JPH0569417A - 木材の表面処理方法 - Google Patents
木材の表面処理方法Info
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- JPH0569417A JPH0569417A JP27812391A JP27812391A JPH0569417A JP H0569417 A JPH0569417 A JP H0569417A JP 27812391 A JP27812391 A JP 27812391A JP 27812391 A JP27812391 A JP 27812391A JP H0569417 A JPH0569417 A JP H0569417A
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Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多少とも水分を含有する木材に対するプラズ
マ処理を、真空設備等を必要とせずして可能とし、大面
積にわたり均質に、表面の濡れ性や塗膜密着性等を改善
する。 【構成】 水分含有率を繊維飽和点以下に調整した木材
４を、上下電極１、２を用いて大気圧またはその付近の
圧力下でグロー放電することにより励起させたプラズマ
中で処理するようにする。
マ処理を、真空設備等を必要とせずして可能とし、大面
積にわたり均質に、表面の濡れ性や塗膜密着性等を改善
する。 【構成】 水分含有率を繊維飽和点以下に調整した木材
４を、上下電極１、２を用いて大気圧またはその付近の
圧力下でグロー放電することにより励起させたプラズマ
中で処理するようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、木材のプラズマ処理
による、その表面改質のための改良された処理方法に関
する。
による、その表面改質のための改良された処理方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、木材の表面状態を改質したいとい
う要求は幅広い。そのうち、表面の濡れ性を制御したい
という要求は、たとえば、親水性を付与して接着性や印
刷性を向上させたり、あるいは、撥水性を付与して濡れ
難い木材を造り出したりと多岐にわたる。木材表面の濡
れ性を制御するための方法としては、現状では、木材に
塗料や表面処理剤を塗布する方法が一般的に用いられて
いる。しかし、これらの方法は、塗膜等が形成されるた
め、木質感がなくなるという欠点を有する。また、耐久
性や耐候性に問題があり、長時間の屋外使用や、水との
接触においては、塗膜剥離が生じるという欠点を有す
る。
う要求は幅広い。そのうち、表面の濡れ性を制御したい
という要求は、たとえば、親水性を付与して接着性や印
刷性を向上させたり、あるいは、撥水性を付与して濡れ
難い木材を造り出したりと多岐にわたる。木材表面の濡
れ性を制御するための方法としては、現状では、木材に
塗料や表面処理剤を塗布する方法が一般的に用いられて
いる。しかし、これらの方法は、塗膜等が形成されるた
め、木質感がなくなるという欠点を有する。また、耐久
性や耐候性に問題があり、長時間の屋外使用や、水との
接触においては、塗膜剥離が生じるという欠点を有す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これに対し、表面の状
態を改質する方法としてプラズマを用いる手法は、界面
の構造を化学的に変化させるため、上に述べたような問
題を生じず、プラスチック等の表面処理として広く利用
されている。しかし、プラズマ処理として有用なグロー
放電は、一般に、高真空を必要とするため、水分を含有
する木材への適用が難しい。
態を改質する方法としてプラズマを用いる手法は、界面
の構造を化学的に変化させるため、上に述べたような問
題を生じず、プラスチック等の表面処理として広く利用
されている。しかし、プラズマ処理として有用なグロー
放電は、一般に、高真空を必要とするため、水分を含有
する木材への適用が難しい。
【０００４】そこで、この発明は、大面積にわたり均質
な表面処理が可能で高安定な大気圧グロー放電プラズマ
による表面処理を、多少の水分を不可避的に含有する木
材に対しても適用可能とさせることにより、上述のよう
に本質的に優れるプラズマ処理の利用を図った木材の表
面処理方法を提供することを課題とする。
な表面処理が可能で高安定な大気圧グロー放電プラズマ
による表面処理を、多少の水分を不可避的に含有する木
材に対しても適用可能とさせることにより、上述のよう
に本質的に優れるプラズマ処理の利用を図った木材の表
面処理方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】大気圧プラズマによる各
種材料の表面処理の方法は、特開平１−３０６５６９号
公報、特開平２−１５１７１号公報に詳細に記載されて
いる。発明者らは、この方法は、常圧でプラズマ処理を
施すことができるために、木材のように系内に水分を含
有するような材料でも、大面積にわたり均質に表面処理
することができると予想した。しかしながら、実際に上
記技術を木材に適用してみると、プラズマの発生は実現
できるが、予期したような表面性能が発現しない場合が
あることが判明した。
種材料の表面処理の方法は、特開平１−３０６５６９号
