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Barrier Effect to Water Vapour of Early European Painting Materials on Wood Panels

2008; Taylor & Francis; Volume: 53; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1179/sic.2008.53.3.187

2047-0584

Ottaviano Allegretti, F Raffaelli,

Conservation Techniques and Studies

AbstractAbstractThis paper reports results of experimental measurements of diffusive water vapour flux through spruce wood specimens coated with 16 combinations of paint layers replicated according to materials and techniques used in the period from the late Middle Ages to the Renaissance period. Layers represented two base preparations (ground), four polychrome paint layers and presence or absence of varnish. The flux of water vapour was measured from sorption tests in unsteady-state conditions. The internal resistance to the transport of water in wood and the external resistance due to the coating layers was calculated with a numerical method. The results show that all painting layers reduce the flux and that there are significant differences among paint layer combinations. The calculated mass transfer coefficient is an important physical characteristic of the material and it allows improved models for the understanding and prediction of the influence of coatings and painting layers on the hygroscopic and deformative behaviour of wooden objects subjected to changes in environmental climatic conditions.This paper reports results of experimental measurements of diffusive water vapour flux through spruce wood specimens coated with 16 combinations of paint layers replicated according to materials and techniques used in the period from the late Middle Ages to the Renaissance period. Layers represented two base preparations (ground), four polychrome paint layers and presence or absence of varnish. The flux of water vapour was measured from sorption tests in unsteady-state conditions. The internal resistance to the transport of water in wood and the external resistance due to the coating layers was calculated with a numerical method. The results show that all painting layers reduce the flux and that there are significant differences among paint layer combinations. The calculated mass transfer coefficient is an important physical characteristic of the material and it allows improved models for the understanding and prediction of the influence of coatings and painting layers on the hygroscopic and deformative behaviour of wooden objects subjected to changes in environmental climatic conditions.Cet article relate les résultats de mesures expérimentales de la diffusion du flux de vapeur d'eau à travers des échantillons de bois d'épicéa recouverts de seize combinaisons de couches picturales, reproduites avec les matériaux et selon les techniques en usage dans la période allant de la fin du Moyen Âge jusqu'à la Renaissance. Ces couches représentent deux types de préparation, quatre couches de polychromie, et la présence ou l'absence de vernis. Le flux de vapeur d'eau a été mesuré par des tests d'absorption dans des conditions instables. La résistance interne à la migration de l'eau et la résistance externe due aux couches picturales a été calculée par méthode numérique. Les résultats montrent que les couches picturales réduisent le flux et qu'il y a des différences significatives selon les combinaisons des différentes couches. Le coefficient de transfert de masse calculé est une caractéristique physique importante du matériau : il permet d'améliorer les modèles permettant la compréhension et la prévision de l'influence des couches peintes sur le comportement hygroscopique et la tendance à la déformation d'objets en bois soumis à des changements de conditions climatiques.In dieser Arbeit werden die Ergebnisse experimenteller Messungen des Wasserdampfdurchflusses durch Fichtenholz vorgestellt. Die Hölzer waren mit sechzehn verschiedenen Kombinationen von Malschichten versehen, die entsprechend den Techniken und den Materialien vom Mittelalter bis zur Renaissance hergestellt waren. Die Schichten bestanden aus zwei verschiedenen Grundierungen sowie vier unterschiedlichen polychromen Malschichten und waren gefirnist bzw. ungefirnist. Der Wasserdampfdurchfluss wurde durch Sorptionstests unter instabilen Bedingungen gemessen. Der innere Durchgangswiderstand gegen den Transport des Wassers im Holz sowie der durch die Beschichtung hervorgerufene externe Durchgangswiderstand wurden in einer numerischen Methode berechnet. Alle Beschichtungen reduzieren der Durchfluss, jedoch gibt es signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Kombinationen der Malschichten. Der berechnete Massentransferko effizient ist ein bedeutendes physikalisches Charakteristikum des Materials und erlaubt die Erstellung eines verbesserten Modells für das Verständnis des Einflusses von Malschichten auf die hygroskopischen Eigenschaften des Holzes und eine Vorhersagbarkeit des Deformationsprozesse von Holz bei Änderung der klimatischen Bedingungen.Este artículo recoge los resultados de ciertas medidas experimentales de flujo de vapor de agua a través de especímenes de madera de abeto, recubiertos con dieciséis combinaciones de capas pictóricas, reproduciendo materiales y técnicas usadas en el periodo entre la Edad Media y el Renacimiento. Las capas representadas presentan dos preparaciones-base, cuatro capas de policromía, y presencia (o ausencia) de barniz. El flujo de vapor de agua fue medido mediante pruebas de absorción en condiciones inestables. La resistencia interna al desplazamiento del agua en la madera y la resistencia externa debido a las capas de cobertura se calcularon por métodos numéricos. Los resultados muestran que todas las capas de pintura reducen el flujo y que hay diferencias significativas entre las combinaciones de los diferentes estratos. El coeficiente calculado de transferencia de masa es una característica física del material, y nos permite mejorar los modelos para la comprensión y predicción de la influencia de las capas de recubrimiento en la higroscopicidad y comportamiento deformante de objetos de madera, cuando se encuentran sometidos a cambios en las condiciones climáticas ambientales.