文化財建造物の修復に用いられた合成樹脂

文化財建造物の修復に用いられた合成樹脂

著者 川野邊 渉

雑誌名 国立民族学博物館調査報告

巻 36

ページ 103‑114

発行年 2003‑02‑28

URL http://doi.org/10.15021/00001957

園田直子編『合成素材と博物館資料』

国立民族学博物館調査報告 36二IG3−114（20G3）

文化財建造物の修復に用いられた合成樹脂

    川野邊渉

東京国立文化財研究所＊修復技術部

Synt血etic Resins Used for the Conservation of     Japanese Historical Bundings

        Wataru Kawanobe

1 はじめに

2合成樹脂が用いられた目的 3用いられた合成樹脂の種類

3．1石質文化財の修復に用いられた合成   樹脂

3．2金属文化財の修復に用いられた合成   樹脂

3．3木質文化財の修復に用いられた合成   樹脂

4人置木材について 4．1入工木材の種類 4．2人工木材の劣化機構 5おわりに

1はじめに

 文化財建造物の修復に合成樹脂が用いられたのは，昭和30年代からである。一般社会 で合成樹脂が広く用いられ始める時期とほぼ同じ時期に文化財建造物の修復にも用い始め

られたことになる。そして，その後も，様々な目的で多様な合成樹脂が用いられてきてい

る。

 昭和30年代は，特に多くの種類の合成樹脂が用いられたが，次第に整理され目的ごと に少数の合成樹脂が用いられる傾向となり，昭和60年代までその傾向が継続する。この 間に建造物の修理に合成樹脂が用いられた例は980例以上にのぼり，文化財建造物修理の 大半に何らかの形で合成樹脂が用いられたことになる。後で述べるように，これらの合成 樹脂を用いた修理のすべてが良好な結果を与えたというわけではない。その反省から合成 樹脂を用いる修理そのものが，文化財保存そのものに逆行するものであるとの認識が広が り，昭和60年代から合成樹脂を用いず，伝統的な手法のみで修理を行う傾向が強まって 現在にいたっている。

 この原因は，当初合成樹脂そのものに対する理解の浅さから合成樹脂の物性が未来永劫

＊平成13（2001）年4月より，独立行政法人文化財研究所東京文化財研究所

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変化しないとの誤った認識が植え付けられたことによって，本来伝統的な修理技術によっ て十分な修理が行える事例に関しても合成樹脂が使用されたり，また，不必要な部分に「念 のために」合成樹脂が用いられたりする例が多く，その後，数年，あるいは，十数年を経 て，合成樹脂そのものの不本意な劣化のみならず，合成樹脂を用いたことによる劣化が数 多く認められることにある。その反動として，合成樹脂を用いる修理すべてが悪いことで あるとする風潮が強くなった。しかし，合成樹脂それぞれの物性の特徴と施工上の注意点 を熟慮した上で合成樹脂を用いることができれば，伝統的な修理技術では救い得ない様々 な要素を次の世代に伝えることも可能になるわけである。

 本論では，過去の修理報告書に記載のある資料を検討し，多くの実例を調査して，合成 樹脂の使用の現状に関してまとめてみた。しかし，資料の記載は非常に幅広く，いかなる

目的でどのような合成樹脂が用いられたのか必ずしも明らかでない例が多い。また，報告 書の刊行されていないものはもちろん，報告書に記載がないにもかかわらず，実物では使 用されているものも散見される。使用条件や現在の物性などからできるだけ推定したが合 成樹脂使用例と思われるうち半数程度しか使用された合成樹脂の同定が行えていないのが 実情である。

2合成樹脂が用いられた目的

 目的の中で多いものは，接着・充填・強化である。

 木質同士など同一材質の接着がほとんどであるが，健全な部分同士の接着に加えて，劣 化した部分の含浸強化とともに接着を行った例も多い。材質によって接着剤の種類は使い 分けられている。

 充填は，木部・石材・金属などで行われている。この場合もそれぞれの材質に応じた接 着剤の選定が行われたようである。

 強化では，木材と石材で行われ，微細な空間を合成樹脂で充填することで，その部材強 度の向上をねらっている。当然ながら，材質ごとに用いられた接着剤の種類には時代によ る傾向がみられる。

