Come già detto i campioni finali sono: i materiali lapidei sono di tre materiali differenti, pietra d’Istria, Biancone e pietra serena (campioni quadrati di circa 5cm di lato e spessore di circa 1cm), e tre campioni di intonaco (circa della stessa misura dei precedenti campioni) con pitture murali (descritte precedentemente). Anche i campioni metallici sono di tre diversi tipi: Q-pannel di acciaio, ottone (Cu/Zn 70/30) e bronzo (Cu/Sn 90/10). Di seguito vengono riportate le foto dei campioni vergini.
d e f
g h i
Fig.126: campioni finali vergini: (a) pietra d’Istria, (b) biancone, (c) pietra serena, (d), (e), (f) intonaci dipinti, (g) Q-panel, (h) ottone ed (i) bronzo.
Il doppio strato protettivo, Elvacite2016 e sol-gel ibrido organico-inorganico GTEt_HD30%, è stato applicato a pennello. Gli spessori indicativi dei due strati sono:
Strato Spessore
E2016 3252nm
GTEt2_HD30% 1990nm
Tab.74: spessori degli strati di protettivo applicati a pennello su silicio.
Di seguito vengono riportate le foto dei campioni trattati.
Fig.127: campioni finali dopo l’applicazione del doppio strato protettivo.
Su pietra d’Istria e Biancone la deposizione è stata fatta anche sul retro dei campioni.
Su questi campioni sono state fatte analisi prima e dopo la stesura del film. Queste analisi preliminari sono colorimetria, micro-water drop absorption e angolo di contatto.
Colorimetria
L’analisi colorimetrica è stata effettuata sui campioni vergini e dopo l’applicazione del trattamento protettivo. Nelle tabelle seguenti vengono riportati tutti i relativi valori.
Campioni vergini
Substrato L* a* b*
Pietra d’Istria 73,94 0,69 11,12
Pietra d’Istria retro 80,26 0,51 5,54
Biancone 86,31 0,24 8,87
Biancone retro 88,67 0,13 4,99
Pietra serena 62,68 -0,47 4,65
Pittura murale blu 42,15 13,88 -52,91 Pittura murale rossa 44,14 25,11 24,64 Pittura murale bruna 37,84 6,06 13,97
Alluminio 55,34 -0,33 -0,07
Ottone 68,53 0,33 33,96
Bronzo 67,43 5,95 18,55
Tab.75: coordinate colorimetriche dei campioni tal quali.
Deviazioni standard: L*= ±0,17; a*= ±0,08; b*= ±0,15.
Campioni con film protettivo
Substrato L* a* b*
Pietra d’Istria 74,02 0,71 11,88
Pietra d’Istria retro 75,55 0,63 9,66
Biancone 84,05 0,09 11,37
Biancone retro 86,30 0,12 8,27
Pietra serena 55,18 -0,19 7,38
Pittura murale blu 38,08 15,88 -49,46 Pittura murale rossa 40,10 24,91 22,27 Pittura murale bruna 35,77 6,01 13,78
Alluminio 55,31 -0,06 -0,38
Ottone 67,99 -0,4 30,44
Bronzo 64,55 5,89 16,79
Tab.76: coordinate colorimetriche dei campioni con protettivo.
Deviazioni standard: L*= ±0,16; a*= ±0,07; b*= ±0,12.
Come si può vedere dai dati riportati nelle tabelle, per quanto riguarda il valore L* prima e dopo la stesura del protettivo i dati non sono molto diversi. In particolare nel caso di pietra d’Istria, Q-panel ed ottone i valori prima e dopo coincidono. Per gli altri substrati i valori tendono a diminuire dopo l’applicazione del film. La variazione più alta si ha sulla pietra serena (variazione L*= 7,5), dove anche ad occhio nudo si nota che la tonalità della pietra si scurisce. Lo stesso, ma in modo meno evidente (variazione di L* attorno a 4) accade per le pitture blu e rossa.
“a*” è la coordinata colorimetrica che va dal verde al rosso. I valori di questa coordinata restano pressoché invariati in tutti i campioni fatta eccezione per la pittura blu (dove il valore sale leggermente) e l’ottone (dove si nota un leggerissimo calo del valore), ma anche in questi due campioni la variazione è così leggera da potersi considerare non rilevante.
