江 勤，馬 蘭，孫紅燕，魏宏偉

(安徽博物院，安徽合肥 230000)

0 引 言

油畫，起源于15世紀，是材料技法、造型觀念和風格樣式自成一體的成熟畫種，代表了人文精神和科學意義上的視覺藝術[1]。油畫具有其創(chuàng)作材質復雜，對保存環(huán)境比較敏感的特性。各種環(huán)境因素如溫濕度的變化，灰塵的附著，昆蟲的侵害，空氣中酸性氣體的損壞，紫外線的照射等，對油畫的不同層次和各層次組合的穩(wěn)定性產(chǎn)生了不同程度的影響，尤其是油畫的顏料層出現(xiàn)了如龜裂、脫落、褪色等病害[2-3]，從而影響了油畫文物的歷史、藝術和科學價值，有些病害嚴重的油畫甚至無法滿足展覽和研究的需要。

油畫最明顯的老化特征就是顏料層開裂，裂紋類型包括干燥裂紋(drying cracks)、老化裂紋(aging cracks)以及機械裂紋(mechanical cracks)等。其中老化裂紋最常見，且形成原因復雜。光油層、顏料層以及支撐物的老化都會導致裂紋的產(chǎn)生。裂紋一旦產(chǎn)生就無法恢復，且保存條件不佳時，裂紋繼續(xù)劣化，導致顏料層浮起、剝落等[1]。因此，需要先使用無損或者微損的檢測手段對其材料和技法進行分析[4]，探尋裂紋的成因，再謹慎選擇修復材料和技術方法，并持續(xù)關注修復后的保存狀態(tài)。

1 裂紋產(chǎn)生原因分析

樣品油畫創(chuàng)作于20世紀80年代，存放在天津周恩來鄧穎超紀念館的庫房，曾長期展示過，所處環(huán)境均沒有溫濕度調控措施。畫面上的裂紋區(qū)域相對集中，裂縫邊緣鋒利，呈細微的網(wǎng)狀斷裂。背面透光觀察可知裂紋從繪畫支撐體(畫布)開始，穿透繪畫的所有層次(圖1～4)，符合老化裂紋的特征。該幅油畫的畫面顏色整體暗淡，可見刷涂上光劑的痕跡。用松節(jié)油(溫莎牛頓牌，法國進口，油畫顏料媒介系列，下同)混合無水乙醇溶液(體積比9∶1)滾擦畫面，觀察棉花棒上的物質判斷確實存在光油(圖5)。

圖1 顏料層裂紋1(正面)Fig.1 Pigment layer crack 1 (front)

1.1 紅外光譜分析

1.1.1樣品制備 使用傅里葉變換光譜分析該油畫光油層，并制備市售精制亞麻籽油(貝碧歐牌，油畫顏料媒介系列，下同)的老化樣品經(jīng)紅外光譜分析以作為參考，具體制樣的過程如下。

圖2 顏料層裂紋1(背面透光)Fig.2 Pigment layer crack 1 (transmitted from the back)

圖3 顏料層裂紋2(正面)Fig.3 Pigment layer crack 2 (front)

圖4 顏料層裂紋2(背面透光)Fig.4 Pigment layer crack 2 (transmitted from the back)

圖5 變黃的光油Fig.5 Yellowish varnish

1) 光油層取樣：用松節(jié)油混合無水乙醇溶液(體積比9∶1)制作蒸汽盒子(15 cm×10 cm×5 cm)局部覆蓋畫面光油層10 min，待光油被溶脹軟化后用手術刀小心刮取，觀察質地堅硬，顏色為黃褐色。

2) 市售精制亞麻籽油老化樣品制備：將精制亞麻籽油刷涂在載玻片上，室內自然干燥7 d后放入電熱恒溫鼓風干燥箱(功率850 W，控溫范圍10～250 ℃)持續(xù)受熱(80～250 ℃，40 min)至固化后用手術刀小心刮取，略有黏性，顏色為黃褐色。

