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薄膜転写による往事用内装材の開発（第２報）−スギ材用転写薄膜の試作一
藤淫泰士*'，鈴木聡*'，中谷浩*
近江正陽*２，冨永洋司*２InteriorMaterialProductionbyFilm‑TransferringProcess（thesecondreport）
ThetrialproductionofatranscriptionfilmfortheCedarmaterial
YasushiFuJIsAwA，SatoshiSuzuKI，ＨｉｒｏｓｈｉＮＡＫＡＴＡＮＩｐ

ＭａｓａｈａｒｕＯＨＭＩ，YoujiToMINAGA

意匠性の高い住宅用スギ内壁材を製造することを目的に，スギ用転写薄膜を試作した。その結果は，以下の通りである。

１）転写温度120〜160℃で転写する転写薄膜を開発した。

２）スギ材に転写した薄膜は，住宅用一般壁面用途として十分な接着性と耐水性を有していた。

３）スギ材の色バラツキ低減には，明度と赤系の色調整が効果的であった。

１°はじめに本県西部地域では，電柱材利用を目的として，３０〜35年伐期のポカスギ林業が行われていたが，用途が減少し，現在，その２／３が９齢級以上（45年）に達しており，ポカスギ材の需要を確保することが地域林業の早急な課題となっている。

今後，ポカスギ材の需用を拡大し，地域林業の活性化に寄与するためには，構造材以外にも内装材等の付加価値の高い製品を地域で製造，供給していくことが重要であると考えられる。そのためには，内装材に必要な機能性（耐汚染性，耐摩耗性等）や，図−１スギ心材節部に発生した転写阻害高い意匠性を付与することが効果的であるが，従来熱転写した後，焼き付け処理する方法であり，加工の木材塗装は，高度で熟練した品質管理技術や，環製品にはスギ材のもつ調湿性能を活かしたまま，任境汚染防止のための排気・廃液処理を含む設備が求意の色・艶調整や，耐汚染性等の機能性が付与されめられ，木材加工業や森林組合等への新規導入は困る2)。しかし，本技術を用いてスギ内装材を実生産難である。

するためには，薄膜に一般壁面として必要な接着力

そこで，前報では，塗装に代わる新しい方法としを付与すること，また，前報で指摘したスギ心材部，て薄膜転写による高機能スギ内装材の製造方法を報節部等に多く含有し，160℃以上の熱を加えると急告した')。これは，水蒸気透過薄膜をスギ材表面に激に揮散するヤニ成分の問題を解決すること3）（図一*１：富山県林業技術センター木材試験場＊２：東京農工大学大学院環境資源化学課

鞠

富林技研報１９２００６１），さらに，スギ色調に適応した薄膜を製造する

実生産を行うための薄膜の量産試作は，熱接着層の膜厚４，８および12ﾉαｍの薄膜を各500ｍ，東洋ことが必要である。

そこで，転写阻害成分の揮散が低い160℃以下の包材㈱つくば工場にて実施した。試作において，剥転写温度で，住宅用一般壁面に必要な接着力を有す

離層，機能層は版線60線/cmのグラビアコーダー，る薄膜の開発と，スギ材の外観色調に適した薄膜の熱接着層はリバースコーダーを用いて積層した。
２．３転写方法

色調について検討した。

なお，本研究は，「平成16‑18年度先端技術を活用薄膜の熱接着樹脂層とスギ材の木裏面を重ね，当した農林水産研究高度化事業｣の委託により実施した。

センターにて開発した専用の転写ロールプレス装

置4）（図−３）を用いて，転写温度100〜160℃，転写速度10ｍ/ｍinで薄膜をスギ表面に熱転写，ＰＥＴ

２．実験方法２．１供試材料

シートを剥離した後，赤外線ヒーターにて転写面を2.1.1薄膜用樹脂の調整120〜200℃に加熱して，薄膜をスギ材表面に焼き付熱接着樹脂として，分子量65,000および６７，０００のけた。

