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近代絵図面類の素材分析と保存に関する研究

当研究は、明治以降の近現代図面の製作過程を明らかにするとともに、その材質的な特質および劣化損傷の現状を把握し、それらの劣化原因と保存処理方法に検討を加えようとするものである。日本に残存している明治期の図面類は、それまでの和紙と顔料で描かれた江戸時代の膠絵のものとは質的にも内容的にも異なり、新しい図面用紙、新しい記録素材、そして新しい表現手法が取り入れられてくる。その多くは、政府に招聘されたお雇い外国人技術者たちが、祖国から取り寄せた材料を用いて技術指導したものに始まる。それらが、やがて国産の特殊用紙、水性染料、合成顔料なとの開発および実用に変遷していく。この時期の図面類などをはじめとする歴史資料には、図画面の記録素材そのものに顕著な変色や変質などの劣化症状のみられるものも多く、保存処理の急がれるものが多いにもかかわらず、その対処が遅れている一因は、それらの劣化損傷状況の把握・素材分析および劣化原因の究明が進んでいないからでもある。当研究においては、幕末から明治以降の彩色絵図面の劣化状態の調査を行い、官能試験・測色・表面観察などの新しい手法を取り入れた状態調査法の確立を試み、また、その劣化原因を究明した。さらに、調査過程において確認されたことは、彩色図面だけでなく、一般の図面類や文書の一部に使われている水性顔料やインク類、アルカリ現像液を使って定着させる化学的な複写素材にも、褪色や色変色などの劣化が顕著なことである。そこで、これらの図面用紙などを劣化促進させ、変褪色・強度の低下などの測定を行い、紙質の違いによる劣化症状の差や記録素材の安定性の比較を行った。今後は、それらの結果を考察して、現存する多量の明治以降の図面類の保存において、保存処理技法の適否、優先順位などにも検討を加えていきたい。当研究は、明治以降の近現代図面の製作過程を明らかにするとともに、その材質的特質および劣化損傷の現状を把握し、それらの劣化原因と保存処理方法に検討を加えようとするものである。それらが、やがて国産の特種用紙、水性染料、合成顔料などの開発および実用に変遷していく。この時期の図面類などをはじめとする歴史資料には、図画面の記録素材そのものに顕著な変色や変質などの劣化のみられるものも多く、保存処理の急がれるものが多いにもかかわらず、その対処が遅れている一因は、それらの劣化損傷状況の把握・素材分析および劣化原因の究明が進んでいないからでもある。これまで、幕末から明治以降の彩色絵図面の劣化状態の調査を行ない、その劣化原因の究明および保存処理方法に検討を加えてきた。しかし、その調査の過程において、彩色図面のみならず、一般の図面類や文書の一部に使われている水性顔料やインク類、科学的な複写素材にも、褪色や色変化などの劣化が顕著にみられることが確認された。このような比較的新しい明治期以降の素材については、さらに素材分析や劣化促進試験をはじめとした科学的な研究が必要となっている。平成15年度では、引き続きこれらの材質の特定をはかり、また時代的背景の把握および質的変化を分析し、劣化の原因の究明、保存方法および修復技法、強化処理について研究していきたい。

日本に残存している明治期の図面類は、それまでの和紙と顔料で描かれた江戸時代の膠絵のものとは質的にも内容的にも異なり、新しい図面用紙、新しい記録素材、そして新しい表現手法が取り入れられてくる。その多くは、政府に招聘されたお雇い外国人技術者たちが、祖国から取り寄せた材料を用いて技術指導したものに始まる。それらが、やがて国産の特殊用紙、水性染料、合成顔料などの開発および実用に変遷していく。この時期の図面類などをはじめとする歴史資料には、図画面の記録素材そのものに顕著な変色や変質などの劣化症状のみられるものも多く、保存処理の急がれるものが多いにもかかわらず、その対処が遅れている一因は、それらの劣化損傷状況の把握・素材分析および劣化原因の究明が進んでいないからでもある。当研究においては、幕末から明治以降の彩色絵図面の劣化状態の調査を行い、官能試験・測色・表面観察などの新しい手法を取り入れた状態調査法の確立を試み、また、その劣化原因を究明した。さらに、調査過程において確認されたことは、彩色図面だけでなく、一般の図面類や文書の一部に使われている水性顔料やインク類、アルカリ現像液を使って定着させる化学的な複写素材にも、褪色や色変色などの劣化が顕著なことである。そこで、これらの図面用紙などを劣化促進させ、変褪色・強度の低下などの測定を行い、紙質の違いによる劣化症状の差や記録素材の安定性の比較を行った。それらの結果を考察して、現存する多量の明治以降の図面類の保存において、保存処理技法の適否、優先順位などにも検討を加えた。
非線形離散型方程式の完全積分可能性と解の構造

可積分な非線形差分方程式を特徴づける「特異性の閉じこめ」の構造を明らかにし、その概念を完全離散系に拡張すること、またその中で離散型可積分系のもつ代数的・幾何的構造を解明することを目的として以下の成果を得た。(1)非自律離散可積分方程式の解析手法の代数構造にづいて一定の知見を得た。また、特殊関数を用いて表される解を構成し、それらの代数的性質を明らかにするとともに、解の間に成立する新しい非線形相互関係式を提案した。(2)いくつかの離散パンルベ方程式についてそれらの自己相対性、解の間の非線形相互関係の構造を明らかにした。(3)戸田分子方程式を完全離散系に拡張し、解の具体的表現を得た。また、その代数的性質や対称性を調べるとともに、数理工学における応用についても新しい知見を得た。さらに、セルオートマトンの時間発展がある種の可解格子模型と関係することを示した。(4)非線形微積分方程式を微差分方程式として捉えることにより、その可積分構造を考察した。またある結合型非線形波動方程式について、その離散アナログを構成し、解の構造について検討を加えた。これらの結果は数値計算など実用的にも役立つものと考えられる。(5)不定型のルート系に付随する離散力学系について、特異点閉じ込め判定条件を満たすがカオス的な振舞を示す力学系の特徴づけを行った。また、そのような力学系の初期値空間を考え、不定型のルート系と関係する有理曲面を得るとともに、逆に曲面から力学系を再構成して非自励的な力学系への拡張を得た。(6)離散パンルベ方程式の幾何学的構造を調べ、戸田格子方程式の解空間とパンルベ方程式の解との関係に関する知見を得た。また、アファインワイル群やトロイダルリー代数と可積分方程式の関わりについて考察を加えた。本研究は「可積分な非線形差分方程式を特徴づける特異性の閉じ込めの構造を明らかにするとともに、その低念を完全離散系に拡張すること、およびその中で離散可積分系のもつ代数的・幾何的構造を解明すること」を目的とし、それに関して本年度は以下の研究成果を得た。1.フェルミオン代数の手法を用いて非自律離散可積分方程式を考察し、ダルブー変換・ラックス形式などの解析手法の代数構造について一定の知見を得た。また、ソリトン解や有理解だけでなくより一般の特殊関数を用いて表される解を構成し、それらの代数的性質も明らかにした。さらに解の間に成立する新しい形の非線形相互関係式を提案した。2.非対称なII型の離散パンルベ方程式およびm型のq離散パンルベ方程式についてそれらの自己相対性、解の間の非線形相互関係の構造を明らかにした。また、双一次形式の理論を用いてIV型の離散パンルベ方程式の有理解系列に対する行列式表現を得た。3. 1.で述べた離散可積分系に関する成果を援用して、N成分KP方程式系が離散幾何においてもつ意味を検討し、離散可積分系と離散曲面の相互関係について知見を得た。4.戸田分子方程式を独立変数・従属変数すべてが離散的である完全離散系に拡張し、解の具体的表現を得るとともに、その代数的性質について考察を加えた。また、完全離散戸田方程式が数理工学における数列の加速法やソーティング問題に応用できることを指摘し、得られた解がそれらで果たす役割について検討した。本研究は「可積分な非線形差分方程式を特徴づける特異性の閉じ込めの構造を明らかにするとともに、その概念を完全離散系に拡張すること、およびその中で離散可積分系のもつ代数的・幾何的構造を解明すること」を目的とし、それに関して本年度は以下の研究成果を得た。

