專利名稱：用于木材和其它底物的無機(jī)鹽著色劑的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用于木材和其它底物的水基無機(jī)鹽著色劑。更具體而言，本發(fā)明涉及一種金屬鹽及氧源與底物反應(yīng)，以提供穩(wěn)定的顏色或其它例如底物保藏之類的所需效果的方法。
許多在市場上容易得到的商品著色劑是油基或溶劑基，和/或含有危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)，常會(huì)增加環(huán)保和健康方面的擔(dān)心。因此越來越需要不含危險(xiǎn)化學(xué)品的水基著色劑和涂飾劑。聯(lián)邦和州的積極行動(dòng)是禁止使用含揮發(fā)性有機(jī)化合物(例如石油，溶劑油，甲苯，或苯)的著色劑。
多數(shù)用于染色和涂飾木材和其它材料的水基產(chǎn)品，主要是基于懸浮在粘合劑例如丙烯酸樹脂中的顏料或染料，它擴(kuò)散到木材表面，并利用粘合劑固定在那兒。盡管這些產(chǎn)品毒性較低，但它們使所有傳統(tǒng)著色劑的一個(gè)問題更突出，即它們?cè)谑鼓静睦缢赡局珪r(shí)，更深地滲入到軟木漿中，而被在樹木生長季節(jié)的冬眠期所形成的年輪周圍的較硬木質(zhì)所排斥。例如，諸如MinwaxTM之類的著色劑可以將松木染成通常的類似楓木的顏色，但是這樣會(huì)突出松木的明顯的紋理特點(diǎn)。這樣的產(chǎn)品容易產(chǎn)生邊緣結(jié)果和不均勻的著色圖案。因此，能夠使硬木和軟木均勻著色，從而形成具有淡得多的紋理圖案的類似楓木的整體顏色，使軟木更有效地模擬硬木的外觀的著色劑具有很大的優(yōu)勢。此外，水基著色劑容易突出木材的紋理，要求額外的砂磨工藝。
人們需要一種對(duì)環(huán)境有利的，可以使快速生長的、禁得起采伐的木材例如松木，和其它生長迅速并因此“可更新”的木材資源具有特定的視覺外觀的染色方法，所述特定的視覺外觀是指外觀如同那些瀕危的硬木，例如桃花心木，烏木，紅杉，以及其它越來越稀少和昂貴的樹種。
建筑，家具，和木制品工業(yè)需要新的改進(jìn)的有效用于軟木的水基著色劑。同樣，人們需要一種對(duì)環(huán)境有利的染色方法，用于木制產(chǎn)品例如紙和紙板，織物例如布和家具包覆材料，及人造聚合物產(chǎn)品。傳統(tǒng)的著色劑需要相對(duì)長的時(shí)間來干燥，并且只能在55°F或55°F以上溫度使用。人們需要在上述范圍之外也能應(yīng)用的著色劑，例如用在較冷氣候下的室外木制品。
傳統(tǒng)著色劑是由粘合劑和顏料或染料制成。許多這類著色劑是“短暫的”，隨時(shí)間延長而褪色，特別是戶外的裝置。永久的并且不隨時(shí)間而褪色，甚至變得更濃和略深的穩(wěn)定的著色劑，是對(duì)傳統(tǒng)著色劑的一種改進(jìn)。
傳統(tǒng)的著色劑僅能用于干燥的，經(jīng)過處理的木材。人們需要一種可以應(yīng)用于濕的或“綠色的”未處理木材的著色劑。傳統(tǒng)著色劑覆蓋了芳香木材例如香柏的表面，使木材不能釋放出天然香氣。能夠使木材完全保持芳香的著色劑是有利的。傳統(tǒng)的油基著色劑很難再用水基丙烯酸涂飾劑涂覆。能夠用任何種類的油基或水基涂飾劑涂覆的著色劑具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
用于模擬木材老化的著色劑，例如Cabot Stains Bleaching Oil(TM)，僅能用于戶外，并且自涂布后需要數(shù)月時(shí)間才能出現(xiàn)木材的老化外觀。能夠用在室內(nèi)并且立即發(fā)生的老化處理具有明顯的優(yōu)勢。其它的老化方法要求使用強(qiáng)酸，漂白劑和其它有毒化學(xué)品，并且要求復(fù)雜的磨損木材的手工技術(shù)，例如多次涂刷不同的著色劑以模擬老化木材的紋理圖案。一種無毒的，并且可以由普通人員很容易實(shí)施的老化處理將是優(yōu)選的。
已經(jīng)開發(fā)了一些著色方法，以補(bǔ)償CCA(銅-鉻-砷，copper-chromium-arsenic)壓力處理保藏的木材的缺乏吸引力的綠色，例如Leach的美國專利US4,752,297和4,313,976。這些方法依賴于有機(jī)酸和其它有機(jī)化合物。它們主要針對(duì)木材的保藏，僅能夠產(chǎn)生有限的色彩，不具有通用性。
Gaines等在U.S.4,757,154中公開了一種使用堿土金屬基水溶液處理木材的方法。該方法要求在高溫和壓力下浸漬木材，并進(jìn)行砂磨以除去不需要的沉積物，因此該方法不是實(shí)用的木材著色方法。有些木工將木材浸沒在富含鐵的化肥溶液中，以產(chǎn)生一種含糊的灰色調(diào)。這種著色是不穩(wěn)定的，不均勻的，隨時(shí)間而褪色，如果暴露于濕氣會(huì)淋溶掉，并且如果過度涂覆會(huì)產(chǎn)生一種不需要的殘余物，所以通常不使用該方法。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，相繼涂布一種金屬鹽和一種氧源，使其以有效量滲透或充滿合適的底物，以便與底物接觸反應(yīng)并生成固定在底物表面的無機(jī)鹽化合物。本發(fā)明將彼此相容的金屬鹽、氧源和底物相結(jié)合，帶來一個(gè)就地反應(yīng)，并修飾底物以產(chǎn)生耐久的需要的效果。按照本發(fā)明產(chǎn)生的鍵合到底物上的無機(jī)鹽化合物，是穩(wěn)定而耐久的或者是永久的，并且是固定在底物中的或者是不溶于底物的。該無機(jī)鹽化合物鍵合或包含在底物的表面中和表面上，所以可以說該無機(jī)鹽化合物深染于底物的纖維或基質(zhì)中，或者說結(jié)合或深嵌于底物內(nèi)。所述需要的效果優(yōu)選是顏色。根據(jù)所需要的效果，可以使用多種金屬鹽。所述氧源優(yōu)選是過氧化物，而底物優(yōu)選是纖維制品例如木材，棉，或紙；皮革；或石材。本發(fā)明涉及處理底物的方法，處理用具，及經(jīng)過處理的產(chǎn)品。
