JPH0135721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、木材単板の染色方法に関し、その目
的とする所は本願発明と同一の出願人による特願
昭55−131093号発明をさらに発展させ、単板内に
辺材部と心材部が混在する場合や、節やあて材な
どの木材組縮上の大きな粗密を有する単板をも木
材組織を劣化させることなく均一な色彩に染色す
る方法を提供することにある。

すなわち、特願昭55−131093号発明は木材単板
のムラ染めを防止して内部まで均一に木材組織を
劣化させることなく堅牢に染色するために、木材
単板内に不均染性染料と緩染剤を添加配合せしめ
た染料液を染料分子が木材へ急速に染着しない程
度の温度状態に保持して注入浸透させて後、養生
する方法である。しかしながら上記発明の方法に
おいても木材単板内に存する木材組織上の大きな
粗密部分、例えば辺材部と心材部が混在する場合
や、節やあて材あるいはぬか目やもめなどがある
場合にはどうしても染料の浸透に差異を生じ、粗
な部分は濃く、密な部分は淡く染色されて均一な
色に染色することは難しい場合があつた。

そこで、本発明者はそれらの問題点を解決する
ため、更に種々の染色方法を検討し、木材染色の
前処理方法を工夫することによりムラ染めなく均
一に染色する本発明の方法を完成したものであ
る。

すなわち、本発明は木材中へ染料液を減圧加圧
注入法により浸透拡散せしめて染色する木材単板
染色法おて、まず木材単板を容器に封入し、分子
量が5000以上の親水基を有する合成樹脂液を注入
する第１工程、ついで該単板を容器より取り出し
乾燥する第２工程、つぎに該乾燥単板を再び容器
に封入して不均染性酸性染料と緩染剤を添加配合
せしめた染料液を染料分子が木材へ急速に染着し
ない温度状態に保持して木材単板へ浸透拡散せし
める第３工程、つづいて該単板を容器より取り出
し水分の飛散を防止しながら養生することにより
染料分子を木材へ染着せしめる第４工程、以上の
４工程よりなる木材単板の染色方法に係り、その
最も特徴とする点は、あらかじめ木材単板中に存
する細胞膜間や細胞膜中の粗大な空隙に親水基を
有する分子量が大きな合成樹脂を注入しておいて
単板全体の空隙の大きさをほぼ一定に揃えること
により、後工程における染料分子の吸着量を出来
るだけ均一にして染色することにある。

以下、本発明を詳細に説明する。

まず第１工程として、各種厚さの単板を容器に
封入した後、容器内を減圧て単板中の水分や空
気、その他染色に有害な揮発生物質を除去し、分
子量5000以上の親水基を有する合成樹脂液を注入
する。

ここで、容器は減圧、加圧、加温し得る容器で
あることが後工程の染色条件を機械的にコントロ
ールできるため、染色の再現性に優れていて好ま
しい。

また、減圧条件としては容器の容量、単板の厚
さ、形状、樹種、含水率などの条件により決定し
なければならないが、本発明によれば通常、水銀
柱で１mmHg〜100ｍHgで、時間は５〜60分の範
囲である。

なお、あらかじめ単板を界面活性剤あるいは脱
色漂白剤を添加した温水で処理し、木材中の有色
成分および油分その他染色を阻害する物質を除去
し乾燥するなどの前処理を行つておくと、減圧条
件をさら緩和でき、染色性も向上して好ましい。

第１工程で木材単板中へ分子量5000以上の親水
基を有する合成樹脂液を注入するのは、染料分子
が結合する木材の部位は細胞膜のミセル間隙であ
り、その間隙の幅は非常に狭いことが知られてい
る。

ところが、細胞膜中の間隙の幅は細胞膜のミセ
ル間隙と比較すると広い部分が多く、その様な部
分には染料分子が容易に浸入し、色濃く染色され
てしまう。そのため、あらかじめ親水基を有する
分子量5000以上の合成樹脂液で木材細胞膜中の大
きな間隙をある程度充填しておくと、木材細胞膜
中の間隙の大きさはある程度の大きさに揃えら
れ、全体的に均一に染色することが出来るためで
ある。

そこで、分子量が5000以上の合成樹脂で、木材
への注入や充填が容易、しかも後工程における水
やアルコール類を容媒とする染料の染着作用を阻
害せず、染料ともなじみの良い合成樹脂を検討
し、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコ
ール、ポリプロピレングリコールなどを選定し
た。

ついで第２工程として該合成樹脂を注入した単
板を容器より取り出し含水率が約20％以下程度に
まで乾燥する。この工程は第３工程における減圧
時にも単板内の合成樹脂を容易に流出させないた
めと染料液の単板内への浸透をより容易にするた
めである。

つぎに第３工程として該乾燥単板を再び容器に
封入して減圧状態とし、該減圧状態の容器中に不
均染性酸性染料と緩染剤をそれぞれ１種又は２種
以上添加配合せしめた染料液を染料分子が単板へ
急速に染着しない程度の温度状態に保持して注入
し、容器内の単板をこの染料液に浸漬し、その
後、前記温度状態を保持したまま圧縮空気を導入
して加圧することにより単板中に染料分子を浸透
拡散せしめる。

