水蒸気移動を用いた出土鉄製文化財の新規脱塩法の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K16278
• Research Institution: Kashihara Archaeological Institute , Nara prefecture
• Principal Investigator: 柳田 明進 奈良県立橿原考古学研究所, 企画部資料課, 主任技師 (30733795)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 鉄製遺物 / 腐食 / 脱塩 / 安定化処理 / 赤金鉱 / 塩化鉄（Ⅱ） / 保管環境

Outline of Annual Research Achievements

本研究では塩化物塩の潮解を利用する鉄製遺物の新たな脱塩法を開発することを目的としており、処理中における鉄製遺物の劣化が抑制されつつ、脱塩の効果が得られる条件を検討している。平成27年度は脱塩の潮解過程において、鉄製遺物の腐食の進行が抑制されつつ、主要な塩化物塩と考えられるFeCl2の潮解が生じる湿度条件を検討するため、FeCl2を伴う炭素鋼を等温条件のもと種々の湿度環境に設置して腐食挙動を検討した。さらに、腐食速度を決定する重要な因子である鉄製遺物表面の液膜厚さについて理論値による数値計算をおこない実測値と比較検討した。その結果、潮解過程の条件は、１）腐食が緩慢であると共に潮解が生じるRH59％が適しており、２）潮解に要する時間はFeCl2量によって変化するものの、数時間から１日であった。また、室内実験で得られた腐食速度と相対湿度の関係は腐食と保管環境の関係を示すと考えられる。保管時の腐食はRH56％以下では緩慢であり、それ以上の相対湿度では湿度の上昇伴い急激に腐食速度が上昇する結果が得られており、鉄製遺物の保管環境を検討する上での重要な情報が得られた。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成27年度に予定していた塩化物塩の潮解過程の条件設定として（１）塩化鉄（Ⅱ）の潮解過程における重量変化および液膜厚さの測定、（２）交流インピーダンスおよび腐食電位による腐食モニタリングのすべての項目について実験を実施し、成果が得られた。また、（１）塩化鉄（Ⅱ）の潮解過程における重量変化および液膜厚さの測定については、当初の計画では塩化鉄（Ⅱ）の付着は１ mg/cm2のみ条件での実験を予定していたが、塩化鉄（Ⅱ）付着量の差異によって腐食機構が変化する可能性が考えられたため、付着量を100 mg/cm2とした実験も実施した。また、当初平成28年に予定していた（３）塩化鉄（Ⅱ）潮解による液膜厚さの理論計算についても実施した。以上の結果から、塩化鉄（Ⅱ）の潮解過程における条件の設定として、RH59%が最適であることが認められた。
本年度は学会発表等の成果発表には至らなかったものの、平成28年度の文化財科学会において本研究成果を発表する予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は（２）交流インピーダンスによる腐食モニタリングについて再現性を確認する追加実験を実施する予定である。また、平成27年度に得られた結果と合わせて、潮解過程における鉄製遺物の腐食機構について考察を進める予定である。当初の計画通り鉄製遺物を浸漬する有機溶剤の選定および浸漬時間の条件設定のための実験として、（１）イオンクロマトグラフィによる脱塩の評価、（２）脱塩試料の断面観察を行う予定である。
また、平成28年度は日本文化財科学会において平成27年度の研究成果として得られた脱塩の潮解過程における条件設定について発表を行う予定である。

Causes of Carryover

実験に使用する電子天秤について当初購入を予定していた機種と同等の性能を有しているにもかかわらず安価な機種が存在し、代替品として購入したため。また、当初２台の購入を予定していた電子ピペットが１台のみで実験に支障がなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成28年度は当初の予定通り、塩化物の溶出量の検討のための実験で使用する備品を中心に支出する予定である。内訳はイオンクロマトグラフ用分離カラム、電気化学関連機器および実験試料として使用する炭素鋼などの購入を予定している。