JP2010145342A - Device and method for holding extremely fine fiber sample - Google Patents

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JP2010145342A JP2008325656A JP2008325656A JP2010145342A JP 2010145342 A JP2010145342 A JP 2010145342A JP 2008325656 A JP2008325656 A JP 2008325656A JP 2008325656 A JP2008325656 A JP 2008325656A JP 2010145342 A JP2010145342 A JP 2010145342A
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Suketsugu Enomoto
祐嗣 榎本
Ick-Soo Kim
翼水 金
Toshio Kaga
淑郎 加賀
Yasuyuki Ogawara
靖之 大河原
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RESUKA KK
Shinshu University NUC
Rhesca Co Ltd
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RESUKA KK
Shinshu University NUC
Rhesca Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate preparing a sample of extremely fine fibers such as a nanofiber or the like. <P>SOLUTION: A plurality of ringlike holding parts 24 are mounted on pasteboard 22 having an opening 21 in a freely peelable manner. The ringlike holding parts 24 are arranged to provide stripe parts 23a and 23b for the purpose of determining pasting positions. A holding device is moved through a space where nanofibers are scattered when the nanofibers are manufactured by an electrospinning method and the nanofibers are mounted on the ringlike holding parts 24. Thereafter, the ringlike holding parts 24 are peeled from the pasteboard 22 and fixed to the upper and lower clamp parts of testing equipment so that the clamp parts and the nanofibers may be arranged on a straight line. Then, the ringike holding parts 24 are cut and the dynamical characteristics such as tensile strength or the like of the nanofiber L is tested. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、ナノファイバーのような極細繊維の力学的試験を行うために使用される極細繊維試料把持装置および把持方法に関する。   The present invention relates to an ultrafine fiber sample gripping apparatus and gripping method used for performing a mechanical test of ultrafine fibers such as nanofibers.

一般的に、ナノファイバーは、直径が数nm〜数100nm、長さが直径の100倍以上のファイバー状物質と定義されている。かかる繊維径がマイクロ・ナノスケールのナノファイバー(極細繊維)は、先進材料として注目され、さまざまな産業分野で利用されてきている。例えばエンジンフィルタ、超軽量多機能防災のファブリック、抗菌マスク、半導体クリーンルーム用フィルタ、電子デバイス材料、人工血管や人工筋などを製造するための再生医療用培地等で利用されている。   In general, a nanofiber is defined as a fibrous material having a diameter of several nm to several hundred nm and a length of 100 times or more of the diameter. Such nanofibers (ultrafine fibers) having a micro / nanoscale fiber diameter are attracting attention as advanced materials and have been used in various industrial fields. For example, it is used in engine filters, ultra-light and multifunctional disaster prevention fabrics, antibacterial masks, semiconductor clean room filters, electronic device materials, regenerative medical media for manufacturing artificial blood vessels, artificial muscles, and the like.

ナノファイバーの使用環境は、大気中だけにとどまらず、液中でも使用されるので、各環境下における長寿命化が求められている。したがって、ナノファイバーの力学的特性(引っ張り、摩擦、曲げ等に対する強度評価)を高精度に測定することが望まれている。具体的には、JIS(Japan Industrial Standard)規格において、繊維に関する引っ張り強
度試験法が規定されている。この強度試験法を実施するための試料の作成が必要とされる。
Since the use environment of nanofibers is not limited to the atmosphere, it is also used in liquids, and thus a long life is required in each environment. Therefore, it is desired to measure the mechanical properties (strength evaluation against tension, friction, bending, etc.) of the nanofiber with high accuracy. Specifically, a tensile strength test method for fibers is defined in JIS (Japan Industrial Standard) standards. It is necessary to prepare a sample for carrying out this strength test method.

従来の試験方法として、複数のナノファイバーをまとめて試料としたり、表面に樹脂を被覆して強度を増したものを試料とすることが知られている。しかしながら、1本のナノファイバーの力学的特性を正確に測定することが困難であった。例えば下記の特許文献1には、1本のナノファイバーの力学的特性を測定することができる試験装置が記載されている。   As a conventional test method, it is known that a plurality of nanofibers are collectively used as a sample, or a sample whose surface is coated with a resin to increase the strength is used. However, it has been difficult to accurately measure the mechanical properties of one nanofiber. For example, Patent Document 1 below describes a test apparatus that can measure the mechanical properties of a single nanofiber.

特開2007−085737号公報JP 2007-085737 A

特許文献1に記載の装置では、上部クランプおよび下部クランプ部のそれぞれの細孔にナノファイバーの両端を挿入し、接着剤で固定することによって、試験装置に対してナノファイバーを取り付けている。   In the apparatus described in Patent Document 1, both ends of the nanofiber are inserted into the respective pores of the upper clamp and the lower clamp and fixed with an adhesive, thereby attaching the nanofiber to the test apparatus.

しかしながら、極細のナノファイバーをクランプに固定する作業は、面倒であり、取り付け作業中にナノファイバーが切断したりする問題があった。そこで、予め把持装置に対して試料のナノファイバーを固定し、把持装置を試験装置に取り付ける方法が知られている。   However, the work of fixing the ultrafine nanofiber to the clamp is troublesome, and there is a problem that the nanofiber is cut during the attaching work. Therefore, a method is known in which a nanofiber of a sample is fixed to a gripping device in advance and the gripping device is attached to a test device.

