硫黄化合物と鉛白の混色による黒変


緒言

 鉛化合物である鉛白は、硫黄と反応すると硫化鉛を生成する。この硫化鉛が黒色であるため、硫黄化合物を含有する色との混色によって黒変し、彩度を低下させると言われることがある。

 

 硫黄化合物を組成とする主な顔料には、カドミウムイエロー(硫化カドミウム亜鉛)、カドミウムレッド(硫セレン化カドミウム)、ウルトラマリン(硫黄含有アルミノ珪酸ナトリウム錯塩)が挙げられる。

 こうした色と、鉛白(シルバーホワイトなど)を混色すると黒変が起こるといった内容の情報や記述は多く見られる。一部では、カドミウム系色との混色で黒変し、ウルトラマリンは黒変しないとも言われている。

 しかし、具体的な資料や文献が提示されている例が無かった。これらの情報が事実であるかどうか、また色に及ぼす影響を確認するべく実験を行った。

 

実験方法

 Winsor&Newton社油絵具のクレムニッツホワイト(純鉛白)に、カドミウムイエローペール、カドミウムレッド、フレンチウルトラマリンをそれぞれ筆でグラデーション混色した試験片を作成。通常の作品展示状態(※)を想定し、屋内の間接光が当たる場所に静置して、自然経過による色の変化を観察した。

 

※ここでの通常の作品展示状態とは、額縁にガラスをはめず、試験片に直接空気が接する状態とする。

 

 油絵具はいずれの色も同メーカーの専門家用グレードを使用し、実験期間中の室内で試験片に対する急激な温度・湿度の変化が生じないように注意しながら、常温にて1ヶ月単位で変化を観察した。また、比較のためにチタニウムホワイトと混色した試験片も同時に作成。

硫黄化合物と鉛白の混色による黒変-1

2009年 3月 30日 ~ 2013年 1月 23日

上記期間中、全ての試験片を屋内、常温で間接光照射

※ただし、試験片Ⓒ−2 は Ⓒ−3を1ヶ月間、直射日光下に置いたもの

※ここでの「クレムニッツホワイト」は、国産油絵具のシルバーホワイト(純鉛白)に相当する

 

結果および考察

試験片Ⓐ〜Ⓑ

 カドミウム系色と鉛白を混色したサンプルでは塗布後、約4年が経過した現在でも黒変・変色が確認されていない。

混色直後の色と比較しても差異がなく、黒変の兆候は見られなかった。

 

試験片Ⓒ

 ウルトラマリンと鉛白を混色したサンプルⒸ−2Ⓒ−3では、塗布後4ヶ月が経過した地点から徐々に黒変の進行が確認され、約3〜4年後にかけて黒変の進行は穏やかになった。

写真では彩度が低下し、緑がかった青へ色が変化しているのが確認できる。

 

 なお、Ⓒ−2は、Ⓒ−3を1ヶ月間直射日光に晒したものである。

太陽光の作用によってサンプルⒸ−2は黄変が低減したため、視覚的には黒変が緩和して青味を取り戻したように見えるが、混色直後の色と比較すると、やはり黒ずんで見えた。

 

 カドミウム系色は、通常の使用環境において鉛白と混色しても黒変を生じる可能性は極めて低い。一般的にカドミウム顔料は安定性の高い化合物であることからも、少なくとも常温での反応性は考えにくい。

 これに対し、ウルトラマリンは通常の使用環境においても比較的簡単に硫黄が遊離する性質があるため、鉛白との混色で硫化鉛を生成し、ある程度までは黒変する可能性があると言える。

 

(2013年1月23日 Lab. 「硫黄化合物と鉛白の混色による黒変」より)

 

追記

 ウルトラマリン顔料には、耐酸性グレードも存在する。耐酸性ウルトラマリンは、顔料の粒子が酸化ケイ素の透明な皮膜で覆われているため硫黄の離脱が抑えられ、また、鉛白との直接的な接触が生じないため、上記のような黒変が抑制される。