JP4178119B2 - 立木染色方法及びその染色木材並びにその構造物 - Google Patents

Description

本発明は、立木染色方法及びその立木染色木材並びにその構造物に関する。

従来、立木染色は、山林に植生する立木の幹の根元部にドリルなどを用いて穴を開け、そこから染料水溶液を注入し、立木が備える導管の毛細管現象や葉の蒸散作用により注入した染料水溶液を吸い上げさせて立木の内部を染色する方法が採られていた。染色後の立木は伐採され、板材や柱材あるいは小物の工芸品等各種木工製品に使用される。立木染色をすることにより木材の高機能化、高価格化が可能となるため、立木染色は木材の高付加価値化のために有効な手段として位置づけられている。

特開平８−５７８０４号公報 特開平８−２６７４０６号公報 特開２０００−２５４９０４号公報 特開２００１−５４９０３号公報

しかし、立木染色方法は、伐採前の樹木の幹に上記の通りドリルなどで穴を開けてその穴に染料水溶液を注入するものであり、生きている樹木の水分を吸い上げる力を利用して、染料水溶液にて立木の内部を染色する方法であるため、樹木の成長や代謝などの未知の染色条件によって、たとえ長期間染料溶液を注入するといった人為的な調整を施しても、立木の一部分しか染色できない場合即ち染色比率が低い場合が生じたり、あるいは立木を多色に染色することは困難であるなど、立木染色木材の生産性や品質面の問題を抱えている。
その一方で、木材業界を中心に、木材の高付加価値化や杉の間伐材等の利用度の少ない木材の有効利用手段として、立木染色木材への期待は高まりつつある。このような状況下、染色比率の高い立木染色木材特に多色染色木材が短期間で安定して得られる生産性に優れた立木染色方法の開発および立木染色木材製品の広範な分野での利用が強く求められている。

なお、上記の「染色比率」とは、使用可能木材部位に占める染色された部位の割合を表し、数字が大きいほど立木染色性が良いことを示す。また、杉やヒノキに代表される樹木の幹部で板材や柱材等の製品として使用できる部位は樹木の根元（地表）からその高さの大略１／２〜２／３の範囲の幹の部分であり、この板材や柱材等の製品として使用できる幹の部位を上記「使用可能木材部位」と称する。

本発明の目的は、装飾性に優れた立木染色木材を得るための立木染色方法の提供、更には、染色比率が高く生産性に優れた単色および多色の立木染色木材を得るための立木染色方法の提供、およびその方法で得られた染色木材および構造物の提供を可能として、上記の課題の解決を図る。

そこで、先ず、本第１の発明に係る立木染色方法は、立木の吸水能力を利用して、立木内部に染料を注入するものであって、酸性染料、反応性染料及び直接染料から選ばれる染料の１種以上と、塩基性染料とを用いて、立木を染色するものである。
また、本第２の発明に係る立木染色方法は、上記本第１の発明において、立木の吸水能力を利用して、立木内部に染料を注入するものであって、３月〜１１月に、立木へ染料を注入するものである。
そして、本第３の発明に係る染色木材は、上記本第１又は第２の発明に係る立木染色方法で染色した立木を用いたものである。
更に、本第４の発明に係る構造物は、上記本第１又は第２の発明に係る立木染色方法にて得られた１本以上の染色木材に、切断等の加工を施して、木片または木粉とし、それら木片または木粉の２個以上を結合させ、得られた結合物を用いて構成されたものである。
また、本第５の発明に係る染色木材又は構造物は、上記本第３又は第４の発明に係る染色木材又は構造物の表面に、紫外線防止剤を含有する皮膜を形成したことを特徴とする。

ここでいう立木とは山林等に植生する伐採前の樹木をいう。立木染色に使用される立木の種類は特に限定はない。但し生きた樹木の吸水能力を利用するものであるため、生木である必要があり、立ち枯れた樹木は含まない。また、発色の観点から、内部の色が淡色の樹木、特に白色又は白色に近い樹木を採用するのが好ましい。
上記の各染料には、衣料やその生地など繊維製品の染色に用いられる一般の染料を採用することができる。
即ち、上記の塩基性染料は、水溶液中でイオン化し、有機残基がカチオンである。色相は非常に鮮明であるので、繊維染色において、堅牢度は悪いが、セルローズ、絹に使用されている。また酸性基を有するアクリルや改質ポリエステルにカチオン染料として改良使用されている。
上記の酸性染料は、水溶液中でイオン化し、有機残基がアニオンである。繊維染色において、塩基性窒素を有する繊維と酸性浴でイオン結合により染着する。絹、羊毛等の蛋白繊維やナイロンの染色に一般的である。また、染料分子中にクロム、コバルトなどが配位した含金染料はより繊維との結合が強いので、堅牢染に使用されている。
上記の反応染料は、繊維染色において、繊維と化学的に反応し、共有結合により染着する。セルローズ、蛋白繊維に使用される。化学結合のため非常に堅牢であり、洋装分野で多用されている。
上記の直接染料は、繊維染色において、中性塩の存在下でセルロースに染着する水溶性染料である。酸性浴では蛋白繊維にも染着するため、綿やレーヨンだけでなく絹の染色にも多用されている。

上記の「３月〜１１月に」或いは「３月〜１１月の間に」とは、わが国（日本国）において「３月、４月、５月、６月、７月、８月、９月、１０月又は１１月に」という意味である。即ち、わが国における冬季（１２月、１月、２月）を除いた時期という意味である。
従って、緯度の異なる他国で本発明に係る立木染色方法による染色木材やその構造物を生産しわが国に搬入する場合は、その緯度の相違に対応して上記の時期も補正し（採取国おける冬季以外の時期となるか否か）判断する。
例えば、本発明で言う染色期間は日本を含めた北半球における立木染色時期であり、南半球では北半球における立木染色時期を６ヶ月移動した時期が本発明の立木染色時期に該当する（以下においても同様である）。
また、上記の構造物とは、建材などの通常の建築構造物の他、家具や、これら建材や家具の表面に張られる化粧板など、広く材木を含む意である。但し、材料を木のみとするものではなく、他の素材と併用するものであっても実施可能である。例えば、他の木材以外の素材でできた板材の上に、上記加工された材木を配設したものも、ここでいう構造物に含む。

