JP2006058109A - Rotary viscosity measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体の粘度を測定するための回転式粘度測定装置に関する。 The present invention relates to a rotary viscosity measuring apparatus for measuring the viscosity of a liquid.
液体の粘度を測定するための粘度計としては、大別して摩擦式と回転式の二種類がある(下記特許文献参照)。 Viscometers for measuring the viscosity of a liquid are roughly classified into two types: a friction type and a rotary type (see the following patent document).
ここで、燃料電池の性能に大きく関わる触媒インク(カーボン、白金、各種溶液の混合物)は揮発性が高いため、既存の摩擦式粘度計では、熱の影響から数値が変化してしまって真値が解らないという問題がある。また、触媒インクは発火性が高いため、既存の摩擦式粘度計では測定中に発火するおそれがある。さらに、触媒インクは流動性が高いため、既存の回転式粘度計では、測定フィンの間から液体が流れ出てしまうため、数値が低過ぎて相対比較が出来ないという問題がある。
そこで、従来では、作業者のカンやコツといった経験に基づいて試行錯誤よって試験用の触媒インクのサンプルを製作していた。このため、多大な時間と労力及びコストの無駄が生じていた。 Therefore, conventionally, a test catalyst ink sample has been manufactured by trial and error based on the operator's experience of cans and tips. For this reason, a great deal of time, labor and cost were wasted.
本発明は上記事実を考慮し、揮発性、発火性、流動性が高い液体の粘度を正確に測定することができる回転式粘度測定装置を得ることが目的である。 An object of the present invention is to obtain a rotary viscosity measuring apparatus that can accurately measure the viscosity of a liquid having high volatility, ignition, and fluidity in consideration of the above facts.
請求項1記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、液体の粘度を測定するための回転式粘度測定装置であって、駆動力を受けることにより軸線回りに回転する回転軸と、この回転軸の外周部に所定の間隔で配置されかつ各々半径方向外側へ向けて延出された複数枚の測定フィンと、これらの測定フィンの外周部に設けられた外枠と、を有することを特徴としている。 The rotary viscosity measuring device according to the present invention as set forth in claim 1 is a rotary viscosity measuring device for measuring the viscosity of a liquid, the rotating shaft rotating around an axis by receiving a driving force, and the rotation A plurality of measurement fins arranged at predetermined intervals on the outer peripheral portion of the shaft and extending outward in the radial direction, and an outer frame provided on the outer peripheral portion of these measurement fins It is said.
請求項2記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項1記載の発明において、前記外枠は、閉鎖環状に形成されている、ことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the rotary viscosity measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the outer frame is formed in a closed ring shape.
請求項3記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項1又は請求項2記載の発明において、前記液体は、燃料電池に用いられる触媒インクである、ことを特徴としている。 A rotary viscosity measuring apparatus according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the liquid is a catalyst ink used in a fuel cell.
請求項1記載の本発明によれば、駆動力を受けて回転軸が軸線回りに回転すると、それに伴って回転軸の外周部に所定の間隔で配置されかつ半径方向外側へ向けて延出された複数枚の測定フィンが同一方向へ同一回転量だけ回転する。 According to the first aspect of the present invention, when the rotating shaft rotates around the axis upon receiving a driving force, the rotating shaft is arranged at a predetermined interval on the outer periphery of the rotating shaft and extends outward in the radial direction. The plurality of measurement fins rotate in the same direction by the same amount of rotation.
ここで、測定対象となる液体の流動性が高かった場合、従来の既存の回転式粘度計では、測定フィンの間から液体が流れ出てしまい、粘度が付かず測定不能であった。しかし、本発明では測定フィンの外周部に外枠を設けたので、測定フィンの間から流れ出ようとする液体が外枠によって遮られ、測定フィン側へ戻される。このため、測定フィンに適度な抵抗が得られ、流動性の高い液体の粘度の測定が可能となる。 Here, when the fluidity of the liquid to be measured is high, in the conventional existing rotary viscometer, the liquid flows out from between the measurement fins, and the viscosity is not attached and measurement is impossible. However, in the present invention, since the outer frame is provided on the outer peripheral portion of the measurement fin, the liquid flowing out from between the measurement fins is blocked by the outer frame and returned to the measurement fin side. For this reason, an appropriate resistance is obtained for the measuring fin, and the viscosity of the liquid having high fluidity can be measured.
