Lezione 8
Pigmenti pittorici
Tecniche di studio e classificazione
LUCE E COLORE
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LUCE E COLORE
SORGENTI PRIMARIE DI LUCE
(EMISSIONE)
SORGENTI SECONDARIE
DI LUCE (RIFLESSIONE)
D65
E
A
E
400
500
600
Luce Diurna
700
400
500
E
600
700
Incandescente
F2
400
500
600
700
Fluorescente
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Temperatura e colore nelle lampade a incandescenza
Il Metamerismo consiste nella possibilità
di ottenere la stessa sensazione di colore
in presenza di luce con distribuzione
spettrale diversa.
Lo stesso materiale appare di
colori diversi quando
illuminato con luci di diversa
composizione spettrale
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1.
SUPPORTO
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TAVOLA
Il problema delle tavole risiede inizialmente
nella lavorazione del legno e nell’assemblaggio
dei diversi elementi che costituiscono la tavola.
I prodotti adesivi, in passato, erano colla
animale – che si applicava a caldo – o la
caseina (derivata dal latte) – che si applicava a
freddo.
Inoltre esistevano giunzioni meccaniche lignee
o metalliche tra le assi che formavano le tavole.
Per dare maggiore stabilità alla tavola essa
poteva essere ricoperta con una tela, con la
funzione anche di attenuare gli effetti
dell’umidità sulle diverse tavole.
PREPARAZIONI E IMPRIMITURA
La preparazione serve a separare lo strato pittorico (c.100 micron) dal
supporto, che può avere irregolarità di quest’ordine di grandezza. Inoltre ha
la funzione di ridurre l’assorbimento del pigmento da parte del fondo.
La preparazione tipica è composta da gesso (solfato di calcio bi-idrato
CaSO4-2H2O) o bianco di S. Giovanni (carbonato di calcio CaCO3).
Con la pittura ad olio l’imprimitura diventa meno importante, poiché l’olio
viene meno assorbito dal gesso.
Il passaggio all’uso della tela rende meno importanti sia la preparazione
che l’imprimitura.
5
2.
TECNICHE DI STESURA
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7
TECNICA DELL’AFFRESCO
• Molto diffusa nel medioevo e presumibilmente anche in
età romana.
• La calce stesa con i pigmenti riesce a fissarli stabilmente
su una superficie muraria.
• Nel tempo la calce subisce un processo di
carbonatazione in presenza di anidride carbonica
atmosferica:
Ca(OH)2+CO2 ---> CaCO3+H2O
• La cristallizzazione del carbonato di calcio crea una
tessitura microcristallina solida e duratura
• Il pigmento viene sciolto in acqua e penetra per diffusine
nell’impasto dell’intonaco contenente l’idrossido di
calcio.
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TECNICHE DI STESURA DEI
PIGMENTI
Tecnica
legante
Affresco
Ca(OH)2
Encausto
Ca(OH)2 +cera
Tempera
Proteico (uovo/caseina)
Acquerello
polisaccaride
Olio
Olio siccativo (lino, papavero,
noce)
3.
I LEGANTI
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PITTURA A TEMPERA
E PITTURA AD OLIO
• La pittura a tempera, in uso soprattutto in epoca prerinascimentale in Italia, usa l’acqua come solvente di una
miscela pigmento-tuorlo d’uovo. La rapida evaporazione
dell’acqua consente di fare più strati e modificare il
colore con la tecnica della velatura.
• La pittura ad olio è caratterizzata dall’uso di olii siccativi
(lino, papavero, noce…) come medium e, a causa di
tempi di essiccamento più lenti rispetto alla tempera,
comporta una diversa tecnica di stesura del colore.
Introdotto nel XV secolo, appare già in precedenza in
emulsioni con uovo.
LACCA
• Coloranti organici, contrariamente ai
pigmenti minerali (che mescolati con i
leganti danno luogo a una pasta più o
meno densa), necessitano di un substrato
di supporto che forma una sostanza detta
lacca, molto più trasparente dei pigmenti
minerali.
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ACRILICO
Dalla fine della seconda guerra mondiale vengono introdotti nuovi
materiali che sostituiscono quelle più tradizionali, ormai troppo
costosi e per differenziare la tecnica pittorica da quella passata. Tra
le diverse soluzioni gli acrilici, introdotti nel 1927 hanno avuto una
grande fortuna. Si tratta di una soluzione di resine in solvente non
acquoso emulsionati in acqua.
