平成２０年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

多機能性を付与したスギ内装材の開発(第６報)-調湿性を損なわない草木染め塗装大野善隆＊・豊田修身＊・兵頭敬一郎＊＊＊

日田産業工芸試験所・＊＊産業デザイン担当

Development of Sugi Interior Stuff that Add Multifunction (6th Report)-Dyeing Plants Painting to Not Lost to Humidity ControlYoshitaka OONO＊・Osami TOYODA＊・Keiichiro HYODO＊＊＊

Hita Industrial Art Research Division＊＊Industrial Design Division

要旨
マンションや戸建て住宅の内装材としての利用拡大をねらい，スギ材が持つ調湿機能をできるだけ損なわない草木染め着色塗装方法を見出すことを目的とし，草木染め着色後に塗布する各種塗料の吸放湿性，耐水性，適合性などの違いを検討した．その結果，吸放湿性は，草木染め着色したものと無着色のものとの間にはほとんど差は認められなかったが，塗料の種類により異なり，造膜型より浸透型の方が，また，塗膜厚の厚いものより薄いものの方が良好であった．耐水性は，塗料の種類により異なり浸透型より造膜型の方が良好であったが，浸透型の無機塗料も良好であった．水性系塗料の中には草木染め着色と相性が悪いものがあり，塗布すると変色するものが発生した．

1． はじめに

2.1

試料の作製

平成18年度から，多機能性を付与したスギ内装材の開スギ材（心材，柾目，全乾密度：0.30g/cm3，寸法：発の一環として，染織用市販植物染料と金属媒染剤によ70mm×150mm×10mm）を，ワイドベルトサンダー（研磨る着色と市販自然塗料等による「スギ材の草木染め着色

紙＃240）で素地調整したものを供試木材とした．なお，塗装」の確立に取り組んできた．

供試木材は，できる限りバラツキを少なくするために，初年度には，発色の違いや染色性と色の安定性を検討より性能の似た木材を選別する目的で，同一丸太から，した．その結果，染料と媒染剤との組合せにより発色が木目，密度などがより近似している木材の繊維方向部分異なること，またその一部は，木工用に市販されているを分割使用した．

染料や顔料の着色剤と同程度の色の安定性を示すものが蒸留水に市販の植物染料と金属塩媒染剤(T社)とを5あり，これらはスギ内装材に充分利用可能な着色である％濃度に混合調整した供試染色液3色(Table. 1)を供試１)ことが分かった．

木材の表面に刷毛で1回塗布し24時間乾燥させ，その上次年度には，耐水性を向上させる着色方法や塗装処理に供試市販塗料(Table. 2)を下塗り，研磨，上塗りの一を検討した．その結果，塗料の種類や媒染剤の有無や種般的な簡易の塗装工程にてスプレー塗装したものを試料類によって異なること，溶解剤を混入させないことで耐とした．また，浸透型の塗料などの塗装は刷毛塗りの後，水性は向上することが分かった．また，色表現の拡大目ウエスでのふき取りとした．各塗料の乾燥時間は24時間的とし，耐水性の良好な茶系３原色（黄，赤，黒）によとした．室内で1ヵ月放置した後，吸放湿性試験や耐水る茶系混色を試みたところ，鉄媒染の濃度を調整するこ性試験に供した．塗膜厚を測定すために，供試木材とと２)とでバランスが良い混色が可能となった．

もにアルミ箔に塗料を塗布した．1/100mm精度のマイク

本年度は，マンションや戸建て住宅の内装材としてのロゲージにより，塗料を塗布したアルミ箔の厚みを測定

利用拡大をねらい，スギ材が持つ調湿機能をできるだけし，塗布した塗膜厚を推定した．

損なわない草木染め着色塗装方法を見出すことを目的とTable.1

し，草木染め着色後に塗布する各種塗料の吸放湿性，耐色名
黄色赤色
黒色

水性，適合性などの違いを検討したので報告する．

2． 実験方法

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供試染色液

調整内容
ロックウッド 5%溶液
ラックダイ 5%溶液
ロックウッド 5%＋鉄媒染剤 5%溶液

平成２０年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

供試塗料吸湿過程

塗料の種類

塗膜形成

膜厚(μm)

