出土水浸木製品に対する超臨界CO2を用いた新しい文化財保存法

使用超临界二氧化碳保护挖掘出的浸水木制品文化财产的新方法

• 批准号: 16650224
• 负责人: 猪股 宏
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16650224/
• 关键词: 二酸化炭素; マンニトール; 文化財; 水浸木製品; 水浸木

出土木材は,水浸中に組織中のセルコールが加水分解されるため,非常に脆い構造になっており,保存のためには補強と乾燥の両者が必須である。現法(主流)は,出土試料をPEG水溶液に浸漬させ,順次高濃度化させることで,木組織内の水をPEG水溶液と置換させ(含浸過程)、その後に自然乾燥あるいは真空凍結乾燥を行って水分を除去するものである.本研究は,この乾燥に対して超臨界流体を適用すれば界面応力を抑制でき結果的に収縮なしの乾燥が可能であること,ならびに高拡散性の超臨界流体を利用することによる含浸過程での時間短縮を期待したものである。昨年度は,通常のPEG/糖アルコール含浸法で処理した木製品の脱溶媒へ超臨界CO2を適用した場合について実験を行い,寸法変化は測定5ヶ所においていずれも収縮が0.5%以下の良好な結果を得た。しかし,電子顕微鏡で観察したところ、マンニトールは木組織まで完全には入っていない。その原因としては,含浸時間が十分ではない状態でエタノールと親和性の高いCO2の導入により表面付近でマンニトールが析出したためと考えられた。本年度は,エタノールにもある程度の親和性のあるPEGを主対象として,気液飽和状態(低圧)のCO2含浸+乾燥実験を実施した。まずPEG水溶液を作成し,それに木材を含浸させ,次にエタノール溶液浸漬させ,溶媒置換を行う。ついで超臨界抽出により完全な乾燥を行う手順を採用した。PEG4000を用いた実験では,試料濃度,含浸時間,含浸温度,圧力を変化させたところ,いずれも木組織表面部分へのPEG4000分子の進入は確認されたが,内部までは拡散していない状態であった。そこで,この原因が,PEG4000分子の拡散性とエタノールへの低い溶解度にあると推察し,より低分子量のPEG400およびPEG500を共溶媒としての効果を期待して併用したところ,条件によっては木組織の内部まで完全ではないが,一部PEG分子が確認され,PEG混合の有効性が示唆された。

Unearthed wood, water immersion in the tissue of the water decomposition, very fragile structure, preservation, reinforcement and drying must be. In the present method (mainstream), the unearthed sample is immersed in PEG aqueous solution, and then the water in the wood tissue is replaced by PEG aqueous solution (immersion process), and then naturally dried. This research is based on the belief that this drying can be applied to supercritical fluids, which can suppress interfacial stress and result in reduced drying, and that the time of the impregnation process can be shortened by using highly dispersible supercritical fluids. Last year, the PEG/sugar immersion method was used to treat wood products. When supercritical CO2 was applied, the method was used to determine the solvent content of 5%, and the result was good. The electron microscope is used to detect the tissue completely. The reason is that the immersion time is very high, and the introduction of CO2 is close. This year, PEG is the main target for the degree of affinity, and CO2 impregnation + drying in the saturated state (low pressure) is implemented. PEG aqueous solution preparation, including wood impregnation, secondary solution impregnation, solvent replacement. Supercritical extraction is completely dry and smooth. PEG4000 is used in the determination of sample concentration, soaking time, soaking temperature, pressure, and the determination of PEG4000 molecules entering the surface of wood tissue. For this reason,PEG4000 molecule dispersion and low solubility of PEG400 and PEG500 were investigated. The results of PEG400 and PEG500 co-solvent were expected to be combined. The internal structure of wood tissue was completely separated, and one PEG molecule was identified. PEG mixing was shown to be effective.

项目成果

Performance of a natural convection circulation system for supercritical fluids

• DOI: 10.1016/j.supflu.2005.02.007
• 发表时间: 2005-11
• 期刊: Journal of Supercritical Fluids
• 影响因子: 3.9
• 作者: S. Yoshikawa;R. Smith;H. Inomata;Yuki Matsumura;K. Arai

Vapor-liquid equilibria for CO2-fermentation alcohol mixtures - Application of a new group contribution equation of state to isomeric compounds

CO2 发酵酒精混合物的汽液平衡 - 新的基团贡献状态方程在异构化合物中的应用

• 发表时间: 2005
• 期刊: Fluid Phase Equilibria 228
• 作者: Yokoyama;Y.;Naruse;T.;Ogawa;N.O.;Tada;R.;Kitazato;H.;Ohkouchi;N.;Inomata Hiroshi
• 通讯作者: Inomata Hiroshi