WO2013038041A1 - Estuco para la conservación y restauración de materiales óseos - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of restoration. Specifically, it refers to the field of bone material restoration.
- bone remains are the materials that are most frequently found, after ceramics, in a field.
- those skeletal remains can be distinguished both human and wildlife remains, as well as those manufactured with the latter, utilitarian objects such as instruments, utensils and accessories or objects of a decorative nature (usually with ivories), symbolic, religious, or belonging to rituals.
- the purpose is to obtain a stucco or filler suitable for water-sensitive works, as an alternative to those used so far for the volumetric reintegration of lagoons in archaeological bone materials. Since the problem of volumetric reintegration is not only limited to the decision to proceed with its reconstruction, but also to the choice of material, the filler putty must comply with most of the requirements or properties required of a good stucco, as well as the suitability with the constituent material of the piece, so that it does not cause subsequent pathologies on the work.
- Volumetric reintegration is rare, and can be considered as an objective treatment, and hides cross-sectional information from the original specimen (White, T.D. and Folkens, P., The Human Bone Manual 18 (2005), 338). However, it is carried out when the pieces present structural stability problems, for conservation reasons, in order to return the mechanical resistance, for pedagogical criteria and for the possibility of their subsequent manipulation if they are intended for study or presented in exhibitions.
- plaster as stucco, being a rigid material, presents a different behavior in the face of aging, causing stress to the piece that is translated into cracks, detachments and separations in the area of contact with the fracture.
- the wax stucco (recipe 176) does not provide moisture to the piece, but on the contrary it must be taken into account that it is highly sensitive to heat, also presenting adhesion problems in large lagoons. Additionally, as shown in the image represented in Figure 1 (FIG. 1), it presents problems similar to the stucco of plaster (fissures, detachments ).
- object of this invention to present a new stucco material for the conservation and restoration of bone materials. Specifically, it is the object of the invention to present a stucco or putty with good flexibility characteristics to adapt to the possible dimensional variations of the piece, and which also remains stable to long-term environmental fluctuations.
- this new stucco is characterized by presenting optimum flexibility characteristics to adapt to the possible dimensional variations of the piece on which it is applied, in addition to remaining stable to long-term environmental fluctuations.
- the filler or stucco of the present invention is characterized in that it comprises, in percentage by weight:
- binder (a) between 15% and 30%, more preferably between 20% and 25%, of at least one binder, said binder being Paraloid® B-72 (70% ethyl methacrylate, 30% methyl methacrylate) dissolved in acetone (CH 3 COCH 3 ), preferably 20%;
- the plaster is selected from dental stone plaster (type III) and ceramic plaster, or a combination of the above, preferably 50%.
- the type III dental stone plaster may consist of dental Hebodur® (calcium sulfate CaSC .23 ⁇ 40), light cream colored.
- the ceramic plaster may preferably consist of a white plaster called Alamo 70® (calcium sulfate hemihydrate).
- the selected glass microspheres are characterized by preferably having a composition of S1O 2 (72.5%); CaO (9.8%); A1 2 0 (0.4%); NaO (13.7%); MgO (3.3%); FeO / Fe 2 0 3 (0.2%) and K 2 0 (0.1%).
- the combination of fillers in the stucco may comprise, by weight percentage, 45-50% Hebodur® and 50-55% glass microspheres.
- Paraloid B72® as a binding material is justified by being a colorless and transparent acrylic resin, with little tendency to yellow over time and for being very stable against most environmental agents. In addition, it has resistance to water, alcohol, alkalis and acids and weak reactivity with pigments. It also has good results in the use of other phases of restoration on bone material, both as a consolidant or as an adhesive.
- Figure 1 shows the image of a camel skull from the collection of the Archaeological Museum of Lliria (Valencia), as well as a detail of cracks, fissures and area of stucco detachment;
- Figure 2 shows a set of experimental stucco and traditional stucco specimens (size 3.0x3.0x0.5 cm);
- Figure 3 shows the results of the AH-M-1 work / test test of the experimental stucco and traditional stucco test specimens
- Figure 4 shows a representation of the moisture content housed in the porous system of the specimens
- the materials selected to prepare the stucco stucco of the invention under test have been: Paraloid® B-72, Alamo 70®, Herbodur®, glass microspheres and marble dust.
- Thermo-hygrometric accelerated artificial aging.
- FIG. 3 the set of worked specimens can be seen, as well as the result of the work test / Test AH-M-1.
- the putty AH-50% manifests a greater intercommunicated porous volume, so the demonstrated absorption capacity entails the contribution of moisture to the original. These results are reinforced with the surface tension test.
- Example 2 Tests of accelerated artificial aging.
- the color difference parameter (AE * ab) has been used to evaluate the results.
- the calculation of the results has been based on the data provided by Melgosa, which qualifies as a "supraumbral" color difference to that around 1.75 CIELAB units.
