鳥取県産業技術センター研究報告 No.22 (2019)

スギ材、マツ材を原材料とする複層木毛セメント板の開発
医療用輸液容器に利用可能なガスバリア性ラベルの開発
Developmentof Multilayered
Wood Wool
Boardsmade ofContainers
Sugi and Matsu
Developmentof a Gas Barrier
LabelCement
availablefor Infusion

谷岡晃和
村田拓哉

Akikazu Tanioka
Takuya Murata
電子・有機素材研究所
電子・有機素材研究所

有機・発酵担当
有機・発酵担当

スギ材とマツ材と原材料とする複層木毛セメント板の開発に取り組んだ。超速硬セメントを用い、セメン医療ミスを防ぐために、輸液容器に患者名や薬剤名などの必要事項を記入している。油性ペンで輸液容器
トの硬化速度を高めることにより、スギ心材のセメント硬化阻害を抑え、マツ単層木毛セメント板と同様のに直接記入することが、最も簡単な方法であるが、油性ペンに使用されている有機溶剤が、輸液容器を透過物性と化粧性を備えた三層木毛セント板が完成した。
することがあり、改善が求められている。そこで、ポリビニルアルコールとタルクの複合材料を市販の紙ラベルにキャストしたガスバリア性ラベルについて、インク塗布後 6 時間及び 24 時間の輸液容器内に含まれる
Multilayered wood wool cement boards made of sugi and matsu were developed. By increasing the hardening speed
キシレン濃度を検知管により測定したところ、測定範囲(2ppm)以下であった。
of the cement using ultra-rapid hardening cement, cement-hardening inhibition of cedar heartwood was suppressed andthree-layer wood wool cement boards with the same physical and decorative properties as single-layer pine wood wool
こと報告しているが、粘土の最大添加量は再凝集を防
cement boards were produced.
ぐために 5wt%としている。
医療現場では、輸液容器の取り違えを防ぐために、

1. はじめにそこで、本研究では、ガスバリア性とアルミレスを化が進むよう意図したものである。また、原料木材重視し、PVA に多量の無機物を混合し、さらに、キャのアルカリ処理、温水処理等も有効と報告されていスト成形することでガスバリア性能を持ったラベルをる 3、4、5)。これらは、木毛中の硬化阻害物質を前処作製し、その性能を評価した。
理段階で除去しようとするものである。

薬剤名、患者名など重要事項を分かるようする必要が1.

はじめにある。油性ペンで輸液容器に直接記入すると、油性ペ
木毛セメント板は木材を細長いリボン状に削りだンに含まれる有機溶剤成分が容器を透過してしまうた
した木毛にセメントと水とを混合、圧縮成形したボめ、紙ラベルを使用している。しかしながら、記入済ード状の建築材料である。
みの紙ラベルも長時間貼ったままにすると、油性ペン
防火性、吸音性、断熱性に優れ、主に建築物の屋に含まれる有機溶剤成分が容器内へ通り抜けるため、
1)
根下地または壁に用いられている。
改善が求められている１）。
木毛セメント板製造事業所では、これまで地域の有機溶剤から製品を保護する手段として、様々なガマツ材を原材料として生産を行ってきたものの、現スバリアフィルムが用いられている。フィルムにガス在、マツ材資源は枯渇し、原材料調達が困難な状況
バリアを付与する方法として、アルミナやアルミ、シとなってきている。そのため、木毛セメント板製造
リカ蒸着、ポリ塩化ビニリデンやポリビニールアル業においては、マツ材からスギ材への原材料転換がコールコーティングなどの方法がある。その中でも、すすめられている状況にある。しかしながら、スギ
アルミ箔と樹脂フィルムの積層フィルムやアルミ蒸着
心材がセメントの硬化不良を引き起こすため 2)、スしたフィルムは、高いガスバリア性があるが、安全性
ギ材は木毛セメント板の原材料として使用すること向上のための内容物の視認や電子レンジに対応するたは避けられてきた。これまで、セメントの硬化阻害
めアルミレス化が望まれている 2)。また、シリカやアを引き起こす硬化阻害樹種のセメント板への使用にルミナ蒸着では、成膜時に欠陥が生じやすく、その改関して、木片セメント板では超速硬セメント、硬化善のために PVA を利用した研究が行われている 3)。
促進剤の使用、蒸気噴射プレスの使用等が検討、報さらに、遠藤ら 4）は、PVA とモンモリロナイトなど
告されている 3)。これらの方法は、木毛中の硬化阻の粘土を複合化し、分散状態や粘弾性などを調査し、害物質がセメントペースト中に溶出するまでに、硬モンモリロナイトを添加することで弾性率が向上する