本発明者は、現行の多色立木染色が有する上記問題点を解決すべく検討した結果、上記の通り、塩基性染料と、酸性染料、反応性染料、直接染料から選ばれる染料の少なくとも１種とを用いて染色すると優れた多色立木染色木材を得ることができることを見出した。
ここで多色立木染色木材とは、２色以上の染料を用いて立木染色を行うことにより、染色後の立木の幹の内面を少なくとも２色以上に着色した立木染色木材を言う。

塩基性染料に対して、当該塩基性染料と異なる色の、酸性染料、反応性染料または直接染料から選ばれた１種の染料を混ぜた染料溶液で染色すると、単なる均一な混合色ではなく、それぞれの染料の色が分離して綺麗に発色する（純粋な原色となる）と共に、この分離して発色する各色が、樹木が備える導管の走り方や木目の存在によって、複雑な配色を呈する、独特の色柄の多色染色木材が得られ、より独創的で高付加価値化の染色木材が得られる。
現状では、そのメカニズムが十分解明されていないが、色素イオンの極性が異なる、塩基性染料（＋）と、酸性染料（−）、反応性染料（−）及び直接染料（−）とでは、正負同極の染料同士を混合した場合と異なり、極性の相違により、各色が分離した状態になるものと考えられる。
特に塩基性染料と酸性染料を混ぜた染料溶液で染色するとそれぞれの染料の色が混合して均一な単一色になるのではなく、各色の独立性を保ちながら、複雑に各色がレイアウトされた独特の配色の多色染色木材が得られる。また、樹木の採取する箇所によって、その導管の走り具合から、上記の分離した各色間に綺麗なグラデーションを発色するものを得ることができる。
但し、この酸性染料に代えて、反応性染料或いは直接染料を用いることも可能である。
塩基性染料と酸性染料または反応性染料または直接染料を混ぜて染色する例は、衣料などの染色において、複数の種類の繊維によって構成される混紡品、交織品で使用される例はあるが、この場合、混合された複数種の被染色素材に応じて、対応する染料を混合して単一且つ均一に染色しようとするものであり、本発明の如く、独特の色模様を得ようとするものではない。
即ち、立木の染色において目的の如何を問わず、染料木材単独を塩基性染料と酸性染料または反応性染料または直接染料を混ぜて染色する例は見当たらず、その結果それぞれの複数の染料の色が複雑に配色された独特の色柄の多色染色木材が得られる事実は、本発明の発明者が鋭意研究の末、確認した新規な事実であり、このような事実に基づく、本願は発明は、極めて創作性の高いものである。

具体的には、塩基性染料と、当該塩基性染料と異なる色の酸性染料とを混合して立木に注入し、或いは１本の樹木の異なる位置から当該塩基性染料と酸性染料とを別々に注入した際、双方の色が完全に分離し、或いは分離した状態を維持し、夫々の色を生かした独特の模様を得ることができる。
また、塩基性染料の色から徐々に酸性染料の色に移り行く中間階調の色を発現させることができる。例えば、塩基性染料を青色とし、酸性染料を赤色とした場合、上記の通り綺麗に発色した青色と赤色の間に、青みの強い紫色、紫、赤みの強い赤色と徐々に変化する染色領域が立木内部に発現するのである。この点、従来の手法においては、例え、青色と赤色の２色の染料を用いたとしても、完全に混合して、紫色単色に染まってしまい、本発明にて染色された立木のように綺麗に分離した青色と赤色と共に、両色の間に、グラディエーション（徐々に移り行く色見）を備えた優れた装飾性を得ることはできなかったのである。
グラデエーションの発現の箇所を、直接作業者がコントロールすることはできないが、樹木種の選択や、樹木を外部から観察することにて導管の走り具合を予測することができるので、一本の樹木の採取箇所を選択することによって、得ることができる。
このように、本第１の発明では、色素イオンが、夫々陽イオン性の染料と陰イオン性の染料の、２種以上の染料の選択によって、このような多色の独立した発色や、グラディエーションを得るために、夫々の色を別々の箇所か注入するなどの調整を特段必要とすることなく、多色を混合した染料水溶液を同じ箇所から立木に注入することで、実現することができる。また、このような作用によって、従来より立木染色法の目的とする樹木の年輪や木目に沿った色の発現を阻害することなく、多色にて、より顕著に上記の装飾性の高い発色を可能とした。

更に、上記の通り、本発明者は、現行の立木染色が有する問題点を解決すべく検討した結果、酸性染料、塩基性染料、反応性染料及び直接染料から選ばれる染料の１種以上を用いて、３月〜１１月の間に立木染色を行うと染色比率の高い立木染色木材が短期間で生産できること、つまり立木染色を３月から１１月の間に行うことを特徴とする立木染色方法を発明した（本第２の発明）。
立木染色は、樹木の根元により近い幹に染料水溶液を注入しつつ行うが、１２月から２月までの間に立木を染色しても染色比率の低い染色木材しか得られずその生産性は著しく低い。一方、３月から１１月の間に立木を染色すると染色比率の良好な染色木材が生産できる。
この点について、メカニズムの詳細は、不明であるが、樹木の生理的な現象（本発明者において、樹液流動という樹木内部に見られる現象によるのではないかと推測している。樹液流動は、樹木が紅葉する際に見られる現象である。）によって、冬季（１２月〜２月）は、どのように多量に染料を注入しても、染料が十分に樹木内部を回らないと考えられる（樹液流動により、樹液にて染料が薄められ、染料を大量に注入しても、通常の染色できないと考えられる）。