公報、特開平２−１５１７１号公報に詳細に記載されて
いる。発明者らは、この方法は、常圧でプラズマ処理を
施すことができるために、木材のように系内に水分を含
有するような材料でも、大面積にわたり均質に表面処理
することができると予想した。しかしながら、実際に上
記技術を木材に適用してみると、プラズマの発生は実現
できるが、予期したような表面性能が発現しない場合が
あることが判明した。
【０００６】そこで、この点について鋭意検討した結
果、プラズマ処理の際に、木材中の水分が表面にも露出
し木材の繊維を部分的に覆うため、プラズマ処理の効果
が不均一になるということがわかった。さらに、含水率
を繊維飽和点以下に調整した木材をプラズマ処理するよ
うにすると、このような不均一性を無視できる程度にま
で下げることができ、予期した表面性能が実現できるこ
ともわかった。
果、プラズマ処理の際に、木材中の水分が表面にも露出
し木材の繊維を部分的に覆うため、プラズマ処理の効果
が不均一になるということがわかった。さらに、含水率
を繊維飽和点以下に調整した木材をプラズマ処理するよ
うにすると、このような不均一性を無視できる程度にま
で下げることができ、予期した表面性能が実現できるこ
ともわかった。
【０００７】この発明にかかる木材の表面処理方法は、
以上の知見に基づき完成されたものであって、水分含有
率を繊維飽和点以下に調整した木材を、大気圧またはそ
の付近の圧力下でグロー放電することにより励起させた
プラズマ中で処理するようにするものである。ここで、
繊維飽和点とは、自由水が存在せず、木材の細胞膜が結
合水で飽和した状態をいい、材質により異なるが、およ
そ３０重量％程度の含水率を指す。
以上の知見に基づき完成されたものであって、水分含有
率を繊維飽和点以下に調整した木材を、大気圧またはそ
の付近の圧力下でグロー放電することにより励起させた
プラズマ中で処理するようにするものである。ここで、
繊維飽和点とは、自由水が存在せず、木材の細胞膜が結
合水で飽和した状態をいい、材質により異なるが、およ
そ３０重量％程度の含水率を指す。
【０００８】なお、木材の含水率は、下記式のように定
義される。 木材の含水率（％）＝｛（W1−W0）／W0｝×１００ （乾量基準含水率） 〔式中、W1は乾燥前木材Ａの重量（ｇ）であり、W0はこ
の木材Ａを恒温器を用い１０５℃で乾燥して恒量に到達
させた後の重量（ｇ）である。〕木材の含水率の調整方
法については、特に限定はされないが、１０５℃以下の
温度で乾燥することが好ましい。
義される。 木材の含水率（％）＝｛（W1−W0）／W0｝×１００ （乾量基準含水率） 〔式中、W1は乾燥前木材Ａの重量（ｇ）であり、W0はこ
の木材Ａを恒温器を用い１０５℃で乾燥して恒量に到達
させた後の重量（ｇ）である。〕木材の含水率の調整方
法については、特に限定はされないが、１０５℃以下の
温度で乾燥することが好ましい。
【０００９】木材の樹種については、何ら限定されな
い。含水率を調整した木材をプラズマ処理する際の圧力
としては、大気圧またはその付近の圧力であれば、特に
限定はされないが、具体的には、たとえば、５００〜１
５００mmHgの範囲内が好ましい。圧力が５００mmHg未満
の場合は、木材からの揮発成分の蒸発が多くなり、圧力
が１５００mmHgを超える場合は、プラズマのグロー放電
の安定性が悪くなり、いずれの場合も所望の表面性能が
得られなくなるからである。
い。含水率を調整した木材をプラズマ処理する際の圧力
としては、大気圧またはその付近の圧力であれば、特に
限定はされないが、具体的には、たとえば、５００〜１
５００mmHgの範囲内が好ましい。圧力が５００mmHg未満
の場合は、木材からの揮発成分の蒸発が多くなり、圧力
が１５００mmHgを超える場合は、プラズマのグロー放電
の安定性が悪くなり、いずれの場合も所望の表面性能が
得られなくなるからである。
【００１０】プラズマ処理の際に導入するガスの種類に
ついては、所望の表面処理の内容に応じて選定され、特
に限定はされないが、たとえば、不活性ガス、不活性ガ
スとＮ2 ガスとの混合ガス、あるいは、不活性ガスと反
応性ガスとの混合ガス等が挙げられる。使用できる不活
性ガスとしては、特に限定はされないが、たとえば、Ｈ
ｅ、ＡｒおよびＮｅからなる群の中から選ばれた少なく
とも１種等が挙げられる。
ついては、所望の表面処理の内容に応じて選定され、特
に限定はされないが、たとえば、不活性ガス、不活性ガ
スとＮ2 ガスとの混合ガス、あるいは、不活性ガスと反
応性ガスとの混合ガス等が挙げられる。使用できる不活
性ガスとしては、特に限定はされないが、たとえば、Ｈ
ｅ、ＡｒおよびＮｅからなる群の中から選ばれた少なく
とも１種等が挙げられる。
【００１１】使用できる反応性ガスとしては、特に限定
はされないが、常温・常圧で気体であるとともに、Ｃ、
Ｎ、Ｏ、ＦおよびＳからなる群の中から選ばれた少なく
とも１種の元素を含むものが好ましい。具体的には、た
とえば、木材に撥水性を付与する場合には、ＣＦ4 、Ｎ
Ｆ3 、ＳＦ6 等のフッ化物ガス等が有効である。また、
木材に親水性を付与する場合には、Ｏ2 ガス、Ｏ2 とＣ
Ｆ4 との混合ガス等が有効である。
はされないが、常温・常圧で気体であるとともに、Ｃ、
Ｎ、Ｏ、ＦおよびＳからなる群の中から選ばれた少なく
とも１種の元素を含むものが好ましい。具体的には、た
