JP3473708B2 - 細管式粘度計、細管式粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法 - Google Patents
細管式粘度計、細管式粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、細管式粘度計、細管式
粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法に
関し、詳細には高分子化合物（ポリマー）の製造時に用
いられる混合装置や反応装置に於ける混合物の粘度又は
反応重合度の管理用として用いられる細管式粘度計、そ
れを用いた粘度測定方法、及び流体の品質管理方法に関
する。
粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法に
関し、詳細には高分子化合物（ポリマー）の製造時に用
いられる混合装置や反応装置に於ける混合物の粘度又は
反応重合度の管理用として用いられる細管式粘度計、そ
れを用いた粘度測定方法、及び流体の品質管理方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ポリマーの製造は、ポリマー同志のブレ
ンド、モノマーの重合反応等種々の生産方式が有り、製
造装置としては反応釜、押出機、スタテックミキサ-等が
利用される。ポリマーのブレンドに於いては、混合物の
粘度を管理する事が多い。モノマーの重合反応の場合
は、重合度を管理する事が重要となるが、重合物である
ポリマーの粘度を計測する事により間接的に管理でき
る。
ンド、モノマーの重合反応等種々の生産方式が有り、製
造装置としては反応釜、押出機、スタテックミキサ-等が
利用される。ポリマーのブレンドに於いては、混合物の
粘度を管理する事が多い。モノマーの重合反応の場合
は、重合度を管理する事が重要となるが、重合物である
ポリマーの粘度を計測する事により間接的に管理でき
る。
【０００３】上記の様なポリマーの製造に於いては、通
常粘度の測定装置として、細管にポリマーを流し、細管
入口と出口の差圧を測定する細管式粘度測定装置が用い
られている。例えば、反応釜４に於いては、図１の様に
サンプリング管５中に設置され、サンプリング管５から
被測定流体を細管式粘度計１の細管２にギヤポンプ３で
取りだし、粘度を測定した後ギヤポンプ３で再度サンプ
リング管５中へ返送する方法、もしくは図２の様に反応
釜４に直接細管式粘度計１を取付け、被測定流体をギヤ
ポンプ３で取りだし粘度を測定した後、ポリマーを反応
釜４内にギヤポンプで返送する方法がある。又、押出機
・スタテックミキサーの様な連続装置の場合には、図３
の様に押出機６の出口部外側に細管式粘度計１を設置
し、被測定流体の殆どが流れているプロセス主流路中か
ら被測定流体を粘度計に取りだし、粘度を測定してい
る。そして測定後は、再度流路中に返送する方法とその
まま外部に排出させる方法が取られている。
常粘度の測定装置として、細管にポリマーを流し、細管
入口と出口の差圧を測定する細管式粘度測定装置が用い
られている。例えば、反応釜４に於いては、図１の様に
サンプリング管５中に設置され、サンプリング管５から
被測定流体を細管式粘度計１の細管２にギヤポンプ３で
取りだし、粘度を測定した後ギヤポンプ３で再度サンプ
リング管５中へ返送する方法、もしくは図２の様に反応
釜４に直接細管式粘度計１を取付け、被測定流体をギヤ
ポンプ３で取りだし粘度を測定した後、ポリマーを反応
釜４内にギヤポンプで返送する方法がある。又、押出機
・スタテックミキサーの様な連続装置の場合には、図３
の様に押出機６の出口部外側に細管式粘度計１を設置
し、被測定流体の殆どが流れているプロセス主流路中か
ら被測定流体を粘度計に取りだし、粘度を測定してい
る。そして測定後は、再度流路中に返送する方法とその
まま外部に排出させる方法が取られている。
【０００４】しかし、これら従来の粘度計では、粘度測
定用細管に被測定流体を通過させる為の手段として、電
動機・減速機を備えたポンプ及びプロセス主流路から細
管までの配管を設置する必要がある。更に、被測定流体
の温度を一定に保つ為の温度コントロール装置が別途必
要となる。また、プロセス主流路から取りだし粘度を測
定できるまでの時間的ズレ（遅れ）が発生するといった
問題があった。
定用細管に被測定流体を通過させる為の手段として、電
動機・減速機を備えたポンプ及びプロセス主流路から細
管までの配管を設置する必要がある。更に、被測定流体
の温度を一定に保つ為の温度コントロール装置が別途必
要となる。また、プロセス主流路から取りだし粘度を測
