JP3444834B2 - Colorant - Google Patents
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- JP3444834B2 JP3444834B2 JP2000005570A JP2000005570A JP3444834B2 JP 3444834 B2 JP3444834 B2 JP 3444834B2 JP 2000005570 A JP2000005570 A JP 2000005570A JP 2000005570 A JP2000005570 A JP 2000005570A JP 3444834 B2 JP3444834 B2 JP 3444834B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、繊維の染色、木材の着
色等に用いる、可溶性リグノセルロース物質を着色成分
として含有する着色剤に関する。更に本発明は、可溶性
リグノセルロース物質を、繊維の染色、木材の着色等に
用いる方法に関する。本発明は、木粉などの各種リグノ
セルロース材料にフェノール等のフェノール類を加えて
加熱することにより得られる、リグノセルロース物質の
溶液状ないしペースト状の物質が、着色あるいは染色等
に適しているという新しい知見に基づいている。本明細
書では、リグノセルロース材料とは、セルロース類、リ
グニン類等を主成分とする植物由来の各種原材料を意味
し、可溶性リグノセルロース物質とは、リグノセルロー
ス材料とフェノール類との加熱反応により得られる溶液
状ないしペースト状の物質を意味する。また、着色剤と
は、繊維等の染色、並びに木材等の着色などに用いる着
色剤を意味する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coloring agent containing a soluble lignocellulosic material as a coloring component, which is used for dyeing fibers, coloring wood and the like. Furthermore, the present invention relates to a method of using a soluble lignocellulosic material for dyeing fibers, coloring wood, and the like. The present invention, obtained by adding various phenols such as phenol to various lignocellulosic materials such as wood flour and heating the solution-like or paste-like substance of the lignocellulosic substance is suitable for coloring or dyeing. Based on new findings. In the present specification, the lignocellulosic material means various raw materials derived from plants having celluloses, lignins and the like as main components, and the soluble lignocellulosic material is obtained by heating reaction of the lignocellulosic material and phenols. Solution or pasty substance. The colorant means a colorant used for dyeing fibers and the like and coloring wood and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】木材や草木などの植物を原料として用い
た染色方法としては、草木染が知られている。草木染と
は、植物の葉、幹、樹皮、花等の抽出物を着色剤として
利用する方法である。繊維や糸への草木染めは古来より
行われており一般的に用いられている。しかしながら自
然界に存在する無数の草木の抽出液は、樹皮、葉、花、
材部等の部位によってもまたその採取の時期によっても
大きく異なり、均質に、また大量に生産することは困難
である。木材の分別成分利用として、木材から単離した
リグニンに4級化窒素含有脂肪族基を結合させたカチオ
ン性リグニン誘導体を着色剤として利用することも提案
されている(特開平7−215988号公報)。しかし
ながら、この方法は処理工程の煩雑さとコスト高のため
に、実用化は困難である。多価アルコール類を溶剤とす
る可溶化リグノセルロース物質を着色剤とする方法も試
みられているが、耐候性および溶剤溶解性が悪く実用に
は至っていない。2. Description of the Related Art Plant dyeing is known as a dyeing method using a plant such as wood or plants as a raw material. Plant dyeing is a method of using extracts of plant leaves, trunks, bark, flowers and the like as coloring agents. The dyeing of fibers and threads with plants has been performed since ancient times and is generally used. However, the extracts of the myriad of plants that exist in nature include bark, leaves, flowers,
It varies greatly depending on the parts such as the timber and the time of the sampling, and it is difficult to produce them uniformly and in large quantities. It has also been proposed to use a cationic lignin derivative obtained by binding a quaternized nitrogen-containing aliphatic group to lignin isolated from wood as a coloring agent as a fractionation component of wood (Japanese Patent Laid-Open No. 7-215988). ). However, this method is difficult to put into practical use due to the complicated process steps and high cost. Although a method of using a solubilized lignocellulosic material as a colorant with a polyhydric alcohol as a solvent has been attempted, it has not been put to practical use because of poor weather resistance and solvent solubility.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】草木染めにおいて生じ
やすい問題点として次の(1)から(5)のようなもの
を挙げることがことができる。
(1)草木染めは草木より抽出されるので、着色剤とし
て量的に制限される。
(2)草木染料は草木より抽出するので色相のバラツキ
があるとともに、濃度等の調整が困難である。
(3)草木染めは媒染剤との化学的結合による発色なの
でその成分の微妙な違いにより、発色が異なる場合があ
る。
(4)草木染めはその環境温度や湿度等の影響により発
色が異なってくる。また、工程が2段階なのでそれぞれ
の管理が必要となる。
(5)草木染めは通常水溶性液によって行われるので、
木材等の着色の際毛羽立ちが生じやすい。Problems (problems to be solved by the invention) include the following problems (1) to (5) which are likely to occur in plant dyeing. (1) Since plant dyes are extracted from plants, they are limited in quantity as colorants. (2) Since the plant dye is extracted from the plant, there are variations in hue and it is difficult to adjust the concentration and the like. (3) Since vegetation is colored by chemical bonding with a mordant, the color may differ due to subtle differences in its components. (4) The coloring of plant dyeing differs depending on the environmental temperature and humidity. In addition, since the process has two stages, each must be managed. (5) Since plant dyeing is usually performed with an aqueous solution,
Fluffing tends to occur when coloring wood or the like.
