高溫濕環(huán)境下的國(guó)畫(huà)顏色褪變規(guī)律研究

摘 要：國(guó)畫(huà)作品在長(zhǎng)時(shí)間的保存中受到溫濕度等各種因素的影響會(huì)產(chǎn)生老化。文中介紹了繪畫(huà)材料及影響其老化的基本因素，通過(guò)在50℃和50%的濕度環(huán)境下進(jìn)行72小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，然后測(cè)量其光譜反射率和L*a*b*值，在Matlab軟件中比較分析，得出了常用顏料的老化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：褪變規(guī)律；宣紙；老化規(guī)律；高溫高濕

繪畫(huà)藝術(shù)在其演變過(guò)程中，因創(chuàng)作背景、繪畫(huà)方式和表達(dá)方式的不同而用不同的顏料，時(shí)光推移，繪畫(huà)作品會(huì)發(fā)生不同程度的老化褪變，如紙張顏色變深，顏料顏色階調(diào)變暗，顏料脫落等。研究畫(huà)作的老化褪變規(guī)律，對(duì)藝術(shù)品的保存和復(fù)原，具有重要意義。

本文作者主要研究馬利牌中國(guó)畫(huà)顏料、水粉畫(huà)顏料、水彩畫(huà)顏料和丙烯顏料，對(duì)它們進(jìn)行比較分析，并且針對(duì)絹布和宣紙（包括生宣和熟宣）進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)研究，簡(jiǎn)要的總結(jié)顏料的性質(zhì)和種類(lèi)，用色度計(jì)采集顏料的數(shù)據(jù)，利于在實(shí)驗(yàn)前后進(jìn)行對(duì)照，運(yùn)用色彩學(xué)的相關(guān)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，得到四種繪畫(huà)顏料的褪變老化規(guī)律。

1 繪畫(huà)材料

繪畫(huà)用材料主要有顏料及紙張或絹布。顏料又有國(guó)畫(huà)顏料、水粉畫(huà)顏料的區(qū)分，也有礦物顏料及植物染料的分類(lèi)。

國(guó)畫(huà)專(zhuān)用顏料一般包括植物、礦物和化工顏料三大種類(lèi)。植物顏料來(lái)源于植物的根莖汁液，易褪色。礦物顏料主要來(lái)源于天然礦石，經(jīng)加工處理后制作而成，如鈦白、朱砂等。化工顏料包括曙紅、大紅等。

水粉畫(huà)顏料是用顏料粉加水、膠和白粉按比例混合制成，有時(shí)還加入防腐劑，透明性差，遮蓋力強(qiáng)。水彩與水粉顏料相差不大，但其淺色不能覆蓋底色，其中的群青、赭石等顏色屬于礦物顏料，單獨(dú)使用或與別的色相混時(shí)易出現(xiàn)沉淀。由丙烯酸樹(shù)脂、增稠劑、防腐劑、填充劑和色料等相互混合得到的丙烯顏料可以做到近似水粉的遮蓋力和水彩的透明性，干燥速度快，繪畫(huà)工序簡(jiǎn)單，兼有多種顏料的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用也越來(lái)越多。

中國(guó)傳統(tǒng)書(shū)畫(huà)主要用宣紙，易于保存、經(jīng)久不脆并且不會(huì)褪色，其原材料主要包括稻草和青檀。宣紙也有生宣、半生宣和熟宣的區(qū)別。熟絹是紙張出現(xiàn)之前的常用繪畫(huà)材料，是生絹脫膠之后的稱(chēng)呼。絹布一般情況下耐酸堿性差，長(zhǎng)久保存后，字畫(huà)多呈現(xiàn)黃色，甚至出現(xiàn)折斷現(xiàn)象。

2 影響顏料物質(zhì)老化的因素

顏料及紙張等主要是高分子材料，在使用中，受熱、氧、水、光等外界因素的影響，會(huì)產(chǎn)生老化而發(fā)硬、變色或失去強(qiáng)度，其本質(zhì)是化學(xué)結(jié)構(gòu)或者物理結(jié)構(gòu)的改變。國(guó)畫(huà)顏色的改變就是基于老化的作用而發(fā)生的。

溫濕度是老化的首要因素。溫度升高，高分子鏈的運(yùn)動(dòng)加劇，一旦超過(guò)化學(xué)鍵的離解能，就會(huì)引起高分子鏈的熱降解或者基團(tuán)脫落。水分對(duì)材料的溶脹以及溶解作用會(huì)使材料的聚集狀態(tài)被破壞，甚至?xí)l(fā)生聚集態(tài)的解體而損壞材料。對(duì)于結(jié)晶態(tài)的纖維或者塑料，濕度的影響不明顯。

