61-30
20
斗-0 口こ←巳ωω巳co一←ロL←ωc
(E「『)
1 0
0 25
Effect of moisture content at corona discharge on depth of
20
空気雰囲気下での コ ロナ放電によりオゾンが発生する。
また， これまでの研究結果から， 放電処理によって木材 表面の酸化される ことが知られているため 49.55)， 木材 表面から削り取った木粉の赤外吸収スペクトルを得た。
ベンゼン核(1500cm-1 )に対するカルボニル(1730cm- 1)の 吸光度比を求め， Fig.32に放電時含水率と の 関係を示し
た。
放電時含水率12 %でカルボニルの増加は認められるが，
他の含水率では放電処理による増加は認められなかった。
含水率21 %においては， カルボニルの吸光度比は減少し ていた。 コ ロナ放電処理を含めて， 非平衡プラズマ処理 では， ラジカルの発生， 二量体化および多量体化， およ び出発物質の完全破壊を含む様々な反応が生じる6 1 )。 と
く に 出発物質の破壊を 積極的 に 利用 し た も の が， プラズ マドライエ ッ チングである6 2 )。 プラズマ処理中では様 々 な反応が生じているため， 特定 の 反応だけを行なう の は
困難であり， またこれが欠点とな っている。 それ故， ヵ ルボニルが消失することも十分に考えられる。
一方， 放電時含水率 1
2
%で最大値を示す傾向は， 接触 角コサイン値等の傾向と類似していた。 このことから，-
63-2
(oom←《\omト←《)
。一←ロL
ωUCロ2LOω心《
。
25
Effect of moisture content at corona discharge on absorbance ratio.
(号令) 20
content 10 15
門OIS↑ure
。 5
Fig. 32
カルボニルの生成が， 放電処理による湿潤性の増加の一 因である ことが明らかである 1) 9 . 5 5 )。
1 . 3. 3. 4 接着力
これまでの結果， 合水率12%のアピトン材に ついて，
コ ロナ放電処理量と接着力の関係は最大値を示した 4 9 .
5 5 )。 同じ木材に ついて， 放電時の含水率が接着力に及ぼ
す影響を， P R Fを用いた場合に ついてFig.33に示した。
未放電の場合， 常態、接着力は接着時の木材合水率の増 加と共に減少していた。 湿潤接着力もよく似た傾向であ るが傾きはかなり小さくな った。 木材中の水による接着 剤jの希釈の結果， 接着剤jの凝集力が低下したためである と考えられる。 合水率が20%を越えても， 常態、接着力で 100 kgf/cm2付近， 湿潤接着力で55kgí/cm2の値であり，
PRF接着剤jが高含水率木材の接着に利用可能であることを 示している。
放電処理木材の場合， 常態、 接着力は放電時含水率17%
で最大とな った。 湿潤接着力ではわずかに増加するのみ であ った。
接着剤jにユリア樹脂( U F )を用いた場合を， Fig.34に示 したc 未放電木材では， P R Fの場合と同様の傾向であり，
-
65-120
110
100
90
(NEU\mvここ←m c ωL←ω
80
ロ
70
60
← c
一oアωコ)U
50
0 20 25
(今色) 15
仁ontent 10
トイoisture 5
Effect of moisture content at corona discharge on joint strength Fig. 33
glued with PRF.
dry str ength，
Legend: 0 Discharged，
wet strength，
口Discharged，
dr y s trength，
• Control，
50
40 30
20 10
(NEU\mvここ
←mcωL←ω
←c
一oアωコ-u
• E
口一・
•
。
富一。 20 25
(0/0) 15
content 10
門oisture 5
Effect of moisture content at corona discharge on joint strength
Fig. 34gl ued
with UF.
d r
ys t r e n g th，
Legend: () Discharged，
wet strength，
口Discharged，
dr
ys tr ength，
we t s tr ength.
