JP4634517B2

JP4634517B2 - 出土文化遺物の保存方法

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Publication number: JP4634517B2
Application number: JP2009174866A
Authority: JP
Inventors: あきら谷内
Original assignee: 株式会社▲吉▼田生物研究所
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: JP2011026259A

Description

本発明は、各種古墳、遺跡から出土した遺物を出土する以前の状態のまま長期保存を可能とする出土文化遺物の高級アルコールによる保存方法の改良に関する。

一般的に出土文化遺物は人類の歴史上の文化遺産であり、人類の歴史的生活様式の変遷を解明する上で極めて重要なものである。従って、出土した文化遺物は出土以前の状態で永年保存されることが望まれている。

ところで、遺跡から出土される遺物は、陸上から発見されるものの他、特に遺跡周溝から出土される遺物は通常、粘土層、泥土層に埋納されているため、水が過飽和状態に存在している。そのため、出土後の文化遺物、特に木製遺物は主要成分であるセルロースが分解流出し、最初は含水により外観形態を辛うじて保持しているが、乾燥が進むに連れて激しい収縮を起こし、原形を留めない程変形する。

そのため、従来より出土文化遺物を保存する方法として、水溶性樹脂の一種であるポリエチレングリコールを加熱溶解したものに含浸させる方法、或いは一定の割合で第３級ブチルアルコールとポリエチレングリコールの混合物に含浸処理した後、真空凍結乾燥させる方法が一般的に採用されている。

しかし、ポリエチレングリコール含浸法では、遺物に含まれている水の分子量（約１８）とポリエチレングリコール（一般的に分子量が４０００のもの）の分子量との差が大きく、急速な含浸処理を行うと遺物の収縮が起こり、原形を留められないばかりか、割れを生ずる。これらの防止のため、恒温水槽に入れた水に遺物を浸漬し、長期間を懸けポリエチレングリコールの濃度を上げて遺物の水分をポリエチレングリコールに置き換える方法が用いられているが、処理作業に通常数ヵ月から大型の遺物の処理の場合は数年の歳月を必要とする。

また、ポリエチレングリコールは溶融温度付近で溶解使用する場合、長期間の間には空気酸化を受け低分子量のものに変化することが懸念される他、水溶性であり空気中の水分を吸収するため、保存処理後の遺物に変形やひび割れ等の欠点を生じる場合が多く、保存性にも難点がある。

一方、真空凍結乾燥法においても、ポリエチレングリコールが遺物の内部に５０〜６０％含まれているため、保存性について同様の問題点がある。

上記問題点に鑑み、常温状態でも湿度の影響を受けず保存処理の日数を著しく短縮でき、出土遺物の出土以前の原形を長期間保持させることができ、保存周囲環境下でも湿度等によっても原形を維持しうる出土遺物の保存方法として、本願出願人は高級アルコールを使用する方法を既に提供した。

すなわち、出土した文化遺物を低級アルコールに浸漬して文化遺物の含浸水を低級アルコールと置換する工程と、文化遺物を高級アルコールとして、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコールから選ばれる１種のみに浸漬して文化遺物の含浸低級アルコールを高級アルコールと置換する工程と、高級アルコールを含浸させた文化遺物を固化させる工程とからなることを特徴とする出土文化遺物の保存方法である。

又は、出土した文化遺物を低級アルコールに浸漬して文化遺物の含浸水を低級アルコールと置換する工程と、文化遺物を高級アルコールに浸漬して文化遺物の含浸低級アルコールを高級アルコールと少なくとも４０％まで置換する工程と、低級アルコールと高級アルコールを含浸させた文化遺物を真空下で凍結・乾燥させる工程とからなることを特徴とする出土文化遺物の保存方法である（例えば、特許文献１参照）。

或いは、出土した文化遺物を水溶性溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水を水溶性溶剤と置換する工程と、文化遺物を高級アルコールとポリエチレングリコールとの混合溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水溶性溶剤を混合溶剤と置換する工程と、混合溶剤を含浸させた文化遺物を固化させる工程とからなることを特徴とする出土文化遺物の保存方法である。

又は、出土した文化遺物を水溶性溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水を水溶性溶剤と置換する工程と、文化遺物を高級アルコールとポリエチレングリコールとの混合溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水溶性溶剤を混合溶剤と少なくとも４０％まで置換する工程と、水溶性溶剤と混合溶剤を含浸させた文化遺物を真空下で凍結・乾燥させる工程とからなることを特徴とする出土文化遺物の保存方法である（例えば、特許文献２参照）。