上記本第１の発明の立木染色方法を用いることにより、多色が混在する従来にない斬新な色模様に立木を染色することができる。
また、本第２の発明の立木染色方法を用いることにより、染色比率の高い立木染色木材を得ることができる。特に本第２の発明の立木染色方法用いることにより、単色および多色立木染色木材を短期間に得ることができ、生産性が向上する。また、本第３乃至第５発明の立木染色方法により得られた立木染色木材及びそれら立木染色木材を用いた製品は単独あるいは組み合わせて（構造物として）使用することにより優れた美観の個性的な高付加価値商品を得ることができる。

以下に本発明の好ましい実施の形態を例示する。但し、このような実施の形態に限定するものではない。必要に応じて図面を参照して説明する。図１は、立木に対する染料の注入の方法を示す説明図である。
この方法は、伐採前の立木内部に、立木が備える導管と連絡する、導入孔を形成し、外部より導入孔へ染料を注入することにより、上記導管の吸水力を利用して立木内部を染色するものであり、次の工程を備える。
即ち、この方法は、３〜１１月に伐採前の染色の対象とする立木の内部へ染料の導入孔を形成して当該導入孔へ染料を注入する染色工程と、染色工程後直ちに立木を伐採する伐採工程と、乾燥工程と、乾燥工程にて得られた木材を所望の製品に加工する加工工程とにて構成される。
上記の立木について、特に制限はないが、針葉樹として、スギ、マツ、ヒノキ、トウヒ、ネズコ、モミ、サワラ、イチイ、マキなどが例示できる。常緑広葉樹としては、ツバキ、ツゲ、モチ、ヤマモモなどが例示できる。また落葉広葉樹としては、キリ、タモ、クワ、ブナ、トチ、セン、シナ、カツラ、エンジュ、カバ、ケヤキ、モミジ、シデ、チドリノキ、ミズメ、リョウブなどが例示できる。
以下、上記の各工程について、順に説明する。

先ず、染色工程について説明する。
上記の染料について、色の異なる少なくとも２種の染料を用いるものであり、当該染料のうち、少なくとも１種を塩基性染料とし、少なくとも他の１種を酸性染料、反応染料又は直接染料とする。
染料には、分散染料、塩基性染料、酸性染料、反応染料、直接染料など、多種類があるが、染色比率の高い多色立木染色木材を短期間で安定して得るためには、上記の通り、塩基性染料と、当該塩基性染料に対し酸性染料、反応性染料または直接染料から選ばれる１種以上の染料を用いることが必要とされる。
酸性染料、塩基性染料、反応性染料、直接染料は染料メーカーが製造している染料であれば特に限定なく使用できる。染料メーカーとしては保土谷化学工業株式会社（川崎市幸区堀川町６６−２ 興和川崎西口ビル）、住友化学工業株式会社（東京都中央区新川２丁目２７番１号 東京住友ツインビル東館）、日本化薬株式会社（東京都千代田区富士見１−１１−２ 東京富士見ビル）、田岡化学工業株式会社（大阪市淀川区西三国４丁目２番１１号）、株式会社日本化学工業所（和歌山県和歌山市小雑賀１丁目１番４７号）などが例示できる。立木染色に用いる染料水溶液中の染料濃度は０．０１〜５％（重量％）が好ましく、０．１〜３％（重量％）がより好ましい。とりわけ、染料水溶液中の染料濃度を０．０６〜〜２．５％（重量％）とするのが好ましい。例えば上記の染料水溶液の染料濃度を１０％（重量％）としても、樹木内部において、（後述する）導入孔から１ｍは上昇する。しかし、使用可能木材部位の全域に行き渡らせることは困難であり、また、上記の１ｍ内の範囲では色も濃くなりすぎ（暗色となり）、装飾性が低い。従って、染料濃度の上限については、上記とするのが好ましい。一方、染料濃度をあまり低くすると染色の堅牢度が落ち、商品とした際の耐候性が良くない。従って、染料濃度の下限については、上記とするのが好ましい。このような観点から、特に、染料濃度を０．３〜２．５重量％とするのが好ましく、染料濃度を２重量％前後とするのが最も好ましい。
染料の溶解に用いる溶媒は水が好ましい。この水の中に他の化合物例えば染料を溶解分散させるための界面活性剤やアルコール類やグリコール類等の水溶性の溶剤あるいは作業を容易にするための消泡剤、染色助剤等が含まれていても良い。
ここでは、立木に注入する染料として、塩基性染料と、当該塩基性染料と色の異なる酸性染料とを混合して形成したもの（水溶液）を注入用の染料として用いる。

図１に示す通り（図１において、Ｕは上方を、Ｓは下方を示している）、本発明の立木染色は、樹木（立木１００）の根元により近い幹に、上記の染料水溶液を注入しつつ注入部位より上部の木材内部を染色する。立木１００の幹に染料水溶液を注入する方法は特に限定は無いが、幹に穴（導入孔）を開けそこから注入する。
導入孔は、立木の上下について、１箇所に設けるものとしてもよく、立木の上下の異なる複数の箇所に設けるものとしても実施可能である。
この実施の形態において、立木上下について異なる２箇所に、上記の各導入孔１，２を形成する（導入孔１は幹の下方に形成されたものであり、導入孔２は幹の上方に形成されたものである）。
幹に穴をあける方法（導入孔を形成する方法）としては、ドリルなどの穿孔用の工具を用いて穴（導入孔１，２）を形成する方法を採用する。この導入孔１，２は、幹内部を走る導管と交差するように形成する。樹木の導管は、上下に伸びるものであるため、幹表面からその内部へ、ほぼ水平に穴を穿つことによって、当該導入孔を形成することができる。

導入孔１，２の夫々は、染料を幹内部へくまなく注入するために、幹の表面の反対側の部位に貫通するものとして形成するのが好ましい。更に、染料を行き渡らせるために、導入孔１は、幹の同じ高さに（上下の同じ位置に）複数形成し、各導入孔が内部で交差する（連絡する）ように形成しておくのが、更に好ましい。例えば、幹外周の各位置から幹内部に導入孔を穿ち幹中心部で、各導入孔が連絡するように形成するのが好ましい。上方の導入孔２についても同様である。
この方法において、導入孔１，２の開口部（幹表面に開口する部位）を染料水溶液の注入口１ａ，２ａとするものであるが、導入孔１，２の貫通にて幹表面の反対側にできたものなど染料の注入に使用しないものは、注入した染料が漏れないように栓を差して閉じておくのが好ましい。
幹に染料水溶液を注入するに際しては、漏斗状に先細りとなった接続用のパイプ３ａ，４ａを（導入孔１，２の）注入口１ａ，２ａへ差し込んで幹に固定し、当該パイプ３ａ，４ａに染料水溶液を収容したタンク（ポリタンク）５，６に連絡するホース３，４を接続する。