なお、本発明は回転式粘度測定装置であるため、揮発性及び発火性がある液体であっても、それに起因した問題は生じない。 In addition, since this invention is a rotational viscosity measuring apparatus, even if it is a volatile and ignitable liquid, the problem resulting from it does not arise.
請求項2記載の本発明によれば、外枠を閉鎖環状に形成したので、測定フィンの間に位置しかつ回転軸の半径方向外側へ流れ出ようとする液体の殆どが測定フィン側へ跳ね返される。 According to the second aspect of the present invention, since the outer frame is formed in a closed annular shape, most of the liquid that is located between the measurement fins and flows out to the outside in the radial direction of the rotating shaft is rebounded to the measurement fin side. .
請求項3記載の本発明によれば、上記回転式粘度測定装置は、燃料電池に用いられる触媒インクの粘度測定に用いられる。 According to the third aspect of the present invention, the rotary viscosity measuring device is used for measuring the viscosity of a catalyst ink used in a fuel cell.
ここで、触媒インクは揮発性、発火性、流動性が高い性質を有するので、本発明に係る回転式粘度測定装置の測定対象として好適であり、触媒インクの粘度を正確に測定することが可能となる。 Here, since the catalyst ink has high volatility, ignitability, and fluidity, it is suitable as a measurement target of the rotary viscosity measuring apparatus according to the present invention, and can accurately measure the viscosity of the catalyst ink. It becomes.
以上説明したように、請求項1記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、駆動力を受けることにより軸線回りに回転する回転軸の外周部に半径方向外側へ向けて延出する複数枚の測定フィンを所定の間隔で設け、更にこれらの測定フィンの外周部に外枠を設けたので、流動性の高い液体が回転する測定フィンの間から流れ出るのを阻止することができ、その結果、揮発性、発火性、流動性が高い液体の粘度を正確に測定することができるという優れた効果を有する。 As described above, the rotary viscosity measuring apparatus according to the present invention as set forth in claim 1 is a plurality of sheets that extend outward in the radial direction to the outer peripheral portion of the rotating shaft that rotates around the axis by receiving a driving force. The measurement fins are provided at predetermined intervals, and the outer frame is provided on the outer periphery of these measurement fins, so that liquid with high fluidity can be prevented from flowing between the rotating measurement fins. It has an excellent effect of being able to accurately measure the viscosity of a liquid having high volatility, ignitability, and fluidity.
請求項2記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項1記載の発明において、外枠を閉鎖環状に形成したので、測定フィンの間に位置しかつ回転軸の半径方向外側へ流れ出ようとする液体の殆どが測定フィン側へ跳ね返され、その結果、液体の粘度の測定精度を高めることができるという優れた効果を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the rotary viscosity measuring device according to the first aspect of the present invention, since the outer frame is formed in a closed annular shape, the outer frame is located between the measuring fins and flows out radially outward of the rotating shaft. Most of the liquid to be bounced back to the measuring fin side, and as a result, it has an excellent effect that the measurement accuracy of the viscosity of the liquid can be increased.
請求項3記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項1又は請求項2記載の発明において、燃料電池に用いられる触媒インクの粘度測定に本発明を用いることとしたので、従来では出来なかった触媒インクの正確な粘度測定を行うことができ、その結果、安定した燃料電池性能を引き出すことができるという優れた効果を有する。 According to a third aspect of the present invention, the rotary viscosity measuring device according to the present invention uses the present invention to measure the viscosity of a catalyst ink used in a fuel cell in the first or second aspect of the invention. It is possible to accurately measure the viscosity of the catalyst ink that could not be obtained, and as a result, it has an excellent effect of being able to bring out stable fuel cell performance.