とえば、木材に撥水性を付与する場合には、ＣＦ4 、Ｎ
Ｆ3 、ＳＦ6 等のフッ化物ガス等が有効である。また、
木材に親水性を付与する場合には、Ｏ2 ガス、Ｏ2 とＣ
Ｆ4 との混合ガス等が有効である。
【００１２】不活性ガスと反応性ガスとの混合ガスを用
いる場合、これらのガスの混合割合については、特に限
定はされないが、不活性ガスに対する反応性ガスのモル
比が０．３以下であることが好ましい。プラズマを発生
させるためのグロー放電条件、すなわち、印加電力、そ
の周波数等については、所望の処理程度に応じて適宜設
定されるが、印加電力は、電極面積１cm2 当たり０．０
２〜６．０Ｗであることが好ましく、その周波数は、１
kHz 〜１３．５６MHz であることが好ましい。処理時間
等についても、特に限定されない。
いる場合、これらのガスの混合割合については、特に限
定はされないが、不活性ガスに対する反応性ガスのモル
比が０．３以下であることが好ましい。プラズマを発生
させるためのグロー放電条件、すなわち、印加電力、そ
の周波数等については、所望の処理程度に応じて適宜設
定されるが、印加電力は、電極面積１cm2 当たり０．０
２〜６．０Ｗであることが好ましく、その周波数は、１
kHz 〜１３．５６MHz であることが好ましい。処理時間
等についても、特に限定されない。
【００１３】なお、プラズマ処理後には、木材表面に活
性物質が残っており、このままの状態で木材が空気に触
れると、空気中の酸素が前記活性物質と結合して木材表
面に付着し撥水性が弱くなるので、特に、撥水性を付与
する場合には、プラズマ処理後、ガスの導入（フロー）
を行うことにより前記活性物質を除去することが推奨さ
れる。
性物質が残っており、このままの状態で木材が空気に触
れると、空気中の酸素が前記活性物質と結合して木材表
面に付着し撥水性が弱くなるので、特に、撥水性を付与
する場合には、プラズマ処理後、ガスの導入（フロー）
を行うことにより前記活性物質を除去することが推奨さ
れる。
【００１４】
【作用】水分含有率を繊維飽和点以下に調整した木材
を、大気圧またはその付近の圧力下でプラズマ処理する
ようにすると、このプラズマ処理により木材表面に化学
的変化が生じ、その結果、使用ガスの種類に応じて木材
表面の濡れ性（撥水性または親水性）を制御したり、塗
膜等の密着性を向上させたりすること等が可能となる。
また、このような表面改質のために塗料や表面処理剤等
を塗布する必要がないため、得られる処理木材は、木質
感が損なわれておらず、しかも前記性能の耐久性や耐候
性にも優れたものとなる。さらに、大気圧またはその付
近の圧力下で処理を行うため、真空設備等を必要としな
くなるとともに、含水率の調整により、上述のプラズマ
処理効果を不均一にする原因となる自由水が存在しなく
なるため、大面積にわたり均質にプラズマ処理を行うこ
とが可能になる。
を、大気圧またはその付近の圧力下でプラズマ処理する
ようにすると、このプラズマ処理により木材表面に化学
的変化が生じ、その結果、使用ガスの種類に応じて木材
表面の濡れ性（撥水性または親水性）を制御したり、塗
膜等の密着性を向上させたりすること等が可能となる。
また、このような表面改質のために塗料や表面処理剤等
を塗布する必要がないため、得られる処理木材は、木質
感が損なわれておらず、しかも前記性能の耐久性や耐候
性にも優れたものとなる。さらに、大気圧またはその付
近の圧力下で処理を行うため、真空設備等を必要としな
くなるとともに、含水率の調整により、上述のプラズマ
処理効果を不均一にする原因となる自由水が存在しなく
なるため、大面積にわたり均質にプラズマ処理を行うこ
とが可能になる。
【００１５】
【実施例】以下に、図面を参照しながら、この発明の実
施例を説明する。図１は、この発明にかかる木材の表面
処理方法を実施するにあたり使用される装置の一例を表
す。反応槽５内には、その上下に平行円板型電極１、２
（いずれも直径１６０mm）が設置されており、下部電極
２上に、直径１８０mmの円板状の固体誘電体３が置かれ
ている。固体誘電体３は、下部電極２に代えて上部電極
１に設けられていてもよく、あるいは、これら上下電極
１、２の双方に設けられていてもよい。繊維飽和点以下
に含水率が調整された木材４を上下電極１、２の間隙に
置き、ガスを流通させ、反応槽５内の圧力を５００〜１
５００mmHgの範囲内に保ちながら、上部電極１に高電圧
の交流電界を印加すると、上下電極１、２間でプラズマ
が発生し、木材４は、このプラズマの作用を受けて、そ
の表面が改質される。図中、７は、上記高電圧の交流電
界を得るための高周波電源を示す。反応槽５の高電圧導
入部と設置導出部には、絶縁体６が設けられている。印
加する交流電界の周波数としては、前に述べた通りであ
るが、周波数の高い領域では木材が加熱されるため、こ
の場合には、木材が炭化しないような冷却の方法もしく
は処理時間の短縮が必要になることがある。
施例を説明する。図１は、この発明にかかる木材の表面
処理方法を実施するにあたり使用される装置の一例を表
す。反応槽５内には、その上下に平行円板型電極１、２
（いずれも直径１６０mm）が設置されており、下部電極
２上に、直径１８０mmの円板状の固体誘電体３が置かれ
ている。固体誘電体３は、下部電極２に代えて上部電極
１に設けられていてもよく、あるいは、これら上下電極