立木１００の幹に染料水溶液を注入する方法としては、上記のようにドリルで導入孔を穿孔する方法以外に、直接、注射針状の金属製のパイプを幹に差し込み（或いは打ち込み）、そこから注入するものとしても実施可能である。
この場合、パイプの立木内部に打ち込まれた部位が上記の導入孔を構成するが、パイプの先端が開口するものであると、打ち込み時に木屑が入って目詰まりするので、先端が閉じられていてその側面（外周面）に複数の穴（貫通孔）が形成されたパイプを用いるのが好ましい。

幹に染料水溶液を注入する位置は注入口より上部の木材内部を染色するため、染色作業に支障のない程度において、極力根元（地表ｇ）に近い位置（高さｔ１）に導入孔１（この実施の形態のように上下２箇所に導入孔１，２を形成する場合は、下方の導入孔１）を設けるのが、染色可能となる木材部位が多くなり好ましい。具体的には、（下方の）導入孔１の形成位置は、根元（地表ｇ）から１ｍ以内の高さｔ１とするが好ましい。

幹に形成する導入孔１，２と各導入孔１，２が備える注入口１ａ，２ａの数（図１において、煩雑を避けるため、注入口１ａ，２ａは、夫々１つのみ描いてある。）や大きさ或いは深さは木材内部が略均一に染まるよう幹の太さや形状により適宜決めればよく、導入孔１，２の大きさは直径５ｍｍ〜３ｃｍ程度、注入口１ａ，２ａの数は根元からほぼ同一の高さの幹の周辺に１〜２０個程度設けて実施することができる。導入孔１，２の深さについては、幹の一方から他方へ貫通するものを前述したが、そのような深さに限定するものではなく、導入孔１，２を幹のほぼ中心部に向けて幹の太さの１／３程度の深さから幹を貫通するまでの間の任意の位置まで開ける方法が例示できる。この実施の形態では、導入孔は、幹の上下について、異なる２箇所に設けるものとしたが、上下について異なる３箇所以上に設けるものとしても実施可能である。これらの導入孔１，２の注入口１ａ，２ａに、染料溶液を注入するための上記ホース３，４やパイプ３ａ，４ａなどの治具を染料溶液が漏れないようにセットし、染料溶液保持用の上記タンク５，６から当該ホース３，４やパイプ３ａ，４ａを通じて、染料溶液（水溶液）を立木１００に注入することができる。染料溶液の注入に使用しない注入口は、必要に応じて上記の通り栓で塞いでおくのが好ましい。

下方の注入口１ａ（導入孔１）と上方の注入口２ａ（導入孔２）の間隔ｔ２は、１０〜５０ｃｍとするのが好ましく、特に２０〜３０ｃｍとするのが好ましい。
また、各タンク５，６は、注入口１ａ，２ａから、０．５〜２ｍ上方（注入口１ａ，２ａからの上下方向の間隔ｔ３，ｔ４を０．５〜２ｍ）とするのが好ましい。当該間隔ｔ３，ｔ４については、夫々、１ｍとするのが特に好ましい。
この実施の形態では、タンク５，６に所定の高さの載置台７，８を用意して、そのような配置を実現している。但し、直接立木にタンク５，６を縛り付けるなどの他の手段にて上記各タンク５，６の配置を実現するものとしても実施可能である。
尚、このような配置や数値に限定するものではなく、必要に応じて、変更可能である。

この実施の形態において、染料には、予め塩基性染料と、酸性染料などの他の染料とを混合したものを用意し、各導入孔１，２（が備える各注入口）の夫々に、区別なく当該染料を注入する。
この他、目的とする色調の立木染色木材をより確実に得るためには幹に設けたそれぞれの注入口に異なった種類の染料溶液を注入しても良い（例えば、異なった色相の染料溶液を注入しても良い）。また、注入口に限らず、下方の導入孔１と上方の導入孔２とで、上記の通り、異なる種類の染料溶液を導入するものとしてもよい。
但し、染料イオンの陰陽の相違する２色以上の染料を混ぜて単一の染料とすることによって、立木に注入後、既述の通り、立木内で多色が綺麗に分離して独特の模様を、また分離した色同士の間に綺麗なグラデーションを、発色させることができるので、上記の手間をとる必要は乏しい。
この点について、更に述べると、多色染色木材を得るために、立木の幹の周辺上の異なる２つ以上の箇所に導入孔（注入口）を設け、一方の箇所の導入孔に多色のうちの１色を構成する染料を注入し、他方の箇所の導入孔に、多色の他の色を構成する染料を注入する方法を採用することができる。この方法は、１本の立木に一挙に染料を注入できる点というメリットもあるが、幹への穴あけ作業も多くかつ使用染料水溶液の種類も多くなるため、立木染色の作業性および生産性に改善の余地がある。

一方、上記の染料（色の異なる少なくとも２色の染料にて構成し、そのうちの１色の染料を塩基性染料とし、他の１色の染料を酸性染料、反応性染料及び直接染料をから選ばれた少なくとも１種の染料として両色混合した単一の染料溶液、特に色の異なる塩基性染料と酸性染料を混ぜた染料溶液）を用いれば、立木の上下について、１箇所のみに導入孔を設けてその箇所のみから染料の注入を行うものとしても、染料を構成する色を、上述の現象によって、分離させ、また、両色間にグラデーションを発現させることができるため（１本の立木の上下について異なる箇所に導入孔を設ける必要がなく）、穴あけや染料溶液の作成の面から立木染色の作業性が改善され生産性が向上して好ましい。
時期の選択（３〜１１月）により、1 〜３週間の短期間の注入で使用可能木材部位が染色でき、生産性が向上して好ましい。
染料水溶液の注入は特に加圧の必要は無いが、加圧して注入しても良い。