特許第２７２４０４７号公報特許第２５４７４９７号公報

しかし出土遺物について、出土条件、変質状況、厚み、素材などにより、保存処理において処理条件を慎重に選び、出土遺物に応じた処理により出土以前の原形を長期間保持させることが重要である。

本発明は、そのような現状に着目してなされたもので、出土遺物の保存方法として、上記特許文献１，２記載の発明のような高級アルコールを使用する方法において、常温状態でも湿度等の影響を受けずに長期にわたって保存可能な文化遺物を得るための保存方法（上記特許文献１，２記載の保存方法の改良方法）を提供することを目的としている。

前記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の出土文化遺物の保存方法は、出土した文化遺物を炭素数１〜４の直鎖又は分岐のアルコールよりなる水溶性溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水を水溶性溶剤で置換する工程と、高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の飽和アルコールを主体とする高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤に、炭素数１６〜２２の飽和高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を、前記高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えた当該難水溶性溶剤に、前記水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を浸漬して文化遺物の含浸水溶性溶剤を難水溶性溶剤で置換する工程と、難水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を固化させる工程と、からなることを特徴とする。以下、この保存方法を便宜上、保存方法１と略記する。

また、請求項２記載の出土文化遺物の保存方法は、出土した文化遺物を炭素数１〜４の直鎖又は分岐のアルコールよりなる水溶性溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水を水溶性溶剤で置換する工程と、高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の飽和アルコールを主体とする高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤に、炭素数１６〜２２の飽和高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を、前記高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えた当該難水溶性溶剤に、前記水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を浸漬して文化遺物の含浸水溶性溶剤を少なくとも４０％まで難水溶性溶剤で置換する工程と、水溶性溶剤及び難水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を真空下で凍結・乾燥させる工程と、からなることを特徴とする。以下、この保存方法を便宜上、保存方法２と略記する。

上記保存方法１，２において、高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の飽和アルコールを主体とする高級アルコール組成物を文化遺物の状態に応じて使い分ける必要がある。

例えば、脆化の進行した文化遺物を高い温度で処理すると、変形収縮等が起こりやすい。また、比較的状態の良い文化遺物については、比較的高い温度での処理が可能であるが、文化遺物の性格上、７０℃以上の処理は収縮変形を起こしやすい。また、融点５０℃以下の高級アルコール組成物を使用した場合では、保存処理物が外温の影響を受けやすい。

従って、本発明の目的達成のためには、文化遺物の状態に応じて、高級アルコールを２種以上含有する融点が５０〜７０℃の飽和高級アルコールを主体とする高級アルコール組成物を使用するのが最適である。

文化遺物の中で難水溶性溶剤である高級アルコール組成物が固化する場合、温度条件により大きい結晶を生成し、亀裂変形を起こす場合があり、これらを勘案すると、高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の範囲の飽和高級アルコール組成物を使用することが望ましい。

本発明において、その高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の高級アルコール組成物とは、例えば、
・セチルアルコール７０（融点５１〜５４℃、Ｃ１６アルコール７０〜７５％、Ｃ１８アルコール２５〜３０％）
・セチルアルコール５０（融点５２〜５５℃、Ｃ１６アルコール５０〜５５％、Ｃ１８アルコール４５〜５０％）
・ステアリルアルコール（融点５７．５〜５９．５℃、Ｃ１６アルコール２０％以下、Ｃ１８アルコール８０〜９０％）
・ベヘニルアルコール６５（融点６５〜７０℃、Ｃ２２アルコール６５〜７０％、Ｃ２０アルコール２０％以下、Ｃ１８アルコール２０％以下）
・セトステアリルアルコール（融点５４〜５６℃、Ｃ１６アルコール４５〜５５％、Ｃ１８アルコール４５〜６５％）
などが代表的なものである。その他、上記融点５０〜７０℃の範囲を維持するものであれば混合したものを使用できる。

また、本発明において、上記結晶の細密化の問題、関連する寸法安定性の問題の一層の改善のため、高級アルコール組成物が更に広い範囲の文化遺物の保存処理に有効な方法を検討した。

すなわち、高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の飽和アルコールを主体とする高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤に、炭素数１６〜２２の飽和高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を、前記高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えることにより、文化遺物の中で固化する高級アルコール組成物の結晶がより細密なものとなることを見出した。