アクリル樹脂と，共重合度300,400および420の塩

２．４転写接着性の評価

化ビニルー酢酸ビニル共重合樹脂を混合した５種類

スギ材表面に転写した薄膜の転写接着性について，の熱接着樹脂（ACV‑HS‑A〜Ｅ，昭和インクエ業㈱特殊合板JASに準拠した平面引っ張り強さ（引っ張にて試作）を用いた（表−１）。また，剥離層樹脂
および機能層樹脂として，アクリル樹脂を主成分とする樹脂（ACV，昭和インクエ業製）を用いた。

PETシートこれらの樹脂はメチルエチルケトンでザーンカップ＃３で16秒の粘度に調整した。

蔦表−１試作した熱接着樹脂
樹脂系

ＨＳ−Ｃ
I‑IS‑D
ＨＡ−Ｅ

Tg(℃）

樹脂固形分(％）

65,0005５2
５67,000

1054.5

図−２転写薄膜仕様

6７，０００7６1０５1５4.5(PETシートは転写後に剥離する）

塩酸ビ
アクリル

塩酸ビ

420

アクリル

塩酸ビ

7６1８4.5400

1０５6０400

6０2０300

アクリル

塩酸ビ

6７．
０００蕊議

熱接着層

１６一謹灘患鑑識､固霧錘蕊

アクリル

塩酸ビ

雲塞

一

ＨＳ−Ｂ

アクリル

分子量一一ＨＳ−Ａ

重合度

鍵繍繍Ｉ議繍；鱗 剥 離 層
機能層;議繍一墓;…灘;:《鍵2.1.2供試スギ材

本県西部地域より伐採したポカスギ材を厚さ15ｍｍ板材に製材，含水率15％に人工乾燥，寸法幅150×厚さ12×長さ1000ｍ，木裏面サーフェーサー仕上げを施した後，２３℃，６５％ＲH環境下で２週間含水率調整し（平均含水率：約10％)，転写に供した。
２．２薄膜の製造方法

薄膜は，小型グラビアコーダー（GP‑10，TOYOBO製）を用いて，厚さ2卵ｍの無処理PETシート(東レ製）上に，グラビア版60線/c､にて，剥離層樹脂，機能層樹脂を各１〜２，αｍ積層し，その上に，試作した熱接着樹脂を4/αｍ積層（グラビア版40線/c､ ２回）して製造した（図−２)。

図−３加熱ロールプレス装置

3６咽510

表−２碁盤目テープ剥離の評価点数
評価点数

転写薄膜の状態

剥離面積が15〜35％２剥離面硫が35〜６５％０

剥離而祇が65％以上

１､
￨下１０】
【OIOＩ

テープ剥離（表−２）を測定した。

二二三﹄富二三二二I0N
6YO

引っ張り強さ，JIS‑K‑5400塗料に準拠した碁盤目

110c℃

140°Ｃ

２．５薄膜の造膜性の評価

転写温度140℃，後加熱温度140℃の条件でポカスギ−−−○２基に，ポカスギ材色に対応した２色調の薄膜を試作，

ＡＢＣＤ
一一一一Ｓ
ＳＳＳ
ＨＨＨＨ
圭寺孝幸

b零表色系（JISZ8729）を測定した。その結果を−＝殻壁面塞準(6点･以士）(6点･以士）４

本県産ポカスギ材の辺材，心材および節部のＬ車a＊

一国一ＨＳ−Ｅ６および光沢計（ＧＭ‑268，ミノルタ製）を用いて，

1【０８色彩色差計（CR‑310，測定径50mm，ミノルタ製）

160℃180℃200°Ｃ

図−４熱転写樹I旨と平面引っ張り強さの関係︵唾腿睡○Ｆ︶垣紘灘一嬬愉Ｉ卜血溜礁

２．６薄膜の色調調整

！

Ｉ１

後加熱温度

５cm角に切り取った薄膜を10枚重ね，厚紙に挟み熱収縮，薄膜のはがれ等の発生の有無を測定した。

ｆ１１
撰乱１上り速度：２mm/ｍin)，耐水ＢおよびC試験後の平面込んだ後，0.98N/mIi（10kgf/cnf)の加重を均一に負荷させた状態で40℃恒温器中に１週間放置し，薄膜P戸︲肥碓卯珊哩鵬Ⅸ伽剛陶冊帥豆弧髄