以下、図1〜図5を用いて、本発明に係る回転式粘度測定装置の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a rotary viscosity measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、本実施形態に係る回転式粘度測定装置の全体構成を示す斜視図が示されている。この図に示されるように、回転式粘度測定装置10は、モータ等の図示しない駆動手段を備えた装置本体12と、この装置本体12の底面から下方へ突出状態で配置されかつ上下動可能とされた測定部14とを備えている。なお、装置本体12は、支柱16及び脚部18によって安定的に作業面に支持されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the rotary viscosity measuring apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, the rotary
図2(A)に拡大して示されるように、測定部14は、図示しない駆動手段の駆動力を受けて軸線回りに回転する回転軸としてのロッド20と、このロッド20の下端部の外周部に所定の間隔で放射状に取り付けられた複数枚(本実施形態では、90度間隔で合計4枚)の測定フィン22と、これらの測定フィン22の外周部に取り付けられた外枠24と、によって構成されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 2A, the
各測定フィン22は細長い矩形プレート状に形成されており、内端はロッド20の外周部に固定されている。また、外枠24は円環状に形成されており、4枚の測定フィン22の外接円を描くように測定フィン22の外端に隙間が生じることなく固着されている。なお、測定フィン22と外枠24の高さは同一に揃えられている。また、上記測定フィン22及び外枠24は、ステンレス製とされている。
Each
(本実施形態の作用・効果)
次に、図3を参照しつつ、本実施形態に係る回転式粘度測定装置10を用いた触媒インク26のサンプル製作方法について説明し、その説明を通して本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Operation and effect of this embodiment)
Next, with reference to FIG. 3, a sample manufacturing method of the
まず、図3(A)に示されるように、本実施形態に係る回転式粘度測定装置10を使って、容器28内に貯留された調合済みの触媒インク26の粘度が測定される(測定対象となる液体の攪拌測定工程)。
First, as shown in FIG. 3A, the viscosity of the prepared
ここで、測定した粘度が一定の範囲内にあれば、触媒インク26内の白金担持量は要求値を満たしている。図4は触媒インク26内の白金担持量と電圧の関係をグラフ化したものであるが、測定した粘度が一定の範囲内にあれば、白金担持量は適正基準値である区間Aの範囲内に存在する(電圧測定値を「・」で示している)。
Here, if the measured viscosity is within a certain range, the amount of platinum supported in the
上記関係を前提にして、測定した粘度が高い場合には、図3(B)に示されるように、エタノール等の溶液30をスポイト32で滴下して触媒インク26の粘度をコントロール(即ち、粘度が低くなるように調整)する(粘度調整工程)。なお、触媒インク26の粘度測定時には、エタノール等の溶液30がいくら増えても触媒インク26の性能には影響がないことが検証されている。
If the measured viscosity is high based on the above relationship, as shown in FIG. 3B, a
粘度調整後、回転式粘度測定装置10を使って、再び触媒インク26の粘度を測定する。測定した粘度が一定の範囲内にあれば、白金担持量は適正範囲内(前記区間Aの範囲内)にあることになるから、図3(C)に示されるように、ドクター・ブレード34を使ってシート36に触媒インク26を塗布する(塗布工程)。
After adjusting the viscosity, the viscosity of the
その後、シート36の乾燥工程を経てから、図3(D)に示されるように、シート36を必要な大きさにカッティングしてサンプル38を得る(カット工程)。
Then, after passing through the drying process of the
このように本実施形態に係る回転式粘度測定装置10では、測定部14の4枚の測定フィン22の外周部に外枠24を設けたので、測定フィン22の回転時(攪拌時)に、隣り合う測定フィン22の間から半径方向外側へ流れ出ようとする触媒インク26は外枠24によって遮られ、測定フィン22側へ戻される。このため、各測定フィン22に適度な抵抗が作用し(測定フィン22が受ける抵抗が大きくなり)、流動性の高い触媒インク26の粘度を測定することが可能となる。なお、本実施形態に係る回転式粘度測定装置10は、回転式粘度計に属するものであり、摩擦式粘度計に属するものではないため、揮発性及び発火性が高い触媒インク26であってもこれらの性質に起因した問題は生じない。その結果、本実施形態によれば、揮発性、発火性、流動性が高い触媒インク26の粘度を正確に測定することができる。
As described above, in the rotary
これにより、従来は作業者のカンやコツといった経験に基づいて試行錯誤的に行われていた触媒インク26のサンプル作りを、本実施形態に係る回転式粘度測定装置10を使えば、任意の粘度の触媒インク26を作ることが可能となった。その結果、サンプル作りのために試行錯誤を繰り返す時間と労力の無駄を解消することができ、触媒インク26のサンプル製造に要する時間の短縮、労力の軽減、コストの大幅な削減を達成することができる。
Thus, if the rotational