本發(fā)明滿足了長期以來尋找用于木材和其它底物的水基無毒著色劑的需要，提供了一種永久的均勻的著色效果。本發(fā)明屬于豐富而成熟的木材和其它底物的著色劑、防腐劑和涂飾劑的領(lǐng)域，但是以前從未有人發(fā)現(xiàn)或使用過。
木材著色劑工業(yè)一直在尋找一些方法，以減少有毒化學(xué)品的使用，更有效地使例如難以加工并相對(duì)便宜的松木之類的木材著色，并模擬老化的外觀。這種需求如此強(qiáng)烈，以至于任何可行的方法都趨向于用于實(shí)際應(yīng)用中。
本發(fā)明在以往努力的不成功之處取得了成功。它不需要使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑和有毒化合物、加熱或加壓——在現(xiàn)有技術(shù)中所采用的措施——而不影響性能，并且事實(shí)上取得更好的效果。它可以應(yīng)用于多種木材和其它底物，具有優(yōu)異的、永久的結(jié)果。它在傳統(tǒng)處理方法不合適的環(huán)境和溫度下很快發(fā)揮作用，并且足夠簡單，以至于業(yè)余人員也可以使用。
本發(fā)明解決了以前未認(rèn)識(shí)到的問題，包括如何使底物與可溶性無機(jī)鹽及氧源反應(yīng)以使底物著色；如何在限定用易生木材代替瀕危物種的前提下滿足消費(fèi)者的審美觀；及如何將一種單一的著色體系用于多種木材和非木底物上。本發(fā)明還解決了使軟木和綠色木材及相關(guān)材料均勻著色和快速老化的問題，這通常認(rèn)為是無法解決的。本發(fā)明所提供的優(yōu)點(diǎn)在以往是得不到的，例如它對(duì)各種外覆的涂飾劑的適應(yīng)性，染色而不會(huì)明顯突出木材紋理的能力，及它對(duì)底物芳香性的保留。
本發(fā)明不同于現(xiàn)有的修飾技術(shù)，以前人們不知道或未提出過本發(fā)明方法，例如使用無機(jī)鹽和過氧化物溶液來產(chǎn)生令人驚奇的著色效果。事實(shí)上，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)學(xué)說相反，現(xiàn)有技術(shù)在使顏色形成并穩(wěn)定化的工藝過程中，更愿意使用著色顏料進(jìn)行一步處理，而不是兩步方法。
本發(fā)明的纖維素和其它材料的染色和保藏方法，是將水溶性無機(jī)鹽飽和到基材上，隨后進(jìn)行氧化，并以某種方式連結(jié)或鍵合到該材料上。該方法在市場上是首次提出，并在商業(yè)和消費(fèi)市場上都提供了重要優(yōu)勢。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明著色劑完全是水基的。該方法不需要任何種類的粘合劑、石油產(chǎn)品、有機(jī)溶劑、丙烯酸樹脂、染料或其它昂貴的或有毒的材料。所述組分材料對(duì)環(huán)境和人體健康影響都很小。該產(chǎn)品的獨(dú)特性能，其即使在戶外應(yīng)用的持久性，其對(duì)極軟木材的均勻著色能力和對(duì)極硬木材的滲透能力，其模擬的木材老化，及獲得的色彩的豐富，即使對(duì)于那些完全不關(guān)心其在環(huán)境和健康方面的優(yōu)點(diǎn)的人也是顯而易見的。
按照本發(fā)明，一種底物著色方法包括(a)將一種金屬鹽制備物涂布到底物上，和(b)分開地將一種氧源制備物涂布到該底物上，這樣使金屬鹽和氧源滲透到底物中，并與底物接觸反應(yīng)，以在底物上形成一種穩(wěn)定的，不溶于水的著色劑，或其它固定的物理特性。
步驟(a)可在步驟(b)之前或之后進(jìn)行，并且在兩步間可以有一個(gè)干燥底物的步驟。所述制備物優(yōu)選是水溶液，并且在該方法所選定的特定工藝條件下的溶液冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之間的溫度下涂布。所述方法還可以包括在底物表面涂上一個(gè)密封涂層。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述底物是禁得起采伐的樹木，所述著色劑是相當(dāng)單一的，所述金屬鹽是低毒性的并且不認(rèn)為是危險(xiǎn)的，所述金屬鹽和氧源的制備物是水基溶液，并且所述的氧源基本上沒有剩余物。所述金屬鹽制備物和氧源制備物優(yōu)選是水溶液。
所述金屬鹽可以是任何合適的無機(jī)鹽，并且優(yōu)選是鐵，銀，鋅，鈰，銅，鎂，鉬，鎳，錫，鉻，鋁，和鈦的鹽，或者銻，鈹，鉍，鎘，鈷，金，銥，鉛，錳，汞，鈮，鋨，鉑，钚，鉀，銠，硒，硅，鈉，鉭，釷，鎢，鈾，釩的鹽，或其混合物。用無機(jī)鹽著色的主要目的是賦予底物需要的顏色，保藏底物，或者兩者兼顧。
所述金屬鹽優(yōu)選選自硫酸鹽，氯化物，高氯酸鹽，高錳酸鹽，硫代硫酸鹽，乙酸鹽，硝酸鹽，及氧化物，該氧化物能夠通過還原反應(yīng)釋放出金屬離子，而該金屬離子能夠在底物存在下與氧源反應(yīng)生成顏色。其它合適的鹽包括鹵化物，磷酸鹽，碳酸鹽，硝酸鹽，草酸鹽，硅酸鹽，酒石酸鹽，甲酸鹽，鉻酸鹽，有機(jī)鹽等，只要該金屬離子或化合物足夠溶解以滲透到底物中，并且能夠與氧源制備物反應(yīng)以在底物上產(chǎn)生需要的顏色或其它需要的固定的性能。
優(yōu)選的金屬鹽是硫酸銀，氯化亞鐵(II)，高氯酸鋅，高氯酸鈰(III)，高氯酸亞鐵(II)，硫酸亞鐵(II)，高氯酸銀，乙酸銅，硝酸鎂，和硝酸鈰。其它優(yōu)選的金屬鹽是氧化鉬(VI)，硫酸鋅，氯化銅(II)，高氯酸鎳，硫酸鎳，高氯酸銅(II)，硫酸錫(II)，氯化亞錫(I)，硫酸鉻(III)，硫酸鋁，高氯酸鈰(III)，過氧化鋅，氫化鈦，高氯酸鉻(III)，與鈦鹽復(fù)合的鋅粉，氯化錳(II)，氯化鋁，氯化鈦(IV)，氯化銀，和硫酸鈦(II)。