１、２の双方に設けられていてもよい。繊維飽和点以下
に含水率が調整された木材４を上下電極１、２の間隙に
置き、ガスを流通させ、反応槽５内の圧力を５００〜１
５００mmHgの範囲内に保ちながら、上部電極１に高電圧
の交流電界を印加すると、上下電極１、２間でプラズマ
が発生し、木材４は、このプラズマの作用を受けて、そ
の表面が改質される。図中、７は、上記高電圧の交流電
界を得るための高周波電源を示す。反応槽５の高電圧導
入部と設置導出部には、絶縁体６が設けられている。印
加する交流電界の周波数としては、前に述べた通りであ
るが、周波数の高い領域では木材が加熱されるため、こ
の場合には、木材が炭化しないような冷却の方法もしく
は処理時間の短縮が必要になることがある。
【００１６】以下に、より具体的な実施例によって、処
理の条件および得られた特性について詳しく説明する
が、この発明は、下記実施例およびすでに述べた実施例
に限定されない。また、以下の実施例および比較例で用
いた木材としては、いずれも、図２にみるような形状の
板材（１００mm×１００mm×５mm）を用いた。 −実施例１− 含水率１００重量％（以下、「重量％」を単に「％」と
略す。）のヒノキ材を１０５℃で１０時間乾燥し、試験
サンプルとした。その含水率は５％であった。なお、ヒ
ノキ材の繊維飽和点は、乾燥特性曲線の解析により３０
％であることがわかっている。したがって、このサンプ
ルの含水率５％は繊維飽和点以下である。
理の条件および得られた特性について詳しく説明する
が、この発明は、下記実施例およびすでに述べた実施例
に限定されない。また、以下の実施例および比較例で用
いた木材としては、いずれも、図２にみるような形状の
板材（１００mm×１００mm×５mm）を用いた。 −実施例１− 含水率１００重量％（以下、「重量％」を単に「％」と
略す。）のヒノキ材を１０５℃で１０時間乾燥し、試験
サンプルとした。その含水率は５％であった。なお、ヒ
ノキ材の繊維飽和点は、乾燥特性曲線の解析により３０
％であることがわかっている。したがって、このサンプ
ルの含水率５％は繊維飽和点以下である。
【００１７】このサンプルを、図１の上下電極間（間隔
２０mm）に設置し、下記の条件下でプラズマ処理した
（ただし、プラズマ処理後のガスフローは行わなかっ
た）。条 件 （１） 使用ガスおよびその流量 ヘリウム（Ｈｅ） ２０００ｓｃｃｍ 四フッ化炭素（ＣＦ4 ） ５０ｓｃｃｍ ここに、「ｓｃｃｍ」は、２５℃、１ａｔｍにおける単
位時間（分）当たりの流量（ml）を表す。 （２） プラズマ条件 周波数 ５０００Hz 電力 １５０Ｗ 処理時間 １分 処理圧力 ７６０mmHg（１atm) 処理後の木材表面の撥水性を水滴の接触角測定法により
評価した。この水滴の接触角測定は、図２中に示したＰ
1 、Ｐ2 、Ｐ3 の３つの部位について行った。その結果
およびプラズマ処理条件等を後記表１にまとめて示し
た。なお、処理木材の表面をダイフロン（ダイキン社
製）で洗浄しても接触角に変化はなかった。
２０mm）に設置し、下記の条件下でプラズマ処理した
（ただし、プラズマ処理後のガスフローは行わなかっ
た）。条 件 （１） 使用ガスおよびその流量 ヘリウム（Ｈｅ） ２０００ｓｃｃｍ 四フッ化炭素（ＣＦ4 ） ５０ｓｃｃｍ ここに、「ｓｃｃｍ」は、２５℃、１ａｔｍにおける単
位時間（分）当たりの流量（ml）を表す。 （２） プラズマ条件 周波数 ５０００Hz 電力 １５０Ｗ 処理時間 １分 処理圧力 ７６０mmHg（１atm) 処理後の木材表面の撥水性を水滴の接触角測定法により
評価した。この水滴の接触角測定は、図２中に示したＰ
1 、Ｐ2 、Ｐ3 の３つの部位について行った。その結果
およびプラズマ処理条件等を後記表１にまとめて示し
た。なお、処理木材の表面をダイフロン（ダイキン社
製）で洗浄しても接触角に変化はなかった。
【００１８】ここで、水滴の接触角測定法とは、一定量
の小水滴を所定の高さからサンプルの供試面に落下付着
させて、供試面と水滴との接触角θを測定する方法であ
り、接触角θが大きい供試面は水をはじく性質（撥水
性）が強く、接触角θが小さい供試面は水とのなじみが
良い親水性の面であることを意味する。 −実施例２− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材を１０５
℃で５時間乾燥し、試験サンプルとした。その含水率は
１０％（繊維飽和点以下）であった。
の小水滴を所定の高さからサンプルの供試面に落下付着
させて、供試面と水滴との接触角θを測定する方法であ
り、接触角θが大きい供試面は水をはじく性質（撥水
性）が強く、接触角θが小さい供試面は水とのなじみが
良い親水性の面であることを意味する。 −実施例２− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材を１０５
℃で５時間乾燥し、試験サンプルとした。その含水率は
１０％（繊維飽和点以下）であった。
【００１９】このサンプルを、実施例１と同様の条件で
プラズマ処理した。処理後の撥水性を、実施例１と同様
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表１に示した。なお、処理後の木材表面をダイフロン
（ダイキン社製）で洗浄しても接触角に変化はなかっ
た。 −実施例３− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材を１０５
