‘New strategies for diagnostics of conservation treatments’

De onderzoeksgroep die zich richtte op het verwijderen van vernis op schilderijen had zich verschillende taken als doel gesteld. Deze taken waren voortgekomen uit een survey onder restauratoren waarin werd onderzocht tegen welke vragen de restauratoren aan lopen tijdens vernisafname.

Ten eerste wilde zij technieken exploreren waarmee de morfologie van het verfoppervlak en de opbouw van verf- en vernislagen kan worden geanalyseerd om zo de effectiviteit van een behandeling te monitoren. Twee non-invasieve technieken die hiervoor onderzocht werden, zijn micro-profilometrie en Optische Coherentie Tomografie (OCT). Met micro-profilometrie kan een 3D beeld worden gegeneerd van het verf oppervlak. In een presentatie gegeven door Raffaella Fontana (Istituto Nazional di Ottica), werd getoond dat micro-profilometrie de reductie van een vernislaag op een casus-schilderij kon visualiseren door een opname vóór en na vernisafname te maken. De homogeniteit van vernisafname kon vervolgens worden geëvalueerd. Waar micro-profilometrie alleen informatie over het oppervlak geeft, kan met OCT de opbouw van (dieper gelegen) transparante of semi-transparante lagen in beeld worden gebracht. Het onderzoek van Fontana toonde aan dat OCT een nuttige techniek kan zijn wanneer er meerdere lagen vernis en overschilderingen aanwezig zijn. Als het gewenst is om niet alle lagen te verwijderen (of niet in één keer), biedt OCT de mogelijkheid om de verschillende aanwezige lagen te detecteren en het geleidelijk afnemen van één specifieke laag te monitoren. Een andere onderzochte techniek waarmee het geleidelijk afnemen van een vernislaag kan worden gecontroleerd, is Laser geïnduceerde fluorescentie (LIF).  De techniek werd besproken in een presentatie door Paraskevi Pouli (Foundation for Research and Technologie – Hellas). In het onderzoek werd LIF specifiek gebruikt in combinatie met Laser geïnduceerde afbraak spectroscopie (LIBS), een techniek waarbij een vernis met behulp van een laser kan worden verwijderd. De presentatie ging niet diep in op het toepassen van LIBS, maar op het gebruik van LIF om de vernisafname te monitoren. Hoewel het verwijderen van de laag niet in beeld wordt gebracht zoals bij OCT, kan met LIF kwantitatief worden gemeten hoeveel vernis is verwijderd na de behandeling.

Een tweede belangrijk doel was het onderzoeken van technieken waarmee de chemische samenstelling van de aanwezige lagen kan worden geanalyseerd, zodat de (al dan niet) te verwijden lagen kunnen worden gekarakteriseerd/gedistingeerd en eventuele residuen kunnen worden gedetecteerd. In een presentatie gegeven door Magdalena Iwanicka (Uniwersytet Mikołaja Kopernika Toruń) werd het gebruik van OCT opnieuw besproken, dit keer in combinatie met Reflectie Fourier-getransformeerde-Infrarood (FTIR) Spectroscopie, waarmee de chemische samenstelling van een (vernis)laag aan het oppervlak non-invasief kan worden onderzocht. De twee technieken werden toegepast op een casus-schilderij met een damarvernis en daar overheen een acrylvernis. Door een stapsgewijze uitvoering (eerst OCT, dan FTIR, daarna de vernisafname, vervolgens weer OCT en FTIR) kon het geleidelijk afnemen van het acrylvernis tot aan het damarvernis worden gevolgd. De meerwaarde van reflectie FTIR analyse in dit geval was met name de mogelijkheid om acrylresiduen te detecteren die niet met OCT te zien waren. Ook in een presentatie gegeven door Laura Cartechini (Instituto di Scienze e Tecnologie Molecolari) werd een onderzoek gepresenteerd waarin aangetoond werd dat reflectie FTIR geschikt is om op een non-invasieve wijze de aanwezigheid van residuen te detecteren. In dit geval ging het niet om de residuen van een verwijderd vernis, maar de residuen van niet-vluchtige componenten afkomstig uit schoonmaak materialen, zoals surfactants, gelling agents en chelators.