-
67-•
Contro 1，
• Control，
接着時含水率の増加にともない接着力は減少した。
一方， 放電処理木材の場合， {直が極端に低いため放電 時含水率の影響は認められない。 また PRF. UFどちらの
場合も， 木破率と放電時含水率の関係は認められなか っ
。
た湿潤性および赤外吸収スペクトルで認められてきた傾 向が， 接着力の場合に認められない原因として， 接着に 彫響する因子が多すぎるためであると考えられる。 木材 接着に関する因子は， 数多く存在するが63)， 本研究では，
接着剤に ついての因子と接着操作(塗布， 圧締など)を 一定とした。 それでも， まだ， 合水率の他に影響する因 子がまだ多く存在するため， 接着力からは明確な傾向が 得られなか ったものと考える。 なお， 接着力と接触角コ サイン値や赤外吸光度比の関係は既報4 9 ・ 5 5 )と同じであ
り， 今回だけが特異なデー タではなか った。
1 . 3. 4 放電雰囲気の影響
1 . 3. 4 . 1 湿潤性
前節までのコ ロナ放電処理装置では雰囲気調整を行う ことは困難なので， 本節では， ネオントランス(15kV)を 電源、 とする平板電極をデシケー タ内に設置して処理を行
った 49 )。
空気雰囲気下コ ロナ放電処理において ， 処理後の経過 時間とともに湿潤性が減少したことから 49)， 窒素雰囲気
下コ ロナ放電処理でも， 処理後の経過時間の影響に つい て検討し， その結果をFig.35に示した。 比較のために空 気雰囲気下での値49 )も示した。 放電直後で コサイン値が
1に達していない こと， および経時変化の比較的少ない ことが特徴的であ った。 平衡状態、は3 8時間以後で現われ ていたが， 前節の空気雰囲気下での処理と比較検討する
乙とを目的として， ほぼ平衡に達した 2 4時間後に各物性 の評価を行うことにした。
放電処理後，
2
4時間経過後の接触角コサイン値と処理 時間の関係をFi g . 3 6に示した。 未処理試片でO. 090であ っ たものが， 窒素雰囲気下放電処理により約O.9�1.Oに改善される ことが明らかとな った。 放電に よる接触角の初
期増加速度は処理電圧 に比例 して おり， 平衡{直 も 比例 し た。 4 . 5 k Vに ついては既報49)と同様， コ ロナ発光が見ら れず， 値も低いことから窒素中においてもコ ロナ放電は 生じなか った。 この図の全体的な傾向は， 既報� 9 )と同様 であ った。 しかし， 9.0kV， 13.5kVとも， 1
2
0分処理を行n可uphU
1.0
0.9
ω一mcロ
0.8
←υロ
←cou
0.7
0.6
ωC一ωO〕
40 50 20 30
Time (hr) 10
。
。
Effect of time after corona treatment on cosine Fig. 35.
contact angle.
20 m i n.
。in air.
Conditions of discharge were 13.5kV，
o in ni trogen，
Legend:
1.0 0.8 0.6
ω)mcロ
←u d←co u
む
0.4 0.2
ωC一ωou
120
Effect of nitrogen corona tre atment on cosine
nH m刈 m ρ」 m '+l ハけV 門UJ 〆hu nH 門ud pi G 'hH FL ハU 〈) 「コ ・11 nu
4.5 kV.
o 13.5 kV，
‘〉
9.0 kV，
、64 勺I・
• 15.0 kV，
() contact angle.
Legend:
。 。
Fig. 36
っても， コサイン値1 . 0に達しなか った こと， および接触 角の改善速度がやや遅い ことが空気雰囲気下の場合と異
なっていた。
1 . 3.
4 . 2 赤外吸収スペクトル窒素雰囲気下の場合には， 空気雰囲気下の場合に比べ て， 酸素が存在しないため， オゾンの発生はないものと 考えられる。 そのため， 放 電処理後の木材表面の赤外吸
光度比が空気雰囲気下と大きく異なると予想されるため，
その吸光度比を求め， Fig.37に示した。 比較のために空
気 雰囲気下での結 果 4 9 )も示した。 予想、 どおり， 放 電によ る増加はかなり少なくな っていた。 しかし， 値のバラツ キはあるものの若干の増加が認められ， とくに15
.
0 k V放電の100 . 120分処理で増加が認められた。 木材は多孔体で
あり， 特有の組織構造を有しているため， 細胞内腔中の 空気を除去するのは容易ではない。 それ故， この原因と して木材細胞内腔中に含まれていた空気中の酸素からの
オゾン生成によるものと考えられるために， 放電後， セ
ル内のオゾン濃度の測定を検知管を用い て行 った。 セル
内に試料 を装填した場合の オゾン濃度の測定結果をF i g.
3 8に示した。 13. 5kV. 1
2 0
分処理で
は 1 . 4ppmであり， 1 0分
‘〉
0.8
(・1.2
0.6 0.4 1.0
(oom「 《 \omト「〈)0一←ロL
ωUCロ2LOmw{]
《
nu ・i 「コ ハHv rL〈) tn FI Q nuJ n fo nu.d ハu Li m ρ」 m刈 m nH 120
。 。
Effect of nitrogen corona treatment on absorbance ratio.
Fig. 37
9.0 kV，
() o 13.5 kV，
。13.5 kV in air.
• 15.0 kV，
4.5 kV，
-
73-‘〉
Legend:
1.5
•1.0
(E巳〔])CO工ロL←cωucou