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無機蛍光体による木材の表面装飾法について
水本克夫ぺ藤津泰士ぺ塚本英子**高野了一$

SuげaωDe∞rativeMethodofWood byUsing
InorganicFluorescentMaterials
KatsuoMIZUMOTO，*YasushiFUJISAWA，*HidekoTSUKAMOTO*，*RyoichiTAKANO寧*
寧

内装材など木質建材の色彩表現は，金属，窯業タイル，或いはプラスチック製品に比べ，カラフルさ，華やかさに欠けている。そこで，ブラウン管，蛍光灯等に多用され，色彩が豊かな無機蛍光体を各種木材表面に処理し，その装飾性および耐光性の評価から，蛍光木材の可能性を検討した。その結果，次のことが明らかになった。
木材表面に擦り込まれた無機蛍光体は，各樹種材面の仮道管や道管開孔部に選択的に充填され，ブラック・ライトの照射により鮮やかな蛍光を発した。特に早晩材の密度差が大きいスギ，シベリア産カラマツ，ラジアータパイン等や道管径の大きい環孔材のコナラ，ケヤ
キ，タモは，樹種固有の木目模様が蛍光によって強調され装飾性に優れた蛍光木材となることが分かった。
この蛍光木材は，高圧水銀ランプによる長時間の耐光操作後も初期の蛍光輝度をほぼ維持し，蛍光色度は変わらず，耐光性能に優れていた。さらに，可視光域での増白効果および光変色防止効果のあることが明らかになり，本方法による蛍光木材の実用性は高いと判断された。

1.はじめになどが見受けられ，現状の木材装飾表現に何らかの木材表面の木目，肌目，材色を際だたせ，装飾手法には，染料，顔料，あるいは薬品等による着色・染色ペ塗装ペ表面オーバレイの一種であるフィ示唆を与えている。
そこで，従来よりテレビ等のブラウン管や蛍光灯等に多用され，また最近では蛍光発光タイプのマー

ルム転写 2) 等の方法がある。また，材表面を削りとキングフィルムに応用されり木目等を強調するエンポス加工，うづくり，焼焦色を発する無機蛍光体 1.引に着目し，木目など木材処理等の方法もその一種である。

本来の良さを活かしながらしかし，これらの手法によって得られる木材面の近紫外光で様々な蛍光蛍光現象を木材表面に付与する木材装飾法について検討した。

装飾性は.色彩表現の点で，近年のタイル，コンク

本研究では，針葉樹，広葉樹 15樹種について，当リート，金属，プラスチック等の製品に比べ概して該蛍光体で表面処理した蛍光木材の装飾性を樹種別

地味であり.カラフルさに評価するとともに華やかさに欠ける。その自然光(紫外および可視光線)

点，伝統的木造建築物の神社仏閣では，朱色や極彩に曝された蛍光木材の蛍光色と材色の耐光性につい色の顔料で彩色処理された柱て調べた結果を報告する。

*木材試験場架檎，あるいは天井**富山農地林務事務所***富山県林政課

1１５

富林技研報１３２０００り，紫外線等の励起エネルギーによって445,ｍの可表−１供試木材の種類

視光領域にピークをもつ青色蛍光を発する。蛍光体種

樹区分④，⑤は，上述の三原色蛍光体を任意に組み合わせたもので，黄色および白色の蛍光色を発するよう調

スギ，ヒノキ，アテ，ベイマツ，針葉樹シトカスプルース，ラジアータパイン
シベリア産カラマツ，オウシュウアカマツ
エゾマツ

製されている。

なお，比較のため合成樹脂固溶体タイプ4)の有機蛍光顔料⑥，⑦（シンロイヒ製）を供試した。

広葉樹コナラ，ケヤキ，タモ，カバ，シデ，ブナ

２．３蛍光木材の作製

蛍光体微粉末を供試材表面に約0.5g載せ，キムワイプを当てた指先で材全面にまんべんなく擦り込ん
２．実験方法だ後，余分な同粉末を丁寧に拭き取った。つぎに，２．１供試材の種類と調整法

