Black stain and method for permeation-dyeing of woods

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶剤及び溶剤中に溶解した黒色着色剤を有する、木材を浸透染色するためのブラックステインに関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなステインは、例えば家具産業から公知であり、木材、例えばベニヤ板の表面を、その天然の木目を保持しながら黒色に着色するために使用される。 このために、表面に黒色染料又は黒色顔料を含有するステインを塗布又はスプレーするか、又は木材をステインに浸漬させる。 その際、木材の表面に近い層がステインを吸収するにすぎない、しかしながらこのことは、ただ表面の着色を達成しようという意図した目的には十分である。 従って、公知のステインは木材、例えば鉛筆等を製造するための板片を浸透染色するには適さない。 今や木製玩具を浸透染色する方法は公知であり、その際、ステインは高圧及び高温下で長時間木材に作用する。 このような１つの方法は、ドイツ国特許第４３９２
２６号明細書に記載されている。 しかしながら該方法は、有色顔料の場合にのみ有能な結果を生じる。 これに対してブラックステインを用いた場合には不完全な浸透染色が達成されるにすぎない。

【０００３】ウッドステインの浸透能は、著しく粘度、
表面張力、圧力、温度及び処理時間のパラメータに依存する。 今やこれらのパラメータをただ最適化することにより、例えば表面張力を低下させる湿潤剤を添加することにより、又はステインの温度を高めることにより、従来のブラックステインの浸透深さないしは浸透染色度を満足には改良できないことが判明した。 このことは、その他、木材及び染料の抵抗力が限られているので、圧力、温度及び処理時間を任意に上昇させることできないということにも起因する。 更に、ステインの浸透能は、
木材の種類に依存する。 木質が緻密で細孔状なほど、公知のステインの浸透能はより低下する。 主要な作用要因は染料分子自体である。 分子が小さいほど木材の毛細空間に浸透しやすい。 ブラックステインの低い浸透能の原因は、例えば黒色染料分子が有色染料の分子に比して大きく、大抵複雑な構造を有しているという点に見られ得る。 その結果、立体障害により及び凝結作用により木材の孔系を閉塞し、これにより次の染料分子の浸透を著しく妨げる。 黒色染料、例えばＣ． Ｉ． ＲＢＫ３１、Ｃ．
Ｉ． ＤＢＫ１７１、Ｃ． Ｉ． ＤＢＫ１６８、Ｃ． Ｉ． Ｐ
ＢＫ７及びＣ． Ｉ． ＤＢＫ１６２：１を用いた実験を行った。 その際、厚さ５ｍｍの板片をオートクレーブ中、
６０〜７０℃で圧力１５バールで２４時間処理した。 どの染料の場合にも、均一な浸透染色が達成されなかった。 使用した染料溶液は約１％の溶液であった。 染料濃度を高めると更に悪い結果が生じた。

【０００４】米国特許第２０００１２１号明細書には、
特にアニリン染料を含有するウッドステインの浸透能を、例えば化合物、例えばジエチレングリコール−モノエチルエーテル、メチルアルコール及びトルエンを含有する溶剤混合物を使用することにより高めることが開示されている。 たとえこの提案で改良された黒色浸透染色が達成されても、すでに環境保護の立場からだけでも認容され得ない。 例えば木製玩具、筆記用及び化粧用鉛筆のような種類の木製品を製造する際に、これを取扱う人の健康が非常な危険に曝されかねない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題は、浸透能が、従来のブラックステインとは異なり、実際に与えられた木材の種類とは無関係に完全な浸透染色を可能にするような改良されたブラックステインを提供することであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１に記載の特徴により解決される。 これにより、黒色着色に必要な着色剤は、合計で可視光線を実際に１００％吸収する複数の有色染料から組成される、従って色の混合によりその色が黒を呈する。 異なる一連の実験で示されたように、本発明によるステインは、それぞれの木材の種類にほとんど無関係に良好な浸透能を有する。

