JP4015985B2 - 液体の物性測定装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の硬化特性測定装置の概略構成を示す図である。1は透明な静止平板であり、荷重センサー2と接続部材21により接続されている。なお、荷重センサー2は静止平板1がうける力を接続部材21を介して検出する
荷重センサー2は静止平板1にかかる荷重を力Fに変化するための荷重変換器(図示せず)に接続されている。
δ=δ0+εsinωt 式(1)
その時間的変化率は式(2)となる。
dδ/dt=εωcosωt 式(2)
隙間内の液体の圧力pは平板の回転中心からの距離rにより変化するが、式(3)のように液体の粘度μに比例する。
ここで、ri:回転中心からの内半径(m)、ro:静止平板1と振動平板3が形成するくさび形の隙間の回転中心からの外半径(m)、である。・この圧力を平板全体に渡って積分することにより、平板に働く力Fと粘度μとの間に成立する関係を下記の式(4)に示すように導ける。
F=μriωεf(α)・cos(ωt)/δ3 式(4)
ここで、α:=ri/ro、f(α)=3(α−1){2α・lnα/α2−1)−1}/2、であ
る。
図3は、ri=1mm,α=16,粘度0.1Pa・s,ω=188 rad/s,δ0=0.052rad,ε=0.0016radの条件の場合、静止平板が受ける力の経時変化を示すグラフである。本実施の形態によれば、従来装置では煩雑な工程を必要とした測定が簡単にできる様になった。
時時間tあるいは露光量E(=l・t)の関数として図5のようにプロットすること
られる。
始時からの力Fの経時変化を測定することにより、硬化深度hを求めることができる。静止平板1と振動平板2が形成する隙間はくさび形をしており且つ隙間の最大値も回転式粘度計の場合比べて狭いため、硬化深度hが低くても、少なくともくさび形部分の頂点付近では光硬化性液体試料Sの硬化反応によるゲル化が振動平板3まで及ぶため、静止平板1は光硬化性液体試料Sの変化の状態を鋭敏に検出することができる。
刻tc以降のEc以上の露光量E(=l・t)に対してLumberd−Beerの法則h=βln(E/Ec)に従うことが知られている。よって、この法則と式6から以下の式7を導ける。
以上の手順により、図6に示すようなhとln(E/Ec)の関係から式(7)を用いて透過深度βが求まる。光源に単一波長のもの例えばレーザー光源等を用いることにより、その波長での透過深度が得られる。以上が光硬化樹脂の硬化特性を表す臨界露光量、硬化深度及び透過深度を求める測定手順である。本実施の形態により、従来装置では行えなかった光硬化樹脂の硬化特性すべてを同一の装置を用いて一回の測定で容易にかつ同時に算出することができる様になった。
2荷重センサー
3振動平板
4回転軸
5アクチュエータ
6照射光源
21接続部材
41接続部材
61ライトガイド
62照射スポット
S光硬化性液体試料
Claims (4)
- 荷重センサーに接続され静止している透明な静止平板と、該静止平板と鋭角のくさび形をなすように向かい合って配置され且つくさび原点のまわりに回転運動することが可能な透明な振動平板を備え、該静止平板と該振動平板の間に測定すべき液体試料を挟持した状態で、該振動平板がくさび原点のまわりに一定の周期で正転と逆転を繰り返すことにより該振動平板に扇状の運動を起こし且つ液体試料に振動流れを発生させ、該静止平板が受ける力を検出し、振動平板の角周波数:ω、振動平板の角度振幅:ε、振動平板の回転中心からの内半径:ri、振動平板の回転中心からの外半径:ro及び静止平板と振動平板がなす角度:δより液体試料の粘度を算出することを特徴とする、液体の粘度測定装置。
- 請求項1に記載された装置において、該静止平板を通して光反応性液体試料に光を照射するための照射光源を備えてなることを特徴とする液体の物性測定装置。
- 請求項2に記載された測定装置において、測定すべき液体試料を光硬化性液体とし、荷重センサーに接続され静止している透明な静止平板と、該静止平板と向き合い該静止平板と鋭角のくさび形をなすように配置され且つ回転軸に接続され回転方向に運動することが可能で透明な振動平板を備え、該静止平板と該振動平板の間に測定すべき光硬化性液体試料を挟持した状態で、該回転軸が一定の周期で正転と逆転を繰り返すことにより該振動平板に扇状の運動を起こし、該静止平板が受ける力を検出し、次いで該静止平板の方向から該静止平板を通して光硬化性液体試料に光を照射し、硬化反応の開始に伴う該液体試料の粘度の増加により該静止平板が受ける力の経時変化を検出し、積算光量と検出された力から光硬化性液体が硬化反応を始める臨界露光量と、光硬化性液体の硬化深度とを算出することを特徴とする液体の物性測定装置。
- 請求項2に記載された液体の物性測定装置であって、測定すべき液体試料を光硬化性液体とし、上記光硬化性液体試料に光を照射するための光源に単一波長の光源を使用し、その波長における上記光硬化性液体固有の透過深度を算出することを特徴とする光硬化性液体の硬化特性測定装置。
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