４

ｐＨＳ−Ｄ,−１ＨＳ−Ｅ

函や剥離面積が５〜15％￨画ＩＨＳ一日且lHS‑C

１１６ｌ Ｔ溌錘 ‐1□ＨＳ−Ａ１．

剥離而穣が５％以内

０００５５２０２１８ＥＥへｚ︶仙誤蚕器︑一間侶汁剥離の発生なし︵１０唖OIO

回材に転写した後，再度，辺材，心材および節部の表色系を測定した。

さらに，JAS特殊合板に準拠した退色性評価を行い，転写スギ材の耐光処理前後の色差（△Ｅ*ab）０１２０℃１４０°Ｃ・１６０℃１８０°Ｃ２００｡Ｃ

後加熱温度

図−５熱接着樹脂と碁盤目テープ剥離評価の関係を測定した。

べての熱接着樹脂の平面引っ張り強さが向上したが；
３．結果および考察

後加熱温度200℃になると，測定値のバラツキが大３．１薄膜の転写接着性の改良きくなり，ＨＳ−ＡおよびEの平面引っ張り強さは大スギ心材に転写した場合の熱接着樹脂と転写接着幅に減少した。これには，熱接着樹脂の熱分解，ま性の関係を図−４，５に示す。平面引っ張り強さは，たは転写阻害成分が影響していると推測される。

薄膜とボカスギ材表面の静的接着力，碁盤目テープ

碁盤目テープ剥離は，後加熱温度120℃では，す剥離は，動的（衝撃)接着力を表している。一般壁

べて熱接着樹脂が評価０点(65％以上が剥離)であっ而用途としては，平面引っ張り強さが0.392Ｎ/ｍｉ

たが，後加熱温度の上昇にともない評価点が向上し，(４kgｆ/cnf）以上，碁盤目テープ剥離が６点以上が後加熱温度180℃以上では，ＨＳ−Ａは評価４点（剥必要である。

離面積は15〜35％）と比べ，HS‑B〜Ｅは評価８点

後加熱温度160℃以下の平面引っ張り強さは，ア(剥離面積は５％以下）と高い値となった。

クリル樹脂単体のHS‑Aが0.5〜1.0N/mnfを示したが，加熱転写工程において，ＰＥＴシートから剥離した塩酢ビ共重合樹脂を混入させた薄膜（HS‑B〜Ｅ）

直後の薄膜は平而状に積層し，後加熱処理による薄は１０〜1,5N/ｍ１の値を示し，アクリル樹脂より高い膜の熱軟化処理により，スギ表面の微細な凹凸に沿っ接着力を示した。また，後加熱温度180℃では，すて密着すると考えられる。塩酢ビ共重合樹脂は，熱3７

富林技研報１９２００６

軟化温度が低く，柔軟性に優れているため，塩酢ビｒｂ■守口Ｐ

薄膜は，加熱温度が高i〈なるほど，熱軟化が進み，Ｉ︾となる5)。そのため，塩酢ビ共重合樹脂を混入した︾︾曇

共重合樹脂の混合率が高い薄膜ほど熱に対して軟質

Ｌ

スギ表面の微細凹凸面との接着面積が増加すると考心璃向えられる。後加熱温度が高くなるとともに，塩酢ビ共重合樹脂を混入した樹脂薄膜（ＨＳ−Ｂ〜Ｅ）の碁盤目テープ剥離評価が向上したのは，この接着面積
図−６量産試作したスギ用転写薄膜が増加したことが要因であると推察される。一方，Ｇ
１、てもろい性質がある。ＨＳ−Ａの碁盤目テープ剥離評
価が低い理由は，アクリル樹脂が持つ衝撃に対するＦ