1.フェルミオン代数の手法を用いて構成した非自律離散可積分方程式について、その解の構造を詳しく調べるとともに、超離散極限として得られるセルオートマトン系の解の挙動について議論した。昨年度の研究で得られたII型の離散バンルベ方程式およびIII型のq離散パンルベ方程式の解に関する知見との関連を調べるのが今後の重要な研究課題である。2.昨年度の研究で得られたN成分KP方程式系と離散幾何との関連についての結果を発展させ、KP方程式の解がどのような構造をもつかを具体的な例を挙げて考察した。今後そうした例を蓄積することにより、離散可積分系の幾何学的理解を深めることがやはり重要な課題である。3.応用上重要と考えられる非線形微積分方程式を微差分方程式として捉えることにより、その可積分構造を考察した。またやはり応用上重要な結合型非線形波動方程式について、その離散アナログを構成し、解の構造について検討を加えた。これらの結果は数値計算など実用的な用途にも役立つものと考えられる。4.戸田分子方程式の超離散化によって得られるセルオートマトン系の代数的性質について考察を加えた。とくに差分方程式とセルオートマトン系のもつ対称性について詳しく調べ、両者の相互関係を明らかにした。この結果は離散可積分系の代数構造理解に貢献すると期待している。本研究は「可積分な非線形差分方程式を特徴づける特異性の閉じ込めの構造を明らかにするとともに、その概念を完全離散系に拡張すること、およびその中で離散可積分系のもつ代数的・幾何的構造を解明すること」を目的とし、それに関して本年度は以下の研究成果を得た。1.不定型のルート系に付随する離散力学系について、特異点閉じ込め判定条件を満たすがカオス的な振舞を示す力学系(双有理写像)の特徴づけを行った。また、そのような力学系の初期値空間を考えることにより、不定型のルート系と関係する有理曲面を得るとともに、逆に曲面から力学系を再構成することにより非自励的な力学系への拡張を得た。さらに、行列の簡単な計算によってnステップ後の写像の次数を計算する方法を与え、離散パンルヴェ方程式の場合には次数の増加がnの2乗のオーダーであることを示した。この結果は特異性閉じこめに対する代数的根拠を与えるものである。2.離散結合型非線形シュレディンガー方程式などの離散可積分方程式について、その解の構造を詳しく調べるとともに、パンルベ方程式との関連を議論した。その中で解の行列式及びパフィアン表示が重要であることが明らかになった。3.ソリトン方程式の超離散化によって得られるセルオートマトン系の代数的性質について考察を加えた。とくにセルオートマトンの時間発展がある種の可解格子模型と関係することを明らかにしたが、この結果は離散可積分系の代数的性質を理解するのに新しい知見を与えるものである。
新規エネルギー代謝調節因子の探索と機能解析

ラットに60%の脂質を含む高脂肪食を給餌し、エネルギー摂取量および体重をモニターしたところ、約10%のラットが、普通食摂取ラットの体重を下回る高脂肪食耐性(DR)ラットであることが明らかになった。これらのラットの中には、腸間膜脂肪蓄積量が少なく耐糖能が正常で、インスリン感受性が極めてよいものが含まれていた。DRラットの行動量、酸素消費量、呼吸商、体温は、普通食ラットに比べて差を認めなかった。DRラットの腸間膜脂肪組織からRNAを抽出し、DNAマイクロアレイを行ったところ、7匹中3匹で、水・電解質関連ペプチドとその受容体の発現が有意に増加していることが明らかになった。また、これらは、腸間膜脂肪組織のマクロファージに存在していた。今後、同定したペプチドおよび受容体を発現したマクロファージと脂肪細胞の共培養や、これらの遺伝子を導入したマクロファージ特異的ダブルノックインラットを作製し、解析する予定である。高脂肪食を摂取させたラット群の中で、普通食群の平均体重を上回る高脂肪食肥満(DIO)ラットと普通食群(コントロール)の平均体重を下回る高脂肪食耐性(DR)ラットを作出した。小動物CT装置による解析により、DIOラットはコントロールラットに比べ脂肪率が高く腸間膜脂肪細胞の直径が著しく大きくなっていたが、DRラットではコントロールラットとほぼ同程度の脂肪率と腸間膜脂肪細胞の直径であり、腸間膜脂肪組織全体の体積は減少していた。また、脂質代謝に関わるホルモンである中性脂肪、HDLコレステロール、LDLコレステロールなどの血中脂質は、コントロールラットに比べDIOラットのみ中性脂肪とLDLコレステロールの濃度が減少していた。また、脂質代謝に関わるホルモンであるレプチン、アディポネクチンは、コントロールラットに比べDIOラットで増加傾向が認められたが、DRラットではほぼ同様の発現であった。これらの結果から、DIOラットでは腸間膜脂肪の著しい蓄積が認められるが、DRラットでは腸間膜脂肪の蓄積が少ないことが明らかになった。また、糖代謝機能を検討した結果、血糖値には群間に差が認められないが、DIOラットはインスリンの基礎値が著しく亢進しインスリン抵抗性を呈した。さらにグルコース負荷試験、インスリン負荷試験を行い、耐糖能およびインスリン感受性を検討した結果、DRラットはインスリン感受性が良いことが判明した。自発運動量、摂取エネルギー、酸素消費量は、いずれも群間に差は認められなかったことから、高脂肪食耐性を示すDRラットは、特異的なエネルギー代謝調節機構を有していると考えられる。現在、これらのラットを用いてDNAマイクロアレイにより網羅的に腸間膜脂肪組織の遺伝子発現の解析を進めている。高脂肪食をラットに給餌すると、通常、食餌性の肥満が起こる。研究代表者らは、高脂肪食を摂取させても肥満を呈さない高脂肪食耐性ラット(DRラット)が、約10%の割合で存在することを見出した。本研究は、このDRラット新規肥満制御因子を探索し、その分子機構を解明することにより、新たなエネルギー代謝調節のシステムを構築することを目的とする。DRラットの腸間膜脂肪組織から、RNAを抽出し、遺伝子発現パターンを網経的に解析した。脂肪合成系の遺伝子変動に加え、DRラット7個体のうち3個体で、水・電解質代謝関連ペプチドおよびその受容体が、特異的に高発現していることが明らかになった。これらのDRラットの腸間膜組織を固定し、同ペプチドおよび受容体の抗体を用いて免疫染色を行ったところ、これらを産生する細胞は、マクロファージ系の細胞であることが判明した。また、DRラットの腸間膜脂肪組織を脂肪細胞分画と血管内皮や血球成分からなる細胞集団(SVF)に分け、DR特異的高発現分子のmRNA発現をRT-PCRで確認したところ、いずれの分子もSVFでのみ発現していることが明らかになった。また、同定した受容体を発現しているマクロファージを用いて、DR特異的肥満制御物質を添加すると、セカンドメッセンジャーであるcGMPが増加した。今後は、これらの結果を基に、脂肪細胞とマクロファージの共培養システムでの機能解析および遺伝子改変動物の解析を予定している。
エンドトキシンによる血管内皮細胞傷害誘導のメカニズム

