JP4941726B2

JP4941726B2 - 変色木材の漂白方法

Info

Publication number: JP4941726B2
Application number: JP2007004002A
Authority: JP
Inventors: 幸男嘉手苅
Original assignee: Okinawa Prefectural Government
Current assignee: Okinawa Prefectural Government
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: JP2008168514A

Description

本発明は、変色木材の漂白方法に関し、更に詳細には、青変菌などのカビにより汚染・変色された木材の漂白方法に関する。

原木などから製材した木材は、カビ等に汚染される結果変色し、木材としての商品価値が低下することがよくある。従来、このような木材の変色は、亜塩素酸ナトリウムを使用して除去されているが、この方法により除去できる変色は、木材表面でのみ生育するカビによるものに限られていた。

ところで、特に青カビ、黒カビ等の青変菌は木材の中に侵入して内部の木材組織中を深く汚染することが知られており、このような青変菌による汚染は、青いメラミン色素が沈着、変色することからブルーステインと称されている。

この青変菌等による汚染を除去するためには、亜塩素酸ナトリウムを使用するだけでは不十分で、亜塩素酸ナトリウムとエチレンジアミン四酢酸ナトリウム（ＥＤＴＡ）又は金属塩とを併用し、木材を処理することが報告されている（特許文献１）。また、二塩素化イソシアヌール酸ナトリウム１０％水溶液で木材を処理すると木材素地を傷めることがなく汚染を漂白除去できることも報告されている（非特許文献１）。

特開昭５９−２０７２０４号公報「木材利用の化学」、共立出版株式会社、１９８３年３月１日発行

しかしながら、上記したような漂白処理では汚染木材表面のみの汚染の除去にとどまるため、木材の組織内部に深く侵入した青変菌によるブルーステインの除去は困難である。また、処理に使用する塩素系漂白剤がｐＨによっては分解することがあり、急激なガスの発生や木材素地の損傷が発生したり、使用する薬剤が高価である等の問題がある。

従って、本発明は木材素地の損傷を防ぎつつ、木材の内部組織に深く侵入した青カビ等のカビによるブルーステインの除去を効果的に行うことのできる、経済的な木材漂白技術の提供を課題とするものである。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の薬剤溶液を組み合わせ、これらで順次処理することにより、青変菌等のカビで変色した木材からブルーステインを効果的に除去できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明はカビにより変色した木材の表面を、アルカリ性の次亜塩素酸もしくはその塩の溶液、アルカリ性の過酸化水素溶液およびアルカリ性の次亜塩素酸もしくはその塩の溶液で順次処理することを特徴とする変色木材の漂白方法である。

また、本発明は上記の変色木材の漂白方法を行うことにより得られる木材である。

本発明の変色木材の漂白方法は、安価であり、青変菌等のカビにより汚染された木材から変色の除去を効果的に行うことができ、しかも、素地を損傷させない優れた方法である。

従って、本発明の変色木材の漂白方法は、これまでは矢板としての利用や廃棄されていた青変菌等のカビによる汚染木材を、家具、建築内装材、工芸品等として利用可能とするための方法である。

本発明の青変菌汚染木材の漂白方法（以下、単に「本発明漂白方法」という）は、青変菌等のカビにより汚染され、変色された木材を、アルカリ性の次亜塩素酸もしくはその塩の溶液（以下、「薬剤溶液（ａ）」という）、アルカリ性の過酸化水素溶液（以下、「薬剤溶液（ｂ）」という）およびアルカリ性の次亜塩素酸もしくはその塩の溶液（以下、「薬剤溶液（ｃ）」という）で順次処理するものである。

本発明漂白方法に用いられる薬剤溶液（ａ）のアルカリ性の次亜塩素酸溶液は、溶液中に次亜塩素酸が含まれ、そのｐＨがアルカリ性であれば特に限定されず使用される。このようなアルカリ性の次亜塩素酸溶液としては、例えば、次亜塩素酸を２.３〜４.９質量％（以下、単に「％」という）程度、好ましくは４.９％程度の濃度で含み、そのｐＨが１３.１〜１３.６程度、好ましくは１３.４〜１３.６程度であるものが挙げられる。この溶液の、次亜塩素酸の供給源としては、次亜塩素酸や、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等のその塩が挙げられる。また、この溶液のｐＨをアルカリ性に調整するには水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質が使用される。

