いぶし瓦表面炭素膜の放射光軟X線状態分析

Chemical analysis of carbon films on Japanese smoked roof tile "Ibushi Kawara" by soft X-ray spectroscopy using synchrotron radiation

村松 康司

Muramatsu, Yasuji

いぶし瓦の品質管理・特性向上をはかるため、放射光軟X線分光法を用いて、いぶし瓦表面炭素膜の構造分析と風化による変色を解明した。構造分析の結果、表面炭素膜は配向性のあるカーボンブラック粒子と非配向性の粒子が半々の割合で混在することが明らかとなった。配向性粒子が瓦の光沢を生み、非配向性粒子が耐久性を生むと理解できた。風化による変色は酸化反応に起因し、酸化された表面炭素膜にはカルボキシル基が存在することがわかった。この酸化反応によって配向性粒子の割合が減少するために変色すると理解できた。ただし、8年程度の風化では、変色は起きるものの内部にいたる炭素膜全体の配向性はほとんど維持され、耐久性が保たれていることがわかった。

Microstructure and weathering effects of carbon films on the Japanese smoked roof tile "Ibushi-Kawara" were investigated by soft X-ray spectroscopy using synchrotron radiation. The take-off/incident-angle dependence on the X-ray emission/absorption spectra of Kawara shows that the carbon-black-like sp2 carbon atoms partially form a layer structure oriented parallel to the basal clay plane, and that the degree of orientation of the carbon films is estimated to be 50% that of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG). X-ray absorption measurements revealed that weathering oxidizes the carbon films and partial carboxy chemical bonding occurs.