AE法による紙の破壊のプロセスの研究

• Project/Area Number: 01560185
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 林産学
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山内 龍男 京都大学, 農学部, 助手 (40093330)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 正悟 京都大学, 農学部, 助教授 (40109046) ; 佐伯 浩 京都大学, 農学部, 教授 (40026498)
• Project Period (FY): 1989
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1989)
• Budget Amount: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 1989: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: アコ-スティック・エミッション / 紙の強度 / 走査電子顕微鏡観察 / ビデオ画像 / 破壊メカニズム / 破壊プロセス

Research Abstract

アコ-スティックエミッショッン(AE)法による紙の破壊プロセスの研究の一環として、本研究では走査電子顕鏡(SEM)内に引張装置を取り付け、紙の引張破壊過程をビデオ装置により記録すると共にAEを測定して、引張に伴う破壊の進行状況とAE発生との関連を検討しようとした。
1.SEM内での紙の引張およびその動的観察画像の記録(山内、佐伯)引張装置は元来金属用であり、その試片サイズは幅2mmスパン長10/15mmと大変小さい。そのため紙のような薄い材料を、応力履歴無しの状態で装置に取り付けることに腐心した。種々試みた末、厚手のフィルムでフレ-ムを作り、これに2mm×25mmの紙試片を取り付けて後、金蒸着した。試片をフレ-ムと共に引張装置に取り付ける際、紙は押さえ板で直接装置に付け、引張直前にフレ-ムを切断した。以上により紙は“チャックすべり"することなく引張できた。用いた紙試料は、NBKPより作製した坪量の異なる一連の手抄き紙であり、坪量約20g/m^2のそれが観察に最も適していることが分かった。なお観察箇所で破壊が生じるように、試片には前もって切り欠きを入れた。また破壊に伴いチャ-ジアップが生じ易いため、試片には予め帯電防止剤を軽く噴霧塗布し、さらに加速電圧5kVで観察した。以上の結果、観察倍率100/200倍で明瞭なビデオ画像を得ることができた。紙の引張過程をSEMによりビデオ画像で記録したのは日本では本研究が最初である。観察の結果、明らかな破壊は極く短時間で生じ、ミクロな変形挙動を明らかにするには、試片になんらかのマ-キングを行い、その動きをデ-タ化する必要があると思われる。
これにはSEM鏡筒内から外へのAEセンサケ-ブルの接続、ノイズ対策および張力の同時測定の必要も認められた。現在100gf程度の低応力用のロ-ドセルを取り付け、AEとの同時測定研究を進めている。