一 ・ 病 「ｌＴ､霧0酷低下させる原因となる。薄膜の実生産において，薄膜は紙管にロール状に巻き取られ，保管される（図一篭霞IOXO上；

１ １ ０ １ ２ ０ １ ３ ０ １ ４ ０ １ ５ ０ １ ６ ０６)。その際，薄膜の軟化が過剰になると，巻き取り時または保管時に加えられる熱と圧力によって，

Ｉ￨

１モ￨
鋒畢薙孝

当用Rb

熱に対する収縮・膨潤性が増加し，樹脂の造膜性を団監 ■ﾛ︻辱替溺塞議宇 、︾ ◆ と ロ も 一 弓子ｌ示岬聖蝿郷謝郷咽郷眺蝶靴鐸

零舞蕊
、−．年錘

１−の軟質化が進むと同時に，薄膜の粘性（タック）と霊蕊震蕊溶；譲翫饗

塩酢ビ共重合樹脂の混合率を増加させると，薄膜︵句ＥＥ︾之︶約憩蚕熊Ｏ一ｍ

３．２量産した簿膜の接着性

国ＨＳ−Ｂ（８皿、）魁1６０５０２１

もろさが影響したと推察される。

議慧謹
霧鐸蕊
雲謹
謹
蕊□ＨＳ−Ｂ(4瓜、）︾ ︾ 議一 ⁝§§：

アクリル樹脂は直鎖構造のため，硬く，衝撃に対し転写温度(｡c）

図−７量産試作した薄I莫の平面引っ張り強さ薄膜の固化（ブロッキング）やPETシートからの剥離が発生する。そのため薄膜に用いる樹脂には，転試作した薄膜の熱・圧力に対する造膜性を評価した結果，ＨＳ−ＡおよびＢは薄膜の剥離等の発生等は観察されず，安定した造膜性を示したが，HS‑CおよびＥは，薄膜の固化およびPETシートからの剥離が発生した。また，ＨＳ−Ｄには若干の薄膜のはがれ︵嘘擢唾ｏ↑︶逗監謡一嬬柄ｌ卜皿謹榊した造膜性が求められる。

８６４２

写接着性とともに，長期間の熱と圧力に対して安定

1【０耐( 、）( 、）が発生した。ＨＳ−ＣおよびＥについては塩酢ビ共重合樹脂混入による熱接着樹脂の軟化処理が過剰であったこと，また，ＨＳ−Ｄについては薄膜作製時の乾燥が不;十分であったことが原因と考えられる。ＨＳ−Ｄについては，薄膜を製造した直後に，４０℃，１０秒程０,溌州…Ｍ,唾120℃ 130°Ｃ 140℃150℃ 160℃
転写温度
転写温度

図−８量産試作した薄膜の碁盤目テープ剥離評価

度の乾燥処理を行うことで，問題は解消された。
以上の結果より，薄膜の量産試作に用いる熱接着に示す。熱接着層８'αｍおよび1〃ｍの薄膜は，転樹脂として，スギ材との接着力と樹脂薄膜の熱・圧写温度120℃以上の条件で，平面引っ張り強さ１Ｎ力に対する安定性が良好なＨＳ−Ｂを選定し，量産試/mm以上，碁盤目テープ剥離評価６点以上を示した。

作を行った。

また，耐水ＢおよびＣ試験後の接着性は，熱接着層量産試作した薄膜を，転写温度100〜160℃で転写８/αｍが耐水試験後の引っ張り強さの減少率が最もし，140℃で後加熱処理した転写ボカスギ材の平面少なく，耐水試験後も1.0Ｎ/mif以上の接着性を示し引っ張り強さと碁盤目テープ剥離評価を図−７，８た（図−９，１０，１１)。

