changes in the system paper-linseed oil upon ageing, and the subsequent outcomes. The results provided indications for the role of the different linseed oil formulations and paper types on the changes that occurred in the paper-linseed oil system. The comparative evaluation of the results contributes to the interpretation of the problems of damage associated with the absorption of linseed oil, as the binding medium in oil colours and inks, by the paper support of works of art, books and archival material. Furthermore, the results indicated stages of deterioration which were determined by the characteristic changes in the properties of the system paper-linseed oil, as well as the criteria for their specification.

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η συστηματική διερεύνηση της επίδρασης του λινελαίου, το οποίο θεωρείται ο πιο αντιπροσωπευτικός εκπρόσωπος των λιπαρών συνδετικών που έχει χρησιμοποιηθεί στα χρώματα ελαιογραφίας και στα παραδοσιακά μελάνια τυπογραφίας και χαρακτικής στο πέρασμα των αιώνων, στο χάρτινο υπόστρωμα του αρχειακού υλικού, των βιβλίων και των έργων τέχνης. Η έρευνα εστιάζει στις αλλαγές που προκύπτουν στις οπτικές, μορφολογικές, μηχανικές και χημικές ιδιότητες του συστήματος χαρτιού-λινελαίου κατά την εξέλιξη της γήρανσης. Η μεθοδολογία περιλαμβάνει την υποβολή δοκιμίων σε τεχνητή γήρανση, χρωματομετρία (CIE Lab), φασματοσκοπικές τεχνικές (SEM-EDAX, FTIR, μέτρηση διάχυτης ανάκλασης και αδιαφάνειας), μέτρηση του pH, του αριθμού των υπεροξειδίων και της εφελκυστικής αντοχής, ανάλυση των πτητικών οργανικών ενώσεων με αέρια χρωματογραφία – φασματομετρία μάζας (GC-MS) και θα ακολουθήσει στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων. Στα αρχικά κεφάλαια πραγματοποιείται επισκόπηση της ξενόγλωσσης και ελληνικής βιβλιογραφίας που πραγματεύεται τους τύπους λινελαίου και χαρτιού που έχουν χρησιμοποιηθεί στην ελαιογραφία, τη χαρακτική και την τυπογραφία. Ακόμα, παρουσιάζονται φθορές που έχουν καταγραφεί σε περιοχές του χάρτινου υποστρώματος, σε έργα τέχνης, βιβλία και τεκμήρια, που έχουν απορροφήσει το λιπαρό συνδετικό, ενώ διατυπώνονται υποθέσεις για τις παραμέτρους που επηρεάζουν την έκταση και την ένταση των αλλοιώσεων. Στα επόμενα κεφάλαια αναπτύσσεται η μεθοδολογία έρευνας, οι τεχνικές και οι μέθοδοι που εφαρμόστηκαν για τη μελέτη των αλλαγών που εξελίσσονται στο σύστημα χαρτί-λινέλαιο κατά την πρόοδο της τεχνητής γήρανσης και τα αποτελέσματά τους. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν παρείχαν ενδείξεις για το ρόλο των διάφορων τύπων λινελαίου και χαρτιού στην εξέλιξη των αλλαγών στο σύστημα χαρτί-λινέλαιο. Η αξιολόγηση και η συγκριτική μελέτη των αποτελεσμάτων συντελούν στην ερμηνεία προβλημάτων φθοράς, τα οποία σχετίζονται με την απορρόφηση του λινελαίου, ως συνδετικού υλικού σε ελαιοχρώματα και μελάνια, από τα χάρτινα υποστρώματα έργων τέχνης και τεκμηρίων. Ταυτόχρονα, υποδεικνύουν «στάδια γήρανσης» και τα κριτήρια για τον προσδιορισμό τους, τα οποία καθορίστηκαν από τις χαρακτηριστικές αλλαγές στις ιδιότητες του συστήματος χαρτί-λινέλαιο κατά την εξέλιξη της τεχνητής γήρανσης.

L'objectif de cette thèse de doctorat est d'examiner systématiquement les effets de l'huile de lin, le médium huileux le plus représentatif utilisé dans les couleurs à l'huile et les encres à base d'huile traditionnelles en typographie et en gravure au fil des siècles, sur les supports en papier des documents d'archives, des livres et des œuvres d'art. La recherche se concentre sur les changements des propriétés optiques, chimiques et mécaniques, ainsi que de la morphologie qui se produisent dans le système papier-huile de lin lors du vieillissement. La méthodologie de l'étude comprend le vieillissement artificiel accéléré des maquettes, la colorimétrie (CIE Lab), les techniques spectrométriques (SEM-EDAX, FTIR, mesure de la réflectance diffuse et de l'opacité), la valeur de peroxyde, les tests de résistance à la traction, l'analyse des composés organiques volatils (COV) par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS), et l'analyse statistique des résultats. Les premiers chapitres incluent une revue de la littérature sur les formulations à base d'huile de lin et les types de papier utilisés pour la peinture à l'huile, la gravure et la typographie. De plus, les dommages enregistrés sur les supports en papier des œuvres d'art, des livres et du matériel d'archives dus à l'absorption de liant à base d'huile sont présentés, en formulant des hypothèses sur les paramètres qui influencent l'étendue et l'intensité des altérations, basées sur des observations empiriques et des références bibliographiques. Les chapitres suivants discutent de la méthodologie de recherche, des techniques et des méthodes appliquées pour étudier les changements dans le système papier-huile de lin lors du vieillissement, et des résultats qui en découlent. Les résultats ont fourni des indications sur le rôle des différentes formulations d'huile de lin et des types de papier sur les changements survenus dans le système papier-huile de lin. L'évaluation comparative des résultats contribue à l'interprétation des problèmes de dommages associés à l'absorption de l'huile de lin, en tant que liant dans les couleurs à l'huile et les encres, par le support en papier des œuvres d'art, des livres et du matériel d'archives. En outre, les résultats ont indiqué des stades de détérioration déterminés par les changements caractéristiques dans les propriétés du système papier-huile de lin, ainsi que les critères pour leur spécification.