定できるまでの時間的ズレ（遅れ）が発生するといった
問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の粘度計に於ける欠点、即ち粘度測定用細管に被測定流
体を通過させる為の手段としての電動機・減速機を備え
たポンプ及びプロセス主流路から細管までの配管設備の
設置の必要及び被測定流体の温度を一定に保つ為の温度
コントロール装置の設置の必要のないこと、また、プロ
セス主流路から取りだし粘度を測定できるまでの時間的
ズレ（遅れ）が発生しない、つまりリアルタイムで粘度
測定ができる粘度計を開発することにある。
の粘度計に於ける欠点、即ち粘度測定用細管に被測定流
体を通過させる為の手段としての電動機・減速機を備え
たポンプ及びプロセス主流路から細管までの配管設備の
設置の必要及び被測定流体の温度を一定に保つ為の温度
コントロール装置の設置の必要のないこと、また、プロ
セス主流路から取りだし粘度を測定できるまでの時間的
ズレ（遅れ）が発生しない、つまりリアルタイムで粘度
測定ができる粘度計を開発することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記細管
式粘度計の欠点について鋭意研究した結果、本発明を完
成するに至った。
式粘度計の欠点について鋭意研究した結果、本発明を完
成するに至った。
【０００７】即ち、本発明は、細管式粘度計において、
細管が、円柱状であり、内径は１〜１０mm程度、長さは
５〜３００mm程度であり、細管の個数は５〜３００個程
度であり、複数個の細管をたばねて結合し被測定流体の
殆どが流れているプロセス主流路の形状としたもの、も
しくはプロセス主流路の形状からなる材料に複数個の細
管を設けたものである部材を用いることを特徴とする細
管式粘度計、前記の細管式粘度計を被測定流体の殆どが
流れているプロセス主流路中に設置し、粘度が、細管入
口の圧力及び細管出口の圧力をセンサーで検出し、全流
量を測定し、ハーゲンポアゾイユの式から求められるこ
とを特徴とする細管式粘度計による粘度測定方法、さら
に被測定流体の殆どが流れているプロセス主流路中に前
記の細管式粘度計を設置して、細管入口の圧力及び細管
出口の圧力をセンサーで検出し、該流路の全流量を測定
し、それらの値を計算機に入力し、ハーゲンポアゾイユ
の式により粘度を算出し、その粘度により流体の品質管
理をすることを特徴とする流体の品質管理方法、さら
に、被測定流体の殆どが流れているプロセス主流路が、
反応釜のサンプリング管もしくは反応釜の一部、混合機
や押出機の出口付近部である流体の品質管理方法、さら
に、被測定流体がポリマーである流体の品質管理方法を
提供するものである。
細管が、円柱状であり、内径は１〜１０mm程度、長さは
５〜３００mm程度であり、細管の個数は５〜３００個程
度であり、複数個の細管をたばねて結合し被測定流体の
殆どが流れているプロセス主流路の形状としたもの、も
しくはプロセス主流路の形状からなる材料に複数個の細
管を設けたものである部材を用いることを特徴とする細
管式粘度計、前記の細管式粘度計を被測定流体の殆どが
流れているプロセス主流路中に設置し、粘度が、細管入
口の圧力及び細管出口の圧力をセンサーで検出し、全流
量を測定し、ハーゲンポアゾイユの式から求められるこ
とを特徴とする細管式粘度計による粘度測定方法、さら
に被測定流体の殆どが流れているプロセス主流路中に前
記の細管式粘度計を設置して、細管入口の圧力及び細管
出口の圧力をセンサーで検出し、該流路の全流量を測定
し、それらの値を計算機に入力し、ハーゲンポアゾイユ
の式により粘度を算出し、その粘度により流体の品質管
理をすることを特徴とする流体の品質管理方法、さら
に、被測定流体の殆どが流れているプロセス主流路が、
反応釜のサンプリング管もしくは反応釜の一部、混合機
や押出機の出口付近部である流体の品質管理方法、さら
に、被測定流体がポリマーである流体の品質管理方法を
提供するものである。
【０００８】（構成）本発明の複数個の細管を有する部
材７とは、細管をなんらかの手段によりたばね結合し被
測定流体の殆どが流れているプロセス主流路の形状とし
たもの、もしくはプロセス主流路の形状からなる材料に
複数個の細管状穴を設けた物である。製造上から図４の
プロセス主流路の形状からなる材料に複数個の細管状穴
を設けた物が好ましい。この材料の材質は、例えば、金
属、セラミック、ＦＲＰ、樹脂成形品等いずれのもので
もよいが、金属が好ましい。
材７とは、細管をなんらかの手段によりたばね結合し被
測定流体の殆どが流れているプロセス主流路の形状とし
たもの、もしくはプロセス主流路の形状からなる材料に