℃で３時間乾燥し、試験サンプルとした。その含水率は
２０％（繊維飽和点以下）であった。
プラズマ処理した。処理後の撥水性を、実施例１と同様
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表１に示した。なお、処理後の木材表面をダイフロン
（ダイキン社製）で洗浄しても接触角に変化はなかっ
た。 −実施例３− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材を１０５
℃で３時間乾燥し、試験サンプルとした。その含水率は
２０％（繊維飽和点以下）であった。
【００２０】このサンプルを、実施例１と同様の条件で
プラズマ処理した。処理後の撥水性を、実施例１と同様
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表１に示した。なお、処理後の木材表面をダイフロン
（ダイキン社製）で洗浄しても接触角に変化はなかっ
た。 −比較例１− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材を、含水
率調整なしで試験サンプルとした。
プラズマ処理した。処理後の撥水性を、実施例１と同様
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表１に示した。なお、処理後の木材表面をダイフロン
（ダイキン社製）で洗浄しても接触角に変化はなかっ
た。 −比較例１− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材を、含水
率調整なしで試験サンプルとした。
【００２１】このサンプルを、実施例１と同様の条件で
プラズマ処理した。処理後の撥水性を、実施例１と同様
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表２に示した。なお、処理後の木材表面をダイフロン
（ダイキン社製）で洗浄しても接触角に変化はなかっ
た。 −実施例４− 実施例１と同じように調整したサンプルを、図１の上下
電極間（間隔２０mm）に設置し、下記の条件下でプラズ
マ処理した（ただし、プラズマ処理後のガスフローは行
わなかった）。条 件 （１） 使用ガスおよびその流量 ヘリウム（Ｈｅ） ４０００ｓｃｃｍ 四フッ化炭素（ＣＦ4 ） ２０ｓｃｃｍ 酸素（Ｏ2 ） ５０ｓｃｃｍ （２） プラズマ条件 周波数 ３０００Hz 電力 ５０Ｗ 処理時間 ２分 処理圧力 ７６０mmHg（１atm) 処理後の撥水性を、実施例１と同様にして水滴の接触角
測定法で評価した。その結果を後記表２に示した。な
お、処理後の木材表面をダイフロン（ダイキン社製）で
洗浄しても接触角に変化はなかった。
プラズマ処理した。処理後の撥水性を、実施例１と同様
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表２に示した。なお、処理後の木材表面をダイフロン
（ダイキン社製）で洗浄しても接触角に変化はなかっ
た。 −実施例４− 実施例１と同じように調整したサンプルを、図１の上下
電極間（間隔２０mm）に設置し、下記の条件下でプラズ
マ処理した（ただし、プラズマ処理後のガスフローは行
わなかった）。条 件 （１） 使用ガスおよびその流量 ヘリウム（Ｈｅ） ４０００ｓｃｃｍ 四フッ化炭素（ＣＦ4 ） ２０ｓｃｃｍ 酸素（Ｏ2 ） ５０ｓｃｃｍ （２） プラズマ条件 周波数 ３０００Hz 電力 ５０Ｗ 処理時間 ２分 処理圧力 ７６０mmHg（１atm) 処理後の撥水性を、実施例１と同様にして水滴の接触角
測定法で評価した。その結果を後記表２に示した。な
お、処理後の木材表面をダイフロン（ダイキン社製）で
洗浄しても接触角に変化はなかった。
【００２２】−実施例５− 実施例２と同じように調整したサンプルを、実施例４と
同様にし同一条件下でプラズマ処理した。処理後の撥水
性を、実施例１と同様にして水滴の接触角測定法で評価
した。その結果を後記表２に示した。なお、処理後の木
材表面をダイフロン（ダイキン社製）で洗浄しても接触
角に変化はなかった。
同様にし同一条件下でプラズマ処理した。処理後の撥水
性を、実施例１と同様にして水滴の接触角測定法で評価
した。その結果を後記表２に示した。なお、処理後の木
材表面をダイフロン（ダイキン社製）で洗浄しても接触
角に変化はなかった。
【００２３】−実施例６− 実施例３と同じように調整したサンプルを、実施例４と
同様にし同一条件下でプラズマ処理した。処理後の撥水
性を、実施例１と同様にして水滴の接触角測定法で評価
した。その結果を後記表２に示した。なお、処理後の木
材表面をダイフロン（ダイキン社製）で洗浄しても接触
角に変化はなかった。
同様にし同一条件下でプラズマ処理した。処理後の撥水
性を、実施例１と同様にして水滴の接触角測定法で評価
した。その結果を後記表２に示した。なお、処理後の木
材表面をダイフロン（ダイキン社製）で洗浄しても接触
角に変化はなかった。
【００２４】−比較例２− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材を、含水
率調整なしで試験サンプルとした。このサンプルを、実
施例４と同様にし同一条件でプラズマ処理した。処理後
