塗装に使用される乾性油に含まれる不飽和脂肪酸は、空気と接触すると酸素を吸収して 3D ネットワークを形成する傾向があります。
数年前、誕生日の1週間後に友人から油絵を受け取りました。それは、冬を背景にした美しいサクランボの絵で、「誕生日前に送りたかったのですが、絵の具が乾きませんでした」と書かれていました。目で見て絵を眺めているうちに、化学者の脳がさまよってしまいました──油絵の具の乾きが遅いのはなぜですか？何かが溶媒の蒸発を遅らせていますか?
その答えを探ると、2 つのことが明らかになりました。1) 油絵の具の乾燥は、実際には乾燥していません。 2) 乾燥プロセスが遅いため、アート犯罪の検出に役立ちます。
さて、これらのエンドポイントを詳しく調べる前に、塗料について簡単に復習しましょう。
塗料の仕組み
ほとんどの塗料は、塗料に色を与える顔料粉末、塗装時に顔料を表面に付着させる結合剤、塗料をより広げやすくする溶剤または塗料シンナーの 3 つの主要な成分で構成されています。これらの成分とは別に、一部の塗料には、抗菌性、防水性、暗闇で光るなどの特殊な特性のための化学添加物も含まれています.
塗料の主要成分
ほとんどの絵具 (油絵具を除く) は、ミネラル スピリット、アセトン、テレビン油などの揮発性有機液体を使用します。このような絵具が表面に塗布され、空気に触れると、溶媒分子が混合物からゆっくりと逃げ始めます。これにより、バインダー顔料の分子がより近くなり、乾燥した均一な塗料の層ができます。
塗料が乾燥する際の強い臭いは、通常、添加した溶剤が蒸発することによって発生します。壁用の乳剤や、木材や布地用のアクリルは、塗装後 2 時間以内に手触りが乾いたように感じることがあります。これは、アートで使用されるさまざまな種類の塗料に関する別の記事です。
油絵の具はどのように乾くのですか?
前述のように、乾燥すると水分や溶剤が失われるため、油絵の具は乾燥しません。これらはどちらも、表面が油絵の具でコーティングされた後は発生しません。油絵具の悪名高い挙動の原因となる現象は、重合です。
油絵の具は、顔料と油を一緒にすりつぶして滑らかなペーストにすることによって作られます。これらの塗料には、乾燥後に弾力性のある層を形成し、時間の経過とともに酸敗したりべたついたりしない特定の種類の油が必要です。キッチンの片隅に置き忘れた 1 週間前のフライド ポテトのようなにおいがする明るい牧草地の絵を想像してみてください。
絵画に使用される乾性油は、通常、アマニ、クルミ、ケシなどの植物源に由来します.これらの植物ベースのオイルは、トリグリセリド、グリコールのエステル、および脂肪酸の 3 つの主要な化合物で構成されています。これらの脂肪酸のほとんどは多価不飽和です。つまり、複数の炭素-炭素二重結合であり、他の化学物質と反応する準備ができています.
絵の具を容器から取り出して表面に塗ると、多価不飽和脂肪酸がゆっくりと働き始めます。それらは空気から酸素を吸収し、フリーラジカル重合を起こします。このプロセス中に、より小さい分子が集まり、互いに架橋結合を形成します。これらの相互リンクは、絡み合った 3 次元ネットワークに変わります。
オイルが酸化するにつれて、3D ネットワークが成長し、最終的に塗料が固化します。このプロセス全体は、油絵の具の硬化としても知られています。
油絵の具の固化
この化学プロセス全体は、塗料が触って乾いても止まりません。塗膜の厚みにもよりますが、長期間、時には数十年も持続します。酸素は表面から吸収されるため、内層の反応速度は外層に比べてはるかに遅くなります。
油絵のもうひとつの魅力は、硬化の初期段階で、絵具が酸素を得て重くなることです。しかし後期になると、軽量で揮発性の分子が乾燥した塗膜から逃げるため、重量が減少します。この減量により絵が収縮し、古い油絵に見られるおなじみのひび割れが生じます。信じられないかもしれませんが、これらの亀裂と退屈な硬化プロセスは、美術品の詐欺や偽造に対する証拠として機能する可能性があります.
硬化が遅いと偽造者を捕まえるのにどのように役立ちますか?
絵具に使用されている油の性質により、絵具は古くなるにつれて硬くなり、ひび割れが始まります。外の世界にとっては油を使うことの欠点のように見えるかもしれませんが、美術史家や法医学の専門家にとっては必要悪です.
たとえば、オークション ハウスが、売り手が 17 世紀の有名な芸術家レンブラントのオリジナル作品であると主張する絵画を受け取ったとします。これらの時代物の作品は大金 (数千万ドル) の費用がかかる可能性があるため、当局はオークションに出す前に芸術品がオリジナルであることを確認する必要があります。
最初のステップは目視検査で、ひび割れ ( 亀裂のネットワーク）。偽造品の場合、塗りたての油は簡単には割れないため、絵にひびが入っていない可能性があります。
ただし、偽造者はこれを回避する方法を見つけました。パチパチという効果を偽造するために、彼らはしばしば絵を太陽の下に置いたり、絵の具を固めるためにしばらく焼いたりします.十分に固まったら、乾いた絵の上でボールを転がしたり、円柱の上で転がしてひびを入れたりします。
専門家もすぐにこのトリックを見つけ出し、細かいダスト ラインを探し始めました。絵が世に出ると、ほこりがたまり始め、ときどきヒビ割れに入り込んでそこにたまることがあります。この「テル」は、古いほこりのような錯覚を生み出すために、暗いインクで亀裂を埋めることによっても打ち消されました.この魅力的ないたちごっこゲームの詳細については、ここをクリックしてください。
ただし、法医学者は、顕微鏡を使用することで、ゲームでそれらを打ち負かすことができます.肉眼では細かいヒビ割れは 1 次元に見えるかもしれませんが、高倍率の顕微鏡で見ると、干ばつに見舞われた土地のひび割れのように見えます。したがって、顕微鏡を使用すると、専門家は、実際にほこりがあるかどうか、またはインクで満たされただけかどうかを判断するのに役立ちます.
ひび割れが顕微鏡でどのように見えるかを表したもの。 (写真提供:pixabay/shutterstock)
もう 1 つの強力な検出ツールは X 線写真です。これにより、専門家は塗料のさまざまな層を調べることができます。これは、クラックが最上層に限定されているかどうか、つまり比較的新しいものかどうかを判断するのに役立ちます。ヒビが塗料のすべての層に深く入っている場合、これは本当に古い絵であることを示しています。
油絵のX線写真。 (写真提供:Rogers Fund/Creative commons)
結論
次回、油絵の乾きが遅いと文句を言う人がいたら、座ってその背後にある化学的性質と画材の利点を説明してください。
さて、出発する前に、すべての始まりとなった絵を見てみましょう…
