2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study to Practical Use on Conservation of Waterlogged Wood Using Feeze-drying Method with Microwave Heating
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17H02021
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| Research Institution | Gangoji Institute for Research of Cultural Property |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
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)
大橋 有佳 公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, 研究員 (10804388)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 出土木材 / 凍結乾燥 / マイクロ波 / 保存処理 / Ｘ線ＣＴ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ波加熱凍結乾燥法は出土木製品の保存処理法で、本研究では出土流木を試料とし、含有水分を50％程度までポリエチレングリコール（平均分子量約3000）に置換後、凍結乾燥により水分を昇華させ、なおも深層部に偏在する水をマイクロ波照射を併用して除去する実験を行ってきた。
このとき試料各部に差し込んだ熱電対によって、①試料の乾燥状態を把握しマイクロ波を効果的に偏在水分に照射する時機を知り、②マイクロ波を照射したときの昇温速度と到達温度をリアルタイムに知りマイクロ波照射時間を決めなければならなかった。
しかし実際の出土木製品では多くの場合熱電対を差し込むのは難しい。①試料重量、コールドトラップ捕獲水重量、試料のＸ線ＣＴ像から得た深層部に偏在する水の体積、を測定しグラフを描いたところ、これら３つの値が似たような変化をしており、どの値を使っても内部温度変化と同様に、試料の乾燥状態を知り得ることがわかった。すなわち、処理半ば（減率乾燥期のはじめ頃）まではコールドトラップ捕獲水重量だけを測定し、その後は試料重量の測定、マイクロ波照射の直前にはＸ線ＣＴ測定を行えば最小限の手数や時間でマイクロ波照射の時機を知ることができると考えられた。さらにＸ線ＣＴ像からは深層部に偏在する水の位置や大きさを特定できた。
マイクロ波は偏在する水により強く作用して拡散し、マイクロ波照射を行うと試料の温度は上昇する。試料の乾燥し過ぎや熱損傷が起こらないように本実験装置には熱電対が50℃以上を感知するとマイクロ波を遮断する安全装置が装備されていた。これらの熱電対の代替として試料内部の温度を測定する手段はない。そこで、凍結乾燥によって生じた試料の微小な亀裂に熱電対を差し込み、リアルタイムに昇温速度と到達温度を知ってマイクロ波照射時間を決めることができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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