青銅の病気：考古学的な銅ベースのコインの保存における大きな課題

腐食反応は、博物館の屋内環境、屋外雰囲気、埋葬土などのさまざまな環境において金属遺産に影響を及ぼす主な危険現象です。コインは本質的な価値を持つ小さな物体であり、当時の建築、文化、芸術に関連した情報が含まれています。

Corrosion is a major threat to metal artifacts in various environments, including museums, outdoor atmosphere, and burial soil. Coins, being small objects with intrinsic value, hold rich information about architecture, culture, and arts of their time. They often bear images of rulers, national or religious symbols, and inscriptions, offering insights into the political and economic history of their period. Many coins show important buildings, temples, and other architectural marvels, serving as small canvases for the artistic styles of their period. The study of coins combines elements of history, archaeology, and art history.

腐食は、博物館、屋外雰囲気、埋葬土など、さまざまな環境にある金属工芸品にとって大きな脅威です。本質的な価値を持つ小さな物体であるコインには、当時の建築、文化、芸術に関する豊富な情報が含まれています。多くの場合、統治者の像、国や宗教の象徴、碑文が刻まれており、その時代の政治的および経済的歴史についての洞察を提供します。多くのコインには重要な建物、寺院、その他の建築上の驚異が描かれており、当時の芸術スタイルの小さなキャンバスとして機能します。コインの研究には、歴史、考古学、美術史の要素が組み合わされています。

Bronze represents a class of alloys widely used in ancient times, valued for its hardness and greater corrosion-resistant compared to pure metals. Ancient cast bronze typically contains copper with varying amounts of tin, and zinc depending on the desired properties of the alloy. The addition of lead (Pb) improved the fluidity of molten bronze, making it a preferred material for production of decorative coins, particularly during the Greco-Roman ages. The corrosion products of bronze are mainly composed of copper oxides, forming a uniform pale brown to black-brown layer known as the primary patina. Preserving this patina especially the cuprite, along with surface details, is the main goal in the conservation of copper-based coins.

ブロンズは古代に広く使用されていた合金の一種で、純粋な金属と比較して硬度と耐食性に優れていることが評価されています。古代の鋳造青銅には通常、銅と、合金の望ましい特性に応じてさまざまな量の錫と亜鉛が含まれています。鉛（Pb）の添加により、溶融青銅の流動性が向上し、特にギリシャ・ローマ時代に装飾用コインの製造に好まれる材料となりました。青銅の腐食生成物は主に酸化銅で構成され、一次緑青として知られる均一な淡褐色から黒褐色の層を形成します。この緑青、特に白銅鉱を表面の細部とともに保存することが、銅ベースのコインの保存における主な目標です。

Patina is a thin, natural or artificial layer that forms on bronze due to chemical reactions such as oxidation. It develops over time through exposure to environmental factors, including humidity, pollution, and soil. Patinas are composed of compounds such as copper oxides (e.g., cuprite), carbonates (e.g., malachite), or sulfates. Natural patinas provide protection against corrosion, while artificial patinas are applied for aesthetic or protective purpose. In archaeology, patinas are valuable as they act as a historical record and serve as a protective barrier, making their preservation crucial in conservation efforts.

緑青は、酸化などの化学反応によってブロンズ上に形成される、天然または人工の薄い層です。湿気、汚染、土壌などの環境要因にさらされることで時間の経過とともに発症します。緑青は、酸化銅（銅鉱など）、炭酸塩（マラカイトなど）、硫酸塩などの化合物で構成されています。天然緑青は腐食に対する保護を提供しますが、人工緑青は美観または保護の目的で適用されます。考古学では、緑青は歴史的記録として機能し、保護障壁として機能するため貴重であり、保存活動においてその保存が重要となっています。

Surface degradation occurs due to corrosion, which involves not only oxidation but also the formation of copper chlorides (bronze disease) and other corrosion products that vary in thickness and composition. Bronze disease is an active corrosion process in which bronze reacts with chloride ions to form cuprous chloride (CuCl), leading to metal degradation. In humid environments, cuprous chloride reacts with water to produce hydrochloric acid, further accelerating deterioration. This results in pitting and flaking, weakening the structural integrity of artifacts. Bronze disease can compromise the structural, historical, and aesthetic values of archaeological coins. The reaction speed on the bronze surface varies depending on the object’s history and surrounding environment.

