JP2001165837A - 液体物質のレオロジー測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固形物を含む液体物質の流動性と粘性を同時
に求めることができ、測定終了時に測定試料を入れた容
器等の洗浄作業がなくなり、次の測定が迅速に行なうこ
とができるレオロジー測定装置。 【解決手段】 試料を入れる使捨容器２と試料を流動さ
す使捨トイ３を容器トイ保持具４に取り付け、該使捨容
器２と該使捨トイ３を垂直位置から使捨容器２の試料を
流動さす試料流動位置まで転倒自在に作動さすトイ位置
決め手段６と、トイ先端部３ａより流出した試料を受け
取る使捨受け容器７と、試料の質量を測定する電気式は
かり８と、該トイ３を垂直位置から試料流動位置に倒し
た時点を知らせる信号と該電気式はかり８の信号とをコ
ンピュータ９に入力し、流出した試料の質量と試料の流
動経過時間とにより、試料のレオロジー定数をインタバ
ルタイマ設定時間ごとに演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体食品類、塗
料、接着剤、インキ、油類、液体化粧品、液体化学製品
類等や、まだ固まらない軟練りコンクリート、軟練りモ
ルタル、グラウト、セメントミルク溶液等の液体物質
を、自己流動させてレオロジーを測定する装置に関する
もので、特に、高粘度の液体物質や液体食品で固形物が
混入しているレトルトカレー類やソース類及び、高流動
コンクリートや高流動モルタルのレオロジー測定装置と
して使用すれば有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、レオロジー測定に用いられる装置
として代表的な、円筒容器に試料を入れた中で羽根を回
転させ、試料に流動を与えて回転とトルクの関係からレ
オロジーを測定する回転式粘度計や、コリオリ式流量計
の測定チューブを細管として使用し、差圧伝送器と組合
せた細管式粘度計や、感応板を電磁駆動部により試料中
で振動させ、この振幅を変位センサにより検出する振動
式粘度計や、試料中に球形の物体を入れて重力の作用に
より落下させると、一定の距離を落下する時間から試料
の粘度を測定するＪＩＳＺ８８０３に規定された落体式
粘度計や、電流で加熱したセンサと試料の温度を測定す
る温度計からなり、熱の対流を利用して粘度を測定する
細線加熱式粘度計がある。

【０００３】それと、本発明者若杉による試料を入れる
容器と、この容器の開口側に容器の試料を流動さすトイ
を突設した測定器を垂直支持し、この測定器をトイ受け
まで倒した時点を知らせるスタートスイッチと、このト
イを流動させた試料を受け容器に受け取り、この受け取
った試料の質量を電気式はかりで測定してコンピュータ
に入力し、このトイを流動した試料の質量と試料の流動
経過時間とにより、試料のレオロジー定数をインタバル
タイマ設定時間ごとに演算するレオロジー測定装置（特
許第５１４５６１号）や、ロートを用いたセメント系混
合物のレオロジー測定装置（特願平８−３５９５８４）
や、曲管容器を用いたセメント系混合物のレオロジー測
定装置（特願平９−１２９１０９）及び高温状態におけ
る液状物質のレオロジー測定装置で、容器に入れた試料
を加熱する加熱ヒータと加熱した試料の温度を検出する
温度センサを設けた、レオロジー測定方法及びその装置
（特願平９−２０５１６３）や、試料を入れた容器とト
イを垂直位置から試料流動位置まで転倒自在に作動さす
トイ位置決め手段を用いたレオロジー測定装置（特願平
１０−２０７０４４）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】従来の

【０００２】記載のレオロジー測定装置は、試料の粘性
（粘ばりけの塑性粘度）を主に測定して、試料の流動性
（流れやすさの降伏値）があまり明確に測定できない欠
点と、本来固形物を含まない液体を対象とした測定装置
であり、コンクリートのように大きな粗骨材やレトルト
カレーのように具が試料の中に混ざっていると、レオロ
ジーの測定が不能な装置や、粗骨材や具の固形物が回転
羽根にあたり正確なトルクが検出されないので、レオロ
ジーの測定が不正確になる欠点と、測定終了時に測定試
料を入れた容器や回転羽根またはセンサ部分の脱着洗浄
が面倒で、脱着洗浄作業時間も機種にもよるが２０分〜
４０分位い掛かり、次の測定を迅速に行なうことができ
ない欠点があった。

【０００５】また、

【０００３】記載の装置は、液体物質の流動性が明確に
測定でき、尚且、固形物を含む液体物質の流動性と粘性
を同時に求めることができるが、測定終了時に測定試料
を入れた容器や試料を流動させたトイ及び受け容器の洗
浄作業が面倒で、洗浄作業に１０分〜１５分位い掛か
り、次の測定が迅速に行なうことができない欠点があっ
た。