透明アクリル系ラッカー（関西ペイント製；エアロ

蛍光処理には，表−１に示すように，針葉樹９樹ンＡ）でスプレー塗装し，蛍光木材を調製した。供種，広葉樹６樹種，計15樹種の板材を供した。これ

試材１枚当たりの蛍光体塗布量は，１００〜75mgであっらの気乾板材を超仕上げカンナ加工後，所定寸法た。

(長さ12×幅７〜１０×厚さ1.2cm）に鋸断して蛍光処

なお，耐光性試験用の蛍光木材は，塗料の影響を考慮し，無塗装とした。

理に用いた。

２．２蛍光体の種類および物性

２．４蛍光木材の樹種適性および耐光性の評価

実験には表−２に示すように，７種類の蛍光体を１）蛍光発色法供した。これらは，紫外線，電子線，あるいはＸ線

紫外線ランプ照射台（フナコシ㈱製；SL800G）を照射すると蛍光体の種類により可視光領域で固有に蛍光木材を載せ，暗所で長波長紫外線（平均波長波長の蛍光を発し，照射を止めると蛍光を失う性質365nm，以下ブラック・ライトとする）を照射し，がある。

蛍光発色させた。

①から⑤は，無機化合物で，粒子径が数ミクロン

２）蛍光木材の樹種別装飾性判定法の白色微粉末(根本特殊化学製)である。このうち，当該紫外線ランプ照射台に蛍光体④（蛍光色：黄①，②および③は，光の三原色である青，緑，赤の色）および⑤（同白色）の蛍光木材を載せ，ブラッ蛍光を有する。いずれも，母体となる無機成分の透ク・ライト照射下での各材の蛍光模様を目視で観察

明微結晶中に賦活剤となる微量の成分が分散し，そし，その仕上がりの良否から樹種毎の蛍光装飾性を

れらの種類により蛍光色が異なる4)。例えば，蛍光判定した。

体①は，ハロリん酸塩ストロンチウムの母体微結晶

３）耐光操作中に微量の賦活剤ユウロピウムが均一に分散してお蛍光木材を退色試験機（スガ試験機㈱製；型式FM‑l）に装着し，最長200時間まで400Ｗ水銀ランプ（短波長紫外光から全可視光を発する）に暴露し，表−２蛍光体の種類および物性同木材の蛍光色と材色の耐光性評価に供した。

GreenRedYellowｅ

4.2

4.5±1.03.8

4.0±1.05.1

2.0±0.5Ｂｌｕｅ４）蛍光耐光性の評価

蛍光木材の蛍光耐光性の評価は，次の方法によった。

２０Ｗブラック・ライト２灯を左右側上部に配した暗箱の中央に蛍光木材を置きて蛍光発色させ，上部While″″⑥FA‑209⑦FA‑203

Blueｔ洲①SPE‑Ａ②ALN‑GP③YS‑A④Al４０⑤AOOO・Ｉ″″″″

種類箪光色粉体色騰粒子径（皿）Red①〜⑤；無機系，根本特殊化学㈱製⑥，⑦；有機系，シンロイヒ㈱製

3.5±4.5〃

孔に差し込んだ測色計（㈱ミノルタ製；SClOO）および輝度計（同社製；LSllO）で蛍光色の輝度（cd／ｍ２）よび色度（ｘ，ｙ）を測定した。耐光操作による蛍光色の輝度変化は，スタート時の輝度を基準

1１６５）蛍光木材の材色耐光性評価

蛍光体①，②，③，⑥および⑦の処理材を上述のように耐光操作し，材色を測定した。材色測定には，色差計（東京電色製，TC‑l800MKⅡ）を用い，測■！！！とし，相対輝度（％）として表した。

色スポット径25mm，１０．視野，Ａ光源で，ハンター白色度ＷおよびＬ＊ａ＊ｂ*表色系指数を求めた。

３．結果および考察
３．１蛍光体処理の樹種適性

スギ

カラマツ

ケヤキ

コナラ

ヒノキ

ブナ

蛍光体微粉末は，写真−１に示すように，スギ等の針葉樹では，主に早材部の仮道管に，コナラ等の広葉樹では，道管の各内腔開孔部によく充填された。
このため，後述するように，各蛍光木材は，元の材色よりもやや白く仕上がった。
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燕写真−２無機系蛍光体処理材の蛍光模様（蛍光体：Ａｌ40）