の撥水性を、実施例１と同様にして水滴の接触角測定法
で評価した。その結果を後記表２に示した。なお、処理
後の木材表面をダイフロン（ダイキン社製）で洗浄して
も接触角に変化はなかった。
率調整なしで試験サンプルとした。このサンプルを、実
施例４と同様にし同一条件でプラズマ処理した。処理後
の撥水性を、実施例１と同様にして水滴の接触角測定法
で評価した。その結果を後記表２に示した。なお、処理
後の木材表面をダイフロン（ダイキン社製）で洗浄して
も接触角に変化はなかった。
【００２５】−比較例３〜５− 実施例１〜３で含水率調整を行ったヒノキ材に対し、プ
ラズマ処理をせずに、そのまま水滴の接触角測定を実施
例１と同様にして行った。その結果を後記表３に示し
た。 −比較例６− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材に対し、
含水率調整およびプラズマ処理をせずに、そのまま水滴
の接触角測定を実施例１と同様にして行った。その結果
を後記表３に示した。
ラズマ処理をせずに、そのまま水滴の接触角測定を実施
例１と同様にして行った。その結果を後記表３に示し
た。 −比較例６− 含水率１００％（繊維飽和点以上）のヒノキ材に対し、
含水率調整およびプラズマ処理をせずに、そのまま水滴
の接触角測定を実施例１と同様にして行った。その結果
を後記表３に示した。
【００２６】−実施例７− 繊維飽和点が３０％であるナラの板材を１０５℃で６時
間乾燥し、含水率１０％（繊維飽和点以下）の木材を得
た。この木材を、前述の装置の上下電極間（間隔２０m
m）に設置し、これらの電極間に周波数１０kHz 、電力
１００Ｗの交流電界を印加し、不活性ガスとしてＨｅお
よび反応性ガスとしてＣＦ4 をそれぞれ流量５０００ｓ
ｃｃｍ、１００ｓｃｃｍでフローしながら、７６０mmHg
の圧力下でプラズマ処理を行った。その後、反応性ガス
を１分間フローして、処理材を得た。
間乾燥し、含水率１０％（繊維飽和点以下）の木材を得
た。この木材を、前述の装置の上下電極間（間隔２０m
m）に設置し、これらの電極間に周波数１０kHz 、電力
１００Ｗの交流電界を印加し、不活性ガスとしてＨｅお
よび反応性ガスとしてＣＦ4 をそれぞれ流量５０００ｓ
ｃｃｍ、１００ｓｃｃｍでフローしながら、７６０mmHg
の圧力下でプラズマ処理を行った。その後、反応性ガス
を１分間フローして、処理材を得た。
【００２７】処理後の木材の撥水性を、実施例１と同様
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表４に示した。 −実施例８〜１１− 実施例７において、木材の含水率、使用ガスの種類、そ
の流量およびプラズマ処理条件を後記表４に示した通り
に変更した以外は実施例７と同様にして、プラズマ処理
と、その後の反応性ガスのフローとを行った後、得られ
た処理木材について、実施例１と同様にして水滴の接触
角測定試験を行った。その結果を後記表４に示した。
にして水滴の接触角測定法で評価した。その結果を後記
表４に示した。 −実施例８〜１１− 実施例７において、木材の含水率、使用ガスの種類、そ
の流量およびプラズマ処理条件を後記表４に示した通り
に変更した以外は実施例７と同様にして、プラズマ処理
と、その後の反応性ガスのフローとを行った後、得られ
た処理木材について、実施例１と同様にして水滴の接触
角測定試験を行った。その結果を後記表４に示した。
【００２８】−実施例１２− 実施例７において、プラズマ処理後に反応性ガスのフロ
ーを行わないようにした以外は実施例７と同様にしてプ
ラズマ処理を行った後、得られた処理木材について、実
施例１と同様にして水滴の接触角測定試験を行った。そ
の結果を後記表５に示した。
ーを行わないようにした以外は実施例７と同様にしてプ
ラズマ処理を行った後、得られた処理木材について、実
施例１と同様にして水滴の接触角測定試験を行った。そ
の結果を後記表５に示した。
【００２９】−実施例１３〜１４− 実施例７において、木材の含水率、使用ガスの種類、そ
の流量およびプラズマ処理条件を後記表５に示した通り
に変更するとともに、プラズマ処理後に反応性ガスのフ
ローを行わないようにした以外は実施例７と同様にし
て、プラズマ処理を行った。
の流量およびプラズマ処理条件を後記表５に示した通り
に変更するとともに、プラズマ処理後に反応性ガスのフ
ローを行わないようにした以外は実施例７と同様にし
て、プラズマ処理を行った。
【００３０】次に、得られたプラズマ処理木材の処理面
にドア用ウレタン系塗料を塗布して塗膜を形成させた
後、その塗膜の密着性を、ＪＩＳ−Ｋ５４００の碁盤目
テープ法に基づいて調べた。その結果を後記表５に示し
た。 −実施例１５〜２０− 実施例７において、プラズマ処理の際の圧力を、後記表
５または６に示した通りに５００〜１５００mmHgの範囲
内で変更した以外は実施例７と同様にして、プラズマ処
理と、その後の反応性ガスのフローとを行った。その
後、得られた処理木材について、実施例１と同様にして
水滴の接触角測定試験を行った。その結果を後記表５ま
たは６に示した。
にドア用ウレタン系塗料を塗布して塗膜を形成させた
後、その塗膜の密着性を、ＪＩＳ−Ｋ５４００の碁盤目
テープ法に基づいて調べた。その結果を後記表５に示し
た。 −実施例１５〜２０− 実施例７において、プラズマ処理の際の圧力を、後記表