当センターでは、現在使用されているマツ材に代2. 実験方法

えて、スギ材を原材料とした木毛セメント板の開発
2.1 供試材料の調整を行うことを目的として、｢スギ材を原材料とした木フィルムに使用した材料は、ポリビニルアルコール毛セメント板の開発｣研究（H24-25）に取り組み、（日本合成化学工業（株）製 ゴーセノール N-300）、普通ポルトランドセメントに代えて、超速硬セメン
モンモリロナイト（クニミネ工業（株）製 クニピア
トを使用することにより、スギ材を原材料とした木-F）、タルク（日本タルク（株）製 PAO-G2）である。
毛セメント板が製板可能であることを確認し、セメント硬化時間の調整、制御により、スギ材を原材料
また、フィルムと輸液容器の接着は、ひまし油（伊藤とした木毛セメント板の製造が可能であることを示
製油（株）製 URIC H30）とイソシアネート（旭化唆した。また、スギ心材を煮沸処理、アルカリ処理
成ケミカルズ製 D101）の混合により作製した粘着剤することにより硬化阻害を抑制することができた 6、を使用した。
7)。
ガスバリア層をキャストする基材には、エチレン-ポ
現在、製造工場では、マツ材の不足を補うため、リビニルアルコール共重合体（EVOH）、PVA 及び市販
マツ材とスギ材を混合して使用するようになってきのラベル（ブラザー工業（株）製 プレカット用紙ラている。ただし、スギ材を混合すると、セメント板
ベル DT-240）を用いた。
表面が、スギ心材から滲出する成分により、茶褐色2.2 ガスバリア層用材料及びラベルの作製に変色汚染される。そこで、表面層（化粧面）にマガスバリア層用の材料は、PVA 濃度を 15％にした水23溶液に無機フィラーを加え、マグネチックスターラー加しているが、中央部の破れや穴あきなど外観上の成で混合することで作製した。この混合は、PVA 水溶液

形不良なく製膜可能であった。このキャストフィルムを 90℃に加熱したのちに行った。作製した混合物をテと EVOH を積層化したのち、上質紙とホットプレスすフロンシートにキャストすることで、ガスバリア層ることで一体化させた。

（フィルム）を得た。EVOH のシートでガスバリアフィ(a)ルムをはさみ、155℃でプレス成形することで、積層化(b)を行った（図 1）。その後、さらに上質紙をヒートシールすることでラベルとした。
また、ガスバリア層用に調整した材料を直接、市販
図３ キャストにより作製したフィルム(a)モンモリロナイト添加、のラベルにキャストすることで、ガスバリア性ラベル(b)タルク添加を作製した。

EVOH
キャストフィルムEVOH

ホットプレス＋上質紙

図１ EVOH とキャストフィルムの積層化

図４ EVOH とキャストフィルムの積層フィルム

輸液容器に直接インクを塗布した場合、24 時間後の2.3 ガスバリア性ラベルの評価

キシレン濃度は 10ppm を示していた（表 1）が、モン輸液容器に油性ペンで筆記し、検知管（（株）ガステッモリロナイト又は、タルクを添加して作製したラベル

ク製 キシレン 123L）で油性ペンの成分であるキシレを使用した場合は、いずれも検知管の検出範囲（2ppm）ンの濃度を測定した。測定は、輸液容器に 200ｍｇの以下であった。このことから、作製したラベルは、キインクを塗布後、輸液容器内の気体を検知管の使用方

