自然健康塗装について
サンウッドの自然健康塗装
サンウッドの自然健康塗装は独リボス社製自然塗料またはスェーデンボナ社製自然塗料を使用しています。
塗料は大まかに石油などから作られる合成樹脂系と自然樹脂系に分かれますが、
ＵＶ塗料、ＰＵ（ポリウレタン）塗料など、最近住宅に使われている塗料のほとんどが合成樹脂系のものです。
ＰＵ塗装などの場合は、溶剤の揮発にかなりの時間を必要とし（数ヶ月ないし数年と言われる）、その間に様々な揮発性有機化合物を空気中にばらまきます。
これが人体に悪い影響を及ぼします。
いわゆるシックハウスです。
ＵＶ塗装の場合はほぼ完全に工場乾燥しますので、こういう事はありませんが、ＰＵ塗装同様、木材の表面をプラスティックの様なもので覆っている事に変りはありません。
それに対し、樹液などの天然成分から作られた自然塗料は人に優しく環境にも優しい塗料です。木の呼吸を妨げないため、十分な調湿効果も期待できます。
環境問題が大きく取り上げられている今、塗装するなら自然塗装を是非ご検討下さい。
とはいえ、自然塗料も良い事ずくめではありません。
まず硬度が高くないため、傷がつきやすい。
しかしこれはメリットにもなります。傷がついたら、サンディングペーパーで研磨して軽く塗り直せば簡単に補修できます（それに対してＵＶ塗装やＰＵ塗装では補修はかなり高度な技術が必要です）。
他にも「割高である」「自由な着色がしにくい」などの欠点があります（塗料の特徴はこちら）。
また、意外な事に自然塗料でも乾燥の過程でホルムアルデヒドなどの有害成分が少量ながら発生するのです。これは「樹脂の酸化重合の過程で生じた副反応によるものと考えられる」そうです。十分乾燥すれば発生が止まりますが、乾燥するまでの２、３週間は注意が必要です。この事についての論文を引用しますので、参考にしてください。
以下引用です。
自然系塗料を塗装した木材からのアルデヒド類、VOC放散
本研究の一部は日本木材加工技術協会第23回年次 大会(2005年11月、盛岡)で発表した。 (独)森林総合研究所 大越誠
1. はじめに
2003年7月1日から室内空気質に関する新しい建築基準法が施行され、ホルムアルデヒド放散建材に対する使用面積の制限規制が始まった。 さらに厚生労働省が指針値を定めている揮発性有機化合物(VOC)について、住宅品確法の住宅性能表示制度、文部科学省学校環境衛生の基準、国土交通省公営住宅等整備基準、各自治体の定める基準や業界団体の自主規制等でガイドラインが示され、業界団体等によりVOC放散に関する自主表示が検討されている。 天然物を主成分とした塗料、いわゆる自然系塗料が、環境に優しく、人の健康に良いとして需要を伸ばしている。 自然系塗料の主な原料には、油脂(亜麻仁油等乾性油、半乾性油)、樹脂(植物性、昆虫分泌物等)、ロウ(植物性、動物性)、溶剤(シトラール、無臭性炭化水素類等)、添加剤(顔料、抗菌成分、硬化促進剤等)などが使われている。 しかし、公表されているMateriaISafety Data Sheet(MSDS)等から自然系塗料こもVOCが含まれていることが明らかである。 また、デシケーター法を用いた既往の研究において、自然系塗料からの比較的大きなホルムアルデヒド放散が報告されている。 本研究では、13種類の市販自然系塗料、ワックスについて、これらを塗装した木材から放散されるアルデヒド類、VOCについて小形チヤンバー法により測定し、それらの種類、濃度、経時変化を検討した。
2. 実験
2.1 供試材料