氧源優(yōu)選過氧化物。它可以是過氧化氫，過氧化鈉，過氧化鋅，過氧化鋇，過氧化鈣，或過氧化鋰。氧源可以包括氫氧化物，例如氫氧化鈉。氧源能夠滲透到底物上，并與金屬鹽反應(yīng)，以賦予底物穩(wěn)定的顏色或其它物理特性。
底物優(yōu)選是建筑材料或紡織品，并且優(yōu)選是纖維素類材料，例如軟木，硬木，竹，藤，或其它纖維素制品，例如棉，紙，紙板等。底物可以事先進(jìn)行過涂覆，例如乳膠漆過的表面。底物可以是皮革，織物，或多孔塑料；或者可以是石材，例如陶瓷，石膏，水泥，混凝土，石頭，磚，或其組合物。在底物上得到的效果優(yōu)選是顏色，通常是土灰色調(diào)。底物是能夠相繼用金屬鹽制備物和氧源制備物滲透和接觸，以產(chǎn)生穩(wěn)定結(jié)合在其上面的需要的顏色或其它效果的材料。底物優(yōu)選是木材，或者是類木制品，即由樹木，竹，蘆葦或其它農(nóng)業(yè)資源得到的、硬的纖維狀的、纖維素基制品，包括纖維板，膠合板，和飾面板。
金屬鹽制備物和/或氧源制備物還可以包括可相容的添加劑，選自增稠劑，醇，乳化劑，著色劑，顏料，染料，漂白劑，密封劑，涂飾劑，調(diào)色物，丙烯酸涂飾劑，乳膠涂飾劑，聚氨酯，膠凝劑，成片劑，表面活性劑，緩沖劑，檸檬酸，單寧酸，醋酸，其它酸，堿，色素，鹽，穩(wěn)定劑，殺菌劑，殺真菌劑，殺蟲劑，驅(qū)蟲劑，防紫外線劑，和阻燃劑。也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知的，或以后可以得到的其它添加劑，只要它們不影響本發(fā)明組合物的操作，并具有合適的貯存期和其它特點(diǎn)。
本發(fā)明涉及由本發(fā)明方法制備的著了色的或發(fā)生其它變化的底物。著了色的或改變了的底物，在其表面或在其內(nèi)部，含有穩(wěn)定的制備組分，該組分賦予其顏色或其它需要的特性，所述的制備組分包括包括在接觸底物時(shí)金屬鹽和氧源之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。
本發(fā)明還涉及處理底物的一套用具，包括(a)金屬鹽制備物，和(b)氧源制備物，所述制備物是用來在涂布后滲透底物，并且兩種制備物在相繼以足夠的量涂布后，彼此間發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生固定在底物上或底物內(nèi)的化合物，該化合物是穩(wěn)定的，不溶于水的，并且賦予顏色或其它需要的特性。
所述金屬鹽制備物優(yōu)選是水溶液，含有約0.001％～約20％(w/v)，更優(yōu)選約0.025％～約8％的金屬鹽。所述氧源制備物優(yōu)選是水溶液，含有約0.1％～約50％(w/v)，更優(yōu)選約0.3％～約15％(w/v)的過氧化物。兩種組合物中任意之一的濃度都可以是該溶液的飽和點(diǎn)，或者是合適的懸浮液的更高的濃度。
由下面的敘述可以更清楚地了解本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，目的和優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳述在敘述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案時(shí)，為清楚起見，使用了專門的術(shù)語。但是，并不是想用所選擇的專門術(shù)語限制本發(fā)明，并且應(yīng)該明白，每個(gè)特定元素包括了所有以類似的方式操作來實(shí)現(xiàn)類似目的的技術(shù)等價(jià)物。為簡單起見，本敘述主要針對(duì)應(yīng)用于木制品。但是在大多數(shù)情況下，所討論的方法和組合物也可以應(yīng)用于各種非木制品。
本發(fā)明方法是一種兩步方法，優(yōu)選涉及相繼涂布到未經(jīng)涂飾的木制品上的一種無毒水基無機(jī)鹽溶液和一種低毒水基氧化溶液。該方法可以用來染色和涂飾類木制品，例如竹或藤，紙，回收的纖維素制品，棉和其它布匹，皮革，某些多孔塑料，瓦片，水泥，和其它石材，及其它基材。
使用者首先刷、噴或用其它方法將水基溶液“A”涂布到木材或其它制品上，依溫度和濕度的不同，讓該制品干燥約5-30分鐘，然后涂布第二種水基溶液“B”。立即開始發(fā)生顏色變化，并且再經(jīng)過約5-30分鐘，當(dāng)B溶液干燥后，制品即被永久地染色了。所述溶液的涂布，也可以通過在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，或者兩者之一在極端條件下，將底物浸泡在溶液中，或者與典型的木材壓力處理相結(jié)合，以確保完全滲透較厚的底物。
本發(fā)明方法可以模擬其它木材，通常是更昂貴的木材的外觀(即使松木看起來象楓木，赤楊看起來象胡桃木，或竹膠合板看起來象橡木)。特別地，所述染色方法可以模擬越來越瀕危的木材例如桃花心木，烏木，和紅杉的色彩。
在另一種應(yīng)用方式中，使用本發(fā)明方法可以為了美觀而給新木材以舊的外觀，或者使新木材不引人注意地變成古舊家具，古建筑，柵欄或墻面板，這些是翻修工作所需要的。在這樣的應(yīng)用中，可以用粗砂磨、噴砂處理、雕鑿、鋸痕等方法來處理表面，以使無機(jī)鹽滲入并提供不規(guī)則的顏色，這樣是有利的。在其它的應(yīng)用中，優(yōu)選最大限度地使著色均勻。盡管即使在一個(gè)平滑的表面上，在樹節(jié)的周圍和年輪環(huán)區(qū)域，顏色多少傾向于更深。然而，按照本發(fā)明的著色可以是均勻的，在這種意義上它比傳統(tǒng)的水基著色劑更均勻。
所述A溶液含有容易浸透到木材表面的各種無機(jī)鹽(例如在營養(yǎng)物中所發(fā)現(xiàn)的各種富鐵化合物)和其它天然化合物。所述溶液B含有氧化劑，例如稀過氧化物，類似于在許多藥柜中可以找到的過氧化氫。優(yōu)選的B溶液濃度更大些。