従来の把持装置は、図1に示すように、矩形の開口1を有する矩形の台紙2の構成とされていた。開口1を直角に横切るように、試験用のナノファイバーLの両端が台紙2の中央位置に接着される。そして、破線で示す位置の付近を切断して上部ホルダ3aと下部ホルダ3bとに切り離す。そして、上部ホルダ3aが試験装置の上部クランプに固定され、下部ホルダ3bが試験装置の下部クランプ部に固定される。試験装置では、上部クランプが上方向に引っ張られることによって、ナノファイバーの力学的特性が測定される。   As shown in FIG. 1, the conventional gripping device has a configuration of a rectangular mount 2 having a rectangular opening 1. Both ends of the test nanofiber L are bonded to the center position of the mount 2 so as to cross the opening 1 at a right angle. And the vicinity of the position shown with a broken line is cut | disconnected and it cuts into the upper holder 3a and the lower holder 3b. Then, the upper holder 3a is fixed to the upper clamp of the test apparatus, and the lower holder 3b is fixed to the lower clamp part of the test apparatus. In the test apparatus, the mechanical properties of the nanofiber are measured by pulling the upper clamp upward.

台紙2を使用する方法は、ナノファイバーを直接上部クランプおよび下部クランプ部に取り付ける方法に比してナノファイバーを固定する作業がより容易となる。しかしながら、ナノファイバーLの両端の固定位置を結ぶ方向が試験装置の引っ張り方向と完全に一致するように、ナノファイバーLの両端を固定する作業が面倒であった。さらに、試験中に接着部においてナノファイバーLが破断してしまう問題があった。   The method of using the mount 2 makes the work of fixing the nanofibers easier than the method of attaching the nanofibers directly to the upper clamp and the lower clamp. However, the work of fixing both ends of the nanofiber L is troublesome so that the direction connecting the fixing positions of both ends of the nanofiber L completely coincides with the pulling direction of the test apparatus. Furthermore, there existed a problem that the nanofiber L will fracture | rupture in an adhesion part during a test.

ナノファイバーの製造時に試験用のナノファイバーを採集することが提案されている。エレクトロスピニング法等で作成されるナノファイバーが製造される。エレクトロスピニング法は、図2に概略的に示すように、ノズル5を有する容器6内の原料の高分子溶液と基板7との間に数千ボルトから数万ボルトの高電圧8を印加する。高分子溶液の液面の表面張力を静電気が打ち破ってナノサイズのファイバー9がノズル5から噴射される。噴射されたファイバー9が基板7上にランダムに堆積される。溶媒の蒸発、温度低下によって、基板7上にナノファイバー状物質10が形成される。ナノファイバー状物質10の厚みが薄ければ、ナノファイバーコーティングとなり、厚みが厚ければ、不織布となる。   It has been proposed to collect test nanofibers at the time of nanofiber production. Nanofibers produced by electrospinning or the like are manufactured. In the electrospinning method, as schematically shown in FIG. 2, a high voltage 8 of several thousand volts to several tens of thousands volts is applied between a raw material polymer solution in a container 6 having a nozzle 5 and a substrate 7. Static electricity breaks down the surface tension of the liquid surface of the polymer solution, and nano-sized fibers 9 are ejected from the nozzle 5. The ejected fibers 9 are randomly deposited on the substrate 7. The nanofibrous material 10 is formed on the substrate 7 by evaporation of the solvent and temperature decrease. If the nanofibrous material 10 is thin, it becomes a nanofiber coating, and if it is thick, it becomes a non-woven fabric.

ナノファイバーコーティングや不織布は、ナノファイバーが作るナノスペースやファイバー自身の表面積が大きい等のナノ効果の特徴をいかして、エネルギー、医療、半導体等の多くの産業分野への多くの用途が期待されている。具体的には、超微粒子の高性能フィルタ、ウィルスや細菌の侵入を阻止するマスク、透湿防水テキスタイル、燃料電池や太陽電池等の電荷採集電極等の用途が考えられている。   Nanofiber coatings and non-woven fabrics are expected to be used in many industrial fields such as energy, medical care, and semiconductors by taking advantage of nano-effects such as the nanospace created by nanofibers and the large surface area of the fibers themselves. Yes. Specifically, applications such as ultra-fine particle high-performance filters, masks that prevent the entry of viruses and bacteria, moisture-permeable and waterproof textiles, charge collection electrodes for fuel cells, solar cells, and the like are considered.

ノズル5から噴射されたナノファイバー9が飛散している空間中を把持装置11を水平方向に移動させることによって、試験用ナノファイバーを採集することができる。例えばナノファイバー9の飛行速度とほぼ等しい速度で把持装置11を移動させる。図3に示すように、把持装置11は、矩形の台紙12に複数の矩形の開口13a,13b,13c,13d,13eが形成されたものである。ナノファイバー9が飛散している空間中を把持装置11を移動させることによって、把持装置11に対して多数のナノファイバーが付着する。台紙12は、粘着性を有する面を有し、ナノファイバーを採集した後に粘着面を別のホルダで覆うようになされる。   By moving the gripping device 11 in the horizontal direction in the space where the nanofibers 9 ejected from the nozzle 5 are scattered, the test nanofibers can be collected. For example, the gripping device 11 is moved at a speed approximately equal to the flight speed of the nanofiber 9. As shown in FIG. 3, the gripping device 11 is formed by forming a plurality of rectangular openings 13 a, 13 b, 13 c, 13 d, and 13 e on a rectangular mount 12. By moving the gripping device 11 in the space where the nanofibers 9 are scattered, a large number of nanofibers adhere to the gripping device 11. The mount 12 has an adhesive surface, and after collecting the nanofibers, the adhesive surface is covered with another holder.