供試木材として、スギ心材板目板(L16.5cm x T16.5cm x R1.2cm)を用いた。 供試した自然系塗料は、第1表に示すように油性塗料(溶剤系)5種類、油性塗料(水系)1種類、樹脂系塗料1種類、タンニン系塗料1種類、ワックス(溶剤系)3種類、ワックス(水系)2種類の計13種類であった。 このうちNo.1および6は下塗りと上塗りに異なる塗料を使うタイプであり、他は同じ塗料を2度塗りするタイプであった。 これら塗料に使われている主要原料は第1表に示す通りであった。 主な溶剤として、天然系(オレンジ油、テレビン油、水)のほか、石油由来のもの(パラフィン系炭化水素、鉱物油)が使われているものがあった。 各塗料について、室温放置後、45℃で蒸発させて測定した揮発分量は、第1表に示すように塗料によって異なり、38～95%であった。 塗布は2回行った。 すなわち、下塗りとして約50g/m2 塗布し、1日放置後に上塗りとして約50g/m2 塗布した。 これらの塗布量を第1表に示す。 塗布量は塗料の種類により異なり、総塗布量は65～101g/m2 であった。 この塗布量のばらつきには、主に塗料の粘度が関係しているものと思われる。
2.2 測定方法
2.2.1 小形チヤンバー法によるアルデヒド類およびVOC放散量測定
自然系塗料を塗装した木材からのアルデヒド類およびVOCの放散量測定を、前報（省略）と同様に小形チヤンバー法(JIS A19O1:2003)により行った。 すなわち、チャンバー温度:28±1℃、湿度:50±5%RH、換気回数:0.5回/h、試料負荷率:2.2m2 /m3 、試験体単位面積当たりの換気量(Q/S):0.23m3 /m2 hであった。 ここで、Q:換気量(0.01m3 /h)、S:材料表面積(0.0432m2 )である。 上塗り塗装した直後に試験体をチャンバー内に設置した。 設置1日後にアルデヒド類捕集カートリッジ(LpDNPH)およびVOC捕集管(TenaxTA)にそれぞれ0.0032m3 の空気を採取した。 採取後、この試験体をチヤンバーから取り出して、28±1℃、50±5%RHの恒温恒湿室内に6日間放置した後、再びチヤンバー内に設置して1日後に、同様の空気採取を行った。 この後同様に13日間放置した後空気採取を行った。 ここでは、これらを1日後および1、3週後の測定とした。 各測定の繰り返し数は2であった。 なお、試験体設置の前にチヤンバーのバックグラウンド濃度を毎回測定した。 アルデヒド類は溶媒脱着後高速液クロ分析、VOCは加熱脱着後GC/MS分析を行った。 分析は株式会社ダイヤ分析センターに依頼した。 前報と同様に、2種類のアルデヒド類および50種類のVOCと総揮発性有機化合物TVOC(C6‐C16、トルエン換算)の採取量から、チャンバー内における各化学物質の気中濃度(=採取量/採取空気量、μg/m3 )を算出した。 塗料の揮発分量および塗布量による補正は行わず、得られた値を各塗料の気中濃度とした。 結果は繰り返し2回の平均値で表した。
| 塗 料 | 主要原料 | 揮発分 | 塗布量 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 油脂 | 樹脂 | ワックス | 主な溶剤 | 下塗り(%) | 上塗り(%) | 下塗り(g/m2 ) | 上塗り(g/m2 ) | 計(g/m2 ) | ||
| 油性塗料(溶剤系) | No.1 | 有 | 有 | - | オレンジ油 | 38.1 | 54.3 | 6.54 | 36.0 | 101.4 |
| No.2 | 有 | - | 有 | パラフィン系炭化水素 オレンジ油 |
49.4 | 55.2 | 36.3 | 91.5 | ||
| No.3 | 有 | - | 宥 | 鉱物油 | 64.4 | 55.2 | 45.0 | 100.2 | ||
| No.4 | 有 | 有 | - | パラフィン系炭化水素 テレビン油 |
60.4 | 36.5 | 37.2 | 73.6 | ||
| No.5 | 有 | 有 | - | パラフィン系炭化水素 テレビン油 |
48.3 | 39.5 | 38.4 | 77.9 | ||
| 油性塗料(水系) | No.6 | 有 | - | - | 水 | 79.0 | 69.5 | 43.9 | 43.3 | 87.1 |
| 樹脂系塗料 | No.7 | - | 有 | - | エタノール | 70.3 | 41.8 | 38.8 | 80.5 | |