ウシ血管内皮細胞(BAEC)をエンドトキシンと共にin vitroで培養すると、BAECはアポトーシスにより細胞死を起こす。今回、各種細胞外マトリックス(ECMC)を用いて、エンドトキシンによる血管内皮細胞傷害の抑制とその機序について解析した。エンドトキシンはBAECに対してin vitroでDNA合成の抑制とdetachmentを導くが、このBAEC傷害はマトリゲル、タイプIVコラーゲン、ゲラチン、フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン、ヘパラン硫酸ペプチドグリカンをプラスチックディッシュにcoatすることにより抑制することができた。しかしながら、タイプI,VコラーゲンはエンドトキシンによるBAEC傷害を抑制できなかった。エンドトキシンはさまざまなシグナル経路を活性化し、その活性を発現する。ECMCのBAEC傷害抑制作用とシグナル経路への作用の相互作用を検討した。その結果、ECMCはp38 mitogen-activated protein(MAP)キナーゼを選択的に抑制することが明らかになった。p38 MAPキナーゼの活性化がエンドトキシンのBAEC傷害作用を誘導する可能性を検討するために、p38抑制剤の効果を検討した。p38抑制剤であるPD98059は、明らかにエンドトキシンによるBAEC傷害を抑制したが、他のMAPキナーゼ抑制剤は抑制しなかった。このことから、ある種のECMCはp38MAPキナーゼの活性化を抑制することにより、エンドトキシンの血管内皮細胞傷害を防止することが明らかになった。ヒト血管内皮細胞(HUVEC)株のエンドトキシンによる活性化における遊離型、膜型CD14の役割をin vitro実験系で解析した。HUVECをエンドトキシンと共に培養し、組織因子(Tissue factor,TF)の産生をELISA法で測定した。HUVECを高濃度のエンドトキシンと共に培養しても、ほとんどTFの産生は認められなかった。さらに、その培養系に遊離型CD14を含むウシ胎仔血清(FCS)を1%添加しても、ほんのわずかなTFが産生されたのみであり、非働化FCSの添加ではTFの産生は誘導されなかった。そこで、われわれはHUVECにCD14遺伝子を導入し、膜型CD14を発現したHUVECを作製した。CD14の発現は免疫プロット法で確認された。CD14発現HUVECは、1ng/mlという微量のエンドトキシンに反応して、活性のあるTFを産生した。エンドトキシン添加量とともにTF産生は増加していった。この培養系に抗CD14抗体を添加すると、明らかにTF産生は抑制された。また、この活性化はFCSの添加でさらに亢進したが、非働化FCSにはそのような増強効果は見られなかった。このことから、HUVEC表面上にCD14を発現させると微量のエンドトキシンに反応し、著明なTFを産生させることが明らかとなった。さらに、この反応は、易熱性の血清成分により増強されることも明らかになった。ある状況下で血管内皮細胞にCD14が発現されれば、微量なエンドトキシンにより血液凝固が活性化され、DICなどのエンドトキシン関連病態が誘導される可能性が示唆された。その結果、ECMCはp38 mitogen-activated protein(MAP)

キナーゼを選択的に抑制することが明らかになった。p38 MAPキナーゼの活性化がエンドトキシンのBAEC傷害作用を誘導する可能性を検討するために、p38抑制剤の効果を検討した。p38抑制剤であるPD98059は、明らかにエンドトキシンによるBAEC傷害を抑制したが、他のMAPキナーゼ抑制剤は抑制しなかった。このことから、ある種のECMCはp38 MAPキナーゼの活性化を抑制することにより、エンドトキシンの血管内皮細胞傷害を防止することが明らかになった。
カゼイン摂取制限による味覚受容機構の変貌