メーカー

NC ラッカーNC
1 液型ウレタン塗料
1U
2 液型ウレタン塗料
2U
水性ウレタン塗料
WU
水性アクリル塗料・白木用 WA
UV 塗料
UV
油性自然塗料(E)OSE
油性自然塗料(A)OSA
水性自然塗料(A)
WSA
ソープフィニッシュ塗料
SF
無機塗料
MU
蜜蝋 WAX
WM
米糠 WAX
WK

造膜
造膜
造膜
造膜
造膜
造膜
浸透浸透
浸透
浸透
浸透
浸透
浸透

3560
4055
254510-

Ｗ社
Ｗ社
Ｕ社
Ｗ社
Ｗ社
Ｋ社
Ｋ社
Ａ社
Ａ社
Ｍ社
Ｇ社
Ｂ社
Ｔ社

2.2

放湿過程

0.1
0.09
0.08
0.07
吸放湿量(kg/m2)

Table.2

0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
001020304050

時間(h)無塗装
油性自然塗料（A）
蜜蝋WAX
水性ウレタン
１液ウレタン

Fig.1

吸放湿性試験

無機塗料
米糠WAX
水性アクリル
２液ウレタンNCラッカー

ソー プフイニッシュ
水性自然塗料
油性自然塗料（E）
UV塗料

各塗料の吸放湿量の経時変化

吸放湿性試験は，恒温恒湿器内に試料を設置し，恒量塗料，2液ウレタン塗料などは，重量変化が70～80％程になるまで養生した後，防水・防湿アルミテープで塗装度低下することから非常に吸放湿性を損なう塗料である面（表面）以外の木部を断湿処理し，再び恒量になるまことが分かった．これらはいずれも造膜型の塗料である．

で養生した．その後，吸湿条件下で1日間，放湿条件下その中間の重量変化を示す水性自然塗料，蜜蝋WAX，油で1日間設置した．吸放湿過程それぞれ0,3,6,12,24時間性自然塗料 (E)などは浸透型の塗料であるが，水性アクの吸放湿重量を測定した．

リル塗料，水性ウレタン塗料は造膜型の塗料である．

＜恒温恒湿器設定条件＞

塗膜を透過する水蒸気の吸放湿性を損なう塗料の要因

養生過程：温度23±0.5℃，湿度35±2%RH

は，塗膜形成，塗膜厚，塗料組成などであり，この場合吸湿過程：温度23±0.5℃，湿度90±2%RH

も塗膜厚の厚いものより薄いもの方が，造膜型より浸透

放湿過程：温度23±0.5℃，湿度40±2%RH型のもの方が吸放湿性は良好であった．浸透型の中でもこの無機塗料の塗膜には水蒸気の透過が良いミクロな穴2.3

耐水性試験を形成しているためと考えられ，最も無塗装に近似し良耐水試験は，JIS A 1531:1998(ISO 4211:1979) 家具

好であった．また，蜜蝋WAXやロウ成分を多く含む油性の常温液体に対する表面抵抗試験に準じて行った．使用

自然塗料などでは重量変化が少し低いことから，蜜蝋した試験液は蒸留水で，試験片に試験液を接触させる試

WAXなどのロウ成分が水蒸気の透過を阻害したものと考験時間は1，6，24時間とした．

えられる．

3． 結果及び考察
3.1

3.1.2

吸放湿性

塗装回数（塗膜厚）と吸放湿性塗装回数（塗膜厚）の違いによる吸放湿量の経時変化

吸放湿性は，草木染め着色したものと無着色のものとをFig.2とFig.3に示す．造膜型の水性ウレタン塗料では，の間にはほとんど差は認められなかったが，塗料の種類塗装回数（塗膜厚）が増えるとともに重量変化がかなりにより著しく異なることがことが分かった．

低下することから，造膜型は塗装回数（塗膜厚）の影響が大きいことが分かった．その反面，浸透型の油性自然3.1.1

塗料と吸放湿性塗料(E)では，あまり重量変化が減少しないことから，各塗料の吸放湿量の経時変化をFig.1に示す．吸放湿

浸透型は塗装回数の影響が少ないことが分かった．

量は吸湿過程では時間とともに増加し，放湿過程では減少した．無機塗料，ソープフィニッシュ，油性自然塗料

3.2(A)，米糠WAXなどは，無塗装に近似した重量変化を示す

試験時間毎の各塗料と耐水性（評価値）との関係をことから，スギ材が持つ吸放湿性をほとんど損なわない

Fig.4に示す．ほとんどの造膜型の塗料と無機塗料は評塗料であることがわかった．これらはいずれも浸透型の価値５で耐水性は良好であった．耐水性が一番悪かった塗料である．逆に，NCラッカー，UV塗料，1液ウレタンのは米糠WAXや蜜蝋WAXのワックス系で無着色と黄色と黒

