出土木 製品の科学的保存処理方法 の研究

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奈 良大 学 大 学 院 研 究 年 報 第16号(2011年)

《修士論文要 旨》

出土木 製品の科学的保存処理方法 の研究

植 村 明 男*

1は じ め に

出土 木 製 品 の科 学 的保 存処 理 法 は そ れ ぞ れ特 徴 が 異 な っ て お り、保 存 処 理 を行 な う遺 物 の 状 態 や形 状 等 を考 慮 した 上 で どの保 存 処 理 法 が 一 番 適 してい る か を選 択 しな け れ ば な ら ない 。 そ の た め に もまず 、大 切 な の は 各処 理 方 法 が どの よ う な特 徴 を有 して い る の か 正確 に把 握 す る必 要 が あ る。

今 回、 比 較 対 象 と した保 存 処 理 法 は、 多 くの 保 存 処 理 に用 い られ て い る こ と と有 機 溶 剤 を使 用 せ ず に比 較 的 安 全 に処 理 を行 な え る こ と な どの 理 由 か ら、 水 溶 性 の保 存 処 理 法 を 実 際 に行 ない 、 各 保 存 処 理 方 法 の 特 徴 を確 認 す る と と もに い くつ か の項 目 を設 け 、比 較 ・検 討 す る こ と に した。

ポ リエ チ レ ン グ リコ ・・・…ル(以 下 、PEGと 記 す)含 浸 法 は比 較 的 高 い 寸 法 安 定 性 を有 して い る も の の 処 理 期 間 が 長 期 化 す る こ とな どの課 題 が しめ され て い る 。 そ の ため 、PEG含 浸 法 を改 良 し、

処 理 期 間の 短 縮 化 を 目的 とす る新 方法 と従 来 の保 存 処 理 方 法 との比 較 ・検 討 を行 う こ と に した。

真 空 凍 結 乾 燥 法 に 関 して も三 断 面 に よ る乾 燥 速 度 の 違 い な ど真 空 凍 結 乾 燥 法 の 基 礎 的 な事 項 の 確 認 を行 っ た。 ま た 、処 理 後 の 環 境 の 変 化 に対 して の 表 面 処 理 の有 効 性 や 減 圧 含浸 との併 用 法 よ

る処 理 期 間 の 短 縮 化 な ど様 々 な視 点 か ら実 験 を行 っ た。

本 修 士 論 文 で は、 各 処 理 方 法 の 特 徴 を把 握 す る と と も に処 理 期 間 の短 縮 化 と真 空 凍 結 乾燥 法 の 基 礎 的 な事 項 の 確 認 を 目的 と して 実験 を行 っ た。

皿 実験概要

2‑1比 較 実 験

下 記 の 処 理 方 法 の 特 徴 を確 認 す る こ と と処 理 期 間の 短 縮 を 目 的 と して考 案 した 新 方 法 の 有 効性 を確 認 す る こ と を 目的 と して行 っ た 。

PEG浸 含 法 ・糖 ア ル コー ル浸 含 法 ・真 空 凍 結 乾 燥 法 に加 え て 、処 理 期 間 短 縮 す るた め に考 案 し た新 方 法 で あ る 、PEGを100%ま で 含 浸 させ ず に80%時 に溶 液 か ら取 り上 げ 、 そ の後 、常 温 で 乾 燥 させ る方 法 と濃 度 上 昇 を20%ご とで は な く25%ご と に し、 濃 度 上 昇 回数 を4回 に減 少 させ る方 法 の 六 方 法 を行 い 、樹 種 は、 ケ ヤ キ材 を用 い て行 っ た。

比 較 項 目 と して は、 「処 理期 間 」 ・ 「重 量 」 ・ 「寸 法 安 定 性 」 ・ 「色 調 」 ・ 「光 沢 度 」 ・ 「内 部 観察 」 ・ 「高 湿 度 下 で の 重量 変 化 」 の七 項 目で行 い 、処 理 法 間 で の 比 較 を行 った 。