De derde taak van de onderzoeksgroep was gericht op vraagstukken omtrent het zwellen van verflagen als gevolg van het gebruik van oplosmiddelen om vernis te verwijderen. Hiervoor werden technieken onderzocht waarmee de penetratie en retentie van oplosmiddelen in de verflaag kan worden geanalyseerd. Markus Kueppers (Rheinisch Westfealische Technische Hochschule Aachen) presenteerde een onderzoek naar de Nucleair-Magnetische Resonantie-Mobiele Universele Oppervlakte Verkenner (de NMR-Mouse), waarmee op non-invasieve wijze de distributie en de retentietijd van een oplosmiddel in de verf kan worden gemeten. De NMR-Mouse bleek daarnaast geschikt om de elasticiteit van de verf tijdens de aanwezigheid van het oplosmiddel in kaart te brengen, wat direct te relateren is aan het zwellen van de verf. De onderzoekers concludeerde dat de NMR-Mouse zodoende kan helpen bij het bepalen van de hoeveelheid en de concentratie van het oplosmiddel, op basis van de mate van zwelling van de verf. In het geval er kwantitatief onderzoek gewenst is naar de specifieke hoeveelheid oplosmiddel dat achterblijft in de verf nadat het vernis is verwijderd, kan vaste fase micro-extractie een uitkomst bieden. Silvia Prati (Alma Mater Studiorum Università di Bologna) presenteerde het onderzoek naar deze techniek, waarbij monsters worden genomen van de verf op specifieke tijden nadat deze is blootgesteld aan een het oplosmiddel. De analyse werd uitgevoerd voor verschillende soorten blootstellingen (vrije oplosmiddelen en oplosmiddel in gel vorm) waardoor een vergelijking kon worden gemaakt of de verschillende soorten blootstelling resulteren in een verschil in retentietijd van het oplosmiddel. De meerwaarde van deze methode is dat het kwantitatieve resultaten geeft maar het vereist daarentegen wel het nemen van verfmonsters.

De algemene conclusie van de onderzoeken was in feite een bevestiging dat de onderzochte technieken inderdaad geschikt zijn om het verwijderen van vernis te monitoren, controleren of evalueren. De mogelijkheden van de technieken werden in dit opzicht goed belicht tijdens het congres. De technieken hebben daarentegen ook beperkingen, die zo nu en dan naar voren kwamen tijdens de presentaties en discussies naderhand. Zo werd duidelijk dat met OCT hele dunne (vernis)lagen niet of niet goed – afhankelijk van het type instrument – kan detecteren. Als er geen laag te zien is met OCT, betekent dit dus niet altijd dat er geen is. Een terugkerend punt van reflectie FTIR was het probleem van overlappende signalen. Zo kunnen de signalen van bepaalde aardepigmenten overlappen met signalen van schoonmaakresiduen, waardoor deze niet kunnen worden gedetecteerd op dit soort verflagen. Damar en olie geven ook overlappende IR signalen, waardoor een damarvernis moeilijker is te detecteren op een olieverflaag. Wat minder duidelijk werd, maar waar wel vragen over waren vanuit het publiek, was of de technieken gemakkelijk zijn toe te passen in de praktijk, met name wanneer de combinatie van twee technieken, zoals OCT en reflectie FTIR, aangeraden werd. Dit lijkt dan ook een punt wat nog verder onderzocht en verfijnd moet worden (bijvoorbeeld of het stapsgewijs toepassen van OCT en FTIR geautomatiseerd kan worden). Al met al lijken de technieken (vooralsnog) niet geschikt te zijn voor ‘dagelijks’ gebruik in restauratieateliers maar kunnen ze een uitkomst bieden wanneer er specifieke vragen of zorgen zijn over het (zeer geleidelijk) afnemen van vernislagen en het monitoren hiervan.