“b*” è la coordinata colorimetrica che va dal blu al giallo. I valori di questa coordinata restano pressoché invariati solo su pietra d’Istria e sulle pitture rossa e bruna. Per quanto riguarda gli altri campioni, comunque, le variazioni sono molto leggere. Il valore che subisce la maggior variazione è quello relativo al retro del campione di pietra d’Istria il quale con la deposizione del film cresce di 4,12, mentre la pittura blu cresce di 3,45.
Si può perciò affermare che la deposizione del film protettivo su materiali lapidei e metallici provoca un’alterazione dei fattori estetici del materiale stesso, ma tale variazione complessivamente non è molto accentuata. Fanno eccezione pietra serena e l’intonaco con la pittura blu, campioni per i quali la variazione è abbastanza importante già ad occhio nudo. Infatti il valore che accumula il maggior scarto fra le due misure è la luminosità della pietra serena, seguito dal valore della luminosità della pittura blu. Entrambi i campioni dopo trattamento hanno una tonalità evidentemente più scura.
Water drop absorption
La misura del tempo di assorbimento di una goccia d’acqua è stata effettuata sui campioni vergini e sui campioni trattati. L’analisi non è stata effettuata sui materiali metallici. Nella seguente tabella vengono riportati i valori ottenuti.
Tempo (min) Substrato Non trattati Trattati
Pietra d’Istria 58:06 51:44 Pietra d’Istria retro 39:15 52:54
Biancone 30:57 56:09
Biancone retro 18:32 53:39
Pietra serena 0:34 52:29
Pittura murale blu 1:29:12 47:40 Pittura murale rossa 1:23:52 49:43 Pittura murale bruna 0:10 52:47
Tab.77: tempi di assorbimento dei campioni tal quali e dopo l’applicazione del protettivo.
Deviazioni standard: campioni non trattati = ±2sec; campioni trattati = ±1sec
Si nota subito una grande differenza per quanto riguarda i valori ottenuti dai campioni non trattati, che vanno da un valore minimo dell’affresco ai valori massimi delle due pitture a tempera, passando attraverso le altre pietre a porosità crescente. Le differenze fra fronte e retro della stessa pietra sono dovute al fatto che il fronte ha la superficie levigata, mentre il retro no.
Dopo l’applicazione del protettivo, invece, i valori risultano tutti molto simili. Si sono concentrati tutti a valori di poco inferiori all’ora.
Angolo di contatto
Angolo di contatto (gradi) Substrato Non trattati Trattati
Pietra d’Istria 96,57 87,26
Pietra d’Istria retro 83,94 87,80
Biancone 50,78 86,40
Biancone retro 26,17 84,53
Pietra serena 0,00 78,98
Pittura murale blu 105,46 83,40 Pittura murale rossa 104,48 82,39 Pittura murale bruna 20,07 81,30
Alluminio 82,49 88,34
Ottone 94,24 88,01
Bronzo 101,79 92,80
Tab.78: angoli di contatto su campioni tal quali e dopo trattamento protettivo.
Deviazione standard: per campioni non trattati = ± 0,49°; per campioni trattati = ± 0,49°.
Come nel caso della water drop absorption, i valori misurati sui campioni vergini sono molto diversi fra loro e seguono lo stesso ordine della prova di assorbimento della goccia. Infatti entrambe le analisi sono legate al livello di idrofobicità dello strato. L’angolo di contatto è stato misurato anche sui materiali metallici, i quali hanno valori che si aggirano attorno al limite fra sostanza idrofobica e non idrofobica.
Una volta depositato il doppio strato protettivo, anche qui in analogia con il water drop test, i valori si stabilizzano, per tutti i materiali ad un valore di poco inferiore alla soglia dei 90°.
Il film sintetizzato, quindi, è da considerarsi debolmente idrorepellente, visto che si trova al confine riconosciuto fra idrofobicità e idrofilicità.
5.3.1 Trattamento con plasma atmosferico
Dopo più di una settimana di riposo a temperatura ambiente, i campioni hanno subito il trattamento di rimozione al plasma atmosferico. Il plasma utilizzato è stato solo il plasma Tigres portatile, pensando ad un futuro utilizzo nel mondo del restauro. La superficie dei campioni è stata suddivisa graficamente in aree quadrate di lato di circa 1,5cm.