【０００６】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、使捨容器に液体物質の試料を入れ、この試料を
流動さす使捨トイを試料流動位置まで自動的に作動さ
せ、この使捨トイを流動した試料の質量により流動性を
測定することができ、この使捨トイを流動した試料の質
量と試料の流動経過時間により粘性を求めることがで
き、試料を入れる使捨容器や使捨トイ及び使捨受け容器
を用いることにより、測定終了時に容器やトイ及び受け
容器を、測定装置より取外作業に１分〜２分位掛かるだ
けで、容器やトイ及び受け容器の洗浄作業が無くなるの
で、次の測定が迅速に行なうことができる液体物質のレ
オロジー測定装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレオロジー測定装置においては、試料を入
れる容器２と該容器２の開口側から容器２の試料を流動
さすトイ３を容器トイ保持具４に取り付け、該容器トイ
保持具４に取り付けた該容器２と該トイ３を垂直位置か
ら容器２の試料を流動さす試料流動位置まで転倒自在に
支持するトイ支持手段５と、この試料を入れた容器２と
トイ３を垂直位置から試料流動位置まで転倒自在に作動
さすトイ位置決め手段６と、該トイ３を流動してトイ先
端部３ａより流出した試料を受け取る受け容器７と、こ
の受け取った試料の質量を測定する電気式はかり８と、
該トイ３を垂直位置から試料流動位置に倒した時点を知
らせる信号と該電気式はかり８の信号とをコンピュータ
９に入力し、該トイ３のトイ先端部３ａより流出した試
料の質量と試料の流動経過時間とにより、試料のレオロ
ジー定数をインタバルタイマ設定時間ごとに演算するも
のである。

【０００８】また、容器２に使捨容器とトイ３に使捨ト
イ及び受け容器７に使捨受け容器を用いるとよい。

【０００９】また、容器トイ保持具４に取り付けると半
形状のトイ３になる四辺形状の紙や合成樹脂製薄板を用
いるとよい。

【００１０】

【作用】以下、上記構成からなるレオロジー測定装置の
作用について述べる。流動とは物質に作用する応力とひ
ずみ速度との間に一定の関係が見出される場合をいい、
流動性は図１１に示す流動曲線で表され、水のように物
質にせん断力が作用すると、ただちにひずみ速度を生
じ、両者の関係が直線で表されるニュートン流体と、例
えば小麦粉に水を混ぜた粘りがある液体物質のようにせ
ん断応力が所定の値（降伏値）で表されるビンガム流体
とに大別され、流動曲線によって得られる情報（物理
量）はレオロジー定数、すなわち降伏値や塑性粘度であ
り、ビンガム流体の物質は二つのレオロジー定数（降伏
値および塑性粘度）で降伏値（流動性）は流動し始める
応力を示し、塑性粘度（粘性）は流動後の変形速度を支
配する。

【００１１】よって、試料の流動量（質量）は流動性
（降伏値）に対するパラメータ（レオロジー定数）であ
り、試料がトイ３を流動してトイ先端部３ａより流出し
た試料を受け容器７で受け取った受け取り開始時点から
受け取り終了時点（データ取込終了時点）までの流出量
（質量）を電気式はかり８で測定した値であり、塑性粘
度は粘性を表すパラメータで、この塑性粘度はトイ３を
垂直位置から試料流動位置に倒した時点から試料がトイ
３を流動してトイ先端部３ａより流出し、この試料を受
け容器７で受け取り、試料の流出が停止する受け取り終
了時点（データ取込終了時点）までの試料の流出量（質
量）を、それに要した流動経過時間（秒）で演算した値
または変形開始からある一定の流出量（質量）を電気式
はかり８で測定したのに要した流動経過時間で演算した
値によって求めることができる。

【００１２】次に、本発明装置の使用方法について、図
１、図２、図９により説明をすると、基台４５を水準器
（図示せず）を使用して、作業台１０に水平に据え付
け、トイ３のトイ先端部３ａより流出する試料を受け取
る位置に、電気式はかり８をセットする。

【００１３】そして、コンピュータ９のキーボード（図
示せず）を使用して初期設定作業５１の各測定データ
（データベースの場合はＩＤ、試験日、試験開始時刻、
トイの材質、トイの長さ、試料の種類、データ取込回
数、容器のサイズ、トイを試料流動位置まで倒す時間、
トイ傾斜角度、試料の温度、室温、試験Ｎｏ．、測定者
等）をコンピュータ９に入力する。

【００１４】次に、作業５２のトイ位置決め手段６のコ
ンピュータ９のキーボード（図示せず）の垂直位置キー
（図示せず）を操作すると、トイ位置決め手段６のモー
タ１６が起動して容器トイ保持具４を垂直位置（０度）
まで起して垂直支持する。