3用いられた合成樹脂の種類

 対象とする材質によって用いられた合成樹脂はある程度限られてくる。特に石質の強化・

風水処理剤などはほぼシリコーン化合物のみが，人工木材と擬石にはエポキシ樹脂が，木 材強化ではウレタン樹脂が用いられるなどの例がある。

 文化財建造物の修復に使用された合成樹脂製品の一覧を表1に示す。

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3．1 石質文化財の修復に用いられた合成樹脂

 石材の接着と擬石の調製には，ほとんどの例でエポキシ樹脂が用いられた。しかしなが ら，エポキシ樹脂本来の性質から，屋外に暴露されている場合には，日光とくに紫外線成 分により表面から劣化が進行し，著しく退色・チョーキングを示している。これに対して 接着面には光の影響がないため，劣化の主な原因は，屋外で使用された場合における雨水 の浸入であると推察される。石材の接着においては，エポキシ樹脂単体の使用よりは，ス テンレス製のダボなどの併用によって強度を持たせた例が多い。

 これら以外の合成樹脂としては，擬石に用いられたアクリル樹脂，初期にスレートの接 着に用いられたポリ酢酸ビニルなどわずかな例がみられる。また，亀裂などの充填には，

エポキシ樹脂とアクリル樹脂の使用が認められる。

 石質の強化には，ほとんどの場合珪素化合物が使用され，過半の例でSS101が使用さ れている。珪素化合物を用いて石質を処理した場含，同じ化合物を用いた同様の処置であっ ても施工者によって，強化，灌水防水などのための処置であると捕えていることが多く 見受けられ，岩石とこれらの化合物の反応の実態の理解とその効果の評価基準に混同や誤 解が生じているヒとが明らかである。

3．2金属文化財の修復に用いられた合成樹脂

 金属に対する使用では，指定建造物における金属の使用が，おもに，装飾金物や釘など 比較的使用比率の低いものが多いために，使用合成樹脂を特定できる例は少ない。市販の 防錆剤や金属接着用エポキシ樹脂などが使用されているようである。薬師寺金堂の薬師三 尊像の頭部の接合にエポキシ樹脂が，高徳院銅造阿弥陀如来坐像の頸部の補強にエポキシ 樹脂とポリエステル樹脂のFRPが用いられている。

3．3 木質文化財の修復に用いられた合成樹脂

 木材については，指定建造物のほとんどが木造建造物であることから合成樹脂の使用例 も多岐多数にわたる。

 接着に用いられた合成樹脂は，尿素樹脂，エポキシ樹脂，ポリ酢酸ビニル，アクリル樹 脂である。昭和10年代から尿素樹脂が用いられ，エポキシ樹脂とポリ酢酸ビニルは昭和 40年代に登場してくる。以上3種類の合成樹脂は，その後現在まで使用が続けられてい る。アクリル樹脂の使用例（国指定重要文化財沖縄県中村家住宅）は少ない。使用箇所に よる使い分けは，屋内では尿素樹脂とポリ酢酸ビニルが，屋外や大きな強度が必要な場所 にはエポキシ樹脂が用いられている。エポキシ樹脂が水分と日光に対して弱いことを考え ると，この使い分けが必ずしも良いものであるとは考えられない。しかし，尿素樹脂やポ リ酢酸ビニルに比べれば，まだましであるという観点からの屋外での使用であるとも捉え られ，屋外で使用できる耐候性の高い構造用i接着剤の導入が求められているとも解釈

109

できる。

 木材の亀裂や虫穴などに充填される材料としては，エポキシ樹脂やポリ酢酸ビニルが用 いられている。これよりも大きな空間を充填するためには，発泡ウレタンなども用いられ ている。これらの場合には，用いられた合成樹脂は表面に出ないケースがほとんどである が，表面に出てしまう場合には，人工木材と呼ばれる合成樹脂が用いられる。人工木材に ついては，その使用方法が建造物修理に深化している上，人工木材によって修理方針にも 影響を与えたという点で特殊である。後に，その構成の考え方と問題点，展望など述べよ

うと思う。

 木質の強化を目的として用いられる合成樹脂は，表面の耐候性を向上させようとするも の，風化を食い止めようとするもの，他の合成樹脂との接着性を向上しようとするものな

どがある。最後の例は，塗装におけるプライマーのような役割を期待したものである。用 いられた合成樹脂は，ウレタン樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹脂である。確認されたも のの中では，ウレタン樹脂であるPSNYシリーズが大半を占めている。

 報告書や施工者からの聞き取りなどで判明した合成樹脂の商品名は弄常に多くを数えた。

それを越える件数において合成樹脂を使用しているが，エポキシ樹脂やアクリル樹脂など の大分類だけ，あるいは，樹脂とかボンドとかいう一般名称のみしか伝わっていないもの の方が多い。

