(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単板からなる木質材に、色戻り（濃色化）を抑えるために、処理温度３０℃〜５０℃、処理時間１０分〜２００分の漂白処理および、木質材中のフェノール性水酸基を他の基に置換する置換処理を施すことを特徴とする木質材の処理方法。
【請求項２】
前記置換処理が、アセチル化処理、オリゴエステル化処理、エーテル化処理およびホルマール化処理からなる群から選ばれるいずれかの処理であることを特徴とする請求項１記載の木質材の処理方法。
【請求項３】
漂白処理の後に、置換処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の木質材の処理方法。
【請求項４】
漂白処理と置換処理との間に、木質材を洗浄および乾燥することを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載の木質材の処理方法。
【請求項５】
前記置換処理がアセチル化処理であり、木質材のアセチル化度が５％以上であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項に記載の木質材の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木質材の漂白を行う際の処理方法に関し、詳しくは、処理後の光や熱による木質材の変色を抑制するための木質材の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、木質材の汚れ除去、染色また塗装する前の木質材の脱色などを目的として、木質材を過酸化水素水などで漂白処理することが行われている。例えば、特開昭５５−１４０５０６号公報には、単板を過酸化水素水を用いて脱色する方法、特開昭５７−１８７２０４号公報には、脂肪族ジアルデヒドおよび亜塩素酸塩で木材を処理する方法、特開昭６２−１３４２０２号公報には、ナラ材の単板をアスコルビン酸、次亜塩素酸ナトリウムおよびエチレンジアミン四酢酸ナトリウムの混合溶液に浸漬する方法、特開平８−１１１０６号公報には、過炭酸ナトリウム等の過酸化水素誘導体を添加した過酸化水素水で木材を漂白・脱色する方法が提案されている。
【０００３】
しかしながら、これら従来の漂白処理では、処理後において、光や熱によって木質材が色戻りを起こし、濃色化するといった不具合が生じていた。漂白処理された木質材の変色の度合いを色差で表すと、その色差は、漂白処理されていない木質材よりも大きくなってしまっていた。この原因としては、以下のことが考えられる。
すなわち、木質材中のリグニンは、芳香核構造やフェノール性水酸基を有しているため、太陽光の紫外線を吸収してラジカル反応による光酸化作用によって分解する。これにより、リグニンが低分子化したり、水酸基の水素が引き抜かれたりすることが原因となって、発色団が形成される。この発色団の形成が、木質材が濃色化したり、漂白処理を施しても色も取りしたりする原因と考えられている。
【０００４】
また、従来より、木質材の耐湿化、寸法安定化を目的として、木質材をアセチル化剤でアセチル化処理することが行われている。例えば、特開平５−２６９７１０号公報には、木質繊維を気相中にて無水酢酸などのアセチル化剤でアセチル化する方法、特開平７−９４１１号公報には、セルロース含有材を気相中にてアセチル化する方法が提案されている。また、アセチル化処理には、木質材を漂白する作用があることも知られている。
【０００５】
しかしながら、アセチル化処理された木質材は、光により明色化していき、次第に色が抜けて白くなっていくという問題を有していた。
このように、従来の木質材の漂白処理やアセチル化処理には、処理後の木質材が、色戻り（濃色化）や色抜け（明色化）などの変色を起こすという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、漂白処理後の光や熱による木質材の色戻り（濃色化）を大幅に抑えることができる木質材の処理方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、漂白処理およびアセチル化処理後の光や熱による木質材の色戻り（濃色化）や色抜け（明色化）などの変色を大幅に抑えることができる木質材の処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の木質材の処理方法は、単板からなる木質材に、色戻り（濃色化）を抑えるために、処理温度３０℃〜５０℃、処理時間１０分〜２００分の漂白処理および、木質材中のフェノール性水酸基を他の基に置換する置換処理を施すことを特徴とする。
