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Homogeneity, Composition and Deterioration of Window Glass Fragments and Paint Layers from Two Seventeenth-Century Stained Glass Windows Created by Jan de Caumont (∼1580–1659)

2010; Taylor & Francis; Volume: 55; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1179/sic.2010.55.3.216

2047-0584

Olivier Schalm, Joost Caen, Koen Janssens,

Building materials and conservation

AbstractAbstractDuring the conservation of two stained glass windows by Jan de Caumont at the Abbey 't Park (Heverlee, Leuven, Belgium) small fragments were removed from eight panes for analysis. Electron microscopy with energy dispersive X-ray sprectroscopy (SEM-EDX) was used to study the microstructure of several materials in these windows, and to perform quantitative analysis of the homogeneous materials. According to the SEM-EDX analyses, the glass appeared to be homogeneous. The deteriorated regions found in the fragments contained cracks, have a fractal appearance with stratifications of 2 μm in width and contained small islands of original unleached glass. Unfortunately, SEM-EDX did not allow a reliable chemical analysis of the different stratified layers due to the limitation in lateral resolution. The vitreous paint layer on one of the fragments consisted of lead glass surrounding many SiO2 and Fe2O3 particles. The green-blue and blue enamel paint layers were made with a low-melting SiO2-K2O-PbO glass. The colouring substance for the green-blue enamel paint layer was brass (i.e. an alloy of Cu and Zn), while for the blue enamel paint layer a substance known as saffre (a roasted sulphide ore rich in cobalt) was used. The compositions of the window glass fragments were all similar and consisted of high lime–low alkali (HLLA) glass (SiO2-K2O-CaO).During the conservation of two stained glass windows by Jan de Caumont at the Abbey 't Park (Heverlee, Leuven, Belgium) small fragments were removed from eight panes for analysis. Electron microscopy with energy dispersive X-ray sprectroscopy (SEM-EDX) was used to study the microstructure of several materials in these windows, and to perform quantitative analysis of the homogeneous materials. According to the SEM-EDX analyses, the glass appeared to be homogeneous. The deteriorated regions found in the fragments contained cracks, have a fractal appearance with stratifications of 2 μm in width and contained small islands of original unleached glass. Unfortunately, SEM-EDX did not allow a reliable chemical analysis of the different stratified layers due to the limitation in lateral resolution. The vitreous paint layer on one of the fragments consisted of lead glass surrounding many SiO2 and Fe2O3 particles. The green-blue and blue enamel paint layers were made with a low-melting SiO2-K2O-PbO glass. The colouring substance for the green-blue enamel paint layer was brass (i.e. an alloy of Cu and Zn), while for the blue enamel paint layer a substance known as saffre (a roasted sulphide ore rich in cobalt) was used. The compositions of the window glass fragments were all similar and consisted of high lime–low alkali (HLLA) glass (SiO2-K2O-CaO).Au cours des opérations de conservation de deux baies de vitraux de Jan de Caumont à l'Abbaye de Parc (Helverlee, Louvain, Belgique), on a prélevé des échantillons sur huit des panneaux pour analyse. La microscopie électronique avec sonde à dispersion d'énergie (MEB-EDS) a permis d'étudier la microstructure de plusieurs matériaux de ces baies, et d'effectuer des analyses quantitatives des matériaux homogènes. Selon les analyses MEB-EDS, le verre apparaît comme homogène. Les zones détériorées décelées dans les fragments contenaient des craquelures, avaient un aspect fracturé avec des stratifications de 2 μm de large et contenaient des îlots de verre non lessivé. Malheureusement, le MEB-EDS n'a pas fourni d'analyse fiable des différentes couches de la stratigraphie en raison de la limitation de la résolution latérale. Dans les couches de verre peint d'un émail gris-bleu et bleu les couches de peinture étaient constituées de verre SiO2-K2O-PbO à bas point de fusion. La substance colorant l'émail gris-bleu était du laiton (c'est à dire un alliage Cu/Zn), tandis que pour la couche d'émail bleu du safran avait été utilisé comme agent colorant. La composition des fragments de verre de la baie était identique : il s'agissait d'un verre à base d'alcalins lents (SiO2-K2O-CaO).Während der Konservierung zweier farbiger Glasfenster von Jan de Caumont in der Abtei Abbey 't Park (Heverlee, Leuven, Belgien) wurden acht kleine Fragmente zur Analyse entnommen. Die Mikrostruktur des Glasmaterials und die quantitative Analyse des homeogenen Materials wurden mit Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenmikroanalyse (REM / EDX) durchgeführt. Das Glas erwies sich als homogen. Geschädigte Regionen der Fragmente enthielten Sprünge, hatten ein fraktales Erscheinungsbild mit einer Breite der Schichten von 2 μm und enthielt kleine Inseln von originalem, nicht ausgelaugtem Glas. Unglücklicherweise erlaubte die Analyse mit REM / EDX wegen der zu geringen Ortsauflösung keine verlässliche Aussage über die chemische Zusammensetzung der einzelnen Schichten. Die farbige Glasauflage bestand aus Bleiglas, in die viele SiO2- and Fe2O3-Partikel eingebettet waren. Die emailleartigen, blaugrünen und blauen Farbschichten waren ein niedrigschmelzendes SiO2-K2O-PbO – Glas. Als farbgebende Substanz der blaugrünen Schicht kam Messing, eine Kupfer – Zink – Legierung, zum Einsatz, während die blaue Malschicht mit Zaffer gefärbt worden ist. Die Zusammensetzung der Fensterglasfragmente war überall ähnlich und bestand aus einem Kalkascheglas mit hohem Kalk- und geringem Alkaligehalt(SiO2-K2O-CaO).Durante los procesos de restauración de dos vidrieras realizadas por Jan de Caumont en Abbey ´t Park (Heverlee, Leuven, Bélgica) se retiraron pequeños fragmentos de ocho paneles para su análisis. Para estudiar la micro-estructura de varios materiales de estas vidrieras se empleó microscopía electrónica de barrido-espectrometría por energía de dispersión de rayos X (SEM-EDX), así como para realizar análisis cuantitativos de los materiales homogéneos. Según los análisis de SEM-EDX, se estima que el vidrio es homogéneo. Las zonas deterioradas encontradas en los fragmentos incluían cuarteados, con apariencia fractal de estratificaciones de dos micras en anchura, conteniendo además pequeños islotes de vidrio original libre de exudaciones. Desafortunadamente el SEM-EDX no permitió análisis químicos válidos para las diferentes capas estratificadas debido a la limitación en cuanto a la resolución lateral. La capa pictórica vítrea en uno de los fragmentos consistía de vidrio de plomo rodeando muchas partículas de SiO2 y Fe2O3. Las capas pintadas de esmalte azul-verde y azul se obtuvieron con vidrio de baja temperatura de SiO2-K2O-PbO. La sustancia colorante del esmalte verde-azul era latón (una aleación de Cu y Zn), mientras que para el esmalte azul se empleó como colorante 'saffre' [z affre , CoO]. Las composiciones de los fragmentos de la vidriera eran similares y consistentes con vidrios (SiO2-K2O-PbO) altos en cal y bajos en alcalinos (HLLA).