高級アルコール組成物に可溶の界面活性剤の一種である炭素数１６〜２２の飽和高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物とは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドであり、付加モル数は４モル以下である。４モル以上のものは、高級アルコール組成物の融点を低下させるほか、水溶性が大きくなるので好ましくない。

更に、文化遺物の保存処理したものの表面状態と保存安定性と結晶の細密化を更に改善するために、高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤、又はその難水溶性溶剤に上記炭素数１６〜２２の高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を加えたものに、高級アルコール組成物に可溶の繊維素アルキルエーテル及び／又はポリビニルブチラール樹脂を前記高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えることにより、文化遺物の保存処理に使用した高級アルコール組成物、又は高級アルコール組成物に加えた上記化合物などが文化遺物中で固化した結晶を細密化できると同時に、表面状態が良好に保たれることを見出した。

本発明において、高級アルコール組成物に可溶の繊維素アルキルエーテルは、例えばエチルセルロース、プロピルセルロース、などで代表される。エチルセルロースの場合、トルエン／エタノール（８０／２０）の混合溶媒５％ｓｏｌ、粘度９〜４５ｃｐｓが適当である。

ポリビニルブチラール樹脂の場合、エタノール／トルエン（１／１）の混合溶媒１０％ｓｏｌ、粘度１０〜３０ｃｐｓのもので代表される。

これらの樹脂は、高級アルコール組成物に直接加え溶解させるか、又は使用する水溶性溶剤の少量に溶解したものを加えてもよい。使用する量は、高級アルコール組成物に対し１〜１０％が適当である。特に１〜５％が好ましい。

これらの高級アルコール組成物に可溶の樹脂は、分子量が高級アルコール組成物より大きく、内部への浸透よりも保存処理物の表面の保護に寄与するもので、保存処理と同時に表面の保護処理が行えるという特徴がある。

このため、これらの高級アルコール組成物に可溶の樹脂は、出土品を水溶性溶剤で脱水した後、難水溶性溶剤で出土品中の水溶性溶剤を置換した段階で、高級アルコール組成物又は高級アルコール組成物にＣ１６〜Ｃ２２の高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を含む物の中に加える方法が好ましい。

なお、保存方法２における水溶性溶剤と難水溶性溶剤との置換割合は、最初に含浸させた水溶性溶剤が後から含浸させる難水溶性溶剤と少なくとも４０％程度置換されれば十分であり、好ましくは４０〜６０％程度、特に５０％程度が好適である。

また、保存方法１，２において、難水溶性溶剤である高級アルコール組成物に可溶の抗菌剤、防黴剤、防蟻剤などを加えることができる。

更にまた、本発明でいうところの文化遺物とは、各種遺跡、古墳から出土する製品（木片、丸木舟、木器等）、金属製品（円鏡、銅鐸、刀剣、釣針、鉄器等）、土製品（土器等）、動物製品（織物、人骨、獣骨等）、動植物質出土品（木の葉、実、種子、麻、絹、漆塗膜等）の様々な遺物を含む。

本発明によれば、前記特許文献１，２記載の保存方法に比較して、固化物（保存処理完了後の文化遺物）がより細密な構造を有し、更に広い範囲のものに使用でき、処理後の文化遺物は、湿度、外温の影響により出土以前の様態が変化することなく長期的に保存することができる。

また、固化時に難水溶性溶剤である高級アルコール組成物が細密な構造を有するので、処理後の文化遺物は、保存周囲環境下の水分を吸収せず、経年変化やひび割れなどの問題を生じない。

更に、そのような特長を有する文化遺物をより短時間の処理により得ることができる。

本発明の保存方法１の工程を示す図である。本発明の保存方法２の工程を示す図である。実施例１における種別（１）について保存処理木材を同一条件で固化したものの写真である。実施例１における種別（２）について保存処理木材を同一条件で固化したものの写真である。実施例１における種別（３）について保存処理木材を同一条件で固化したものの写真である。実施例１における種別（４）について保存処理木材を同一条件で固化したものの写真である。

以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。

保存方法１を示す図１において、まず工程１では、出土した文化遺物を炭素数１〜４の直鎖（飽和）又は分岐のアルコールよりなる水溶性溶剤に浸漬し、文化遺物の含浸水を水溶性溶剤で置換する。この工程１により、文化遺物に過飽和に含まれている水分が水溶性溶剤と置換された文化遺物が得られる。