また、前記置換処理は、アセチル化処理、オリゴエステル化処理、エーテル化処理およびホルマール化処理からなる群から選ばれるいずれかの処理であることが望ましい。
また、前記置換処理は、漂白処理の後に行われることが望ましい。
また、漂白処理と置換処理との間に、木質材を洗浄および乾燥することが望ましい。
また、前記置換処理はアセチル化処理であり、木質材のアセチル化度は５％以上であることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の木質材の処理方法は、木質材に、漂白処理および、木質材中のフェノール性水酸基を他の基に置換する置換処理を施すことを特徴とする方法であり、漂白処理および置換処理の順序は特に限定はされない。すなわち、木質材に漂白処理を施した後に、置換処理を施してもよいし、木質材に置換処理を施した後に、漂白処理を施してもよい。ただし、漂白処理はアルカリ性の条件下で行われることが多いので、木質材に置換処理を施した後に、漂白処理を施す方法の場合には、木質材中において他の基に置換された部分のうち、その一部がアルカリによって加水分解され、置換基がとれてしまうおそれがある。したがって、木質材に漂白処理を施した後に、置換処理を施す方法が好ましい。
【０００９】
本発明における木質材は、木材をスライスした単板である。大きな面積で使用されることの多く、黄変が目立ちやすい単板において、本発明の処理方法は効果的である。
【００１０】
本発明における漂白処理としては、公知の漂白処理方法を採用することができる。例えば、漂白液を木質材に刷毛塗りなどの方法によって塗布し、必要に応じて加熱を行いながら、所定時間処理する方法；木質材を漂白液に浸漬し、必要に応じて加熱を行いながら、所定時間処理する方法などが挙げられる。
【００１１】
漂白液としては、例えば、ｐＨ９〜１２の過酸化水素水；亜塩素酸カリウム、亜塩素酸ナトリウムなどの亜塩素酸塩の水溶液；次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩の水溶液などが挙げられる。
処理時間は、処理温度が３０℃〜５０℃の場合には、１０分〜２００分の範囲である。
【００１２】
上記の漂白処理方法以外にも、例えば、特開昭５７−１８７２０４号公報に記載された、脂肪族ジアルデヒドおよび亜塩素酸塩で木質材を処理する方法、特開昭６２−１３４２０２号公報に記載された、木質材をアスコルビン酸、次亜塩素酸ナトリウムおよびエチレンジアミン四酢酸ナトリウムの混合溶液に浸漬する方法、特開平８−１１１０６号公報に記載された、過炭酸ナトリウム等の過酸化水素誘導体を添加した過酸化水素水で木質材を漂白・脱色する方法など、公知の漂白処理方法が採用できる。
【００１３】
漂白処理の後には、特に漂白された木材中成分や漂白処理された木質材を加熱または洗浄し、余分な漂白液を除去することが好ましい。漂白液に使用した過酸化水素などが木質材に残留していると、木質材に塗膜などを設けたり、木質材を染色した際に、塗膜や木質板の色が変色するなどの不具合が生ずるおそれがある。洗浄は、漂白された木材成分除去の面からも好ましく、具体的には、漂白処理された木質材を水に浸漬する、または流水にさらすことによって行われる。洗浄には、水または４０〜８０℃の温水が使用できる。また、洗浄時間は、特に限定はされないが、３０〜１８０分程度である。
【００１４】
また、上記洗浄の後には、漂白処理された木質材を乾燥することが好ましい。特に、漂白処理の後に置換処理としてアセチル化処理を行う場合には、木質材中の水分とアセチル化剤である無水酢酸とが反応してしまう。また、水と無水酢酸との反応が発熱反応であるため、大量の木材を扱うと木材の変色を伴うばかりでなく、危険性も増す。したがって、木質材中の含水率を１３％以下としておくことが好ましく、１０％以下としておくことがより好ましく、３％以下としておくことがさらに好ましい。また、木質材として、上述の複合材を用いた場合には、木質材の割れを防止する効果もある。