染色工程において、立木に染料溶液を注入する染色期間は約２週間から１ヶ月程度行われる。即ち、当該期間中、継続して（連続して）染料の立木への注入が行われる。特に、染色期間は、２０日とするのが好ましい（通常２０日で立木内にて色が回り、それ以上継続すると、色が回りすぎて好ましくないからである）。染色工程は、染色期間の終了により、完了する。

次に、伐採工程について説明する。
伐採工程は、上記の染色工程の完了後、直ちに、伐採する工程である。
通常、装飾性に優れた染色部位は、即ち、使用可能木材部位は、樹木によって異なるが、立木１００の幹の（下方の）導入孔１から上方へ、約５ｍ以内の範囲、より好ましくは約３ｍ以内の範囲である。従って、特に、伐採により、この部位を切り出す。

伐採工程にて、伐採した樹木は、次の乾燥工程にて、乾燥させる。具体的には、伐採した樹木を、板材や、角材、丸材にし、雨露をしのげる露天又は屋内にて放置する。染色した木材は、１ヶ月以上放置すればよく、通常１〜２ヶ月放置する。特に１．５ヶ月以上放置するのが好ましい。乾燥期間の上限については、特に制限はない（１，２年放置しても品質に問題はない）。
また当該工程において、必要に応じて、伐採後、乾燥による割れなどを避けるための芯刳りを行う。詳しくは、染色工程によって、染色されるのは、導管にて吸水を行うことが可能な樹木内部の表皮寄りの部位であり、樹木の中心部分はそのような活性がないので、染色されず、また、放置することによって、割れの原因となるので、このような芯を除去するのが好ましい。
染色木材（各種製品の原材料）を目的（商品）とする場合は、この乾燥工程にて、全工程を完了することもできる。

乾燥工程後の、加工工程において、上記乾燥工程を経て得られた染色木材から、建材、家具、身の回り品などの最終製品までの加工を行う。即ち、この加工工程にて、多色木材を用いた製品の製造工程が完了する。この加工工程での加工については、染色木材を用いるからといって、特に、他の木材に対して行う通常の加工と変わるところはない。

目的とするものが、置物やブローチなどの装飾品である場合は、木材全体に染色による発色部位を備えた木材を用いるのが一般的であり、上記の一般的な加工工程で最終製品を得るものとすることができる。一方、建材や家具などの大量の木材を要するものについては、貴重な染色木材をそのまま利用するのでは、コストが高くつき、また、需要に対して十分な供給を図ることができない。
そこで、このような場合、大量生産に対応すべく、当該加工工程において、例えば、目的とする製品が、家屋の内装に用いる化粧板などの場合、図２（左方）へ示すように、全体に染色が行き渡らずにその一部のみに染色部位ｍを備えた木材を所定の寸法の（例えば縦１０ｃｍ・横８０ｃｍ程度の）板材ｖに加工し、この板材ｖを、接着剤にて、複数結合して、図２（右方）へ示すように、一枚の化粧板（結合物ｗ）を形成する。

このように、最小単位となる構造物（板材ｖ）を複数組み合わせることにより、木材単独では、染色が行き渡らない部位の存在にて、使い物にならなくても、集合物（結合物ｗ）として、装飾性の高い製品を得ることができ、大量生産の要求に答えることができる。
上記の構造物の結合手段は、接着剤に限定するものではなく、蟻継など、周知の種々の結合手段を採用することができる。
また、上記通り単位構造物を矩形の板材にするものに限定するものではなく、他の形状や寸法を取ることが可能である。例えば、板材以外に、角材や、丸材に形成することもできる。また。板材にする場合も、矩形以外の形状に形成することもできる。
更に、多色木材の挽き粉や、おが屑、チップなどの木片を接着剤にて結合して、最終製品や構造物を形成することも可能である。また、ベースとなる他の板材の表面に、接着剤にて、当該多色木材の挽き粉などの木粉、おが屑、チップなどの小片を接着して、構造物とすることもできる。木粉としては、おが粉の他、荒く砕いた粒状、さいころ状、柱状、針状などの木粉が例示できる。
更に、木材を、上記のような木屑とするのではなく、樹木の表皮側より内部側へかけて、連続して薄皮状に剥いてゆき、一連の帯状体として染色木材を採取するものとしても実施可能である。このような帯状体として採取した染色木材を他の板状体の表面に貼れば、効率よく、また装飾性の高い板材を、形成することができる。このように、染色木材を、薄皮状にして厚みの小さいものとすれば、一本の樹木から大量に採取できるので、材料コストの面でも有利である。

立木染色木材は染料で染色されているため、顔料による着色に比べて太陽光や蛍光灯等の光に対する耐候性が劣る。しかし、立木染色木材から作成された構造物や染色木材の表面に、有機あるいは無機微粒子の紫外線防止剤を０．０１〜３％、好ましくは０．１〜１％含有する有機あるいは無機の皮膜を形成すると、構造物の表面の色相の耐候性が向上して好ましい。皮膜を形成には塗料が有効に用いられる。有機系紫外線防止剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸系、シアノアクリレート系紫外線防止剤が、無機微粒子の紫外線防止剤としては酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化チタン等が例示できる。無機微粒子の紫外線防止剤は皮膜からのブリード性が少なく好ましい。