発育期のタンパク摂取不良が味覚の発育に及ぼす影響について調査するため、胎生3日より継続的に低カゼイン飼料を用いて飼育したラットに生後45日より基本味に対する味覚嗜好性テストを2瓶法を用いて行ったところ、イノシン酸ナトリウムに対する嗜好性に変化が認められたほか、塩酸キニーネの摂取量が減少した。実験結果の詳細は、2013/9月に仙台で行われた日本味と匂の学会第47回大会にて発表を行い、日本味と匂の学会誌20巻3号にて公表した。味覚中枢の発生以前の胎生3日より、通常飼料と比して1/4のカゼイン配合量のカゼイン摂取制限食(カゼイン5%配合)を妊娠期の母ラット、新生仔ラットに継続的にあたえて制作したカゼイン摂取制限モデルラットに対して、2瓶法を用いて甘味(ショ糖、サッカリン)、塩味(塩化ナトリウム)、苦味(塩酸キニーネ)、うま味(グルタミン酸ナトリウム、イノシン酸ナトリウムおよびその混合液)に対する嗜好性調査を行ったところ、塩化ナトリウム、ショ糖に対する嗜好性には変化がみとめられなかった。一方、ショ糖と同じ甘味溶液であるサッカリンの嗜好率は有意に上昇した。また、うま味に関しては、グルタミン酸ナトリウムおよびグルタミン酸ナトリウム+イノシン酸ナトリウム混合溶液に対する嗜好率の変化はみとめられなかったが、イノシン酸ナトリウム単独の溶液に対する嗜好性は、著しく低下した。さらに苦味を呈する塩酸キニーネに対する嗜好性に統計的有意差はみとめられなかったが、体重あたりの塩酸キニーネ摂取量はカゼイン摂取制限モデルにおいて大きく増加していた。これらの結果より、カゼインの継続的な摂取制限は、塩味に対する嗜好性に変化をもたらさないことが明らかになった。また、甘味嗜好性に関しては、ショ糖に対する嗜好性に変化がなくサッカリンの嗜好性の上昇がみとめられたが、サッカリンは甘味と同時に苦味を感じさせること、塩酸キニーネの摂取量がカゼイン摂取制限モデルにおいて増加していたことから、継続的カゼイン摂取制限は苦味に対する感受性に影響を与えている可能性が示唆された。うま味の質による嗜好率の差に関しては今後さらなる検討が必要であると考える。また今後の課題としては、嗜好率の変化のみでなく末梢および中枢の味覚受容器の形態学的な変化に関してもさらに調査を進めていく予定である。本研究は、三大栄養素のひとつであるタンパクの摂取制限が味覚受容機構の発達・発育にどのような影響を及ぼすのか、以下にしめすタンパク摂取制限モデル動物を作製し、形態的、行動学的に検索することを目的としている。当該年度において、タンパクの一種であるカゼインの配合を通常(14%)と比較して約1/3(5%)に減らした特別試料を用いて、妊娠3日の時点(母ラット)よりカゼイン摂取制限を開始し、授乳期、断乳後も継続的に新生ラットに対して摂取制限を施した実験動物を作製した。この際、エネルギー量等の影響を排除するためカゼインの代わりにコーンスターチを配合することによって補償した。また、断乳は生後20日齢に母子分離を行った。生後9週齢におけるタンパク摂取制限モデル動物の体重は平均42.0gであり、通常飼育を行ったコントロール群の動物(平均389.5g)と比して著しい発育の遅滞がみとめられた。これらの動物に対し、生後9週齢より二瓶法を用いて、味覚の嗜好性のテストを行った。味質に関しては0.1M MSG、0.1M IMP (うま味)、5mMサッカリン、0.5Mスクロース、(甘味)、0.1M NaCl(塩味)および0.0003Mキニーネ(苦味)の水溶液に対し、対照は蒸留水を用いてそれぞれの飲み量の計測を行い、タンパク摂取制限群とコントロール群の嗜好率を調査した。また、両群より味覚上皮、および中枢の味覚伝導路、味覚中枢のサンプル採取も進行中である。特殊試料の配合およびモデル動物の発育不良により、当初の計画と比べ実験動物の作製に期間がかかり、計画では、生後15日で断乳、30日齢より行動実験を行う予定であったが、断乳は4週齢、行動実験は9週齢に行うこととなった。しかし、現在の時点で“研究実績の概要"にしめしたとおり、行動学的実験による味覚嗜好性の検査はほぼ終了しており、また舌および口蓋の味覚上皮、中枢神経系に存在する味覚受容野のサンプル採取も近日終了予定であるため、初期の計画より日程は遅れているものの内容的には概ね計画どおりに進行していると言える。また、計測した嗜好性テストの結果は、集計して9月に仙台で行われる味と匂いの学会等で公表する予定である。タンパク摂取制限群およびコントロール群より採取した有郭乳頭、茸状乳頭、葉状乳頭、軟口蓋の味覚上皮を用いて切片を作製し、H-E染色を行い、タンパク摂取による味蕾の分布の変化、味蕾の大きさと形態の変化を観察する。

また、味刺激の受容・伝達に関与する受容体タンパク質であるGα-gustducin、PLC β2、NCAM等の抗体を用いて免疫組織化学染色を行い、味蕾内の細胞の性質の変化について検索を行っていく。また、延髄の弧束核、大脳皮質味覚野のサンプルも採取し、味覚受容野の細胞分布の変化についても観察する。さらに、母体にタンパク摂取制限を加え断乳後に通常飼料にて飼育を行うタンパク摂取回復群の作製を行い、同様に味蕾の大きさ、形態、細胞内の分子動態の変化を検索し、タンパク摂取制限によっておこった変化がタンパクの充分な摂取によって回復するかどうか調査を行う。加えて、母体には通常飼料を用い断乳後のみタンパク摂取を制限する生後タンパク摂取制限群も作製し、生後のみのタンパク不足による味覚発育の変化状況に関しても検索を加えてゆく。形態学的な検索を行うため、サンプル採取用の外科手術器具、切片製作用器具およびガラス器具、染色用の試薬および抗体等の購入が必要となる。またタンパク摂取回復群および生後タンパク摂取制限群の実験動物を作製するため新たに特別配合飼料および動物の飼育費用等が必要となる。さらに得られた結果を解析用するためソフトウェアの購入を予定している。また研究成果発表を行うため、学会参加費および旅費、論文公表時の英文校正、印刷費も必要である。
アルコール化合物を用いる発泡フェノール樹脂材料の再資源化

熱硬化性フェノール樹脂を構成素材とし、高い耐熱・断熱性と優れた機械的強度を有している発泡フェノール樹脂材料は、その高い物理的・化学的安定性のため、廃棄された後の再利用法は確立されていない。本研究では、従来の高温熱分解法よりも比較的温和な条件での液相処理を試み、発泡フェノール樹脂の大量再資源化への基礎的知見を得た。発泡フェノール樹脂からなる廃建材部材を粉末化し、(1)熱的性質と非溶媒存在下での物理安定性を明らかにし、(2)ソックスレー抽出や高温流体を用いた溶剤処理を行い、可塑剤等の添加物の抽出条件を明らかにした。さらに(3)従来法である400°C前後の熱分解反応に加え、炭素ー炭素共有結合の開裂(分解反応)が起こりにくい350°Cまでの比較的温和な条件での反応における溶剤効果を明らかにし、250°C程度の温度でも可溶化が進行することが明らかにした。さらに(4)ラジカルを安定化できるような水素供与性溶剤を用いた反応においては、明確な水素供与反応は確認できず、また脂肪族アルコール中の反応において最適な炭素鎖の長さが確認された。これらの比較的低い反応温度における分解反応は、溶剤による加溶媒分解反応の進行を示唆していることが明らかになった。(5)アルコール類を用いた温和な条件における架橋結合の切断機構を明らかにするため、フェノール樹脂中に含まれると考えられる架橋結合と同様な結合を有するモデル化合物について検討を行い、反応温度等の条件設定が重要であることが明らかになった。(6)モデル化合物の反応結果から、ヘテロ原子を含む架橋結合が切断され、その安定化にアルコール化合物が関与していることが明らかになった。これらから、発泡フェノール樹脂の分解反応におけるアルコール化合物の物理的・化学的な役割が明らかになり、温和な条件での資源化の可能性が明瞭になった。発泡フェノール樹脂材料は、熱硬化性のフェノール樹脂を素材としており、高い耐熱・断熱性と優れた機械的強度を有し、近年建材用部材として広く用いられるようになった。今後耐用年数の過ぎた廃資源として大量に排出されることが予想される。しかし発泡フェノール樹脂は、その高い物理的・化学的安定性のため、廃棄された後の再利用法は確立されていない。これまで発泡フェノール樹脂中には添加剤として可塑剤等の添加剤が含まれていることが確認されているが、本研究ではそれらの特性を明らかにして分離・回収を試みるとともに、アルコール化合物などを溶剤に用い、フェノール樹脂からなる材料骨格について300°C前後の従来のプラスチック化学リサイクル法に比べて比較的温和な条件での分解反応を試みた。その際、反応機構を明確にする目的でフェノール樹脂の分解反応に関与すると考えられるエーテル結合を有するモデル化合物の加溶媒分解反応を検討し、アルコールを用いる分解反応の機構について知見を得るとともに、得られた知見から効果的な再資源化を可能とするアルコールなどの溶剤を明らかにすることを試みた。本研究における再資源化処理法は、従来法では全く利用されていなかった脂肪族アルコールを用い、比較的温和な条件での液相処理で大量処理を可能とするものであり、反応効率や溶剤再利用などの経済性が充たされれば発泡フェノール樹脂の再資源化法プロセスとして期待される。発泡フェノール樹脂の効果的な再資源化法の確立を目指し、発泡フェノール樹脂からなる廃建材部材を粉末化し、共有結合の開裂(分解反応)が起こりにくい温和な条件での溶媒処理を試み、添加剤等の効果的な回収法について知見を得た。さらに発泡フェノール樹脂材料の架橋部分の切断条件を明らかにすることを目的に、今回の反応で用いる発泡フェノール樹脂材料の熱特性や特性吸収などの諸性質を明らかにした。これらの知見をもとに、従来の反応温度よりも温和な250°Cから350°Cまでの温度で、アルコール類を用いた反応を試み、可溶化率や、モノマー収率に与える溶媒の効果について知見を得た。これまでのアルコール類を用いた温和な条件における架橋結合の切断機構を明らかにするため、フェノール樹脂中に含まれると考えられる架橋結合と同様な結合を有するモデル化合物を用い、その分解反応の進行を追跡して機構の明確化を試みた。発泡フェノール樹脂材料は、熱硬化性のフェノール樹脂を構成素材としており、高い耐熱・断熱性と優れた機械的強度を有している。さらに発泡体として空孔容積が高くて軽く、成形性も高いため、近年建材用部材として広く用いられるようになった。今後耐用年数の過ぎた廃有機資源として大量に排出されることが予想されるが、その高い物理的・化学的安定性のため、廃棄された後の再利用法は確立されていない。これまでフェノール樹脂の液相分解反応について炭素ー炭素結合の開裂から進行する分解反応について知見を得てきたが、発泡フェノール樹脂中には添加剤として可塑剤等の添加剤が含まれている。本研究ではそれらの特性を明らかにして分離・回収を試みるとともに、アルコール化合物などを溶剤に用い、従来のプラスチック化学リサイクル法に比べて比較的温和な条件での分解反応を試みた。その際、分解反応機構を明確にする目的でフェノール樹脂の反応に関与すると考えられるエーテル結合を有するモデル化合物の加溶媒分解反応を検討し、可溶化反応における化学的・物理的機構を提案して効果的な再資源化を可能とする溶剤について知見を得た。