複数個の細管状穴を設けた物である。製造上から図４の
プロセス主流路の形状からなる材料に複数個の細管状穴
を設けた物が好ましい。この材料の材質は、例えば、金
属、セラミック、ＦＲＰ、樹脂成形品等いずれのもので
もよいが、金属が好ましい。
【０００９】本発明の複数の細管に於ける個々の細管２
とは、管状であればその断面形状について特に制限はな
いが、円柱状であり、その大きさは、内径１〜１０mm程
度、長さは５〜３００mm程度であり、細管の個数は５〜
３００個が目安である。
とは、管状であればその断面形状について特に制限はな
いが、円柱状であり、その大きさは、内径１〜１０mm程
度、長さは５〜３００mm程度であり、細管の個数は５〜
３００個が目安である。
【００１０】本発明の複数個の細管を被測定流体の殆ど
が流れているプロセス主流路中へ設置することとは、反
応釜の場合は図５の様にサンプリング管の途中、押出機
・スタテックミキサーの様な連続式装置の場合は、図６
の様に装置出口付近部に設置することを意味している。
が流れているプロセス主流路中へ設置することとは、反
応釜の場合は図５の様にサンプリング管の途中、押出機
・スタテックミキサーの様な連続式装置の場合は、図６
の様に装置出口付近部に設置することを意味している。
【００１１】粘度の測定方法としては、上記細管の前後
（入口・出口）の圧力を圧力センサーにより測定した値
及び被測定流体の全流量を測定した値を、以下のハーゲ
ンポアゾイユの式（数１）に算入し、計算機で計算する
ことにより粘度を求めることが出来る。
（入口・出口）の圧力を圧力センサーにより測定した値
及び被測定流体の全流量を測定した値を、以下のハーゲ
ンポアゾイユの式（数１）に算入し、計算機で計算する
ことにより粘度を求めることが出来る。
【００１２】ここでいう計算機とは、演算機能を有する
ものであればいずれの物でも良く、例えば、コンピュー
ター、パソコン等が挙げられる。又、圧力センサーと
は、ひずみゲージにより圧力に比例した電気信号を出力
させるもの等が挙げられる。
ものであればいずれの物でも良く、例えば、コンピュー
ター、パソコン等が挙げられる。又、圧力センサーと
は、ひずみゲージにより圧力に比例した電気信号を出力
させるもの等が挙げられる。
【００１３】
【数１】
【００１４】η＝粘度
ｒ＝細管の半径 ｌ＝細管の長さ
ｑ＝１個の細管を流れる流量
（ｑ＝Ｑ／ｎ Ｑ＝ト-タル流量 ｎ＝細管の数）
ＰA＝細管入口圧力
ＰB＝細管出口圧力
（ｒ，ｌ，ｎは固定、ＰA、ＰB、Ｑを測定すればηが求
まる）
まる）
【００１５】被測定流体の殆どが流れているプロセス主
流路とは、反応釜のサンプリング管もしくは反応釜の一
部、混合機や押出機の出口付近部である。この被測定流
体とは、ポリマー、高分子化合物、樹脂、食品、塗料等
の粘度のある流体であれば何でも良い。流体の粘度を測
定することでその品質管理をすることができる。
流路とは、反応釜のサンプリング管もしくは反応釜の一
部、混合機や押出機の出口付近部である。この被測定流
体とは、ポリマー、高分子化合物、樹脂、食品、塗料等
の粘度のある流体であれば何でも良い。流体の粘度を測
定することでその品質管理をすることができる。
【００１６】流体の品質管理方法とは、被測定流体の殆
どが流れているプロセス主流路中に複数個の細管を有す
る部材を用いる本発明の細管式粘度計を設置して、細管
入口の圧力及び細管出口の圧力をセンサーで検出し、該
流路の全流量を測定し、それらの値を計算機に入力し、
ハーゲンポアゾイユの式により粘度を算出し、その粘度
により流体の品質管理をすることである。
どが流れているプロセス主流路中に複数個の細管を有す
る部材を用いる本発明の細管式粘度計を設置して、細管
入口の圧力及び細管出口の圧力をセンサーで検出し、該
流路の全流量を測定し、それらの値を計算機に入力し、
ハーゲンポアゾイユの式により粘度を算出し、その粘度
により流体の品質管理をすることである。
【００１７】本発明の粘度計の測定対象は、好ましくは
ポリマーブレンド・モノマーの重合反応等により生産さ
れる高分子化合物であるが、高分子化合物だけではなく
粘度の管理を必要とする全ての流体に対して適応可能で
ある。
ポリマーブレンド・モノマーの重合反応等により生産さ
れる高分子化合物であるが、高分子化合物だけではなく
粘度の管理を必要とする全ての流体に対して適応可能で
ある。
【００１８】尚、細管式粘度計に依り粘度を求める場合
は上記の式に示した様に流量を把握しておく必要があ
る。押出機スタテックミキサーの様な連続装置の場合は
通常原料の流量がコントロールされており、この合計に
より簡単に求める事が出来る。また反応釜のサンプリン
