超臨界点乾燥法を用いた有機質遺物の新規保存処理法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680167
• Research Institution: National Research Institute Cultural Properties, Nara
• Principal Investigator: 高妻 洋成 独立行政法人文化財研究所奈良文化財研究所, 埋蔵文化財センター, 主任研究官 (80234699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 手代木 美穂 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80323070) ; 猪股 宏 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10168479) ; 肥塚 隆保 独立行政法人文化財研究所奈良文化財研究所, 埋蔵文化財センター, 保存修復科学研究室長 (10099955)
• Keywords: 出土木材 / 超臨界点乾燥 / 保存処理 / 二酸化炭素 / エチルアルコール / ポリエチレングリコール / マンニトール / 寸法安定性

Research Abstract

本研究では超臨界二酸化炭素を用いた水浸出土木製品の保存科学的基礎的研究として、超臨界流体クロマトグラフィをもちいて乾燥機構を解明する一方、強化含浸〜乾燥処理を連続して行う処理方法の確立を目的に研究を進めている。
超臨界二酸化炭素は、無極性という特性から水自体を抽出・乾燥させることが容易ではないため、両者に親和性を持つエタノールを用いて実験を行う必要がある。前処理として内包する水をエタノールに全置換した試料に対して超臨界流体クロマトグラフィを用いることにより、置換されたエタノールの乾燥工程を追った。その結果、乾燥工程中の昇温操作が試料の収縮に大きく関与することが推察された。
また、強化含浸薬剤としてポリエチレングリコール#4000、アルギン酸ならびにマンニトールを水溶液にて水浸出土木材中に含浸させ、材中に残る水をエタノールに置換した後に、超臨界二酸化炭素を用いて乾燥させたところ、マンニトール含浸試料において良好な処理結果を得ることができた。これはマンニトールがエタノール不溶性であるため、エタノール置換時において材内部でマンニトールが析出することによるものと思われる。
含浸から乾燥までを連続工程で行う保存処理実験では試料(L^*R^*T=1cm^*4cm^*5cm・広葉樹・含水率1000%)、PEGエタノール溶液(エタノールに対して5wt%)を試料槽に仕込み、含浸と抽出・乾燥処理を一連の連続操作で行った。実験では処理日数を4日間とした。実験後、接線・放射方向に-2〜+1%の寸法変化が見られた。また、PEGは初期添加量を100%として66%が試料内に残存していた。このことは、処理時間あるいは処理温度などの操作条件の最適化により、最終製品の保存状況の改良の可能性を示唆するものと考えている。

Research Products

• [Publications] M.Teshirogi, E.Tahata, M.Kikuchi, H.Inomata, Y.Kohdzuma, T.Koezuka, M.Sawada: "Conservation Treatment of Water-logged Wood with Supercritical Carbon Dioxide"Proceedings of the ICOM-CC WOAM, Stockholm/Sweden. (in printing). (2002)
• [Publications] M.Teshirogi, E.Tahata, M.Kikuchi, H.Inomata, Y.Kohdzuma: "Conservation Treatment and Drying of Water-logged Wood with Supercritical Carbon Dioxide"Preprints of International Congress on the Conservation and Restoration for Archaeological Objects. 117-120 (2002)