奈良教育大学学術リポジトリNEAR
日本古代土器の熱的性質について(その1)
著者 梅田 甲子郎
雑誌名 奈良教育大学紀要. 自然科学
巻 15
号 2
ページ 61‑67
発行年 1967‑02‑28
その他のタイトル Studies on the Thermal Properties of Japanese Old Potteries (I)
URL http://hdl.handle.net/10105/3314
日本古代土器の熱的性質について(その1)
梅 田 甲 子 郎 (奈良教育大学地学教室) (昭和41年9月30日受理)
Studies on the Thermal Properties of Japanese Old Potteries ( I ) K6shiro UMEDA
(Department of Earth Science, Nara University of Education, Nara, Japan) (Received Sept. 30, 1966)
In these studies, about twenty samples of Japanese old potteries of various ages, such as Jomon, Yayoi and Sueki, were physically and chemically invest‑
igated.
The results of studies are summarized as follows
( 1 ) The chemical compositions except water contents can not be character‑
istic of the ages.
(2) The potteries of the J6mon and Yayoi ages contain clay mineralswhich remain under low temperature, while those of the Sueki have mullite and crystobalite which occur at high temperature.
( 3) The differential thermal analysis shows that thepotteries of the Jomon and Yayoi ages were produced under low temperature and those of the Sueki were produced under comparatively high temperature.
(4) The [thermobalance indicates the considerable loss of quantity of the potteries of the J6mon and Yayoi ages between 100‑Cand 300‑ C. Thepotteries of the Sueki did not degrade their weights by heating until 1100‑C.
(5) On the basis of the above‑mentioned results, the writer considers that the potteries of the Jomon and Yayoi were firedbetween 600‑C and 700‑C, and those of the Sueki were heated between 900‑C and 1100‑C.
緒 昌
苗代土器についての各種の自然科学的方法による研究が,昭和37年度より40年度までの結合研 究「熱ルミネッセンスによる土器の年代測定」 (代表者:京都大学文学部考古学教室有光教一 教授)にひきつづき,昭和41年度よりの綜合研究「物理的化学的方法による土器の研究」 (代表 者:京都大学人文科学研究所薮内情教授)などにより行われている.筆者は上記の結合研究の 末端に名を達らねていたものの,何の具体的資料を出し得なかったが,今回,各時代の土器の示 差熱天秤による測定を行ったので,今までの実験結果とともに一応とりまとめ報告する.熱的
61
62 梅 田 甲 子 郎
性質には,熱膨張係数の測定なども重要であるが,それらは次の機会に発表したいと思う.
測定に使用した試料は,産地・年代の判明している土器を,京大考古学教室有光教授・小野山 節氏・奈良教育大学市川米太助教授より挺供して頂き,化学分析・ Ⅹ線回析は大阪大学教養部地 学教室田窪宏氏に依頼し,示差熱天秤による測定は京都大学理学部地質学鉱物学教室大学院学生 辻村超雄君・奈良教育大学地学専攻生米田正憲君に実施してもらったものを,とりまとめたにす ぎない形ともなり,また,将来,長年にわたって行われた綜合研究の成果は,統合して発表され ることであろうが,ここでは,いわば,中間報告的な意味で整理しておく.本報告書を草するに 当り,実験に関して種々御配慮御指導賜った上記の各位に対し,謝意を表す.また,本研究費の 大部分は文部省科学研究費に依存した.付記して感謝の意を表す.
各時代の土器の諸性質の概要
考古学教室より提供された土器の産地と年代は,第1表に示してある.
第1表 各種の土器の産地と時代
No. 産 地 時 代 1 縄文式土器
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香川県三豊郡仁尾町中蔦烏貝塚 滋賀県大津市石山寺辺町石山貝塚
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京都市左京区北白川別当町 和歌山県田辺市芳養町 京都市左京区北白川農学部構内 滋賀県大津市滋賀里町立村 大阪府中垣内
京都府乙訓郡神足 大阪府高槻市天神山 奈良市佐紀町平城宮城
三重県名賀郡依郡古村根石山口墳 大阪府堺市浜寺 経塚古墳
奈良県北葛城郡当麻村当麻寺憂陀羅堂 奈良県高市郡明日香村飛鳥寺出土 大阪府堺市陶器山
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縄紋早期 前7000年紀
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前4000年紀 縄 紋 中 期 前3000年紀 縄観後期 前2000年紀 縄紋 晩期 前1000年頃 弥生前期
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前前
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上記の土器その他に対し,今までに行われた化学分析・ Ⅹ線回折・顕微鏡観察その他の結果の 概要をのべる.