グ管中に取付ける場合は、通常サンプリングポンプによ
り一定の流量が保たれている。但し、流量が変化する可
能性がある場合は、流量計、例えば渦式・電磁式等に依
り求める事が出来る。
は上記の式に示した様に流量を把握しておく必要があ
る。押出機スタテックミキサーの様な連続装置の場合は
通常原料の流量がコントロールされており、この合計に
より簡単に求める事が出来る。また反応釜のサンプリン
グ管中に取付ける場合は、通常サンプリングポンプによ
り一定の流量が保たれている。但し、流量が変化する可
能性がある場合は、流量計、例えば渦式・電磁式等に依
り求める事が出来る。
【００１９】本発明では、粘度計をプロセス主流路中に
設置する為、ギャポンプの様な送液手段及びプロセス主
管から細管までの配管は必要が無くなる。又、被測定流
体の温度を一定に保つ為の温度コントロール設備も別途
必要でなくなる。これらの装置が必要でなくなる為、設
置スペース、費用を全く必要としない利点が生じる。
設置する為、ギャポンプの様な送液手段及びプロセス主
管から細管までの配管は必要が無くなる。又、被測定流
体の温度を一定に保つ為の温度コントロール設備も別途
必要でなくなる。これらの装置が必要でなくなる為、設
置スペース、費用を全く必要としない利点が生じる。
【００２０】更に、プロセス主流路中での測定である
為、従来の装置にみられる測定遅れが発生しない利点が
ある。さらに、従来方式において測定後再度返送する時
にみられるプロセス主流路流体との品質のコンタミ、測
定後排出させる場合に発生する収率低下はない。
為、従来の装置にみられる測定遅れが発生しない利点が
ある。さらに、従来方式において測定後再度返送する時
にみられるプロセス主流路流体との品質のコンタミ、測
定後排出させる場合に発生する収率低下はない。
【００２１】
【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、こ
れはあくまで一態様でしかなく、本発明は実施例のみに
よって限定されるものではない。 （実施例１）本発明の実施例を図４、図８、図７に示し
た。
れはあくまで一態様でしかなく、本発明は実施例のみに
よって限定されるものではない。 （実施例１）本発明の実施例を図４、図８、図７に示し
た。
【００２２】本発明の粘度計で使用する複数個の細管を
有する部材は、図８の形状のもので、直径１１cm、長さ
４cm、細管個数１７４個、細管直径５mmのものを使用し
た。図７の様に、本発明の細管式粘度計の部材７（図
４、８）を既設の押出機の出口部に取付け、圧力センサ
ー１０をその前後（流体の入口、出口）に設置した。原
料樹脂を流量計８で測定した原料全流量値、及び細管前
後の圧力センサー１０で測定された圧力値をコンピュー
タに取込み、ハーゲンポアゾイユの式から粘度を算出さ
せた。
有する部材は、図８の形状のもので、直径１１cm、長さ
４cm、細管個数１７４個、細管直径５mmのものを使用し
た。図７の様に、本発明の細管式粘度計の部材７（図
４、８）を既設の押出機の出口部に取付け、圧力センサ
ー１０をその前後（流体の入口、出口）に設置した。原
料樹脂を流量計８で測定した原料全流量値、及び細管前
後の圧力センサー１０で測定された圧力値をコンピュー
タに取込み、ハーゲンポアゾイユの式から粘度を算出さ
せた。
【００２３】
【発明の効果】ポンプ・配管・温度コントローラ等の付
帯設備を設置する必要が無く、設置費用が非常に安くな
ると共に設置スペースを全く必要としない。またコンタ
ミ等の品質上の問題及び収率の低下も無い。従来の細管
式粘度計に屡々みられる細管の詰り等のトラブルも無
い。粘度測定に於ける時間遅れも無い。本発明の粘度計
を導入する事により、流体の品質管理の向上が容易に図
れる。
帯設備を設置する必要が無く、設置費用が非常に安くな
ると共に設置スペースを全く必要としない。またコンタ
ミ等の品質上の問題及び収率の低下も無い。従来の細管
式粘度計に屡々みられる細管の詰り等のトラブルも無
い。粘度測定に於ける時間遅れも無い。本発明の粘度計
を導入する事により、流体の品質管理の向上が容易に図
れる。
【００２４】
【図１】図１は、従来技術の細管式粘度計を図示したも
のである。
のである。
【図２】図２は、従来技術の細管式粘度計を図示したも
のである。
のである。
【図３】図３は、従来技術の細管式粘度計を図示したも
のである。
のである。
【図４】図４は、本発明の細管式粘度計の部材を図示し
たものである。
たものである。
【図５】図５は、本発明の細管式粘度計を取り付けた反
応釜である。
応釜である。
【図６】図６は、本発明の細管式粘度計を取り付けた押
出機である。
出機である。