【0004】カチオン性リグニン誘導体を着色剤として
利用する技術の問題点としては次の
(1)から(2)のようなものがある。
(1)木材からのリグニンの単離、単離リグニンのカチ
オン化剤による誘導体化の反応、反応生成物の精製の各
工程は、高価な薬品の使用と工程の煩雑さのためにコス
ト高をもたらす。
(2)着色された材料の光や水分に対する耐候性が明ら
かでなく懸念がある。Problems with the technique of using a cationic lignin derivative as a colorant include the following (1) to (2). (1) The steps of isolating lignin from wood, the reaction of derivatization of isolated lignin with a cationizing agent, and the purification of reaction products are expensive due to the use of expensive chemicals and the complexity of the steps. Bring (2) There is concern that the weather resistance of the colored material to light and moisture is not clear.
【0005】本発明の課題は、上記のような問題点を解
決するために植物の構成主体であるリグノセルロースを
そのまま原料とし、これに簡単な化学処理と精製処理を
施すことによって得られる物質を着色成分とする着色剤
であって、現在汎用の化学合成着色剤に比べてはるかに
安価でしかも耐候性など性能の優れた植物由来の着色剤
を提供するものである。In order to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a substance obtained by using lignocellulose, which is a main constituent of plants, as a raw material as it is and subjecting it to simple chemical treatment and purification treatment. The present invention provides a colorant as a coloring component, which is far cheaper than currently used general-purpose chemically synthesized colorants and which is excellent in performance such as weather resistance.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、リグノセルロ
ース材料にフェノール類を加えて加熱反応して得られる
可溶性リグノセルロース物質を、着色成分として含有す
る着色剤に関する。本発明の着色剤においては、被染色
物との染着性および染色堅牢度を高める目的で、あるい
は被着色物との着色性および耐候性を高める目的で、可
溶性リグノセルロース物質と共に金属塩類を用いるのが
好ましい。また、本発明の着色剤においては、可溶性リ
グノセルロース物質と共に酸またはアルカリを用いて、
対象とする被着色物または被染色物に応じて、着色剤の
pH値を調整するのが好ましい。また、本発明は、リグノ
セルロース材料にフェノール類を加えて加熱反応して得
られる可溶性リグノセルロース物質を、溶剤に溶解して
得られる溶液に、被染色物を浸積し、あるいは該溶液を
被着色物に塗布する、該可溶性リグノセルロース物質を
着色剤として用いる方法に関する。The present invention relates to a coloring agent containing a soluble lignocellulosic material obtained by adding phenols to a lignocellulosic material and reacting it by heating as a coloring component. In the colorant of the present invention, a metal salt is used together with a soluble lignocellulosic substance for the purpose of enhancing the dyeability and dyeing fastness with the material to be dyed, or for the purpose of enhancing the colorability and weather resistance with the material to be dyed. Is preferred. Further, in the colorant of the present invention, using an acid or alkali together with the soluble lignocellulosic material,
Depending on the object to be colored or the object to be dyed,
It is preferable to adjust the pH value. In addition, the present invention, a soluble lignocellulosic material obtained by adding phenols to a lignocellulosic material and reacting by heating is immersed in a solution obtained by dissolving it in a solvent, or the solution to be dyed is immersed in the solution. It relates to a method of applying the soluble lignocellulosic material as a colorant, which is applied to a colorant.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の着色剤における着色成分
の出発原料物質であるリグノセルロース材料としては、
オガ屑、木粉、木材チップ、単板クズ、合板切りクズ、
樹皮などの植物繊維素材、またはワラ、モミガラ、コー
ヒー豆カス、バガス絞りカス、ビートパルプなどのセル
ロース類、リグニン類等を主成分とする植物由来の各種
材料が挙げられる。本発明で用いるフェノール類として
は、フェノール、o−、m−、p−クレゾール、3,5
−、2,3−、2,6−キシレノール、o−、m−、p−
プロピルフェノール、o−、m−、p−ブチルフェノー
ル、o−、m−、p−セカンダリーブチルフェノール、
o−、m−、p−ターシャリーブチルフェノール、ヘキ
シルフェノール、フェニルフェノール、オクチルフェノ
ール、ナフトール等の一価のフェノール;カテコール、
レゾルシノール、キノール、ビスフェノールA、ビスフ
ェノールB,ビスフェノールF等の二価のフェノール;
ピロガロール、フロログルシル、トリヒドロベンゼン、
没食子酸等の三価のフェノール;およびこれらの塩化物
等がある。これらのフェノール類は単独で用いることも
でき、また混合して用いることもできる。本発明では価
格や性能の点で、特にフェノールを用いるのが望まし
い。さらに、溶液粘度を低めたり、反応初期の発熱によ
る暴走反応を緩和したり、リグノセルロース物質中の水
分を系外に取り除くために、水と共沸性の有機溶媒を、
フェノール類と共に用いてもよい。また、本発明の目的
が達成される範囲内で他の有機溶媒を添加、共存させて
用いることも可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a lignocellulosic material which is a starting material for a coloring component in the coloring agent of the present invention,
Scraps, wood powder, wood chips, veneer scrap, plywood scrap,
Examples thereof include plant fiber materials such as bark, and various plant-derived materials containing cellulose, lignins and the like as main components, such as straw, chaff, coffee bean dregs, bagasse squeezed dregs and beet pulp. Phenols used in the present invention include phenol, o-, m-, p-cresol, and 3,5.