- the instrumentation used in artificial acceleration accelerated by irradiation with UV light has been a QUV-Basic accelerated aging chamber with a UVB-313EL UV lamp.
- the specimens have been exposed to a cycle of 297 hours under continuous ultraviolet radiation, to determine the resistance of the experimental putties to the artificial light of ultraviolet lamps. After the test it can be seen that according to the inert filler composition, the AH-M group responds better to aging than the AH-P, except AH-M-1, as can be seen in Table 3.
- thermohygrometric accelerated artificial poisoning has been a Dycomtal DI-100 climatic chamber with a temperature range between - 25 ° C and -150 ° C and a range of RH between 15%.
- the cooling and heating gradients were 1 and 2 ° C / minute respectively.
- Cycle 1 6 ° C-30% RH for 24 hours for cold-dry weather
- Cycle 2 40 ° C-80% RH for a hot and humid climate.
- the color difference parameter (AE * ab) has been used to evaluate the results.
- thermohygrometric artificial poisoning AH-P-2, AH-P-3 and AH-M-4 we can determine that they are more stable to accelerated thermohygrometric artificial poisoning AH-P-2, AH-P-3 and AH-M-4, presenting a smaller increase in AE * ab compared to traditional stucco AH - 50%, included within the parameters around 1.75.
- the specimens as in the first aging by ultraviolet irradiation, have been exposed to a cycle of 297 hours under continuous ultraviolet radiation.
- the specimens have been selected for this second phase of aging: AM-8, AP-2, A-P20%, AH-M-2, AH-P-2, AH-P20 %, H- M-2, AH-P-2, H-P20%, from the group of acrylic acrylic putties. From the traditional putties AH-50% and Alamo® 70 have been selected.
- AH-50% With respect to the traditional putty AH-50%, in general it remains stable to both poisoning tests. AH-M-2 remains more stable to ultraviolet radiation than AH-50%. As can be seen in Table 3, it has a lower value than AE * ab; while AH-M-4, AH-P-2 and AH-P-3 respond better to humidity and temperature variations.
- the degree of pasture of the putty has defined how to distribute it in the mold, by pouring or using the spatula. The ease of use has varied according to the subjects chosen.
- a color chart has been obtained by conferring the loading material its own color.
- the colors used for the fillers used were white, gray and beige, and another series of pigments can be used in particular embodiments.
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Abstract
La presente invención se refiere a un estuco para la conservación y restauración de materiales óseos, caracterizado por que comprende, en porcentaje en peso: (c) entre 15 % y 30 % de al menos un aglutinante disuelto en acetona, donde dicho aglutinante comprende 70 % de etil metracrilato y 30 % de metil metracrilato; (d) entre 26 % y 74 % de al menos una carga inerte seleccionada de un grupo que consiste en yeso, microesferas de vidrio y polvo de mármol, así como cualquiera de sus combinaciones. Asimismo, es objeto de la invención el uso de dicho estuco para la conservación y restauración de materiales óseos.
Description
Estuco para la conservación y restauración de materiales óseos
Sector de la técnica
La presente invención se refiere al campo de la restauración. En concreto, se refiere al campo de la restauración de materiales óseos.
Estado de la técnica anterior a la invención
La finalidad de toda intervención de conservación y restauración de patrimonio es la conservación, por lo que se han establecido unos criterios de actuación que deberían de cumplirse en cualquier intervención con el fin de poder preservar y transmitir las obras en las mejores condiciones a las generaciones futuras. Por ello, antes de realizar cualquier actuación, es primordial conocer tanto el estado de conservación como las características del material, así como los tratamientos, técnicas y materiales más idóneos para su intervención.
En los contextos arqueológicos, los restos óseos son los materiales que se encuentran con mayor frecuencia, después de las cerámicas, en un yacimiento. Entre esos restos óseos se pueden distinguir tanto restos humanos como de fauna, así como los manufacturados con éstos últimos, objetos utilitarios como instrumentos, utensilios y accesorios u objetos de carácter decorativo (normalmente con marfiles), simbólico, religioso, o pertenecientes a rituales.
El mayor problema que se presenta a la hora de intervenir un material óseo viene dado por la sensibilidad que presenta éste a la humedad. Este tipo de materia orgánica es higroscópica y anisotrópica, por lo que tiene la capacidad de retener o ceder agua a la atmósfera, dependiendo de las circunstancias ambientales, para adaptarse a la humedad relativa del medio en el que está, pudiendo sufrir deformación direccional en cada uno de sus tres ejes.
Como toda sustancia orgánica, se mantiene intacta en condiciones estables, pero en el momento de la exhumación se
desencadenan una serie de alteraciones al verse en la necesidad de readaptarse a las nuevas condiciones del medio hasta llegar a mantener el equilibrio con el medio que les rodea. Estas nuevas condiciones, mecánicas y físicas, provocan por tanto problemas de contracción y/o dilatación. Los cambios de volumen y tensiones se ven traducidos en fracturas, grietas y fisuras, rayándose longitudinalmente según los ejes de formación del tejido óseo, lo que contribuye al consecuente desmoronamiento de la pieza (Bouzas Abad, A. et al., Monte Buciero 9 (2003), 267-275).
