Develpment of a new cleaning medhod uging cellulose nanofiber for paper artifact with copper corrosion

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K13421
• Research Institution: Tokyo National University of Fine Arts and Music
• Principal Investigator: 貴田 啓子 東京藝術大学, 大学院美術研究科, 准教授 (20634918)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 紙の保存修復 / セルロースナノファイバー / 緑青焼け

Outline of Annual Research Achievements

紙質文化財の顕著な劣化現象のひとつに、色材由来の金属イオンによる紙の酸化劣化、すなわち紙の「焼け」がある。日本の文化財修復処置の現場では、「焼け」に効果的な処置方法が見出されておらず、水による洗浄のみを行っている。伝統的な緑色顔料である緑青顔料により、焼けを生じ劣化した紙質文化財においては、紙中に銅イオンが存在し、湿度等の水分の存在により移動しやすいことが予想される。紙の「焼け」による劣化の主要因は銅イオンであるため、洗浄の際には、積極的に除去する必要がある。本研究では、劣化の原因物質である銅イオンを、植物繊維由来のTEMPO酸化セルロースナノファイバー（TOCN）のゲルにより捕獲し、文化財資料に金属イオンを残さない洗浄処理を検討することを目的とする。本年度は、前年度に作製した紙質文化財資料をモデルとした緑青焼け劣化試料の一部をさらに劣化させた試料を作成し、緑青焼けの程度の異なる試料を作成した。一方、紙資料の洗浄に用いるTOCNの調製は、針葉樹パルプ由来の繊維では、カルボキシル基の増加が確認でき、明らかであったが、楮の靭皮繊維を用いた場合には、TEMPO酸化によるカルボキシル基の増加が確認しにくいことが明らかとなった。そこで、TEMPO酸化の程度の確認方法について、検討している段階である。一方で、楮繊維では、TOCN作成が困難である可能性が出てきたので、次年度は、針葉樹パルプ由来の繊維を用いたTOCNでの洗浄を試みる予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

洗浄試験に使用する、加速劣化緑青焼け劣化試料について、わかりやすい結果を得るため、昨年度の劣化試料よりもさらに劣化した試料作製を要し、計画よりも試料作製に時間がかかった。また、楮の靭皮繊維を用いたＴＥＭＰＯ酸化には、酸化の程度の確認方法に工夫が必要であることがわかり、洗浄処置を行えなかったことから、遅れ気味である。一方、パルプ由来の繊維から作成したTEMPO酸化ゲルの洗浄処置には、アルバイトを予定していたが、新型コロナウィルス感染防止策の観点から、外部のアルバイトの人員が研究室を使用できない時期があり、予定の作業時間を確保できておらず、現在もややその状態が続いている。全体的に遅れ気味である。

Strategy for Future Research Activity

日本画をモデルとした劣化試料は、初年度に加え、昨年度に劣化の程度の異なる試料を追加し、おおむね作成できた。今後の推進方策として,当初予定していた、TOCNセルロースナノファイバーゲル、につき、楮の靭皮繊維が難しいことがわかり、パルプ由来の繊維を用いたゲル作成を進めていく。また、多糖類ゲル（ゲランガム、キサンタンガム、アガー等）＋キレート剤（EDTA、フィチン酸等）を用いて資料を洗浄し、評価試料に供する。洗浄後の紙試料中に残存する銅イオン量を測定し、通常の水洗浄と比較し、洗浄力を評価する。一方で、洗浄処置後の紙試料の安全性評価として、各種の洗浄処置を施した試料を、さらに加速劣化させ、その際の紙の劣化の程度をSEC-MALLSを用いて、評価する。また、紙試料中において、ゲル、キレート剤等の残留物の有無をイオンクロマトグラフィー等で確認することで、安全性の評価、また残留物がある場合の対応策を検討する。

Causes of Carryover

当初、予定していたアルバイト作業、および海外渡航（情報収集、学会参加）等をとりやめたため。作業環境を整え、次年度に作業を回し使用する計画である。