-2,3-, 2,6-xylenol, o-, m-, p-
Propylphenol, o-, m-, p-butylphenol, o-, m-, p-secondary butylphenol,
Monohydric phenols such as o-, m-, p-tertiary butylphenol, hexylphenol, phenylphenol, octylphenol, naphthol; catechol,
Divalent phenols such as resorcinol, quinol, bisphenol A, bisphenol B, bisphenol F;
Pyrogallol, phloroglucyl, trihydrobenzene,
Trivalent phenols such as gallic acid; and chlorides thereof. These phenols can be used alone or in a mixture. In the present invention, it is particularly preferable to use phenol in terms of price and performance. Furthermore, in order to reduce the solution viscosity, to mitigate the runaway reaction due to heat generation in the initial stage of the reaction, and to remove the water in the lignocellulosic material from the system, water and an azeotropic organic solvent are added,
It may be used together with phenols. It is also possible to add and coexist with another organic solvent within the range in which the object of the present invention is achieved.
【0008】本発明の着色成分である溶液状ないしペー
スト状の可溶性リグノセルロース物質の製造方法として
は、無触媒法、酸触媒法、アルカリ触媒法などの公知の
方法を採用できる。無触媒法としては、特開昭61−2
61358号公報等に紹介されている方法、即ち、リグ
ノセルロース材料をフェノール類に加え、200〜30
0℃に加熱して木材などのリグノセルロース物質の溶液
を製造する方法が挙げられる。具体的には、例えば、乾
燥木粉4.5gとフェノール4.5gをビーカーに秤り
取り、両者をよく混ぜ、20ml容耐圧容器に入れて詰
め込み、密栓の後250℃、2〜3時間加熱処理する方
法である。酸触媒法としては、特開昭57−36113
号公報等に紹介されている方法、即ち、フェノールを少
量の鉱酸の存在下で、細かくした木と反応させる方法が
挙げられる。具体的には、例えば、フェノール940g
と濃硫酸9.4gをビーカーに秤り取り150℃に加熱
し、木粉400gを1時間を要して送入し、更に同温度
で1時間加熱処理する方法である。アルカリ触媒法とし
ては、特開平7−188568号公報等に紹介されてい
る方法、即ち、リグノセルロース材料にフェノール類を
添加し、アルカリ系添加物の存在下に加熱反応すること
により可溶性リグノセルロース物質を製造する方法が挙
げられる。具体的には、例えば、木粉120g(含水率
71%)とフェノール47gと水酸化ナトリウム2.3
5gを攪拌装置の付いた2L耐圧反応容器に秤り取り、
油浴中で系内温度を250℃で1時間加熱処理する方法
である。上記した方法により、木粉などのリグノセルロ
ース材料は溶液化され、溶液状ないしペースト状の通常
黒褐色の可溶性リグノセルロース物質を得ることができ
る。本発明では上記したいずれの方法を用いても構わな
い。As a method for producing a soluble or pasty soluble lignocellulosic material which is a coloring component of the present invention, known methods such as a non-catalytic method, an acid catalyst method and an alkali catalyst method can be adopted. As a non-catalytic method, there is JP-A-61-2.
No. 61358, for example, a lignocellulosic material is added to phenols,
A method of producing a solution of a lignocellulosic material such as wood by heating to 0 ° C can be mentioned. Specifically, for example, 4.5 g of dried wood powder and 4.5 g of phenol are weighed out in a beaker, mixed well, put in a 20 ml capacity pressure vessel and packed, then sealed, and heated at 250 ° C. for 2 to 3 hours. It is a method of processing. The acid catalyst method is disclosed in JP-A-57-36113.
The method introduced in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242, that is, a method of reacting phenol with finely chopped wood in the presence of a small amount of mineral acid can be mentioned. Specifically, for example, 940 g of phenol
And 9.4 g of concentrated sulfuric acid are weighed in a beaker, heated to 150 ° C., 400 g of wood flour is fed in over 1 hour, and further heat treated at the same temperature for 1 hour. As the alkali catalyst method, a method introduced in Japanese Patent Laid-Open No. 188568/1995, that is, a soluble lignocellulosic material is obtained by adding phenols to a lignocellulosic material and heating the mixture in the presence of an alkaline additive. The method of manufacturing is mentioned. Specifically, for example, 120 g of wood flour (water content 71%), 47 g of phenol and 2.3 of sodium hydroxide.
Weigh 5g into a 2L pressure resistant reactor equipped with a stirrer,
It is a method of heat-treating at a system temperature of 250 ° C. for 1 hour in an oil bath. By the above-mentioned method, the lignocellulosic material such as wood flour is solubilized to obtain a solution-like or paste-like soluble brown lignocellulosic material. In the present invention, any of the above methods may be used.
