(57)【要約】【課題】低温下や高温下における試料表面の物性解析を好適に行うことが出来る表面物性解析装置を提供する。【解決手段】温度制御ガス吹き付け装置３から乾燥した温度制御ガスを試料Ｐに吹き付けて試料Ｐを低温または高温にした状態で、切刃１ａを用いて試料Ｐの表面を切削し、その切削結果を基に試料表面の物性解析を行う表面物性解析装置１００。【効果】例えば自動車の塗装膜の寒冷地や熱帯地での性能評価を行うのに利用できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切刃を用いて試料の表面を切削し、その切削結果を基に試料表面の物性解析を行う表面物性解析装置であって、乾燥した温度制御ガスを試料に吹きつける温度制御ガス吹き付け手段を具備したことを特徴とする表面物性解析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面物性解析装置において、熱伝導性の低い材料からなる支持部材と、前記支持部材で支持された熱伝導性の高い材料からなる基板と、前記基板に試料を押えつける試料押え部材とを具備してなる試料保持手段により試料を保持してなることを特徴とする表面物性解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面物性解析装置に関し、さらに詳しくは、低温下や高温下における試料表面の物性解析を好適に行うことが出来る表面物性解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料の表面を切刃で切削して、塗装膜の剪断強度および剥離強度を測定する表面物性解析装置が知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−１０２１７１号公報
【特許文献２】特開平３−６７１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、寒冷地や熱帯地における塗装膜の剪断強度および剥離強度を測定したいときは、恒温室に表面物性解析装置を持ち込んで測定していた。
しかし、極低温にした場合に表面物性解析装置の可動部が氷結したり、高温にした場合に表面物性解析装置の回路部が誤動作することがあり、測定を好適に行えない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、低温下や高温下における試料表面の物性解析を好適に行うことが出来る表面物性解析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、切刃を用いて試料の表面を切削し、その切削結果を基に試料表面の物性解析を行う表面物性解析装置であって、乾燥した温度制御ガスを試料に吹きつける温度制御ガス吹き付け手段を具備したことを特徴とする表面物性解析装置を提供する。
上記第１の観点による表面物性解析装置では、乾燥した温度制御ガスを試料に吹きつけることより、試料のみを低温または高温にして表面を切削できる。よって、極低温にした場合に表面物性解析装置の可動部が氷結したり、高温にした場合に表面物性解析装置の回路部が誤動作することを防止でき、低温下や高温下における試料表面の物性解析を好適に行うことが出来る。また、乾燥した温度制御ガスを吹きつけるため、結露を抑制できる。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、上記構成の表面物性解析装置において、熱伝導性の低い材料からなる支持部材と、前記支持部材で支持された熱伝導性の高い材料からなる基板と、前記基板に試料を押えつける試料押え部材とを具備してなる試料保持手段により試料を保持してなることを特徴とする表面物性解析装置を提供する。
上記第２の観点による表面物性解析装置では、熱伝導性の高い材料からなる基板上に試料を保持するため、試料表面が温度制御ガスで低温や高温にされるだけでなく、試料裏面も基板を介して低温や高温にされる。この結果、試料の表面と裏面の温度差による変形を抑制でき、且つ、試料内部に生じる温度分布を小さくして、好適に試料の表面を切削できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の表面物性解析装置によれば、低温下や高温下における試料表面の物性解析を好適に行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明の実施例１に係る表面物性解析装置１００を示す要部斜視図である。
