ウッドステイン
背景
木片は、色と魅力を加えるために装飾されることがよくあります。木製品には、自然な木目を強調したり、木に深みや色調を加えたりするために、木目調のステインが施されることがよくあります。汚れは、木の色や外観を変えたり、魅力のない木目を隠したりする可能性があります。汚れは、非常に明るい半透明の汚れから、暗いほぼ不透明な汚れまで、さまざまな木目調で利用できます。
染みは、溶剤に懸濁された染料と顔料の組み合わせです。可溶性染料は適合性のある溶剤に溶解し、粒子の透明度を高めます。つまり、粒子が染みを通して透けて見えます。不溶性顔料は、溶剤に分散するが溶解しない、細かく粉砕された着色材料です。これらの不溶性顔料は、穀物を曇らせる傾向があります。顔料が均一に分散されたままであり、粒子を完全に露出したり覆い隠したりしないように、汚れを頻繁に混合する必要があります。汚れは一般に、その製造に使用される溶剤の種類によって特徴付けられます。したがって、最も頻繁に使用される染みには、アルコール（非穀物を育てる染みと呼ばれることもあります）、水、および油の染みが含まれます。各溶剤は、染みの見た目と処理方法に影響を与えます。今日、オイルステインは最も多く製造されており、アマチュアの木工職人にとって最も馴染み深いものです。油汚れには2種類あります。これらには、時々にじんだり色あせたりする浸透性の油汚れや、より一貫性があり縞模様のない拭き取り油汚れ（色素性汚れと呼ばれることもあります）が含まれます。
溶剤に関係なく、汚れは一般的に木の最上層にのみ浸透します。したがって、染みを剥がして研磨することで、木の元の色を明らかにすることができます。染みは上塗りまたは仕上げが必要です。つまり、乾いたら、木材の表面と汚れを湿気、引っかき傷、不要な汚れ、汚れ、化学物質から保護するために、何らかの表面仕上げが施されます。ウッドステインは、ニスやシェラックなどの天然仕上げ、およびポリウレタンなどの合成仕上げと互換性があります。 またはアクリル。
歴史
木材労働者は、何世紀にもわたって、植物や鉱物からの天然色素や染料を使用して木材を染色してきました。酢に浸した鉄の釘は濃い灰色または黒檀の染みを与え、茶色の染みはタバコをアンモニアと水に浸すことなどによって考案されるかもしれません。初期の汚れの多くは、本質的に薄くなった絵の具で、不透明な色と色調を表現していました。 100年以上前に染みが最初に大量生産されたと推定されており、プラット＆ランバートなどの1920年頃のアメリカ企業は、多種多様な油染みを作っただけでなく、自社製品の宣伝とマーケティングを積極的に行っていました。
ステインの最近の開発には、溶剤ベースのさまざまなものが含まれます。水やアルコールの染みは、環境にやさしいとは考えられていません。 （油汚れに不可欠なミネラルスピリットは、給水を汚染する可能性があるため、廃棄ポリシーを制限しています。）最近、一部の木材労働者が求めるカラフルで不自然な色をレンダリングするために、染色メーカーによって興味深い一連の半透明の色が開発されました。合成顔料も開発されており、自然界に見られるいくつかの顔料よりも一貫した着色が得られます。ゲルステインは、ゼリーに似た濃厚な形の着色ステインです。顔料は均一に混合されたままであり、染みは液体の染みほど滴り落ちたり飛び散ったりしません。
原材料
ウッドステインの製造に不可欠な原材料は、種類によって異なります。水染みは水を溶剤として使用し、水溶性のアニリン（化学的に誘導された）染料を使用して色を付けます。アルコールステインと呼ばれることもある非粒子状のステインは、アルコールまたはグリコールを溶媒として使用し、アルコールに可溶なアニリン染料を使用して製造されます。アルコールはほぼ瞬時に乾くので、この染料はあまり操作できず、基本的には塗ったときに染みがつきます。
油汚れは、溶剤にミネラルスピリットを利用しています。ミネラルスピリットは、製品の粘度と塗布のしやすさを助け、染みの揮発性成分です（染みに浸したぼろきれは瞬時に燃焼することが知られており、慎重に処分する必要があります）。油汚れはまた、一般的に亜麻仁油を特殊な酸で処理された樹脂またはバインダーとして使用して、木材の表面に深く浸透しないようにします。顔料は50ポンド（23 kg）の袋に入っており、通常は酸化鉄顔料です（ただし、これは異なる場合があります）。金属塩は、製品の酸化を助け、油汚れを乾かすのに役立つため、重要な成分です。最後に、木材への浸透を制御するのにも役立つ増粘剤が必要です。これらの増粘剤は多くの場合独自のものであり、製造業者によって議論されていない場合があります。
製造プロセス
さまざまな溶剤ベースの汚れがあります。オイルステインは、最も大量に生産および販売されているものの1つです。