| タンニン系塗料 | No.8 | - | - | - | 水 | 95.2 | 37.9 | 38.8 | 76.7 | |
| ワックス(溶剤系) | No.9 | 有 | 有 | 有 | オレンジ油 | 57.8 | 47.1 | 23.2 | 70.3 | |
| No.10 | 有 | - | 有 | パラフィン系炭化水素 | 88.5 | 40.5 | 24.2 | 64.6 | ||
| No.11 | 有 | - | 有 | 鉱物油 | 48.8 | 41.7 | 29.8 | 71.5 | ||
| ワックス(水系) | No.12 | 有 | - | 有 | 水 | 73.7 | 40.0 | 27.8 | 67.9 | |
| No.13 | 有 | - | 有 | 水 | 86.9 | 38.8 | 42.0 | 80.8 | ||
3. 結果と考察
3.1 ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド放散
無塗装スギ材および供試した13種類の自然系塗料を塗装した木材の1日後、1および3週後のQ/S=0.23m3 /m2 hにおけるホルムアルデヒド気中濃度を第1図（省略）に示す。 厚生労働省はホルムアルデヒドの室内濃度指針値として100μg/m3 を定めている。 1日後のホルムアルデヒド気中濃度を指針値と比較するとき、供試した大部分の塗料(No.1、2、4、6、9、11、12、13)が指針値を上回っていた。 デシケーター法を用いた既往の研究においても、自然系塗料からの比較的大きなホルムアルデヒド放散が報告されている。 図で明らかなように無塗装スギ材からのホルムアルデヒド放散が極めて小さいことから、塗装木材からの放散は塗料由来と考えられる。 供試塗料にはホルムアルデヒドは使われていなかった。 第1表に示したように、これらの塗料はいずれも主要原料に油脂（乾性油、半乾性油)を含んでいた。 塗料中の油脂は酸化重合により硬化する。 この過程では、油脂中の不飽和結合に生成したラジカルが酸素と反応してバーオキサイドラジカルを生成し、ラジカル同士の反応を繰り返して安定生成物を生じて硬化する。 しかし、パーオキサイドラジカルから副生成物として生じるハイドロパーオキサイドが熱、光、金属イオン等の作用によりアルデヒドを生成する事が知られている。 したがって、ここで見られた油脂を含む塗料からの比較的大きなホルムアルデヒド放散は、油脂の酸化重合の過程で生じた副反応によるものと考えられる。 ホルムアルデヒド放散は1および3週後には大きく低下し、指針値以下となった。 これは硬化反応が既に終了し、ホルムアルデヒドの生成がなかったことを示しているものと考えられる。 次に、無塗装スギ材および供試した13種類の自然系塗料を塗装した木材の1日後、1およぴ3週後のQ/S=0.23m3 /m2 hにおけるアセトアルデヒド気中濃度を第1図（省略）に示す。 厚生労働省が示しているアセトアルデヒドの室内濃度指針値は48μg/m3 である。 1日後のアセトアルデヒド気中濃度を指針値と比較するとき、塗料No.10および13を除いて供試したほとんどの自然系塗料が指針値を大きく上回っていた。 第1表に示したように、塗料No.7を除いて、これらの塗料はいずれも主要原料に油脂を含んでいた。 したがって、No.7以外の塗料からのアセトアルデヒド放散は、ホルムアルデヒドと同様に油脂の硬化過程で生じた副反応によるものと考えられる。 これらの塗料における放散がホルムアルデヒドと同様にいずれも1およぴ3週後には大きく低下したことからも明らかである。 一方、塗料No.7は第1表に示したように主要原料に油脂を含んでおらず、主な溶剤としてエタノールを使用していた。 塔村らは、木材とエタノールが接触したときアセトアルデヒドが生成することを明らかにしている。 このことから、塗料No.7におけるアセトアルデヒド放散はエタノールが関係しているものと考えられる。 塗料No.7の1週後のアセトアルデヒド放散は1日後と比べ変化はなかった。 このことは、エタノールと木材との接触によるアセトアルデヒドの生成がまだ終了していないことを示しているものと考えられる。 放散は3週後には大きく低下した。