表面の劣化は腐食によって発生します。これには酸化だけでなく、塩化銅 (青銅病) や厚さや組成が異なるその他の腐食生成物の形成も伴います。青銅病は、青銅が塩化物イオンと反応して塩化第一銅 (CuCl) を形成し、金属の劣化を引き起こす活発な腐食プロセスです。湿気の多い環境では、塩化第一銅が水と反応して塩酸を生成し、劣化がさらに加速します。これにより、孔食や剥離が発生し、アーティファクトの構造的完全性が弱まります。青銅の病気は、考古学的コインの構造的、歴史的、美的価値を損なう可能性があります。ブロンズ表面の反応速度は、物体の成り立ちや周囲の環境によって異なります。

Sulfur and chloride ions can penetrate the patina and metal core, causing pits to form on the surface. Aggressive chloride accelerates the dissolution of copper-based alloys, causing the loss of native protective layers in burial environments. The corrosion layers mainly consist of malachite (CuCO3. Cu(OH)2), which disrupts the CuCl/Cu2O mixture and causes exfoliation. Post-excavation cuprous chloride (CuCl) hydrolyzes into hydroxyl chloride polymorphs Cu2OH3Cl in the presence of water. Bronze disease occurs with the formation polymorphous copper hydroxyl chlorides, including atacamite, paratacamite, clinoatacamite, and botallackite.

硫黄イオンと塩化物イオンは緑青と金属コアに浸透し、表面に穴が形成される可能性があります。攻撃的な塩化物は銅ベースの合金の溶解を促進し、埋設環境における本来の保護層の損失を引き起こします。腐食層は主にマラカイト (CuCO3.Cu(OH)2) で構成されており、CuCl/Cu2O 混合物を破壊し、剥離を引き起こします。掘削後の塩化第一銅 (CuCl) は、水の存在下で加水分解して塩化ヒドロキシル多形 Cu2OH3Cl になります。青銅病は、アタカマイト、パラタカマイト、クリノアタカマイト、ボタラクカイトなどの多形銅ヒドロキシルクロリドの形成により発生します。

Lead plays an effective role in influencing the corrosion rate by forming highly stable lead carbonates and insoluble lead chloride, which remain stable after excavation. Protective conservation is the most effective process to prevent or at least delay degradation. However, achieving suitable environmental conditions is challenging, making it necessary to apply a protective system. Protective coatings, including natural patinas or applied treatments, inhibit corrosion by forming a barrier against moisture, oxygen, and pollutants, helping to preserve the artifact and minimize further damage. The coating system is a significant topic to stop corrosion and ensure the long-term stability of archaeological coins. There is a continuous study to provide better protection for objects by preventing the influence of humidity and contaminations with special requirements for conservation-restoration ethics such as ease of application, transparency, good appearance, long-term stability, reversibility, and safety for conservators-restorers and the environment.

鉛は、掘削後も安定した安定性の高い炭酸鉛と不溶性の塩化鉛を形成することにより、腐食速度に影響を与える効果的な役割を果たします。保護保全は、劣化を防ぐ、または少なくとも劣化を遅らせる最も効果的なプロセスです。ただし、適切な環境条件を達成することは困難であるため、保護システムを適用する必要があります。天然緑青や施された処理などの保護コーティングは、湿気、酸素、汚染物質に対するバリアを形成することで腐食を防ぎ、工芸品を保存し、さらなる損傷を最小限に抑えるのに役立ちます。コーティングシステムは、腐食を阻止し、考古学的コインの長期安定性を確保するための重要なテーマです。塗布の容易さ、透明性、外観の良さ、長期安定性、可逆性、保存修復者の安全性など、保存修復倫理に関する特別な要件を備えた、湿気や汚染の影響を防ぎ、対象物をより良く保護するための研究が継続的に行われています。修復者と環境。

Through ancient conservation, natural resins were used to coat metal surfaces, but they often curled and flaked away. In contrast, methyl acrylate/ ethyl methacrylate 30:70% (Paraloid B-72®) is considered the most widely used coating for archaeological objects in Egypt due to its economic efficiency, transparency, and reversibility. It can be applied on both clean metal surfaces and those covered with patina.

古代の保護活動により、金属表面をコーティングするために天然樹脂が使用されてきましたが、多くの場合、それらはカールして剥がれ落ちました。対照的に、アクリル酸メチル/メタクリル酸エチル 30:70% (Paraloid B-72®) は、その経済性、透明性、可逆性により、エジプトの考古学的オブジェクトに最も広く使用されているコーティングと考えられています。きれいな金属表面と緑青で覆われた金属表面の両方に適用できます。

The study of archeological coins is essential for both the preservation of cultural heritage and advancements in corrosion science. Analyzing the corrosion products of bronze archeological coins provides insights into the surface morphology, which aids in the preservation of cultural heritage.

考古学的コインの研究は、文化遺産の保存と腐食科学の進歩の両方にとって不可欠です。考古学的青銅貨の腐食生成物を分析すると、表面形態についての洞察が得られ、文化遺産の保存に役立ちます。