- まず、プロセスを開始するために、コンポーネントを混合する必要があります。主成分である染色液のバインダーとして使用される亜麻仁油は、タンクにポンプで送られます。この段階では、染色に必要な亜麻仁油の約半分だけがタンクに追加されます。次に、溶媒、通常はミネラルスピリットがポンプで送られます。最後に、顔料が追加されます。顔料は粉末状で混合され、他の場所で注意深く事前に測定され、手で落とされます。この量は、消費者が期待している染みの深さと色調を取得するために注意深く監視されています。これらの粉末顔料はまた、いくつかの吸油性を持ち、混合物を濃くするのに役立ちます。最後に、専用の増粘剤（さまざまな、場合によっては独自の成分）がタンクに注入されます。
- 材料は、「グラインド」と呼ばれるプロセスで完全に混合する必要があります。高速ディスペンサー、本質的には非常に高速で回転する鋸歯状の刃が、化学薬品と顔料の大きなバットに降ろされます。このブレードは、スラリーを約20分間攪拌し、粉末顔料が液体全体に均一に分散するようにします。この高速ディスペンサーが化学薬品内で数分間回転すると、混合物の温度が上昇します。
- バッチを冷却する必要があります。この濃厚な調合液を冷却するために、残りの亜麻仁油は、追加の溶媒（より多くのミネラルスピリット）およびさまざまな金属塩とともにポンプで送られます。発生期のステインは急速に冷却され、高品質のワイピングステインに必要な粘度近くまで薄くなります。染みのこの単一のバッチは、体積が約250ガロン（946 L）です。
- 生産中の染みのバッチは、品質基準をさらに調整する必要がないと想定して、液体が粒子や塊を持たないように、油染みからすべての沈殿物を本質的に除去するろ過システムに接続されています。一部の企業は、望ましくない固形物を確実に除去するために、染色バッチを2つのろ過システムに通しています。タンクが最初に材料で満たされた時点から完全なデカンテーションまで、2.5時間もかかる場合があります。
- 現在、工場の2階にある大きなバットまたはタンクに保持されているデカンテーションされた染みは、工場の下位レベルにある充填機に落とされます。ここでは、液体を個別に缶に分散させて包装する準備ができています。この充填機は、ラベルが貼られた缶に光線を当てることで、各缶を自動的に充填します。ビームが途切れないままの場合は、缶を充填する必要があることを示し、クイックストリームで充填します。缶が希望のレベルまで満たされると、ビームが壊れて充填が停止します。別の缶がその場所に移動し、光線が照射され、250ガロン（946 L）がすべてなくなるまで別の缶の充填が開始されます
20分間完全に混合したら、溶液を冷却し、さらに材料を追加します。品質管理テストは、混合物をろ過し、ウッドステインとして販売するためにパッケージ化する前に実施されます。マシンから。缶は充填機から離れ、カートンに詰められて出荷の準備が整います。
品質管理
オイルウッドステインの作成は、慎重に管理された調理プロセスです。成分は混合タンクにポンプで送られるときに非常に注意深く測定され、顔料は希望の色調を与える禁止されたレシピに従って手作業で計量されます。原材料の品質、特に独自の増粘剤、亜麻仁油、および顔料は、高品質の製品を製造するために不可欠です。機械は、顔料を分散させ、望ましくない粒子をろ過するために適切に機能している必要があります。完成したバッチは、適切な粘度、重量、および色についてチェックされます。
副産物/廃棄物
油汚れは一般に、引火点の高い可燃性物質であるミネラルスピリットを利用しています。ほとんどの未使用の溶剤は、汚れの製造プロセスで簡単に再利用および再混合できるため、溶剤は一般に危険ではありません。何らかの理由で溶剤が汚染されて製品に再利用できない場合、ミネラルスピリットは有害廃棄物と見なされ、そのような廃棄物に関連する連邦規制に従って処分する必要があります。これらの汚染された溶剤は、有害廃棄物施設に送られます。
未来
油汚れは危険と考えられる溶剤で作られているため、多くの木材労働者は環境に優しいため水汚れに目を向けています。水のしみは、油よりも木材の奥深くに移動します。しかし、それらは必ずしも最初のコートに油汚れが与える色調や色の深さを持っているわけではありません。希望の色を得るには、数回のコートが必要になる場合があります。また、水のしみは粒子を浮き上がらせる傾向があり、ピースがトップコートされているときに滑らかで均一な表面が必要な場合は望ましくないと考えられます。使用済みおよび汚染された製品の処分が問題になりつつあるため、亜麻仁油とミネラルスピリットで作られたすべての塗料と油汚れの将来は疑問視されています。
製造プロセス