1.1.2紅外光譜分析 紅外光譜儀為Nicolet 6700傅里葉紅外光譜儀(美國賽默飛世爾公司制造，掃描范圍4 000～400 cm-1)，具體方法為KBr壓片法測定紅外光譜。如圖6所示，3 428 cm-1為羧基中的O-H伸縮振動吸收峰，—CH2的反對稱伸縮振動吸收峰在2 927 cm-1處，剪式振動吸收峰在1 410 cm-1處，酯基中的C=O的伸縮振動吸收峰位于1 633 cm-1處，1 070 cm-1處為酯基中的C-O-C的伸縮振動吸收峰。該分析只能說明樣品中存在脂肪酸，對具體成分不能做出判斷。

圖6 光油樣品FTIR圖Fig.6 FTIR spectrum of varnish

紅外光譜法分析熱老化后的市售亞麻籽油樣品作為參考，如圖7所示。其中3 460 cm-1為羧基中的O-H伸縮振動吸收峰，—CH2的反對稱伸縮振動吸收峰在2 924 cm-1處，對稱伸縮振動吸收峰在2 850 cm-1處，剪式振動吸收峰在1 457 cm-1處。1 646 cm-1處出現(xiàn)了C=C雙鍵伸縮振動吸收峰，說明氧化尚未完全。1 745 cm-1處是酯基中的C=O的伸縮振動吸收峰[5]。

圖7 亞麻籽油老化樣品的FTIR圖Fig.7 FTIR spectrum of aged flaxseed oil

1.1.3光油的可能種類 對比發(fā)現(xiàn)，光油樣品紅外譜圖中的—CH2的伸縮振動吸收峰減弱，2 860 cm-1處的波峰幾近消失，推測是相關組分被分解的原因。兩種樣品在3 300～3 000 cm-1區(qū)域中都沒有出現(xiàn)=C-H特征吸收峰，說明不飽和鍵被氧化是發(fā)生老化的特征之一。由此推斷該油畫的光油中可能添加了干性油，經(jīng)過40余年的漫長歲月，光油樣品中的不飽和脂肪酸已被完全氧化，分解成短鏈的脂肪酸[6]。

亞麻籽油為淡黃色，主要成分為亞麻酸和亞油酸的甘油酯[7]，通過氧化不飽和雙鍵而干燥。我國早期的油畫家創(chuàng)作時并沒有上光油的意識，20世紀90年代之后樹脂類(達瑪樹脂、馬蒂樹脂)光油才開始在國內流行。該油畫的創(chuàng)作年份為20世紀80年代，當時的油畫家剛開始有刷光油的意識，往往會就地取材，調制含有干性植物油的光油在畫作上刷涂以提高光澤度，其中亞麻籽油最常見。亞麻籽油是油畫材料中常用的媒介劑，如果單獨用作上光油則干燥緩慢且耐久性差，完全干燥后變黃褐色，易開裂且十分難去除，這是干性油作為上光油的弊端，如今已經(jīng)不被當作保護光油使用了。

1.2 便攜式X熒光能譜分析

選擇畫面裂紋最集中的兩個區(qū)域，分別是白色顏料區(qū)域和棕色顏料區(qū)域，用XL3T便攜式X熒光能譜儀(美國賽默飛世爾公司制造)在畫面取點檢測(圖8)，檢測范圍是以標注的點為中心，直徑為8 mm，各位置點主要元素含量見表1。

圖8 便攜式XRF取點檢測Fig.8 Measurement points in PXRF on the painting

表1 各位置點的主要元素含量Table 1 Content of main elements at the points (10-6)

便攜式X熒光能譜儀檢測結果顯示，兩個區(qū)域的鋅元素含量都是最高，推測該幅畫的底子色料中含有鋅白(ZnO)，可能是畫家在制底的填充材料中使用了鋅白粉[8]，位置1處的白色顏料也是鋅白。鋅白的干燥速度最慢，大面積使用易脆化和開裂[9]。位置2處的棕色顏料為赭石，其中含有錳、鐵的化合物，干燥速度比較快。該油畫以直接畫法繪制，當上層的赭石已經(jīng)干燥時，下層的鋅白在沒有完全干燥的情況下仍在膨脹，就會導致上層顏料開裂[10]。