平成21年 度*文 学研 究科文化財 史料学専攻

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植村:出 土木 製品の科学的保存処理方法の研 究

2‑2真 空 凍 結 乾 燥 法 にお ける 基礎 的 実 験

真 空 凍 結 乾 燥 法 に お け る基 礎 的実 験 は 、3つ の実 験 か ら構成 さ れ て い る 。1つ 目 は 、 三 断 面 の 乾 燥 速 度 の 違 い に つ い て で あ る(以 下 、 乾 燥 実 験 と記 す)。2つ 目は ・ 真 空 乾 燥 後 に樹 脂 塗 布 を 行 い そ の 有 効 性 を確 認 す る もの で あ る(以 下 、 塗 布 実 験 と記 す)。3つ 目 は 、真 空 凍 結 乾 燥 と減 圧 含 浸 の併 用 法 の 可 能 性 につ い て で あ る(以 下 、併 用 実 験 と記 す)。 樹 種 は 、 三 実 験 全 て ム ク ノ

キ材 を用 い て行 っ た。

乾 燥 実 験 は、 真 空 凍 結 乾 燥 時 に三 断 面 の どの 面 を上 向 きに す る か に よっ て 、乾 燥 速 度 に どの よ う な違 い が 出 るか を確 認 す る こ とを 目的 と して行 っ た 。

塗 布 実 験 は、 樹 脂 塗 布 に よる 防水 効 果 の確 認 を 目的 と して行 っ た 。

併 用 実 験 は、 減 圧 含 浸 法 の 出土 木 製 品 の保 存 処 理 へ の有 効 性 を示 す こ とを 目的 と して行 った 。

皿 結 果

3‑1比 較 実 験

PEG含 浸 法 で 表 面 処 理 を 行 う も の をPEG法 一1、表 面 処 理 を行 わ な い も の をPEG法 一2、80%時 溶 液 か ら 取 り 上 げ 、 そ の 後 、 常 温 で 乾 燥 さ せ る 方 法 をPEG法 一3と濃 度 上 昇 を20%ご と で は な く 25%ご と に し、 濃 度 上 昇 回 数 を4回 に 減 少 さ せ る 方 法 をPEG法 一4と し た 。 樹 種 は ケ ヤ キ 材 を 用 い て 行 っ た 。

(1)保 存 処 理 期 間 … … ・PEG含 浸 法 一1150日 ・PEG含 浸 法 一2148日

・PEG含 浸 法 一3141日 ・PEG含 浸 法 一4128日

・糖 ア ル コ ー ル 含 浸 法130日 ・真 空 凍 結 乾 燥 法45日 (2)重 量 … … ・PEG含 浸 法 一1107.73%(+7.73%)・PEG含 浸 法 一2

・PEG含 浸 法 。394 .72%(‑5.28%)・PEG含 浸 法 一4

・糖 ア ル コ ー ル 含 浸 法106 .03%(+6.03%)

・真 空 凍 結 乾 燥 法50 .94%(‑49.06%)

108.93%(十8.93%) 108.41%(十8.41%)

(3)寸 法 安 定 性 … … 寸 法 面 で はPEG法 一1でひ び割 れ が発 生 した他 は10%を 超 え る 目立 っ た収 縮 は 見 られ な か っ た。3次 元 デ ー タ をみ る とPEG含 浸 法 は 柾 目面 に 変 形(凹 み) が起 こ りや す い とい う傾 向 が あ る 。 特 にA‑5な どは 目で み て わ か る ほ どの変 形 が発 生 して い るが 、 木 口面 は他 の面 に比 べ る と変 形 な ど は少 な く安 定 して い る 。糖 アル コ ー ル含 浸 法 は一 次 乾 燥 時 に ひび 割 れ が 発 生 したが 、寸 法 的 に は収 縮 が見 られ なか っ た。 三次 元 デ ー タ をみ る と糖 アル コ ー ル含 浸 法 は板 目 面 で変 形 が 起 こ りや す い とい う傾 向 が あ る。 真 空 凍 結 乾 燥 法 は ひ び割 れ は発 生 した が、 糖 ア ル コ ー ル含 浸 法 ほ ど激 しい ひ び割 れ は発 生 しな か っ た 。 肉 眼 で は確 認 で きな い よ うな微 細 な ひ び 割 れ も発 生 した。 三 次 元 デ ー タか らを み