また、本発明漂白方法に用いられる薬剤溶液（ｂ）のアルカリ性の過酸化水素溶液は、溶液中に過酸化水素が含まれ、そのｐＨがアルカリ性であれば特に限定されない。このようなアルカリ性の過酸化水素溶液としては、例えば、過酸化水素を１９.８〜３５.３％程度、好ましくは２９.７〜２９.８％程度の濃度で含み、そのｐＨが７.５〜８.４程度、好ましくは７.５〜７.８程度であるものが挙げられる。この溶液のｐＨをアルカリ性に調整するには水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質が使用される。

更に、本発明漂白方法に用いられる薬剤溶液（ｃ）のアルカリ性の次亜塩素酸溶液は、溶液中に次亜塩素酸が含まれ、そのｐＨがアルカリ性であれば特に限定されない。このようなアルカリ性の次亜塩素酸溶液としては、例えば、次亜塩素酸を２.３〜４.９質量％（以下、単に「％」という）程度、好ましくは４.９％程度の濃度で含み、そのｐＨが１３.１〜１３.６程度、好ましくは１３.４〜１３.６程度であるものが挙げられる。この溶液の、次亜塩素酸の供給源としては、次亜塩素酸や、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等のその塩が挙げられる。また、この溶液のｐＨをアルカリ性に調整するには水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質が使用される。なお、この薬剤溶液（ｃ）は上記薬剤溶液（ａ）と同じものであっても、また異なるものであっても構わない。

更に、本発明方法で使用する各薬剤溶液、特に、薬剤溶液（ａ）および薬剤溶液（ｃ）のアルカリ性の次亜塩素酸溶液には、漂白効果を増強するために、界面活性剤を添加してもよい。このような界面活性剤としては、非イオン系界面活性剤または両性イオン系界面活性剤が挙げられ、これらの中でも非イオン系界面活性剤が好ましい。非イオン系の界面活性剤の中でも特にポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートが好ましい。このポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートは、例えば、Ｔｗｅｅｎ２０（関東化学製）等として市販されているので、これを利用しても良い。また、これら界面活性剤の各薬剤溶液への添加量は、特に限定されないが、例えば０.０１〜０.０５％程度、好ましくは０.０１５〜０.０４０％程度である。

本発明による青変菌等のカビで汚染された変色木材（以下、「変色木材」という）の処理は、次のようにして行われる。すなわち、まず、薬剤溶液（ａ）で製材された変色木材を処理し、当該薬剤溶液を浸透させた後、乾燥させる。次に、薬剤溶液（ｂ）でこの変色木材を処理し、当該薬剤溶液を浸透させた後、乾燥させる。最後に、薬剤溶液（ｃ）で上記変色木材を処理し、これを浸透させた後、乾燥させればよい。

上記において、薬剤溶液（ａ）による処理は、変色木材表面に薬剤溶液（ａ）を浸透させることができればよく、その条件は特に限定されないが、例えば、変色木材面積に対し１回あたり１２５〜１７５ｍｌ／ｍ^２程度、好ましくは１３０〜１７０ｍｌ／ｍ^２程度の量を使用して行うことが好ましい。また、薬剤溶液（ａ）を変色木材に浸透させるには、例えば、上記量の各薬剤溶液を着変色木材に刷毛等で塗布あるいは、スプレー等で噴霧するか、変色木材自体を薬剤溶液の入った容器に浸漬する等すればよい。これらの中でも薬剤溶液を変色木材に刷毛で塗布することが好ましい。また、薬剤溶液（ａ）で処理した後の変色木材は、風乾等で乾燥させればよい。なお、薬剤溶液（ａ）による浸透処理は複数回、好ましくは４回程度繰り返すことが好ましい。