1.3 保存環(huán)境因素分析

據(jù)了解，該油畫的保存場所沒有溫濕度調控設備，冬季使用供暖設施，夏季使用空調制冷，環(huán)境溫濕度波動很大，且畫作長期靠墻展示。當畫背面的溫度低于正面，而空氣相對濕度高于正面時，空氣中的水蒸氣就會透過畫布向顏料層擴散。因為畫布和顏料層的膨脹與收縮并不同步，所以產(chǎn)生裂紋[11]。

機械裂紋有明顯的環(huán)狀裂紋特征，如圖9所示，畫框邊緣出現(xiàn)機械裂紋——“牽引力裂紋”，分析是布面油畫受到過度的平面張力時，即繃緊畫布的操作導致畫布邊緣出現(xiàn)裂紋。狹義上的機械裂紋僅限于受到外力作用的局部，一般出現(xiàn)在邊緣，伴隨著應力作用，裂紋會向畫面中心延伸，在空氣相對濕度波動較大的環(huán)境中長期保存，最終形成老化裂紋[1]。

雙口RAM的首要功能是存儲目標信號,因為后面的算法模塊包括多次迭代過程,中間需要進行多次目標信號的初始化。第2點功能是跨時鐘域,因為信號捕獲采集部分與算法模塊的時鐘頻率不同,由雙口RAM完成目標信號的跨時鐘域。該RAM的位寬是18位,深度是512,采用Xilinx FPGA自帶Block RAM配置而成,輸入端時鐘是400 MHz,輸出端時鐘是100 MHz。

圖9 畫布邊緣機械裂紋(背面)Fig.9 Mechanical cracks on the edge of the canvas(back)

在實際過程中，造成顏料層開裂的原因最有可能是多種因素共同作用的結果。如材料技法和機械作用力都會導致顏料層開裂，而長期在不適宜的條件下保存帶來的環(huán)境變化是形成老化裂紋的重要因素。

2 裂紋修復技術選擇

裂紋的存在本身是不可逆的，且存在延伸和擴散的風險，成為色層剝落的誘因。在修復填料選擇以及膠黏劑的適宜濃度和修復后保存條件等方面需要科學化的探索。

遵循最小干預原則，處理裂紋的措施主要是調整作品的保存狀態(tài)，加固穩(wěn)定其顏料層，并黏合顏料層裂紋邊緣的起翹，防止剝落。對于那些嚴重干擾作品視覺效果的裂紋，酌情進行填補。此處討論的修復方法是秉承最小干預原則，畢竟加固和填補都是對油畫的侵入式行為。

裂紋加固與填補的方法主要有兩種，一種是用色粉和蜂蠟制作色蠟來加固裂紋的同時填補，另一種是動物膠加固裂紋后，用碳酸鈣混合動物膠填補。色蠟加固法起源于18世紀的涂蠟法。加熱以后的色蠟具有良好的流動性，可以滲入裂紋中并迅速凝固，再55 ℃熨燙使其平整。在實際工作中，發(fā)現(xiàn)用色蠟小范圍填補木板油畫上的顏料層裂紋確實簡便易操作，但是在布面油畫或者紙板油畫上使用色蠟填補大面積的裂紋或者托裱后，蠟的滲透導致畫面光澤度以及肌理層改變(圖10)，且無法使用水溶性膠黏劑黏合顏料層起翹的地方，違背了可逆性原則[12]，故不作為本次修復技術的首選。

圖10 用蠟托裱前后的畫面Fig.10 Picture before and after mounting with wax

根據(jù)該油畫的繪畫技法和顏料層的開裂狀況，選擇用魚膠和碳酸鈣制成填料填充裂紋，用水性顏料在填補處接色，在相對固定的環(huán)境條件下保存一段時間，觀察其狀態(tài)。

2.1 修復材料制備原料

魚膠(顆粒)，25 g罐裝，湖南株洲產(chǎn)的魚鰾膠；碳酸鈣，分析純，無錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司；天然蜂蜜，無添加，安徽岳西縣養(yǎng)蜂場訂制；康師傅純凈水；自來水。