• Si dividono in Acrilati e meta-Acrilati, sono polimeri
particolarmente trasparenti nell’intervallo 360-1000
nm.
• Usati per restauro (paraloid) come protettivo,
adesivo, consolidante, vernice e anche legante.
Difficilmente reversibile (ossia scioglibile una volta
superata la temperatura di transizione verso la fase
vetrosa – intorno ai 40 °C).
4.
PIGMENTI E COLORANTI
11
PIGMENTI E COLORANTI
• Pigmenti: polveri fini ottenute, in generale, da minerali
colorati non solubili;
• Coloranti: in generale derivati da molecole organiche,
solubili in qualche solvente e quindi utilizzabili per
colorare altri materiali. Conseguenza della solubilità è
che le due sostanze si legano a livello microscopico.
Centri del colore
COLORANTI ORGANICI
Tra i minerali colorati si distinguono gli:
• Idiocromatici – sempre dello stesso colore per la presenza costante di elementi
cromofori
• Allocromatici – dovrebbero essere trasparenti ma assumono colore per la presenza
di impurezze cromofore o difetti strutturali del reticolo cristallino
Elemento CROMOFORO : STRUTTURA BASE PRESENTE IN UNA
MOLECOLA DI COLORANTE O IN UN PIGMENTO ORGANICO
•ANTOCIANINE (naturali
ROSSO/BLU/VIOLA)
•FTALOCIANINE (sintetici BLU E VERDI)
•ANTRAQUINONI (GIALLI, ARANCIONI)
•QUINACRIDONI (ROSSI, VIOLA)
FTALOCIANINE:
LA λ DI
ASSORBIMENTO
AUMENTA CON
IL NUMERO DI
DOPPI LEGAMI
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I PRIMI PIGMENTI
I primi pigmenti storicamente accertati sono
• il bianco del gesso,
• il rosso e il giallo delle ocre (terre contenenti
ossidi di fero)
• il nero di minerali con ossido di manganese o
residui di combustione del legno.
• Verdi, blu e porpora (stabili) sono introdotti
successivamente.
PIGMENTI ARTIFICIALI
• Nascono parallelamente all’invenzione della scrittura.
Uno dei primi è il blu egizio (3000 a.C.)
• in seguito il Vermiglione (in uso già in età romana)
• gialli e rossi a base di Piombo, così come il pigmento
bianco (carbonato basico di piombo) sono noti sin
dall’antichità.
• Terre/ocre, colori dal giallo al bruno al rosso, oltre alla
terra verde sono pigmenti disponibili sin dall’antichità e
caratterizzano la tavolozza dei pittori europei attorno a
cavallo del Rinascimento
• Innovazione di questo periodo è il Blu di smalto.
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PIGMENTI MODERNI
Possono essere considerati moderni i pigmenti sintetici prodotti dall’inizio
dell’età industriale:
• Blu di Prussia (1704) è il primo la cui invenzione viene descritta in modo
scientifico.
• Arseniato di Rame (fine XVIII sec.)
• Bianco di Zinco (1782)
• Verde di Cobalto (1780)
• Blu di Cobalto (1802)
• Una classe di colori particolarmente importante nasce dopo la scoperta del
Cromo, un metallo i cui ossidi formano nuovi pigmenti: giallo di Cromo,
verde di Cromo ecc.
• Nel Novecento questi prodotti industriali sostituiscono i prodotti classici: si
ottiene un Blu Oltremare artificiale che sostituisce il lapislazzuli e un rosso
di Cadmio che sostituisce il Vermiglione (Cinabro)
• Infine attorno al 1920 si ha l’introduzione del Bianco di Titanio.
L’introduzione in ambito artistico segue all’inizio dopo molti anni, e poi sempre
in tempi più ravvicinati, il loro brevetto.
I PIGMENTI INORGANICI
sono composti, naturali minerali o di sintesi,
contenenti uno o più atomi caratteristici di
metallo (M).
Ossidi, carbonati (MCO3), solfati (MSO4),
solfuri (HgS), cromati (MCrO4), silicati
(lapislazuli)
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5.