【０００７】本発明は、彩色のステインが、一般的に黒色染料を有するステインよりはるかに良好な浸透能を有するという観点に基づく。 該効果の原因は、すでに上記のように、有色染料に対して黒色染料のより大きな分子が、木材繊維の間の毛細空間に容易に付着して離れず、
木材の中空系を閉塞してしまうので、ステイン溶液の引き続く浸透を妨げるか又は完全に阻止するという点にある。 公知の、ステインの目的に使用される黒色染料の低い溶解性が、ここでは問題があるとも考えられる。 すなわち木材が膨張することにより、溶剤がステインから見かけ上吸引濾過される。 これと結びついたステインの濃縮を伴って、易溶性の有色染料に比べて黒色染料の強化した析出が生じる、このことが同様に毛細の“閉塞”を生ぜしめる。

【０００８】請求項２による技術思想は、溶剤としての水は、一方で毒物学的に安心でかつ無公害であるという利点を有する。 他方、広範囲の常用木材染料に適している。 有機溶剤から公知の木材繊維の浮出し作用が乾燥の際に生じない。 多くの場合、ステイン処理工程において、引続く木材表面の研磨が、これにより容易になる。
請求項３による耐食品（Lebensmittelecht）性染料の使用により、本発明のブラックステインは、使用者の健康を危険に曝してはならない木製品の着色にも適する。 このような製品は、例えば木製玩具又は、筆記用又は化粧用鉛筆の木材を被覆処理したものである。

【０００９】請求項４では、有利な染料混合物の成分が記載されている。 正にこの染料の組合せが特に良好なステインの浸透能を保証することが判明した。 該染料のもう１つの利点は、該染料が市販のかつ廉価な染料であるという点である。 更に、染料Ｃ． Ｉ． アシッドエロー２
３及びアシッドレッド１８は、無毒性食品用染料である。 請求項５による染料の混合比は濃黒色を保証する。

【００１０】請求項６及び７に記載した手段により、一方で水の表面張力を低下させ、ひいてはステインの浸透能を高めることを保証する。 防腐剤は、特に湿暖な気候における長期貯蔵の際に、木材を分解する生物による木材の被害を阻止する。

【００１１】請求項８及び９には、本発明によるステインの有利な調合が記載されている。 請求項１０及び１１
によるワックス分散液の添加により、木材の吸湿性が僅かに低下せしめられ、かつ場合により防腐剤を添加しなくてもよいほど、ワックスにより有害生物の被害から保護されるようになる。 ワックス分散液により、更にこのように処理した木材から製造された鉛筆を簡単に削ることができ、円錐尖端部から削り取られた屑が結合性を有するので、そう容易には粉々にならない。

【００１２】請求項１２及び１３には、本発明によるステインを用いた木材の有利な浸透染色法が記載されている。 それぞれの木材の種類に応じて、請求項１３に記載したパラメータを変更することができる。 該パラメータは、簡単な実験によりそれぞれ使用される木材の種類に容易に調整することができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を以下の実施例につき詳細に説明する。

【００１４】例１ Ｃ． Ｉ． アシッドエロー２３： ０．８％ Ｃ． Ｉ． アシッドレッド１８： ２．８％ Ｃ． Ｉ． アシッドブルー９： １．４％ ３０％の水性パラフィン分散液： ８．３％ ポリオキシエチレン−（２０）−ソルビタン−モノラウリン酸塩： ０．１％ クロルアセトアミド／安息香酸ナトリウム混合物： ０．１％ 残り：水 ステインを以下のように調合した。 まず、必要量の水を容器に装入し、湿潤剤、ポリオキシエチレン−（２０）
−ソルビタン−モノラウリン酸塩を該容器中に溶解させた。 次に防腐剤、クロルアセトアミドと安息香酸ナトリウムの混合物を、その後に染料及びパラフィン分散液を加え、撹拌した。 後者の分散液は分散剤としてノニルフェノールグリコエーテル２重量％を含有していた。