上述の実施の形態において、立木に対して上記の染色工程を施す時期、即ち立木染色の時期（染料の注入から伐採までの時期）としては、５月〜１０月がより好ましく、６月〜９月がさらに好ましく、７月〜８月が特に好ましい。６月から９月の間に立木を染色すると染色比率の高い立木染色木材が短期間で安定して生産でき、また染色部位の染色濃度も均一に濃く染まりやすく、好ましい。樹木は導管の毛細管現象や葉の蒸散作用等により季節を問わず根から水を吸い上げ枝や葉に水分や養分を供給しているものであり、樹木の導管中ではその根から枝や葉に向けて水が流れている。一般に、幹に注入した染料水溶液は導管を流れる水とともに根元から枝や葉に向けて運ばれ幹の内部を染色すると考えられ、このことから常緑樹や針葉樹のように常時葉を有する樹木はもちろん落葉樹でもたとえ１２月から２月の期間であっても染料水溶液の注入期間を延ばしさえすれば染色比率は増大できると考えられる。しかし、発明者が行った試験結果はそのような予想に反し、１２月から２月の間は染料水溶液の注入期間を延ばしても殆ど染色できず、染色比率が上がらない。一方、３月から１１月の間特に７月から８月においては１〜３週程度の短期間で注入口より上部の使用可能木材部位はほぼ完全に染色できる。

このように、３月から１１月の間に染料を立木に注入する場合、染色に適した、酸性染料、塩基性染料、反応性染料または直接染料、或いはこれらの２種以上を混合した染料を用いて、立木染色を行えば、染色比率の高い立木を得ることができる。前述の実施の形態では、独特な色模様を発現させることを主眼とした（塩基性染料と、酸性染料或いは酸性染料に代わる既述の他の染料を必須の構成要件とした）が、染色比率のみに着目すれば、このように、酸性染料、塩基性染料、反応性染料または直接染料単独で用いて、単色の染色を行うものとしても、染色比率の高い木材を得られるメリットがある。また、当該染料単独にて立木染色するものとしても、樹木の選択や１本の立木の採取箇所の選択によって、濃色から淡色へのグラディエーションを発現させた木材を得ることができる。

また、前述の実施の形態では、染色工程において、目的とする色調の立木染色木材を得るためには幹に設けたそれぞれの注入口に同一の染料（多色混合染料）を用いるものとした。この他、一部の注入口と他の注入口とに、夫々異なった種類の染料溶液を注入しても良い。例えば、立木内部で連絡する下方の注入口１ａ…１ａ（導入孔１…１）の夫々に、異なる色を注入することができる。また、当該注入口１ａ…１ａ（導入孔１…１）の夫々に、多色を混合した染料を注入する場合も、一部の注入口には、赤色と青色とを混合した染料溶液を、他の注入口には、赤色と黄色とを混合した染料溶液を注入するというように、別種の混合染料を注入口夫々に注入して実施することができる。
注入口を立木の上下について異なる３箇所に設ける場合、染色工程において、立木の地上から約３０ｃｍの位置に第１注入口１ａ…１ａ（第１導入孔１…１）を設け、当該第１注入口１ａ…１ａから約２０ｃｍ上方に第２注入口２ａ…２ａ（第２導入孔２…２）を設け、更に、第２注入口２ａ…２ａから２０ｃｍ上方に第３注入口（第３導入口）を設けて実施することができる（図示しない）。この場合も他の構成は図１に示す実施の形態と同様である。
複数の注入口を設ける場合、背景色とする色（染色木材中最も多くを占める色）を注入する注入口の数を最も多いものとしておく。そして、アクセントとなる色を注入する注入口を上記背景色の注入口よりも少ないものとしておく。
上記の例を用いて具体的に説明すれば、第１注入口から背景色を入れる場合、第１注入口の数を、第２注入口の数を第２及び第３注入口の数よりも多いものとする。また、注入口の数を２０個とすれば、そのうちの１個から上記のアクセント色を注入し、残りの１９個から背景色を注入するのが好ましい。但し、これらの数は、例示であり、変更可能である。
尚、上記の各実施の形態において、染料水溶液の注入は、専ら立木の吸水能力を利用するものとしたが、当該吸水能力を利用すると共に、外部から加圧して注入しても良い。

本発明の染色方法で染色した立木染色木材は短期間で高染色比率が得られて生産性に優れかつ独創的な色合いを持ち、木材の高付加価値化用途の多様化に対応できて好ましいものである。本発明の染色方法で染色した立木染色木材の用途としては、柱や銘木、板等の建築用途、椅子や机やドアのノブあるいは装飾家具等の家具類、ペンダント等の装飾具、置物、筆記具等が例示できるがこれに限定されるものではない。特に、本発明の立木染色方法で得られた１本以上の木材を切断して木片または薄片とし、それら木片または薄片の２個以上を接着剤等を用いて結合させ、得られた結合物をそのままあるいは結合物をさらに加工して、柱や板、銘木等の建築用途、椅子や机あるいは装飾家具等の家具類、ペンダント等の装飾具、置物、筆記具等に用いると、立木染色木材の持つ独創的な色合いや高付加価値化がより強化され多様な差別化商品、個性的な商品の作成が可能になり好ましく、またこのような結合や組み合わせを利用することにより、非染色木材部の利用も可能となり、廃材の発生率が大幅に低減できて生産性の向上と高付加価値化に寄与でき好ましい。

また、上記構造物として染色木材を利用することにより、本発明の立木染色方法で得られた１本以上の木材を破砕して着色した木粉とし、その着色した木粉を用いて成型した製品や板等を製品化すると立木染色木材の持つ独創的な色合いや高付加価値化が更に強化され多様な、個性的な商品の作成が可能になり好ましく、また木粉にすることにより、非染色木材部の利用も可能となり、廃材の発生率が大幅に低減できて生産性の向上と高付加価値化に寄与でき好ましい。