次の工程２においては、水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を次の難水溶性溶剤Ａ）〜Ｄ）のいずれかに浸漬させる。
Ａ）高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の飽和アルコールを主体とする高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤。
Ｂ）Ａ）の難水溶性溶剤に、炭素数１６〜２２の飽和高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えた難水溶性溶剤。
Ｃ）Ｂ）の難水溶性溶剤に、高級アルコール組成物に可溶の繊維素アルキルエーテル及び／又はポリビニルブチラール樹脂を高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えた難水溶性溶剤。
Ｄ）Ａ）の難水溶性溶剤に、高級アルコール組成物に可溶の繊維素アルキルエーテル及び／又はポリビニルブチラール樹脂を高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えた難水溶性溶剤。

水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を上記難水溶性溶剤Ａ）〜Ｄ）のいずれかに浸漬し、文化遺物の含浸水溶性溶剤を難水溶性溶剤で置換し、水溶性溶剤と難水溶性溶剤が完全に置換した文化遺物を得る。但し、難水溶性溶剤を使用する場合、融点に応じた所定の温度で溶解液化したものを使用する。

最後の工程３では、難水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を常温圧下の空気中で冷却、固化させれば、保存方法１による保存処理が完了した文化遺物が得られる。

次に、保存方法２を示す図２において、工程１では、出土した文化遺物を炭素数１〜４の直鎖（飽和）又は分岐のアルコールよりなる水溶性溶剤に浸漬し、文化遺物の含浸水を水溶性溶剤で置換する。この工程１により、文化遺物に過飽和に含まれている水分が水溶性溶剤と置換された文化遺物が得られる。

工程２においては、水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を上記難水溶性溶剤Ａ）〜Ｄ）のいずれかに浸漬し、文化遺物の含浸水溶性溶剤を少なくとも４０％まで難水溶性溶剤で置換する。

工程３では、水溶性溶剤及び難水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を真空下で凍結・乾燥させれば、水溶性溶剤のみが蒸散して文化遺物から消失し、保存方法２による保存処理が完了した文化遺物が得られる。

保存方法１について具体例を挙げて説明する。但し、この実施例１では、遺跡から発見された出土遺物としての木片を処理した場合を例として説明する。

まず工程１では、水溶性溶剤であるメタノール（メチルアルコール）中に木片を入れ、１日から数日間浸漬する。浸漬中に木片中の水分は全てメチルアルコールに入れ替わる。これにより、木片組織内の含有水分が全部メチルアルコールで置換した木片が得られる。

上記浸漬中で木片内の含有水分がメチルアルコール中に浸出するのに伴って、メチルアルコールの濃度が低下するので、適宜比重を測定し、途中で数回新しいメチルアルコールと交換する。

この後、次の工程２の前処理として、低級アルコールであるメチルアルコールと高級アルコール組成物であるステアリルアルコール（Ｃ１８／９０％、Ｃ１６／１０％、融点６０．５℃）との等量混合物を恒温器に入れ、６０℃に保ったものの中に木片を入れ、数日間浸漬する。この前処理は次の工程２において、難水溶性溶剤としての高級アルコール組成物である前記ステアリルアルコールに木片を浸漬する際に、木片が含有する低級アルコールであるメチルアルコールとの濃度差、分子量差に起因するひび割れや収縮を未然に防止するためのものである。

次の工程２では、恒温器内で、難水溶性溶剤の高級アルコール組成物である（１）ステアリルアルコール（Ｃ１８／９０％、Ｃ１６／１０％、融点６０．５℃）を６３℃で溶解し、６３℃に保ったものの中に木片を浸漬し、数日間放置する。これにより、木片内のメチルアルコールがステアリルアルコールに完全に置換される。置換終了後、木片を恒温器より取り出す。

工程３では、木片を室温下で冷却、固化させることにより、保存方法１で保存処理された文化遺物が得られる。このようにして処理された文化遺物は、出土以前の原形を保持しており、変形せずに半永久的に保存することができる。また、処理後の文化遺物は、この種の文化遺物の保存処理に必要な可逆性を有する。

