高温湿环境下的国画颜色褪变规律研究

摘 要：国画作品在长时间的保存中受到温湿度等各种因素的影响会产生老化。文中介绍了绘画材料及影响其老化的基本因素，通过在50℃和50%的湿度环境下进行72小时的实验，然后测量其光谱反射率和L*a*b*值，在Matlab软件中比较分析，得出了常用颜料的老化规律。

关键词：褪变规律；宣纸；老化规律；高温高湿

绘画艺术在其演变过程中，因创作背景、绘画方式和表达方式的不同而用不同的颜料，时光推移，绘画作品会发生不同程度的老化褪变，如纸张颜色变深，颜料颜色阶调变暗，颜料脱落等。研究画作的老化褪变规律，对艺术品的保存和复原，具有重要意义。

本文作者主要研究马利牌中国画颜料、水粉画颜料、水彩画颜料和丙烯颜料，对它们进行比较分析，并且针对绢布和宣纸（包括生宣和熟宣）进行老化实验研究，简要的总结颜料的性质和种类，用色度计采集颜料的数据，利于在实验前后进行对照，运用色彩学的相关知识分析实验结果，总结实验结论，得到四种绘画颜料的褪变老化规律。

1 绘画材料

绘画用材料主要有颜料及纸张或绢布。颜料又有国画颜料、水粉画颜料的区分，也有矿物颜料及植物染料的分类。

国画专用颜料一般包括植物、矿物和化工颜料三大种类。植物颜料来源于植物的根茎汁液，易褪色。矿物颜料主要来源于天然矿石，经加工处理后制作而成，如钛白、朱砂等。化工颜料包括曙红、大红等。

水粉画颜料是用颜料粉加水、胶和白粉按比例混合制成，有时还加入防腐剂，透明性差，遮盖力强。水彩与水粉颜料相差不大，但其浅色不能覆盖底色，其中的群青、赭石等颜色属于矿物颜料，单独使用或与别的色相混时易出现沉淀。由丙烯酸树脂、增稠剂、防腐剂、填充剂和色料等相互混合得到的丙烯颜料可以做到近似水粉的遮盖力和水彩的透明性，干燥速度快，绘画工序简单，兼有多种颜料的优点，应用也越来越多。

中国传统书画主要用宣纸，易于保存、经久不脆并且不会褪色，其原材料主要包括稻草和青檀。宣纸也有生宣、半生宣和熟宣的区别。熟绢是纸张出现之前的常用绘画材料，是生绢脱胶之后的称呼。绢布一般情况下耐酸碱性差，长久保存后，字画多呈现黄色，甚至出现折断现象。

2 影响颜料物质老化的因素

颜料及纸张等主要是高分子材料，在使用中，受热、氧、水、光等外界因素的影响，会产生老化而发硬、变色或失去强度，其本质是化学结构或者物理结构的改变。国画顏色的改变就是基于老化的作用而发生的。

温湿度是老化的首要因素。温度升高，高分子链的运动加剧，一旦超过化学键的离解能，就会引起高分子链的热降解或者基团脱落。水分对材料的溶胀以及溶解作用会使材料的聚集状态被破坏，甚至会发生聚集态的解体而损坏材料。对于结晶态的纤维或者塑料，湿度的影响不明显。

氧也是引起材料老化的主要原因，氧会使高分子链上形成高分子过氧化氢自由基或者过氧化物，并引起主链的断裂，使聚合物分子量显著下降，玻璃化温度降低，使聚合物老化变粘。光照会使聚合物分子链断裂。颜料在光的作用下，会使分子结构变化而褪色，紫外光的作用更为显著

化学介质渗透到高分子材料的内部时，也会使材料发生物化性能的变化。空气中有害气体会造成颜料的各种变化，如SO2气体形成酸，而无机颜料都是金属的碳酸盐或氢氧化物，SO2很容易与其中的金属元素形成黑色的硫化物而改变颜料色彩。SO2在氧化后会形成H2SO4，造成的危害更大。酸电离出的H+也会加速纸纤维的水解和化学反应。碱对颜料特别是酸性植物颜料危害很大，会使颜料发生水解失去活性而变色。

另外，微生物在一定环境条件下的活动也会对绘画作品产生影响。

3 老化实验概述

在四张白卡纸上分别画50个3×3cm的方格，分别用水粉、水彩、丙烯和国画四种颜料进行涂布。实验在HS-100恒温恒湿实验箱中进行，设置温度为50℃，湿度为50%，在自然干燥后的72小时内，白天每4h取一次样，晚上间隔10h取一次样，共取得13次样。使用X-rite spectroeye对色块进行测量，数据包括L*、a*、b*、X、Y、Z、主波长、sR、sG、sB以及350-750nm范围内的光谱反射率，并将所得数据通过程序导入Matlab中进行处理。

实验中，理想颜料的颜料载体是玻璃，使用白卡纸，使实验过程简单，但会使实验数据存在误差。实验是在假设颜料层涂覆的足够厚，纸张不足以影响颜料的光谱反射率情况下进行的， X-rite的spectroeye仪器测量的色差值较小，但是测量得出的光谱值仍然存在偏差，会对实验结果产生非常小的影响。

4 结果分析

结果表明，国画颜料颜色加深，变化最为明显；水粉颜料黄绿色明度降低，水彩中黄红色明度提高，蓝绿色明度下降，丙烯颜料中多数颜色老化后明度提高，宣纸明度降低，颜色发黄，绢布在实验过程中基本没有变化。

丙烯颜料性质相对稳定，在高温高湿的环境中表现较好。水粉颜料中的玫瑰红极不稳定，在高温湿度及日下照射下容易变色。水彩颜料中的赭石和青莲明度变化很小，老化之后颜色加深；国画颜料性能更不稳定。

在高温高湿环境中，藤黄稳定性良好，主要因其自身胶含量大，颜料分子被包裹其中，外界影响小。群青作为无机颜料，组成元素中含有化学性质活泼的Na，常温和加热时分别与氧气化合，和水剧烈反应，化学性质不稳定。

绢布在实验中的总体性能比宣纸稳定，但是在长时间的放置中仍会发生老化。宣纸在72h的老化过程中，明度值降低，并且有些微微泛黄，与古字画在保存过程中出现的问题一致，为了更好的验证宣纸的老化规律，需要加长老化时间。

本实验还有许多待改进处，如色块的均匀性，颜料、纸张老化规律仅是定性的分析，更准确的定量分析还不待研究。为了更好的发展中国绘画艺术，分析研究古人流传下来的画作是必不可少的，所以对颜料的褪变规律和宣纸绢布的老化规律的研究也是十分重要的。

参考文献：

[1] 纵浩.中国画颜料老化色差值分析[D].安徽：安徽大学，2005.

[2] 刘玲.浅谈水粉工具和水粉颜料的性能表现力研究[J].课程教育研究，2013（9）：206.

[3] 林明.丙烯——一种可以与油画平分秋色的绘画颜料[J].美术向导，2012（6）：76-78.

作者简介：

王伟（1993-），男，汉族，山东潍坊人，主要研究方向：包装印刷技术。