る と真 空 凍 結 乾 燥 法 は 目立 っ た変 形 もな く、 処 理 が 完 了 して い る。

(4)色 調 … …PEG含 浸 法 一1はPEG含 浸 法 表 面 処 理 を行 うた め 、PEG法 特 有 の表 面 が 黒 くな る こ と は なか った が 、表 面 処 理 時 に木 口 面 に ひ び割 れが 発 生 した 。PEG法 一2は表 面 処 理 を

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奈 良大 学 大 学 院研 究 年 報 第16号(2011年)

行 わ な い た め 、表 面 は 黒 くな るが 、 ひ び割 れ は発 生 しな か っ た 。PEG法 一3、‑4も表 面 は黒 くな っ た。 糖 ア ル コ ー ル含 浸 法 は比 較 した処 理 法 の 中 で最 も 自然 な色 に 近 い 色 で あ っ た。 真 空 凍 結 乾 燥 法 は や や 白 っ ぼ くな っ た。

(5)光 沢 度 … … ・PEG含 浸 法 一1

・PEG含 浸 法 一2

・PEG含 浸 法 一3

・PEG含 浸 法 一4

・糖 ア ル コ ー ル 法

・真 空 凍 結 乾 燥 法

(6)内 部 観 察 ・… ・PEG含 浸 法 で は 内 部 の ひ び 割 れ(空 隙)は 見 ら れ な い 。 糖 ア ル コ ー ル 含 浸 法 は 、 柾 目 面 及 び 板 目 面 か ら の 撮 影 に よ っ て 内 部 中 央 に 軸 方 向 に 延 び る 、 ひ び 割 れ と 思 わ れ る 黒 い 影 が 発 生 し て い る 。 真 空 凍 結 乾 燥 法 は 、 糖 ア ル コ ー ル 含 浸 法 と 同 様 に 、 柾 目面 及 び 板 目面 か ら の 撮 影 に よ っ て 内 部 に横 方 向 に ひ び 割 れ が 発 生 し

て い る こ とが 確 認 で き た 。

(7)高 湿 度 環 境 下 で の 重 量 変 化 … … 温 度32度 ・湿 度80%に 設 定 し 、24時 間 ご と に 重 量 を 測 定

・PEG含 浸 法 。1101 .90%(+1.90%)・PEG含 浸 法 一2101.79%(+1.79%)

・PEG含 浸 法 一3102 .20%(+2.20%)・PEG含 浸 法 一4101.75%(+1.75%)

・糖 ア ル コ ー ル 含 浸 法103 .76%(+3.76%)・ 真 空 凍 結 乾 燥 法105.67%(+5.67%) 木 口 面 …1.63

木 口 面 …2.67 木 口 面 …3.40 木 口 面 …4.35 木 口 面 …1.32 木 口 面 …1.67

柾 目 面 …1.95 柾 目 面 …2.75 柾 目 面 …3.40 柾 目 面 …5.40 柾 目 面 …1.70 柾 目 面 …2.62

板 目 面 …1.58 板 目 面 …6.03 板 目 面 …5.28 板 目 面 …5.25 板 目 面 …1.77 板 目 面 …1.62

3‑2真 空 凍結 乾 燥 法 に お け る基 礎 的 実 験

下 記 の3つ の 実験 に は ム ク ノ キ材 を用 い て行 っ た。

3‑2‑1

・含 浸 完 了

・予 備 凍 結

・乾 燥2日

・乾 燥4日

・乾 燥 完 了

乾燥実験 木 口面 100.00%

98.77%(‑1.23%) 69.71%(‑30.29%) 55.73%(‑44.27%) 50.36%(‑49.64%)