【００１５】
乾燥方法としては、例えば、熱風乾燥、真空乾燥、熱盤乾燥などを採用することができる。乾燥条件は、熱風乾燥の場合、例えば、温度は４０〜８０℃、時間は１０〜９０分であり、真空乾燥の場合、例えば、気圧は５〜１２０ｔｏｒｒ、温度は４０〜８０℃、時間は１〜８時間であり、熱盤乾燥の場合は、例えば、温度は５０〜１２０℃、時間は１〜３０分である。
【００１６】
本発明における置換処理としては、木質材中のフェノール性水酸基を他の基に置換する処理であれば特に限定はされないが、好ましい処理としては、アセチル化処理、オリゴエステル化処理、エーテル化処理およびホルマール化処理が挙げられる。中でも、木質材の耐湿化、寸法安定化の効果を有し、さらに、漂白処理との併用によって、木質材の色戻り（濃色化）および色抜け（明色化）の両方を抑制できるという相乗効果が期待できる、アセチル化処理が最も好適である。
本発明におけるアセチル化処理とは、木質材にアセチル化剤、例えば無水酢酸を接触させて、次式のように木質材（Ｗ）中の水酸基（−ＯＨ）の一部をアセチル基（−ＯＣＯＣＨ３  ）に置き換える処理のことである。
［Ｗ］−ＯＨ  ＋  （ＣＨ３ＣＯ）２Ｏ  →  ［Ｗ］−ＯＣＯＣＨ３  ＋  ＣＨ３ＣＯＯＨ
アセチル化処理は、気相中で行ってもよく、液相中で行ってもよいが、液相でアセチル化処理を行うと、大量のアセチル化剤が必要となり、また大量のアセチル化剤を反応温度まで短時間で昇温させることも困難なので、気相中で行うことが好ましい。
【００１７】
気相中でのアセチル化の具体的な方法としては、例えば、反応容器の底部にアセチル化剤を満たし、この上方にステンレスワイヤなどで作ったネットを張り、このネット上に木質材を載せ、アセチル化剤を加熱してアセチル化剤の蒸気を発生させて、木質材とアセチル化剤の蒸気を接触させる方法などが挙げられる。
【００１８】
アセチル化剤としては、例えば、酢酸、無水酢酸、クロル酢酸などが挙げられ、中でも反応性（処理効率）の点で、無水酢酸が好適に用いられる。
反応時間は、１５分〜３時間程度とされるが、要求されるアセチル化度によって適宜変更できる。また、反応温度は、１３０〜２００℃であり、反応圧力は、常圧〜２気圧程度である。
【００１９】
また、木質材のアセチル化に際して、無水酢酸などのアセチル化剤を、これと反応しない不活性な溶媒、例えば、キシレンなどで希釈して用いることができる。この場合における溶媒の使用量は、アセチル化剤と溶媒との合計量の７０重量％以下とされる。このようなアセチル化剤と溶媒との混合物を用いることで、発熱反応であるアセチル化反応を穏和な状態で進めることができ、反応操作が容易となり、木質材の過度のアセチル化や熱劣化を抑えることができる。
【００２０】
上述のアセチル化処理による木質材のアセチル化度は、重量増加率で、通常、１〜２５％程度とされるが、要求される耐水性、耐湿性に応じて適宜変更することもできる。
また、アセチル化度は、５％以上が好ましい。ただし、アセチル化度が高いほど、色戻り（濃色化）の抑制効果は高くなるが、アセチル化度を高めるためには処理時間が長くなってしまう。したがって、アセチル化の処理時間を考慮すると（処理時間があまり長くならない範囲で）アセチル化度は１５％以下が好ましい。アセチル化度が１５％以下であっても、十分な効果が得られる。
また、アセチル化度は、漂白処理における時間に応じて適宜、調整される。漂白処理における処理時間（漂白液への浸漬時間）を１０分以上とした場合には、アセチル化度は５％以上とするのが好ましい。また、漂白処理の時間を長くした場合（例えば１時間以上）には、アセチル化度は１５％以上とすることが好ましい。
アセチル化処理された木質材を、必要に応じて洗浄し、付着しているアセチル化剤を除去する。また、アセチル化処理を液相で行った場合、あるいはアセチル処理化後に洗浄を行った場合には、木質材を所定の含水率まで乾燥する。
【００２１】
本発明におけるオリゴエステル化処理とは、木質材中の水酸基を起点として、二塩基酸無水物と重合性二重結合を有するエポキシ化合物とを交互付加エステル化反応することによりオリゴエステル化木質材を得る処理のことである。オリゴエステル処理は、耐湿化、寸法安定化の効果を有し、さらにオリゴエステル化木質材は、合成高分子に対して優れた親和性を有するため、成形加工性の高い木材・合成高分子系複合材料となる。