Dada la alta sensibilidad que este material muestra ante la humedad, el objeto planteado es conseguir un estuco o masilla de relleno idóneo para obras sensibles al agua, como alternativa a las empleadas hasta el momento para la reintegración volumétrica de lagunas en materiales óseos arqueológicos. Puesto que el problema de la reintegración volumétrica no sólo se limita a la decisión de proceder a su reconstrucción, sino a la elección del material, la masilla de relleno debe de cumplir con la mayoría de los requisitos o propiedades que se le exige a un buen estuco, así como la idoneidad con el material constitutivo de la pieza, de tal manera que no ocasione posteriores patologías sobre la obra.
En general, los tratamientos de conservación y restauración de material óseo se limitan normalmente a la estabilización de la pieza, siendo los más frecuentes: limpieza, consolidación y montaje de fragmentos.
La reintegración volumétrica es poco frecuente, pudiendo ser considerado como un tratamiento objetivo, y oculta información del corte transversal del ejemplar original (White, T.D. y Folkens, P., The Human Bone Manual 18 (2005), 338) . No obstante, es llevada a cabo cuando las piezas presentan problemas de estabilidad estructural, por motivos de conservación, con objeto de devolver la resistencia mecánica, por criterios pedagógicos y por la posibilidad de su posterior manipulación si son destinadas a estudio o presentados en exposiciones.
En el caso de tomar la decisión de llevar a cabo la reintegración formal es necesaria la elección de un material
idóneo y compatible a las características específicas de la obra. Sin embargo hasta el momento, la conservación y la restauración de los materiales óseos ha sido un asunto abordado superficialmente. En los tratamientos restaurativos llevados a cabo en la reposición de lagunas en diversas instituciones públicas y en talleres privados se han ido empleado materiales de estuco tradicional, como la "escayola", sin ahondar en los factores de alteración que éstos pueden provocar sobre este tipo de materiales, al tratarse de un material que se caracteriza por su higroscopicidad y anisotropía.
Todos ellos coinciden en aplicar a la fractura un estrato intermedio de Paraloid® B-72 al 5-10% para facilitar la reversibilidad del estuco. Algunos de ellos emplean escayolas o yesos dentales de diferentes durezas, y otros, estucos de resinas epoxi-Araldit®, madera, cera 176 (ideada por el centro de Restauración de la Soprintendeza Archeologica per la Toscana en Florencia) o Primal® AC-33, así como cargas de distintas densidades.
Parte de la problemática de algunas intervenciones radica en el empleo de masillas de relleno o estucos que son considerados idóneos para la reintegración de cerámicas y que se han ido empleando por sistema en los talleres de restauración sobre materiales óseos.
El empleo de escayola como estuco, al ser un material rígido, presenta un comportamiento diferente ante el enve ecimiento, provocando un estrés a la pieza que se ve traducido en grietas, desprendimientos y separaciones en la zona de contacto con la fractura. Otra problemática que se presenta en estucos a base de yeso o cualquier material que contenga alguna emulsión acuosa, es la transmisión de higroscopicidad, al tratarse de piezas sensibles a la humedad. El estuco de cera (receta 176) no aporta humedad a la pieza, pero por el contrario se ha de tener en cuenta que es altamente sensible al calor, presentando además problemas de adhesión en lagunas de gran tamaño. Adicionalmente, tal y como se muestra en la imagen representada en la figura 1 (FIG. 1), presenta problemáticas similares a los estucos de
yeso (fisuras, desprendimientos...).
Entre las ventajas del estuco tradicional, se encuentran las siguientes: permite un ajuste cromático previo mediante la aplicación de pigmentos y un posterior retoque una vez seco, es reversible, permite una buena adhesión entre diferentes estratos mediante humectación previa de la superficie, presenta una buena trabaj abilidad una vez seco y permite nivelación en estado mordiente, es fácil de manipular y presenta poca toxicidad.
Sin embargo, también presenta ciertas desventajas: da lugar a coloraciones desiguales de las diferentes aplicaciones por variación de pigmento o cantidad de agua, requiere un estrato intermedio, es rígido y se desprende y separa del original por no adaptarse a las necesidades de contracción y dilatación de la pieza, presenta una gran capacidad de absorbencia y requiere un largo proceso de fraguado hasta la evaporación del agua con riesgos de transmitir humedad a la pieza. De este modo, provoca deformaciones e hinchamiento en los bordes de la fractura, por lo que no resulta una masilla útil para piezas sensibles a la humedad.
Es por tanto, objeto de esta invención, presentar un nuevo material de estuco para la conservación y restauración de materiales óseos. En concreto, es objeto de la invención presentar un estuco o masilla con buenas características de flexibilidad para adaptarse a las posibles variaciones dimensionales de la pieza, y que además permanezca estable a las fluctuaciones medioambientales a largo plazo.