把持装置11によって採集された多数のナノファイバーの中で、ナノファイバーの両端の固定位置を結ぶ方向が試験装置の引っ張り方向と完全に一致するものが選択される。すなわち、開口の長辺と直交するナノファイバーが試料として使用できる。例えば開口13cに被着したナノファイバーLが選択される。開口13cの両側が一点鎖線に沿って切断され、試験用のナノファイバーが得られる。   Among the many nanofibers collected by the gripping device 11, a nanofiber whose direction connecting the fixed positions at both ends of the nanofiber completely matches the pulling direction of the test device is selected. That is, nanofibers orthogonal to the long side of the opening can be used as a sample. For example, the nanofiber L deposited on the opening 13c is selected. Both sides of the opening 13c are cut along the alternate long and short dash line to obtain a nanofiber for testing.

このような把持装置11は、手作業によってナノファイバーの両端を固定する作業を必要としない利点がある。しかしながら、実際には、開口を斜めに交差するナノファイバーが多いために、試料として使用できるナノファイバーが得られる確率が低く、歩留りが悪い問題があった。   Such a gripping device 11 has an advantage of not requiring an operation of fixing both ends of the nanofiber by a manual operation. However, in practice, since there are many nanofibers that obliquely cross the opening, there is a low probability that a nanofiber that can be used as a sample is obtained, and there is a problem in that the yield is poor.

したがって、この発明の目的は、簡単な作業で、且つ歩留り良く極細繊維試料を採集し、作成することができる極細繊維試料把持装置および把持方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrafine fiber sample gripping apparatus and a gripping method capable of collecting and creating ultrafine fiber samples with a simple operation and high yield.

上述の課題を解決するために、この発明は、台紙と、
台紙に剥離自在に被着され、台紙と接着されない表面が粘着性を有する複数のリング状把持部と
を備え、
極細繊維製造時の極細繊維の飛行空間内を移動して極細繊維を表面に被着させる極細繊維試料把持装置である。
In order to solve the above-described problems, the present invention includes a mount,
A plurality of ring-shaped gripping portions that are releasably attached to the mount and have a non-adhesive surface that has adhesiveness;
It is an ultrafine fiber sample gripping device that moves in the flight space of ultrafine fibers during the production of ultrafine fibers and deposits the ultrafine fibers on the surface.

この発明は、台紙と、台紙に剥離自在に被着され、台紙と接着されない表面が粘着性を有する複数のリング状把持部とを備えた極細繊維試料把持装置を、
極細繊維製造時の極細繊維の飛行空間内を移動して極細繊維を表面に被着させ、
極細繊維が被着されたリング状把持部を台紙より剥離し、
試験装置の一対の取り付け部による引っ張り軸の中心の延長方向と、リング状把持部に被着された1本の極細繊維の長さ方向とが一直線上に並ぶように、リング状把持部を取り付け部に固定し、
リング状把持部を試料繊維の延長方向と交差する2箇所の位置で切断する極細繊維試料把持方法である。
The present invention provides an ultrafine fiber sample gripping device including a mount and a plurality of ring-shaped gripping portions that are detachably attached to the mount and have a surface that is not bonded to the mount and has adhesiveness.
Move in the flight space of the ultrafine fiber during the production of the ultrafine fiber, and attach the ultrafine fiber to the surface,
Peel off the ring-shaped gripping part with extra fine fibers attached from the mount,
Attach the ring-shaped gripping part so that the extension direction of the center of the pull shaft by the pair of mounting parts of the test device and the length direction of one ultrafine fiber attached to the ring-shaped gripping part are aligned. Fixed to the
This is an ultrafine fiber sample gripping method in which a ring-shaped gripping part is cut at two positions intersecting with the extending direction of the sample fiber.

この発明によれば、極細繊維例えばナノファイバーの製造時にナノファイバーが飛散している空間内を移動させることによって、簡単に試料用ナノファイバーを採集でき、さらに、採集されたナノファイバーの中で試料として使用できるものの確率を高くすることができる。すなわち、歩留りを向上することができる。   According to the present invention, sample nanofibers can be easily collected by moving in a space where nanofibers are scattered during the production of ultrafine fibers such as nanofibers. The probability of what can be used as can be increased. That is, the yield can be improved.

以下、この発明を実施するための最良の形態(以下実施の形態とする)について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。   The best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the present invention in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these embodiments.

