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2019 年度 実績報告書

出土木製品マイクロ波加熱凍結乾燥処理法の実用化研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H02021
研究機関公益財団法人元興寺文化財研究所

研究代表者

川本 耕三  公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, 研究員 (10241267)

研究分担者 山田 哲也  公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, 研究員 (80261212)
大国 万希子  公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, その他 (40250352)
山口 繁生  公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, 研究員 (00752370)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード出土木材 / 凍結乾燥 / マイクロ波 / 保存処理 / X線CT
研究実績の概要

出土木製品の保存処理において、厚みのある出土木材に凍結乾燥法を適用すると、乾燥が進むにつれて遺物の水分分布にばらつきが生じ易い。概ね遺物深部に含水率が高い部位があり、表層の含水率は低い傾向にあった。水分の残留が多いと後になって遺物表面に滲み出すことがあり、さらに処理し続けると遺物表面だけがクラックが生じるほど乾燥することがあった。
研究代表者らが2011年度から2014年度に行った研究では、凍結乾燥装置のチャンバーにマグネトロンを取り付けて作製したマイクロ波加熱凍結乾燥装置で、出土木材深部の水分を効果的に取り除くことができた。
本研究では処理中の出土木材と装置各部の温度・圧力・マイクロ波出力等を測定・表示・記録できるマイクロ波加熱凍結乾燥装置を作製した。この装置で水分が多く残る部位と乾燥が進んだ部位の温度などを測定し、出土木材の処理状況や状態変化を知って運転条件を変更することができた。処理工程は、ポリエチレングリコール20、40%含浸、凍結乾燥、断続的にマイクロ波を照射しながらの凍結乾燥、凍結乾燥の順である。
さらに本年度は、実際の出土木製品では温度センサーを埋め込めないことから、コールドトラップの氷を溶かして除く機会などを利用して定期的に試料の重量測定とX線CT撮影を併せて行った。これにより、出土木材各部の温度に代えて、重量とX線CTから乾燥速度や、定率乾燥から減率乾燥への移行時期を確認し、マイクロ波照射の時機を選ぶことができた。
凍結乾燥処理中の出土木材のX線CT撮影は、乾燥状態(水分の偏在)の変化を知る大きな手掛かりとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

温度センサーを挿入できない実際の出土木製品に対し、重量測定、X線CT撮影などが、処理状況や状態変化を検知し、凍結乾燥時間、マイクロ波照射の時機を決めるために有用であると考えられたため。

今後の研究の推進方策

さまざまな樹種、形状、表面状態の出土木材を最小限のセンサーによる温度測定、重量測定、X線CT撮影により凍結乾燥時間、マイクロ波照射の時機を決定し、出土木材をできるだけ均一に乾燥させる実験を繰り返し行う。
本研究の目的であるマイクロ波加熱凍結乾燥法の実用化のため、マイクロ波加熱凍結乾燥法の取扱いマニュアルを作成し、標準的な処理手順を確立する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 出土木材のマイクロ波加熱凍結乾燥法による保存処理の研究72020

    • 著者名/発表者名
      川本耕三,大橋有佳,山田哲也,大国万希子,山口繁生
    • 学会等名
      日本文化財科学会

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公開日: 2021-01-27  

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