【００１５】次に、作業５３の測定室５０の扉２０ａ、
２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを開けてから、トイ３を容器ト
イ保持具４のトイ取付部２３の内面に接して、トイ３の
トイ後端部分を容器保持具２５とトイ取付部２３との隙
間のガイド溝３９に差し込み、トイ取付部２３の先端部
両側部分を係止具２８ａと２８ｂで挟み付け、トイ３を
トイ取付部２３の内面に固定して取り付ける。

【００１６】次に、作業５４のコンピュータ９と接続さ
れている電気式はかり８に試料を入れる容器２を載せ、
作業５５の容器２の質量を測定（風袋引き）し、作業５
６の容器２に試料を入れ、作業５７の試料の総質量を測
定して試料の総質量をコンピュータ９に入力し、作業５
８の試料を入れた容器２を電気式はかり８から降し、作
業５９の試料を入れた容器２を容器保持具２５の受部３
８にセットしてからバンド２６をバンド係止部２７ｂの
止部４４に掛けて容器２をトイ３に固定し、容器２とト
イ３を垂直に容器トイ保持具４に取り付ける。

【００１７】次に、作業６０の受け容器７を電気式はか
り８に載せてトイ先端部３ａより流出する試料を受け取
る位置にセットし、作業６１の受け容器７の質量を測定
（風袋引き）してから、測定室５０の扉２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄを閉めて受け容器７を載せた状態に
し、作業６２のデータ入力済かの確認作業をし、作業６
３のコンピュータ９のキーボード（図示せず）のスター
トキー（図示せず）を操作すると、作業６４のコンピュ
ータ９のタイマが作動して試料の流動経過時間の測定を
開始するのと、同時にトイ位置決め手段６のモータ１６
が起動し、作業６５の容器トイ保持具４にセットしたト
イ３が試料流動位置（通常は水平の９０度）に向かって
作動すると、試料が容器２よりトイ３に流出してトイ３
を流動した試料がトイ先端部３ａより流出し、この流出
した試料を受け容器７で受け取り、受け取った試料の質
量を電気式はかり８で計量し、このデーターをインター
バルタイマ設定時間ごとにコンピュータ９に入力して測
定が開始され、作業６５のトイ３が試料流動位置まで倒
れ、モータ１６が停止するのと同時に、作業６６のトイ
３を垂直位置から試料流動位置に倒した時点を知らせる
信号がコンピュータ９に入力される。

【００１８】そして、そして作業６７の測定を行ない、
作業６８の初期設定したデータ取込回数（試料の流出時
間とインタバルタイマー設定時間により決定し、通常は
５０回から５０００回位の間で設定する）が終了する
と、測定が自動的にストップする。また、試料がトイ先
端３ａより流出しなくなると、コンピュータ９のストッ
プキー（図示せず）を押して測定を中止することも可能
である。

【００１９】次に、作業６９の受け取った試料の流出量
（ｇ）や試料の流出率（流出量÷試料の総質量×１００
＝％）と流動経過時間（秒）からレオロジー定数をイン
ターバルタイマ設定時間ごとに演算して測定表やグラフ
化するのと、トイの長さ（容器の開口側からトイ先端部
３ａまでの距離ｍｍ）とスタートキーを押してからトイ
３が傾斜し、試料がトイ先端部３ａより流出して受け容
器７で受け取り、電気式はかり８が初めて感知した時点
までの流動経過時間（秒）から、試料の初速度（ｍｍ／
ｓｅｃ）を演算してレオロジー定数を求めることも可能
である。

【００２０】よって、作業７０のその他の演算として、
試料の流出量（質量）を測定することにより、試料の流
動性を測定し、試料の流動経過時間（秒）を測定するこ
とにより粘性も測定できので、試料の流動性と粘性を同
時に測定することができ、試料の流出量（質量）や流出
率（％）が多いと流動性が良く（大きく）、試料の流出
量（質量）や流出率（％）が少ないと流動性が悪く（小
さく）、流動経過時間が短い（速い）と粘性が小さく、
流動経過時間が長い（遅い）と粘性が大きいと判断がで
きる。

【００２１】また、試料の初速度（ｍｍ／ｓｅｃ）を測
定することにより、試料の初速度が大きい（速い）と流
動性がよくて粘性が小さく、試料の初速度が小さい（遅
い）と流動性が悪くて粘性が大きいと判断ができ、既知
データをコンピュータに９に入力し、試料の性状評価及
び吐出性、充填性、流出性等の判断を行い、作業７１の
コンピュータの画面にデータを表示し、作業７２の表示
したデータをプリンタ（図示せず）でプリントする。