第2表 土器の化学組成 a 化学組成
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100.44 100.61 100.54 100.51 100.60 100.35 100.59 100.78
No.SiO2 Al203Fe203Fe O MgO CaONa20 K2O TiO2 MnO P205
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(1)コロイド状有機物(2)P% (3)その他S‑0.72% (4) 18の外表面ではFe203 3.17% FeO 2.02%
以上の分析値より,次の結論が得られる.
(1) H20+は維紋・弥生式土暑酎こ多く,須恵器には非常に少ないが,それ以外に,時代差を反 映する成分の差の特徴は認められない.
(2)地域差はかなり大である.
(3)化学組成のバラツキは縄紋式から弥生式,さらに須恵器となるほど小となる.
(4)中国古代土器に比すると一般にA1203が多く,現代の土器に比するとFeO+Fe,03が 多い.
b 鉱物 組成
上記の土器に対して, Ⅹ線回折を行って,主要鉱物を決定し,それらの主要な特定の網面間隔
64 梅 田 甲 子 郎
のピークの強度の比を次の第3表に示す.強度であるから,勿論,絶対量ではないが,ある程度 の参考にはなる.
第3表 各種鉱物のピークの相対強度
B石良
A石長
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長石A:灰長石に近い長石類 長石B :曹長石に近い長石類 粘土鉱物A: Kaolinite, Hallo‑
ysiteなどの二層構造の粘土鉱物 粘土鉱物B : Montmorillonite, Pyrophylliteなどの三層構 造の粘土鉱物
以上の値より,次の推論がなし得る.
(1)石英は必ず存在する
(2)長石の量は,縄紋式にはとくに多量に存在し,弥生式ではやや少なくなり,須恵器ではま れに含まれている.
(3)粘土鉱物・雲母類は,織紋式・弥生式には存在するが,須恵器にはない.
(4)クリストバライト・トリィデマイトは須恵器には必ず存在するが,弥生式にも少しは含ま れ,縄紋式にも存在の疑いがある.
(5)須恵器には必ずムライトが存在する.
C 顕微鏡による観察
(1)土器はいづれも,鉱物の結晶と,それをとりかこむガラス質物または粘土質物の雑然たる 混合物である.
(2)土器中の結晶の粒度は,例外を除いて,一般に,紙紋式・弥生式・須恵器の順に小とな り,また,陶汰度もこの境に良好となる.
(3) N0.2の土器は,角閃石の量が最も多いが,それ以外は石英が最も多量に存在する.とく に,須恵器では,石英以外は顕微鏡的結晶として認められない.
(4)結晶をとりまくマトリックスは,錐紋式および弥生式土器は結晶質,須恵器はガラス質な いし非晶質の場合が多い.
d 硬度と比重
(1)縄紋式土器の硬度は,最高がNo.l,6,7の2.5,最低がN0.5の1.5であり, 土器の最高は No.15の3.5,最低は
No.9,11の1であり,須恵器は最高は No.17の6.5,最低はNo.20の3.5で, 全般に年代順に硬度は高くなっている.
とくに須恵器は硬い.
(2)縄紋式の比重は,最大N0.2の2.20, 最小N0. 4の1.94,弥生式は最大No.10
の2.25,最小No.13の1.99,須恵器は 最大No.18の2.26,最小No.17の2. 16で 時代による差はないが,新らしいものほ ど,比重のばらつきが小となっている.
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加熱減量率
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土器の示差熟分析曲線と加熱減量曲線 土器の熱的諸性質のうち,示差熱分析曲線と 加熱減量とを一通り調べてみた.それらのうち 各時代の土器の曲線を3ケずっえらび出した.