4 人工木材について

 人工木材とは，嬉造物修理において伝統的な修復技術によっては，救済し得ない，様々 の部材を強化して再用しょうという動機から開発された。それは，特殊な杢など新材では 調達することが困難な場合や，茶室のように部屋の風情としての木質表面が非常に貴重で ある場合などがあげられる。

4．1人工木材の種類

 人工木材は，合成樹脂にフィラーを混入することによって強度などの物性を木材に近く することにより木工具による後加工を可能とした材料である。使用された合成樹脂とフィ

ラーの組み合わせによって，その劣化速度と状況には違いがある。人工木材が修復に用い られた例は200例を越える。製品数で30以上あるが，合成樹脂のほとんどはエポキシ樹 脂であり，フィラーは，フェノールマイクロバルーンの例が大半である。他に樹脂として

は，アクリル樹脂，ポリ酢酸ビニル，フェノール樹脂が，フィラーでは，ガラスマイクロ バルーン，セルロースパウダーなどが用いられている。

 人工木材を使用する試みは，昭和20年代から開始された。当初は尿素樹脂が試みられ たが収縮が著しいために実用化されず，その後，各種接着剤と木粉を混合したものが使わ

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川馴文化財幽の修復・用…れた合成矧

れる時期となり，昭和30年代にフ土ノール樹脂やエポキシ樹脂が用いられることとなっ た。ここまでの各種人工木材は，実験室レベルで各種調整されたものであったが，昭和40 年代になるとエポキシ樹脂にフェノールマイクロバルーンを混入した人工木材が市販され 使用されるようになった。その後もこの種の人工木材が主流を占め，市販製品としてはア

ラルダイトSV426が主流である。

4．2人工木材の劣化機構

 人工木材に多く用いられているエポキシ樹脂は，本来，紫外線によって劣化されやすい。

人工木材が開発された当初において屋外や雨水の当たる部位での使用は，開発者らによっ て，避けるよう指示されていた。しかし，その使用が広がるにつれ，従来の伝統的な木材 による補填に比べて使用しやすく，短時間に安価に施工できることから屋外での使用が広 まったものであると推測される。

 人工木材の劣化は，紫外線によって表面のエポキシ樹脂の強度低下が生じ，ついで，フィ ラーの脱落が起こり，そこを起点に微細な亀裂が縦横に走り，表面からの紛状化に繋がっ ていく。劣化状況としては，大きく分けると，表面の色の変化，細かい亀裂，表面の紛状 化，木部からの剥離，人工木材内部での亀裂と剥離などがあげられる。

 劣化速度に関しては，木質と人工木材の種類が同一の組み合わせにおいても，施工後の 経過時間や施工環境との間に明確な相関は見いだすことができなかった。沖縄など合成樹 脂にとって過酷な条件下でも良好な結果を得ている例がある一方，穏和な条件下で非常に 悪い結果を得た例などがある。後者の場合，特定の技術者による施工であることが見いだ される。これは，材料の選定以上に材料の特質をよく理解することが新しい材料を用いる 上で如何に重要であるかを示す良い例であると思われる。現場での施工では，その反応機 構から水分の混入は厳に慎まねばならないが，必ずしも徹底されず，それが施工者による 大きな結果の違いとなっていると考えられる。初期には，エポキシ樹脂のヘラ捌きが悪い ことを嫌った施工者が水で濡らしたヘラを使い，人工木材の硬化が生じないなどの信じが たい事故例も散見される。また，同様に空気中の湿気によって先に充填した人工木材と後 から充填した人工木材とが接着していない例，フィラーとして混入した木粉の水分による 硬化不良なども認められる。

 色の変化では，施工直後に実に様々な材料を用いて周辺の部材との色あわせが行われ，

その後の風化の進行によって周囲との色の違いが生じるばかりか，多くの場合，周辺の部 材が風食によって摩滅する速さに比べて人工木材の寿命が大きいために，人工木材部分が 取り残されて周囲から浮き出る現象がみられる。また，彩色がある建造物の場合には，膠 彩色のように木質部となじみの良い彩色は人工木材上では剥落しやすく，近代の建造物の オイルペイントなどは，かえって人工木材上の塗料の残りがよい。いずれの場合でも人工 木材部分と周囲との色味の差が大きくなり問題となる。

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