3.2 TVOC放散
無塗装スギ材および供試した13種類の自然系塗料を塗装した木材の1日後、1および3週後のQ/S=023m3 /m2 hにおけるTVOC気中濃度を第2図（省略）に示す。 厚生労働省はTVOCの室内濃度暫定目標値として400μg/m3 を定めている。 1日後のTVOC気中濃度は、供試したほとんどの自然系塗料で暫定目標値を超えていた。 放散されたTV0Cの主な由来は塗料に使われていた溶剤であると考えられる。 このうち特に、塗料No.3、4、10、11は極めて高いTVOC気中濃度を示した。 第1表に示したように、これらの塗料の主要溶剤はパラフィン系炭化水素および鉱物油であった。 天然系であるオレンジ油を主要溶剤として使っていた塗料No.1および9のTVOC気中濃度もやや高かった。 天然油由来VOCの放散も比較的大きいことを示している。 水を主要溶剤として使っていた塗料No.6、8、12、13のTVOC気中濃度もやや高かった。 これらは、水系の油性塗料、タンニン系塗料、ワックスであり、主要な硬化・固形成分(油脂、タンニン、ワックス)を水に分散させるために使われていた溶剤類由来と考えられる。 TVOC放散の大きかったいずれの塗料においても1および3週後の気中濃度は大きく低下した。
3.3 VOC放散
自然系塗料を塗装した木材の1日後、1および3週後のQ/S=0.23m3 /m2 hにおける合成樹脂系塗料用溶剤として一般に使われているVOCの気中濃度を第2表に示す。 表に示したトルエン、キシレン(指針値はそれぞれ260、870μg/m2 )をはじめ厚生労働省が指針値を定めているVOCの放散は極めて小さかった。 厚生労働省が指針値を定めていないVOCとして、第2表に示したように塗料用溶剤によく使われている酢酸エチルのほか酢酸ブチルの放散も極めて小さかった。 しかし、アセトンは主要溶剤としてパラフィン系炭化水素(No.2、4、5)、オレンジ油(No.1、9)、水(No.6)を使っている塗料において、メチルエチルケトンはパラフィン系炭化水素および鉱物油を使っている塗料(NO.2、3、4、11)において放散が認められた。 これは、アセトンおよびメチルエチルケトンを溶剤として使っていたか、あるいは主要溶剤に混入していたことが考えられる。 このほか、一部の自然系塗料を塗装した木材から脂肪族炭化水素類の比較的大きな放散が認められた。 ただし、厚生労働省が指針値(330μg/m3 )を示しているテトラデカンの放散は小さかった。 一例として、1日後、1および3週後のQ/S=0.23m3 /m2 hにおけるドデカンの気中濃度を第3図（省略）に示す。 大きな放散を示した塗料NO.3および11はいずれも鉱物油を主要溶剤として使っていた塗料であった。 前述したTVOCの塗料No.3および11における大きな放散は主に脂肪族炭化水素類によるものと考えられる。 脂肪族炭化水素類の放散は1および3週後には大きく低下した。 一方、芳香族炭化水素類の放散はいずれの塗料においても認められなかった。 前述したように、溶剤としてパラフィン系炭化水素を使っていた塗料No.4および10が大きなTVOC放散を示したが、脂肪族炭化水素類の放散は小さかった。 分析対象(C6‐C16)外の炭化水素類が溶剤として使われていたことが考えられる。
| 化学物質 | No.1 | No.2 | No.3 | No.4 | No.5 | No.6 | No.7 | No.8 | No.9 | No.10 | No.11 | No.12 | No.13 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| トルエン | 3.8 1.2 0.9 |
0.6 0.3 1.9 |
1.0 0.5 0.4 |
2.1 0.8 0.4 |
2.7 1.2 1.1 |
0.4 0.4 0.1 |