盡管不想用作用機(jī)理限制本發(fā)明，但可以相信氧源引起了氧化反應(yīng)，將溶液A中的無機(jī)鹽結(jié)合到木材的纖維素纖維或底物的其它基材上或其中，該方法在此稱為“交聯(lián)”。由溶液A，溶液B，和底物的組合引起顏色變化這一事實(shí)，指出了交聯(lián)反應(yīng)的化學(xué)本質(zhì)。與所用的透明溶液和它們的組分不同，得到的顏色是不溶于水的。而且，通常如果溶液A和B沒有首先被涂布到底物上即混和在一起，它們會(huì)產(chǎn)生一種缺少吸引力的灰黑色或灰棕色沉淀物，該沉淀物是不能用于本發(fā)明的著色的。在高濃度和使用過氧化物時(shí)，隨著氧氣從過氧化物中釋放出來，所述的反應(yīng)通過鼓泡而完成。
所述方法包括用可溶于水的無機(jī)鹽的溶液飽和木材的纖維或其它產(chǎn)品的基材，然后氧化該在纖維或基材中的無機(jī)鹽，以改變木材的顏色、紋理和總的外觀，或其它性能。據(jù)信本發(fā)明的染色方法使無機(jī)鹽變成穩(wěn)定的，不溶的形式，可能是氧化物、配位化合物或其它不溶于水的化合物或復(fù)合物，在此稱為交聯(lián)的化合物。
所述金屬鹽組合物滲入到底物中，使無機(jī)鹽離子充滿該底物，然后該無機(jī)鹽離子被氧源轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄灾衔?。這樣，如果一種金屬氧化物可以用酸溶解，可以涂布以使其滲透到底物中，然后與合適的氧源反應(yīng)以產(chǎn)生需要的顏色或其它效果，則該金屬氧化物可以用作本發(fā)明的金屬鹽，并且被認(rèn)為包括在該定義中。用可溶性氧化物例如氧化鉬(IV)，所述氧化物可以直接滲入到底物中，然后進(jìn)行反應(yīng)以產(chǎn)生顏色。而且，溶液A可以包括一種金屬的鹽例如氯酸鈦，與一種單質(zhì)金屬例如鋅粉的組合物，這樣單質(zhì)金屬被鹽氧化產(chǎn)生一種金屬鹽，然后該金屬鹽再按照本發(fā)明進(jìn)行反應(yīng)。
本發(fā)明的著色劑可以通過吸收、機(jī)械摻混、截留、極性吸引或共價(jià)鍵結(jié)合而物理吸附或化學(xué)吸附到底物上。采用纖維素類和皮革制品，可以設(shè)想所述反應(yīng)涉及底物制品的纖維素或膠原蛋白基質(zhì)，盡管如果著色化合物仍保持是物理吸附到這類底物的基質(zhì)上，沒有與它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它不影響本發(fā)明的范圍。采用石材時(shí)，底物可以與金屬鹽和氧源反應(yīng)或不反應(yīng)，只要著色化合物不溶性地固定在底物上。盡管如此，任何這些設(shè)想的作用機(jī)制并不限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明還包括賦予底物其它需要的穩(wěn)定物理效果的方法和組合物，其中顏色可以是第二因素。例如，組合使用某些金屬鹽和氧源，按照本發(fā)明進(jìn)行處理，結(jié)果可以使底物具有改善的質(zhì)地，傳導(dǎo)性，光敏性，抗真菌性，抗細(xì)菌性，驅(qū)蟲性，或阻燃性。這樣本發(fā)明的范圍包括賦予底物需要的穩(wěn)定物理變化的方法，該方法系通過相繼將制備物A和B涂布到底物上，并使它們反應(yīng)，以將反應(yīng)產(chǎn)物固定或結(jié)合到底物上或底物中。
在某些情況下，為得到不同的效果，B溶液在A溶液前涂布。不同的無機(jī)鹽溶液和不同的氧化劑在木材上產(chǎn)生顯著不同的效果，并且這些涂飾劑可以推廣到各種材料的特殊應(yīng)用中。
本發(fā)明涉及含有各種A和B溶液的組合物和用具，A和B溶液是將水可溶物或其它無機(jī)鹽、氧化劑和其它物質(zhì)結(jié)合到含水溶液中制備的。
所述產(chǎn)品具有多種商業(yè)用途，包括木材著色劑，作為石油、丙烯酸類和乳膠木材涂飾劑的可供選擇的替代物；木材老化體系，使新木材表現(xiàn)出舊木材的外觀；類木制品的著色劑，用以染色或保藏類木制品，例如竹；布著色劑，用以使布匹、麻織物、亞麻織物、紡織品、皮革和其它類似產(chǎn)品染色；利用抗菌或抗真菌效果保藏木材和其它底物；和石材著色劑使瓦、水泥、混凝土、磚、石頭和其它類似產(chǎn)品著色。本發(fā)明可用于室內(nèi)和室外的木材和非木制品。正如可以理解的那樣，可以選擇金屬鹽以提供除顏色效果以外的需要的保藏、抗真菌和/或殺蟲性能，或者可以與已知的保藏處理相結(jié)合。
在某些應(yīng)用中，按照本發(fā)明的兩步方法，顏色可能從屬于氧源將金屬離子鍵合或連接到底物上的能力。
本發(fā)明的一套用具可以分成兩個(gè)容器，例如塑料瓶，一個(gè)用來裝A溶液，而另一個(gè)用來裝B溶液。瓶A和B優(yōu)選裝有溶解在水中的關(guān)鍵無機(jī)鹽或氧化劑的濃溶液，最終的使用者再將該濃溶液用一加侖或其它體積的水進(jìn)行稀釋。作為一種可以選擇的替代方法，所述產(chǎn)品也可以制成粉末或丸片形式，由最終使用者用水完全稀釋。該產(chǎn)品也可以制成馬上可以使用的完全稀釋的液體形式，這會(huì)增加運(yùn)輸費(fèi)用，但是降低了由于所使用的水的種類和稀釋技術(shù)所造成的可變性。根據(jù)消費(fèi)者(例如專業(yè)市場或業(yè)余市場)對(duì)各種技術(shù)的接受能力，及在溶液和干燥條件下，某種化學(xué)品的貯存期限內(nèi)保存的相對(duì)難度，具有一般技能的人即可以容易地做出這些決定。優(yōu)選的配方僅使用無毒物質(zhì)例如鐵和銀的硫酸鹽，并避免使用有毒的重金屬例如鉻、鈷和鉛，這可以避免苛刻的管理規(guī)章，并且對(duì)運(yùn)輸、標(biāo)簽和處理的要求降到最低。