【００１５】学術名称が５−ヒドロキシ−１−（４−スルホフェニル）−４−（４−スルホフェニルアゾ）−１
Ｈ−ピラゾール−３−カルボン酸（三ナトリウム塩）である、染料Ｃ． Ｉ． アシッドエロー２３は食品用染料である。 同様に食品用染料であるＣ． Ｉ． アシッドレッド１８は、実験式Ｃ ₂₀ Ｈ ₁₁ Ｎ ₂ Ｎａ ₃ Ｏ ₁₀ Ｓ ₃を有する。
Ｃ． Ｉ． アシッドブルー９は、BASF社から商品名Basaci
dblau755のもとに市販されているアニオン染料である。
調合において上記染料の記載された混合比で、濃黒色の色調が得られた。

【００１６】例えば、化粧用又は筆記用鉛筆の木材を被覆処理したものを製造するために厚さ約５ｍｍの板片を浸透染色すべき場合には、これらを着色オートクレーブ中、温度６０〜７０℃及び圧力１５バールで２４時間ステインを用いて処理する。 処理時間、圧力及び温度は、
当然のことながら木材の種類により、かつ心材又は辺材のどちらを扱うのかにもよる。

【００１７】特に、著しく細孔状の緻密な木製玩具の場合には、処理時間をより長い時間に延長してもよい。 ここではカリフォルニア産オニヒバの木材を使用した。 着色オートクレーブ中での処理終了後、放圧し、そこで完全に黒色に浸透染色された板片を取出した。 引続き該板片を乾燥した。 該板片から製造された鉛筆において、木材を被覆処理したものはその全断面にわたり一様に黒色を有していた。

【００１８】ステインに加えたパラフィンは、木材の中空ないしは毛細空間に貯められ、木材を柔軟にする。 その結果、該木材から製造された鉛筆は容易に削ることができ、かつ削る際に鉛筆の円錐尖端部から削り取られた屑は、そう容易には砕けず、粉々に崩れない。

【００１９】例２ Ｃ． Ｉ． アシッドエロー２３： ０．８％ Ｃ． Ｉ． アシッドレッド１８： ２．８％ Ｃ． Ｉ． アシッドブルー９： １．４％ ポリオキシエチレン−（２０）−ソルビタン−モノラウリン酸塩： ０．１％ クロルアセトアミド／安息香酸ナトリウム混合物： ０．２％ 残り：水 浸透染色すべき木材がワックス不含であるべき場合、又はすでに水性パラフィン分散液を用いた前記工程において、例えばオートクレーブ中、高圧及び高温で処理した場合には、ワックス不含の該ステインを使用する。 該処理工程を、輸入木材において、すでに原産国で実施することができる。 このことは、貯蔵及び輸送の際に、木材を実際に有害生物による被害及び場合により好ましくない吸湿から保護するという利点を有する。 例２によるステインの利点は、ワックス含有ステインに比してより安定であるという点である。 すなわちステインは、大まかなステイン処理条件（圧力、温度、処理時間）及び染料の塩成分に基づいて分解し、使用不能になるという傾向を示す。 ステイン処理工程自体は、実質的には例１に相当する。

フロントページの続き (71)出願人 390009391 アー ウエー フアーバー−カステル ウ ンターネーメンスフエアヴアルトウング ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテ ル ハフツング ウント コンパニー Ａ． Ｗ． ＦＡＢＥＲ−ＣＡＳＴＥＬＬ ＵＮＴＥＲＮＥＨＭＥＮＳＶＥＲＷＡＬＴ ＵＮＧ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩ Ｔ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴ ＵＮＧ ＆ ＣＯＭＰＡＧＮＩＥ ドイツ連邦共和国シユタイン バイ ニユ ールンベルク ニユールンベルゲル スト ラーセ ２ (72)発明者 ヴェルナー ガイガー ドイツ連邦共和国 ニュルンベルク シュ ツットガルター シュトラーセ 24