【００２２】そして、測定が終了すると、作業７３の測
定室５０の扉２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを開け、
トイ３を倒した状態で容器トイ保持具４のトイ取付部２
３に固定してあるトイ３を取り除くために、まず係止具
２８ａ，２８ｂを取外し、次に容器２を固定してあるバ
ンド２６をバンド係止部２７ｂの止部４４より外してか
ら容器２を取り除き、それからトイ３を容器トイ保持具
４より取り除き、次に電気はかり８に載せてある受け容
器７を取り除いて測定作業を終了するか、作業７４の次
の測定作業を開始する。

【００２３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
ずき図面を参照して説明すると、図１、図２、図４に示
す電気式はかり７は、測定方式が音叉振動式やロードセ
ル方式又は電磁力平衡式の電気式はかりを使用し、電気
式はかりの秤量、最小表示（読取り限度）、その他の性
能や仕様は測定する試料の種類と量（５０ｇ〜１５ｋ
ｇ）により所要の電気式はかりを適宜選定して使用し、
通常は、はかり本体と表示部が一体となつた電気式はか
りを使用し、はかり本体とはかり表示部とが別れた電気
式はかりも使用可能である。

【００２４】尚、電気式はかり７をコンピュータ８に接
続する際、デジタル出力の場合には信号の形式定格によ
り直結可能とは限らずインターフェースを必要とする場
合があり、本発明で通常使用する電気式はかりはデジタ
ル出力で、インターフェースを介してコンピュータとケ
ーブル３４で接続し、通常は図１、図２に示すように電
気式はかり８にＲＳ−２３２Ｃ出力パック３３を取り付
けたインターフェース付き電気式はかりを用いる。

【００２５】また、デジタル出力の電気式はかりでイン
ターフェースが不用の電気式はかりはコンピュータと直
結して使用し、アナログ出力の電気式はかりを用いる場
合にはＡ／Ｄコンバータを介してコンピュータに接続す
る。

【００２６】次に、コンピュータ９の基本機能はＣＰ
Ｕ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インプットポート、アウトプット
ポートより構成されており、ＲＯＭにはＣＰＵを制御す
るプログラムが書込まれており、ＣＰＵにはこのプログ
ラムに従ってインプットポートより必要とされる外部デ
ータを取り込んだり、また、ＲＡＭとの間でデータの教
授を行ったりしながら演算処理し、必要に応じて処理し
たデータをアウトプットポートへ出力してモニター画面
に表示するのと、プリンタでプリントする。

【００２７】また、電気式はかり８やトイ位置決め手段
６のモータ１６やドライバ１７及びコントローラ１８と
接続したコンピュータ９は内蔵されている時計実時間ク
ロックにより、通常は流動経過時間を０．００１秒〜
１．０秒単位で測定する。

【００２８】また、一定間隔ごとに知らせるインターバ
ルタイマにより、受け取った試料の質量を測定するイン
ターバルタイマは、電気式はかりの感量及び読取限度と
測定する試料の種類や量によって違うが、０．１秒〜２
秒の範囲で通常は、０、２〜０、３秒間隔のインターバ
ルタイマ設定時間で行う。

【００２９】尚、コンピュータ９は、通常パーソナル・
コンピュータのノート型を用いるが、他の形式のコンピ
ュータも使用可能であり、電気式はかり８側とモータ１
６側のコントローラ１８とが接続できるコンピュータ９
を使用するが、二個接続できないコンピュータは接続器
（図示せず）により接続する。

【００３０】次に、本発明の要部をなすトイ位置決め手
段６は、モータ１６と定電圧装置１７とドライバー１８
とコントローラ１９及びコンピユータ９からなり、モー
タ１６は高精度な位置決めができ、起動・停止の応答性
に優れて速度制御ができ、低速時に高トルクが得られ、
停止位置が保て位置保持ができ、低振動で高分解能等の
性能があり、コンピュータに接続できる、通常はステッ
ピングモータ（パルスモータ）を使用し、このモータ１
６と定電圧装置（一定の電圧にする）１７がケーブル３
５ａで接続され、この定電圧装置１７とコントローラ１
９がケーブル３５ｄで接続されており、一方、制御回路
のドライバ１８とモータ１６がケーブル３５ｂで接続さ
れ、このドライバ１８とモータ１６を制御するためのパ
ルス信号を出力する回路のコントローラ１９がケーブル
３５ｂで接続され、このコントローラ１９とケーブル３
５ｅでプログラムによりスタート指令等をするためのコ
ンピュータ９が接続されいる。

【００３１】尚、モータ１６は支柱（図示せず）の上部
所要位置に固着されたモータ取付金具（図示せず）に定
着され、モータ１６のモータ軸１５が高精度位置決め運
転に最適なフレキシブルカップリング１４で支持軸１１
に結合されている。

【００３２】尚、トイ３を垂直位置（０度）から試料流
動位置（９０度〜１８０度）まで倒す時間は、試料の種
類と量により２秒〜１０秒間で、通常は試料流動位置
（９０度）までは３秒間で倒す。