FENOMENI DI DEGRADO
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PROPRIETA’ CHIMICHE DEI
PIGMENTI
• I pigmenti inorganici hanno origine per lo più minerale e
sono in generale ossidi, solfuri e solfati di metalli.
• Un pigmento è insolubile nel medium pittorico e nella
maggior parte dei solventi, cosa che li rende molto
stabili.
• Pigmenti organici sono invece sensibili all’azione della
luce e tendono a scolorire.
• L’ossidazione dei pigmenti porta al loro imbrunimento. SI
hanno inoltre reazioni selettive, spesso associate a
inquinanti atmosferici e all’umidità, che trasformano un
minerale in uno diverso. È l’esempio dell’azzurrite, che si
trasforma in sali idrati di rame, di colore verde.
• La funzione del medium pittorico è quella di proteggere il
pigmento dagli eventi esterni.
INVECCHIAMENTO E DEGRADAMENTO DEI
LEGANTI PROTEICI (COLLE ANIMALI,
CASEINA, UOVO)
In generale questi leganti sono sensibili all’ossidazione che forma
radicali in grado di spezzare le catene delle proteine.
• Foto-ossidazione, dovuta a radiazione UV e visibile
• Processi di autoossidazione dei lipidi
• Interazione con lipidi ossidanti, porta a fenomeni di imbrunimento
delle tempere
• Interazione con polisaccaridi (carboidrati, zuccheri ecc.) presenti in
additivi zuccherini
• Effetto di acidi e basi, in particolare in presenza di umidità si ha
idrolisi di legami peptidici e abbassamento del peso molecolare,
perdita di coesione strutturale dello strato pittorico
• Interazione con i pigmenti: metalli presenti nei pigmenti possono
catalizzare processi di degrado
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5.
TECNICHE DI ANALISI
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TECNICHE DI ANALISI DEI
MATERIALI ORGANICI
•
•
•
•
Metodi non invasivi
Tecniche radiografiche
Fotografia infrarossa
Fluorescenza UV.
Per la classificazione del materiale:
• Tecniche di imaging : lampada di Wood (fluorescenza UV),
infrarosso falso colore (IRFC), riflettografia IR
• Microscopio ottico (MO), microscopio elettronico (SEM), sezioni
stratigrafiche
• Analisi puntuali: Spettroscopia FT-IR, XRF, spettrofotometria UVVIS-NIR, Raman
• Analisi distruttive su campioni: XRD, Gas – cromatografia,
Spettroscopia di massa… etc.
FLUORESCENZA
1^ Livello
eccitato
E1=hν1
Livello
intermedio
E2=hν2
Stato
fondamentale
Alcune molecole, dopo essere state eccitate da un fotone di alta energia (E=hν),
hanno una certa probabilità di emettere luce dopo alcuni picosecondi.
In questi casi l’energia associata alla radiazione emessa è inferiore a quella
assorbita e quindi la rispettiva lunghezza d’onda è superiore di quella di
assorbimento.
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Immagine visibile
immagine Uv: sono evidenti in scuro le aree
di restauro e le zone di pulitura
Esempio di studio
L’aureolina
Immagine al microscopio
ottico - fino a 1000
ingrandimenti
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Composizione chimica e struttura cristallina
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Immagine al SEM
fino a 100’000 ingrandimenti
mostra la struttura
cristallina/amorfa
dei materiali
Analisi XRD, identifica le distanze reticolari nella struttura della cella cristallina
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Spettroscopia FT-IR, identifica le bande di assorbimento dovute a gruppi
funzionali o parti caratteristiche della molecola.
Spetrofotometria nel visibile:
caratterizza otticamente il pigmento
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6.
ALCUNI PIGMENTI
SIGNIFICATIVI
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PIGMENTI VERDI
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Restauri con
bianco di Zinco
più fluorescenti
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Bianco di titanio mescolato con nero d’osso
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L’infrarosso falso colore - IRFC
Riconoscimento con tecnica
fotografica di IR-falso colore di due
pigmenti verdi (verde di cobalto e
verde rame) con aspetto cromatico
simile. La parte differente dello
spettro nel vicino IR (700-900 nm)
causa un diverso colore nella
componente rossa dell’immagine in
falsi colori.
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