【図７】図７は、本発明の細管式粘度計を取り付けた押
出機である。
出機である。
【図８】図８は、本発明の細管式粘度計の部材である。
１……従来の細管式粘度計
２……細管
３……ギヤポンプ
４……反応釜
５……サンプリング管
６……押出機
７……本発明の細管式粘度計の部材
８……流量計
９……コンピュータ
１０…圧力センサー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 11/08
G01N 11/04
Claims (5)
- 【請求項１】 細管式粘度計において、細管が、円柱状
であり、内径は１〜１０mm程度、長さは５〜３００mm程
度であり、細管の個数は５〜３００個程度であり、複数
個の細管をたばねて結合し被測定流体の殆どが流れてい
るプロセス主流路の形状としたもの、もしくはプロセス
主流路の形状からなる材料に複数個の細管を設けたもの
である部材を用いることを特徴とする細管式粘度計。 - 【請求項２】 請求項１に記載の細管式粘度計を被測定
流体の殆どが流れているプロセス主流路中に設置し、粘
度が、細管入口の圧力及び細管出口の圧力をセンサーで
検出し、全流量を測定し、ハーゲンポアゾイユの式から
求められることを特徴とする細管式粘度計による粘度測
定方法。 - 【請求項３】 被測定流体の殆どが流れているプロセス
主流路中に請求項１記載の細管式粘度計を設置して、細
管入口の圧力及び細管出口の圧力をセンサーで検出し、
該流路の全流量を測定し、それらの値を計算機に入力
し、ハーゲンポアゾイユの式により粘度を算出し、その
粘度により流体の品質管理をすることを特徴とする流体
の品質管理方法。 - 【請求項４】 被測定流体の殆どが流れているプロセス
主流路が、反応釜のサンプリング管もしくは反応釜の一
部、混合機や押出機の出口付近部であることを特徴とす
る請求項３の流体の品質管理方法。 - 【請求項５】 被測定流体が、ポリマーであることを特
徴とする請求項３，４の流体の品質管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27825293A JP3473708B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | 細管式粘度計、細管式粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27825293A JP3473708B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | 細管式粘度計、細管式粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128211A JPH07128211A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3473708B2 true JP3473708B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=17594749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27825293A Expired - Fee Related JP3473708B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | 細管式粘度計、細管式粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473708B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2771817B1 (fr) * | 1997-11-28 | 1999-12-31 | Schlumberger Ind Sa | Dispositif de mesure de la viscosite d'un fluide |
| JP5574147B2 (ja) * | 2009-08-25 | 2014-08-20 | 国立大学法人広島大学 | 血液粘度の推定方法、血液粘度比の推定方法、血液粘度モニタリング装置、及び、血液粘度比モニタリング装置 |
-
1993
- 1993-11-08 JP JP27825293A patent/JP3473708B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07128211A (ja) | 1995-05-19 |
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