本研究における廃発泡フェノール樹脂処理法は、従来の高温熱分解法よりも比較的温和な条件での液相処理で発泡フェノール樹脂の大量再資源化を可能とするものであり、資源化効率や経済性が充たされれば焼却や埋め立てに頼らない発泡フェノール樹脂の再資源化法プロセスとして確立できることが期待される。発泡フェノール樹脂からなる廃建材部材を粉末化し、熱的性質などを明らかにして単体の熱分解特性を明らかにすると共に、ソックスレー抽出や高温流体を用いた溶剤処理を行い、可塑剤等の添加物の抽出条件を明らかにした。さらに添加剤を抽出した後の樹脂を対象とした液相反応を試みた。この液相反応においては、従来法である400°C前後の熱分解反応に加え、炭素ー炭素共有結合の開裂(分解反応)が起こりにくい350°Cまでの比較的温和な条件を設定した。反応においては顕著な溶剤効果が見られ、また250°C程度の温度でも可溶化が進行することが明らかになった。ラジカルを安定化できるような水素供与性溶剤を用いた反応においては、明確な水素供与反応は確認できず、また脂肪族アルコール中の反応において最適な炭素鎖の長さが確認された。これらの比較的低い反応温度における分解反応は、溶剤による加溶媒分解反応の進行を示唆していることが明らかになった。これまでのアルコール類を用いた温和な条件における架橋結合の切断機構を明らかにするため、フェノール樹脂中に含まれると考えられる架橋結合と同様な結合を有するモデル化合物について検討を行ったが、モデル化合物の反応性の検討においては、反応温度等の条件の設定が重要であることが明確になった。熱硬化性フェノール樹脂を構成素材とし、高い耐熱・断熱性と優れた機械的強度を有している発泡フェノール樹脂材料は、その高い物理的・化学的安定性のため、廃棄された後の再利用法は確立されていない。本研究では、従来の高温熱分解法よりも比較的温和な条件での液相処理を試み、発泡フェノール樹脂の大量再資源化への基礎的知見を得た。発泡フェノール樹脂からなる廃建材部材を粉末化し、(1)熱的性質と非溶媒存在下での物理安定性を明らかにし、(2)ソックスレー抽出や高温流体を用いた溶剤処理を行い、可塑剤等の添加物の抽出条件を明らかにした。さらに(3)従来法である400°C前後の熱分解反応に加え、炭素ー炭素共有結合の開裂(分解反応)が起こりにくい350°Cまでの比較的温和な条件での反応における溶剤効果を明らかにし、250°C程度の温度でも可溶化が進行することが明らかにした。さらに(4)ラジカルを安定化できるような水素供与性溶剤を用いた反応においては、明確な水素供与反応は確認できず、また脂肪族アルコール中の反応において最適な炭素鎖の長さが確認された。(5)アルコール類を用いた温和な条件における架橋結合の切断機構を明らかにするため、フェノール樹脂中に含まれると考えられる架橋結合と同様な結合を有するモデル化合物について検討を行い、反応温度等の条件設定が重要であることが明らかになった。(6)モデル化合物の反応結果から、ヘテロ原子を含む架橋結合が切断され、その安定化にアルコール化合物が関与していることが明らかになった。これらから、発泡フェノール樹脂の分解反応におけるアルコール化合物の物理的・化学的な役割が明らかになり、温和な条件での資源化の可能性が明瞭になった。28年度に引き続いて高温流体を用いた可塑剤の抽出条件の確立と熱硬化性樹脂の架橋部分を切断する条件の明確化を行う。
タンザニアの狩猟採集民による個人の複合的な生業展開と植物知識の変化に関する研究