2.2 主要設備和工具

VH-Z20R超景深視頻顯微鏡，日本基恩士公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-2，國華電器有限公司；PB602-N電子精密天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；精確控溫熨燙器英國防護設備有限責任公司；溫莎牛頓牌圓頭貂毛勾線筆，天津柯雅美術材料有限公司；馬利牌水彩顏料套裝，上海實業(yè)馬利畫材有限公司。

2.3 魚膠制備

2.4 魚膠濃度選擇

制備的魚膠濃度為20%，分別稀釋至15%、10%、5%、3%，水浴加熱至60 ℃后添加等比例的天然蜂蜜，進行梯度實驗(表2)，分別測試膠液的固化時間、滲透性和固化后的成膜狀態(tài)，并用觸摸法測評常溫下不同濃度魚膠的黏度。

表2 常溫下不同濃度魚膠的成膜數(shù)據(jù)Table 2 Film formation data of different concentrations of fish glue at room temperature

依據(jù)實驗結果，選擇濃度為10%的魚膠，水浴加熱至60 ℃，添加天然蜂蜜，稍作冷卻后立即進行顏料層的加固和填補。

2.5 加固裂紋

按照最小干預的修復原則，顏料層的裂紋修復首先用添加了天然蜂蜜的魚膠(10%)加固裂紋。小心地用圓頭貂毛勾線筆蘸取少量魚膠，仔細從邊緣滲入裂紋，接下來將精確控溫熨燙器調到55 ℃，隔著一層涂硅薄膜紙熨燙裂紋(圖11)，并施以重物壓平整。待魚膠完全固化后，用溫水浸潤棉花棒清潔裂紋邊緣多余的魚膠。這種加固的方法適合處理各種顏料層裂紋，加固后如果顏料層裂紋不明顯則無需填充碳酸鈣填料。

圖11 加固裂紋Fig.11 Reinforcing the cracks

2.6 填補裂紋

加固后的顏料層裂紋視情況填充碳酸鈣，具體方法是將添加天然蜂蜜的魚膠(10%)調碳酸鈣至均勻后用圓頭貂毛勾線筆蘸取少量，小心填充進裂紋處(圖12)。

圖12 碳酸鈣填補裂紋Fig.12 Filling the cracks with calcium carbonate

裂紋填充碳酸鈣之后，輕輕用水擦拭掉裂紋邊緣的碳酸鈣，接下來用水彩顏料進行顏色填補(也稱“接色”)(圖13)。填補顏色之后，噴涂潤色上光劑(泰倫斯牌，Retouch Varnish，成分是合成樹脂、白精油)，待其干燥后依據(jù)顏色狀態(tài)，視情況用修復顏料修正顏色，最后噴涂啞光上光劑進行畫面保護(泰倫斯牌，Picture Varnish Matt，成分是合成樹脂、白精油、硅)。

圖13 水彩顏料填補裂紋Fig.13 Filling the cracks with watercolor

3 修復后保存狀況研究

3.1 填充效果顯微觀察

油畫在修復之后需要對其進行追蹤，記錄其病害修復效果以及保存環(huán)境條件等，為今后的保護與修復工作做原始資料積累。碳酸鈣作填料配合魚膠填補裂紋，修復區(qū)域見圖14，需要經(jīng)過相當長時間保存后觀察其表面變化，以此判斷這種方法的填充效果。實驗選擇的油畫樣品保存在本館油畫庫房，該庫房溫度年均值為(20±5)℃，相對濕度為(60±15)%；且于2015年12月底修復完成后即存放在庫房中，期間沒有出庫記錄。2019年8月，用VH-Z20R超景深視頻顯微鏡分別在100倍和200倍物鏡下(圖15)觀察其填充后裂紋。

圖14 修復區(qū)域Fig.14 Restored area

圖15 碳酸鈣填充裂紋Fig.15 Calcium carbonate-filled cracks

3.2 保存環(huán)境條件測試

考慮到木板作為支撐體的油畫對保存環(huán)境更為敏感，選擇2015年12月底修復完成的一幅館藏木板油畫作為實驗樣品。顏料層裂紋經(jīng)過魚膠加固，碳酸鈣填補后，表面噴涂了啞光上光劑(泰倫斯牌，Picture Varnish Matt，成分是合成樹脂、白精油、硅)，進入油畫庫房保存。該庫房長期關閉，也沒有展出，故不考慮光照對其影響，僅研究樣品油畫所處的環(huán)境溫濕度變化對顏料層修復后的區(qū)域產(chǎn)生影響。根據(jù)該庫房實際溫濕度波動情況，統(tǒng)計在各溫濕度下保存的累積天數(shù)(表3)，觀察顏料層形態(tài)變化。