シレンが輸液容器内に移行することを低減する効果が法に準じて、検知管式気体測定器（（株）ガステック製）あることがわかった。

により 200ｍL を吸引（100ｍL のガスを 2 回吸引）し、気体吸引後の検知管の変化を読み取ることで行った

表１ 輸液容器にインクを塗布した際のキシレン濃度の変化（図 2）。なお、油性ペンで筆記する前に、試験室内のキシレン濃度(ppm)

空気 1L をエアーポンプで輸液容器に充填している。
インク 200mg

測定時間
（時間）

直接記入

27.5－－

415－－

620－－

24

102ppm 以下

2ppm 以下

作製ラベル
モンモリロ
タルク
ナイト

検知管

図２ ガスバリア性評価方法の概略

3.2 市販の紙ラベルを用いたガスバリア性ラベルの作製とそのガスバリア特性

3. 結果と考察

3.1 で示したように、作製したラベルのガスバリア性

3.1 ガスバリア性ラベルの作製とガスバリア特性
PVA とモンモリロナイト又はタルクを混合して作製の効果は認められたが、作製したラベルは、市販の紙したキャストフィルム（図 3）は、それぞれ 20wt%添ラベルに比べ硬く、さらに、反りが生じるなどガスバ

24

4. おわりにリア性以外の面で欠点がある。さらに、モンモリロナ
イトを添加した場合は、タルクの場合よりざらつきが今回、作製したガスバリア性ラベルは、インクに含ま感じられた。そこで、タルク 20wt%と PVA の複合材料れるキシレンが、輸液容器内に移行するのを防ぐ効果をを市販の紙ラベルに直接キャストして、ガスバリア性ラ有する可能性が見いだされた。今後、組成や製膜条件のベルを作製した。この市販紙ラベルを用いたガスバリ調査を含め、本ラベルでのガスバリアを発現するメカニ

ア性ラベルのガスバリア性を評価する際は、医療現場ズムを明らかにすることで、より高性能なガスバリア性では輸液容器内に、患者に投与する薬剤（液体）が充ラベルの開発を目指したい。

填されていることを踏まえ、精製水 750ml と試験室内の空気 250ml を充填したものを用いた（図 5）
。その結

文 献

果、インク記入後 6 時間の容器名のキシレン濃度が、

1) 濃沼政美, 瀬尾 誠, 高瀬知永, 西澤光代, 平野公

直接記入した場合 20ppm であったのに対し、作製した

晟, 荒川秀俊, 前田昌子; キシレン含有油性インク

ガスバリア性ラベルを使用すると検出範囲の 2ppm 以のプラスチック製輸液容器に対する影響, 医療薬下であり、市販紙ラベルのみに比べ、よりキシレンの学, 29 (2), p.203-209 (2003).

移行を低減できることがわかった（図 6 及び表 2）。

2) 大葛貴良; 食品包装用バリアフィルムとその保香性, におい・かおり環境学会誌, 43(4), p.248-256(2012).

空気3) 沼田幸裕, 大谷寿幸, 桑原 満, 伊藤勝也; 金属酸化物／高分子コーティングフィルムの水蒸気透過特性, 成形加工,21(7), p.420-425 (2009).

精製水4) 遠藤了慶, 磯貝 明; ポリビニルアルコール(PVA)/クレイ複合化フィルムの調整と特性解析, 繊維学図５ 精製水 750ｍｌ充填容器による試験(a)

会誌, 69(4), p.78-81 (2013).

(b)

図６ 精製水 750ｍｌ充填容器による記入 6 時間後 における検知管の変化 (a)市販紙ラベル (b)作製したガスバリア性ラベル

表２ 精製水 750ｍｌ充填容器による試験結果

6

ラベル
なし
20ppm

濃度
市販紙ラベル2ppm

ガスバリア性ラベル
2ppm 以下

24

15ppm

2ppm 以下

2ppm 以下

経過時間（時間）25