平成30年度は、8月に約1か月間のタンザニアにおける現地調査を実施し、それ以外の期間は日本において資料の分析や文献研究をおこなった。現地調査では主に、以下の2点について調査をおこなった。1昨年度の現地調査からの継続課題として、サンダウェによる植物の利用と認識の関係性を明らかにすることを目指した。今回は調査村において、複数本のAlbizia tanganyikensis(マメ科)を生育地から農地や丘の裾などへ移植実験を試みた。今後、その生育地の環境が幹の硬度や幹の形態にどう影響し、さらにそうした形質的な変化が人々の植物に対する認識と利用にどう関係するか、継続的に調査をおこなうことを予定している。同種の樹木は非常に生長が早いため、来年度にはある程度の示唆が得られると考えている。2以前から調査の対象としてきた狩猟採集民ハッツァの集落が、これまでのキャンプ地とは離れた場所に新たなキャンプを設けていた。平成24年からの継続的な調査において、同集落はずっと同じ場所に位置していたため、こうした場の変化が、植物利用や生業活動にどのように影響するのか、来年度に継続調査を行いたい。また、現地調査時に、ハッツァの土地権取得を支援するNGOの関係者と意見交換をおこなうこともできた。さらに平成30年度には、これまでの研究成果を2つの国際学会と1つの国内学会にて発表するとともに、英語論文1本と日本語論文を3本、また書籍の分担執筆をした書籍1冊を公刊した。ハッツァの植物利用のデータを個人を対象に収集することを計画しているが、乾燥地である調査地においては雨季に渡航しなければデータが取れない。30年度は、シンポジウムの登壇や原稿執筆、さらに職場の異動が重なり、タンザニアの雨季にあたる2-3月に現地調査ができなかったため、雨季のデータを収集できなかった。一方で、日本にいる間に、原稿を執筆したり、学会発表をおこなうなど、成果発表はおおむね順調に進展できた。平成31年度以降も、当初の計画に沿って、研究を進める予定である。とくに30年度にできなかった雨季における資料収集をおこなうことと、過去の空中写真の分析をおこなう。空中写真の分析については、生業の変化にあわせて、どのように土地利用が変化してきたのかを視覚的に表すことを目指している。また、最終的な成果報告も、国内学会での発表とともに複数の論文の執筆を予定している。本研究は、近年、複合的に展開する狩猟採集民の生業と、その過程で生じる植物知識の変化の関係を、個人の生業実践の経験と関連させて考察し、現代狩猟採集民の人と植物のかかわりを多層的に描き出すことを目的としている。そのために、タンザニア共和国のサンダウェとハッツァという2民族を主要な対象として現地調査、文献調査、地理的分析の3つの手法を組み合わせた研究をおこなう。初年度である平成28年度は、まずサンダウェとハッツァの個人の複合生業実態を把握することと、サンダウェの野生植物の利用と認識に関するこれまでの知見を補足するためのデータ収集につとめた。結果は以下のとおりである。サンダウェは今日では狩猟採集よりも農耕が生業の基盤になっているが、一方で農地の場所や各生業活動に対する比重には個人差が生じている。とくに、かれらが日々の生活のなかで頻繁に利用する「場」が異なることによって、利用する植物種や植物そのものに対する認知にも差が生じているようであった。なかでも本年度はAlbizia tanganyicensis(マメ科木本植物)の植物特性に関する認識にみられる個人差に注目したところ、過去に利用してきた植生、家畜飼養の経験などと大きく関連してそうであることがわかった。今後、植物学的な分析も含め、継続調査を試みる。一方、ハッツァに関する調査では、民族文化観光に関わる人びとを対象としている。かれらは狩猟採集、観光、さらに季節ごとに農耕を実施するなど、生業選択に個人差が生じている。また植物利用については、採集活動に絞って検討してみても、かれら自身の利用場面と観光での利用場面とでは対象種が異なっていたり、観光の場では利用されるものが限定されることが観察できた。ただし、個人差までは今年度に調査を実施することはできなかった。本年度は、8ー9月と2月の2回の現地調査を実施し、おおむね計画通りに研究を遂行することができた。とくにサンダウェの居住地域においては、過去の調査で得たデータを補足するような新しい資料収集を実施したり、平成29年度に継続すべく調査の基盤をつくることができた。しかしハッツァの居住地域における現地調査では、調査期間が十分に確保できなかったこともあり、まだ資料が十分だとは言えない。とくに、野生植物利用が盛んになる雨季に現地調査を実施できなかったことが、ハッツァの植物利用と認識に関する資料不足の原因だと考えている。また、空中写真と衛星画像の分析をおこない、農地やキャンプ地などの場所および数や面積の推移を実証的に明らかにすることも、平成28年度の計画としていたが、ハッツァの居住地域についてはこれがまだ実施できていない。これらについては、平成29年度の課題とする。現在、関連する学会での報告と成果論文の執筆に向けて調査結果を分析している。本研究は、近年、複合的に展開する狩猟採集民の生業と、その過程で生じる植物知識の変化の関係を、個人の生業実践の経験と関連させて考察し、現代狩猟採集民の人と植物のかかわりを多層的に描き出すことを目指している。29年度は、以下の3点について研究を進めた。1タンザニアのハッツァの狩猟採集生活の変容について、広域調査を実施した。

その結果、自然保護区の設置や他民族による農地の拡大により狩猟採集活動が困難になっている事例も見られ、地域によってハッツァの生業活動の実態が大きく異なることが明らかになった。また、そうした外生の影響によって、例えば建材のような他地域では容易な植物の入手をも困難になり、ハッツァが従来暮らしてきた簡易な小屋を建てることすら難しい地域も見られた。2タンザニアのサンダウェによる植物の利用と認識の関係性について、主に1年目から注目してきたマメ科のAlbizia tanganykensisを対象に調査を継続した。サンダウェはA. tanganykensisには類似の種が複数あり、区別に関わる重要な指標は幹の硬さだという。幹の硬さに対する認知は利用と強く関連しており、幹の硬さの差異の原因は、生育地の環境や昆虫による影響である可能性が示唆された。3ゴマ科の草本植物の利用を、タンザニアのサンダウェとハッザと、ガーナの農耕民とのあいだで比較をした。ガーナでもタンザニア同様に、農地において「半栽培」の状態にあるゴマ科草本を、人びとは採集し、乾燥させ、市場で販売していた。採集と農耕のあいだの活動と考えられるこの植物利用が、狩猟採集の長い歴史をもつサンダウェやハッツァだけでなく、農耕の長い歴史をもつ西アフリカの農耕民にとっても重要である点は、生業の変化は採集から農耕へと一方向的ではなく、むしろ活動が複雑化すること、またそれに伴い人と植物の関係性もより多様に展開することが推察された。本年度はおおむね計画通りに研究が遂行できた。研究実績の概要で述べた1の成果については、2018年度に国内の学会で、また3の成果については国際学会で報告することを予定している。2については、引き続き、分析を続けている。ただし、空中写真と衛星画像の分析をおこない、農地やハッツァのキャンプ地などの場所および数や面積の推移を実証的に明らかにすることがいまだに実施できていない。また、欧米および日本の研究者が過去に撮影した画像や映像資料を収集・分析し、生業の変遷について、空中写真の解析から得られた資料と比較しながら分析をおこなうことも同時に計画していたが、現在までのところ、海外の資料を収集することができていない。国内の資料については、とくにハッツァについて、国立民族学博物館所蔵のデータベースを参照することができている。これらの点については、平成30年度の課題としたい。平成30年度は、8月に約1か月間のタンザニアにおける現地調査を実施し、それ以外の期間は日本において資料の分析や文献研究をおこなった。現地調査では主に、以下の2点について調査をおこなった。1昨年度の現地調査からの継続課題として、サンダウェによる植物の利用と認識の関係性を明らかにすることを目指した。今回は調査村において、複数本のAlbizia tanganyikensis(マメ科)を生育地から農地や丘の裾などへ移植実験を試みた。今後、その生育地の環境が幹の硬度や幹の形態にどう影響し、さらにそうした形質的な変化が人々の植物に対する認識と利用にどう関係するか、継続的に調査をおこなうことを予定している。同種の樹木は非常に生長が早いため、来年度にはある程度の示唆が得られると考えている。
任意形状粒子の大きさ、飛翔姿勢および速度の非接触同時測定法の開発研究