【００３３】また、ステッピングモータの選定は、試料
の種類と量により、機構、必要分解能、必要トルク等に
より、通常はギャードタイプのブレーキ機能付きの５相
で所要トルクのステッピングモータと、所要機能付きの
ドライバ及び所要機能付きのコントローラを使用する
が、トイ位置決め手段６に上記機能を有する他のモータ
やコントロールユニットの使用も可能である。

【００３４】次に、図１、図２、図７に示す試料を入れ
る容器２は、測定する試料の種類と量（５０ｇ〜１５ｋ
ｇ）により、底がある所要寸法の円錐台形状の紙製コッ
プや合成樹脂製のプラスチック製コップを使用するが、
円筒形状容器や金属製容器も使用可能である。

【００３５】次に、図１、図２、図６に示す容器の開口
側から容器２の試料を流動さすトイ３は、通常は図６に
示す容器２の開口部外周縁２ａと同じ半径（１５ｍｍ〜
１５０ｍｍ）で、測定試料の種類と量及び容器２のサイ
ズにより、所要長さ（３０ｍｍ〜５００ｍｍ）で、厚さ
（０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ）からなる半円形状をしたト
イ３を容器２の開口部外周縁２ａの外周部分の１／２以
上に周設した状態で、容器トイ保持具４のトイ取付部２
３の内面に固定され、トイ先端部３ａより流出した試料
でトイ取付部２３の先端部分を汚さないために、トイ取
付部２３の先端部より、通常は５ｍｍ〜２０ｍｍ位突き
出した所要寸法のトイを使用する。

【００３６】次に、図１、図２、図８に示す試料を受け
取る受け容器７は、測定試料の種類と量（５０ｇ〜１５
ｋｇ）により、所要寸法の四角形状の容器を用いるが、
円筒形状及び任意形状の容器を用いてもよい。

【００３７】尚、容器２、トイ３、受け容器の材質は、
通常は紙や合成樹脂のビニール系、スチロール系、アク
リル系、ポリ系等のプラスチックを使用するが、金属も
使用可能であり、紙の材質は試料が滲みでない紙材を使
用し、通常はコート紙を使用するが、環境に配慮したケ
ナフ製や再生紙等の使用は好適な態様であり、一方、合
成樹脂のプラスチックは、試料の種類により、紙が使用
できない場合（例えば、試料が液体化学製品で紙コップ
に入れると、紙コップの合わせ目を接着している接着剤
が溶けだしたり、試料が滲みだしたりする時など）に使
用するのは好適な態様である。

【００３８】次に、容器２とトイ３を取り付けた容器ト
イ保持具４を試料流動位置まで転倒自在に支持する容器
トイ支持手段５について説明すると、容器２とトイ３を
着脱自在にして垂直位置から試料流動位置まで転倒自在
に保持するため、図１、図２、図３、図４、図５、図６
に示した容器２とトイ３の外周に接して保持する容器ト
イ保持具４は、所要寸法からなる半円形状のトイ取付部
２３の端部（容器側）に容器２を垂直保持するために所
要寸法の底板２４を定着し、この底板２４に容器２を保
持するテーパー状の穴を設けた容器保持具２５を、トイ
取付部２３の内周面側と容器保持具２５の外周面側と
で、トイ３の後端部を差し込むガイド溝３９を設けるよ
うに定着し、試料を入れた容器２を容器トイ保持具４に
固定するために、トイ取付部２３の外周側の所要位置
に、所要寸法からなるバンド係止部２７ａと２７ｂを定
着して、このバンド係止部２７ａに穿設したリング取付
穴４３に取付リング４０を取り付けて、この取付リング
４０に容器２を固定する所要寸法のバンド２６（通常は
ゴムバンド）を取り付け、このバンド２６を止めるため
にバンド係止部２７ｂには止部４４が設けてあり、トイ
３をトイ取付部２３の内面に固定して取り付ける係止具
２８ａ、２８ｂは、所要機能がある通常はグリップやピ
ンチを使用する。

【００３９】そして、支持軸１１に取り付けたこの容器
トイ保持具４を着脱自在と取付位置や取付角度の原点位
置（通常は水平位置の９０度）の調整を自在にするため
に、容器トイ保持具４のトイ取付部２３の外周側所要位
置に取付金具２９ａを定着し、一方、支持軸１１の所要
位置に、所要寸法からなる取付金具２９ｂを定着した取
付パイプ４６を軸着し、この取付パイプ４６を止ボルト
４７と止ナット４８で支持軸１１に定着し、この支持軸
１１に取付パイプ４６により定着された取付金具２９ｂ
に、容器トイ保持具４の取付金具２９ａを取付ボルト４
１と取付ナット４２で固定して、支持軸１１に容器トイ
保持具４が着脱自在と取付位置や取付角度が自在になる
ように取り付けてある。