また、薬剤溶液（ｂ）による処理は、変色木材表面に薬剤溶液（ｂ）を浸透させることができればよく、その条件は特に限定されないが、例えば、変色木材面積に対し１回あたり１５０〜２００ｍｌ／ｍ^２程度、好ましくは１５５〜１９５ｍｌ／ｍ^２程度の量を使用し、行うことが好ましい。また、薬剤溶液（ｂ）を用いる変色木材の処理は、例えば、上記量の各薬剤溶液を変色木材に刷毛等で塗布あるいは、スプレー等で噴霧するか、変色木材自体を薬剤溶液の入った容器に浸漬する等すればよい。これらの中でも薬剤溶液を変色木材に刷毛で塗布することが好ましい。また、薬剤溶液（ｂ）で処理した後の変色木材は、風乾等で乾燥させればよい。なお、薬剤溶液（ｂ）による浸透処理は複数回、好ましくは４回程度繰り返すことが好ましい。

更に、薬剤溶液（ｃ）による変色木材の処理は、変色木材表面（ｃ）に薬剤溶液を浸透させることができればよく、その条件は特に限定されないが、例えば、木材面積に対し１回あたり１２５〜１７５ｍｌ／ｍ^２程度、好ましくは１３０〜１７０ｍｌ／ｍ^２程度の量を使用して行うことが好ましい。この薬剤溶液（ｃ）を変色木材に浸透させるには、前記薬剤溶液（ａ）で処理するのと同様とすればよい。

以上説明した工程により、変色木材の変色が漂白され、きれいな木材表面を得ることができるが、より高い効果を得るためには、薬剤溶液（ａ）で処理する前に、前処理として変色木材をエタノール水溶液で処理することが好ましい。この前処理で使用するエタノール水溶液としては、エタノールが９４.８〜９９.５ｖ／ｖ％程度、好ましくは９９.０〜９９.５ｖ／ｖ％程度含まれているエタノール水溶液を挙げることができる。このエタノール水溶液による前処理は、変色木材表面にエタノール水溶液を浸透させることができればよく、その条件は特に限定されないが、例えば、変色木材面積に対し５００〜８００ｍｌ／ｍ^２程度、好ましくは５００〜７００ｍｌ／ｍ^２程度の量で行えばよい。エタノール水溶液による処理方法は上記した各薬剤溶液による処理と同様でよい。

本発明漂白方法で漂白することのできる変色木材の原木としては、カビで汚染され、変色が発生するものであるが、特に青変菌による変色が著しい原木、例えば、リュウキュウマツ等のマツ科マツ属、ゴムの木等のクワ科フィカス属、南洋杉等のナンヨウスギ科ナンヨウスギ属等に適用し、優れた効果を得ることができる。

叙上の本発明漂白方法によれば、漂白された木材を得ることができる。この漂白された木材については、更に、染色、塗装等を行っても良く、このような処理をした木材は、家具、建築内装材、工芸品等の原料として利用することができる。

実施例１
青変菌汚染木材の漂白処理の検討：
漂白処理に用いる薬剤溶液を以下の表１に示した。この薬剤溶液を用いて、各面を鉋がけした青変菌汚染木材（リュウキュウマツ：１２ｃｍ×８ｃｍ×２ｃｍ）を以下の漂白処理方法で処理した。各薬剤溶液は青変菌汚染木材の片面にのみ刷毛で塗布し、その後、材面にぬれが無くなるまで乾燥させた。この薬剤溶液の塗布、乾燥サイクルを「１回処理」とし、所定回数繰り返した。なお、前記１回処理においては次亜塩素酸ナトリウムを含む薬剤溶液は青変菌汚染木材の片面に対して１.５ｍｌとなる量で塗布し、また、過酸化水素を含む薬剤溶液は１.８ｍｌとなる量で塗布した。また、漂白処理後の木材を風乾し、以下の評価基準により評価した。その結果を表２に示した。

＜漂白処理方法＞
漂白処理１：薬剤溶液１で３回処理
漂白処理２：薬剤溶液２で４回処理後、薬剤溶液３で４回処理
漂白処理３：薬剤溶液４で４回処理後、薬剤溶液５で４回処理
漂白処理４：薬剤溶液６で４回処理後、薬剤溶液７で４回処理後、薬剤溶液６で４回
処理
漂白処理５：薬剤溶液８で４回処理後、薬剤溶液９で４回処理後、薬剤溶液８で４回
処理
漂白処理６：薬剤溶液１０で４回処理後、薬剤溶液１１で４回処理後、薬剤溶液１０
で４回処理