<一実施の形態>
「把持装置」
一実施の形態は、図4に示すような構造を有する。図5Aおよび図5Bに示すように、中央部に矩形の開口21を有する台紙22が使用される。開口21は、必ずしも設ける必要がないが、光にかざして見たり、顕微鏡で見るときには、開口していた方が好ましい。台紙22の一面に粘着層が塗布等によって形成されている。台紙22の長辺に沿って位置決め用のストライプ部23aおよび23bが台紙22の粘着層に被着される。ストライプ部23aおよび23bによって覆われてない台紙22の粘着層の領域が露呈している。
<One embodiment>
"Gripping device"
One embodiment has a structure as shown in FIG. As shown in FIGS. 5A and 5B, a mount 22 having a rectangular opening 21 at the center is used. The opening 21 is not necessarily provided, but it is preferable that the opening 21 is opened when viewed over light or when viewed with a microscope. An adhesive layer is formed on one surface of the mount 22 by coating or the like. The stripe portions 23 a and 23 b for positioning are attached to the adhesive layer of the mount 22 along the long side of the mount 22. A region of the adhesive layer of the mount 22 that is not covered by the stripe portions 23a and 23b is exposed.

ストライプ部23aおよび23bによって挟まれた中央部の領域で、開口21が形成されている部分に、複数例えば7個の円形のリング状把持部24a、24b、24c、24d、24e、24f、24gが被着される。特に、複数のリング状把持部を個々に区別する必要がない場合には、単に、リング状把持部24と称する。図5Cに示すように、リング状把持部24は、所望のナノファイバー試料の長さに対応した円形開口25を有する。リング状把持部24は、紙、合成樹脂で作成されたものである。台紙22、ストライプ部23a、23bおよびリング状把持部24は、絶縁物例えばアート紙やプラスチックからなる。   A plurality of, for example, seven circular ring-shaped gripping portions 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f, and 24g are provided in a portion where the opening 21 is formed in the central region sandwiched between the stripe portions 23a and 23b. To be attached. In particular, when there is no need to individually distinguish a plurality of ring-shaped gripping portions, they are simply referred to as ring-shaped gripping portions 24. As shown in FIG. 5C, the ring-shaped gripping portion 24 has a circular opening 25 corresponding to the length of a desired nanofiber sample. The ring-shaped gripping part 24 is made of paper or synthetic resin. The mount 22, the stripe portions 23a and 23b, and the ring-shaped gripping portion 24 are made of an insulating material such as art paper or plastic.

図5Dに示すように、台紙22の粘着層が露呈している領域に対してリング状把持部24が貼り付けられる。リング状把持部24が台紙22と接着/剥離自在となるように、粘着層の粘着力が選定されている。リング状把持部24の高さがストライプ部23aおよび23bの高さよりやや高いものとされている。さらに、リング状把持部24の台紙22と接着されない側に粘着層が設けられる。粘着層上を剥離紙が覆うようになされる。さらに、後述するように捕集したナノファイバーで、一つのリング状把持部24に1本のファイバーの試験が可能なリング状把持部24を取り出す。このままではナノファイバーLがリング状把持部24に軽く載っている状態なので、図5Eに示すように、同一形状の別のリング30の片面に薄く接着剤を塗布したものをナノファイバーが保持されている面に貼り合わせて把持の補強がなされる。   As shown in FIG. 5D, the ring-shaped gripping portion 24 is attached to the region where the adhesive layer of the mount 22 is exposed. The adhesive force of the adhesive layer is selected so that the ring-shaped gripping part 24 can be freely bonded / separated from the mount 22. The height of the ring-shaped gripping portion 24 is slightly higher than the height of the stripe portions 23a and 23b. Furthermore, an adhesive layer is provided on the side of the ring-shaped gripping portion 24 that is not bonded to the mount 22. The release paper covers the adhesive layer. Further, as will be described later, the ring-shaped gripping portion 24 capable of testing one fiber in one ring-shaped gripping portion 24 is taken out using the collected nanofibers. In this state, since the nanofiber L is lightly placed on the ring-shaped gripping portion 24, as shown in FIG. 5E, the nanofiber is held by thinly applying an adhesive to one side of another ring 30 having the same shape. The grip is reinforced by sticking to the surface.

「ナノファイバー採集方法」
上述した把持装置によって、ナノファイバーを例えばエレクトロスピニング法によって製造する時に試験用のナノファイバーが採集される。採集に先立って粘着層上を覆う剥離紙が剥がされる。前述したように、ノズルから噴射されたナノファイバーが飛散している空間をナノファイバーの飛行速度と同程度の速度で把持装置を移動させる。P1、P2等で示す方向に、ナノファイバーが飛散しているので、図6に示すように、複数のリング状把持部24に対して、ナノファイバーが被着する。
"Nanofiber collection method"
With the above-described gripping device, test nanofibers are collected when the nanofibers are manufactured, for example, by electrospinning. Prior to collection, the release paper covering the adhesive layer is peeled off. As described above, the gripping device is moved in a space where the nanofibers ejected from the nozzles are scattered at a speed similar to the flight speed of the nanofibers. Since the nanofibers are scattered in the directions indicated by P1, P2, etc., the nanofibers adhere to the plurality of ring-shaped gripping portions 24 as shown in FIG.

試料として使用できることが可能なナノファイバーが付着したリング状把持部を台紙22から剥がす。図7Aに示すように、試料繊維としてのナノファイバーLが被着されているリング状把持部24を台紙22から剥がす。リング状把持部24の中心開口を横切っており、他のナノファイバーが極めて近い距離で位置していないナノファイバーであれば、試料として使用することが可能である。他のナノファイバーが極めて近い距離で位置していると、1本のナノファイバーを切断処理が面倒且つ困難である。   The ring-shaped gripping part to which nanofibers that can be used as a sample are attached is peeled off from the mount 22. As shown in FIG. 7A, the ring-shaped grip portion 24 to which the nanofibers L as the sample fibers are attached is peeled off from the mount 22. Any nanofiber that crosses the central opening of the ring-shaped gripping part 24 and is not located at a very short distance can be used as a sample. When other nanofibers are located at a very close distance, it is troublesome and difficult to cut one nanofiber.

