ポリマーフィルムの力学特性は、その最適設計、製造、応用において重要な意味を持つが、既存の方法では厚さ方向の効果的な測定が困難である場合が多い。そこで本稿では、位相差光学コヒーレンス断層撮影法を用いたフィルムの全視野力学特性評価手法を提案する。全視野変位に対する位相差光学コヒーレンス断層撮影法の高感度特性を利用し、フィルムの引張りおよび圧縮負荷装置と組み合わせて、サブミリメートルスケールの厚さ方向における断層ひずみの全視野測定を実現した。弾性力学原理を併用することで、全視野ひずみ結果から材料の弾性率およびポアソン比をそれぞれ計算できる。位相差光学コヒーレンス断層撮影法に基づくフィルム断層力学計測システムを構築し、まず厚さ0.6 mmの単層シリコーンゴムフィルムに対して圧縮および引張負荷下で定量的評価を行い、弾性率は2.461 MPa、ポアソン比は0.470であった。次いでシリコーンゴムおよびガラスゲルで作製された三層フィルムに対して圧縮および引張負荷下で全視野測定を実施し、深さ方向の各層フィルム間の力学的差異を観察し、ガラスゲルフィルムの弾性率は1.005 MPa、ポアソン比は0.450であった。本稿の方法により、微小変形のサブミリメートル厚さ方向フィルムの全視野ひずみおよび局所応力を測定でき、弾性率およびポアソン比という二つの力学パラメータを算出可能であるため、フィルムの厚さ方向力学特性の高感度試験が実現でき、フィルム材料の力学性能研究における新しい効果的手段である。

位相差光学コヒーレンス断層撮影;ひずみ測定;弾性率;ポアソン比;力学特性評価