3８CRU

０５０５２０醒５

表−３富山県西部地域産ボカスギ材の色調■耐水B試験後

Ｌ
＊ａｂ
＊

11.22

20.22

心材

平均値

65.10、＝323

標 準偏差

3.03

1.17

1.59

均値

74.64

6.66

19.33

篠 準偏差

1.60

0.83

1.53

心材節部

:均値

56.63

10.88

18.86、＝309

標準偏差

4.07

1.03

1.50

貞句︾唖詳

辺材

□蕊

し

｢哉Ｕ

謹 ￨
鍵雲蕊

§Ｉ
鱈

︽毒︾輝韮智秤唖▽隅夢鍔一

爵「上９１１●唖︾野︾翠毒毒塞認毒塞｢蝋雪繍

鼠一癖鰯雲鍵一︵酎ＥＥへ之︶約瀕蚕際ｏ一ｍ掴叶

I「…壁'『‐̲Ｌ蕊

OIO

HS‑B(4ＪＵｍ）

口初期接着力、＝3０

表−４調整した転写薄膜の色調

140℃160.Ｃ180.Ｃ

後加熱温度

図−９量産試作した薄膜の耐水接着'性（１）

Ｌ＊ａｂ
＊

色−１

赤茶系

60.78

17.22

20.28

色−２

こげ茶系

67.76

7.57

20.67

表−５転写ボカスギ材の色調（赤茶系）
6ｍ

TlH
S‑
B
(8ﾉUm）

口初期接着力
協臨

■●

■占Ｔ

炉、？
，酉

缶 ●

字画Ｆ

鍵
鍵[‐もW1鍵
鍵i､腐誉！
異｡
弓｡

140°Ｃｂ
＊

心材

平均値

48.32

19.87

20.43、＝2０標準偏差

1.08

0.50

0.67

辺材

平均値

71.13

13.25

18.73、＝1０標準偏差

１．
７１０．
６８0.47

心材節部

平均値

45.68

18.15

18.13

ｎ＝1２

標準偏差

2.24

1.68

2．
０６良.
̲＃,
痢
農塾
Ｉ■

表−６転写ボカスギ材の色調（こげ茶系）

｡癖

一 F

180.Ｃ

１６０℃

後加熱温度

図−１０量産試作した薄膜の耐水接着性（２）

Ｌ
＊ａｂ
＊

心材

平均値

47.98

11.59

18.69、＝323

標準 偏 差０．
９
２０．
２８0.72

辺材

56.69

12.01

22.61

ｎ＝1０平均値
標準偏差

０．
４
７0.18０．
４０

心材節部

平均値

43.73

10.63

15.65、＝1０

標準偏差

0.82

0.53

1.07

５００５２２５０

このように，量産試作したスギ用薄膜は転写温度

頃０l
H
S‑B
(12且、)

口初期接着力回耐水B試験後

120〜160℃で転写でき，住宅用一般壁材として十分

口耐水Ｃ試験後

上・．

F ､宮

−１ィ

ｃＪＧ

眼０400Ｃ

鍵」蕊
160℃

口器︐常ぺふ

鍵
鍵

一80℃

後加熱温度

図−１１量産試作した薄膜の耐水接着性（３）｜・・心一溌鍾露霊鍾謹

一︾

̲Ｌ

=Ｌ
ご咽工＆罰鑑虚﹄惣蚤︑缶・堂

一謹雲︵ＮＥＥへ之︶他無つ隈︑一ｍ個叶

ｑａ■ ■ ‐

蕊一雲

円宰■屯一﹃野合一旬缶要目審琶Ｆｂ砦︐．︲恥犀鴬﹃萄潅蕊

ａ 玄

頭０黒蕊

鰯
ぞ.
．

Ｆ

上火詩
L
一二｢壷鐸蕊蕊鱈

︵ＮＥＥ︑之︶紺穏蚕韻Ｏ一ｍ掴汁

口耐水C試験後︼

ｐ５５２１００回耐水B試験後

Ｌ＊な接着性を有していることが明らかとなった。今後，実生産に対応した転写温度，後加熱条件，薄膜仕様等を検討し，実用的な転写スギ内装材の製造条件を確立する必要がある。
３．３ボカスギ材色に適した薄膜の色調整