そして、ナノファイバーの力学的特性を測定する試験装置の上部クランプ部26aと下部クランプ部26bの中心を結ぶ線と、ナノファイバーLとが一致するように、リング状把持部24がこれらのクランプ部26aおよび26bに固定される。   Then, the ring-shaped gripping portion 24 is connected to these clamp portions so that the line connecting the centers of the upper clamp portion 26a and the lower clamp portion 26b of the test apparatus for measuring the mechanical properties of the nanofiber and the nanofiber L coincide with each other. It is fixed to 26a and 26b.

ナノファイバーLは、肉眼で見ることができない程度の細さであるので、倍率1000倍程度のデジタル光学顕微鏡を使用して上部クランプ部26aおよび下部クランプ部26bに対するリング状把持部24の取り付け作業がなされる。取り付け作業を容易とするために、クランプ部26aおよび26bのそれぞれに対して軸の中心を示すマーク27aおよび27bがそれぞれ付されている。矢印で示すように、リング状把持部24を回転させることによって、ナノファイバーLの両端がクランプ部26aおよび26bの中心に位置するように、位置調整がなされる。   Since the nanofiber L is so thin that it cannot be seen with the naked eye, the attachment work of the ring-shaped gripping portion 24 to the upper clamp portion 26a and the lower clamp portion 26b is performed using a digital optical microscope with a magnification of about 1000 times. Made. In order to facilitate the attaching operation, marks 27a and 27b indicating the centers of the shafts are respectively attached to the clamp portions 26a and 26b. As indicated by the arrows, by rotating the ring-shaped gripping portion 24, the position is adjusted such that both ends of the nanofiber L are positioned at the centers of the clamp portions 26a and 26b.

上部クランプ部26aの一例を図7に示す。軸の先端にスリット28aが形成され、スリット28a内にナノファイバーLの一端が固定されたリング状把持部24が挿入され、リング状把持部24が小型のビス29によってスリット28a内に固定される。下部クランプ部26bも上部クランプ部26aと同様の構成とされている。   An example of the upper clamp part 26a is shown in FIG. A slit 28a is formed at the tip of the shaft, and a ring-shaped grip 24 having one end of the nanofiber L fixed therein is inserted into the slit 28a. The ring-shaped grip 24 is fixed in the slit 28a by a small screw 29. . The lower clamp part 26b has the same configuration as the upper clamp part 26a.

位置調整がなされ、クランプ部26aおよび26bにリング状把持部24を固定した後に、図8Aにおいて一点鎖線で示す位置で、リング状把持部24の一部を切除する。切除後の状態を図8Bに示す。後述する試験装置において、上部クランプ部26aが上方向の変位し、変位がある値に達すると、ナノファイバーLが破断する。変位と張力の関係からナノファイバーLの力学的特性(引っ張り強度等)が測定される。   After the position is adjusted and the ring-shaped gripping portion 24 is fixed to the clamp portions 26a and 26b, a part of the ring-shaped gripping portion 24 is cut off at a position indicated by a one-dot chain line in FIG. 8A. The state after excision is shown in FIG. 8B. In the test apparatus to be described later, when the upper clamp portion 26a is displaced upward and the displacement reaches a certain value, the nanofiber L is broken. From the relationship between displacement and tension, the mechanical properties (tensile strength, etc.) of the nanofiber L are measured.

上述したこの発明の一実施の形態では、図8C、図8Dおよび図8Eに示すように採集されたナノファイバーを試料として使用することができる。すなわち、図8Cに示すように、リング状把持部24の開口25を斜めに横切るナノファイバーL1を試料として使用することができる。図8Dに示すように、リング状把持部24の中心から外れた位置で交差するナノファイバーL2を試料として使用することができる。、図8Eに示すように、リング状把持部24に被着された2本のナノファイバーL3およびL4の一方を試料として使用することができる。   In the above-described embodiment of the present invention, the nanofiber collected as shown in FIGS. 8C, 8D, and 8E can be used as a sample. That is, as shown in FIG. 8C, the nanofiber L1 that obliquely crosses the opening 25 of the ring-shaped gripping portion 24 can be used as a sample. As shown in FIG. 8D, nanofibers L2 that intersect at a position off the center of the ring-shaped gripping part 24 can be used as a sample. As shown in FIG. 8E, one of the two nanofibers L3 and L4 attached to the ring-shaped grip portion 24 can be used as a sample.

図8に示す試料として使用できるナノファイバーは、全ての例ではなく、図示以外の態様でリング状把持部24に被着したナノファイバーを試料として使用できる。したがって、この発明によれば、採集したナノファイバーの中で、試料として使用できる割合(歩留り)を高くすることができ、ナノファイバーの測定を効率的に行うことができる。   The nanofibers that can be used as the sample shown in FIG. 8 are not all examples, and nanofibers that are attached to the ring-shaped gripping portion 24 in a manner other than the illustrated example can be used as the sample. Therefore, according to the present invention, the ratio (yield) that can be used as a sample in the collected nanofibers can be increased, and the nanofibers can be measured efficiently.

