木材からの化学物質放散挙動の解明と博物館における選定指標の提案

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K13422
• 研究機関: 独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所
• 研究代表者: 古田嶋 智子 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, 客員研究員 (30724588)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 木材 / 酢酸 / 放散 / 吸着 / 脱離 / 博物館環境 / 資料保存

研究実績の概要

本研究は博物館で木材を安全に使用するために、木材から放散する酢酸、ギ酸の放散挙動を解明し、放散挙動を考慮した木材の選定指標の確立を目指すものである。木材は、化学物質を吸着、脱離する。これらの挙動は放散と混同されやすいため、放散挙動を検討する上で吸着、脱離挙動も踏まえる必要がある。今年度は昨年度に引き続き、木材の化学物質吸着挙動を確認するために、以下の項目に関する研究を実施した。
１．窒素吸着試験
昨年度に実施した窒素吸着試験のうち、明確な測定値が得られなかった試験体について、試験条件を変更して、あらためて試験を実施した。その結果、安定した値を得ることができた。これまでの試験の結果から、試験体（キリ、ナラ、ヒノキ、スギ）のうち、キリは他の試験体と比べて吸着量が大きいことを確認した。得られた吸着等温線は、どの試験体も相対圧の増加にしたがって緩やかに吸着量が上昇した。IUPACによる吸着等温線の形状分類にみる特徴では、どの試験体も木材表面とガスの相互作用が弱いことを示していた。このことから、試験体とした木材は周囲環境などによって容易にガスの吸着離脱がおこなわれることが示唆された。
２．サンプリングバッグを用いた化学物質吸着試験
本試験では、窒素吸着試験により得られたガス吸着特性を、本研究の対象化学物質である酢酸に置き換えて検証することを目的とした。サンプリングバッグに放散速度が既知である木材片（キリ、ナラ、ヒノキ、スギ）をそれぞれ設置し、酢酸をバッグに添加してバッグ内部の酢酸濃度の推移を確認した。しかし、バッグ内の酢酸濃度が不安定となり、再現性のある挙動として捉えることが困難であった。要因を検討して試験条件の見直しを行っている。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

昨年度に予定していた窒素吸着試験が今年度まで継続したことで、今年度に予定していたサンプリングバッグを用いた化学物質吸着試験への着手が遅れた。加えて、サンプリングバッグを用いた化学物質吸着試験では、再現性のある結果を得ることができず試験条件の再検討の必要性が生じたことで、研究全体に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

サンプリングバッグを用いた化学物質吸着試験は、試験条件を変更して試験を実施し、木材の酢酸に対する吸着性能を確認する。脱離試験では、吸着試験で酢酸が吸着した試験体を用いて放散試験を実施し、酢酸の脱離について確認する。試験で得られる吸着、脱離挙動と放散挙動を踏まえて、博物館における木材選定の指標について考察する。

次年度使用額が生じた理由

サンプリングバッグを用いた化学物質吸着試験が完遂できず、今年度に計画していた脱離試験が未実施となったため、脱離試験に予定していた使用額が次年度へ繰り越された。