JP2009229338A - カップ粘度計 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の個人差による測定誤差を小さくし、高い精度で液体の粘度を測定することができるカップ粘度計を提供する。
【解決手段】底部にオリフィス孔１ａが設けられ上側が開放されてなるカップ状容器１と、そのカップ状容器１を手で吊り下げるための支持部２とを備えたカップ粘度計において、カップ状容器１におけるオリフィス孔１ａを内側から閉じることができる棒状の栓部材３と、ばね９の押圧力により栓部材３を常時閉状態に保持する押圧手段と、手による操作時のみ栓部材３を開状態に切り替える開閉レバー４とを設けた構成とする。カップ状容器１を液体中から引き上げた後に、開閉レバー４を操作して栓部材３をオリフィス孔１ａから抜くとオリフィス孔１ａからの液体の流出が開始する。開閉動作と同時にストップウォッチ等の手段を用いての時間計測を開始することで、個人差による不確実さが低減され、測定の精度を向上させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体の粘度を測定する技術分野に属し、詳しくは、液体の粘度を簡易に測定できるカップ粘度計に関するものである。

従来より、液体の粘度を測定する手段の中でも構成が比較的簡単なものとして、上側が開放されたカップ状容器の底部にオリフィス孔を設け、上部にはカップ状容器を手で吊り下げるためのループ状把手を取り付けたカップ粘度計（ザーンカップ）が広く利用されている。

このカップ粘度計の使用方法の概略は次のようである。まず、把手を手で保持しつつ液体中にカップ状容器を浸漬し、カップ状容器の内部を液体で満たした後にこれを引き上げ、オリフィス孔から液体の流出が開始すると同時にストップウォッチを作動させる。そして、流出が途切れる時点でストップウォッチを停止させ、その間の所要時間を計測する。この流出の所要時間が同じであれば、粘度も概ね同じであるとされ、塗料と有機溶剤の混合比の調整等に用いられている。

日本印刷学会編、「印刷工学便覧」、第１版、技報堂出版、１９８３年５月１日、ｐ．７１１

一方、液体の粘度測定に関する他の方法で公知のものとしては、容器内部に配置した回転子との間に液体を満たし、回転子を回転させた際に液体を仲介して外側容器に掛かる力を計測し、液体粘度に換算することで測定するといったものがある。これらに比較してカップ粘度計を用いた粘度測定は、精度面で劣る場合が多いが、単純構造による頑丈さや操作・取扱いの容易さ、価格の安さといった面で優れており、塗料を使用する現場等での比較的高い精度は必要としないような簡易な調整に多く利用されている。

カップ粘度計による測定精度が比較的劣る原因としては、カップ状容器を浸漬した後の引上げ速さ、流出開始時点と終了時点の判断、ストップウォッチのボタン操作タイミング等における個人差が直接影響することが挙げられる。特に、同粘度の塗料を複数の作業者が作製する場合等に、個々の作業者が作製するときに計測された所要時間は同じでも、作製されたものの実際の粘度は大きくばらつくという場合がある。前記したように、カップ粘度計は比較的高い精度を必要としない場合に使用されるが、その一方で、上記の利点はそのままに精度向上を実現することが望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業者の個人差による測定誤差を小さくし、高い精度で液体の粘度を測定することができるカップ粘度計を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のカップ粘度計は、底部にオリフィス孔が設けられ上側が開放されてなるカップ状容器と、そのカップ状容器を手で吊り下げるための支持部とを備えたカップ粘度計において、カップ状容器におけるオリフィス孔を内側から閉じることができる棒状の栓部材と、ばねの押圧力により栓部材を常時閉状態に保持する押圧手段と、手による操作時のみ栓部材を開状態に切り替える開閉レバーとを設けたことを特徴としている。

そして、上記のカップ粘度計において、押圧手段と開閉レバーを支持部に設けた構成とすることが好ましい。またその場合に、開閉レバーは、支持部に取り付けられたガイド部材に案内されて移動可能であるように構成することができる。

本発明のカップ粘度計は、液体中にカップ状容器を浸漬して液体を満たし、カップ状容器を液体中から引き上げた後に、開閉レバーを操作して栓部材をオリフィス孔から抜くとオリフィス孔からの液体の流出が開始することから、開動作と同時にストップウォッチ等の手段を用いての時間計測を開始することで、カップ状容器を浸漬した後の引上げ速さ、流出開始時点の判断とストップウォッチ等のボタン操作のタイミングの関係といった個人差による不確実さが低減され、測定の精度を向上させることが可能となる。また、押圧手段と開閉レバーを支持部に設けることで、支持部を持った手でそのまま開閉レバーを操作することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係るカップ粘度計の一例を示す正面図、図２は図１のカップ粘度計を半断面状態で示す側面図である。

このカップ粘度計は、従来のカップ粘度計と同じく、底部にオリフィス孔１ａが設けられ上側が開放されてなるカップ状容器１と、そのカップ状容器１を手で吊り下げるための支持部２とを備えている。支持部２は、カップ状容器１の上部両側面に跨がるように取り付けられたループ形状のもので、いわゆる把手として機能するものである。