「試験装置の概略的構成」
この発明によるナノファイバー把持装置を適用できる試験装置について、図9を参照して説明する。図9に示すように、試験装置本体101には、荷重センサー例えば電子天秤が収納されている。電子天秤は、0.01mg程度(または0.1mg以上)の分解能を有する。電子天秤に限らず、同程度の分解能を有する荷重センサーを使用しても良い。図示しないが、電源を供給する電源コードが本体101から導出され、パーソナルコンピュータと接続するためのインターフェース例えばRS−232Cインターフェースが本体101に対して接続されている。
"Schematic configuration of test equipment"
A test apparatus to which the nanofiber gripping apparatus according to the present invention can be applied will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, a load sensor such as an electronic balance is accommodated in the test apparatus main body 101. The electronic balance has a resolution of about 0.01 mg (or 0.1 mg or more). Not only the electronic balance but also a load sensor having the same resolution may be used. Although not shown, a power cord for supplying power is led out from the main body 101, and an interface for connecting to a personal computer, for example, an RS-232C interface is connected to the main body 101.

試験装置本体101に対して一対の支柱102aおよび102bが所定の間隔の位置に垂直に設けられ、支柱102aおよび102bの先端の間に梁103がかけ渡されている。梁310の下部に取り付け板104が設けられる。取り付け板104の下側に電子天秤の秤量面上のマグネット部105が配されている。秤量面上のマグネット部105は、マグネットの磁力で載置された把持装置107の下部ホルダ109を固定するようになされている。   A pair of support columns 102a and 102b are provided perpendicularly to the test apparatus main body 101 at predetermined intervals, and a beam 103 is stretched between the tips of the support columns 102a and 102b. A mounting plate 104 is provided below the beam 310. A magnet unit 105 on the weighing surface of the electronic balance is disposed below the mounting plate 104. The magnet portion 105 on the weighing surface is configured to fix the lower holder 109 of the gripping device 107 placed by the magnetic force of the magnet.

秤量面上のマグネット部105の上方に位置するように、取り付け板104の下部に上下方向に変位する可動部106(昇降ステージ)が取り付けられる。可動部106は、駆動源としてのモータを有する。可動部106が有するバイス部によって把持装置107の上部ホルダ108が固定される。上部ホルダ108が可動部106によって上下方向に所定の速度で変位される。可動部106は、パーソナルコンピュータによってリモートコントロール可能とされ、パーソナルコンピュータにインストールされたプログラムにしたがって、可動部106の昇降動作がなされる。   A movable part 106 (elevating stage) that is displaced in the vertical direction is attached to the lower part of the attachment plate 104 so as to be positioned above the magnet part 105 on the weighing surface. The movable part 106 has a motor as a drive source. The upper holder 108 of the gripping device 107 is fixed by the vise portion of the movable portion 106. The upper holder 108 is displaced in the vertical direction by the movable portion 106 at a predetermined speed. The movable portion 106 can be remotely controlled by a personal computer, and the movable portion 106 is moved up and down in accordance with a program installed in the personal computer.

上部ホルダ108が有する上部クランプ部26aの中心の延長線と、下部ホルダ109が有する下部クランプ部26bの中心の延長線とが一致される。上部クランプ部26aおよび下部クランプ部26bに対して上述したように、試料用ナノファイバーLの両端がそれぞれ固定されたリング状把持部24(図9では省略)が取り付けられる。   The extension line at the center of the upper clamp part 26 a included in the upper holder 108 and the extension line at the center of the lower clamp part 26 b included in the lower holder 109 coincide with each other. As described above with respect to the upper clamp portion 26a and the lower clamp portion 26b, the ring-shaped grip portion 24 (not shown in FIG. 9) to which both ends of the sample nanofiber L are fixed is attached.

試験装置本体101の前面パネル111に対して電源スイッチ112等のスイッチが設けられている。前面パネル111に測定された荷重の数値を表示する表示部を設けても良い。   A switch such as a power switch 112 is provided on the front panel 111 of the test apparatus main body 101. You may provide the display part which displays the numerical value of the load measured on the front panel 111. FIG.

図10は、試験装置による測定結果の一例、荷重−変位曲線を示す。例えば試料としてエレクトロスピニング法で採取したナイロン(繊維径:300nm)を使用した。試験の条件は、試料長が5mm、引っ張り速度が5μm/sである。上部ホルダ108を上方向に変位させ、試料が引っ張られるにしたがって、荷重が変化する。そして、試料が破断した時に、荷重が急激に変化する。この試験によって試料の引っ張り強度を試験できる。さらに、変位−荷重のカーブの傾きから試料の弾性率を測定することができる。よりさらに、応力緩和およびクリープを試験することが可能である。   FIG. 10 shows an example of a measurement result by a test apparatus, a load-displacement curve. For example, nylon (fiber diameter: 300 nm) collected by the electrospinning method was used as a sample. The test conditions are a sample length of 5 mm and a pulling speed of 5 μm / s. The upper holder 108 is displaced upward, and the load changes as the sample is pulled. When the sample breaks, the load changes abruptly. This test can test the tensile strength of the sample. Furthermore, the elastic modulus of the sample can be measured from the slope of the displacement-load curve. Furthermore, it is possible to test stress relaxation and creep.

