Comparative Study of Four Portuguese 16th Century Illuminated Manueline Charters based on Spectroscopy and Chemometrics Analysis

The comparative study based on spectroscopic analysis of the materials used to produce four sixteenth-century Manueline Charters (the Charters of Alcochete, Terena, Alandroal and Evora) was performed following a systematic analytical approach. SEM–EDS, l-Raman and l-FTIR analysis highlighted interesting features between them, namely the use of different pigments and colourants (such as different green and yellow pigments), the presence of pigments alterations and the use of a non-expected extemporaneous material (with the presence of titanium white in the Charter of Alcochete). Principal component analysis restricted to the C–H absorption region (3000–2840 cm-1) was applied to 36 infrared spectra of blue historical samples from the Charters of Alcochete,Terena, Alandroal and Évora, suggesting the use of a mixture of a triglyceride and polysaccharide as binder.

Analytical evaluation of paper degradation

The aim of this work was in first place to define a methodology for the use of Py-GC/MS as a characterization technique for the organic compounds present in paper samples containing foxing stains, paper have a complex structure and mostly consist with cellulose fibers. Additionally, it was intent to characterize paper samples containing foxing stains with a batch of non-destructive analytical techniques. The work intent to deepen our knowledge on foxing stains, its chemical nature and morphological aspects. For characterization of the morphology of paper samples and foxing stains was used photography under different illuminations and optical microscopy. The presence of fibers disruption was observed with scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS), and also the nature of the fillers that is present in different areas. Attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) was used for identification of the sizing agents, determination of the chemical composition of additives that were used for production of paper, and comparison between foxing stains and unfoxed areas was allowed. Micro X-ray diffraction was used to evaluate the crystalline fillers in the sample. Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry (Py-GC/MS was used for chemical analysis to identify the organic components and different classes of organic compounds; Resumo: O objetivo deste trabalho foi definir, em primeiro lugar, uma metodologia para o uso de Py-GC / MS como técnica de caracterização dos compostos orgânicos presentes em amostras de papel contendo manchas de foxing, o papel tem uma estrutura complexa e consiste principalmente com fibras de celulose. Além disso, pretendia caracterizar amostras de papel contendo manchas de raposas com técnicas analíticas não destrutivas. Para a caracterização da morfologia das amostras de papel e das manchas de foxing foi usada fotografia sob diferentes iluminações e microscopia óptica. A presença de fibras de ruptura foi observada por microscopia electrónica de varrimento juntamente com espectroscopia dispersiva de energia (EDS-SEM), assim como a natureza dos materiais de enchimento que está presente em diferentes áreas. Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier em modo de reflexão total atenuada (ATR-FTIR) foi utilizada na identificação dos agentes de colagem, e na determinação da composição química de aditivos usados na produção de papel, e a comparação entre foxing manchas e áreas unfoxed foi deixada. Micro difracção de raios X foi usada para avaliar o enchimentos cristalinos na amostra. Cromatografia pirólise-gasosa / espectrometria de massa (Py-GC / MS) foi utilizada para análise química para identificar os componentes orgânicos e diferentes classes de compostos orgânicos.

The fingerprinting of the materials used in portuguese illuminated manuscripts: origin, production and specificities of the 16th century Anttiphonary paints from the Biblioteca Pública de Évora

This thesis focuses on the characterization of materials utilized within the illuminations of Codex 116c of Manizola, a large 16th century antiphonal housed in the Biblioteca Pública de Évora (BPE). Using various spectroscopic techniques (XRF, FTIR, Raman and SEM-EDS), a selection of illuminations were analyzed for pigment and binder identification. The manuscript was further analyzed using fiber optic reflectance spectroscopy (FORS), a non-invasive and portable analysis method ideal for use in illuminations. Using historical documentation and results gained from more extensive analysis of the manuscript, a collection of reference paint samples were created to be analyzed using this method. These samples serve as a reference not only to assist in the identification of pigments used within the manuscript, but also for future studies on similar materials allowing for a better understanding of manuscript production during the 16th century; RESUMO: O presente trabalho é dedicado à caracterização dos materiais utilizados na produção das iluminuras do Codex 116c da Manziola do espólio da Biblioteca Pública de Évora (BPE). Trata-se de um antifonário de grandes dimensões produzido no séc XVI que deverá ter pertencido à Livraria de São Bento de Cástris. A identificação dos materiais utilizados na produção das iluminuras pode ser feita através de análises científicas. No entanto, alguns dos componentes das tintas utilizadas, especialmente os pigmentos orgânicos (lacas) e algumas misturas, apresentam obstáculos à sua identificação por métodos não invasivos. Através de várias técnicas espectroscópicas (XRF, FTIR, Raman e SEM-EDS), foi analisado um conjunto representativo de iluminuras, de modo a identificar os pigmentos e os ligantes presentes nas tintas. O manuscrito foi também analisado por FORS, um método portátil e não invasivo, ideal para a análise de iluminuras. Com base em documentos históricos e nos resultados analíticos, foi criado um conjunto de amostras de referência para ser analisado com FORS. Com esta abordagem, pretende-se que estas amostras, especialmente as de lacas, sirvam de referência não só na identificação dos pigmentos no manuscrito como em estudos sobre materiais semelhantes, contribuindo para um conhecimento mais aprofundado sobre a produção de manuscritos no séc XVI.