園蕊
一ツや道管径が大きく，模様が連続する環孔材のケヤ
写真−１蛍光体処理材の顕微鏡写真（上：スギ，下：コナラ）

これらにブラック・ライトを照射したところ，蛍キ，コナラは，透明感のある蛍光木目が明瞭に浮き上がり，美しく加飾されることが分かった。

それに対して，早・晩材の境界が緩やか，あるい

光体の充填部分が鮮やかに蛍光を発し，各樹種毎には樹脂分が局在するヒノキ，オウシュウアカマツ，特徴ある木目模様を表現した。

エゾマツ，道管模様が不連続な広葉樹のシデ，ブナ，とくに，写真−２に示すように，早・晩材差が明瞭で，かつ樹脂分が少ないスギ，シベリア産カラマ

カバでは蛍光木目が不明瞭で，装飾性に劣ることが分かった。

1１７

富林技研報１３２０００

良種

スギ，アテ，ラジアータパイン，ベイマツ
シベリア産カラマツ，シトカスプルース
コナラ，ケヤキ，タモ

ヒノキ，オウショウアカマツ，エゾマツ
シデ，ブナ，カバ日SPE‑Ａ
合ＡＬＩ卜GＰｅＡ１４０ｈ＝痔〒戸？

０２０４０６０８０１００１２０︵嚢︶→巽圏釦←︵甑︶

以上の結果から，１５樹種の蛍光装飾性は，表一３のように評価が分かれた。

３．２蛍光色の耐光性

蛍光木材の蛍光色が自然光や照明光によって劣化へへｰ■■●●●申●●●●し，本来の蛍光色を失うようでは実用実用的でない。

０▲

▲

戸一 号

ｉ
一 国

２０４０６０８０１００１２０

照射時間（ｈｒ）

そこで，３原色の蛍光体で処理したスギ辺材を最長１００時間まで高圧水銀灯に暴露し，蛍光色の光劣へ

ｄ０８０６０４０２００１０

否︑８６４２０００００

樹評価︵僧︶→×遡切←︵唾甑︶

表−３各樹種の蛍光装飾性評価表

図−２

水銀ランプ照射時間と蛍光処理材の蛍光色度（ｘ，ｙ）との関係化の有無を輝度および色度（ｘ，ｙ）の変化から評価した。その結果を図−１および２に示す。
２．５２

光輝度のほぼ80％を維持した。

５とされている。しかし，本結果では，いずれの蛍光圏淑謂細一般的に，無機系蛍光体の耐光性は著しく高い2）

くにいずれの蛍光処理材も１００時間経過後，初期の蛍琶望〜＝、木材においても多少の輝度低下が認められた。その原因として，３．３でも述べるように，蛍光体近傍のスギ材面が紫外線によって黄変し，蛍光の反射効

０．５

B圏ﾐﾐ
ﾐ〜 包 一００２０４０６０８０１００１２０

率が弱められたためと推定される。

これに対して，蛍光色度（ｘ，ｙ）は，図−２に示すように，高圧水銀ランプの照射時間の如何に係照射時間（ｈ「）

図−３

水銀ランプ照射時間と無機及び有機系蛍光体処理材の蛍光強度との関係わらず全く変化しないことから，蛍光色は，紫外線に対して極めて安定であることが分かった。

を擦り込み塗布したスギ辺材の蛍光強度の経時変化

つぎに，有機系蛍光体の耐光性と比較するため，を分光白色度測色計（スガ試験機製；SC‑lOWN）

青色系の無機および有機系蛍光体（SPE‑A，ＦＡ‑209）

で計測した。その結果，図−３に示すように，無機

００１００９０８０７０６０５１１系蛍光体のそれは，１００時間の水銀ランプ照射後も60％の蛍光強度を維持するのに対し，有機蛍光体のそれは，ほとんど消失した。このことと上述の蛍光の相対輝度が約80％を維持したことから，無機系蛍光体による木材の表面装飾は，実用的にも期待できると考えられた。

３．３蛍光木材の材色耐光性
可視光線による蛍光木材材色の耐光性を評価する

０ ２ ０ ４ ０ ６ ０ ８ ０ １ ０ ０ １ ２ ０

照射時間（ｈｒ）

図−１水銀ランプ照射による無機蛍光体処理材の蛍光輝度の変化ため，３．２と同様，各処理材に高圧水銀ランプを最長200時間照射し，その間の処理材面のハンター白色度Ｗ，およびＬ＊ａ＊ｂ＊指数の変化を求めた。

１１８

その結果，図−４から明らかなように，無処理材，面に擦り込み塗布し，その装飾性および耐光性の評すなわちスギ辺材の白色度70に対して，無機蛍光体価から蛍光木材の可能性について検討した。その結を擦り込み塗布した各処理材の白色度は78〜80を示

果，次のことが明らかになった。

し，明らかな増白効果が認められた。その後，水銀ｌ）スギ，ケヤキ材等の表面に擦り込まれた蛍光体ランプの照射に伴い，各蛍光処理材の白色度は，漸は，各樹種材面の仮道管や道管開孔部によく充填減し，200時間経過時に69〜75を示した。この値は，され，ブラック・ライト下で鮮やかな蛍光色を発無処理のスギ材面の初期値と同等あるいはそれ以上することが分かった。