５または６に示した通りに５００〜１５００mmHgの範囲
内で変更した以外は実施例７と同様にして、プラズマ処
理と、その後の反応性ガスのフローとを行った。その
後、得られた処理木材について、実施例１と同様にして
水滴の接触角測定試験を行った。その結果を後記表５ま
たは６に示した。
【００３１】−比較例７− 実施例７において、含水率調整がされていない含水率５
０％（繊維飽和点以上）のナラ板材を用いるようにした
以外は実施例７と同様にして、プラズマ処理と、その後
の反応性ガスのフローとを行った後、得られた処理木材
について、実施例１と同様にして水滴の接触角測定試験
を行った。その結果を後記表７に示した。
０％（繊維飽和点以上）のナラ板材を用いるようにした
以外は実施例７と同様にして、プラズマ処理と、その後
の反応性ガスのフローとを行った後、得られた処理木材
について、実施例１と同様にして水滴の接触角測定試験
を行った。その結果を後記表７に示した。
【００３２】−比較例８− 実施例７において、含水率調整がされていない含水率５
０％（繊維飽和点以上）のナラ板材を用いるとともに、
反応性ガスとしてＣＦ4 の代わりにＯ2 を同流量で用い
るようにした以外は実施例７と同様にして、プラズマ処
理と、その後の反応性ガスのフローとを行った後、得ら
れた処理木材について、実施例１と同様にして水滴の接
触角測定試験を行った。その結果を後記表７に示した。
０％（繊維飽和点以上）のナラ板材を用いるとともに、
反応性ガスとしてＣＦ4 の代わりにＯ2 を同流量で用い
るようにした以外は実施例７と同様にして、プラズマ処
理と、その後の反応性ガスのフローとを行った後、得ら
れた処理木材について、実施例１と同様にして水滴の接
触角測定試験を行った。その結果を後記表７に示した。
【００３３】−比較例９〜１０− 実施例７において、プラズマ処理の際の圧力を、後記表
７または８に示した通りに５００〜１５００mmHgの範囲
から外れるように変更した以外は実施例７と同様にし
て、プラズマ処理と、その後の反応性ガスのフローとを
行った。その後、得られた処理木材について、実施例１
と同様にして水滴の接触角測定試験を行った。その結果
を後記表７または８に示した。
７または８に示した通りに５００〜１５００mmHgの範囲
から外れるように変更した以外は実施例７と同様にし
て、プラズマ処理と、その後の反応性ガスのフローとを
行った。その後、得られた処理木材について、実施例１
と同様にして水滴の接触角測定試験を行った。その結果
を後記表７または８に示した。
【００３４】−比較例１１− ナラの板材を１０５℃で１０時間乾燥し、含水率５％
（繊維飽和点以下）の木材を得た。この木材に対し、プ
ラズマ処理を行わないで、そのままドア用ウレタン系塗
料を塗布して塗膜を形成させた後、その塗膜の密着性
を、ＪＩＳ−Ｋ５４００の碁盤目テープ法に基づいて調
べた。その結果を後記表８に示した。
（繊維飽和点以下）の木材を得た。この木材に対し、プ
ラズマ処理を行わないで、そのままドア用ウレタン系塗
料を塗布して塗膜を形成させた後、その塗膜の密着性
を、ＪＩＳ−Ｋ５４００の碁盤目テープ法に基づいて調
べた。その結果を後記表８に示した。
【００３５】−比較例１２− 含水率調整がされていない含水率５０％（繊維飽和点以
上）のナラ板材に対し、プラズマ処理を行わないで、そ
のまま実施例１と同様にして水滴の接触角測定試験を行
った。その結果を後記表８に示した。
上）のナラ板材に対し、プラズマ処理を行わないで、そ
のまま実施例１と同様にして水滴の接触角測定試験を行
った。その結果を後記表８に示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】
【表７】
【００４３】
【表８】
【００４４】
【発明の効果】この発明にかかる木材の表面処理方法に
よれば、真空設備等を必要とせず、大面積にわたり均質
に、木材表面の濡れ性（撥水性または親水性）や塗膜等
の密着性等を改質することができる。また、この方法に
より得られる処理木材は、木質感が損なわれておらず、
しかも前記性能の耐久性や耐候性に優れたものとなる。
よれば、真空設備等を必要とせず、大面積にわたり均質
に、木材表面の濡れ性（撥水性または親水性）や塗膜等
の密着性等を改質することができる。また、この方法に
より得られる処理木材は、木質感が損なわれておらず、
しかも前記性能の耐久性や耐候性に優れたものとなる。
【図１】この発明にかかる木材の表面処理方法を実施す
るにあたり使用される装置の一例を表す断面図である。
るにあたり使用される装置の一例を表す断面図である。
【図２】この発明にかかる木材の表面処理方法の実施例
および比較例で用いた木材の形状およびその水滴接触角
測定部位を表す外観斜視図である。
および比較例で用いた木材の形状およびその水滴接触角
測定部位を表す外観斜視図である。
１ 上部電極 ２ 下部電極 ４ 木材 ５ 反応槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 碓氷 宏明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 澤田 康志 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 岡崎 幸子 東京都杉並区高井戸東２−20−11 (72)発明者 小駒 益弘 埼玉県和光市下新倉843−15