ポカスギ材の辺材，心材および心材節部の材色は，主に明度指数（Ｌ*）とクロマテイネックス指数の赤一緑方向の色調（ａ*）に大きな差が生じており，青一黄方向の色調（ｂ*）は辺材，心材，節部とも20付近の値を示した（表−３)。
ボカスギ材の表面意匠性を低下させる部位による

網

富林技研報１９２００６

口色−１（赤茶系）
口色−１（赤茶系）
固色−２(こげ茶系）
函色−２（こげ茶系）︵山ぐ︶洲切︵山ぐ︶洲咽０１５１０２２５氏■辺材

姥畿繕x::霊童鰯葱息蕊

︽密５０鍵

苧

即﹄

毎【呂号電８６４２０３０鍵
赤茶系

心材節部

こげ茶系心材(素材）

図−１２転写スギ材の色差（心材との比較）

図−１３転写ボカスギ材の退色試験による色差(△Ｅ）

色バラツキは，主に明度と赤一緑方向の色調の差に膜の退色試験後の色差がほぼＯであることから，転起因していることから，内装材として均一な色調に写スギ材は下地となった素材が退色したと判断され調整するためには，この２因子の色調整が最も効果る。このことより，薄膜には紫外線遮へい効果があ的であると考えた。そこで，ｂ＊の色調を材色と同り，転写スギ材は退色性に優れていることが明らか

じ20前後に設定し，Ｌ*およびａ*の色調整した２色となった。

(赤茶系およびこげ茶系）の薄膜を製造した（表一４)。転写ボカスギ材の心材，辺材および心材節部

参考文献の色調を表−５，６に，心材部と比較した辺材と節

1）藤津泰士，水本克夫，高野了一：フイルム転写による住宅用内装材の開発（第１報)，富山林部の色差（△Ｅ）を図‑12に示す。

技セ研究報告，Ｎ012,15‑22（1999)．

赤茶系の色調は，心材でＬ*は47.98,ａ*は19.87,辺材でＬ*は71.13,ａ＊は13.25を示し，明度指数で2）藤津泰士，鷺岡雅，高野了一：フイルム転写木20以上の差が生じた。一方，こげ茶系の色調は，心材の製造方法，特許登録第3198100号（2001)．

材でＬ＊は47.98,ａ*は11.59,辺材でＬ拳は56.69,

3）藤津泰士，鈴木聡，中谷浩ら：機能性薄膜を転

ａ*は12.01を示し，赤茶系の色調より，指数の差が写したボカスギ内装材の開発，日本木材加工技小さかった。心材部との色差（△Ｅ）においても，

術協会第23回年次大会要旨集，盛岡，2005,ｐ

こげ茶系色調の方が色差が少なく，ボカスギ表面を71‑72.

均一に調色していた。

4）藤津泰士，鷺岡雅：ロールプレスによるスギ表

転写ボカスギ材の退色試験による色差（△Ｅ）を層WPCの製造，富山林技セ研究報告，Ｎ015,33‐

図‑13に示す。心材（素材）と比較して，こげ茶系

３９（2002)．

を転写したポカスギ心材の退色は約１／４に，赤茶5） 接着剤データハンドブック第２版''，日本接系では約１／８に減少した。アルミ板に転写した薄着学会編，日刊工業新聞社，2001,pplO6‑138．

Summary

Atranscriptionfilmforceｄａｒｗａｓｃｒｅａｔｅｄｉｎａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｏｍanufactureexpensivecedar
wallmaterialforresidencedesign，Thefollowingresultswereobtained，１）
ALranscriptionfilmtranscribedatatranscriptiontemperatureofl20‑
160℃ｗ
ａｓdev
eloped、
２）Afilmtranscribedintothecedarmaterialhadsufficientadhesionandwaterresistanceforgeneralwallsurfaceuseinresidences、

３）Brightnessandthecoloradjustmentofredwereeffectiveindecreasingthecolordispersion
ofLhecedarmaterial．