であり，蛍光体処理は，材色の光変色に対してもかなりの防止が期待できることが確認された。

２）とくに，早晩材の密度差が大きいスギ，シベリ
ア産カラマツ，ラジアータパイン等や道管径の大また，図−５に示すように，無処理材の材色変化

きい環孔材のコナラ，ケヤキ，タモは，各樹種固は，色度ｂ＊値として１０以上も上昇し，黄変が激し有の木目が蛍光により，より強調され，装飾性にいのに対して，蛍光処理材では，５以下の少ない黄優れた蛍光木材となった。

変で収まることが確認された。このように，微粉末

３）この蛍光木材は，高圧水銀ランプによる耐光操の無機蛍光体処理は，木材表面の黄変に対しても高作後も初期の蛍光輝度をほぼ維持し，また，蛍光い抑制効果のあることがわかった。

色度は全く変わらないことから，耐光性能に優れ

０８０７０６０５０９ると判断された。

︵︑︶→至腿切伍←︵畦︶４）さらに，蛍光木材には，可視光域で増白および光変色防止効果のあることが確認された。
謝辞

本実験を実施するに当たり，無機蛍光体をご恵与いただいた根本特殊化学株式会社，蛍光の輝度，色度の計測に協力いただいた同平塚工場技術グループ

０５０１００１５０２００２５０

照射時間（ｈｒ）

図−４

水銀ランプ照射時間と無機蛍光体処理材面の白色度との関係︵網︶→衿︑←︵碇︶

図−５蛍光顔料をご恵与いただいたシンロイヒ株式会社に対して感謝致します。

文献

０４５３０３５２０２５１０１０

金坂香里氏に対し，深謝申し上げます。また，有機

1）秋和淳：サインを彩る新発光素材，日経デザイン，１１，９０−９１（1995)．

2）藤淫泰士，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（１）針葉樹材へのフイルム転写技術の確立，富山林技セ研報，１２，１５−２２（1999)．
５０１００１５０２００２５０
照射時間（ｈ『）

水銀ランプ照射時間と無機蛍光体処理材面の色度(ｂ＊）との関係

3）石塚末豊，中道敏彦： 塗装ハンドブック，'，朝倉書店，1996,ｐｐ,401‑417.
4）蛍光体同学会： 蛍光体ハンドブック，'，オーム社
，
1
987,
ｐｐ､
13‑
22,ｐ,
36,
ｐｐ､
337‑
339.
5）鈴木正治，徳田辿夫：

４．まとめ

建材など木材製品の色彩表現は，最近のタイル，属，或いは合成樹脂等の製品に比べ，華やかさ，金属，或いは合成樹脂等の製品に比べ，華やかさ，カラフルさに欠ける。そこで，無機蛍光体を木材表

木材科学講座・木質資

源材料"，海青社，1993,pp77‑94．

富林技研報１３２０００1１９Ｓｕｍｍａ『ｙColorexpressionofwoodenstructuralmaterials，suchasinteriormaterials，islackrichnessandbnllianceincomparisinwithmetal，ceramictileandplasticproducts・ApplyinginorganicfluorescentmaterialsfiFe‐
quentlyusedfbrbrauntubes，andfluorescentlamps，ａｎｄｏｎｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｖａｒiouswoods，thepossibility
offluorescentwoodwasinvestigatedbyevaluationofitsdecorativequalitiesandweatherability・Ａｓａｒｅ‐sult，byfbllowingfactswerefbund・Theinorganicfluorescentmaterialsrubbedintothesurfaceofwoodselectivelyfillthetheexposed

lracheidsandtracheaapｅｒｔｕｒｅｓｏｆｅａｃｈｋｉｎｄｏｆｗｏｏｄａｎｄｅｍｉｔvividfluorescencewhenirradiatedbyblack
light・Furthermore，itwasfbundthatinJapaneasecedar，Siberianlamh，Radiatapine，andsofbrthwitha
largedensitydifferencebetweenofthesprmgandsummerwood，andQuercussemlta，zelkova，and
Fracxinusjaponicaoftheannularholematerialswithlargetmcheadiameter,woodengrainpattemspecifictotreespeciesweremorestressedbythefluorescence，andbecamefluorescentwithsuperiordecorative
qualities・Itwasalsofbundthatthesefluorescentwoodskepttheirinitialbrillianceevenafterweatheｒｄａｍ‐age・

Furthermore，itwasfbundthatincreasingthewhitenesseffectandtheopticalcolorchangeprotectionef
fbctinthevisiblelightareaweremaintained，soitwasdeterminedthatfluorescentwoodsproducedwiththis
methodhadagoodpracticalapplications．