Como antecedente más próximo a la invención se encuentra la masilla experimental empleada en la asignatura de Proyectos II Conservación y Restauración de materiales Óseos y Paleontológicos de la Licenciatura en Bellas Artes de la Universidad Politécnica de Valencia (Línea de Intensificación Conservación y Restauración de Bienes Culturales) . De este modo, partiendo del uso del Paraloid® B-72 como aglutinante de distintas y diversas cargas, así como de su combinación, se ha llegado ha obtener un estuco con propiedades sorprendentemente ventajosas, derivadas del
efecto sinérgico de sus diferentes componentes.
Descripción de la invención
Es por tanto, un primer objeto de esta invención, presentar un nuevo material de estuco para la conservación y restauración de materiales óseos. En concreto, este nuevo estuco se caracteriza por presentar unas características óptimas de flexibilidad para adaptarse a las posibles variaciones dimensionales de la pieza sobre la que sea aplicado, además de permanecer estable a las fluctuaciones medioambientales a largo plazo.
De manera particular, la masilla de relleno o estuco de la presente invención se caracteriza por que comprende, en porcentaje en peso:
(a) entre 15% y 30%, más preferentemente entre 20% y 25%, de al menos un aglutinante, siendo dicho aglutinante Paraloid® B-72 (70% etil metracrilato, 30% metil metracrilato) disuelto en acetona (CH3COCH3) , preferentemente al 20%;
(b) entre 26% y 74%, más preferentemente entre 45% y 55% de al menos una carga seleccionada entre yeso, microesferas de vidrio (con una granulometría preferentemente seleccionada entre 0 y 50μπι) y polvo de mármol (preferentemente con una granulometría seleccionada de MK000 0 O.O-0.7 mm) , o cualquiera de sus combinaciones .
De manera preferente, el yeso es seleccionado entre yeso piedra dental (tipo III) y escayola cerámica, o una combinación de los anteriores, preferentemente, al 50%.
Asimismo, de manera preferente, el yeso piedra dental tipo III puede consistir en Hebodur® dental (sulfato de calcio bihidratado CaSC .2¾0 ) , de color crema claro. A su vez, la escayola cerámica puede consistir preferentemente en un yeso de color blanco denominado Alamo 70® (sulfato de calcio hemihidratado ) . Finalmente, las microesferas de vidrio seleccionadas se caracterizan por presentar preferentemente una composición de S1O2 (72.5%); CaO (9.8%); A120 (0.4%); NaO (13.7%); MgO (3.3%); FeO/Fe203 (0.2%) y K20
(0,1%) .
En una realización preferida de la invención la combinación de cargas en el estuco puede comprender, en porcentaje en peso, de 45-50% Hebodur® y de 50-55% microesferas de vidrio.
La elección del Paraloid B72® al 20% como material ligante viene justificado por ser una resina acrilica de aspecto incoloro y transparente, con poca tendencia a amarillear con el tiempo y por resultar muy estable frente a la mayor parte de los agentes ambientales. Además, presenta resistencia al agua, al alcohol, a los álcalis y a los ácidos y débil reactividad con pigmentos. Asimismo, presenta buenos resultados en el empleo de otras fases de restauración sobre material óseo, tanto como consolidante o como adhesivo.
El empleo de este ligante, en combinación con el resto de componentes, ofrece un estuco con óptimas propiedades de adhesión y reversibilidad. Otras ventajas del estuco de la invención son las siguientes:
· Permite obtener un ajuste cromático similar al del hueso. Este ajuste cromático viene dado por el empleo de diferentes cargas y dosificaciones. Asimismo, ofrece la posibilidad de realizar una posterior reintegración cromática en zonas puntuales dependiendo del croma de degradación del hueso;
Experimenta una mínima variación del volumen y contracción en el proceso de secado, siendo el agrietamiento prácticamente nulo;
No presenta problemas de reversibilidad;
· Ofrece una buena adhesión entre diferentes estratos;
Evita la necesidad de aplicar un estrato intermedio, al ser la misma resina que se emplea para dicho fin en otros estucos ;
Permite una buena trabaj abilidad en cuanto a texturas, pulido, etc . ;
En las pruebas de absorción, se observa una mínima absorbencia, dando como resultado un estuco de escasa porosidad que no requiere una posterior impermeabilización;
Al no ser un estuco a base de agua, ni elaborado a partir de emulsiones acuosas, no aporta humedad a la pieza con su consecuente deformación, resultando una masilla muy útil para piezas sensibles al agua;
· Permite obtener, mediante múltiples formulaciones y modificando sus proporciones, una consistencia más o menos pastosa, de durezas variables, adaptando asi sus propiedades a las exigencias del hueso;
Como características de comportamiento, se puede señalar que aglomera correctamente y se adhiere sin ninguna dificultad.