また、本発明におけるエーテル化処理とは、木質材中の水酸基（−ＯＨ）の一部をエステル基（−Ｏ−Ｒ、Ｒ＝アルキル基等の炭化水素基）に置き換える処理のことである。エーテル処理は、耐湿化、寸法安定化の効果を有し、さらにエーテル化木質材は、耐候性に優れる。
また、本発明におけるホルマール化処理とは、木質材中の水酸基（−ＯＨ）の一部を−ＯＣＨ２Ｏ  に置き換える処理のことである。ホルマール化木質材は、耐湿化、寸法安定化の効果を有する。
漂白処理および置換処理を施された木質材には、必要に応じて、塗装などの後処理を施してもよい。塗装に用いられる樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ラッカー、アルキッド樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。ただし、塗膜に変色が起こりにくい樹脂を使用することが好ましい。
【００２２】
本発明の木質材の処理方法にあっては、漂白処理に加えて置換処理を施し、木質材中のフェノール性水酸基を他の基に置換しているので、木質材中に発色団が形成されることを抑制し、漂白処理後の光や熱による色戻りが抑えられた漂白木質材を得ることができる。
また、本発明の木質材の処理方法にあっては、漂白処理およびアセチル化処理を併用しているので、漂白処理およびアセチル化処理が有していたそれぞれの欠点をそれぞれの処理が互いに補完することとなり、処理後の光や熱による色戻りおよび色抜けが抑えられた漂白木質材を得ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を更に理解しやすくするため、実施例について説明する。かかる実施例は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではない。本発明の範囲で任意に変更可能である。
【００２４】
（実施例１）
３５重量％の過酸化水素水１００重量部に苛性ソーダ水溶液を２０重量部添加して、ｐＨが１１に調整された漂白液を用意した。この漂白液に、メープル、スプルースの単板（６０ｃｍ×３０ｃｍ×厚さ０．５ｍｍ）を、４０℃で６０分間浸漬した。漂白処理後の単板を引き上げ、６０℃の温水に１０分間浸漬し、さらに流水で１０分間水洗した。次いで、洗浄された単板を８０℃の熱盤上で５分間乾燥させ、木質材の含水率を１２％に調整した。
【００２５】
乾燥された単板を、気相アセチル化処理装置（住友ケミカルエンジニアリング社製）を用い、１５０℃の条件下で、無水酢酸によって５０分間アセチル化処理し、処理後、未反応の無水酢酸を吸気して除去した。単板のアセチル化度は、重量増加率（ＷＰＧ：ｗｅｉｇｈｔ  ｐｅｒｃｅｎｔ  ｇａｉｎ）で１３％であった。
処理された単板について、下記の耐光試験を行い、試験前後の色差を測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
（耐光試験）
試験機としてキセノンフェードメーター（スガ試験機社製の色差計）を用いて、木質材に対して連続照射を行い、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における照射前後のＬ＊、ａ＊、ｂ＊を測色し、それぞれの差ΔＬ＊、Δａ＊、Δｂ＊を求め、次式から色差ΔＥ＊ａｂを計算した。
ΔＥ＊ａｂ＝［（ΔＬ＊）２＋（Δａ＊）２＋（Δｂ＊）２］１／２
（試験条件）
測色時の光源：Ｄ６５
積算光量    ：１１ＭＪ／ｍ２
ブラックパネル温度：８３℃
【００２７】
（実施例２）
メープルの単板（６０ｃｍ×３０ｃｍ×厚さ０．５ｍｍ）を、実施例１と同様にアセチル化処理し、処理後、未反応の無水酢酸を吸気して除去した。単板のアセチル化度は、重量増加率で１４％であった。
アセチル化処理された単板を、実施例１と同じ漂白液に、４０℃で６０分間浸漬した。漂白処理後の単板を引き上げ、６０℃の温水に１０分間浸漬し、さらに流水で１０分間水洗した。次いで、洗浄された単板を８０℃の熱盤上で５分間乾燥させた。
処理された単板について、実施例１と同様に耐光試験を行い、試験前後の色差を測定した。結果を表１に示す。
【００２８】
（比較例１）