表3 保存場所的溫度與相對濕度Table 3 Temperature and relative humidity of the storage

3.3 結果與討論

油畫所處的保存環(huán)境的溫度和相對濕度存在波動，長期在溫濕度波動大的環(huán)境中保存，會對油畫造成明顯的損害。油畫裂紋的修復過程本身是侵入式行為[13]，且無論是何種原因造成的顏料層裂紋均存在繼續(xù)劣化的風險。魚膠和碳酸鈣都會在后期發(fā)生劣化，造成裂紋再次出現(xiàn)甚至顏料層起翹脫落。第一步加固時，使用的魚膠和蜂蜜，都是用水溶解。作為溶劑的水會浸入顏料層下面的基底層。隨著加熱熨燙時的溫度升高，水分揮發(fā)，仍有少量水分滯留在基底層，并緩慢蒸發(fā)，導致隨后填充在裂紋中的碳酸鈣產(chǎn)生裂紋。

木板油畫的顏料層經(jīng)過整體加固，裂紋全部修復完成(圖16a)，隨著保存時間增加，出現(xiàn)了局部開裂，起翹，露出基底層。究其原因主要是保存環(huán)境中的相對濕度波動明顯。濕度升高，木板吸收空氣中的水分膨脹。短時間內濕度驟降，木板嚴重收縮，顏料層沒法適應木板收縮造成的活動，導致顏料層與基底層分離，即使是加固過的顏料層也會再次開裂、脫落(圖16b)。此外，保存環(huán)境溫度升高，加固過程中滯留在基底層的水分揮發(fā)加快，也會促使顏料層與基底層之間會形成空鼓，進而引發(fā)顏料層開裂，起翹，甚至脫落，示意圖見圖17。

圖16 修復完成時照片(a)和修復后新裂紋顯微照片(b)Fig.16 Photo after restoration (a) and micrograph of new cracks after restoration (b)

圖17 空鼓示意圖Fig.17 Diagram of pigment layer separation

由此可見，修復材料和保存環(huán)境條件共同作用，直接影響修復效果和周期。按照博物館館藏文物保存環(huán)境條件要求，修復后的油畫正確的保存環(huán)境條件是溫度15～25 ℃，相對濕度50%～60%，且盡量控制波動范圍越小越好[14-15]。

4 結 論

油畫修復技術不斷發(fā)展與進步，材料也日益環(huán)保與安全，每個時代的修復工作者對于裂紋的修復均是以保持的角度來考慮，即按照最小干預原則的指導，明確引發(fā)裂紋的誘因多種且復雜，裂紋一旦產(chǎn)生就不可逆。修復師首先應該采取的措施是調整作品的保存狀態(tài)，并通過有效的加固與回貼，穩(wěn)定其顏料層，以減緩顏料層進一步的起翹與脫落。另外，填充進裂紋的材料，一段時間后在裂紋內部有可能引發(fā)新的裂紋，這種裂紋雖然細微，但是仍有繼續(xù)發(fā)展的趨勢，支撐體和顏料層的膨脹與收縮不同步導致新裂紋的生成?？梢姡彤嬤@類材料復雜的文物類型，從創(chuàng)作完成到出現(xiàn)病害進行修復等，全生命周期各個階段的侵入性操作都有可能造成一定程度的損傷?，F(xiàn)代文物保護領域，有更多科技手段加持，對油畫文物進行妥善保管與修復，增強文物預防性保護的意識，關注油畫修復后的保存狀態(tài)，合理科學地進行展示，不僅利于藝術與文化的傳播，更是延長其生命周期的最佳措施。

致 謝：感謝天津周恩來鄧穎超紀念館的李勤、龐躍、王越老師對本研究的大力支持。