油畫的化學原理

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。

哪些化學特性賦予油畫明亮的光澤和深邃的暗部？

它們為什麼會開裂？

使用的是哪種油？

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在新鮮的蒲公英沙拉上使用油畫媒介安全嗎？

作為一名擁有17年經驗的油畫家，我曾在一家美術用品店工作，並且尤其不是化學家，我會盡力解釋。小心地滑，並記住在將清潔布放入金屬垃圾桶之前將其浸泡在水中。它們會自燃，您知道的。

顏料的定義介紹

所有美術顏料都具有一些使其與染料不同的特性。顏料本質上是粘性透明介質中結合的顏料顆粒，而染料或可溶於液體。因此，油畫顏料是油中結合的顏料，丙烯顏料是丙烯聚合物介質中結合的顏料，水彩顏料是水溶性介質（稱為阿拉伯樹膠）中結合的顏料。因此，織物染料和織物顏料不是同一回事。

如今，顏料管中可能含有其他助劑，這些助劑可以減慢或加快乾燥速度，賦予質感，或幫助頑固的顏料與介質結合。（廉價顏料通常含有過多的粘合劑，隨著時間的推移會導致變色 - 請檢視藝術家喬納森·林頓在他的部落格“理論與實踐”上的這篇文章，瞭解一些經驗測試。）但從根本上講，所有顏料都是顏料+介質。

簡短的歷史課

在西方藝術史中，油畫相對較快地取代了壁畫和蛋彩畫的流行地位。“弗萊馬勒大師”有時被認為是開始將油畫用於美術目的的實踐者，儘管通常錯誤地將功勞歸於範·艾克兄弟。事實上，工匠和藝術家此前已經使用油一段時間了。¹

油畫的優越品質使人們很容易理解為什麼它會取代其他媒介。壁畫，例如米開朗基羅的西斯廷教堂天花板，本質上是石膏中結合的顏料。你必須為一個區域的“一次性”或“一遍”混合足夠量的正確顏色，並估計在你眼前乾燥之前可以用它實現多少細節。因此，像創造亞當中上帝長袍或亞當皮膚的色調和陰影的微妙融合，必須在多個色塊中估算，每個色塊的顏料都在應用前混合。這是一項艱鉅的任務。另一方面，油畫可能要幾周才能完全乾燥：你可以玩弄它，糾正其色調，甚至從畫布上擦除錯誤，並在一個區域重新開始。混合變得可以進行實驗。

油的種類

即使在文藝復興時期，當油畫首次激發藝術家們全身心投入作為一種媒介時，也嘗試了多種油作為顏料的載體。它們的性質各不相同。

• 亞麻籽油 - 由亞麻製成，亞麻籽油因其柔韌性和抗裂性而最受歡迎。然而，它確實有隨著年齡增長而變黃的強烈趨勢。

• 核桃油、罌粟油和紅花油 - 這些稀薄、清澈如水的油不太可能變黃，但更容易開裂。

具有這些不同的特性，它們在實際繪畫中是如何發揮作用的呢？嗯，一位忍者神龜時代的大師說對了：對拉斐爾的蒙德十字架（1502-3）的分析表明，背景、人物和綠色長袍是用亞麻籽油繪製的，而藍天是用核桃油繪製的。² 這樣，由於主題的原因，人物和背景的泛黃是可以接受的權衡，但藍色天空被認為最好是開裂和鮮豔的藍色，而不是泛黃和光滑的。繪畫在下方

觀察顏料“乾燥”

水彩和丙烯顏料以水作為其介質的一部分 - 它們透過蒸發乾燥。但油畫顏料不是。它們透過所謂的催乾性質乾燥。也就是說，它們從空氣中吸收氧氣。這具有無描述性的定義：

（化學/元素與化合物）新增到液體中以促進乾燥的物質：用於油漆和某些藥物

本質上，油具有來自空氣的自氧化速率，它們吸收氧氣並硬化。我經常將此描述為將果凍放入封閉的容器中，並向其中新增大量菠蘿塊：油是果凍，空氣是菠蘿 - 你只能向封閉的碗中新增這麼多，它就會停止晃動。也許我的這個類比不太正確。但現在我想吃果凍了。

隨著油的硬化，會出現一個有趣的問題：氧氣透過顏料表面被吸收，這意味著如果顏料很厚，您會看到顏料膜上的“乾燥”速率與應用於畫布的第一層不同。表面可能已經變硬，而下面的油仍然像美味的檸檬果凍一樣柔軟。（警告：作為美術用品加工的油未被批准供人類食用。）

肥蓋瘦

油畫的主要吸引力之一是罩染。透過在相對透明的油介質中新增少量顏料，您可以非常微妙地為影像著色。這稱為罩染。大多數文藝復興時期的老大師（想想忍者神龜及其夥伴 - 阿爾特米西婭·真蒂萊斯基而不是艾普麗爾·奧尼爾）使用帶色底色，然後在頂部疊加幾層薄薄的彩色罩染層，以建立令人驚訝的逼真人物和場景。顏料膜的半透明性允許呈現複雜的膚色範圍。但隨後我們遇到了上層油性罩染層在下層（第一層）之前乾燥的問題 - 這就是裂紋的來源。

好的，另一個類比：想象一下頂部（最新）的油層在拉伸，因為它

乾燥硬化，並拉伸到最大限度。它的表面正在膨脹，因為它正在吸收氧氣（而不是蒸發水分）。現在，氧氣最終開始到達下層。它也拉伸並膨脹到最大限度。但是上面的層已經乾燥了，當下面的層拉動它時，它怎麼能再膨脹呢！？ >裂紋<

