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2018 年度 実績報告書

光に脆弱な文化財材料の光劣化機構の研究 -低酸素環境での劣化挙動と波長依存性-

研究課題

研究課題/領域番号 16H03099
研究機関東京藝術大学

研究代表者

塚田 全彦  東京藝術大学, 大学院美術研究科, 准教授 (60265204)

研究分担者 桐野 文良  東京藝術大学, 大学院美術研究科, 教授 (10334484)
石井 美恵  佐賀大学, 芸術地域デザイン学部, 准教授 (30555008)
佐野 千絵  独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所, 保存科学研究センター, 部長等 (40215885)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード保存科学 / 光劣化 / 低酸素環境 / 波長依存性
研究実績の概要

本研究は(1)低酸素環境下での光変退色挙動とそのメカニズム、(2)光劣化の波長依存性、の2項目に関して、日本古来の天然染料およびそれで染めた染織品を中心に、光劣化しやすい材料を対象として基礎データを集積し、これらを含む文化財を展示・活用する機会・可能性を広げ、かつ展示の安全性を高めるために必要な情報を提示して、その実現に寄与することを目的とする。そのために、光劣化しやすい各種材料を対象に、(1)、(2)のそれぞれについて条件を変えて加速光劣化実験を行う。実験にはマイクロフェイディング・テスター(MFT)を応用するが、本研究では装置機構の改変と、必要な実験条件の最適化を行う。本年度も1.MFTの装置機構の改変、2.加速光劣化実験における温度、湿度、酸素濃度の調節法の最適化について引き続き検討した。
1.について、MFTは加速光劣化試験のための試料への光照射と同時に、供試試料の反射スペクトルの測定を行う機構を持つが、本研究では光劣化機構の波長依存性を検討するために、光源から光照射プローブの間で単一波長の光を取り出し試料に照射する。そのため一定時間ごとの測定時のみ別の光源からの白色光と切替え測定する機構を構築する。本年度は光路切替スイッチと二つの白色光源を用い、片方に分光器を加え、一定時間ごとに光路を切替えて、単色光の波長ごとの変色挙動を測定できることを確認した。しかし操作の煩雑さや光路切替と各分光器の同期に問題があり、さらに改良が必要である。
2.については、試料とMFTの光照射・集光プローブを含めた密閉環境の構築を検討した。これまではMFTのプローブヘッド周辺の小空間の酸素濃度を制御することを検討したが、密閉度の向上が難しく置換用ガスの消費が大きくなるなど問題が生じた。そのため真空グローブボックスを用いて密閉度の高いやや大きめの空間を制御することを検討している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本年度は申請時に計画した装置機構の改変と実験条件調節法の最適化が計画通りに十分に達成できなかった。前者に関しては一定時間ごとの光路の切替により単色光の波長ごとの変色挙動を示す作用スペクトルを得られることは確認できた。しかし、この切替と分光器での測定を別のインターフェースで制御しており、同期が不十分な状況である。光劣化用の光を照射する間も連続して計測することで目的のデータを取得できることを確認できたが、不必要なデータも多量に取得しておりデータの後処理も含め非効率であるため、さらに調整したい。後者に関しては本研究で作製したプローブヘッドが従来より大きく形も異なるため、リークが大きくなる原因となっている。これは装置を新たに部品から構築したことにより、当初予期していない状況が生じたものである。
そのため、本年度計画していた実験の実施が十分に実現できておらず、大幅に遅れていると言わざるを得ない。

今後の研究の推進方策

これまでに製作した試料について単色光の波長ごとの変色挙動の測定を早急に実施する。また一方でMFTの装置機構の光路切替スイッチと分光器の両者を単一のインターフェースで制御することも検討を続ける。実験環境の制御法については真空グローブボックスを用いた密閉環境構築とともに、プローブヘッドに代えて市販の反射スペクトル測定用の同軸二分岐光ファイバーを利用することも含めて、早急に再検討し、実験を進める。

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公開日: 2019-12-27  

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