【0009】上記した方法において、リグノセルロース
材料とフェノール類との配合割合は、可能な限りリグノ
セルロース材料の配合比が大きく、かつ未溶解残渣が少
ない配合割合が望まれる。無触媒法の場合、リグノセル
ロース材料の10重量部に対してフェノール類を5〜2
0重量部、好ましくは10重量部程度を加える。反応温
度は200〜300℃の範囲、好ましくは250℃程
度、反応時間は15分〜1時間の範囲で実施される。酸
触媒添加の場合、リグノセルロース材料の10重量部に
対してフェノール類を10〜100重量部、好ましくは
20〜40重量部を加える。酸触媒の使用量は、リグノ
セルロース材料10重量部に対して0.2〜10重量
部、好ましくは0.5〜2.5重量部である。反応温度
は100〜200℃の範囲、好ましくは150℃程度、
反応時間は数分〜1時間の範囲で実施される。アルカリ
触媒添加の場合、リグノセルロース材料の10重量部に
対してフェノール類を3〜20重量部、好ましくは10
重量部程度を加える。アルカリ触媒の使用量は、リグノ
セルロース材料10重量部に対して0.1〜10重量
部、好ましくは0.2〜2.0重量部である。反応温度
は200〜300℃の範囲、好ましくは250℃程度、
反応時間は15分〜1時間の範囲で実施される。上記し
た方法で得られた溶液状ないしペースト状の可溶性リグ
ノセルロース物質を、好ましくは、更に濾過または遠心
分離により未溶解残渣を除去した後、フェノール等の水
溶性の未反応溶媒、および加水分解、酸化分解により副
生される水溶性反応物を除去するため水洗いを行うこと
により、水とは分離する粘稠な可溶性リグノセルロース
物質が得られる。好ましくは、更にこの物質中の水分を
乾燥や減圧蒸留等で除去することにより、本発明の着色
成分として用いるのに望ましい可溶性リグノセルロース
物質が得られる。In the above-mentioned method, the blending ratio of the lignocellulosic material and the phenols is desired to be as high as possible and to have as little undissolved residue as possible. In the case of the non-catalytic method, 5 to 2 phenols are added to 10 parts by weight of the lignocellulosic material.
Add 0 parts by weight, preferably about 10 parts by weight. The reaction temperature is 200 to 300 ° C, preferably about 250 ° C, and the reaction time is 15 minutes to 1 hour. In the case of adding an acid catalyst, 10 to 100 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight of phenols are added to 10 parts by weight of the lignocellulosic material. The amount of the acid catalyst used is 0.2 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 2.5 parts by weight, based on 10 parts by weight of the lignocellulosic material. The reaction temperature is in the range of 100 to 200 ° C., preferably about 150 ° C.,
The reaction time is several minutes to 1 hour. When an alkali catalyst is added, 3 to 20 parts by weight of phenols, preferably 10 parts by weight, is added to 10 parts by weight of the lignocellulosic material.
Add about 1 part by weight. The amount of the alkali catalyst used is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.2 to 2.0 parts by weight, based on 10 parts by weight of the lignocellulosic material. The reaction temperature is in the range of 200 to 300 ° C, preferably about 250 ° C.
The reaction time is 15 minutes to 1 hour. The solution-like or paste-like soluble lignocellulosic material obtained by the above-mentioned method, preferably, after removing undissolved residue by further filtration or centrifugation, a water-soluble unreacted solvent such as phenol, and hydrolysis, By washing with water to remove a water-soluble reaction product produced by oxidative decomposition, a viscous soluble lignocellulosic substance that separates from water is obtained. Preferably, the water content of this substance is further removed by drying or distillation under reduced pressure to obtain a soluble lignocellulosic substance desirable for use as the coloring component of the present invention.
【0010】かくして得られる可溶性リグノセルロース
物質はそのまま着色剤として使用することもできる。可
溶性リグノセルロース物質は、メタノール、エタノール
等のアルコール系溶剤;アセトン等のケトン系溶剤;酢
酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブ等のエステル
系溶剤などに可溶であり、通常可溶性リグノセルロース
物質はこれらの溶剤に着色成分として溶解させて着色剤
を調製して使用する。溶液濃度は着色あるいは染色度合
いによって調整されるが、通常1〜50重量%溶液とし
て使用するのが望ましい。本発明では、可溶性リグノセ
ルロース物質と共に、被染色物との染着性および染色堅
ろう度を高める目的で、また被着色物の耐候性を高める
目的で金属塩類を用いるのが好ましい。金属塩類として
は、炭酸カリウム、ミョウバン、硫酸銅、硫酸鉄、塩化
第一鉄、塩化第一錫、塩化第二銅、無水塩化第二銅、塩
化第二銅アンモニウム、酢酸銅、酢酸第二鉄、酢酸アル
ミ、木酢酸鉄、臭化第二銅、硝酸銅、ナフテン酸銅、錫
酸ナトリウム、消石灰、重クロム酸カリウム、灰汁、チ
タン塩などを用いることができるがミョウバン、塩化第
二銅、無水塩化第二銅、硫酸銅等が望ましい。中でもア
セトン等に可溶である、塩化第二銅、無水塩化第二銅が
最も望ましい。これらの金属塩類を用いて錯塩を生成さ
せることにより、例えば被染色物との親和力が高まるこ
とが良好な染着性をもたらす原因と考えられる。金属塩
類の使用量は、通常着色成分100重量部に対して0.
