LOOK AT THE WORLD BEHIND THE GREEN DOOR. REPRODUCTION OF GREEN ENAMEL BASED ON HISTORICAL RECIPES

Abstract

Stained-glass windows in Portugal have a high historical value. Acquiring a vast knowledge of colored/painted glass and glass-making techniques is essential in maintaining and repairing historic windows. Green color is a very common color used in stained-glass windows, however, green historical recipes haves not been highly researched yet. Focusing on this lack of Information, this study will explore: 1) the reproduction and characterization of historical green enamel recipes, 2) creating glass artworks and using them in architectural design. With the aim of reproducing green enamels based on historical recipes, the first part of this thesis includes the study and interpretation of green enamel recipes from the book “L'Arte Vetraria” by Antonio Lodovico Neri (1576-1614). In the second part, in order to show how the obtained enamel looks, some glassy artworks are made and painted with these obtained enamels. Additionally, these painted artworks are used to make three-dimensional architectural models. To compare the effect of various parameters, the procedure of enamel production was done by different approaches. By using three different recipes (No. 97, 98 and 99) of Neri’s book, three different production strategies, and 2 to 5 different kiln temperatures, a total of 27 different samples were produced. As a visual outcome, recipes No. 97 and 99 (which contain three-time burned copper) resulted in blue paint (dark blue and shiny blue color), while recipe No. 98 (which contains three-time burned copper) presented a green color. This result was in accordance with the performed color analysis results (Colorimetry and Reflectance Spectroscopy). The colors obtained prove that grinding, mixing and kiln temperature strongly affect color and quality of the paint. Ingredients need to be ground and mixed properly to result in uniform and very fine powder. More ever, the kiln temperature should be high enough (around 700 ºC) to melt the components, give green color to paint, and make a glassy surface over painted object. It is observed that changing the kiln temperature from 650 ºC to 700 ºC has a strong effect on the obtained paint. All samples present a gray color when heated at 650 ºC, while they present different colors at 700 ºC. Based on obtained results, the paint which was made by 3rd producing strategy (by using well- ground mixture and an uninterrupted firing process at 700 ºC) in accordance with recipe No. 98 has an acceptable green color, and it could be used to paint stained-glass windows in the preservation or restoration of historic buildings. In the artistic part of this study, three specific artworks (Star-Cross tiles, Beehive tiles, and the Glass Wall) were created by glass casting, were painted with the produced green enamels, and were covered by using the epoxy-resin (to shape as solid tiles). Additionally, these artworks were used to create 3D models of architecturally designed spaces and decorative objects by using a computer simulation software.

Os vitrais em Portugal, têm um elevado valor histórico. Adquirir um vasto conhecimento de vidro colorido/pintado e técnicas de fabricação de vidro é essencial na manutenção e reparação de janelas históricas. Embora o verde seja uma cor usualmente usada em vitrais, as receitas históricas desta cor ainda não foram muito estudadas. Este estudo enfoca: 1) a reprodução e caracterização de receitas históricas de esmalte verde, 2) criando obras de arte em vidro e usando-as no projeto arquitetônico. Com o objetivo de reproduzir esmaltes verdes a partir de receitas históricas, a primeira parte desta tese compreende o estudo e interpretação de receitas de esmaltes verdes do livro “L'Arte Vetraria” de Antonio Lodovico Neri. Na segunda parte, para expor os resultados do esmalte produzido, serão feitas e pintadas algumas obras de arte vítrea com o esmalte produzido. Além disso, essas mesmas obras de arte serão usadas para fazer modelos arquitectónicos tridimensionais. Para comparar o efeito de vários parâmetros, o procedimento de produção do esmalte foi feito por diferentes abordagens. Usando três receitas diferentes (nº 97, 98 e 99) do livro de Neri, três estratégias de produção diferentes e 2 a 5 temperaturas de forno diferentes, foi produzido um total 27 amostras. Como resultado visual, as receitas de nº 97 e 99 (que contém cobre queimado três vezes) resultaram uma tinta azul (cor azul escura e azul brilhante), enquanto a receita nº 98 (que contém cobre queimado três vezes) apresentou uma cor verde. Este resultado esta de acordo com os resultados da análise de cor realizada. (Colorimetria e Espectroscopia de Reflectância). As cores obtidas provam que a moagem, mistura e temperatura do forno afetam fortemente a cor e a qualidade dos esmaltes. Estes precisam ser moídas e misturadas adequadamente para resultar num pó uniforme e extremamente fino. Mais ainda, a temperatura do forno deve ser alta o suficiente (em torno de 700 ºC) para fundir componentes, dar cor verde à tinta e fazer uma superfície vítrea sobre o objeto pintado. Observa-se que a mudança da temperatura do forno de 650 ºC para 700 ºC tem um forte efeito no esmalte obtido. Todas as amostras apresentam coloração cinza quando aquecidas a 650 ºC, enquanto apresentam cores diferentes a 700 ºC. Com base nos resultados obtidos, a tinta que foi feita pela 3ª estratégia de produção (usando mistura bem moída e processo de queima ininterrupta a 700 ºC) de acordo com a receita nº 98 tem uma cor verde aceitável e pode ser usada para pintar vitrais na conservação ou restauro de edifícios históricos. Na parte artística, três obras de arte específicas (intituladas azulejos Star-Cross, azulejos Beehive e Glass Wall) foram criadas por fundição de vidro, pintadas com os esmaltes verdes produzidos e cobertas com resina Epoxida (para forma como ladrilhos sólidos). Além disso, as obras de arte foram usadas para criar modelos 3D de espaços arquitetonicamente projetados usando um software de simulação de computador.