平成10年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

竹材の耐候処理技術に関する研究（第2報）
一促進耐候性試験による各種処理竹材の評価一小谷公人＊・二宮信治粧木口 実＊＊＊別府産業工芸試験所 ＊＊農林水産省森林総合研究所

Improve遜en七of Weather鼠esistance of Ba皿boo Culm Surfaces（II）
Kimito KOT姻王＊・ShinjiⅣ王ⅣOMIYA＊・甑kotoKIGUCHI＊＊＊BeppuIndustrialÅrtResearchDivisまon＊＊ぎorest andForestP㌘OductResearchInstitute（FFPRり
要旨

竹材に各種表面処理を行い促進耐候性試験を1000時間まで実施しj 色差変化夕撥水度保持率，目視判定によって美観保持期間の改善による耐候性の向上を検討した．その結果，（1）油抜竹では，各種W剤表面処理による耐候性の向上効果は認められなかった。（2）青竹は，油抜竹と比較して色差変化及び撥水度保持率の変化が少なく美観保持期間は優れていた．（3）青竹の熱処理は，美観保持期間を改善し耐候性の向上が認められた．（4）竹材の耐候性試験においても，木材同様に促進試験1000時間が屋外暴露1年に相当した．（5）各種竹材の美観保持期間右ま，油抜竹で約4カ月，青竹で約6カ月，青竹熱処理で約1年であった．（6）合理的な耐候性の向上が期待できるメンテナンス処理は，1年のうち，油抜竹で2月も6月。10月，青竹で6月。12月，青竹熱処理で6月が最も適当であると推定したも
1．緒言

成分の皮膜層形成2㌔こよる物理的な紫外線遮へい作用と竹竹材のエクステリア利用を進める上で，品質や耐候性材表皮面に含まれ抗菌性を示すとされるベンゾキノン誘を向上させることと，容易な施工や環境負荷の少ない廃導体の化学的な作用とが相互作用したものと推定される．

棄などが総合的に製品に付与できれば，新たな需要を産

このように，屋外暴露試験においては，気象劣化と生み出すことが可能と考えた．そのためには，まず，屋外物劣化が相互に作用して美観変化が進行しているとされにおける紫外線などの太陽光や雨水による気象劣化と温ているために，長期間にわたる実験とその目視上の観察

湿度変化の気候条件下で発生するカビによる汚染などの評価で各劣化の影響を検討しなければならない．

生物劣化を美観保持という観点から改善する処理法を検そこで本研究は，気象劣化作用とかび等の生物劣化作討し，できるだけ環境付加が少なくコスト的にも実用性用を個別の劣化作用として捉え，各種処理竹材の気象劣のある技術開発と製品化を進める必要がある．

化のみを比較的短期間に検討することができる促進耐候性試験（JIS監5400）に準じて実験を行った．この実験は，前報1）ではタ実際の屋外暴露試験（JIS監5400準拠）による美戟変化を把握しタ 表面処理による耐候性の向上を目

紫外線と水の擬似純な気象環境下で，油抜竹の各種ワッ的として実験を行った．その結果，竹材の目視上の美観クス鯵コーティング剤処理及び青竹の熱処理の効果を検保持は，色差∠g睾10以内，撥水度保持率閻80％以上が許討することで，竹材における屋外暴露試験と促進耐候性容基準値であることを明らかにした￠ また屋外暴露の美試験の相関を見出し，竹材における耐候性試験の実験方

観変化は，油抜竹では6〜9月の夏期の間にカビなどの法の確立及び竹材エクステリア製品における耐候性向上

微生物発生による黒色化の汚染が顕著で，青竹では微生をはかる上でのメンテナンス処理期間の提案を目的とし物汚染による黒色化は抑制され，光劣化にともなう表面て行った．の粗化や剥落を含む銀灰色化が特徴的であった邑 市販のワックス。コーティング割にはタ1年間にわたる美観保持

2．実験方法の優位性は認められなかった．青竹を熱処理した竹材は，2．1供孟式竹材

7月〜11月の4カ月間の屋外暴露において，色差∠g夢9．5，竹材は，大分県産マダケ（鞠れ厄庖頭叩加戒那品血撥水度保持率成89．6％で，無処理の青竹に比べ色差・撥Sieb。et Zucc。）の青竹及び油抜竹を用いた。油抜竹は，水度保持率とも改善されて美観保持効果が認められた￠