1から50重量部、好ましくは2から20重量部であ
る。The soluble lignocellulosic material thus obtained can be used as it is as a colorant. Soluble lignocellulosic substances are soluble in alcohol solvents such as methanol and ethanol; ketone solvents such as acetone; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve, etc. A coloring agent is prepared by dissolving it in a solvent as a coloring component. Although the solution concentration is adjusted depending on the degree of coloring or dyeing, it is usually desirable to use a 1 to 50% by weight solution. In the present invention, it is preferable to use a metal salt together with the soluble lignocellulosic material for the purpose of enhancing the dyeing property with the article to be dyed and the dye fastness, and the weather resistance of the article to be colored. Metal salts include potassium carbonate, alum, copper sulfate, iron sulfate, ferrous chloride, stannous chloride, cupric chloride, anhydrous cupric chloride, ammonium cupric chloride, copper acetate, ferric acetate. , Aluminum acetate, iron acetate, cupric bromide, copper nitrate, copper naphthenate, sodium stannate, slaked lime, potassium dichromate, lye, titanium salt, etc. can be used, but alum, cupric chloride, Anhydrous cupric chloride, copper sulfate, etc. are desirable. Of these, cupric chloride and anhydrous cupric chloride, which are soluble in acetone and the like, are most desirable. It is considered that when a complex salt is formed using these metal salts, for example, an increase in affinity with the material to be dyed brings about good dyeability. The amount of the metal salt used is usually 0.
It is 1 to 50 parts by weight, preferably 2 to 20 parts by weight.
【0011】本発明では、使用目的に応じて、着色成分
である可溶性リグノセルロースと共に酸またはアルカリ
を用いて着色剤のpHを調整するのが好ましい。pHの
調整は、通常酸水溶液またはアルカリ水溶液を着色剤に
添加することによって行われる。あるいは、着色剤を更
に上記した溶剤に溶解した溶液に添加してもよい。用い
る酸としては、無機酸、有機酸、およびルイス酸から選
ばれた少なくとも1種を含むものである。無機酸として
は、塩酸、硫酸、リン酸、および臭化水素酸などの通常
の鉱酸が用いられ、有機酸としては、蟻酸、酢酸、シュ
ウ酸、酒石酸、および安息香酸などのカルボン酸類、並
びにフェノールスルホン酸、p−トルエンスルホン酸な
どの有機スルホン酸類、およびフェノールスルフィン酸
などのスルフィン酸類、並びに尿酸類を包含する。ま
た、ルイス酸としては、塩化アルミニウム、塩化チタニ
ウムおよび三弗化ホウ素などの化合物、並びにそれらの
錯体などを例示することができる。また用いるアルカリ
としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水
酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩およびアミン類から選
ばれた少なくとも1種を含むものである。アルカリ金属
水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、アルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化カルシ
ウム、アルカリ土類金属炭酸塩としては炭酸カルシウ
ム、アミン類としては、モノエタノールアミンなどを例
示することができる。また緩衝液を使用することも可能
である。緩衝液としては、クラーク-ラブス緩衝液、セ
ーレンセン緩衝液、マッキルベイン緩衝液、ウォルポー
ル緩衝液を例示することができる。In the present invention, it is preferable to adjust the pH of the colorant using an acid or an alkali together with soluble lignocellulose which is a coloring component, depending on the purpose of use. The pH is usually adjusted by adding an aqueous acid solution or an aqueous alkali solution to the colorant. Alternatively, the colorant may be added to the solution further dissolved in the above-mentioned solvent. The acid used includes at least one selected from inorganic acids, organic acids, and Lewis acids. As the inorganic acid, usual mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and hydrobromic acid are used, and as the organic acid, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, and benzoic acid, and It includes organic sulfonic acids such as phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and sulfinic acids such as phenolsulfinic acid, and uric acids. Examples of the Lewis acid include compounds such as aluminum chloride, titanium chloride and boron trifluoride, and their complexes. The alkali used includes at least one selected from alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkaline earth metal carbonates and amines. Alkali metal hydroxides are sodium hydroxide, potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides are calcium hydroxide, alkaline earth metal carbonates are calcium carbonate, amines are monoethanolamine, etc. Can be illustrated. It is also possible to use a buffer solution. Examples of the buffer solution include Clark-Labus buffer solution, Sorensen buffer solution, McKilvein buffer solution, and Walpole buffer solution.