【００４０】そして、所要寸法からなる支持軸１１は、
基台４５に立設固定した支柱１３ａ、１３ｂの上部所要
位置に定着した軸受１２ａ、１２ｂで軸支させたもであ
る。

【００４１】尚、容器トイ保持具４の材質は、通常ステ
ンレス鋼を使用するが、鉄、非鉄合金、合成樹脂等を試
料の種類等により適宜選定して使用する。

【００４２】次に、図１、図２に示す作業台１０の所要
位置に設置した測定装置本体は、仕切板３０により、制
御室４９と測定室５０に分かれ、所要寸法の制御室４９
は、レベル調整ネジ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ（図示せ
ず）、３７ｄ（図示せず）を取り付けた所要寸法の基台
４５に立設固定した支柱１３ｂと仕切板３０及び側板３
１ａや３１ｂと、この側板３１ａや３１ｂに取付ネジ
（図示せず）で取外自在に、取り付けた側板３１ｃから
なり、一方、所要寸法の測定室５０は、基台４５に立設
固定した支柱１３ａ、１３ｃ、１３ｄと仕切板３０から
なり、通常は内部が観察できるように、透明なアクリル
板製で把手２２を取り付けた扉２０ａを、開閉自在に蝶
番２１で側板３１ａに取り付け、それと扉２０ｂと扉２
０ｃを蝶番２１で支柱１３ａに、それと扉２０ｄを蝶番
２１で側板３１ｂに取り付けてあり、そして、天井部分
の天板３２を制御室４９と測定室５０に取り付けてあ
る。

【００４３】次に、図１について説明すると、レオロジ
ー測定装置１を作業台１０に設置し、測定室５０内部を
透明なアクリル製扉２０ｂと扉２０ｃを閉めた状態の正
面図で、容器トイ保持具４に容器２とトイ３をセットし
てトイ３を試料流動位置まで倒し、トイ先端３ａより流
出する試料を受け取る位置に受け容器７を載せた電気式
はかり８を配置し、この電気式はかり８とコンピュータ
９をケーブル３４で接続し、トイ位置決め手段６のコン
トローラ１９（図示せず）からのケーブ３５ｅがコンピ
ュータ９に接続された状態を示し、二点鎖線で容器２と
トイ３をセットした容器トイ保持具４を垂直支持した状
態を示し、また、二点鎖線の矢印で垂直支持させたトイ
３を試料流動位置まで倒す状態を示した図である。

【００４４】次に、図２について説明すると、レオロジ
ー測定装置１を作業台１０に設置し、図１に示す正面図
のＡからＡの一点鎖線で切断した、装置本体の天板３２
部分を取り除いた状態の平面図で、測定室５０と制御室
４９に仕切板３０で仕切らた測定室５０は、容器トイ保
持具４に容器２とトイ３をセットしてトイ３を試料流動
位置まで倒し、トイ先端３ａより流出する試料を受け取
る位置に受け容器７を載せた電気式はかり８を配置し、
この電気式はかり８とコンピュータ９をケブル３４で接
続されており、一方、制御室４９は、トイ位置決め手段
６のモータ１６と定電圧装置１７をケーブル３５ａで接
続し、この定電圧装置１７とコントローラ１９がケーブ
ル３５ｄで接続され、モータ１６とドライバー１８をケ
ーブル３５ｂで接続し、このドライバー１８とコントロ
ーラ１９がケーブル３５ｃで接続され、このコントロー
ラ１９とコンピュータ９がケーブル３５ｅで接続された
状態を示した図である。

【００４５】次に、図６について説明すると、容器トイ
保持具４にトイ３と試料を入れていない空の容器２をセ
ットした状態をトイ先端部方向から見た図である。

【００４６】次に、測定値のグラフ化を実施するための
実施例を図１０に示し、このグラフについて説明する
と、縦軸に試料がトイ先端３ａより流出した質量（ｇ）
または、試料の流出率（％）をとり、横軸にインターバ
ルタイマ設定間隔で試料の流動経過時間（秒）をとり、
その交点を結んでグラフを作成し、Ｏ点はスタートスイ
ッチをＯＮした時点で、グラフは、Ｓ点の電気式はかり
が初めて計量を開始した時点から始まり、これから流出
する試料の質量をインターバルタイマごとに測定し、Ｅ
点のデータ取込回数終了時点で終り、Ｔ点はトイ３を垂
直位置から試料流動位置まで倒すとモータ１６が停止し
た信号をコンピュータ９に入力した時点でである。