一般に工業機器の実流動場にみられる分散系固気二相流の多くが任意形状の微粒子によって構成されており、機器の性能向上に貢献する信頼性の高い測定手法が望まれている。流体中での非球形粒子の挙動は、主に流体から受ける抗力と粒子の慣性力が支配するが、現状では粒子径ですら正確に測定が困難で、個々の流動場において試行を繰り返す非効率的な評価に依存している。本研究では、レーザ光を用いて飛翔中の非球形粒子の等価直径、形状、飛翔姿勢および速度を非接触同時測定する測定システムを考案し、実流動場での粒子挙動の実験的解析に供する測定器の開発ならびにその評価を行った。開発した機器を利用して実流動場中での種々の粒子を測定し、特に球形粒子との比較を中心に、粒子径に対する測定精度、その形状がもたらす粒子挙動への影響を実験的に調査した。昨年度までに開発された測定システムの汎用性を拡大するために、信号処理プログラムの改善を実施した、具体的には、測定される流速範囲の拡大のために、信号処理処理ルーチンの高速化をはかった。実流動場に対する検証実験に関しては昨年度までの実験をさらに発展させ、粒子径、形状や流れの時間スケールなどをパラメータに含めた条件の設定を行った。同軸噴流中での実験を引き続き行い、静止流体中での落下終端速度がほぼ等しい、100ミクロン程度の粒子を用いて、噴流下流方向の各断面での粒径、速度、粒子数密度の計測を行った。球形、非球形粒子の比較すると、平気速度に関しては大きな差異は見られなかったが、変動速度に関しては非球形粒子の方が大きくなる傾向を示した。また、粒子数密度分布の測定結果から、非球形粒子の方が半径方向の拡散量が大きくなることが明らかにされた。これらは非球形粒子が周囲流体の流れにより受ける抵抗が、粒子の姿勢に依存する事から、球形粒子より大きな抗力を受けるため、その変動速度と拡散量が大きくなると結論づけられた。平成7年度は、飛翔する非球形粒子の二次元速度、粒子形状、粒径の同時測定手法の確立を目指した実験的研究を行った。主な内容は(1)光センサユニットと信号処理システムの製作、(2)数値計算による誤差要因の特定、(3)自然落下する粒子の測定である。粒子像を拡大投影するためのレンズ、光ファイバ束、アバランシェ・フォトダイオードからなる光センサーユニットの製作を行った。これと共に、A/Dコンバータとトランジェントメモリを中心とする電子回路とパーソナルコンピュータで構成する信号処理器を製作した。製作した測定器は粒子形状測定において焦点深度の影響で誤差を生じたため、数値計算と実験により両面からこの影響を検証した。数値計算では、Maxwellの方程式から直接散乱光の振幅が計算できる球形粒子を対象として解析した。実験は製作した計測器による測定の他、YAGレーザを光源として様々な焦点深度での粒子像のサーモカメラによる影響を試みた。両者を比較検討することにより誤差要因を特定して、これを考慮した信号処理アルゴリズムの開発した。このアルゴリズムにより誤差は10%程度に抑えられた。さらに、自由落下中の球形・非球形のガラス粒子、金属粉体、セラミック粉体の自然落下中の速度、粒径並びに飛翔姿勢を測定した。粒径について顕微鏡測定との比較検定を行った。本手法による粒径の測定値は、粒子の形状や光学的性質によらず顕微鏡による測定値とよく一致し、測定原理、測定装置の妥当性が確認された。

レーザ光を用いて飛翔中の非球形粒子の等価直径、形状、飛翔姿勢および速度を非接触同時測定する測定システムを考案し,実流動場での粒子挙動の実験的解析に供する測定器の開発ならびにその評価を目的として,本年度は,開発した機器を利用して実流動場中での種々の粒子を測定し,特に球形粒子との比較を中心に、粒子径に対する測定精度,その形状がもたらす粒子挙動への影響を統計的に記述する手法について研究を行った.昨年度までに開発された,投影法ドップラー流速計を適用する場として,せん断流中の非球形粒子の拡散について実験を行い,その統計的な拡散量を球形粒子との比較をした.受光素子の高速化のため,アバランシュフォトダイオードとファイバアレイの組合せたシステムを構築し,信号処理プログラムの最適化を行った事によって,より高速の流れ場に適用可能となった.流れ場には同軸の自由噴流を用い,噴流に添加された粒子の流れに垂直な成分の変位と粒子の数密度を測定することによって,拡散量の定量化した.それらの結果より,粒子の速度,粒径とそれらの相関値が得られ,粒子の形状はせん断乱流中での拡散量に無視できない影響があることが確認できた.また,噴流出口以前の管内流中での粒子-壁面衝突の状況が流動を支配していることが明らかになった.これより,本計測システムの適応範囲を明確にすることができ,今後の実用化の見通しがついた.一般に工業機器の実流動場にみられる分散系固気二相流の多くが任意形状の微粒子によって構成されており、機器の性能向上に貢献する信頼性の高い測定手法が望まれている。流体中での非球形粒子の挙動は、主に流体から受ける抗力と粒子の慣性力が支配するが、現状では粒子径ですら正確に測定が困難で、個々の流動場において試行を繰り返す非効率的な評価に依存している。本研究では、レーザ光を用いて飛翔中の非球形粒子の等価直径、形状、飛翔姿勢および速度を非接触同時測定する測定システムを考案し、実流動場での粒子挙動の実験的解析に供する測定器の開発ならびにその評価を行った。開発した機器を利用して実流動場中での種々の粒子を測定し、特に球形粒子との比較を中心に、粒子径に対する測定精度、その形状がもたらす粒子挙動への影響を実験的に調査した。昨年度までに開発された測定システムの汎用性を拡大するために,信号処理プログラムの改善を実施した,具体的には,測定される流速範囲の拡大のために,信号処理ルーチンの高速化をはかった.実流動場に対する検証実験に関しては昨年度までの実験をさらに発展させ,粒子径,形状や流れの時間スケールなどをパラメータに含めた条件の設定を行った.同軸噴流中での実験を引き続き行い,静止流体中での落下終端速度がほぼ等しい,100ミクロン程度の粒子を用いて,噴流下流方向の各断面での粒径,速度,龍指数密度の計測を行った.球形,非球形粒子の比較すると,平気速度に関しては大きな差異は見られなかったが,変動速度に関しては非球形粒子の方が大きくなる傾向を示した.また,粒子数密度分布の測定結果から,非球形粒子の方が半径方向の拡散量が大きくなることが明らかにされた.これらは非球形粒子が周囲流体の流れにより受ける抵抗が,粒子の姿勢に依存する事から,球形粒子より大きな抗力を受けるため,その変動速度と拡散量が大きくなると結論づけられた.
岩石試料による北上山地地域とその周辺の地殻応力の推定