Es un objeto adicional de la invención el uso del estuco para la conservación y restauración de materiales óseos .
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 muestra la imagen de un cráneo de camello procedente de la colección del Museo Arqueológico de Lliria (Valencia) , así como un detalle de grietas, fisuras y zona de desprendimiento del estuco ;
La Figura 2 muestra un conjunto de probetas de estuco experimental y estuco tradicional (tamaño 3.0x3.0x0.5 cm) ;
La Figura 3 muestra los resultados del ensayo de trabaj abilidad/Probeta AH-M-1 del conjunto de probetas de estuco experimental y estuco tradicional;
La Figura 4 muestra una representación del contenido de humedad alojado en el sistema poroso de las probetas;
Ejemplos
A continuación se describen una serie de ensayos llevados a cabo a partir de realizaciones particulares o preferidas de la invención.
Los materiales seleccionados para preparar el estuco estuco de la invención sometido a ensayo han sido: Paraloid® B-72, Alamo 70®, Herbodur®, microesferas de vidrio y polvo de mármol.
El conjunto de probetas obtenidas del estuco experimental acrílico se han dividido en los siguientes
grupos, en función de la carga inerte empleada (FIG. 2) :
A-M Alamo 70® + Microesferas de vidrio;
AH-M Alamo 70® + Hebodur® + Microesferas de vidrio;
H-M Hebodur® + Microesferas de vidrio;
· A-P Alamo 70® + Polvo de mármol;
AH-P Alamo 70® + Hebodur ®+ Polvo de mármol;
H-P Hebodur® + Polvo de mármol;
• P20% Alamo 70®; Alamo 70® + Hebodur®; Hebodur®.
La proporción de los componentes de las diferentes dosificaciones del estuco experimental acrilico en porcentaje en peso según carga se reflejan en la Tabla 1.
Tabla 1
Conjunto de muestras del Material
Carga
estuco experimental ligante
Microesferas Paraloid B-
Alamo 70®
de vidrio 72 20%
Grupo A-M-4 50% 50% 5 mi
A-M A-M-8 45% 55% 5 mi
A-M- 9 26% 74% 5 mi
A-M-10 74% 26% 5 mi
Alamo 70®
Microesferas Paraloid B-
Hebodur®
de vidrio 72 20%
50%
Grupo AH-M-1 50% 50% 5 mi
AH-M AH-M-2 45% 55% 5 mi
AH-M-3 26% 74% 5 mi
AH-M-4 74% 26% 5 mi
Hebodur® Microesferas Paraloid B- de vidrio 72 20%
Grupo H-M-l 50% 50% 5 mi
Estuco H-M H-M-2 45% 55% 5 mi acrilico H-M-3 26% 74% 5 mi
H-M-4 74% 26% 5 mi
Alamo 70® Polvo de Paraloid B- mármol 72 20%
Grupo A-P-l 50% 50% 5 mi
A-P A-P-2 45% 55% 5 mi
A-P-3 26% 74% 5 mi
A-P-4 74% 26% 5 mi
Alamo 70®
Polvo de Paraloid B-
Hebodur®
mármol 72 20%
50%
Grupo AH-P-1 50% 50% 5 mi
AH-P AH-P-2 45% 55% 5 mi
AH-P-3 26% 74% 5 mi
AH-P-4 74% 26% 5 mi
Hebodur® Polvo de Paraloid B- mármol 72 20%
Grupo H-P-1 50% 50% 5 mi
H-P H-P-2 45% 55% 5 mi
H-P-3 26% 74% 5 mi
H-P-4 74% 26% 5 mi
Alamo 70® Hebodur® Paraloid B- 72 20%
Grupo A-P20% 100% - 5 mi
P20% AH-P20% 50% 50% 5 mi
H-P20% - 100% 5 mi
Para comprobar si el estuco de la invención cumple con los requisitos de selección de un estuco idóneo, se llevaron a cabo en primer lugar, los ensayos de laboratorio que se describen a continuación. Estos ensayos se pueden clasificar en dos grupos: físico-mecánicos y de enve ecimiento artificial acelerado, empleando para ello la siguiente metodología :
Ejemplo 1. Ensayos físico-mecánicos:
· Determinación de trabaj abilidad;
Tensión superficial;
Determinación absorción de agua;
Resistencia al choque térmico;
Ejemplo 2. Ensayos de envejecimiento artificial acelerado:
Envejecimiento artificial acelerado por irradiación con luz ultravioleta;
Envejecimiento artificial acelerado termo- higrométrico .
Ejemplo 1. Ensayos fisico-mecánicos
1.1 Determinación de la trabaj abilidad.
Como características en comportamiento podemos señalar que :
· Aglomeran correctamente;
Permiten una buena aplicación entre diferentes estratos y se adhieren sin dificultad a la superficie del hueso; Permiten la trabaj abilidad y pulido de la superficie con facilidad, dando como resultado diversas texturas y variaciones tonales similares a la textura de la
superficie del hueso;
Son reversibles en el solvente empleado.