以下の実施例において、立木染色試験用の樹木として、下記Ａ〜Ｃの何れについても、山林に生えている幹の直径が最小径部１０ｃｍ、最大径部１５ｃｍの太さのものを用いた。
また、染料水溶液注入用の注入口は、いずれの試験用樹木（染色の対象とする立木）の場合も、樹木の根元から約３０ｃｍ（高さｔ３＝３０ｃｍ）の幹の周面に、それぞれの注入口（導入孔の開口部）の間の間隔がほぼ等しくなるように、ドリルを用いて６個の穴を設けた（導入孔は、幹の上下について、この他の位置に設けない）。染料水溶液注入用の導入孔は直径１．５ｃｍで、いずれの導入孔も幹にほぼ直角でしかも幹の中心部に向かう方向に幹のほぼ中心部に達する深さまで開けた。
これらの注入口のそれぞれにホースをセットし、注入口より７０ｃｍ程高い位置（ｔ３＝７０ｃｍ）に設置した染料液貯蔵用ポリタンクから、そのホースを介してタンク中の染料水溶液を、試験月の初から３週間の間継続して注入した（３週間経過後直ちに伐採した）。染料水溶液が樹木に注入されて染料液貯蔵用ポリタンク中の染料水溶液が空にならないよう注意し、常に補充を行った。
上記にて得られた染色木材を目視にて観察した。

試験用樹木Ａ…使用可能部位約５ｍの杉（針葉樹）
試験用樹木Ｂ…使用可能部位約３ｍのモミジ（落葉広葉樹）
試験用樹木Ｃ…使用可能部位約３ｍのモチ（常緑広葉樹）

試験に用いた染料は、以下の通りである。尚、C.I.はカラーインデックスを示す。

塩基性染料
・C.I.Basic Green 4 （青色：保土谷化学工業株式会社製）
・C.I.Basic Red 18（赤色：保土谷化学工業株式会社製）

酸性染料
・C.I.Acid Red 18 （赤色：住友化学工業株式会社製）
・C.I.Acid Yellow 28（黄色：住友化学工業株式会社製）

反応性染料
・C.I.Reactive Yellow 23（黄色：住友化学工業株式会社製）
・C.I.Reactive Blue 19（青色：住友化学工業株式会社製）

直接染料
・C.I.Direct Red 28 （赤色：住友化学工業株式会社製）
・C.I.Direct Blue 15（青色：住友化学工業株式会社製）

分散染料
・C.I.Disperse Blue 3 （青色：日本化薬株式会社製）
・C.I.Disperse Yellow 42（黄色：日本化薬株式会社製）

立木に注入するための染料水溶液は、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、直接染料、分散染料の単独およびそれら混合品を溶解して０．５％濃度の水溶液とし試験に用いた。
具体的には、次の通りである。尚、以下において、各構成染料について上記のC.I.を省略して示す。

染料１ Basic Green 4 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料２ Basic Red 18（赤色） ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料３ Acid Red 18 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料４ Acid Yellow 28 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料５ Reactive Yellow 23 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料６ Reactive Blue 19 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料７ Direct Red 28 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料８ Direct Blue 15 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料９ Disperse Blue 3 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％
染料１０ Disperse Yellow 42 ０．５重量％
水 ９９．５重量％
合計 １００．０重量％

染料１１ Basic Green 4 ０．２５重量％
Acid Red 18 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％
染料１２ Basic Green 4 ０．２５重量％
Acid Yellow 28 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％
染料１３ Basic Red 18 ０．２５重量％
Acid Yellow 28 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％
染料１４ Basic Green 4 ０．２５重量％
Reactive Yellow 23 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％
染料１５ Basic Red 18 ０．２５重量％
Reactive Yellow 23 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％
染料１６ Basic Red 18 ０．２５重量％
Reactive Blue 19 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％
染料１７ Basic Green 4 ０．２５重量％
Direct Red 28 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％
染料１８ Basic Red 18 ０．２５重量％
Direct Blue 15 ０．２５重量％
水 ９９．５ 重量％
合計 １００．０ 重量％

先ず、染色比率の向上に関する観点から結果の説明を行う。
上記の結果、染料９及び染料１０について、１〜１２月の何れの月に立木染色を行っても、試験用樹木Ａ〜Ｃの何れの使用可能木材部位にも、殆ど染色ができなかった。
即ち、針葉樹である杉、落葉広葉樹であるモミジ、常緑広葉樹である樫のいずれの樹木についても、分散染料単独の染料水溶液では染色時期に関係なく殆ど染色できないことが確認された。
一方、染料１〜８の夫々については、試験用樹木Ａ〜Ｃの夫々に対して、染色時期３月〜１１月の何れの月に染色を行っても、染色比率の良好な単色の染色木材が得られた。また、染料１１〜１８の夫々についても、試験用樹木Ａ〜Ｃの夫々に対して、染色時期３月〜１１月の何れの月に染色を行っても、染色比率の良好な多色の染色木材が得られた。
しかし、染料１〜８及び染料１１〜１８の夫々について、試験用樹木Ａ〜Ｃの夫々に対して、染色時期２月〜１２月の何れの月に染色を行っても、染色比率が１０％以下の染色木材しか得られなかった。染料１〜８及び染料１１〜１８の夫々について、試験用樹木Ａ〜Ｃの夫々に対して、３月〜５月、１０月及び１１月の何れの月に染色を行っても、染色比率は３０〜６０％と１２月から２月の何れかの月に染色を行った場合に比べ著しく向上し、７月と８月の何れの月に染色を行っても、ほぼ１００％の染色比率が得られた。

特に、染料１〜８及び染料１１〜１８の夫々について、試験用樹木Ａ〜Ｃの夫々に対して、７月〜８月の試験期間では染料液注入後１０日〜２週間程度で枝部まで染色され１００％の染色比率の得られる樹木も有り、立木染色の生産性がきわめて良好なことが確認された。３月、４月、５月、１０月、１１月の何れの月に染色した立木についても、その染色面と、６月から９月特に７月又は８月に染色した立木の染色面を比較すると、６月から９月特に７月又は８月に染色した立木の染色面のほうが、色相が濃くまた各面の染色の品位がより均一であり、より高品質な単色および多色染色木材が生産できていることが確認された。