ここで、本発明に不均染性酸性染料（不均染性
酸性アゾ染料、不均染性酸性アントラキノン染
料、不均染性金属錯塩アゾ染料等）を使用するの
は、染色された単板は、通常、合板などの他材料
に接着されたり、上塗り塗装などの加工を施され
て使用され、染色のみの加工で使用されることは
ほとんどない。

又、木材加工用接着剤としては酢酸ビニル樹脂
や尿素樹脂系などの水溶性や酸性接着剤を使用
し、塗料としてはMEK、アセトン、トルエン等
を溶剤とし強酸を硬化剤として添加したアミノア
ルキツド樹脂塗料が最も一般的に使用されてい
る。従つて、染料も耐日光、耐酸、耐水、耐溶剤
性に優れたものでなくてはならず、不均染性酸性
染料が前記の条件を最も満足しているためでもあ
る。

緩染剤は木材への急速な染着を抑制するために
添加するもので、安息香酸エステルスルホン酸ソ
ーダなどのスルホン酸塩類、高級アルコール系や
アニオン系の界面活性剤などを用いる。添加量
は、通常、単板の重量に対して１％〜10％の範囲
が適当である。

染料液を染料分子が木材へ急速に染着しない程
度の温度、つまり、温度範囲として20℃〜60℃に
保持して注入するのは、60℃以上になると木材表
面への急激な染着が生じて単板内部まで均一な染
色が行われにくくなるし、また20℃以下になると
染料液中の染料が析出して染料濃度が低下するた
めである。また、染料液の温度を保持する方法
は、あらかじめ染料液を容器外で20℃〜60℃加温
して容器内に注入し、注入後は容器外より蒸気加
熱、電熱加熱などによつて加熱することにより行
なう。

加圧条件としては、２Kg／cm²〜20Kg／cm²の圧縮
空気をコンプレツサーなどを用いて導入し、30〜
数時間加圧するとよい。

なお、前記の染料液中に分子量3000以下の親水
基を有する合成樹脂、例えばポリエリレングリコ
ールやポリビニルアルコール、ポリプロピレング
リコールなどを同時に添加して木材単板中へ注入
すると、該合成樹脂は染料を良く溶解するととも
に木材繊維とも結合し易いため、第１工程ですで
に単板中に注入されている分子量の大きな合成樹
脂とも第４工程の養生中によく馴染んで一層均一
にムラなく染色出来て好ましい。

次に、第４工程として該容器内圧力を大気圧に
して容器内より単板を取り出し水分の飛散を防止
しながら養生して染料分子と木材の結合を行なわ
しめる。養生期間は温度条件により選定される
が、本発明によれば、20℃〜60℃、好ましくは60
℃〜120℃の範囲で10〜48時間程度の条件であれ
ばよい。20℃以下程度の温度では養生時間が非常
に長時間必要で効率が悪い。

一方、120℃以上の温度になると養生時間は短
縮出来るが単板が脆化しやすくなり好ましくな
い。尚、容器内の染料液は容器外に取り出して再
度使用することができるのである。

なお、養生中に単板面より水分が飛散すると単
板の表層のみが濃色になつて、色ムラとなること
があるため、単板全体をポリプロピレンフイルム
などで被覆するか、高温高湿の室内などで養生し
なければならない。

以上の工程後に、単板を平行含水率（12％〜15
％）程度まで加熱乾燥すると、染料分子と木材と
の結合は一層促進され、より堅牢性のよい染色単
板が得られるものである。

本発明は上述の染色方法によつたので、以下に
列挙する効果を有するものである。

(1) 部分的に木材組織上大きな粗密を有する単板
でも内部までムラなく均一に染色できる。

(2) 高温処理を施さないので、木材質を劣化させ
ることなく、淡い色彩の染色ができる。

(3) 単板内に親水基を有する合成樹脂を注入して
いるので、木材単板の耐割れ性能や耐変色性能
が改良され、該単板を多数枚積層接着して人工
木目化粧板を製造する原料単板などとして用い
ると人工木化粧単板の物理的、化学的性能が改
良される。

(4) 染色液が再使用できるために経済的で、かつ
公害の問題がないものである。

(5) 工程および設備が簡潔であるために低廉かつ
能率的に均一な単板染色を行なうことができ
る。

次に、本発明の実施例を以下に示す。

実施例 １ 容量２トンの減圧・加圧・加温し得る容器に
（厚さ）0.7mm×（巾）600mm×（長さ）2700mmの南
洋材である辺材部と心材部が混在したマンガシノ
ロ単板500枚を挿入し、容器内を水銀柱10mmHgに
減圧して、単板中の水分・細胞膜中の空気・その
他木材中の揮発性物質を除去するために30分間減
圧し、次いで分子量が50000〜7000のポリエチレ
ングリコール10重量部を温水100重量部に溶解し
た溶液を注入した。