既にNaOHO．03％溶液中で20分程度煮沸脱脂処理されていこれは，熱処理によって溶融した青竹材表面のワックス

た．試験片は，幅38×長さ135×厚さ約8mmの割竹とした。

−157…

平成10年度 研究部告 大分県産業科学技術センター

平均色測値を基準値け0，a＊0，b撃0）として，各処理条件試Tab亘e且 促進耐候性試験における各種処理条件
試験

表面処理条件記号

主成分又は処理条件

WO

験片の試験時の平均色測値（L事1，aヰ1，b−1）との色差（∠gi）
性状∠g事＝√（（L†0−Lさ1）2＋（a＊0−aヰ1）2＋（blo−b事1）2）

無処理Wl

フツソ樹脂

W2

シリコンワニス・オイル

W3

シリコン樹脂。フツソ樹脂

液体今回，基準値とした油抜竹の試験前の平均色測値は，L＊0＝73．26，a￥0＝2．54，b寧0＝25．06であった．

／／

2．4−2 潅水度保持率ノ′ H

接触角測定装置（協和界面科学製：CA−Z）により，精製

W4／／W5〝

W6〝

W7フォンプリン他〝

W8

フツソ系簸水利〝W9

カルナバロウ・UV吸収剤

WlO

フツソ樹脂

りを次式で求めた．

固形

水滴下後5秒後の接触角βを測定した．また，試験前接
触角値（♂0）と試験時の接触角値（β1）を各々測定し，次式で撥水度保持率（闇）を求めた。
撥水度保持率ノ珊％）＝β1／β0×100
2．4．3 目視判定

目視判定は，試験片表面状態の変化を記録し，総合的ゲルに美観保持が保たれていると判断できるものを○，美観が損なわれているが表皮面に剥落等の著しい欠損がない青ものを△，表皮面の剥落や割裂があり美観がほとんど損

竹なわれたと判断したものを×とする3段階評価で行った．
2．2 表面処理

3．結果及び考察

油抜竹では，表示成分の異なる10種の市販のワックス。

3．1油抜竹の無処理及びW剤表面処理の経時変化コーティング剤（以下W剤＝Wl〜WlO）の美観保持効果を油抜竹の無処理及びW剤表面処理の経時的な色差変化比較するために，各種W剤を各々2回塗布したものと無をFig。1に示す℡無処理Woと各W剤表面処理とも，試験処理（WO）とを調整した。青竹は，無処理（AO）と熱風乾

300時間までは色差5〜6前後と色差変化の少ない傾向を示

燥機中で1050Cで1時間の熱処理し表皮層の油脂成分を溶していたが，試験500時間で色差5〜11と各W列間のばら出させたもの（以下青竹熱処理材＝AH）を比較した．表つきが大きくなり，W3・W4℡W7以外のW剤処理は色差が面処理の条件をTablelに示す．各条件ごとに試験片の繰無処理よりも高い値を示し，試験用00時間では色差16〜り返し数は3とした．

19となり，W割による色差変化の抑制効果は認められな

2．3 促進耐候性試験

かった．

促進耐候性試験はJIS監5400に基づき，キセノン式同様に，撥水度保持率閻の繹時変化をFig．2に示す．撥

ウェザーメーター（ÅTLÅS社製：Ci35Å）を用いて，連続的に水度保持率は，無処理WOが試験300時間までほとんど変紫外線を含む光を照射し，照射中に断続的に散水を繰り化がなかったのに対し，各種W剤は試験300時間までは返す方法で積算照射時間1000時間まで行った。光源はj認80％を椎持したものの，試験500時間ではWl及びW73500W水冷キセノンロングアーク灯（340Ⅷ放射照度が無処理Wo同様のj鰐90％を維持したのみで，他のW剤

0さ35町ぷ；340n血ランプ放射量約125kJ／ぷ／100h），散水はは朋80％を維持できなかった。試験1000時間では，無処脱イオン水（水温300C；散水量0．21／皿in；散水時間及び間理及び全てのW剤処理で，接触角β20度以下となり測定

隔18mまn／120min），ブラックパネル温度は63±30C，槽内できなかったため，試験500時間から1000時間の間に急激温度は400C（乾球）300C（湿球）であった。

