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ナノファイバー力学特性評価試験機 実績あり

国内特許コード P07A010601
整理番号 NI0500048
掲載日 2007年10月4日
出願番号 特願2005-271282
公開番号 特開2007-085737
登録番号 特許第4660762号
出願日 平成17年9月20日(2005.9.20)
公開日 平成19年4月5日(2007.4.5)
登録日 平成23年1月14日(2011.1.14)
発明者
  • 榎本 祐嗣
  • 高柳 良太
出願人
  • 学校法人信州大学
発明の名称 ナノファイバー力学特性評価試験機 実績あり
発明の概要

【課題】
任意の環境において、脆弱で微細な線条の引張り変形強度、破壊強度、クリープ変形強度など力学特性を精密に測定できる引張り試験機を提供する。
【解決手段】
引張り試験機は、天秤1の架台上4に天秤1の秤量面3とは無縁に支柱9および梁10が固設され、梁10に上下方向に可動な自動ステージ11・12、その可動部11には細線条試料100の上部を固定するための上部クランプ15が取り付けられ、秤量面3に戴置可能な錘17に細線条試料100の下部を固定するための下部クランプ16が取り付けられている。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


マイクロ・ナノテクノロジー分野において、材料の利用形態の一つにファイバーがある。ファイバーとして、動植物の天然繊維あるいは人工合成繊維が利用されるが、それらの単繊維は微小で脆弱なものが多い。これらの力学強度の測定には、引張り試験機が利用されている。従来の力学特性評価試験機は、ファイバー試料の両端をクランプしておき、クランプの一方に接続したロードセルで、ファイバー試料が変形・切断するまでの引張り荷重あるいは一定の荷重を負荷し変形量の時間変化をロードセルにより測定している。かかる従来のロードセル式引張り試験機は、荷重分解能は高々0.5mg程度であり、極細で脆弱な繊維の測定には分解能が足りない。



ロードセルを使用せず、天秤を利用した引張り試験機が、特許文献1に開示されている。この引張り試験機試験機は、荷重手段として水を注入するものであり、水の受け入れ容器としての荷重容器14、水の注入器17、水平器19など、精密な部材を必要とし、複雑な構成となっている。



また、市販の引張り試験機は大気中で実施されるよう構成されているため、液体環境におけるファイバーの力学強度への影響を調べるには不向きである。さらに、脆弱なファイバー試料をクランプすることが難しいので接着剤でホルダーに止めることになるが、流動性のある接着剤は、しばしばファイバー試料の上部を止める際、接着剤が下のファイバー試料に流動して付着するおそれがある。




【特許文献1】特開2004-109065号公報

産業上の利用分野


本発明は、ナノファイバー等の微細な線条の引張り変形強度、破壊強度、クリープ強度などの力学特性を精密に測定するための特性評価試験機に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
細線条試料の破壊強度を含む力学特性を、前記細線条試料を垂下して測定する力学特性評価試験機であって、天秤の架台上に該天秤の秤量面とは無縁に支柱および梁が固設され、該梁に上下方向に可動な自動ステージ、その可動部に取り付けられ、前記細線条試料の上部を挿入し接着剤で固定するための細孔が端面に形成されている上部クランプ前記細線条試料の下部を挿入し接着剤で固定するための細孔が端面に形成されている下部クランプとを具備し、前記下部クランプが取り付けられた錘が前記秤量面に戴置されて、前記上部クランプと前記下部クランプとに両端が固定された前記細線条試料の力学特性が前記錘を含む重量の減量に基いて測定可能とされ、かつ前記上部クランプが、クリック屈曲機構を持ち、前記細線条試料の垂下方向に対して90度以上屈曲可能であることを特徴とする力学特性評価試験機。

【請求項2】
該上部クランプから該下部クランプまでを跨って覆い、開閉自在な液溜めスリーブを有することを特徴とする請求項1に記載の力学特性評価試験機。

【請求項3】
該液溜めスリーブ内に液体が溜められていることを特徴とする請求項に記載の力学特性評価試験機。

【請求項4】
該錘と該秤量面との間が、マグネットチャックで固定可能であることとし、前記錘の総重量は電子天秤の最大荷重よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の力学特性評価試験機。

【請求項5】
該上部クランプ、または/および該下部クランプが可動ステージに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の力学特性評価試験機。

【請求項6】
該上部クランプ、該下部クランプ、該錘が軸対象の形状をなし、固定された細線条試料の引っ張り軸がこれらの重心上にあることを特徴とする請求項1に記載の力学特性評価試験機。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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