優(yōu)選的應(yīng)用涉及低毒無機(jī)鹽的可溶于水的溶液，其形式通常是無機(jī)鹽例如氯化鐵在A溶液中，而過氧化鈉或過氧化氫作為氧源在B溶液中。為得到適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果也可以使用毒性較大的金屬，盡管在操作和處理時(shí)需要格外小心。其它氧源也可以使用，并且本發(fā)明除水溶液或含水溶液外還可以采用制備物來實(shí)現(xiàn)。例如，兩種組分之一或兩者都可以采用凝膠、糊狀物、乳液或其它稠的制備物的形式，只要這樣的制備物能夠?qū)⒔饘冫}和氧源以反應(yīng)物的形式送到底物中。通常這樣的稠制備物是含水溶液，盡管在某些應(yīng)用中含油乳液或懸浮液也是合適的。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，為形成溶液A的各種制備物，將一定量的無機(jī)鹽或無機(jī)鹽組混和到一定體積的凈化水中。為形成溶液B的各種制備物，將液態(tài)過氧化氫或粉末狀的過氧化鈉混和到一定體積的水中。作為一種替代方法，將過氧化鈉加到過氧化氫溶液中，并且如果需要可以進(jìn)行中和或加入緩沖劑。其它一些化合物也可以用作本發(fā)明的氧源，例如檸檬酸或其它有機(jī)和無機(jī)酸，前提是它們能夠與本發(fā)明的合適的金屬鹽在與底物接觸情況下反應(yīng)以產(chǎn)生需要的效果。
使用本發(fā)明無機(jī)鹽著色劑的第一步是采用刷子、填板、滾筒、噴灑裝置或其它合適的方法，將足夠量的溶液A涂布到木材或其它底物上，以使溶液A滲透。該溶液通常是澄清的、半透明的或微渾濁的，并且使木材顏色的改變更象涂布水所產(chǎn)生的變化。一些A溶液是橙色的或粉紅色的，一些是乳白色的，一些是灰色的。但是以薄的涂層涂布后，在涂布氧源前察覺不到有顏色?？梢赃x擇地，用著色劑、增稠劑、表面活性劑和其它添加劑改變A溶液的外觀。根據(jù)溫度和濕度等的不同，溶液A在5-30分鐘時(shí)間內(nèi)干燥后，木材看起來很象在其上面涂布任何東西之前的樣子?？赡苡幸稽c(diǎn)灰色。
下一步是以溶液A的同樣方式將溶液B涂布到木材或其它底物上。使用濃的溶液B，木材上的顏色立即發(fā)生變化。使用稀的溶液，經(jīng)過5分鐘左右的時(shí)間，顏色慢慢出現(xiàn)。該過程類似于攝影底片翻印，或者立即成像照片的形成，或者使不可見墨水顯現(xiàn)出來。濃的溶液B很容易顯示出刷痕，這依所需要的效果，可能是不好的或好的。被染色木材的最終顏色的深淺，更多地依賴于溶液A中無機(jī)鹽的濃度。
除可以在溶液A中混和兩種或多種無機(jī)鹽，或在溶液B中混和兩種過氧化物外，也可以先涂布一種A，然后涂布另一種A，或先涂布一種過氧化氫基溶液B，然后涂布一種過氧化鈉基溶液B。這樣為實(shí)現(xiàn)某些效果，例如用不同的顏色強(qiáng)調(diào)突起區(qū)域等，本方法的兩個(gè)基本步驟可以包括兩個(gè)以上步驟。
下面所討論的各種木材樣品的顏色和色調(diào)是用語言進(jìn)行描述的，但是用兩種不同配方處理的兩種不同木材樣品的視覺印象可能都被描述為“灰棕色”，盡管它們實(shí)際上在視覺上產(chǎn)生十分不同的細(xì)節(jié)差異。按照本發(fā)明產(chǎn)生的顏色常常是土色調(diào)，即與棕色相關(guān)的色調(diào)，包括灰色，橙色，黃色，紅色，綠色和蘭色的各種變體，從淺色到事實(shí)上的黑色。也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)乳光或閃光的效果。當(dāng)使用氧化鋁時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)更明亮的色彩效果。為模擬老化，灰色是優(yōu)選的效果。通過磨損木材的表面以模擬老化的外觀，或者通過添加顏料和其它著色劑，可以修飾上述效果。
按照本發(fā)明，下列無機(jī)鹽和氧化物用于使木材著色硫酸鋇，硫酸鈣，硝酸鈰III，高氯酸鈰III，硝酸銅II，乙酸銅II，碳酸銅II二氫氧化物，硫酸銅，硫酸亞鐵II，高氯酸亞鐵II，氯化亞鐵II，硫代硫酸鈉，硫代硫酸鎂，硫代硫酸鉀，硝酸鉀，高錳酸鉀，硫酸銀，高氯酸銀，硝酸銀，硫酸鈦III，和高氯酸鋅。
其它按照本發(fā)明可以使用的無機(jī)鹽包括硫酸鋁鉀，氧化鉬(VI)，硫酸鋅，氯化銅(II)，高氯酸鎳，硫酸鎳，高氯酸銅(II)，硫酸錫(II)，氯化亞錫(I)，硫酸鉻(III)，硫酸鋁，氫化鈦，高氯酸鉻(III)，鋅粉，氯化錳(II)，氯化鋁，氯化鈦(IV)，氯化銀，和硫酸鈦(II)。
其它能夠與氧源在與底物接觸情況下反應(yīng)以使底物著色或提供其它本發(fā)明效果的無機(jī)鹽，可以選自元素周期表中2到6族元素的鹽，包括過渡元素，鑭系和錒系。所述金屬優(yōu)選選自鋁，銻，鈹，鉍，鎘，鉻，鈷，銅，金，銥，鉛，鎂，錳，汞，鉬，鎳，鈮，鋨，鉑，钚，鉀，銠，硒，硅，銀，鈉，鉭，釷，錫，鈦，鎢，鈾，釩和鋅。
當(dāng)涂布于木材和其它底物時(shí)，本發(fā)明可以采用任何可溶于水的無機(jī)鹽或可溶于溶劑例如酸，醇，或其它含水物質(zhì)中的氧化無機(jī)鹽化合物。它可以采用任何能夠與氧源和底物反應(yīng)以形成連結(jié)到底物上的有色化合物的氧化無機(jī)鹽化合物。為方便起見，這樣的化合物在此籠統(tǒng)地稱為金屬鹽，盡管某些無機(jī)鹽元素不是金屬，并且某些化合物是氧化物而不是鹽。
氧源可以是任何能夠在木，竹，皮革，纖維素底物或其它合適的底物存在下，氧化本發(fā)明的無機(jī)鹽的氧化劑。優(yōu)選的氧源是過氧化物，即包括過氧基(-O-O-)的化合物。過氧化物溶解在水中形成過氧化氫。本發(fā)明可以采用任何無機(jī)或有機(jī)過氧化物，包括KirkOthmer，Concise Encyclopedia.of Chemical Technology，pp.845-850(1985)中所描述的那些，該文獻(xiàn)結(jié)合在此作為參考。這樣，氧源可以是超氧化物或臭氧化物，或過氧酸。它還可以是次氯酸鹽或二氧化氯，盡管這些物質(zhì)是相當(dāng)有毒的和不穩(wěn)定的。