柾 目 面 100.00%

98.75%(‑1.25%) 68.14%(‑31.86%) 54.07%(‑45.93%) 49.91%(。50.09%)

板 目 面 100.00%

98.87%(‑1.13%) 66.98%(。33.02%) 53.99%(‑46.01%) 50.52%(‑49.48%)

3‑2‑2

(1)重 量 変 化 ・

塗布 実 験 … …比 較 実 験 高 湿 度 環 境 下 と同 じ条 件 で 行 っ た。

… ・無 処 理

・PEG40%水 溶 液

・バ イ ン ダ ー17・3%水 溶 液

・B‑72・5%ア セ ト ン 溶 液

107.50%(十7.50%) 106.99%(十6.99%) 107.09%(十7.09%) 107.14%(十7.14%)

(2)寸 法 安 定 性 … …樹 脂 を塗 布 す る こ とで の 寸 法 変 化 は ほ と ん ど な く、 良好 で あ っ た が 、 乾 燥 段 階 で ひび割 れ が発 生 す る もの が 多 くみ られ た 。特 にPEG40%水 溶 液 、 バ イ ン

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植村:出 土木 製品の科学的保存処理方法 の研究

ダ ー17・3%水 溶 液 の も の に 激 し く ひ び 割 れ が 発 生 し た 。B‑72・5%ア セ ト ン 溶 液 の も の は 他 の2つ に 比 べ る と 、 ひ び 割 れ は 発 生 し た も の の も っ と も 少 な か っ た 。

3‑2‑3併 用 実 験

工 程 と して は、PEG含 浸 を行 わ ず に そ の ま ま真 空 凍 結 乾 燥(以 下 、 一 次 真 空凍 結 乾 燥 と記 す) を行 い、 そ の後 減 圧含 浸 を行 っ た後 、再 度 真 空 凍 結 乾 燥(以 下 、 二次 真 空 凍 結乾 燥 と記 す)を 行 っ た。 溶 液 は本 研 究 で行 っ た真 空 凍 結 乾 燥 法 で 含 浸 させ たPEG40%水 溶 液 を用 い て 行 い 、 減 圧 含 浸 は デ シ ケ ー ター を用 い て行 っ た 。 減 圧 含 浸 方 法 は デ シ ケ ー タ ー 内 を予 め真 空 状 態 に して か ら PEG40%水 溶 液 を注 入 し、約60分 間浸 漬 させ る 方 法(以 下 、 真 空 法 と記 す)とPEG40%水 溶 液 を予 め 入 れ 、 そ れ か らデ シ ケ ー タ ー内 を約60分 間 脱気 す る方 法(以 下 、 脱気 法 と記 す)の2種 類 行 った 。

(1)保 存 処 理 期 間 … … ・真 空凍 結乾 燥 法42日 間 ・真 空 法11日 間 ・脱 気 法11日 間 (2)重 量 … … ・真 空 凍 結 乾燥 法53.47%(‑46.53%)

・真 空 法49 .44%(‑50.56%)・ 脱 気 法53.35%(‑46.65%)

(3)寸 法 及 び 色 調 … … 真 空 法 、 脱 気 法 と も に一 次真 空 乾 燥 時 に収 縮 を起 こす 可 能 性 が高 い とい う 傾 向 が あ り、特 に柾 目面 の軸 方 向 、板 目面 の 軸 方 向 で そ の 傾 向が 顕 著 で あ る 。 しか し、減 圧 含 浸 時 に寸 法 は処 理 前 に近 い 寸 法 に まで 回復 す る こ とが 判 明 した が 、 そ の要 因 につ い て詳 細 は不 明 で あ る が 、水 溶 液 に浸 け る こ と に よっ てサ ンプ ル 自 身が 水 分 を吸 収 し、膨 張 した 可 能性 が 考 え られ る。 最 終 的 に両 方 と も5%を 超 え る収 縮 は発 生 しなか った が 、 木 口面 に ひ び割 れ が発 生 した。