な腰の低下が認められた92。4 劣化評価

経時的な目視観察ではき 試験300時間までは，無処理及劣化の評価はク 促進耐候性試験100，200，300，500，1000

び各W剤処理とも美観変化として，明度が高くなりなが時間の5段階での経時変化を色彩色差計による色差∠g＞，ら徐々に表皮面の組織が水滴痕を残し白色化していた．

接触角測定装置による接触角βを測定し換算した撥水度

試験500時間では逆に各種W剤処理の方が表皮面の水滴痕保持率朋チ，及び目視判定で行った．

が顕著で，無処理同様に表皮層の割裂痕が生じていた．

2。4．1色差試験1000時間ではW剤処理と無処理の観察上の相違は認

色彩色差計（ミノルタ製：CR300）により，CIE L♯a■b＊表められず，ともに表皮層組織のほとんどが銀白色化し，表層組織の剥落や竹材表皮面の細かな割裂痕が全面に生色系における色差を求めた．色差は，油抜竹の試験前の【158−

平成10年度 研究部告 大分県産業科学技補センター
220︵U8181ノb・42︵∪1−

1088′−・かAH／0ノ0400600ーー■トーーー・Wn

44200

800 10002000ヰ00

600

800 100022

促進試験時間（b）

00

促進試験時間（b）

Fig．3 青竹の熱処理の色差変化の比較

Fig。1油抜竹の各種W剤処理の色差変化○0J80一旬トーーーーW40︵b800∽

6400︵慧彗∵櫛要塞軸宅塵︵訳︶買掛豊埜廻嘗牽一・・×・・・W30∞

tr▲−−≠二0﹁⊥︐l︵∠

刀−−・臼・−・Wl200

ヰ00

600

800 1000つ﹂

200121．⁚︑︑︑岬い︑8−−1／〇一4﹁−1弓■ミ ︑ 七 ご0

茎促進試験時間（h）

0200

400600800 1000

促進試験時間（b）

Fig．2 油抜竹の各種W剤処理の薄氷度保持率の変化

Fig。4 青竹の熱処理の浄水度保持率の比較じていた。よって目視判定では，無処理及び各W剤処理方法であることに注目したからである．しかし，結果的とも美観保持は試験300時間までが○，言式験500時間を△，には油抜竹における耐候性の向上においては，市販のW試験1000時間は×と判定した．

剤表面処理の効果は認められなかった．
3．2 青竹の無処理及び熱処理の経時変化

この結果古ま，各種W剤処理には基材である竹材表皮の材色変化を抑制する効果はなく〉 むしろ各W剤処理が無青竹の無処理AO及び熱処理AHと比較のために無処理処理よりも初期接触角度が高いために，散水時に表面に油抜竹WOの経時的な色差変化をぎ量g．3に示す．色差は，できる比較的球形に近い水滴が逆に紫外線を集光して部試験前の油抜竹の平均測色値との差としているため，試分的な劣化を促進するレンズ効果が生じたためと考えら

験300時間まではÅ0とAHとも色差が10〜12と高い値をれる．試験500時間では逆に水滴痕の部分劣化の影響が大示しているが，試験500時間までに徐々に低下し色差8〜9

きく色差変化の増加と撥水度保持率の低下を生じたと推となったことを示している。その後試験1000時間までに定される．

色差はWO同様に増加した。
同様に，撥水度保持率屈の経時変化をFig。射こ示す．積

竹材表面の耐候性向上にW別表面処理を検討した背景には，竹材が木材と異なりタ平滑で浸透性や塗膜付着性

水度保持率は，AHが試験500時間でWO同様に腐認85％程を期待できない表皮組織で形成されているため，自動車度までの低下したのに対して，Å0は試験500時間でも初などに用いられるワックスコート表面処理が，基材の美期値より高い成値を示した．試験1000時間では，WOが観を損なわず耐候性の向上をはかる比較的容易な処理

接触角の測定不能で朋用％に急激に低下したのに対しAO−159−平成10年度 研究親告 大分県産業科学技術センタ州とÅHとも低下したものの見方60％前後を保持していた．

試験方法として有効であると判断した．

経時的な目視観察では，試験300時間までは，無処理及3．4 メンテナンス処理期間の提案

び各W剤処理とも美観変化として，黄白色化が進み材色

これまでの結果と考察から，竹材エクステリア製品の変化は起こるもののWOに見られたような表皮面の組織がメンテナンス処理期間を推定すれば，気象劣化の抑制に水滴痕を残すような劣化は観察されなかった。試験500時