北上山地地域は地震活動が低いことで知られ,応力に課せられた地震の発生上件を研究するために重要な地域である.また,この地域はプレート境界での力学的相互作用と内陸の応力場との関係を知る上でも重要な地域である.本研究は,この地域の地殻測定をとおして地震の発生条件と内陸部の応力源を明らかにすることを究極の目的に,岩手県釜石,普代,遠野,青森県階上で深さ500mまでの地殻応力を,変形率変化法(DRA)を用いて測定した.その結果は以下の通りである.1)北上山地の東(沿岸)部は南-北,あるいは南西-北東に卓越した張力場にある.2)水平方向の相対差応力[水平方向の差応力/鉛直応力]は階上と普代で小さく,釜石,遠野では他の地域と大差がない.3)普代を除くどの地点においても,水平最大応力は鉛直応力とほぼ等しい.4)相対剪断応力[最大せん断応力/最大せん断面に対する法線応力]は階上周辺を除いて特に小さくはない.5)相対剪断応力の地域差は長野県西部地震震源域におけるそれと比べて小さい.(1)は18831985年の長期間の地殻水平歪(国土地理院)と調和的である.また,(1)と(2)は内陸の応力場の形成が太平洋プレートとの力学的相互作用の直接的な結果ではない可能性を示唆し,北上山地北部では相互作用が応力に卓越した効果を持っていないことを示唆している.(3)はプレート境界での相互作用の直接的な結果としてプレート境界が北上山地に及ぼしている力が,普代を除いて,北上山地の地形を維持する程度のものであることを意味している.短期間の観測では,この地域はおよそ東西に卓越した短縮.を示す。しかし,(3)の結果はこの短縮がプレート境界に発生するすべりでそのほとんどが回復されるであろうことを意味する.(4)は北上山地の低い地震活動度が応力が小さいということだけに依るのではない可能性を,(5)はこの地域の不活発な地震活動が応力が均一であるということと関係している可能性を示している.北上山地地域は地震活動が低いことで知られ,応力に課せられた地震の発生上件を研究するために重要な地域である.また,この地域はプレート境界での力学的相互作用と内陸の応力場との関係を知る上でも重要な地域である.本研究は,この地域の地殻測定をとおして地震の発生条件と内陸部の応力源を明らかにすることを究極の目的に,岩手県釜石,普代,遠野,青森県階上で深さ500mまでの地殻応力を,変形率変化法(DRA)を用いて測定した.その結果は以下の通りである.1)北上山地の東(沿岸)部は南-北,あるいは南西-北東に卓越した張力場にある.2)水平方向の相対差応力[水平方向の差応力/鉛直応力]は階上と普代で小さく,釜石,遠野では他の地域と大差がない.3)普代を除くどの地点においても,水平最大応力は鉛直応力とほぼ等しい.4)相対剪断応力[最大せん断応力/最大せん断面に対する法線応力]は階上周辺を除いて特に小さくはない.5)相対剪断応力の地域差は長野県西部地震震源域におけるそれと比べて小さい.(1)は18831985年の長期間の地殻水平歪(国土地理院)と調和的である.また,(1)と(2)は内陸の応力場の形成が太平洋プレートとの力学的相互作用の直接的な結果ではない可能性を示唆し,北上山地北部では相互作用が応力に卓越した効果を持っていないことを示唆している.(3)はプレート境界での相互作用の直接的な結果としてプレート境界が北上山地に及ぼしている力が,普代を除いて,北上山地の地形を維持する程度のものであることを意味している.短期間の観測では,この地域はおよそ東西に卓越した短縮.を示す。しかし,(3)の結果はこの短縮がプレート境界に発生するすべりでそのほとんどが回復されるであろうことを意味する.(4)は北上山地の低い地震活動度が応力が小さいということだけに依るのではない可能性を,(5)はこの地域の不活発な地震活動が応力が均一であるということと関係している可能性を示している.1.新しい高分解能歪測定装置の構成硬質岩石での応力測定を容易にすることを目的に,低周波数キャリアを用いた低ドリフト・低ノイズ動歪増幅器を用いて高分解能歪測定装置を構成した.この装置を従来型のそれと比較した結果,新測定装置の分解能は従来型の約1.5倍に向上した.この装置を利用することにより50GPa以上のヤング率を持つ硬質岩石でも応力そくてい容易になったことが確認された.2.物理定数測定既に入手された北上山地内の,遠野,釜石,階上,普代でされた花崗岩試料の密度,間隙率,弾性波速度の測定を行った.密度はいずれも2.5g/cm ^3以上,間隙率は1%以下,P波速度は5.5km/s以上である.測定は継続中である.3.地殼応力測定釜石,普代の試料について,水平面内に4方向と鉛直方法の計5方向の試料を用いて測定を行った.

釜石では水平面内の最大主圧縮応力が鉛直応力とほぼ等しく,普代では鉛直応力よりも小さい.また,釜石での張力方向は,国土地理院による水平歪の最大伸張方向とほぼ等しい.以上のことから,北上山地では張力が卓越しているように見える.過去に測定した江刺における測定結果は鉛直応力が中間主応力であった.このことを考慮すると,内陸に入るにしたがって,この張力傾向が小さくなる傾向が示唆される.今後の課題は,測定地点を増やし,測定試料数を増やしてこの傾向の確かさを確認することである.4.応力記憶に関する理論の確率応力の記憶機構を定式化した.その結果,一軸圧縮試験によって行われる変形率変化法は,岩石の不均質に関して最も条件の少ない方法であることが理論的に明らかになった.北上山地地域は太平洋プレート・北米(ユーラシア)プレート境界に最も近い陸上の地域であり,プレート境界での力学的相互作用と内陸の応力場との関係を知る上で重要な地域である.本研究は,この地域の地殼活動の特徴と応力場との関係を明らかにするとともに,内陸部の応力源に関する検討を行うことを目的に,岩手県釜石,普代,遠野,青森県階上で深さ500mまでの地殼応力を,変形率変化法(DRA)を用いて測定した.得られた結果は以下の通りである.1。北上山地の東(沿岸)部は南-北,あるいは南西-北東に卓越した張力場[水平方向の平均応力が鉛直応力より小さい場]にある.2。水平方向の相対差応力[水平方向の差応力/鉛直応力]は北東部(階上,普代)で小さく,南東部(釜石,遠野)で大きい.3。北東部では鉛直応力が水平最大応力よりもやや大きく,南東部ではほぼ等しい.4。相対剪断応力r[=最大せん断応力/最大せん断面に対する法線応力]は階上周辺を除いて特に小さくはないが,地域差は小さい.さらに,深さ100mでの地殼応力ではあるが,既測定に岩手県江刺の地殼応力と合わせ考えると,次のことが示唆される.5。北上山地西部(内陸部)では水平方向の最大応力が鉛直応力よりも大きい.18831985年の地殼水平歪(国土地理院)はこの地域が南-北,あるいは南西-北東の伸張場であることを特徴付けているが,(1。)の結果はこれと調和的である.また,この地域の不活発な地震活動は(4。)と関係しているものと思われる.さらに,以上の結果は,内陸の応力場の形成が太平洋プレートとの力学的相互作用の直接的な結果ではない可能性を示唆している.