「把持装置」
図11に示すように、把持装置107は、試験装置に装着する前に上部ホルダ108および下部ホルダ109は連結固定具67によって片側から水平に固定されている。
"Gripping device"
As shown in FIG. 11, the upper holder 108 and the lower holder 109 are horizontally fixed from one side by a connecting fixture 67 before the grasping apparatus 107 is mounted on the test apparatus.

上部ホルダ108および下部ホルダ109の先端(すなわち、上部クランプ部26aおよび下部クランプ部26b)には、試料繊維(例えばナノファイバー)Lが付着したリング状把持部24を差し込むためのスリットが設けられている。そこに、リング状把持部24を挿入し、ビスで固定する。   The tips of the upper holder 108 and the lower holder 109 (that is, the upper clamp portion 26a and the lower clamp portion 26b) are provided with slits for inserting the ring-shaped grip portion 24 to which the sample fibers (for example, nanofibers) L are attached. Yes. The ring-shaped holding part 24 is inserted there and fixed with screws.

上部ホルダ108および下部ホルダ109には、それぞれOリング61および62が設けられている。Oリング61および62は、液中試験用のスリーブ(図示せず)の内周面と密着し、液漏れを防止するためのものである。スリーブは、例えば透明なアクリル樹脂製の円筒である。試料取り付け時、並びに液中試験を行わない時には、上部ホルダに設けられたOリング61によって、係止されている。液中試験時には、下部ホルダに設けられたOリング62によって、係止されるように、下げられる。   The upper holder 108 and the lower holder 109 are provided with O-rings 61 and 62, respectively. The O-rings 61 and 62 are for intimate contact with an inner peripheral surface of a submerged test sleeve (not shown) and prevent liquid leakage. The sleeve is, for example, a transparent acrylic resin cylinder. When the sample is attached and when an in-liquid test is not performed, the sample is locked by an O-ring 61 provided in the upper holder. During the submerged test, it is lowered so as to be locked by the O-ring 62 provided in the lower holder.

「把持装置107に対する試料繊維の取り付け手順」
上部ホルダ108および下部ホルダ109がホルダ連結具67により水平に固定されている状態において、予め試料繊維Lが被着されているリング状把持部24を上部クランプ部26aおよび下部クランプ部26bのそれぞれに固定する(図8A参照)。その後、リング状把持部24を切断する(図8B参照)。
"Procedure for attaching sample fiber to gripping device 107"
In a state where the upper holder 108 and the lower holder 109 are horizontally fixed by the holder connector 67, the ring-shaped gripping portion 24 to which the sample fiber L is previously applied is attached to each of the upper clamp portion 26a and the lower clamp portion 26b. Fix (see FIG. 8A). Then, the ring-shaped holding part 24 is cut | disconnected (refer FIG. 8B).

このように、試料繊維Lが取り付けられた把持装置を試験装置に対して装着する。ホルダ連結具67によって、上部クランプ部26a,下部クランプ部26bおよび試料繊維が一直線上に位置した状態が保持され、この状態を保ったままで、把持装置を試験装置に装着できる。   In this way, the gripping device to which the sample fiber L is attached is attached to the test device. With the holder connector 67, the upper clamp part 26a, the lower clamp part 26b, and the sample fiber are held in a straight line, and the gripping device can be attached to the test apparatus while keeping this state.

秤量面上のマグネット部105の所定位置に下部ホルダ109の底面を載置する。図示しないが、下部ホルダ109の底面を位置決めするための突起等がマグネット部105に形成されている。その後、上下方向可動部によって、上下方向可動部に取り付けられたバイス部70を下降させ、万力部によって固定する。最後にホルダ連結具67を取り外す。   The bottom surface of the lower holder 109 is placed at a predetermined position of the magnet unit 105 on the weighing surface. Although not shown, a projection or the like for positioning the bottom surface of the lower holder 109 is formed on the magnet unit 105. Thereafter, the vise portion 70 attached to the vertical movable portion is lowered by the vertical movable portion and fixed by the vise portion. Finally, the holder connector 67 is removed.

「変形例」
この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えばエレクトロスピニング法に限らず、メルトブローン法等でナノファイバーを製造する場合に、試料を採集するのにもこの発明を適用できる。
"Modification"
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the present invention can be applied not only to the electrospinning method but also to collecting a sample when producing nanofibers by a melt blown method or the like.

従来のナノファイバー把持装置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the conventional nanofiber holding | grip apparatus. ナノファイバーの製造時にナノファイバーを採集する方法の説明に用いる略線図である。It is a basic diagram used for description of the method of collecting a nanofiber at the time of manufacture of a nanofiber. 従来のナノファイバー把持装置の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the conventional nanofiber holding | grip apparatus. この発明によるナノファイバー把持装置の一実施の形態の平面図である。1 is a plan view of an embodiment of a nanofiber gripping device according to the present invention. この発明の一実施の形態の各構成部分を示す平面図である。It is a top view which shows each component of one embodiment of this invention. この発明の一実施の形態において、ナノファイバーが把持装置に付着した状態を示す平面図である。In one Embodiment of this invention, it is a top view which shows the state which the nanofiber adhered to the holding | grip apparatus. この発明の一実施の形態における上部クランプ部の一例の説明に使用する斜視図である。It is a perspective view used for description of an example of the upper clamp part in one embodiment of this invention. この発明の一実施の形態において、試験装置に取り付ける方法を説明するための略線図である。In one Embodiment of this invention, it is a basic diagram for demonstrating the method attached to a test apparatus. この発明を適用できる試験装置の一例の概略的説明に使用する斜視図である。It is a perspective view used for schematic explanation of an example of a testing device which can apply this invention. 試験装置による試験結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the test result by a test device. この発明を適用できる把持装置をスライダ機構上に載せた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which mounted the holding apparatus which can apply this invention on the slider mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