この表面物性解析装置１００は、切刃１ａを用いて試料Ｐの表面を切削しその切削結果を基に試料表面の物性解析を行う表面物性解析装置本体１と、試料Ｐを保持する試料保持台２と、乾燥した温度制御ガスを試料Ｐに吹きつける温度制御ガス吹きつけ装置３と、試料Ｐの直近温度を測定するための温度センサ４とを具備している。
【０００９】
表面物性解析装置本体１は、従来公知の構成もしくは特願２００１−３９３３２２号や特願２００２−０６８８２０号で本願出願人が提案している構成である。
【００１０】
図２に示すように、試料保持台２は、熱伝導性の低いセラミック材料からなる断熱支持部材２１と、断熱支持部材２１で支持された熱伝導性の高い金属材料からなる導熱基板２２と、導熱基板２２に試料Ｐを押えつけるための押えバネ２３ａ，押え板２３ｂおよび押えネジ２３ｃとを具備してなる。
【００１１】
断熱支持部材２１には、温度制御ガスが吹きつけられる部分から外れた部分の試料保持台表面に生じることがある結露を除去するための結露除去ヒータ２５が埋設されている。また、結露が集積して生じた水滴を排出するための排水孔２６が設けられている。
【００１２】
導熱基板２２には、切削方向への試料Ｐの移動を阻止するためのストッパ−２４が突設されている。
【００１３】
図３に示すように、温度制御ガス吹きつけ装置３は、例えば乾燥した窒素ガスを供給するガス源３１と、窒素ガス流量を調整する流量調整弁３２と、窒素ガスを液体窒素３４で極低温に冷却する冷却槽３３と、外気と断熱した状態で極低温の窒素ガスを導出する断熱管３５と、極低温の窒素ガスを加温する温調用ヒータ３６と、乾燥した温度制御ガスＦを層流状態で吹き付けるノズル３７と、温度センサ４で測定した試料Ｐの直近温度を所望の低温または高温（例えば−５０℃〜２５０℃）にするべく温調用ヒータ３６を駆動する温度制御回路４０とを備えている。
【００１４】
−試験例１−
常温状態での導入窒素ガス約１０リットル／分の流量を冷却槽３３に液体窒素３４を入れて冷却すると共に温調用ヒータ３６で加温して−８０℃として吹きつけて、試料Ｐの直近温度を−５０℃±１℃として切削することが出来た。なお、ノズル３７は、ノズル径６ｍｍ、長さ４０ｍｍである。また、ノズル３７から試料Ｐまでの距離は約１０ｍｍである。また、周囲温度は２４℃である。
【００１５】
−試験例２−
常温状態での導入窒素ガス約５リットル／分の流量を冷却槽３３に液体窒素３４を入れずに温調用ヒータ３６で加温するだけにして３００℃として吹きつけて、試料Ｐの直近温度を２５０℃±１℃として切削することが出来た。なお、ノズル３７は、ノズル径６ｍｍ、長さ６０ｍｍである。また、ノズル３７から試料Ｐまでの距離は約１０ｍｍである。また、周囲温度は２７℃である。
【００１６】
実施例１の表面物性解析装置１００によれば、乾燥した温度制御ガスＦを層流状態で試料Ｐに吹きつけることより、試料Ｐを低温または高温にして表面を切削できる。よって、極低温にした場合に表面物性解析装置の可動部が氷結したり、高温にした場合に表面物性解析装置の回路部が誤動作することを防止でき、低温下や高温下における試料表面の物性解析を好適に行うことが出来る。また、乾燥した温度制御ガスを吹きつけるため、結露を抑制できる。また、乾燥した温度制御ガスを層流にして吹きつけるため、周囲の空気を巻き込みにくく、この点でも結露を抑制できる。さらに、試料表面が温度制御ガスで低温または高温にされるだけでなく、試料裏面も導熱基板２２を介して低温または高温にされるため、試料Ｐの表面と裏面の温度差による変形を抑制でき且つ試料Ｐの内部に生じる温度分布を小さくして、好適に試料Ｐの表面を切削できる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
例えば寒冷地や熱帯地での自動車の塗装膜の性能評価を行うのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る表面物性解析装置を示す要部斜視図である。
【図２】試料保持台の断面図である。
【図３】温度制御ガス吹きつけ装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１９】
１          表面物性解析装置本体
１ａ        切刃
２          試料保持台
３          温度制御ガス吹きつけ装置
４          温度センサ
１００      表面物性解析装置
Ｐ          試料
【図１】
2005037308.tif 000003
【図２】
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【図３】
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