En la FIG. 3 se puede apreciar el conjunto de probetas trabajadas, asi como el resultado del ensayo de trabaj abilidad/Probeta AH-M-1.
En cuanto a la composición, se puede concluir que las probetas que contienen microesferas de vidrio como parte de la carga dan como resultado superficies más lisas y uniformes que en las que se ha empleado polvo de mármol, las cuales necesitan en la mayoría de los casos una segunda aplicación .
1.2 Determinación de la absorción de agua.
Tras someter las probetas a inmersión libre en agua desionizada a presión atmosférica constante durante 24h, los resultados obtenidos, reflejados en la Tabla 2 (FIG. 4), muestran valores extremadamente bajos para las masillas acrílicas, especialmente el grupo AH-M, dando como resultado un estuco de escasa porosidad y de mínima absorbencia.
La masilla AH-50% manifiesta un mayor volumen poroso intercomunicado, por lo que la capacidad de absorción demostrada conlleva la aportación de humedad al original. Estos resultados vienen reforzados con el ensayo de tensión superficial .
Tabla 2. Contenido de humedad alojado en el sistema poroso de las probetas .
Muestras Masa g Masa g o
o antes de después de
peso inmersión inmersión
A-M A-M- 8 5,7 6, 6 15,79
A.H-M- 5, 8 6, 3 8, 62
1
AH-M A.H-M- 5,4 6,1 12, 96
Estuco 2
Experimental A.H-M- 6, 3 6, 8 7, 94
3
A.H-M- 5,7 6, 5 14, 04
4
H-M H-M-2 6, 2 6, 9 11,29
A-P A-P-2 6,7 7,3 8, 96
A.H-P- 5, 6 6, 3 12,50
1
AH-P A.H-P- 6, 9 7,5 8,70
2
A.H-P- 6, 4 7 9, 37
3
A.H-P- 6, 2 7,3 17,74
4
H-P H-P-2 6, 2 6, 8 9, 68
Estuco Tradicional A-H 9, 4 11,3 20,21
50%
AL 70 8,7 10, 6 21, 84
Estuco Comercial PI- 5,7 8,2 43, 86
AC33
Ejemplo 2. Ensayos de envejecimiento artificial acelerado .
Con objeto de observar cómo se comporta la combinación de materiales seleccionados para la elaboración de las probetas frente a las tres causas de degradación más comunes: iluminación, temperatura y humedad, mediante la simulación de condiciones de largo plazo en un corto periodo de tiempo, se decide someter a las probetas correspondientes a los grupos AH-M y AH-P y al "estuco tradicional" A-H 50% a los siguientes ensayos de enve ecimiento acelerado ultravioleta y termo-higrométrico .
Se han realizado dos mediciones colorimétricas : una medición previa y otra tras el envejecimiento mediante un espectrofotómetro Minolta CM-2600d, eligiendo como condiciones de medida el iluminante estándar CIE tipo D65 (luz día, temperatura de color 6500 K) y el observador estándar 10° (KONICA MINOLTA SENSING, Inc.)
En ambos ensayos los datos se tomaron con componente especular incluida (SCI), y con componente especular excluida (SCE) . Al no apreciarse diferencias entre SCI y SCE, se decidió trabajar con los valores con brillo (SCI) .
En cuanto a los espacios de color, se han utilizado los perceptivos CIELAB y CIELCH.
Para evaluar los resultados se ha empleado el parámetro de diferencia de color (AE*ab) . El cálculo de los resultados se ha basado en los datos aportados por Melgosa, que califica como diferencia de color "supraumbral" a aquella en torno a 1.75 unidades CIELAB.
2.1 Envejecimiento artificial acelerado por irradiación con luz Ultravioleta.
La instrumentación empleada en el enve ecimiento artificial acelerado por irradiación con luz Ultravioleta ha sido una cámara de enve ecimiento acelerado QUV-Basic con una lámpara UV UVB-313EL.
Las probetas han sido expuestas a un ciclo de 297 horas bajo radiación ultravioleta continua, para determinar la resistencia de las masillas experimentales a la luz artificial de lámparas ultravioleta. Tras el ensayo se puede apreciar que según la composición de carga inerte, responden mejor al envejecimiento el grupo AH-M que el AH-P, excepto AH-M-1, como se puede apreciar en la Tabla 3.
Los mejores resultados en cuanto a la variación total de color recaen en las probetas AH-M-2 y AH-P-3. El grupo AH-P sufre una mayor variación en claridad respecto a AH-M, lo que se traduce en un mayor blanqueamiento de la superficie.
La masilla tradicional AH-50% destaca del conjunto de las anteriores por la pérdida de saturación del color de la superficie .
Tabla 3 . AL*, AE*ab, AC* y Δη° tras el ensayo de envejecimiento artificial acelerado U.V.
2.2 Envejecimiento artificial acelerado
termohigrométrico .