L,L1〜L4・・・・ナノファイバー
22・・・・台紙
24a〜24g・・・・リング状把持部
26a・・・上部クランプ部
26b・・・下部クランプ部
51・・・スライダ機構
67・・・ホルダ連結具
101・・・試験装置本体
105・・・秤量面上のマグネット部
107・・・把持装置
108・・・上部ホルダ
109・・・下部ホルダ
L, L1 to L4... Nanofiber 22... Mount 24a to 24g... Ring-shaped gripping portion 26a... Upper clamp portion 26b. ..Holder connector 101... Test apparatus main body 105... Magnet part 107 on weighing surface... Gripping device 108.

Claims (3)

台紙と、
上記台紙に剥離自在に被着され、上記台紙と接着されない表面が粘着性を有する複数のリング状把持部と
を備え、
極細繊維製造時の極細繊維の飛行空間内を移動して上記極細繊維を上記表面に被着させる極細繊維試料把持装置。
Mount and
A plurality of ring-shaped gripping portions that are releasably attached to the mount and have a surface that is not bonded to the mount and has adhesiveness;
An ultra-fine fiber sample gripping device that moves in the flight space of ultra-fine fibers during the production of ultra-fine fibers and adheres the ultra-fine fibers to the surface.
上記台紙に開口が形成され、上記開口と上記リング状把持部の中心開口とが重なり合うように、上記台紙に剥離自在に被着される請求項1記載の極細繊維試料把持装置。   2. The ultrafine fiber sample gripping apparatus according to claim 1, wherein an opening is formed in the mount, and the opening is detachably attached to the mount so that the opening and a central opening of the ring-shaped gripping portion overlap each other. 台紙と、上記台紙に剥離自在に被着され、上記台紙と接着されない表面が粘着性を有する複数のリング状把持部とを備えた極細繊維試料把持装置を、
極細繊維製造時の極細繊維の飛行空間内を移動して上記極細繊維を上記表面に被着させ、
上記極細繊維が被着された上記リング状把持部を上記台紙より剥離し、
試験装置の一対の取り付け部による引っ張り軸の中心の延長方向と、上記リング状把持部に被着された1本の上記極細繊維の長さ方向とが一直線上に並ぶように、上記リング状把持部を上記取り付け部に固定し、
上記リング状把持部を上記試料繊維の延長方向と交差する2箇所の位置で切断する極細繊維試料把持方法。
An ultrafine fiber sample gripping device comprising a mount and a plurality of ring-shaped gripping portions that are releasably attached to the mount and the surface that is not bonded to the mount has adhesiveness,
Move in the flight space of the ultrafine fiber at the time of producing the ultrafine fiber, adhere the ultrafine fiber to the surface,
The ring-shaped gripping part to which the ultrafine fibers are adhered is peeled off from the mount,
The ring-shaped gripping so that the extension direction of the center of the pulling shaft by the pair of mounting portions of the test apparatus and the length direction of the one ultrafine fiber attached to the ring-shaped gripping portion are aligned in a straight line. Fixing the part to the mounting part,
An ultrafine fiber sample gripping method in which the ring-shaped gripping portion is cut at two positions intersecting with the extending direction of the sample fiber.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010190579A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Resuka:Kk Device and method for grasping extremely fine fiber and extremely fine fiber testing equipment
KR20180074112A (en) * 2016-12-23 2018-07-03 재단법인 한국탄소융합기술원 Carbon fiber unidirectional packing sample production equipment and sample production method for measuring the contact angle of carbon fiber
CN110553930A (en) * 2019-09-17 2019-12-10 大连航天高科科技有限公司 Improved test device and test method for shear performance of composite material base/fiber interface
CN117168990A (en) * 2023-11-03 2023-12-05 江苏源氢新能源科技股份有限公司 ePTFE membrane tensile test method for proton exchange membrane

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010190579A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Resuka:Kk Device and method for grasping extremely fine fiber and extremely fine fiber testing equipment
KR20180074112A (en) * 2016-12-23 2018-07-03 재단법인 한국탄소융합기술원 Carbon fiber unidirectional packing sample production equipment and sample production method for measuring the contact angle of carbon fiber
KR101908814B1 (en) 2016-12-23 2018-10-16 재단법인 한국탄소융합기술원 Carbon fiber unidirectional packing sample production equipment and sample production method for measuring the contact angle of carbon fiber
CN110553930A (en) * 2019-09-17 2019-12-10 大连航天高科科技有限公司 Improved test device and test method for shear performance of composite material base/fiber interface
CN110553930B (en) * 2019-09-17 2022-03-18 大连宇晨高新材料有限公司 Improved test device and test method for shear performance of composite material base/fiber interface
CN117168990A (en) * 2023-11-03 2023-12-05 江苏源氢新能源科技股份有限公司 ePTFE membrane tensile test method for proton exchange membrane

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