【００４７】また、グラフはコンピュータ９を操作し、
流動経過時間帯を指定すると、例えば１秒から５秒間を
指定すると、その間のグラフが拡大されて表示される。

【００４８】そして、Ｏ点からＳ点までの流動経過時間
は試料の流れやすさを表し、流動経過時間が短い程、試
料が流れやすいことを示し、Ｓ点からＥ点までは、試料
がトイ先端部３ａより流出に要した総流出経過時間であ
り、試料の粘性（粘りけ）を表し、総流出経過時間が短
い程、粘性が小さいことを示す。

【００４９】また、Ｏ点からＥ点までは試料がトイ３を
流動した総流動経過時間であり、試料の粘性を表し、総
流動経過時間が長い程、粘性が大きいことを示す。

【００５０】また、縦軸は試料がトイ先端３ａより流出
した流出量（ｇ）で流出量が多い程、流動性が良く、ま
た流出量（ｇ）が少ない程、流動性が悪いと判断でき
る。

【００５１】よって、図１０に示す試料Ａの流動曲線と
試料Ｂの流動曲線を比較した場合に、試料Ａは試料Ｂに
比べてＯ点からＳ点までの流動経過時間が短いので流な
がれやすく、Ｏ点からＥ点及びＳ点からＥ点までの流動
経過時間が短いので粘性が小さくて、トイ先端３ａより
流出した試料の流出量が多いので流動性が良いと判断す
ることができ、一方、試料Ｂは粘性が大きくて流出した
試料の流出量が少ないので流動性が悪いと判断できる。

【００５２】また、試料Ａの流動曲線の傾斜角度ａと試
料Ｂの傾斜角度ｂを比較した場合に、試料Ａの傾斜角度
ａは試料Ｂの傾斜角度ｂに比べて大きいので、流動性が
良くて粘性が小さいと傾斜角度からも判断できる。

【００５３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、ただし、この実施の形態に記載されている構成方
法、構成装置、構成内容、構成部品の寸法、材質、形
状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎ
りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のも
のでなく、単なる説明例にすぎず、本発明はこのような
実施の形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施得ること
はもちろんである。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５５】請求項１によれば、容器に液体物質の試料
を入れ、この試料を流動さすトイを試料流動位置まで自
動的に作動させ、このトイを流動した試料の質量により
流動性を測定することができ、このトイを流動した試料
の質量と試料の流動経過時間により粘性を求めることが
できるので、液体物質の流動性が明確に測定できて、尚
且、固形物を含む液体物質の流動性と粘性を同時に求め
ることができる効果と、容器トイ保持具４を用いること
により、試料を入れる容器２と試料を流動さすトイ３を
垂直位置から容器２の試料を流動さす試料流動位置まで
転倒自在に支承でき、測定が終了すると容器トイ保持具
４の係止具２８とバンド２６を外し、容器２とトイ３を
容器トイ保持具４より、個人差にもよるが１分〜２分位
で簡単、容易に素早く取外すことができるので、次の測
定が迅速に行なうことができる利点がある。

【００５６】また、請求項２によれば、容器２に使捨容
器とトイ３に使捨トイと、受け容器７に使捨受け容器を
用いことにより、測定終了時に容器やトイ及び受け容器
の面倒な洗浄作業がなくなることにより、測定作業が迅
速に行なうことができるため、時間当たりの測定回数が
多く行える利点がある。

【００５７】また、従来方式では測定作業に時間が掛か
るので、同一試料を複数回測定し、その平均値を用いる
ことは殆どないのが現状であり、特に、固形物を含む試
料においては、不確定要素（バラツキ）を包含する複合
材料なので、同一試料を複数回測定し、その平均値を採
用することが必要であり、請求項２によれば、時間当た
りの測定回数が多く行えるため、同一試料を複数回測定
し、その平均値を用いることができる利点がある。

【００５８】また、請求項３および請求項４によれば、
所要寸法からなる四辺形状の紙や合成樹脂製薄板を、容
器トイ保持具４に取り付けることにより、所要寸法から
なる半円形状の使捨紙製トイや使捨合成樹脂製トイとし
て使用可能となる画期的効果がある。

【００５９】また、請求項３および請求項４によれば、
半円状に成形した所要寸法の使捨紙製トイや使捨合成樹
脂製トイを用いると、半円形状に成形する加工費がいる
のと、トイを半円状に成形すると、トイが嵩張り輸送費
が高くなるが、所要寸法からなる四辺形状の紙や成樹脂
製薄板を、容器トイ保持具４に取り付けることにより、
所要寸法からな半円形状の使捨紙製トイや使捨合成樹脂
製トイになるので、使捨トイを簡単・容易で安価に作れ
る多数の効果を奏する。

【００６０】また、時間当たりの測定できる回数から、
従来方式の測定装置と比較した場合に、使用する安価な
使捨容器と使捨トイ及び使捨受け容器の代金より、従来
方式の方が人件費が多くかかるので、人件費の節約にな
る効果がある。