一個(gè)具有一般技能的人就可以改變和控制下列參數(shù)以得到需要的結(jié)果。生色反應(yīng)和得到的顏色及木材的紋理外觀，隨溶液A中所使用的不同的無機(jī)鹽而發(fā)生很大變化。然而，它們是可重現(xiàn)的，并且可以按照需要進(jìn)行選擇以提供特定的外觀。所述效果可能隨著溶液A中所使用的無機(jī)鹽的純度而改變。下面的實(shí)施例使用的是試劑級(jí)，而工業(yè)級(jí)或更低等級(jí)的產(chǎn)品對(duì)于商業(yè)應(yīng)用也是合適的。
所述效果隨著溶液B中所使用的氧源而改變。過氧化鈉，過氧化氫及組合物給出需要的效果。其它的無機(jī)和有機(jī)過氧化物和氧源也是合適的。
所述效果可能隨使用的水源而改變。實(shí)施例使用凈化水。蒸餾水與富含礦物質(zhì)的井水可能得到略微不同的效果。然而，通常使用自來水或去離子水給出滿意的結(jié)果。在其它情況下，用添加劑改變pH值或離子強(qiáng)度可能是理想的。
所述效果可能隨用于溶解或懸浮無機(jī)鹽或過氧化物的溶液而發(fā)生變化。在下面的實(shí)施例中，使用的是水，但是也可以使用其它液體，其中一些與非水可溶無機(jī)鹽一起使用。替代溶液，也可以將無機(jī)鹽溶解或懸浮在凝膠，蠟，洗劑，或乳脂(creme)中，并擦進(jìn)木材或底物中，只要得到足夠的滲透作用。木材或底物還必須允許合適的氧源滲透進(jìn)去，并且所述介質(zhì)必須是可相容的，它不能影響生色反應(yīng)。
所述效果可能隨溶液的濃度而改變。通常，越稀的溶液產(chǎn)生越淺的色度，但是在某些情況下它們實(shí)際上給出不同顏色的外觀。
所產(chǎn)生的效果不隨涂布溶液時(shí)的環(huán)境溫度而產(chǎn)生可覺察的變化。所述方法可以在高于或甚至略低于32°F或冰點(diǎn)的任何溫度下進(jìn)行，而染過色的木材依濕度和溫度條件，可以在少于1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)干燥并準(zhǔn)備進(jìn)行面涂(如果需要)。對(duì)于極低溫度下的應(yīng)用，無機(jī)鹽和/或氧化劑可以溶解在醇或其它非水溶液中。在下面的實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)是在室溫下進(jìn)行的，但是在接近冰點(diǎn)溫度進(jìn)行的試驗(yàn)似乎產(chǎn)生同樣的結(jié)果。如果合適，本發(fā)明也可以在很高的溫度，或者高壓或低壓下應(yīng)用。
反應(yīng)和所得到的顏色及底物的紋理外觀隨基材而改變。在下面的實(shí)施例中，使用的是砂糖松，但是本發(fā)明方法已成功應(yīng)用于北方松，美國西部黃松，赤揚(yáng)，楊木，楓木，橡木，槐木，雪松，櫻桃木，胡桃木，obinji，和其它木材，而結(jié)果當(dāng)然隨顏色，色調(diào)，和每種木材的特點(diǎn)而發(fā)生很大變化。本發(fā)明還成功地應(yīng)用于竹板，棉，皮革，和石材。竹板是非常硬的木制品，用傳統(tǒng)產(chǎn)品不能很好地著色，但是可以按照本發(fā)明進(jìn)行著色。其它底物也是合適的，只要它們是由能夠在本發(fā)明的氧源存在下結(jié)合金屬鹽的材料制成的。
效果可能隨溶液A和B的涂布順序而改變。通常，由B開始而由A結(jié)束，會(huì)產(chǎn)生均勻的顏色，但是木材紋理的細(xì)微差別更小，這在某些應(yīng)用中可能是優(yōu)選的。在模擬老化木材時(shí)，應(yīng)該首先涂布A溶液。為得到非老化外觀和均勻的著色，應(yīng)該首先涂布B溶液。首先涂布B可能使結(jié)合到木材上的顏色滲透作用更淺，但是這對(duì)于薄的底物可能是合適的。采用多孔底物例如織物或皮革時(shí)，優(yōu)選將底物浸在溶液中以確保均勻著色。
所述結(jié)果還隨包括在溶液A或B中的添加劑而改變，例如顏料或染料，檸檬酸，漂白劑，醇，溶劑，增稠劑，成片劑，涂飾劑，例如可以同時(shí)氧化和密封木材的合適的丙烯酸和其它樹脂或聚氨酯涂覆物。作為一種替代方法，可以將一種外涂密封劑涂布到著色劑上?？梢赃x擇地，涂覆物可以包括在溶液B中(或者溶液A中，如果溶液A是最后涂布)。
本發(fā)明的染過色的木材已經(jīng)經(jīng)歷過加速老化條件，暴露于陽光、熱水、結(jié)冰溫度和浸沒在水中。它耐褪色，并且實(shí)際上在暴露后在色調(diào)上變得有一點(diǎn)更暗或更暖。這些試驗(yàn)表明本產(chǎn)品產(chǎn)生顯著耐久的著色，適合于專業(yè)人員和業(yè)余愛好者使用，適用于室內(nèi)外應(yīng)用。實(shí)施例在下列的所有配方中，溶液A配制成無機(jī)鹽在水中的溶液。濃度以百分?jǐn)?shù)(重量/體積)給出，或者給出無機(jī)鹽的克數(shù)和水的體積數(shù)。溶液B配制成15％(體積/體積)的過氧化氫溶液，或者0.3％的過氧化鈉溶液(由每升水3.0克過氧化鈉制成)。在所有這些例子中，除非特別指出，底物是砂糖松。不同的木材或其它底物同樣有效，但是顏色有些差別。這些實(shí)驗(yàn)是在65-75°F左右的環(huán)境溫度下進(jìn)行的。在涂布了溶液B后，顏色的出現(xiàn)從不足1秒鐘到長達(dá)1分鐘。在不同溫度下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果僅有一點(diǎn)點(diǎn)差異。不同濃度的溶液B可使反應(yīng)加快或減慢，但是得到類似的最終顏色。決定顏色的關(guān)鍵變量是溶液A中的無機(jī)鹽或無機(jī)鹽組合物。