次に装飾性の観点から、説明する。
上記の試験において、２色を混合した染料１１〜１８の夫々について、上記の通り６個の注入口から同時に注入した。例えば染料１１を６個の注入口から同時に注入した。また、染料１２〜１８についても夫々同じものを各注入口から立木へ注入した。
その結果、染料１１を用いた結果については、青色と赤色とが綺麗に分離し、夫々の独立した色が入り組んだ独特の模様を呈した。また、染料１６〜１８の夫々についても、同様に、分離した青色と赤色が夫々の色の独立性を保って入り組んだ独特の模様を呈した。また、採取する部位によって、赤色と青色のグラディエーションが得られた。染料１２と染料１４の夫々については、青色と黄色とが綺麗に分離し、夫々の独立した色が入り組んだ独特の模様を呈した。また、染料１３と染料１５の夫々については、赤色と黄色とが綺麗に分離し、夫々の独立した色が入り組んだ独特の模様を呈した。グラディエーションについても上記と同様に得られた。

このように、染料１２〜１８について、それぞれの構成染料の色が分離して混在し、また、部位によっては、両色の中間階調が発現した独特の模様の多色染色木材が得られ、染色面の全面が均質な発色状態に染色された高品質の多色染色木材が得られた。この点について、塩基性染料の色素イオンは陽イオン性で、酸性染料の色素イオンは陰イオン性のため、混合すると相互作用し混合した染料水溶液の時点では混合色を呈するが、立木に注入されて幹内部を移動する際は塩基性染料と酸性染料（或いは反応性染料や直接染料）それぞれを独自移動するため多色に染まるものと推察される。塩基性染料と酸性染料（或いは反応性染料や直接染料）を混ぜて染色する方法によれば、１本の立木の使用可能木材部位において、芯を除くほぼ全域に渡り、多色染色面を持つ染色木材が得られ、一本の立木から効率良く染色木材を採取できることが明らかになった。
一方、上記のように２色の混合染料を作成するのではなく、異なる色の塩基性染料（青色／Basic Green 4 ）と酸性染料（赤色／Acid Red 18 ）の染料水溶液を異なる注入口から注入した場合、根元注入部分では赤と青の異なる色相の染色面が別々に表れ、また上部では赤と青の染料の混在した独創的な染色面が得られた。しかし、使用可能木材部位全体を赤と青の染料の混在した独創的な染色面にすることは困難であった。

本発明の立木染色方法で得られた赤（直接染料／Direct Red 28 即ち染料７）に染色した杉、及び、赤（酸性染料／Acid Red 18 即ち染料３）と青（塩基性染料／Basic Green 4 即ち染料１）に染色した杉を切断して木片または薄片とし、それら木片または薄片を、接着剤等を用いて結合させて結合材とし、それを用いて机および柱等の構造物を作成した。このような結合や組み合わせることにより、立木染色木材の持つ独創的な色合いがより強化された集成材が作成できた。またこのような結合や組み合わせることにより、非染色木材部や杉のように幹の中心部が染まらない木種の中心部も、立木染色木材と結合、組合わせて用いることができ、廃材の発生率が大幅に低減でき、生産性が向上した。
本発明の立木染色方法で得られた赤（直接染料）と青（塩基性染料）に単独着色したモミジを粉砕して縦横１ｍｍ程度の着色木粉を得た。縦８０ｃｍ、横１２０ｃｍ、厚さ５ｃｍの集成材表面に接着剤を均一に塗布し、その上にこの着色木粉を均一に散布し、乾燥させた。独創的で色鮮やかな高付加価値の着色木板を得ることができた。
本発明の立木染色方法で得られた赤（酸性染料／Acid Red 18 即ち染料３）と青（塩基性染料／Basic Green 4 即ち染料１）の混合液を用いて着色した樫を切断して２個の木片を作成し、一方の木片上に酸化亜鉛微粒子系紫外線防止剤（ハクスイテック株式会社製／大阪市北区豊崎３丁目９番７号）および有機系紫外線防止剤（ベンゾトリアゾール系、シーソープ７０２ 白石カルシウム株式会社製／尼崎市元浜町４−７８）を各々０．５％および添加したウレタン塗料を、他方の木片上に紫外線防止剤未添加の油性ウレタン塗料を塗布し、乾燥後雨に当たらないようにしながら天日に３月間曝した。酸化亜鉛微粒子系紫外線防止剤０．５％および有機系紫外線防止剤０．５％添加のウレタン塗料を塗布した木片の着色は殆ど変化が無かったが、紫外線防止剤未添加のウレタン塗料を塗布した木片の着色はやや退色した。有機系紫外線防止剤０．５％添加のウレタン塗料を塗布した塗膜面には紫外線防止剤がブリードしたと思われる白濁が認められた。
尚、本実施例において、染料１〜１８の夫々について、染料成分を０．５重量％（水９９．５重量％）とした（染料１１〜１８については、第１染料と第２染料とを夫々０．２５重量％として合計０．５重量％とした）。この他、上記染料１〜１８において、染料成分を２重量％（水９８重量％）として実施しても（この場合、染料１１〜１８については、第１染料と第２染料とを夫々１重量％として合計２重量％とした。）、染色比率の向上の面でも装飾性の面でも、上記の実施例と同様の結果が得られた。

立木に染料を注入する方法を示す説明図である。 本発明の立木染色方法にて得られた組成物の、製造の一過程を示す説明図である。

符号の説明

１ 導入孔
２ 導入孔
１００ 立木

Claims (5)

1. 立木の吸水能力を利用して、立木内部に染料を注入する立木染色方法において、
   酸性染料、反応性染料及び直接染料から選ばれる染料の１種以上と、塩基性染料とを用いて、立木を染色する立木染色方法。
2. 立木の吸水能力を利用して、立木内部に染料を注入する立木染色方法において、
   ３月〜１１月に、立木へ染料を注入する請求項１記載の立木染色方法。
3. 請求項１又は２記載の立木染色方法で染色した立木を用いた染色木材。
4. 請求項１又は２記載の立木染色方法にて得られた１本以上の染色木材に、切断等の加工を施して、木片または木粉とし、それら木片または木粉の２個以上を結合させ、得られた結合物を用いて構成された構造物。
5. 請求項３又は４記載の染色木材又は構造物の表面に、紫外線防止剤を含有する皮膜を形成したことを特徴とする染色木材又は構造物。

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