就像平底鍋上的大餅乾。將一塊未煮熟的餅乾滑到一塊煮熟的餅乾下面，一塊更大的餅乾，然後拉伸並加熱麵糰：當底部的餅乾乾燥並膨脹其表面時，它會使它現在在其表面拉伸的較小餅乾開裂。>裂紋< 吧唧吧唧。

為了解決這個問題，畫家們制定了“肥蓋瘦”規則。在每一層罩染層中，都向該層新增更多的油畫顏料。（顏料少，油多。）這樣，油性（肥）頂層開始吸收氧氣的速率將比隱藏的下層，油性較少（瘦）的層慢，並且希望它們將同時被氧氣飽和並硬化。

這也導致了其他的技巧和技術。如果在早期的罩染層中使用過少的油，它可能會覆蓋掉您想要透過所有薄而透明的罩染層展示的底層繪畫或繪畫。它也可能使顏料太糊狀和濃稠，這對於精細細節來說是不可行的。因此，在早期、較低的罩染層中，有時會新增松節油等溶劑。它們可以稀釋顏料，分散顏料顆粒，然後快速蒸發，留下剩餘的油，這些油將被另一層含有少量松節油和更多油的松節油+顏料+油層覆蓋。等等。

為了回答上面關於蒲公英沙拉的問題，油本身是無害的（儘管未加工成食品安全）。桌子上一個開啟的紅花油容器對呼吸造成的危害不會比桌子上用於麵包的特級初榨橄欖油、香醋和少量辣椒片更大。您尤其需要警惕的是溶劑。即使是一些無味的溶劑也含有有害蒸氣，儘管現在可以購買無毒替代品。如果有人有電子郵件請求，我很樂意推薦一些我嘗試過的（這不是電視購物廣告）。

顏料的守護聖徒

在文藝復興時期的義大利，畫家的守護聖徒是聖路加 - 他也是醫生的守護聖徒。畫家沒有自己的行會，他們與醫生屬於同一個行會。為什麼？除了聖徒本身的傳說之外，實際原因是畫家和醫生都經常光顧藥劑師以獲取藥品和藝術成分。

油性罩染中的顏料為藝術家增加了另一種屬性和挑戰，大約在150年前，藝術家們必須手工混合每批顏料。顏料顆粒並非都具有相同的大小，並且並非都以相同的速率分散在油介質中。這意味著某些顏色會含有更多的油，而另一些顏色會含有更少的油。是的，您看到了：遵循“肥蓋瘦”規則的罩染層最好以特定的順序應用，以減少硬化時產生的裂紋。

舉個例子，假設您正在畫一朵紅玫瑰，帶有所有細微的陰影和高光。為了在罩染層中獲得理想的效果，您可能需要按以下順序應用罩染層：錳藍、鎘紅、喹吖啶酮紅、茜素深紅。在大多數情況下，這對現代油畫家來說無關緊要，但即使在今天，它仍然可能產生影響。大多數真正的茜素深紅的含油量將是鉛基白色的兩倍。³

光線的反射

所有這些複雜的罩染有什麼意義？僅僅是為了混合顏色嗎？不僅僅是 - 它們為繪畫增添了光彩。您看，當光線進入硬化的油畫顏料膜時，它會穿過幾層不同的主要由透明顏料組成的層。有時，在反射回表面之前，它會從一種彩色顏料上反射回來，然後向下反射到下層，然後再反射出來。有時它會在單獨的罩染層的邊界上反射，然後再反射出來與您的眼睛相遇。這就是賦予油畫光澤和深邃黑色的原因。光線在複雜的多層及其彩色顏料中的舞動行為。

新油畫

將這段小小的後記視為另一天開始另一場對話的開端。

油畫為藝術家提供了必要的工具來創作影像，這些影像由於其較長的乾燥時間而易於糾正，並且由於其圖層而看起來會發光。作為一名油畫家，這些都是非常珍貴的品質。在過去的幾年裡，我們看到了另一種技術，它也珍視易於糾正和發光的這些相同品質。數字繪畫在ArtRage（用於建立上面的簡單影像）、Photoshop、Corel Painter和共享軟體Gimp等程式的推動下，其受歡迎程度呈爆炸式增長。Ctrl-z是新的溶劑，畫素是新的發光顏色。我不認為這是一個巧合。“弗萊馬勒大師”或揚·凡·艾克這樣的先驅者會如何利用當前的技術呢？

如果他們像我一樣，他們會想要嘗試新工具的便捷性，但仍然會將手指伸入粘稠的顏料中，聞到油的淡淡氣味，並玩弄他們的顏料。

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我希望您喜歡我在《大眾科學》部落格網路上為化學日所做的貢獻！

我不是化學家 - 我可能會犯錯。歡迎在評論中提出您自己的更正和建議。

參考書目

1. 藝術史，第四版。H.W. 詹森，由安東尼·F. 詹森修訂和擴充，1991年哈里·艾布拉姆斯公司，第425-426頁。（連結指向較新版本）

2. 藝術家手冊。雷·史密斯，2000年阿爾弗雷德·A·克諾夫出版社，第180頁

3. 藝術家手冊。雷·史密斯，2000年阿爾弗雷德·A·克諾夫出版社，第182頁