在實(shí)施例1-10中，將所給質(zhì)量的無機(jī)鹽溶解在1升水中。實(shí)施例1溶液A0.25g硫酸銀(Ag2SO4)溶液B過氧化鈉結(jié)果中等色度的金棕色實(shí)施例2溶液A2.0g氯化亞鐵(II)(FeCl2·XH2O)+0.5g硫酸銀(Ag2SO4)溶液B過氧化鈉結(jié)果中等色度的灰棕色，老化的外觀溶液B過氧化氫結(jié)果中等色度的暖黃棕色實(shí)施例3溶液A1.5g氯化亞鐵(II)溶液B過氧化氫結(jié)果淺色度的暖棕色，略帶紅色色調(diào)實(shí)施例4溶液A1.5g氯化亞鐵(II)+1.0g高氯酸鋅(Zn(ClO4)2·6H2O)溶液B過氧化氫結(jié)果中等色度的橙棕色，帶有暗棕色到黑色加強(qiáng)的交錯(cuò)紋理溶液B過氧化鈉結(jié)果中等色度的灰色，帶有黑色交錯(cuò)紋理實(shí)施例5溶液A1.5g高氯酸鈰(III)(Ce(ClO4)3·6H2O)溶液B過氧化氫結(jié)果淺到中等色度的黃棕色實(shí)施例6
溶液A2.0g高氯酸鐵(II)(Fe(ClO4)2·6H2O)溶液B過氧化氫結(jié)果淺到中等色度的暖棕色，老化的外觀實(shí)施例7溶液A2.0g高氯酸鐵(II)(Fe(ClO4)2·6H2O)+0.25g硫酸銀(Ag2SO4)溶液B過氧化氫結(jié)果中等色度的暖棕色，老化的外觀溶液B過氧化鈉結(jié)果中等色度的灰棕色，老化的外觀實(shí)施例8溶液A1.5g硫酸亞鐵(II)(FeSO4·7H2O)溶液B過氧化氫結(jié)果中等色度的暖棕色，老化的外觀溶液B過氧化鈉結(jié)果中等色度的暖灰色實(shí)施例9溶液A0.5g高氯酸銀(AgClO4·H2O)溶液B過氧化鈉結(jié)果中等色度的暖棕色，老化的外觀實(shí)施例10溶液A1.0g硫酸亞鐵(II)+0.5g高氯酸銀溶液B過氧化氫結(jié)果中等色度的暖棕色，老化的外觀溶液B過氧化鈉結(jié)果中等色度的灰棕色，老化的外觀實(shí)施例11溶液A醋酸銅，1克稀釋在50ml水中與過氧化氫暖橙棕色，中等色度與過氧化鈉不反應(yīng)實(shí)施例12溶液A氯化亞鐵(II)0.5克硫酸銀0.5克稀釋在50ml水中與過氧化氫灰棕色，中等色度與過氧化鈉橙棕色，深色度實(shí)施例13溶液A高氯酸亞鐵(II)8克硫酸銀0.25克稀釋在100ml水中與過氧化氫暗的老化外觀與過氧化鈉接近黑色，類似烏木的外觀實(shí)施例14溶液A高氯酸亞鐵(II)4克硫酸銀0.1克稀釋在100ml水中與過氧化氫暖橙棕色，中等色度與過氧化鈉暖紅棕色，中等色度實(shí)施例15溶液A高氯酸亞鐵(II)4克硫酸銀0.1克稀釋在200ml水中與過氧化氫暖灰色，老化的外觀，淺色度與過氧化鈉紅灰色，老化的外觀，淺色度實(shí)施例16溶液A氯化亞鐵(II)2.5克硫酸銀0.5克稀釋在150ml水中與過氧化氫反應(yīng)很少與過氧化鈉帶有銀色光澤的灰黑色，深色度與過氧化鈉和過氧化氫混和在一起的混合物帶有紅色色調(diào)的較暖的灰黑色，深色度實(shí)施例17溶液A高氯酸亞鐵(II)，1克稀釋在200ml水中與過氧化氫灰棕色老化外觀，淺色度與過氧化鈉橙棕色老化外觀，淺色度實(shí)施例18溶液A氯化亞鐵(II)，1克稀釋在200ml水中與過氧化氫灰棕色老化外觀，淺到中等色度與過氧化鈉濃棕色老化外觀，淺到中等色度實(shí)施例19溶液A氯化亞鐵(II)，1克稀釋在400ml水中與過氧化氫灰棕色老化外觀，淺色度與過氧化鈉暖棕色老化外觀，淺色度實(shí)施例20溶液A硝酸鎂，1克稀釋在250ml水中與過氧化氫最小限度的結(jié)果與過氧化鈉黃色外觀，中等色度實(shí)施例21溶液A硝酸鈰，1克稀釋在250ml水中與過氧化氫最小限度的結(jié)果與過氧化鈉黃色外觀，中等色度在下面的所有實(shí)施例中，過氧化氫為15％的溶液，而過氧化鈉則是將2克稀釋在1升水中。實(shí)施例22高氯酸銀1.5克/升水用在混凝土上的結(jié)果
與過氧化氫無效果與過氧化鈉鐵灰色到黑色實(shí)施例23氯化亞鐵(II)2克/升水用在棉布上的結(jié)果與過氧化氫淺灰色與過氧化鈉橙棕色實(shí)施例24氯化亞鐵(II)2克/升水用在白的未涂飾的皮革上的結(jié)果與過氧化氫暖的金棕色與過氧化鈉灰褐色實(shí)施例25氯化亞鐵(II)2克/升水用在紙上的結(jié)果與過氧化氫淺灰色與過氧化鈉濃墨色在本說明書中所舉例說明和討論的實(shí)施方案，僅是想教給本領(lǐng)域技術(shù)人員本發(fā)明人所知的制造和使用本發(fā)明的最好方法。本說明書中的任何東西都不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。在不離開本發(fā)明的情況下，是可以對(duì)上述的本發(fā)明實(shí)施方案進(jìn)行修改和改變的，如本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述說明可以想到的那樣。因此應(yīng)該明白，在權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)，本發(fā)明是可以通過除上面具體描述的內(nèi)容之外的方式而實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.賦予底物預(yù)定顏色的一套用具，包括(a)一種無機(jī)鹽的含水溶液，和(b)一種過氧化物的含水溶液，該無機(jī)鹽和過氧化物溶液在相繼以足夠的量涂布到底物上后，能夠在底物存在下彼此反應(yīng)以賦予底物顏色。
2.一種處理底物的方法，包括下述步驟(a)用含有金屬鹽的制備物接觸底物，并使足夠量的制備物滲透到該底物中，相繼地但是不考慮順序，(b)用含有氧源的制備物接觸底物，并使足夠量的制備物滲透到該底物中，這樣兩種制備物在與該底物接觸情況下彼此反應(yīng)，使該底物特性發(fā)生穩(wěn)定的變化。
3.權(quán)利要求2的方法，其中氧源是過氧化物，并且兩種制備物都是含水溶液。
4.權(quán)利要求2的方法，其中金屬鹽選自鐵，銀，鋅，鈰，銅，鎂，鉬，鎳，錫，鉻，鋁，鋇，鈣，鈉，鉀和鈦的鹽，以及它們的混合物。
5.權(quán)利要求2的方法，其中金屬鹽選自鋁，銻，鈹，鉍，鎘，鉻，鈷，銅，金，銥，鉛，鎂，錳，汞，鉬，鎳，鈮，鋨，鉑，钚，鉀，銠，硒，硅，銀，鈉，鉭，釷，錫，鈦，鎢，鈾，釩，和鋅的鹽，以及它們的混合物。