(4)色 調 … … 真 空 凍 結 乾 燥 法 と比 べ る と真 空法 は や や 白 っ ぼ く、 脱 気 法 は濃 くな る傾 向 が あ る 。 三 法 を比 べ てみ る と脱 気 法 が 一 番 自然 な色 調 の よ う に考 え られ る 。

1Vお わ り に

比 較 実 験 の 主 た る 目 的 と して各 処 理 方 法 の 特徴 を確 認 す る と共 にPEG含 浸 法 の 処 理 期 間の 短 縮 化 を 目 的 と して 考 案 した 方 法 の有 効 性 の 確 認 で あ っ た 。 各 処 理 方 法 の 特 徴 を様 々 な角 度 か ら比 較 ・検 討 を行 う こ とが で きた と考 え る。 特 にX線 透 過 撮 影 装 置 を用 い た 内 部 観 察 で は 、 これ まで あ ま り検 討 され て い な か っ たサ ンプ ル内 部 の 状 態 を把 握 す る こ とが で きた こ とな どは 大 き な成 果 で あ った と考 え て い る。 一 方 、 各 処 理 方 法 に は一 長 一 短 が あ り、保 存 処 理 を行 う際 に は考慮 が必 要 で あ る 。PEG含 浸 法 の 処 理期 間 の短 縮 化 を 目的 と して 、試 み た方 法 も保 存 処 理 方 法 の 一 つ と し て提 示 す る こ と はで き るの で は ない か と考 え られ る 。処 理 期 間 の短 縮 に ポ イ ン トを絞 り行 っ たが 、 遺物 や保 存 処 理 中 に発 生 す る可 能 性 あ る リス ク な ど を考 え る とや は り時 間 を充 分 に か け しっか り

と含 浸 す る こ とが 大 切 で は ない か と考 え る 。

真 空凍 結 乾 燥 法 にお け る実 験 で は、 乾 燥 実 験 にお い て三 断 面 で の 乾 燥 速 度 の差 を検 討 し、 一定

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の 指 標 を示 す こ とが で き た。 また 、 塗 布 実 験 で は真 空 凍 結 乾 燥 後 の樹 脂 塗 布 の 有 効 性 を確 認 す る こ とが で き、 防水 とい う観 点 か ら考 え る と無 処 理 の もの と比 べ る と効 果 はあ る とい え る 。 また 、 強度 な どの 面 か ら も有 効 で あ る と考 え る 。 実 験 に使 用 した3種 の 樹 脂 で は 、 ひ び割 れ が もっ と も 少 な く、 また 防水 とい う観点 で は 非水 溶 性 で あ るB‑72が 適 当 で あ ろ う。 但 し、8日 間 とい う短 期

間 の観 察 で あ る た め 、長 期 的 な経 時 劣 化 を把 握 して い くこ とや濃 度 、溶 媒 な ど を変 え、 さ らに実 験 を行 う必 要 が あ る。

出 土 木 製 品 の 保 存 処 理 へ の 真 空 凍 結 乾 燥 と減 圧 含 浸 との併 用 法 は、 処 理 期 間 の短 縮 に効 果 が 高 い とい え る。 また 、 寸 法安 定 性 の面 か ら考 え て も 目立 っ た収 縮 もな く有 効 で あ る。

今 回 この よ うな研 究 を行 う こ とに よっ て 様 々 な結 果 を得 る こ とが で き、 比 較 を試 み て み たが 、 どれ も核 心 をつ くよ う な結 果 ・考 察 が 得 られ なか った こ とや サ ン プル 数 が 少 なか っ た こ とが本 研 究 の反 省 点 で あ り、課 題 で あ る。 今 後 、 更 な る高 み を 目指 し、 出 土 木 製 品 の 科 学 的 保 存 処 理 方 法 の研 究 を進 め て い きた い と考 えて い る。

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