＜漂白作用評価基準＞
（評点）：（内容）
３：青変菌汚染木材の着変色が全く認められない（漂白作用が高い）
２：青変菌汚染木材の着変色の一部が薄く残っている（漂白作用がややある）
１：青変菌汚染木材の着変色が残っている（漂白作用が低い）
０：青変菌汚染木材の着変色に変化がない（漂白作用が無い）

以上の結果より、アルカリ性の次亜塩素酸溶液単独で処理またはアルカリ性の次亜塩素酸溶液とアルカリ性の過酸化水素溶液で処理しただけでは漂白作用が低いことがわかった。また、次亜塩素酸溶液、酸性の過酸化水素溶液および次亜塩素酸溶液で処理しただけでは青変菌汚染木材に対する漂白作用は全くなかったことがわかった。一方、アルカリ性の次亜塩素酸溶液、アルカリ性の過酸化水素溶液およびアルカリ性の次亜塩素酸溶液で処理した場合には青変菌汚染木材に対する漂白作用が高く、更に前記アルカリ性の次亜塩素酸溶液に界面活性剤を添加した場合には、漂白作用がより増強されることがわかった。また、木材素地の損傷はなかった。

実施例２
青変菌汚染木材の漂白処理における前処理の検討：
実施例１で示された青変菌汚染木材に対する漂白処理の効果を高めるための前処理について検討した。実施例１の漂白処理５を行う前に、以下の前処理方法で前処理を行った。また、前処理および漂白処理後の木材を実施例１と同様にして評価した。その結果を表３に示した。

＜前処理方法＞
前処理１：メタノール溶液（９９.５％濃度）を刷毛で青変菌汚染木材の片面に対して
５ｍｌとなる量で塗布し、乾燥させた
前処理２：エタノール溶液（９９.５％濃度）を刷毛で青変菌汚染木材の片面に対して
５ｍｌとなる量で塗布し、乾燥させた

以上の結果より、前処理としてエタノール溶液を塗布することにより、その後の漂白処理による漂白作用が増強されることがわかった。

実施例３
青変菌汚染木材の漂白処理前後の状態の検討：
実施例２と同様に前処理２と漂白処理５を行った青変菌汚染木材の漂白処理前後におけるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値および色差を分光測色計により測定した。更に、前処理２と漂白処理５を行った青変菌汚染木材の漂白処理前後の木材１および木材２の状態を図１に示した。

漂白処理後の青変菌汚染木材の明度Ｌ^＊は木材１〜６のいずれにおいても上昇し、白色度が大きくなった。色彩ａ^＊は赤方向が減少した。これに対し色彩ｂ^＊は黄色方向へ増加し、各色差ΔＥも大きくなった。これより青変菌汚染木材の変色部分が除去され、漂白処理効果が高いことがわかった。

実施例４
青変菌汚染木材の漂白処理：
青変菌汚染木材に実施例３と同様に前処理２を行い、更に、表５に記載の薬剤溶液を用いて以下の漂白処理を行った。なお、漂白処理の条件は実施例１と同様とした。また、漂白処理後の木材を実施例１と同様にして評価した。その結果を表６に示した。

＜漂白処理方法＞
漂白処理７：薬剤溶液１２で４回処理後、薬剤溶液１３で４回処理後、薬剤溶液１２
で４回処理

以上の結果より、青変菌汚染木材の変色部分が除去され、漂白処理効果が高いことがわかった。

本発明の変色木材の漂白方法は、これまでは矢板としての利用や廃棄されていた変色木材の変色を漂白できるものである。

そして、漂白された変色木材は、家具、建築内装材、工芸品等として利用可能なものである。

青変菌汚染木材の漂白処理前後における木材１および木材２の状態を示す図面である。

Claims

カビにより変色した木材の表面を、エタノール水溶液で前処理し、次いでアルカリ性の次亜塩素酸もしくはその塩の溶液、アルカリ性の過酸化水素溶液およびアルカリ性の次亜塩素酸もしくはその塩の溶液で順次処理することを特徴とする変色木材の漂白方法。
アルカリ性の次亜塩素酸もしくはその塩溶液に、界面活性剤を添加する請求項第１項記載の変色木材の漂白方法。
界面活性剤が、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートである請求項第２項記載の変色木材の漂白方法。
カビにより変色した木材が、青変菌により変色した木材である請求項第１項ないし第３項の何れかの項記載の変色木材の漂白方法。