なお、実施例１で使用した難水溶性溶剤の高級アルコール組成物である（１）ステアリルアルコールの代わりに次のものも検討した。
（２）高級アルコール組成物（Ｃ１８／６５％、Ｃ１６／３５％、融点５８℃）
（３）ステアリルアルコール（１）９７部にステアリルアルコールエチレンオキサイド３．３モル付加物３部を加えたもの（融点５９℃）
（４）ステアリルアルコール（１）９４部にステアリルアルコールエチレンオキサイド１．１８モル付加物３部とポリビニルブチラール樹脂ＢＬＳ（積水化学製品）３部とを加えたもの（融点５９．５℃）
以上の難水溶性溶剤（１）〜（４）を使用した保存処理後の木材について、接線方向、放射方向、縦方向の寸法変化を処理１ヵ月後のものについて比較した。同時に、難水溶性溶剤（１）〜（４）について、同一条件で固化したものの写真を参考のため図３〜図６に示した。

〔寸法変化〕
種別接線方向放射方向縦方向
（１）２．０％１．３％０％
（２）１．６％０．３％０％
（３）１．７％１．６％０％
（４）１．９％２．０％０．１％
これより、特に種別（４）については、他のものに比較して処理物の表面は極めて平滑な状態を示した。

保存方法２について具体例を挙げて説明する。但し、この実施例２でも、遺跡から発見された出土遺物としての木片を処理した場合を例として説明する。

保存方法２も途中の工程までは、保存方法１とほぼ同様である。すなわち、まず工程１において、水溶性溶剤として低級アルコールの一種である第３級ブチルアルコール中に木片を１日から数日間浸漬し、木片内の含有水分を第３級ブチルアルコールに全部入れ替える。保存方法１と同様、浸漬中に木片の水分により第３級ブチルアルコールの濃度が低下するので、適宜比重を測定し、新しい第３級ブチルアルコールと交換する。

保存方法１と同様、次の工程２の前処理として、低級アルコールの一種である第３級ブチルアルコールと難水溶性溶剤である高級アルコール組成物（Ｃ１８／６５％、Ｃ１６／３５％、融点５８℃）との等量混合物を恒温器に入れ、４０℃に保ったものの中に木片を数日間入れておく。この前処理で次の工程２における第３級ブチルアルコールと難水溶性溶剤である高級アルコール組成物との濃度差、分子量差による木片のひび割れや収縮を防ぐ。

工程２では、難水溶性溶剤として高級アルコール組成物（Ｃ１８／６５％、Ｃ１６／３５％、融点５８℃）中に木片を数日間浸漬する。ここで、木片に含まれている第３級ブチルアルコールが高級アルコール組成物に５０％程度置換された時点で浸漬を終了し、木片を取り出す。

工程３では、冷凍庫で木片を急速冷凍した後、真空凍結乾燥装置を用いて木片を乾燥させる。これにより、木片内に残存する第３級ブチルアルコールが全て消失するが、高級アルコール組成物は難昇華性固体であるから木片の組織内に残留する。

乾燥の進行とともに木片は固化し、最終的に保存方法２で保存処理された文化遺物が得られる。この保存方法２で処理された文化遺物は、出土以前の原形を留めたままで永久保存できる。

Claims

出土した文化遺物を炭素数１〜４の直鎖又は分岐のアルコールよりなる水溶性溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水を水溶性溶剤で置換する工程と、
高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の飽和アルコールを主体とする高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤に、炭素数１６〜２２の飽和高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を、前記高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えた当該難水溶性溶剤に、前記水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を浸漬して文化遺物の含浸水溶性溶剤を難水溶性溶剤で置換する工程と、
難水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を固化させる工程と、
からなることを特徴とする出土文化遺物の保存方法。
出土した文化遺物を炭素数１〜４の直鎖又は分岐のアルコールよりなる水溶性溶剤に浸漬して文化遺物の含浸水を水溶性溶剤で置換する工程と、
高級アルコールを２種以上含有する融点５０〜７０℃の飽和アルコールを主体とする高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤に、炭素数１６〜２２の飽和高級アルコールとアルキレンオキサイドのみからなる化合物を、前記高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えた当該難水溶性溶剤に、前記水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を浸漬して文化遺物の含浸水溶性溶剤を少なくとも４０％まで難水溶性溶剤で置換する工程と、
水溶性溶剤及び難水溶性溶剤を含浸させた文化遺物を真空下で凍結・乾燥させる工程と、
からなることを特徴とする出土文化遺物の保存方法。
前記高級アルコール組成物よりなる難水溶性溶剤に、前記高級アルコール組成物に可溶の繊維素アルキルエーテル及び／又はポリビニルブチラール樹脂を前記高級アルコール組成物の融点範囲を越えない量を加えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の出土文化遺物の保存方法。