10月8日 【接着】林地残材木材チップ乾燥機不具合の原因



今まで濡れるという事について記してきた。今回のシリーズでの問題定義は乾燥機で
問題を引き起こす付着についてだ。
この付着とはこれまでの記載で分かるようどうも濡れると密な関係にあるようだ。
そして今回取り上げるのが接着について。先ず濡れないことには接着できない。
また接着とは濡れている状態でないと生じない。接着は濡れると密接な関係が
あると言える。では一体接着と何なのか。







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8.接着
では接着とは何か。
Wikiでは
「接着(せっちゃく、Adhesion)とは二つの物体が接したときに働く、分子を引き付ける
力で起こる現象である。この現象は技術者においては物体を貼り付ける方法(接合法)
という点で関心を引き、生物学者には細胞の働きを理解する上で興味がもたれている。

接着機構
物体が吸い付く仕組みは次に示す5つの機構が相互に関与していると説明
付けられている。

力学的な接着
二つの物体は力学的に固着することがある。製本は大掛かりな力学的な結合の例で、
マジックテープは中規模、縫製の熱着テープは小規模な例である。また、最近では
ダイレクトメールはがきの綴じ込みにも利用されている。すなわち、紙面に接着した
微細なシリカゲル粒子が、プレスすることにより食い込むことではがきに綴じ込まれ、
手で閉じ合わせた圧力ではシリカゲルは噛み合わないので再度張り付くことはない
仕組みになっている。

化学的な接着
二つの物体は化合物が結合することでも接着する。最も強い結合は二つの物質の
原子間で電子を交換(イオン結合)したり共有(共有結合)したりすることで生じる。
次に強い結合は二つの物質の酸素、窒素、フッ素といった原子が水素原子を
共有することで生じる(水素結合)。

分散接着
吸着という現象でも知られているが、二つの物質はファンデルワールス力により
結びついている。ファルデルワールス力は物質内の正電荷と負電荷とを帯びた
部分により二つの物質が引き合う力である。正電荷や負電荷への分極は、
分子が永久分極している場合の力(キーソム力)と普遍的に生じる分子の
電子が乱雑に動き回ることで、一時的に電子の密度が偏ることで発生する力
(ロンドン分散力)とがある。

静電接着
誘電性物質では電子の受け渡しで異なる電荷を帯び、結合することがある。
この現象はコンデンサーに似た電荷の構成になっており、物質間の静電力が
引き合うことで発生する。電子は一方の物質との結びつきが他方よりも弱いときに
受け渡される。

拡散接着
物質によっては、拡散し混じりあうことで結び付けられる。この現象は物質の
分子が移動し互いに溶解することで発生する。この例は重合体では物質の
分子鎖が分散しあうことで、特に効果的に現れる。また焼結のプロセスでも
この機構が働いている。金属やセラミックの粉末を圧縮して加熱すると、
粒子から粒子へと原子が拡散する。そうすると粒子は一塊に結びつく。
分散が発生する原動力は表面エネルギーの低下であり、化学ポテンシャルの
低下もまた寄与している。

接着力の強度
二つの物体の間の接着力の強度は上述の物質間の接着機構と、接している
物体表面の形状により左右される。物体がぬれている場合は接着面が
広がることが寄与しており、物質の表面エネルギーが濡れにより変化する
わけではない。

粘着
粘着とは接着の一種とされるが、実用上は粘着剤とは高粘性の液体またはゲル状
固体の表面のようなべたべたした状態を特徴としたものをいい、接着剤のように
固化して剥離抵抗力を発揮するものと区別される。


接着とは濡れると密接な関係はあるが接着している物質の表面エネルギーへ
変化を与える訳ではない。
あくまでも接着とは物質同士の結合の力が生じて初めて接着した状態になると言える。
その結合力には下記2種類が考えられる。
この定義はあくまでも「微粒子から探る物性七変化」前野昌弘氏の著作を
参考にしたものです。

1)化学結合
化学変化により生まれる結合力。

2)ファンデルワース結合
①配向効果
何らかの理由で分極した分子同士が異種の電気で引き合うことにより接着する。
但し、各分子内に極性基を持っている場合のみ。
②誘起効果
一方のものが極性を持つ場合その極性分子に非極性分子が接近することにより
非極性分子が分極することにより接着する。
③ロンドン分散効果
互いに非極性である場合各分子が近付くと分子内で分極が起き電気の引力により
接着する。

接着については以上です。
乾燥機で最も問題を引き起こす付着の原因は濡れるそして接着の二つの要素が
重なりその状態になると自分なりに理解したのだが。
問題点、不審点があればどうぞお気軽にご意見ください。




前回ブログ更新から又してもかなり日数が経ってしまった。
どうしてもtwitterは気軽に書けるので書き込むのだがついついブログの更新がおろそかになる。

開発成功した間伐材、林地残材木材チップ乾燥機を今現在実験機から
一製品としての模様替えを行っている。
一つの木材チップ乾燥機として製品化している訳だ。
完成後は県の機関の方がテスト及び見学に来訪される事に決定している。
その際ぜひ県のブランドを付けていただくようお願いするつもりだ。
又、共同での助成金申請についても了解を得ている。
今後はこの木材チップ乾燥機中心に事が進みそうだ。



それでは又です。


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2009.10.8 by 博多の森と山ちゃん



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by moritoyamachan | 2009-10-08 20:56 | 乾燥機
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