第1図,第2図および第3図がそれぞれ,縄紋̀' 式土器,弥生式土器および須恵器の曲線であ
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縄紋式土器の示差熱分析曲線は,全般を通じ̀・・
て, SampleN0. 1とSampleN0.5のように, loo° ‑200‑でかなりの吸熱, 500。 ‑600‑で吸
熱 1000。前で発熱という類似した曲線であ る.一見カオリナイトの曲線に類似している が, 200。の吸熱は吸着水であり, 500 ‑600。の
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200" 400" 600。 IOuOノ
吸熱は石英の転移熱であるから,カオリナイト 第1図 繊紋式土器の示差熟分析曲線と加熱減量曲線
66 梅 田 甲 子 郎
は大部分は600。以上の熱を受けたものと考えてよい.ただ Sample N0.2のみが,曲線の形 が少し異なるが,これは,角内石が異常に多く粘土鉱物が少ないためと推定される.また加熱減 量は,すべて 100‑付近より著しく, 300‑‑400。付近より減量の速度が鈍り, 700。付近より 直線に近づく.当初の減量は吸着水が大部分で粘土鉱物中の結晶水が加わると考えられる.減量 は5%以上がふつうである.
弥生式土器の曲線は,大部分が維紋式のものに類似している.成分鉱物・生成還境が類似して いるからであろう.たとえば, Sample N0.9とSampleNo.14のように,示差熱分析曲線の 100‑‑200‑の吸熱 500。 ‑600‑の吸熱 900。 ‑1000‑の発熱という形と,加熱減量曲線の100。〜
200。までの急な上昇, 600。 ‑700‑付近でなだらかになる形が多い.減量も7%におよぶ.しか し, Sample No.15で示されるように,むしろ,つぎの須恵器の曲線に近いものもある.
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第2図 弥生式土讃の示差熟分析曲線と加熱減量曲線 第3園 須恵器の示差熱分析曲線と加熱減量曲線 須恵器の曲線は雑紋式とはかなり形が異ってくる.その示差熱分析曲線は1000‑までは石英 の転移点における僅かな吸熱以外には発熱・吸熱が認められず,ほとんど直線的である1100‑
をすぎた所で,多少の吸熱,つづいて発熱がある.ムライト・クリストバライトの増加のためと 推定される.減量曲線は,全般に直線に近く,減量はほとんどないが, 1100。をすぎると,僅か に減量する.その減量も多くても1%以内である.
結 論
土器の熱的諸性質の研究の主要な目的は,土器の加熱の際の温度・時間・酸化あるいは還元状 況かなどの作成還境の推定にある.従来までは,類似の土器を焼成してみて,それとの比較よ ら,焼成温度を推定していたようである.今回の試みは,化学組成・鉱物の組合せ・熱的性質な どの物理的・化学的角度から推定しようとする努力である.しかし,土器の焼成温度そのもの が,常に一定であったとは考えられないし,加熱時間・酸化還元状況も同様である.したがっ て,上記の諸性質が解明されたとしても,決定的事実は断言し得ないであろう.ただ,主として 加熱されていた温度の推定ぐらいは可能であろう.
現在までに得られた結果よりの推定では,縄紋式土器は主として600‑‑700。程度の低温で焼成 されたものであろう.また,弥生式土器は維紋式土器の焼成温度と同程度,または僅かに高いか も知れぬという程度であろう.須恵器は高温で生成される鉱物を含んでいるが,示差熱分析曲線
・加熱減量曲線からみて, 900。 ‑1100‑で焼成されたものであろう.何分複雑な土器のことであ るから,今後もいろいろな方法により,一層正確な推論を出したいと思う.
文 献
(1)周仁・張福康・鄭永田 (1964) :我国黄河流域新石器時代和殿周時代別陶工芸科学 考古学報 1964年第1期
(2)桜川貞雄(1962) :陶磁器読本 春秋社
(3)土器関係綜合研究グループ(未発表) :近畿地方出土の古代土器に関する鉱物的化学的研究
