Συντήρηση επιζωγραφισμένης μεταλλικής πινακίδας

Μαραζιώτη, Βαρβάρα

Conservation of painted metal sign

Πτυχιακή εργασία

Author

Μαραζιώτη, Βαρβάρα

Date

2022-10

Advisor

ARGYROPOULOS, VASILIKE

Marazioti_18676093.pdf (9.534Mb)

Keywords

Steel ; Aluminium alloy ; Painted ; Cleaning ; Gels

Abstract

Η παρούσα εργασία αφορά στη μελέτη των υλικών κατασκευής και στις επεμβάσεις συντήρησης μίας μεταλλικής πινακίδας κατασκευασμένης από χάλυβα, στην επιφάνεια της οποίας εδράζονται τρία ένθετα επιζωγραφισμένα διακοσμητικά στοιχεία από κράμα αλουμινίου. Βάσει της μακροσκοπικής παρατήρησης διαπιστώθηκε πως, η σιδηρούχα βάση καλύπτεται από ένα στρώμα προετοιμασίας λευκού-κιτρινωπού-γκριζωπού χρώματος, ενώ στα περιθώρια της, όπως και στα σημεία που καλύπτονταν από τα ένθετα διακοσμητικά στοιχεία, παρατηρήθηκε η ύπαρξη ενός ημιδιαφανούς, στιλπνού, κιτρινωπού υλικού επικάλυψης με μικρό πάχος. Επιπρόσθετα, διαπιστώθηκε η ύπαρξη ενός ακόμα χρωματικού στρώματος γκρι χρώματος στον κατακόρυφο άξονα που σε ορισμένα σημεία καλύπτεται από το κιτρινωπό υλικό επικάλυψης. Για τον προσδιορισμό των υλικών διεξήχθησαν εργαστηριακές αναλύσεις με Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης Ενεργειακής Διασποράς Ακτίνων Χ (SEM/EDS), φορητή Φθορισμομετρία Ακτίνων-Χ (pXRF) και Φασματοσκοπία Υπερύθρου Μετασχηματισμού Fourier με Αποσβένουσα Ολική Ανάκλαση (ATR-FTIR). Για τον προσδιορισμό της επιφανειακής κατεργασίας του αλουμινίου διεξήχθησαν μετρήσεις του πάχους του οξειδίου του αλουμινίου. Ο χρωματικός διάκοσμος των διακοσμητικών στοιχείων όπως και τα στρώματα του σιδηρούχου πεδίου αποτελούνται από αλκυδική ρητίνη (συνδετικό μέσο), χρωστικές και διάφορα υλικά πλήρωσης, ανάμεσά τους το λευκό του τιτανίου (TiO2), το ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3), το θειούχο ασβέστιο (CaSO4), το ένυδρο πυριτικό αργίλιο-καολίνης (Al2Si2O5(OH)4) και ενδεχομένως το ένυδρο πυριτικό μαγνήσιο-ταλκης (Mg3Si4O10(OH)2) και το θειούχο βάριο (BaSO4). Επιπλέον, από τις αναλύσεις ATR-FTIR διαπιστώθηκε η ύπαρξη οξαλικών αλάτων και άλλων διαβρωτικών παραγόντων. Η ζωγραφική επιφάνεια σώζεται σε κακή κατάσταση εξαιτίας της διάβρωσης των υποκείμενων μεταλλικών υποστηριγμάτων: 1) ανάπτυξη των προϊόντων οξείδωσης σιδήρου πάνω από τα χρωματικά στρώματα (και στις δύο όψεις) και 2) ανάπτυξη των προϊόντων διάβρωσης του αλουμινίου στη διεπιφάνεια μεταξύ του μεταλλικού υποστρώματος και του χρωματικού στρώματος, με αποτέλεσμα το κρακελάρισμα, την αποκόλληση και των απώλεια των χρωματικών στρωμάτων. Δεδομένου ότι η βιβλιογραφία για τη συντήρηση επιζωγραφισμένων μετάλλων και δη του αλουμινίου είναι εξαιρετικά μικρή και στοχεύει κατά βάση στην αποκατάσταση των χρωματικών στρωμάτων (αφαίρεση των υπαρχόντων χρωματικών στρωμάτων, καθαρισμός μετάλλων και εφαρμογή νέου χρωματικού στρώματος) πραγματοποιήθηκε, για εκπαιδευτικούς σκοπούς, πληθώρα δοκιμών καθαρισμού με διάφορα υλικά και μεθόδους. Ιδιαίτερα αξιοποιήθηκαν οι γέλες άγαρ-άγαρ και AgarArt με TAC που είχαν ως αποτέλεσμα τη διείσδυσή τους στη μικροδομή των χρωματικών στρωμάτων. Οι δράσεις που πραγματοποιήθηκαν έχουν ως στόχο τη διάχυση της πολύτιμης γνώσης που αποκομήθηκε και την αποφυγή ίδιων σφαλμάτων στο μέλλον.

Abstract

The current thesis concerns the investigation of the materials of and the conservation treatments a metal sign made of steel embellished with three inset painted decorative elements made of aluminum alloy. The iron sign is covered with a white-yellowish-gray preparation layer, while at its margins, as well as at the areas covered by the inset decorative elements, it was found another translucent, glossy, yellowish coating. In addition, there is another gray color layer on the vertical axis, partially covered by the yellowish coating. To determine the characterisation of the materials, a multi-analytical approach was developed using Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM/EDS), portable X-ray Florescence (pXRF), and Attenuating Total Reflection Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR). Aluminum oxide thickness measurements were carried out to determine the surface treatment method. Based on the analyses, the binding medium of the paint layers of both ferrous sign and aluminum alloy elements, is based on alkyd resin, while a wide variety of inorganic components were detected among them: titanium white (TiO2), calcium carbonate (CaCO3), calcium sulphide (CaSO4) , hydrated aluminum silicate (Al2Si2O5(OH)4), and possibly hydrated magnesium talc silicate (Mg3Si4O10(OH)2) and barium sulfide (BaSO4). In addition, the ATR-analyses revealed the presence of metal salts. The painted surfaces are in poor condition due to corrosion of the underlying metal supports: 1) growth of iron oxidation products over the protective paint layer (in both sides) and 2) development of aluminum corrosion products at the interface between the metal substrate and the paint layer, resulting in cracking, delamination, detachment, and loss of the paint layers. Since the literature on the conservation of painted metals, and aluminium in particular, is extremely sparse and mainly aimed at the restoration of the paint layers (e.g. removal of the paints, metal cleaning and repainting), a large number of cleaning attempts using different materials and methods was performed for educational purposes. The agar-agar and AgarArt gels with TAC, which led to penetration into the microstructure of the paint layers, were particularly used. The cleaning tests aimed at spreading the valuable knowledge gained to the academic community to minimize the risk of error in the future.