よる美観保持を目的とした耐候性の向上には，油抜竹は間でも部分的に表皮面の割裂が見うけられたが表皮面の4カ月に1度，青竹で6か胃に1度，青竹熱処理材で1年に1水滴痕などは生じていなかった．試験1000時間ではAOで度が目安となる．また，前報の屋外暴露試験でのかび等白色化と光沢の減少及び割裂の発生が生じていたが，WOの発生と汚染による生物劣化が季節的に6月の梅雨期かが表皮層組織のほとんどが銀白色化し，表層組織の剥落ら9月までの夏期の問に顕著に発生したことを考え合わや竹材表皮面の細かな割裂痕が全面に生じていたこととせれば，6月にメンテナンス処理を行うことで夏期の劣比較すれば，表皮面が白色化していたが剥落はなかった．

化を抑制する効果が高いことが考察できる．

AHでは，材色がAO同様に白色化しているが，光沢の現つまり，6月にメンテナンス処理を必ず行うとすれば，象も比較的少なく割裂痕もAOに比べ1試験片あたり数本

油抜竹の場合は2月・6月。10月に油性防虫防かび塗布程度で表皮面の性状は保持されていた．よって目視判定剤でメンテナンスを施すことでタ合理的な美観保持期間

では，青竹の熱処理AHは試験1000時間までを○タ青竹の向上が期待できる。同様に，青竹ではメンテナンス処の無処理AOは500時間までは○，試験1000時間を△と判理の時期が6月と12月となり，青竹熱処理材では毎年6定した．

月に実施することが有効であると思われる．

これは，前報の屋外暴露試験の結果を支持するもので，紫外線や雨水にともなう表皮面の組織成分の分解や剥落

4．総括が起こりにくいことをし，青竹材の方が耐候性を維持で竹材に各種表面処理を行い促進耐候性試験を1000時間きる期間が長いことが確認できた．また，青竹の表面にまで実施し，色差変化，撥水度保持率，目視判定によっ存在する熱処理で溶解し表皮面上に溶着する成分は，化て美観保持期間の改善による耐候性の向上を検討した．

学的な生物劣化の抑制とともに，表皮面を自己コーティ

また，屋外暴露試験の結果との比較から，促進耐候性試ングすることの物理的な気象劣化の抑制にも効果がある−

験と試験時間と屋外暴露期間の関係及びメンテナンス処

ただ，その成分がどのようなもので，どのような機構で理実施を検討し，以下のことが判明した．

結果的に耐候性を向上させるのかについては，本研究で（1）油抜竹では，各種W剤表面処理による耐候性の向上は明確ではなく今後の課題である．

効果は認められなかった．

少なくとも，今後，コスト的面や環境負荷の少ないエ（2）青竹は，油抜竹と比較して色差変化及び撥水度保持

クステリア竹材を検討する上でタ 青竹の熱処理による耐率の変化が少なく美観保持期間は優れていた．

候性の向上は，促進耐候性試験1000時間程度までは有効（3）青竹の熱処理は，美観保持期間を改善し耐候性の向であると考えられる。

上が認められた。（4）竹材の耐候性試験においても，木3已3 促進耐練性試験と屋外暴毘試験の関係

材同様に促進試験1000時間が屋外暴露1年に相当した．

木材においてのこれまでの報告から，促進耐候性試験（5）各種竹材の美観保持期間は，油抜竹で約4カ月，青における1000時間右ま，紫外線の積算放射量及び材色や表竹で約6カ月，青竹熱処理で約ま年であった．（6）合理的面性状の変化から，実際の屋外暴露試験の約i年に相当すな耐候性の向上が期待できるメンテナンス処理は，ヱ年るという相関が山般的に用いられている。のうちタ油抜竹で2月。6月・10月夕青竹で6月色12月，青竹熱処理で6月が最も適当であると推定した。

竹材においても促進言式験1000時間＝屋外暴露ま年間として考えればタ今回の実額を行った各種処理竹材の美観保持期間は，油抜竹の無処理及びW別表面処理ともに4〜

参考文献

6れ胃の問，青竹の無処理で6〜12カ月の間，青竹の熱処り小谷公人夕二宮信治，舌曳博也：平成9年度大分県産理材で1年以上ということになる．屋外暴露言式験では，紫業科学技術センター研究報告，（1998）タpi39−144

外線や雨水の影響以外にも，生物劣化や大気中の物質の2）小谷公ん川村二郎：鮎戒00Jourリ13（1995），p76

付着等による汚染で美観保持期間がこれよりさらに低下することを考慮すれば，竹材においても促進耐候性試験
1000時間が屋外暴露約1年間に相当すると推定することができタ 促進耐候性試験は，屋外暴罵言式験との相関をもつ

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