La instrumentación empleada en el enve ecimiento artificial acelerado termohigrométrico ha sido una cámara climática Dycomtal DI-100 con rango de temperatura entre - 25°C y -150°C y rango de HR entre 15%. Los gradientes de refrigeración y calentamiento fueron de 1 y 2°C/minuto respectivamente .
En el siguiente ensayo, se han sometido las probetas a un total de cinco ciclos frio-seco y cinco ciclos cálidos Los parámetros seleccionados han sido:
Ciclo 1: 6°C-30% HR durante 24h para clima frío-seco;
Ciclo de transición de 12 h;
Ciclo 2: 40°C-80% HR para un clima cálido y húmedo.
Para evaluar los resultados se ha empleado el parámetro de diferencia de color (AE*ab) .
Respecto al aumento de AE*ab es más visible en el caso de AH-M-3 con valor 4.27, seguido de AH-M-2 y AH-P-1, con valores superiores a 1.80.
Como muestra el la Tabla 4, podemos determinar que son más estables al enve ecimiento artificial acelerado termohigrométrico AH-P-2, AH-P-3 y AH-M-4, presentando un menor aumento de AE*ab respecto al estuco tradicional AH- 50%, incluido dentro de los parámetros en torno a 1.75.
El descenso observado en AL* significa que se ha producido un ligero oscurecimiento de la superficie.
Tabla 4 . AL*, AE*ab, AC* y Δη° tras el ensayo de envejecimiento artificial acelerado H-T.
2.3 2° Envejecimiento artificial acelerado por irradiación con luz Ultravioleta .
Tras obtener los mejores resultados por la probetas "AH- M-2" elaboradas con una diferencia mínima entre microesferas de vidrio/polvo de mármol y Alamo70®-Hebodur®
al 50%, se decide someter de nuevo al enve ecimiento probetas elaboradas con el mismo volumen de carga. Se han seleccionado para esta segunda fase del enve ecimiento las probetas: A-M-8, A-P-2, A-P20%, AH-M-2, AH-P-2, AH-P20%, H- M-2, AH-P-2, H-P20%, del grupo de masillas experimentales acrilicas. De las masillas tradicionales, se han seleccionado AH-50% y Alamo 70®.
Las probetas, al igual que en el primer envejecimiento por irradiación ultravioleta, han sido expuestas a un ciclo de 297 horas bajo radiación ultravioleta continua.
Tras el ensayo se puede apreciar que las probetas elaboradas sin parte de carga inerte como las "P20%" sufren cambios más visibles que el resto de probetas. Según la composición de carga inerte, siguen respondiendo mejor al envejecimiento las probetas elaboradas con Microesferas de Vidrio que con Polvo de mármol, como se puede apreciar en la Tabla 5.
Tabla 5 . AL*, AE*ab, AC* y Δη° tras el 2 ° ensayo de envejecimiento artificial acelerado U.V.
Otro punto importante a resaltar es el aumento observado en el valor de cambio de color total AE*ab relacionado con el empleo de yesos dentales, siendo menos acusado para las probetas de Alamo 70® y ligeramente más visible en las de Hebodur®. En ningún caso son cambios muy significativos.
2.4 2o Envej ecimiento artificial acelerado termohigrométrico .
De la misma manera que en el ensayo anterior, se han seleccionado para esta segunda fase del envejecimiento las probetas: A-M-8, A-P-2, A-P20%, AH-M-2, AH-P-2, AH-P20%, H-
M-2, AH-P-2, H-P20%, del grupo de masillas experimentales acrilicas. De las masillas tradicionales se han seleccionado AH-50% y Alamo® 70.
En este ensayo, las probetas han sido sometidas a un clima extremo en condiciones de humedad de 85-90% HR y temperaturas constantes de 22.5-23°C durante 17 días.
En primer lugar, hay que destacar que las masillas elaboradas sin cargas como polvo de mármol o microesferas de vidrio (H-P20%, AH-P20%, A-P20%) sufren variaciones más perceptibles y obtienen un peor comportamiento en cuanto a AL* y AE*ab, que cuando se le añaden otras cargas en la preparación, oscilando entre 2 y 7.5 Unidades CIELAB.
En segundo lugar, al contrario que en el enve ecimiento artificial ultravioleta, permanecen más estables las probetas elaboradas con polvo de mármol que las microesferas de vidrio. Respecto a los cambios sufridos en AE*ab, es más perceptible en AH-P-2, deduciendo que en combinación con polvo de mármol, el resto de cargas añadidas funcionan mejor por separado que mezcladas al 50%. Respecto al grupo M (Microesferas de vidrio) , es de resaltar que la probeta H-M- 2 obtiene cambios más perceptibles que el resto. Los resultados de este ensayo se muestran en la Tabla 6.
Tabla 6. AL*, AE*ab, AC* y Δη° tras el 2 ° ensayo de envejecimiento artificial acelerado H-T.