実施例１と同じ漂白液に、メープルの単板（６０ｃｍ×３０ｃｍ×厚さ０．５ｍｍ）を、４０℃で６０分間浸漬した。漂白処理後の単板を引き上げ、６０℃の温水に１０分間浸漬し、さらに流水で１０分間水洗した。次いで、洗浄された単板を８０℃の熱盤上で５分間乾燥させ、木質材の含水率を１２％に調整した。
漂白処理された単板について、実施例１と同様に耐光試験を行い、試験前後の色差を測定した。結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例２）
メープル、スプルースの単板（６０ｃｍ×３０ｃｍ×厚さ０．５ｍｍ）を、実施例１と同様にアセチル化処理し、処理後、未反応の無水酢酸を吸気して除去した。単板のアセチル化度は、重量増加率で１４％であった。
アセチル化処理された単板について、実施例１と同様に耐光試験を行い、試験前後の色差を測定した。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
0003567924.tif 000002
【００３１】
（実施例３、比較例３）
約０．２Ｎの水酸化ナトリウム水溶液１Ｌに、３５重量％の過酸化水素水５０ｃｃを加えて漂白液を調整した。厚さ０．２ｍｍのメープル化粧材を８枚用意し、このうち６枚については、それぞれ４０℃で５分（比較例３−２）、１０分（実施例３−１）、２０分（実施例３−２）、３０分（実施例３−３）、６０分（実施例３−４）および１２０分（実施例３−５）浸漬して漂白処理を施した。また、残りの２枚のうち、１枚には同じく４０℃、１２０分間の漂白処理を施し（実施例３−６）、１枚には漂白処理を施さなかった（比較例３−１）。漂白処理後のメープル化粧材を、７０〜８０℃の温水に３０分間浸漬し、さらに流水で１０分間水洗した。次いで、洗浄された単板を８０℃の熱盤上で５分間乾燥させた。
【００３２】
乾燥されたメープル化粧材（実施例３−１〜３−５、比較例３−１〜３−２）を、気相アセチル化処理装置を用い、１６０℃の条件下で、無水酢酸によって６０分間アセチル化処理した。メープル化粧材のアセチル化度は、重量増加率で５〜１５％と推定された。
また、実施例３−６のメープル化粧材については、同様のアセチル化処理を２回施した。このメープル化粧材のアセチル化度は、重量増加率で１５〜２５％と推定された。
処理されたメープル化粧材について、実施例１と同様に耐光試験を行い、試験前後の色差を測定した。結果を表２に示す。表中、色差の欄の◎は色差が４未満、○は色差が４〜７、△は８〜１０、×は色差が１０を超えていることを表す。
【００３３】
【表２】
0003567924.tif 000003
【００３４】
（実施例４）
厚さ０．２ｍｍのウォールナット化粧材を用いた以外は、実施例３と同様にして漂白処理およびアセチル化処理を行い、実施例１と同様に耐光試験を行い、試験前後の色差を測定した。ウォールナット化粧材の場合は、漂白処理時間が６０分以上において色差が７以下となり、耐光変色に好ましい効果が認められた。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の木質材の処理方法は、単板からなる木質材に、処理温度３０℃〜５０℃、処理時間１０分〜２００分の漂白処理および、木質材中のフェノール性水酸基を他の基に置換する置換処理を施す処理方法であるので、漂白処理後の光や熱による木質材の色戻り（濃色化）を大幅に抑えることができる。
また、前記置換処理が、アセチル化処理、オリゴエステル化処理、エーテル化処理およびホルマール化処理からなる群から選ばれるいずれかの処理であれば、このような効果が効率よく発揮される。
また、前記置換処理が、木質材の漂白処理の後に行われるのであれば、木質材の他の基に置換された部分のうち、その一部が漂白処理時にアルカリによって加水分解されることがなく、効率よく木質材の処理を行うことができる。
【００３６】
また、漂白処理と置換処理との間に、木質材を洗浄するようにすれば、残留した過酸化水素などによる塗膜などへの悪影響を抑えることができる。また、洗浄後に木質材を乾燥すれば、アセチル化処理時に、残留した水分によるアセチル化剤の無駄な消費を抑えることができる。
また、前記置換処理がアセチル化処理であり、木質材のアセチル化度が５％以上であれば、木質材の色戻り（濃色化）および色抜け（明色化）の両方を抑制でき、しかも色戻りの抑制効果がさらに高くなる。