【0012】本発明では、通常可溶性リグノセルロース
物質あるいはそれを含む着色剤を、溶剤に溶解して得ら
れる溶液に、被染色物を浸積し、あるいは該溶液を被着
色物に塗布して、着色が行われる。例えば繊維染色の場
合、上記した溶剤中の1種を選択し、浴比(濃度)は着
色成分:溶媒の重量比を1:1〜1:100望ましくは
1:40程度で、染色する繊維重量に対し約50倍程度
の溶液を調整する。染色は浸染が一般的である。染色温
度は一般に温度が高いほど染色速度が速く、染着量が大
きくなるが通常は常温で構わない。染色時間は5分〜数
時間の範囲で調整される。また濃く染色するために染色
工程を繰り返しても構わない。溶液については、上記し
たように適性なpHを調整することも効果的である。全
ては目的とする繊維の着色度合いにより決定される。In the present invention, a dye to be dyed is immersed in a solution obtained by dissolving a soluble lignocellulosic substance or a colorant containing the dye in a solvent, or the solution is applied to the dye to be colored, Coloring is done. For example, in the case of fiber dyeing, one of the above-mentioned solvents is selected, and the bath ratio (concentration) is a coloring component: solvent weight ratio of 1: 1 to 1: 100, preferably about 1:40, and the weight of the fiber to be dyed. A solution of about 50 times is prepared. Dyeing is generally used for dyeing. Generally, the higher the temperature, the faster the dyeing speed and the larger the amount of dyeing, but the normal temperature may be normal temperature. The dyeing time is adjusted within the range of 5 minutes to several hours. Further, the dyeing process may be repeated for deep dyeing. It is also effective to adjust the pH of the solution as described above. All are determined by the desired degree of fiber coloring.
【0013】例えば絹布と羊毛の染色の場合には、酸の
添加(系のpH3〜5の弱酸性)が望ましく、綿布の場
合はアルカリの添加(系のpH9〜11の弱アルカリ
性)が望ましい。前者の場合は弱酸性下で絹や羊毛の構
成タンパク質のイオン化が促進されること、また後者の
場合は弱アルカリ性下で着色成分の分子中の官能基のイ
オン化が促進されるとともに綿布の構成成分であるセル
ロースの界面活性化が起こることが良好な染色性をもた
らす原因と考えられる。染色溶液のpHは、絹布、羊毛
等の場合3〜5が望ましく、綿布の場合9〜11が望ま
しい。また染着を効果的に行ったり耐候性能を上げるた
めに、上記したような金属塩類が含まれている媒染剤に
よる繊維の前処理もしくは後処理を行うことも可能であ
り、また染料溶液中に湿潤、浸透剤、溶解、可溶化剤、
均染、緩染剤、濃染剤等の通常の染色に使用される各種
助剤を添加することも可能である。あるいは、他の植物
性染料、合成染料、顔料等を混合、もしくは染め重ねす
ることも可能である。例えば、本発明の着色成分とアル
コール性着色剤やNGRステインを重量比で100:0
〜100:500の範囲で目的とする繊維の着色度合い
により混合して使用される。For example, in the case of dyeing silk cloth and wool, it is desirable to add an acid (weakly acidic at pH 3 to 5 of the system), and in the case of cotton cloth, addition of alkali (weakly alkaline at pH 9 to 11 of the system). In the former case, the ionization of the constituent proteins of silk and wool is promoted under weak acidity, and in the latter case, the ionization of the functional groups in the molecules of the coloring component is promoted under weak alkalinity and the constituents of cotton cloth. It is considered that the interfacial activation of cellulose, which is the above, causes good dyeability. The pH of the dyeing solution is preferably 3 to 5 for silk cloth, wool, etc., and 9 to 11 for cotton cloth. It is also possible to pretreat or posttreat the fiber with a mordant containing a metal salt as described above in order to effectively carry out dyeing or improve weatherability, and to wet the dye solution. , Penetrant, dissolution, solubilizer,
It is also possible to add various auxiliaries used for ordinary dyeing such as level dyeing, slow dyeing agents and deep dyeing agents. Alternatively, other vegetable dyes, synthetic dyes, pigments and the like can be mixed or dyed and overlapped. For example, the weight ratio of the coloring component of the present invention to the alcoholic coloring agent or NGR stain is 100: 0.
It is used by mixing in the range of 100: 500 depending on the desired coloring degree of the fiber.
【0014】本発明の着色成分を用いて例えば木材着色
を行う場合、上記した溶剤中から1種を選択し、着色成
分:溶媒の重量比を1:1〜1:200望ましくは1:
30程度に調整する。着色方法はハケ塗り、スプレー、
ロールコーター等一般の木材着色と同様の工程で構わな
い。塗布量は目的とする木材の着色度合いにより調整さ
れる。耐候性能を上げるために、溶剤に溶解する上記し
た金属塩類、例えば塩化第二銅、酢酸第二銅、臭化第二
銅、ナフテン酸銅等を添加することも可能である。添加
量は、着色成分100重量部に対して1〜30重量部望
ましくは2〜10重量部となる量である。通常着色成分
を溶解した溶液中に金属塩類が添加されるが、着色成分
に予め混合することも可能である。また市販の紫外線吸
収剤や光安定剤を着色成分溶液中または着色成分中に添
加して併用することも可能である。また油性塗料の中に
本発明の着色成分またはその溶液を混合して使用、また
は本着色成分溶液に油性塗料を混合して使用するなど両
者の併用も可能である。When wood is colored using the coloring component of the present invention, for example, one kind is selected from the above-mentioned solvents, and the weight ratio of coloring component: solvent is 1: 1 to 1: 200, preferably 1 :.