【００６１】また、本測定装置によれば、多くの不確定
要素（バラツキ）を包含する複合材料のまだ固まらない
コンクリートで、高粘性のためにレオロジー測定が非常
に難しい高流動コンクリートや具が混ざっているレトル
トカレーにおいても流動性と粘性を同時に測定できるの
で、品質管理や施工管理及び製品開発や工程管理（特に
充填性）に著しい効果がある。

【００６２】尚、本測定装置は試料の流動性と粘性が同
時に測定でき、トイ位置決め手段により操作が簡単で、
熟練を必要としないので測定に個人差がなく、コンピュ
ータで測定するので再現性があり、測定値のバラッキが
小さくて正確な測定結果が得られ、尚且、測定データを
グラフ化（流動曲線）することによって、測定データを
解析するのにレオロジーの専門的知識を必要としないの
で製造現場の技術者にも好適であり、一方、レオロジー
を専門に研究している研究者には標準粘度液を用いた比
較法等により、液体物質の高度なレオロジーの研究開発
ができ、使捨容器や使捨トイ及び使捨受け容器を用いる
ので、測定終了時に洗浄作業が無くなる為に、レオロジ
ー測定が迅速に行なうことができるので、研究開発時間
が短縮でき、人件費の節約にもなる実用価値が大である
液体物質のレオロジー測定装置を提供することができ
る。

【００６３】尚、本測定装置はコンピュータで演算処理
し、データーベース化することで、例えば、測定現場か
ら事務所（品質管理室）、工場試験室から本社研究所、
企業の研究所と大学の研究室等のコンピュータとインサ
ーネットやインターネットにより測定データを伝送し
て、製品の品質管理や原材料の配合割合の決定または新
製品の研究開発を迅速に行うことができる多数の効果を
奏する。本発明は、以上のような効果と利点を有した、
きわめて優秀な液体物質のレオロジー測定装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】測定装置の実施例を示す正面図である。

【図２】測定装置の実施例を示す天板部分を取り除いた
平面図である。

【図３】容器トイ保持具の実施例を示す正面図である。

【図４】容器トイ保持具の実施例を示す平面図である。

【図５】容器トイ保持具の実施例を示す左側面図であ
る。

【図６】容器トイ保持具に容器とトイを取り付けた状態
の実施例を示す、左側面図である。

【図７】容器の実施例を示す斜視図である。

【図８】受け容器の実施例を示す斜視図である。

【図９】測定装置の制御の実施例を示すフローチャート
図である。

【図１０】流動曲線の実施例を示す線図である。

【図１１】流動曲線を示す線図である。

【符号の説明】

１ レオロジー測定装置 ２ 容器 ３ トイ ３ａ トイ先端部 ４ 容器トイ保持具 ５ トイ支持手段 ６ トイ位置決め手段 ７ 受け容器 ８ 電気式はかり ９ コンピュータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を入れる容器（２）と該容器（２）
   の開口側から容器（２）の試料を流動さすトイ（３）を
   容器トイ保持具（４）に取り付け、該容器トイ保持具
   （４）に取り付けた該容器（２）と該トイ（３）を垂直
   位置から容器（２）の試料を流動さす試料流動位置まで
   転倒自在に支持するトイ支持手段（５）と、この試料を
   入れた容器（２）とトイ（３）を垂直位置から試料流動
   位置まで転倒自在に作動さすトイ位置決め手段（６）
   と、該トイ（３）を流動してトイ先端部（３ａ）より流
   出した試料を受け取る受け容器（７）と、この受け取っ
   た試料の質量を測定する電気式はかり（８）と、該トイ
   （３）を垂直位置から試料流動位置に倒した時点を知ら
   せる信号と該電気式はかり（８）の信号とをコンピュー
   タ（９）に入力し、該トイ（３）のトイ先端部（３ａ）
   より流出した試料の質量と試料の流動経過時間とによ
   り、試料のレオロジー定数をインタバルタイマ設定時間
   ごとに演算することを特徴とする液体物質のレオロジー
   測定装置。
2. 【請求項２】 容器（２）に使捨容器とトイ（３）に使
   捨トイと、受け容器（７）に使捨受け容器を用いたこと
   を特徴とする請求項１記載の液体物質のレオロジー測定
   装置。
3. 【請求項３】 四辺形状の紙を容器トイ保持具（４）に
   取り付けると半円形状の使捨紙製トイ（３）になること
   を特徴とする請求項１、請求項２記載の液体物質のレオ
   ロジー測定装置。
4. 【請求項４】 四辺形状の合成樹脂製薄板を容器トイ保
   持具（４）に取り付けると半円形状の使捨合成樹脂製ト
   イ（３）になることを特徴とする請求項１、請求項２記
   載の液体物質のレオロジー測定装置。