氧也是引起材料老化的主要原因，氧會(huì)使高分子鏈上形成高分子過(guò)氧化氫自由基或者過(guò)氧化物，并引起主鏈的斷裂，使聚合物分子量顯著下降，玻璃化溫度降低，使聚合物老化變粘。光照會(huì)使聚合物分子鏈斷裂。顏料在光的作用下，會(huì)使分子結(jié)構(gòu)變化而褪色，紫外光的作用更為顯著

化學(xué)介質(zhì)滲透到高分子材料的內(nèi)部時(shí)，也會(huì)使材料發(fā)生物化性能的變化。空氣中有害氣體會(huì)造成顏料的各種變化，如SO2氣體形成酸，而無(wú)機(jī)顏料都是金屬的碳酸鹽或氫氧化物，SO2很容易與其中的金屬元素形成黑色的硫化物而改變顏料色彩。SO2在氧化后會(huì)形成H2SO4，造成的危害更大。酸電離出的H+也會(huì)加速紙纖維的水解和化學(xué)反應(yīng)。堿對(duì)顏料特別是酸性植物顏料危害很大，會(huì)使顏料發(fā)生水解失去活性而變色。

另外，微生物在一定環(huán)境條件下的活動(dòng)也會(huì)對(duì)繪畫(huà)作品產(chǎn)生影響。

3 老化實(shí)驗(yàn)概述

在四張白卡紙上分別畫(huà)50個(gè)3×3cm的方格，分別用水粉、水彩、丙烯和國(guó)畫(huà)四種顏料進(jìn)行涂布。實(shí)驗(yàn)在HS-100恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)箱中進(jìn)行，設(shè)置溫度為50℃，濕度為50%，在自然干燥后的72小時(shí)內(nèi)，白天每4h取一次樣，晚上間隔10h取一次樣，共取得13次樣。使用X-rite spectroeye對(duì)色塊進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)包括L*、a*、b*、X、Y、Z、主波長(zhǎng)、sR、sG、sB以及350-750nm范圍內(nèi)的光譜反射率，并將所得數(shù)據(jù)通過(guò)程序?qū)隡atlab中進(jìn)行處理。

實(shí)驗(yàn)中，理想顏料的顏料載體是玻璃，使用白卡紙，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，但會(huì)使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在誤差。實(shí)驗(yàn)是在假設(shè)顏料層涂覆的足夠厚，紙張不足以影響顏料的光譜反射率情況下進(jìn)行的， X-rite的spectroeye儀器測(cè)量的色差值較小，但是測(cè)量得出的光譜值仍然存在偏差，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生非常小的影響。

4 結(jié)果分析

結(jié)果表明，國(guó)畫(huà)顏料顏色加深，變化最為明顯；水粉顏料黃綠色明度降低，水彩中黃紅色明度提高，藍(lán)綠色明度下降，丙烯顏料中多數(shù)顏色老化后明度提高，宣紙明度降低，顏色發(fā)黃，絹布在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基本沒(méi)有變化。

丙烯顏料性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，在高溫高濕的環(huán)境中表現(xiàn)較好。水粉顏料中的玫瑰紅極不穩(wěn)定，在高溫濕度及日下照射下容易變色。水彩顏料中的赭石和青蓮明度變化很小，老化之后顏色加深；國(guó)畫(huà)顏料性能更不穩(wěn)定。

在高溫高濕環(huán)境中，藤黃穩(wěn)定性良好，主要因其自身膠含量大，顏料分子被包裹其中，外界影響小。群青作為無(wú)機(jī)顏料，組成元素中含有化學(xué)性質(zhì)活潑的Na，常溫和加熱時(shí)分別與氧氣化合，和水劇烈反應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。

絹布在實(shí)驗(yàn)中的總體性能比宣紙穩(wěn)定，但是在長(zhǎng)時(shí)間的放置中仍會(huì)發(fā)生老化。宣紙?jiān)?2h的老化過(guò)程中，明度值降低，并且有些微微泛黃，與古字畫(huà)在保存過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題一致，為了更好的驗(yàn)證宣紙的老化規(guī)律，需要加長(zhǎng)老化時(shí)間。

本實(shí)驗(yàn)還有許多待改進(jìn)處，如色塊的均勻性，顏料、紙張老化規(guī)律僅是定性的分析，更準(zhǔn)確的定量分析還不待研究。為了更好的發(fā)展中國(guó)繪畫(huà)藝術(shù)，分析研究古人流傳下來(lái)的畫(huà)作是必不可少的，所以對(duì)顏料的褪變規(guī)律和宣紙絹布的老化規(guī)律的研究也是十分重要的。

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作者簡(jiǎn)介：

王偉（1993-），男，漢族，山東濰坊人，主要研究方向：包裝印刷技術(shù)。