2014 Fiscal Year Research-status Report
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26820382
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| Research Institution | Oshima National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
中村 翼 大島商船高等専門学校, その他部局等, 講師 (10390501)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / 塗装剥離 / 荷電粒子 / 活性種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
船舶に用いられているFRP材と材質が似ているアクリル板をサンプル素地として，塗装したサンプル表面に大気圧プラズマを照射し，その剥離性を評価する実験を行った。結果として，塗装を施したサンプルに対して，塗装後の表面に大気圧プラズマを照射することで，大気圧プラズマを照射していないサンプルよりも，同程度の剥離荷重（約2.6 kN）で，2倍以上塗装を剥離させる事ができた。また画像処理による塗装の剥離率を算出した結果，大気圧プラズマを照射していないサンプルが20％程度の剥離率（全15サンプルの平均）に対し，大気圧プラズマを照射したサンプルは最低でも約50％の剥離率（5サンプルの平均）となった。この結果から，大気圧プラズマを塗装した表面に照射することで，塗装が剥離し易くなる傾向を再確認する事ができた。なおサンプル数が異なっている理由は，一度にプラズマを照射できるサンプル数が5つであるためであり，この個数はJIS規格に定める最低条件を満たしている。しかし，今後はサンプル数を増やして実験を行う事も視野に入れている。
次に，塗装が剥離し易くなるメカニズムの解明について報告する。平成26年度の交付申請時には，そのメカニズムとして，大気圧プラズマ中に生成される活性種の影響（化学的または物理的作用）と仮定していた。そこで塗装したサンプル表面に対して，大気圧プラズマを照射したサンプルと照射していないサンプルの表面組成分析を行った結果，両者とも同じ組成分析結果が得られた。これから，大気圧プラズマ中に生成される活性種の化学的作用が起因して，その塗装が剥離し易くなっている訳では無いことが分かる。また活性種の物理的作用の検証については，プラズマ生成部（リアクタ）の形状を変える事で検証は可能であったが，リアクタ形状と使用している電源仕様の関係から，上手くプラズマを生成する事ができず，実験を行う事ができなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度の研究成果から，大気圧プラズマを塗装した表面に照射することで，その塗装が剥離し易くなる傾向を改めて確認する事ができた。また，そのメカニズムについても表面組成分析の結果から，検証・推察する事ができた。なお塗装が剥離し易くなるメカニズムは，大気圧プラズマ中に生成される活性種が起因する化学的作用，つまり表面組成の変化によるものでは無い事が分かった。現在は，大気圧プラズマが持つ熱エネルギーが塗装面に作用する熱応力の影響か，同プラズマ中に存在する荷電粒子による影響と推察している。
平成27年度に予定している，高電圧電源の設計についても，これまでの実験結果ならびに情報交換によって，ある程度の仕様が固まりつつあり，平成27年度内の完成に向けて着実に進んでいる。
また国内・国際会議での発表に向けた準備も進めており，平成27年度中には学術論文としての投稿も予定している。
以上の事から，研究の目的の達成度は「おおむね順調に進展している。」と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の研究成果で，塗装を施したサンプルの表面に大気圧プラズマを照射することで，その塗装が剥離し易くなる傾向を確認することができた。また，そのメカニズムについても，表面組成分析の結果から推察することができた。引き続き，実験を重ねることでメカニズムの検証を行っていく予定である。
平成27年度の研究推進方策については，当初の予定に対して大きな変更は無く，予定通り高電圧電源の制作を行っていく。主な仕様については，平成26年度中に行った実験結果や情報交換等から，おおよその仕様について検討を付けることができた。なお当初の予定では，容量10kVA，出力周波数10kHz〜30kHzとしていたが，安全性も考慮し，その数値を再検討している。
この電源設計・製作と並行して，引き続き，実験を重ねることで，大気圧プラズマを塗装した表面に照射することで，その塗装が剥離し易くなるメカニズムの検証を行っていく。
また，これまでの研究成果を国内・国際会議等で発表することや，オープンキャンパス等の機会を利用して小中高の生徒が分かり易く理解できるような出前授業等を企画していく。
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| Causes of Carryover |
平成27年度に予定している，高電圧電源の簡易見積を取った際に，150万円以上かかるケースが想定されたため，次年度（平成27年度）への繰越を計画した。また，他の外部資金獲得によって，それにより購入できた物品（消耗品）の流用ができたため，当初の使用計画に変更が生じた。
以上の理由で，次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度（平成27年度）の主な使用計画としては，当初の予定通り，高電圧電源の購入，国際会議等での発表，学術論文の投稿を予定している。
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