ナノイメージング
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粘着力測定

● ナノインデンターによるマイクロ・プローブタック試験の概要
  粘着テープや粘着シートの粘着力試験には、ピール試験、ローリングボールタック試験、
  プローブタック試験があります。殆どの場合、mmオーダー以上の面積に対する粘着性
  の評価です。そこで、この事例紹介ではナノインデンターを利用することで微小領域に対
  する粘着性を評価可能なマイクロ・プローブタック試験を紹介させて頂きます。
  硬度試験の場合ナノインデンターでは三角錐のバーコビッチ圧子を使用しますが、マイク
  ロ・プローブ試験では先端の平坦なフラットパンチ圧子を使用します。そして試験力がゼロ
  になった後も試験を継続し、圧子を引き上げ(引き剥がす)ます。そして、圧子の引上げ
  動作における試験力の推移から粘着性を評価します。試験動作ならびに試験力の時間
  推移に関しては下図を参照ください。



    

                                                    試験動作の説明図   
       

             

                                                                        試験力の時間推移 
         
  圧子押込み動作(工程2)では予め設定された負荷レートで最大試験力まで試験力を増加
  させます。また、最大試験力に到達後、その負荷を保持する時間も設定可能です。試験力
  の保持時間が経過した後、圧子引き上げ工程(工程3)に移ります。圧子を引き上げる力と
  試料が圧子を保持しようとする粘着力が釣り合っている状態では試験力は低下していきま
  す。そして圧子を引き上げる力と試料の粘着力の釣り合いが崩れると、荷重の推移曲線は
  極小値を示します。この極小値を剥離開始点とします。工程4は剥離の開始から圧子が試料
  から剥離するまでの動作工程です。圧子の引き上げ動作により引き伸ばされた粘着剤が
  局所的な変形(くびれ又はネッキング)を起こす場合は試験力はゆっくりと上昇します。
  工程5は剥離完了点で、試験力はゼロになります。

● 主な試験設定
  ・2種類の粘着テープ
  ・使用圧子:20μm径のダイヤモンド製フラットパンチ圧子
  ・試験点数:両試料ともに6箇所の測定を実施
  ・試験力:1mN(約0.1gf)


● 試験結果
    
    

    





  剥離開始点を比較すると2試料には違いがあり、Sample2はSample1よりも小さな試験力
  で試料粘着力との釣り合いが崩れました。Sample2はSample1よりも粘着力が低い事が
  判ります。

  同じ試験力を印加した際の、2試料の変形を比べるとSample1はSample2より大きく変形
  している事が判ります。ナノインデンテーション硬さやビッカース硬度とは異なりますが、
     同じ試験力に対する変形の大小を”硬さ”として比較した場合、Sample2はSample11より
     硬い事が判ります。Sample2はSample1より硬いため、圧子引き上げ動作時の局所的な
     変形(ネッキング)が少なかったと考えられます。その為、剥離開始点後に試験力が急峻
     に上昇したと考えられます。尚、In-SEM Indenterで試験と観察を同時の行えば圧子引き
     上げ動作時のネッキングが確認可能になります。
     
            
  
          In-SEM Indenterによるマイクロ・プローブタック試験の観察例
● まとめ
  ナノインデンターによるマイクロ・プローブタック試験には以下のような利点があります。
  ・試料はテープ又はシート状である必要はありません。
  ・1mm径以下の微小領域に対して試験が可能。
  ・多点測定機能を利用して、粘着力の面内マッピングが可能。
  ・低試験力試験と微小変位検出機能が利用して薄い粘着層に対する評価が可能。  
  • iNano 高分解能 薄膜機械的特性評価装置
    1

    iNano 超高分解能 薄膜機械的特性評価装置
    Nanomechanics, Inc.

    iNanoは、極低荷重を高精度かつ安定に発生させるInForce50型押込みヘッドを搭載、ナノメートルオーダーの薄膜や樹脂などのソフトマテリアルの薄膜の硬度・ヤング率を測定できます。さらに動的押込み試験による硬度・ヤング率の深さプロファイル測定やナノスケールの動的粘弾性測定、硬度・ヤング率の3次元イメージングなど、多機能な薄膜機械特性評価装置です。

  • デモ・受託分析対応

    iMicro 高性能 薄膜機械的特性評価装置
    1

    iMicro 高性能 薄膜機械的特性評価装置
    Nanomechanics, Inc.

    iMicro 薄膜機械的特性評価装置は、最大1N(約100gf)の荷重を発生できる、マイクロインデンターとナノインデンターの間の領域をカバーする、新しいレンジのナノインデンターです。InForce1000とInForce50の両ヘッドを付け替え可能で、薄膜の機械特性評価に欠かせない、ダイナミックモードやスクラッチ試験、高速3D/4Dマッピング機能まで幅広い機能を装備可能です。

  • デモ・受託分析 対応

    Nano Indenter G200
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    Nano Indenter G200

    Nano Indenter G200は、バルク材料やミクロンオーダー厚の薄膜は勿論、従来困難であったサブミクロン厚の薄膜まで硬度・ヤング率評価を高精度で測定可能です。計装化押し込み試験の規格、ISO14577-1,2,3 に完全準拠した、まさに標準機と評価される製品です。高速インデンテーションを用いた硬さ・ヤング率の2次元定量イメージングにも対応します。

  • NanoFlip 顕微鏡組み込み型ナノインデンター
    1

    NanoFlip 顕微鏡組み込み型ナノインデンター
    Nanomechanics, Inc.

    NanoFlipは各種光学顕微鏡やAFMなどの既存のイメージング装置に搭載して、イメージング&機械特性評価を実現する新しいタイプのナノインデンターです。

  • In-SEM インデンター
    1

    In-SEM インデンター
    Nanomechanics, Inc.

    Nano Indenterシステムは、試験荷重と押し込み深さの計測値から試料の微小領域における機械特性を算出することができます。

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