Adjust to about 30. The coloring method is brushing, spraying,
The same process as general wood coloring such as a roll coater may be used. The coating amount is adjusted according to the desired coloring degree of the wood. In order to improve the weather resistance, it is possible to add the above-mentioned metal salts dissolved in a solvent, such as cupric chloride, cupric acetate, cupric bromide and copper naphthenate. The addition amount is 1 to 30 parts by weight, preferably 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the coloring component. The metal salt is usually added to the solution in which the coloring component is dissolved, but it is also possible to mix it in advance with the coloring component. It is also possible to add a commercially available ultraviolet absorber or light stabilizer to the coloring component solution or the coloring component and use them together. It is also possible to use both of them, such as mixing the coloring component of the present invention or a solution thereof in an oil paint, or mixing an oil paint in the coloring component solution.
【0015】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明する。
実施例1
スギおが屑120g(含水率71%)とフェノール47
g(木粉/フェノール=6/4)と水酸化ナトリウム
2.35gを、攪拌装置の付いた2リットル耐圧容器に
秤り取り、油浴中で容器内温度が180℃±5℃までは
15分〜30分を要して昇温させ、以後250℃まで1
5分〜30分を要して昇温させ、250℃で1時間保っ
た後、冷却して黒色の可溶化物質を得た。この液体をG
3のガラスフィルターで濾過し、収率約99%の黒色の
生成物を得た。得られた液状物質に蒸留水を添加し攪拌
しながらを水洗いを行った。水洗いを何度も繰り返し完
全に水と分離するまで行った。完全に分離された液状物
を取り出し乾燥機にて乾燥させ着色成分を得た。この着
色成分にアセトンを加え10%溶液とし、着色剤として
綿布用着色溶液を得た。綿布2gを着色溶液100g中
に約30分間浸漬した後、水洗して、ブラウン色に染色
された綿布Aを得た。また綿布2gを予め1%ミョウバ
ン溶液200gの沸騰水中に30分間浸漬した後、塩酸
水溶液と水酸化ナトリウム水溶液でpH10に調整した
着色溶液100g中に約30分間浸漬し、ブラウン色に
染色された綿布Bを得た。JIS L 0848-1996(汗試
験)、JIS L 0845-1975(熱湯試験)、JIS L 0844-1997
(洗濯試験)に基づく染色堅ろう度性能を表1に示す。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Example 1 120 g of cedar sawdust (water content 71%) and phenol 47
g (wood flour / phenol = 6/4) and 2.35 g of sodium hydroxide were weighed out in a 2 liter pressure vessel equipped with a stirrer and kept in an oil bath at a temperature of 180 ° C ± 5 ° C for 15 It takes 1 to 30 minutes to raise the temperature, and then to 250 ° C for 1
The temperature was raised for 5 minutes to 30 minutes, the temperature was kept at 250 ° C. for 1 hour, and then cooled to obtain a black solubilized substance. This liquid is G
Filtration with a glass filter of No. 3 gave a black product with a yield of about 99%. Distilled water was added to the obtained liquid substance and washed with water while stirring. Washing with water was repeated many times until completely separated from water. The completely separated liquid material was taken out and dried in a dryer to obtain a colored component. Acetone was added to this coloring component to make a 10% solution, and a coloring solution for cotton cloth was obtained as a coloring agent. 2 g of the cotton cloth was immersed in 100 g of the coloring solution for about 30 minutes and then washed with water to obtain a cotton cloth A dyed in brown color. In addition, 2 g of cotton cloth was previously immersed in 200 g of 1% alum solution in boiling water for 30 minutes, and then immersed in 100 g of a coloring solution adjusted to pH 10 with an aqueous hydrochloric acid solution and an aqueous sodium hydroxide solution for about 30 minutes to dye the cotton cloth in brown color. B was obtained. JIS L 0848-1996 (sweat test), JIS L 0845-1975 (hot water test), JIS L 0844-1997
The dyeing fastness performance based on (washing test) is shown in Table 1.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】表1に示されているように、この両方の綿
布とも染色堅ろう度が優れ、通常の着色剤と同様に利用
できることが明らかである。
実施例2
スギおが屑132g(含水率10%)とフェノール28
0g(木粉/フェノール=3/7)と硫酸8.4gを、
攪拌装置の付いた2L耐圧容器に秤り取り、油浴中で容
器内温度が180℃±5℃までは15分〜30分を要し
て昇温させ、以後250℃まで15分〜30分を要して
昇温させ、250℃で1時間保った後、冷却して黒色の
可溶化物質を得た。この液体をG3のガラスフィルター
で濾過し、収率約98%の黒色の生成物を得た。得られ
た液状物質に蒸留水を添加し攪拌しながらを水洗いを行
った。水洗いを何度も繰り返し完全に水と液状物が分離
するまで行った。完全に分離された液状物を取り出し乾
燥機にて乾燥させ着色成分を得た。この着色成分にアセ
トンを加え20%溶液とし、着色剤として木材用着色溶
液を得た。この溶液を中質繊維板(MDF)にスプレー
塗装し所定の色調に仕上げ、ブラウン色の着色材Cを得
た。次に木材用着色溶液に塩化第二銅を着色成分に対し
て5重量%添加した後、MDFにスプレー塗装し所定の
色調に仕上げ、ブラウン色の着色材Dを得た。更に塩化
第二銅が添加された着色溶液に三共株式会社製光安定剤
LS−770を溶液に対して0.5重量%添加した後、
MDFにスプレー塗装し所定の色調に仕上げ、ブラウン
色の着色材Eを得た。耐候性試験のためにサンシャイン
キセノンロングライフウェザーメーター(WEL-6XS-HC B
Ec)でサンシャインカーボンを使用し、85時間照射
した。色差計で測定した照射前後の色差変化を表2に示