6.權(quán)利要求2的方法，其中金屬鹽選自硫酸鹽，氯化物，高氯酸鹽，乙酸鹽，硝酸鹽，高錳酸鹽，硫代硫酸鹽，和氧化物，以及它們的混合物。
7.權(quán)利要求2的方法，其中金屬鹽選自硫酸銀，高氯酸銀，硝酸銀，氯化亞鐵(II)，高氯酸鋅，高氯酸亞鐵(II)，硫酸亞鐵(II)，乙酸銅，硫代硫酸鈉，硫代硫酸鎂，硫代硫酸鉀，硝酸鉀，高錳酸鉀，硝酸銅，碳酸銅(II)二氫氧化物，硫酸銅，硫酸鈦(III)，硝酸鎂，高氯酸鈰(III)，和硝酸鈰，以及它們的混合物。
8.權(quán)利要求2的方法，其中金屬鹽選自氧化鉬(VI)，硫酸鋅，氯化銅(II)，高氯酸鎳，硫酸鎳，高氯酸銅(II)，硫酸錫(II)，氯化亞錫(I)，硫酸鉻(III)，硫酸鋁，高氯酸鈰(III)，過氧化鋅，氫化鈦，高氯酸鉻(III)，鋅粉，氯化錳(II)，氯化鋁，氯化鈦(IV)，氯化銀，和硫酸鈦(II)，以及它們的混合物。
9.權(quán)利要求2的方法，其中氧源是過氧化物。
10.權(quán)利要求2的方法，其中氧源選自過氧化氫，過氧化鈉，過氧化鋅，過氧化鈣，過氧化鋇，和過氧化鋰，以及它們的混合物。
11.權(quán)利要求2的方法，其中底物是木材。
12.權(quán)利要求2的方法，其中底物是類木制品。
13.權(quán)利要求2的方法，其中底物選自棉，麻，亞麻，紙，和其它纖維素制品。
14.權(quán)利要求2的方法，其中底物是皮革。
15.權(quán)利要求2的方法，其中底物選自多孔塑料，粘土，陶瓷，水泥，混凝土，石頭，磚，和石材。
16.權(quán)利要求2的方法，其中底物是織物。
17.權(quán)利要求2的方法，其中賦予底物的效果是顏色。
18.權(quán)利要求2的方法，其中步驟(a)在步驟(b)之前進(jìn)行。
19.權(quán)利要求2的方法，其中步驟(b)在步驟(a)之前進(jìn)行。
20.權(quán)利要求2的方法，還包括在兩步驟之間的底物干燥步驟。
21.權(quán)利要求2的方法，其中制備物是含水溶液，并且在本方法工藝條件下的該溶液的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之間的溫度下進(jìn)行涂布。
22.權(quán)利要求2的方法，還包括在底物表面涂布密封涂層。
23.一種包括了權(quán)利要求2的方法制備的底物的制品。
24.權(quán)利要求23的制品，其中發(fā)生變化的特征是顏色。
25.一種包括賦予了制品固定的物理特性的化合物的制品，該化合物是當(dāng)將金屬鹽和過氧化物相繼涂布到制品上后，該金屬鹽和過氧化物在與制品接觸情況下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的。
26.權(quán)利要求25的制品，其中固定的物理特性是顏色。
27.權(quán)利要求25的制品，其組成物選自竹，藤，紙，紙板，皮革，粘土，棉，毛，其它布匹，麻，亞麻，回收的纖維素制品，磚，混凝土，板石，瓦，水泥，和其它石材。
28.權(quán)利要求25的制品，其組成物是木材。
29.權(quán)利要求26的制品，其中制品是禁得起采伐的木材，所固定的顏色是土色調(diào)，金屬鹽的毒性低，并且制品基本上不含氧源殘余物。
30.處理底物的一套用具，包括(a)一種金屬鹽制備物，和(b)一種氧源制備物，該制備物是用來在涂布后滲透該底物的，并且兩種制備物在相繼以足夠的量涂布后，彼此進(jìn)行反應(yīng)以賦予該底物固定的物理特性。
31.權(quán)利要求30的一套用具，其中金屬鹽制備物和/或氧源制備物還含有添加劑，該添加劑選自增稠劑，醇，乳化劑，著色劑，顏料，染料，漂白劑，密封劑，涂飾劑，調(diào)色物，丙烯酸涂飾劑，乳膠涂飾劑，聚氨酯，膠凝劑，成片劑，表面活性劑，緩沖劑，檸檬酸，單寧酸，醋酸，其它酸，堿，色素，鹽，穩(wěn)定劑，殺菌劑，殺真菌劑，殺蟲劑，驅(qū)蟲劑，防紫外線劑，和阻燃劑，以及它們的混合物。
32.權(quán)利要求30的一套用具，其中金屬鹽制備物是含水溶液，含有約0.001％～約20％(w/v)的金屬鹽。
33.權(quán)利要求30的一套用具，其中氧源制備物是含水溶液，含有約0.1％～約50％(w/v)的過氧化物。
34.權(quán)利要求30的一套用具，其中金屬鹽制備物是含水溶液，含有約0.025％～約8％(v/v)的金屬鹽。
35.權(quán)利要求30的一套用具，其中氧源制備物是含水溶液，含有約0.3％～約15％(w/v)的過氧化物。
36.權(quán)利要求30的一套用具，其中制備物是適合于由使用者稀釋的濃縮物。
全文摘要
按照本發(fā)明,向合適的底物上相繼涂布一種金屬鹽和一種氧源,使其以有效量滲透或充滿底物,以便與底物接觸反應(yīng)并生成固定在底物表面的無機(jī)化合物。本發(fā)明將彼此相容的金屬鹽、氧源和底物相結(jié)合,引起一個(gè)就地反應(yīng),并修飾了底物以產(chǎn)生耐久的需要的效果。按照本發(fā)明產(chǎn)生的連結(jié)到底物上的無機(jī)化合物,是穩(wěn)定而耐久的或者是永久的,并且是固定在底物中的或者是不溶于底物的。該無機(jī)化合物鍵合或包含在底物中和底物表面上,所以可以說該無機(jī)化合物深染于底物的纖維或基質(zhì)中,或者說深嵌于底物內(nèi)。所述需要的效果優(yōu)選是顏色。根據(jù)所需要的效果,可以使用多種金屬鹽。所述氧源優(yōu)選是過氧化物,而底物優(yōu)選是纖維制品例如木材、棉紙;皮革;或石材。本發(fā)明涉及處理底物的方法,處理用具,及經(jīng)過處理的產(chǎn)品。對(duì)于木制品,本發(fā)明提供了一種適用于軟木的低毒水基著色劑。
文檔編號(hào)D06P5/00GK1258329SQ98805500
公開日2000年6月28日 申請(qǐng)日期1998年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月28日
發(fā)明者斯蒂芬·B·奧格 申請(qǐng)人:斯蒂芬·B·奧格