本発明に係るカップ粘度計では、そのカップ状容器１におけるオリフィス孔１ａを内側から閉じることができる棒状の栓部材３が設けられている。図３は栓部材を斜め下方から見た状態で示す一部破断斜視図である。栓部材３は、オリフィス孔１ａを塞いでいる間の液体の漏れ出しを防ぐために、下側が直径の大きい方となる異なる２つの円柱３ａ，３ｂを軸方向に重ねた形状とし、その下端にオリフィス孔１ａに突き刺さる先端部３ｃを設けている。この先端部３ｃの径はオリフィス孔１ａの径と同じで、高さ（長さ）はカップ状容器１の厚みと同じであり、その上部はオリフィス孔１ａの径に対して直径が１ｍｍ程度大きく、またカップ状容器１の底面に接する面には、カップ状容器１の曲面と同等なＲ加工もしくはテーパー加工が施されている。

また、栓部材３の材質は、カップ粘度計が有機溶剤等を含有する液体を対象とすることが多いことに鑑み、耐溶剤性があり液体が付着しにくい硬質樹脂製（例えば「テフロン（登録商標）」）とすることが好ましい。

一方、支持部２にはその上端に開閉レバー４を案内するガイド部材５が取り付けられている。開閉レバー４は、一端に把持部を形成するとともに他端に連結部を有する棒状のもので、第１のリンク６と第２のリンク７からなるリンク機構を介して栓部材３の上端に接続されている。第１のリンク６は、支持部２に横方向に取り付けられたヒンジピン８に対し真ん中で回動自在に取り付けられ、その第１のリンク６の端部とガイド部材５との間には引きばね９が張設されており、開閉レバー４はその引きばね９の中を通って第１のリンク６に接続されている。そして、第１のリンク６はもう一方の端部が第２のリンク７に接続されており、第２のリンク７に接続された栓部材３は、支持部２に取り付けられたガイド部材１０にその上部を案内されている。

このように、把手となる支持部２には、栓部材３を常時閉状態に保持する押圧手段と開閉レバー４とが設けられた状態になっている。そして、栓部材３は、支持部２の上端に取り付けられたガイド部材５に案内される開閉レバー４を操作することで上下し、カップ状容器１のオリフィス孔１ａに対する開閉動作を行うことができる。

このカップ粘度計は、栓部材３及びその上下機構を付加した全体を手で保持することから、支持部２、開閉レバー４、リンク６，７、ヒンジピン８等の構成部材については、基本的に軽量かつ必要な強度が得られさえすれば、鋼材、アルミ、エンプラ等の任意の材料が採用可能である。

図１のカップ粘度計は、計測対象の液体中にカップ状容器１を浸漬して引き上げてから開閉レバー４を操作するまでは、オリフィス孔１ａは栓部材３により塞がれているためにカップ状容器１の液体は流出しない。そして、開閉レバー５を操作することで、図４に示すように、栓部材３が上方に移動し、その結果オリフィス孔１ａが開放されてカップ状容器１からの液体の流出が開始する。

液体流出の所要時間を計測する際は、開閉レバー４の操作とストップウォッチを作動させる操作とを一人の作業者がそれぞれ左右の手で同時に行うようにする。これは、タイムラグがないようにして両方の操作を行うことを理想としているからであり、この左右の手で同時に行うやり方は、カップ引上げ動作後に液体流出を確認して初めてストップウォッチを作動させる従来方法に比較して正確でありはるかに容易である。また、上記のレバー操作とストップウォッチ作動を左右の手で同時に行うという操作は、複数の作業者間においても共通の認識を得ることが容易であり、個人差の低減を可能とするものである。

実際に液体流出の所要時間を計測した際の、従来方法と本発明による方法でのばらつきは以下のとおりである。

〔従来方法〕
・塗料Ａ（流出所要時間：約１７．５秒）
ばらつきレンジは作業者４人の平均で０．４１秒であり、作業者４人の計測結果の最大と最小の差は１．７１秒であった。
・塗料Ｂ（流出所要時間：約１５．５秒）
ばらつきレンジは作業者４人の平均で０．４０秒であり、作業者４人の計測結果の最大と最小の差は１．２６秒であった。

〔本発明による方法〕
・塗料Ｃ（流出所要時間：約１１．８秒）
ばらつきレンジは作業者５人の平均で０．１８秒であり、作業者５人の計測結果の最大と最小の差は０．３５秒であった。

このように、従来方法で対象とした液体よりも測定値のばらつきが大きくなる粘度の低い液体について計測したところ、本発明の方法によれば、作業者の人数を増やしてもばらつきは小さくなることが確認できた。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明によるカップ粘度計は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。

本発明に係るカップ粘度計の一例を示す正面図である。 図１のカップ粘度計を半断面状態で示す側面図である。 栓部材を斜め下方から見た状態で示す一部破断斜視図である。 図１に示すカップ粘度計をその蓋部材が開いた状態を図２に対応して示す側面図である。

符号の説明

１ カップ状容器
１ａ オリフィス孔
２ 支持部
３ 栓部材
３ａ，３ｂ 円柱
３ｃ 先端部
４ 開閉レバー
５ ガイド部材
６ 第１のリンク
７ 第２のリンク
８ ヒンジピン
９ 引きばね
１０ ガイド部材

Claims (3)

1. 底部にオリフィス孔が設けられ上側が開放されてなるカップ状容器と、そのカップ状容器を手で吊り下げるための支持部とを備えたカップ粘度計において、カップ状容器におけるオリフィス孔を内側から閉じることができる棒状の栓部材と、ばねの押圧力により栓部材を常時閉状態に保持する押圧手段と、手による操作時のみ栓部材を開状態に切り替える開閉レバーとを設けたことを特徴とするカップ粘度計。
2. 押圧手段と開閉レバーを支持部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のカップ粘度計。
3. 開閉レバーは、支持部に取り付けられたガイド部材に案内されて移動可能であることを特徴とする請求項２に記載のカップ粘度計。

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