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耐水性

平成２０年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

草木染め着色の後の塗装において，水性系塗料の中に吸湿過程

放湿過程

は草木染め着色と相性が悪いものがあり，塗布すると変0.10.09

評価値

0.08

吸放湿量(kg/m2)

0.07
0.06
0.05

543210NC1U
試験時間（1Ｈ)

0.040.03

評価値

0.020.01
001020304050

水性ウレタン １回(25μ)

水性ウレタン ２回(50μ)

Fig.2

評価値

水性ウレタン ３回(75μ)

塗装回数（塗膜厚）の違いによる吸放湿量の放湿過程

UV

2U

WU

OSE

UV

2U

WU

OSE

WA

WM WSA

WK

OSA

SF

MU

WA
塗料

WM

WSA

WK

OSA

SF

MU

WA

WM

WSA

WK

OSA

SF

MU

塗料
黄：RW

Fig.40.1

吸放湿量(kg/m2)

OSE

塗料

無着色

吸湿過程

WU

543210NC
1U
試験時間（２４Ｈ）

経時変化（水性ウレタン塗料）

2U

543210NC
1U
試験時間（６Ｈ）

時間(h)

UV

赤：RD

黒：RW-Fe

各塗料の耐水性

0.09

色するものがあった．水性ウレタン塗料では黄色がオレ0.08

ンジ色に変色し，水性自然塗料では黄色がオレンジ色に0.07赤色が小豆色に変色し，赤色と黒色が若干ブリードした．

0.06

ソープフィニッシュ塗料では，黄色や赤色が変色した．

0.05

これらの変色の原因は水性塗料の水素イオン濃度による

0.04

もので植物染料のアルカリ性化が原因で吸収波長が長波0.030.02長にシフトし，色調が赤色に傾いたことによると考えら

0.01

れる．水性アクリル白木用塗料では，パステル調に変色した．これは塗料に含有している白色顔料の影響を受け

0010

20304050たものと考えられる．

時間(h)
油性自然塗料（E）1回

油性自然塗料（E）2回

４．

油性自然塗料（E）3回

Fig.3

まとめ

(1) 吸放湿性は，草木染め着色したものと無着色のも

塗装回数の違いによる吸放重量の経時変化のとの間にはほとんど差は認められなかったが，塗料の（油性自然塗料（E））

種類により異なり，造膜型より浸透型の方が，また，塗色が白色化し，赤色が色抜けした．白色化は水分がワッ

膜厚の厚いものより薄いものの方が良好であった．

クス成分に入り込み膨潤により細かい空隙を生じさせ，(2) 耐水性は，塗料の種類により異なり，浸透型より造それが光を散乱するためと考えられる．次はソープフィ膜型の方が良好であったが，浸透型の無機塗料も良好でニッシュで無着色が白色化し，黄色と赤色と黒色が色抜あった．

けした．その次は油性自然塗料(A)で，赤色と黒色が色(3) 水性系塗料の中には草木染め着色と相性が悪いもの抜けした．これらの浸透型の塗料は試験時間の経過ととがあり，変色するものがあった．

もに評価値が悪化し，吸放湿性が良い反面耐水性がかな

吸放湿性及び耐水性が良好でかつ変色も起こさない浸り悪いことが分かった．無機塗料は吸放湿性が良いにも透型の無機塗料は，調湿機能をできるだけ損なわない草かかわらず，耐水性も良好であった．これは，撥水性が木染め着色塗装として，もっとも適した塗料と考えられあるシリカを含むとともに，水（分子）は透さないが水る．

蒸気（分子）は透す塗膜構造によるものと考えられれる．

参考文献
3.3

塗料と草木染め着色との適合性

1）大野他：大分県産業科学技術センター平成18年度研70

平成２０年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

究報告（2006）
2）大野他：大分県産業科学技術センター平成19年度研究報告（2007）

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