つぎに該単板を容器中より取り出して乾燥機に
て含水率15〜20％程度になるまで乾燥した。つづ
いて該乾燥単板を再び容器に封入して、減圧後、
金属錯塩アゾ染料CI Acid Green 60を１KgとCI
Acid Orange88を15Kgおよび緩染剤の安息香酸
エステルスルホン酸ソーダ活性剤10Kgを1.5トン
の水（液温40℃〜50℃）に溶解した染料液を前記
減圧した容器内に注入し、単板をその染料液に浸
漬せしめ、圧縮空気を導入して圧力を３Kg／cm²〜
４Kg／cm²にし、液温を50℃〜60℃に保持するよう
に加温しながら１時間放置して木材中に染料分子
を浸透拡散せしめた。つぎに、該容器内圧力を大
気圧にして単板を容器より取り出し、非透水性の
ポリエチレンシートで包囲し、50℃〜60℃の室内
に24時間放置したら、黄褐色で内部まで均一にム
ラなく染色された単板を得た。

実施例 ２ 実施例１と同じ容器中に（厚さ）0.7mm×（巾）
600mm×（長さ）2700mmの辺材部と心材部が混在し
た南洋材アガチス単板500枚を挿入し、容器内を
水銀柱７mmHgに減圧して単板中の水分・空気・
その他木材中の揮発性物質を除去するために40分
間減圧し、次いで分子量が8000〜10000のポリプ
ロピレングリコール８重量部を温水100重量部に
溶解した溶液を注入した。

つぎに該単板を容器中より取り出して乾燥機に
て含水率15〜20％程度となるまで乾燥した。つづ
いて該乾燥単板を再び容器に封入して、減圧後、
酸性アントラキノン染料CI Acid Violet48を15
KgとCI Acid Blue126を１Kgおよび緩染剤のカチ
オン界面活性剤20Kgとを1.5トンの水（液温40℃
〜50℃）に溶解した染料液を前記減圧した容器内
に注入し、単板をその染料液に浸漬せしめ、圧縮
空気を導入して圧力を４Kg／cm²〜５Kg／cm²にし、
液温を40℃〜50℃に保持するように加温しながら
50分間放置して単板中に染料分子を浸透拡散せし
めた。次に、該容器内圧力を大気圧にして単板を
容器より取り出し、50℃〜60℃の室内に36時間放
置し、青紫色で内部まで均一にムラなく染色され
たアガチス単板を得た。

実施例 ３ 容量１トンの減圧、加圧、容器中に（厚さ）
1.0mm×（巾）500mm×（長さ）2500mmの節のあるシ
ナ単板400枚を挿入し、容器内を水銀柱６mmHgに
減圧して単板中の空気や水分を除き、ついで分子
量が10000〜12000のポリエチレングリコール５重
量部を温水100重量部に溶解した溶液を注入した。

つぎに該単板を容器中より取り出して乾燥機に
て含水率15〜20％程度となるまで乾燥した。つい
で該乾燥単板を再び容器に封入して、減圧後、金
属錯塩染料のAcid Blacke107を30Kgとナフタレ
ンスルホン酸ソーダ（緩染剤）10Kg及び分子量が
3000のポリエチレングリコール50Kgを１トンの温
水に溶解し、40℃に保つて染料液を作り、これを
前記減圧した容器に入れて単板をその染料液に浸
漬せしめ、圧縮空気を導入して圧力を８Kg／cm²に
し、１時間放置し、単板内に染料液を含有せしめ
た。次に、該容器内圧力を大気圧にして単板を容
器より取り出し、110℃の高湿度加熱室で16時間
養生し節部や内部まで完全にムラなく均一に黒色
に染色されたシナ単板を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 木材中へ染料液を減圧、加圧注入法により浸
   透拡散せしめて染色する木材単板染色法におい
   て、まず木材単板を容器に封入し、分子量が5000
   以上の親水基を有する合成樹脂液を注入する第１
   工程、ついで該単板を容器より取り出し乾燥する
   第２工程、つぎに該乾燥単板を再び容器に封入し
   て不均染性酸性染料と緩染剤を添加配合せしめた
   染料液を染料分子が木材へ急速に染着しない温度
   状態に保持して木材単板へ浸透拡散せしめる第３
   工程、つづいて該単板を容器より取り出し水分の
   飛散を防止しながら養生することにより染料分子
   を木材へ染着せしめる第４工程、以上の４工程よ
   りなることを特徴とする木材単板染色方法。 ２ 第１工程において用いる合成樹脂がポリエチ
   レングリコール、ポリビニルアルコール、ポリプ
   ロピレングリコール等から選ばれた合成樹脂であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   木材単板染色方法。 ３ 第３工程において用いる不均染性酸性染料と
   緩染剤を添加配合せしめた染料液に分子量が3000
   以下の親水基を有する合成樹脂を同時に添加して
   木材単板へ浸透拡散せしめることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の木材単板染
   色方法。