1.9 1.1 0.5 |
1.6 1.5 1.2 |
4.8 1.2 1.5 |
2.7 1.0 1.2 |
1.5 0.8 2.8 |
2.3 0.8 1.5 |
0.4 0.1 0.1 |
| キシレン | 0.4 0.0 0.0 |
1.4 0.1 0.2 |
15.2 1.1 0.4 |
0.6 0.0 0.0 |
0.4 0.0 0.0 |
0.0 0.0 0.0 |
0.0 0.0 0.0 |
0.7 0.0 0.3 |
0.6 0.0 0.3 |
0.9 0.3 0.5 |
4.0 0.4 1.2 |
0.7 0.1 0.4 |
0.0 0.0 0.0 |
| 酢酸エチル | 0.0 0.0 0.0 |
0.3 0.0 0.2 |
0.3 0.0 0.0 |
4.1 0.6 0.0 |
1.3 0.3 0.2 |
0.1 0.0 0.0 |
11.8 4.0 0.7 |
0.4 0.1 0.1 |
2.3 0.7 0.8 |
5.8 2.7 0.8 |
0.9 0.5 1.2 |
1.8 0.5 0.6 |
0.0 0.0 0.0 |
| アセトン | 131.6 37.8 21.9 |
205.6 46.6 26.5 |
12.8 6.0 2.5 |
275.2 41.3 15.8 |
122.2 38.9 12.9 |
115.5 47.2 19.3 |
0.8 1.0 0.6 |
4.5 2.8 2.0 |
139.2 47.3 20.8 |
10.4 3.3 2.8 |
29.4 10.0 4.2 |
43.6 13.3 5.2 |
2.0 1.0 0.8 |
| メチルエチルケトン | 27.2 7.9 3.9 |
103.1 23.8 11.6 |
434.4 110.6 43.0 |
195.5 39.5 19.2 |
86.1 25.2 12.8 |
13.2 2.3 0.6 |
0.0 0.0 0.0 |
0.7 0.4 0.1 |
31.3 6.6 3.5 |
1.5 0.7 0.3 |
178.4 56.1 25.1 |
11.5 10.9 1.7 |
0.0 0.0 0.0 |
3.4 天然系VOC放散
無塗装スギ材および供試した13種類の自然系塗料を塗装した木材の1日後、1および3週後のQ/S=0.23m3 /m2 hにおけるα-ピネンおよびリモネンの気中濃度を第4図（省略）に示す。 塗料No.4おょび5におぃてα-ピネンのやや大きな放散が認められた。 第1表に示したように、これら塗料の主要溶剤の一つとして使われていたテレビン油由来と考えられる。 また、塗料No.1および9においてリモネンの大きな放散が認められた。 これらの塗料の主要溶剤として使われていたオレンジ油由来と考えられる。 これら天然系V0Cの1およぴ3週後における気中濃度の低下は、アルデヒド類や石油由来VOCと比べて小さかった。 これらVOCの沸点が比較的高い(150～180℃)ことによるものと思われる。
4. 終わりに
各種自然系塗料を塗装した木材からのVOC放散を小形チャンバー法により測定し、下記の結果が得られた。
- アルデヒド類放散の比較的大きな塗料があった。 由来は油脂の酸化重合の際の副生成物と考えられた。 放散は1週後には大きく低減した。
- エタノールを溶剤として用いている塗料で、アセトアルデヒドの大きな放散があった。
- TVOC放散の極めて大きい塗料があった。 放散は1週後には大きく低減した。
- トルエン、キシレン等厚労省指針値物質の放散は認めちれなかった。
- 合成樹脂系塗料用溶剤として一般に用いられている脂肪族炭化水素類、ケトン類放散の比較的大きい塗料があった。
- 天然由来成分の放散の比較的大きい塗料があった。
以上のように、環境と健康によいとして使われている自然系塗料の中に、アルデヒド類、VOC放散の比較的大きなものがあった。 しかし、これらの放散は1週間以上の養生により大きく低減した。 したがって、自然系塗料を塗布する際にVOC放散に十分に配慮するとともに、塗布後養生を行うことが重要である。