Claims (8)
- 【請求項１】 水分含有率を繊維飽和点以下に調整した
木材を、大気圧またはその付近の圧力下でグロー放電す
ることにより励起させたプラズマ中で処理するようにす
る木材の表面処理方法。 - 【請求項２】 大気圧またはその付近の圧力が、５００
〜１５００mmHgの範囲内である請求項１記載の木材の表
面処理方法。 - 【請求項３】 グロー放電を、不活性ガスおよび／また
は反応性ガスの導入下で行うようにする請求項１または
２記載の木材の表面処理方法。 - 【請求項４】 不活性ガスが、Ｈｅ、ＡｒおよびＮｅか
らなる群の中から選ばれた少なくとも１種である請求項
３記載の木材の表面処理方法。 - 【請求項５】 反応性ガスが、常温・常圧で気体である
とともに、Ｃ、Ｎ、Ｏ、ＦおよびＳからなる群の中から
選ばれた少なくとも１種の元素を含むものである請求項
３または４記載の木材の表面処理方法。 - 【請求項６】 不活性ガスに対する反応性ガスのモル比
が０．３以下である請求項３から５までのいずれかに記
載の木材の表面処理方法。 - 【請求項７】 グロー放電の印加電力が、電極面積１cm
2 当たり０．０２〜６．０Ｗである請求項１から６まで
のいずれかに記載の木材の表面処理方法。 - 【請求項８】 グロー放電の印加電力の周波数が、１kH
z 〜１３．５６MHzである請求項１から７までのいずれ
かに記載の木材の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27812391A JPH06102326B2 (ja) | 1990-10-26 | 1991-10-24 | 木材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28990390 | 1990-10-26 | ||
| JP2-289903 | 1991-07-15 | ||
| JP3-173691 | 1991-07-15 | ||
| JP17369191 | 1991-07-15 | ||
| JP27812391A JPH06102326B2 (ja) | 1990-10-26 | 1991-10-24 | 木材の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569417A true JPH0569417A (ja) | 1993-03-23 |
| JPH06102326B2 JPH06102326B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=27323825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27812391A Expired - Lifetime JPH06102326B2 (ja) | 1990-10-26 | 1991-10-24 | 木材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102326B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009543713A (ja) * | 2006-07-17 | 2009-12-10 | インターグラリオン リミテッド | ボード材の製造方法及びボード材 |
| CN106956338A (zh) * | 2016-01-12 | 2017-07-18 | 东北林业大学 | 一种提高落叶松阻燃木表面润湿性的方法 |
| JP2020032680A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ニッカウヰスキー株式会社 | 付香用木材、酒類熟成用樽、及び酒類の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP27812391A patent/JPH06102326B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009543713A (ja) * | 2006-07-17 | 2009-12-10 | インターグラリオン リミテッド | ボード材の製造方法及びボード材 |
| US20090317632A1 (en) * | 2006-07-17 | 2009-12-24 | Interglarion Limited, Nikosia Cyprus | Method for the production of material boards and material board |
| CN106956338A (zh) * | 2016-01-12 | 2017-07-18 | 东北林业大学 | 一种提高落叶松阻燃木表面润湿性的方法 |
| JP2020032680A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ニッカウヰスキー株式会社 | 付香用木材、酒類熟成用樽、及び酒類の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06102326B2 (ja) | 1994-12-14 |
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