エンバイロ先生の保護塗料講座

Dr.Enviro’s protection paints Lesson
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変色の原因

木材の変色は、材中の化学成分(変色原因物質)が化学変化を起こして、別の色を持った成分に変わるために生じる現象です。木材に含まれている変色原因物質は種類が非常に多く、微量でも変色するため、樹種によって変色の過程はさまざまです。変色を発生させる外的要因は多くあり、単独で作用したり複数で働いたりするため、変色の要因を解明するのは非常に困難です。

濃色に変わる樹種
トドマツ、シナノキ、エゾマツ、ヒノキ、ブナ、カラマツ、ケヤキ、ベイスギ、ベイツガ、レッドオーク
最初に濃くなり、後に淡くなる樹種
シウリサクラ、メラピー、レッドラワン、シタン、カリン
最初に淡くなり、後に濃くなる樹種
スギ、ベニヒ(タイワンベニヒノキ)、キリ、レッドウッド

光による変色と風化

木材に太陽の紫外線が当ると日焼けを生じます。これは木材中の成分、特にリグニンやポリフェノール類をもつ抽出成分が紫外線をよく吸収し、変色や光化学反応を引き起こすためと考えられます。光化学反応により分解したポリフェノール成分は水に溶けやすい物質となるため、雨水などにより木材表面から溶脱します。

さらに、溶脱後に現れる木材内部の芳香核成分も同様に光化学分解を受け、木材表面は早材部を中心に風化と呼ばれる表面劣化が生じます。風化した木材は最終的には暗色化(灰色化)するとともに木材の繊維が切断され、細かいワレをともないながら劣化していきます。

また、雨風によって運ばれる砂や土、ほこりなどは木材を傷つけ、これらの摩耗作用によって風化の速度は促進します。

風化した木材
風化した木材

熱、酵素による変色

木材に高熱が加わると熱分解を起こし、酸化反応が促進されて変色します。主に熱が原因で起こる変色は人工乾燥の際によく見られる現象です。

酵素による木材変色は、生材を人工乾燥すると材の表面が褐色や黄色に着色されることがありますが、これは材中のフェノール樹脂が酸化酵素によって酸化されるためであると考えられます。この現象は、リンゴの皮を剥いてしばらくおいておくと茶色に変色するのと同じ原理です。

熱による変色
熱による変色

金属、酸、アルカリおよび薬品による変色

鉄や銅のイオンが材中のフェノール成分(主にタンニン)と接触すると、タンニン鉄やタンニン銅が生成し金属汚染と言われる変色が生じます。酸硬化型アミノアルキド樹脂塗料の塩酸などの硬化剤、およびユリア樹脂接着剤が木材に付着すると、赤く着色する酸汚染が発生します。

また、建築中の木材にモルタルが付着した場合やセメント板に突板を貼ったときなどアルカリ成分が木材と反応して、濃暗赤色の汚染が発生することがあります。

変色した手すり
変色した手すり

微生物による変色

木材は糖類、でんぷん等微生物が餌にすることができる成分から構成されているので、水分、温度、酸素の条件が揃えば、木材腐朽菌やカビ、変色菌が容易に繁殖して生物汚染を生じます。

各種菌が変色を起こすのは、菌糸自身の色によるケース、菌類が代謝産物として色素を作るケース、菌類が酵素を作り木材成分を着色するケースが考えられます。

微生物による変色
微生物による変色

その他の原因による変色

建築現場などでの木材の運搬中や手垢、汗、調味料、化粧品などが付着して汚染が生じることもあります。