Conclusiones :
Todas las probetas se pesaron y acotaron antes y después de cada ensayo. Tras el sometimiento de las probetas a los ensayos térmicos se observa que en su conjunto son todas favorables sin apreciarse variaciones dimensionales importantes, salvo en la AH-P-1 y AH-P-2 que presentaron una disminución más significativa en su volumen, sin que se
aprecie ningún indicio de fisuración. Por lo que se estima, se trata de un estuco que se adapta a las variaciones direccionales que experimenta el material óseo en relación a los cambios de temperatura y humedad.
La variación producida en el incremento de color total
(AE*ab) de las masillas, es más destacado en las probetas de cámara lumínica que en cámara climática, en menos tiempo de exposición .
Respecto a la masilla tradicional AH-50%, en general permanece estable a ambos ensayos de enve ecimiento. AH-M-2 permanece más estable a la radiación ultravioleta que AH- 50%. Como se puede observar en la Tabla 3, presenta un valor inferior respecto a AE*ab; mientras que AH-M-4, AH-P-2 y AH- P-3 responden mejor a las variaciones de humedad y temperatura.
Comparando los resultados obtenidos por diferencia de la carga inerte (microesferas de vidrio o polvo de mármol) , manteniendo las mismas dosificaciones, se observan diferencias en su comportamiento. Los cambios de color son más evidentes para la probeta AH-M-1 (U.V) y AH-M-3 (H-T) .
Los mejores resultados son obtenidos por las probetas elaboradas con una diferencia mínima entre microesferas de vidrio/polvo de mármol (52,63%) y Alamo70®-Hebodur® al 50% (47%, 37%) . En ambos casos, AH-M-2 responde mejor ante la radiación ultravioleta, mientras que AH-P-2 responde mejor a los cambios de humedad y temperatura.
Tras la segunda fase de envejecimiento acelerado se puede concluir que la acción de la radiación U.V produce un ligero blanqueamiento de la superficie, más perceptible en las masillas elaboradas con polvo de mármol. Tras el ensayo de H-T, se produce una saturación del color en relación al aumento de parte de Hebodur® en las masillas; menos en H-M- 2. Las masillas elaboradas con microesferas de vidrio mantienen mejores resultados que las elaboradas con polvo de mármol.
En resumen, tras los estudios realizados, se puede concluir que el estuco de la invención muestra características mejoradas en comparación con los estucos
tradicionales empleados hasta el momento:
• La resina acrilica Paraloid® B-72 con la incorporación de materias de carga ha obtenido un buen resultado, aglutinando la masilla de forma homogénea y permitiendo la superposición de capas. Se ha observado un arrastre de la capa inferior al aplicar la segunda capa independientemente del espesor de ambas capas.
• La buena aglutinación entre los componentes de la masilla ha permitido, una vez seco, la traba abilidad y texturización de la superficie que se ha conferido con herramientas mecánicas por abrasión y surcos.
• El grado de pastosidad de la masilla ha definido el modo de distribuirla en el molde, por vertido o con ayuda de la espátula. La facilidad de manejo ha variado según las materias elegidas.
• Se ha obtenido una carta de colores, al conferir la materia de carga su propio color. Los colores propios de las materias de carga utilizadas han sido el blanco, gris y beige, pudiéndose emplear en realizaciones particulares otra serie de pigmentos.
Claims
1. Estuco para la conservación y restauración de materiales óseos, caracterizado por que comprende, en porcentaje en peso:
(a) entre 15% y 30% de al menos un aglutinante disuelto en acetona, donde dicho aglutinante comprende 70% de etil metracrilato y 30% de metil metracrilato;
(b) entre 26% y 74% de al menos una carga inerte seleccionada de un grupo que consiste en yeso, microesferas de vidrio y polvo de mármol, asi como cualquiera de sus combinaciones.
2. Estuco, de acuerdo a la reivindicación 1, donde el aglutinante se encuentra comprendido entre un 20% y un 25% en peso.
3. Estuco, de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, donde la carga inerte se encuentra comprendida entre un 45% y un 55% en peso.
4. Estuco, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el yeso es seleccionado entre yeso piedra dental Tipo III y escayola cerámica, o cualquiera de sus combinaciones.
5. Estuco, de acuerdo a la reivindicación 4, donde la combinación de yeso piedra dental Tipo III y escayola cerámica es al 50% en peso.
6. Estuco, de acuerdo a la reivindicación 4 o 5, donde el yeso piedra dental Tipo III es sulfato de calcio bihidratado CaSO4.2H20.
7. Estuco, de acuerdo a la reivindicación 4 o 5, donde la escayola cerámica es sulfato de calcio hemihidratado .
8. Estuco, de acuerdo a la reivindicación 6, donde la carga inerte comprende de 45% a 50% de sulfato de calcio bihidratado y de 50% a 55% de microesferas de vidrio.
9. Uso de un estuco de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la conservación y restauración de materiales óseos.
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