また、本実施形態に係る回転式粘度測定装置10では、外枠24を閉鎖環状(円環状)に形成したので、攪拌により隣り合う測定フィン22の間に位置しかつロッド20の半径方向外側へ流れ出ようとする触媒インク26の殆どが測定フィン22側へ跳ね返されることになる。その結果、本実施形態によれば、触媒インク26の粘度の測定精度をより一層高めることができる。
Further, in the rotary
さらに、本実施形態に係る回転式粘度測定装置10では、燃料電池に用いられる触媒インク26の粘度測定に用いられるが、触媒インク26は揮発性、発火性、流動性が高い性質を有するので、本発明に係る回転式粘度測定装置の測定対象として好適であり、触媒インク26の粘度を正確に測定することができる。その結果、安定した燃料電池性能を引き出すことができる。
Furthermore, in the rotational
(本実施形態の補足説明)
なお、上述した本実施形態では、燃料電池の触媒インク26の粘度測定に回転式粘度測定装置10を用いたが、これに限らず、同様の性質を持つ液体の粘度測定に本発明に係る回転式粘度測定装置を用いてもよい。
(Supplementary explanation of this embodiment)
In the above-described embodiment, the rotary
また、上述した本実施形態では、測定部14の測定フィン22を軸方向に見て十字状に4枚取り付けたものを用いたが、外枠24さえ設ければ、測定部の測定フィンの形状や枚数は任意に選択することが可能である。
Further, in the present embodiment described above, four measuring
例えば、図5(A)に示される測定部40では、ロッド20の外周部に針金状の支持棒42が軸方向に見て十字状に刺し込まれており、その先端部に短めの矩形プレート状の測定フィン44が取り付けられている。しかし、この構成だけでは、流動性の高い液体の粘度は全く測定できないが、本実施形態と同様に外枠24を付加することにより、このような流動性の高い液体の粘度測定が可能になる。
For example, in the
また、図5(B)に示される測定部46では、ロッド20の外周部に矩形プレート状の測定フィン48が多数枚放射状に取り付けられている。しかし、この構成だけでは、流動性の高い液体の粘度は全く測定できないが、本実施形態と同様に外枠24を付加することにより、このような流動性の高い液体の粘度測定が可能になる。
5B, a large number of rectangular plate-shaped
さらに、上述した本実施形態では、軸方向に見て円環状の外枠24を設けたが、これに限らず、閉鎖環状体であればよい。従って、辺数が多い正多角形の外枠でも適用は可能である。
Furthermore, in the present embodiment described above, the annular
10 回転式粘度測定装置
20 ロッド(回転軸)
22 測定フィン
24 外枠
26 触媒インク(液体)
10 Rotational
22 Measuring
Claims (3)
駆動力を受けることにより軸線回りに回転する回転軸と、
この回転軸の外周部に所定の間隔で配置されかつ各々半径方向外側へ向けて延出された複数枚の測定フィンと、
これらの測定フィンの外周部に設けられた外枠と、
を有することを特徴とする回転式粘度測定装置。 A rotary viscosity measuring device for measuring the viscosity of a liquid,
A rotating shaft that rotates around an axis by receiving a driving force;
A plurality of measuring fins arranged at predetermined intervals on the outer periphery of the rotating shaft and each extending outward in the radial direction;
An outer frame provided on the outer periphery of these measuring fins;
A rotary viscosity measuring apparatus characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の回転式粘度測定装置。 The outer frame is formed in a closed annular shape,
The rotational viscosity measuring apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の回転式粘度測定装置。 The liquid is a catalyst ink used in a fuel cell.
The rotary viscosity measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein
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Cited By (2)
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CN103323371A (en) * | 2013-06-13 | 2013-09-25 | 吴江市物华五金制品有限公司 | Viscometer capable of automatically going up and down |
CN114414615A (en) * | 2022-03-31 | 2022-04-29 | 深圳市祥为测控技术有限公司 | Anti-freezing composite coating performance detection device and detection method thereof |
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2004
- 2004-08-19 JP JP2004239365A patent/JP2006058109A/en not_active Withdrawn
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