す。As shown in Table 1, it is clear that both of these cotton fabrics have excellent fastness to dyeing and can be used in the same manner as conventional colorants. Example 2 Sugi sawdust 132 g (water content 10%) and phenol 28
0g (wood flour / phenol = 3/7) and sulfuric acid 8.4g,
Weigh it in a 2L pressure resistant container equipped with a stirrer, heat the container in an oil bath to 180 ° C ± 5 ° C in 15 to 30 minutes, and then raise it to 250 ° C in 15 to 30 minutes. The temperature was raised, and the temperature was maintained at 250 ° C. for 1 hour, followed by cooling to obtain a black solubilized substance. The liquid was filtered through a G3 glass filter to obtain a black product with a yield of about 98%. Distilled water was added to the obtained liquid substance and washed with water while stirring. Washing with water was repeated many times until water and liquid were completely separated. The completely separated liquid material was taken out and dried in a dryer to obtain a colored component. Acetone was added to this coloring component to make a 20% solution, and a coloring solution for wood was obtained as a coloring agent. This solution was spray-coated on a medium-quality fiberboard (MDF) to give a predetermined color tone to obtain a brown colorant C. Next, 5% by weight of cupric chloride was added to the coloring solution for wood, and then spray-painted on MDF to obtain a predetermined color tone to obtain a brown colorant D. Furthermore, after adding 0.5 wt% of the light stabilizer LS-770 manufactured by Sankyo Co., Ltd. to the colored solution to which cupric chloride was added,
The MDF was spray-painted to a predetermined color tone to obtain a brown coloring material E. Sunshine incenon long life weather meter (WEL-6XS-HC B for weather resistance test)
It was irradiated for 85 hours using sunshine carbon in Ec). Table 2 shows changes in color difference before and after irradiation, which were measured by a color difference meter.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】表2に示されているように、耐候性が優れ
ており、着色剤として利用できることが明らかである。As shown in Table 2, it is clear that it has excellent weather resistance and can be used as a coloring agent.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上に述べた本発明の植物由来の着色剤
は、草木染め用染料と比べ、均質かつ大量に生産するこ
とが可能であり、かつ変退色等の堅ろう度に優れてお
り、絹、羊毛、綿などの天然繊維や木材などに親和性を
有する着色剤であって、本発明の工業的利用価値は極め
て高いものである。また、本発明の着色剤の主原料に
は、林木の副産物である間伐材や枝材等の未利用材料や
建設廃材、木造家屋の解体材、廃チップ等の廃棄物が使
用でき、これらのリサイクル利用、新規用途の拡大、省
エネルギー効果などの点で、本発明は地球環境に優しい
技術の開発に貢献するものである。As described above, the plant-derived coloring agent of the present invention is homogeneous and can be produced in a large amount as compared with a dye for plant dyeing, and is excellent in fastness such as discoloration and fading. It is a colorant having an affinity for natural fibers such as silk, wool and cotton, and wood, and the industrial utility value of the present invention is extremely high. Further, as the main raw material of the colorant of the present invention, unused materials such as thinned wood and branch materials which are by-products of forest trees, construction waste materials, waste materials such as wooden house dismantling materials, waste chips, and the like can be used. The present invention contributes to the development of a technology that is friendly to the global environment in terms of recycling use, expansion of new applications, and energy saving effects.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09B 59/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C09B 59/00
Claims (4)
加えて加熱反応して得られる可溶性リグノセルロース物
質を、着色成分として含有する着色剤。1. A colorant containing a soluble lignocellulosic material obtained by adding phenols to a lignocellulosic material and heating and reacting it as a coloring component.
塩類を含有する請求項1の着色剤。2. The colorant of claim 1, which contains metal salts with the soluble lignocellulosic material.
カリまたは酸を含有する請求項1または2の着色剤。3. The coloring agent according to claim 1, which contains an alkali or an acid together with the soluble lignocellulosic material.
加えて加熱反応して得られる可溶性リグノセルロース物
質を、溶剤に溶解して得られる溶液に、被染色物を浸積
し、あるいは該溶液を被着色物に塗布する、該可溶性リ
グノセルロース物質を着色剤として用いる方法。4. A solution to be dyed is immersed in a solution obtained by dissolving a soluble lignocellulosic material obtained by adding phenols to a lignocellulosic material and heating and reacting the solution, or coloring the solution. A method of using the soluble lignocellulosic material as a colorant, which is applied to an object.
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