JPH0610650B2 - 粘度測定装置 - Google Patents

粘度測定装置

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JPH0610650B2
JPH0610650B2 JP59254815A JP25481584A JPH0610650B2 JP H0610650 B2 JPH0610650 B2 JP H0610650B2 JP 59254815 A JP59254815 A JP 59254815A JP 25481584 A JP25481584 A JP 25481584A JP H0610650 B2 JPH0610650 B2 JP H0610650B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
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    • G01N11/142Sample held between two members substantially perpendicular to axis of rotation, e.g. parallel plate viscometer

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、主として薄膜状の試料の粘度を測定するのに
用いられる粘度測定装置に関するものである。
[従来の技術] 従来の粘度測定装置としては、固定子と回転子との間に
一定の距離を設け、その間に試料を配して前記回転子を
回転させ、それによって生じる試料のせん断ひずみに相
関するせん断応力をトルクとして検出して前記試料の粘
度を測定するようにしたものがある。また、これに準ず
るものとして、例えば、実公昭54−26059号に示
されるように、試料を収容した試料室内で回転子を回転
させ、前記試料からこの回転子に加わる反力を検出して
前記試料の粘度を測定するようにしたものがある。ま
た、試料を細い管を通して押し出すことによって粘度を
検知することができるようにした細管式のものもある。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、前述した従来のものは、試料単体の粘度測定
には適しているが、プリント基板に貼着すべき銅箔の一
面に塗布された高分子系接着剤等のような試料、すなわ
ち、基材に形成された薄膜状の試料の粘度測定には不向
きである。けだし、従来のものでは、比較的多量の試料
単体を固定子と回転子との間、あるいは、試料室内に隙
間なく充満させなければならないからである。特に、細
管式のものは、多量の試料を要するため、基材に塗布さ
れた薄膜状の試料をかき集めて必要量を確保するには多
大の労力と時間を要し、工業的な計測としては問題があ
る。また、試料室内に試料を充満させるものでは、試験
後の掃除に手間がかかるため作業性に難点があり、ま
た、接着剤のような硬化性試料を扱う場合には、細管内
への詰まり等も問題となる。本発明は、このような問題
を一挙に解消することを目的としている。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、このような目的を達成するために、挟持面に
凹部を有してなる固定ダイスと、前記凹部の突没可能に
配設され先端に平坦な試料押圧面を有した回転子と、平
面状の挟持面を有してなり前記固定ダイスの挟持面に対
して接離可能な可動ダイスと、前記可動ダイスを進退さ
せて基材に形成された薄膜状の試料をこれら両ダイス間
に挟圧支持させるダイス駆動手段と、前記回転子をバネ
力により突出方向に付勢して前記試料に一定の力で押し
付ける回転子付勢手段と、該回転子を回転させる回転子
駆動手段と、回転する回転子が前記試料から受ける反力
の大きさを検出しそれを前記試料の粘度値として出力す
る粘度検出手段とを具備してなるものとしたことを特徴
とする。
[作用] このようなものであれば、薄膜状の試料でも、固定ダイ
スおよび可動ダイスによって固定するとともに回転子を
押付けて回転させることによって、回転子と固定子との
間に該試料を充満させることができるので、該試料の加
工なしにその粘度を直接に測定することができる。
つまり、本発明においては、先ず試料を基材とともに可
動ダイスの挾持面および固定ダイスの挾持面によって挾
持し固定した状態にし、そのままで、回転子付勢手段の
バネ力を適宜に設定して回転子の平坦な押圧面を一定の
力で該試料に押し付ける。そうしておいて、回転子駆動
手段を作動させ、その駆動力で回転子を回転させる。こ
のとき、該回転子はその回転に伴ない前記試料から反力
を受ける。そして、粘度検出手段が、その反力を検出し
て試料の粘度値を出力することになる。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図および第2図を参照し
て説明する。
銅箔からなる基材1に形成された高分子の接着剤からな
る薄膜状の試料2を、該基材1とともに、固定ダイス3
と可動ダイス4とによって挟持し固定するようにしてい
る。さらに、固定ダイス3の挟持面3aに設けた円形の
凹部5内に回転子6を配設している。固定ダイス3は、
基盤7に固定した下部熱盤8の上面に取着されている。
また、可動ダイス4は、挟持面4aを平面状に形成して
なり、前記固定ダイス3の挟持面3aと接離する方向に
進退可能に、すなわち、第1図において上下方向に移動
可能にクロスヘッド9の上部熱盤10の下面に取着され
ている。そして、この可動ダイス4をダイス駆動手段1
1によって駆動するようにしている。このダイス駆動手
段11は、シリンダ12により支柱13を介して前記可
動ダイス4を前記クロスヘッド9および上部熱盤10と
一体に上下方向に移動させるようにしたものである。な
お、前記下部熱盤8、上部熱盤10には、試料2を加熱
するためのヒータ14,15を設けてある。また、回転
子6は、先端に平坦な押圧面6aを有してなる円板状の
もので、前記固定ダイス3の凹部5に突没可能に配設さ
れている。そして、この回転子6の回転中心に設けた軸
17を前記固定ダイス3の底部に設けた孔3bを通して
下方へ延出させ、その軸17の下端部に設けた角形スラ
ム29を中空な回転軸18の上端部に設けた角孔部18
aにスライド可能に嵌入させている。回転軸18aは、
前記下部熱盤8の下面に固定したスリーブ19に軸受2
1,22を介して回動自在に支承されている。23は前
記回転子6を前記試料2方向に付勢するとともに該試料
2との接触圧を調整する回転子付勢手段である。この回
転子付勢手段23は、前記中空な回転軸18の下端部に
摺動可能に嵌挿した移動金具24と、該回転軸18の外
部から螺入され先端がこの移動金具24の下端に当接し
該移動金具24の位置を調整する調整ボルト26と、前
記移動金具24に基端を支持された圧縮コイルバネ27
と、このバネ27の先端に取着され該バネ27によって
上方へ付勢される加圧子28とを備えてなるもので、前
記加圧子28により前記角型ステム29を、前記回転子
6が前記固定ダイス3から突出する方向へ付勢するよう
にしている。なお、30は、前記回転軸18の下端部に
取付けられ前記バネ27の付勢強度を表示する指標、3
1は、前記調整ボルト26を固定するためのロックナッ
トである。また、32は回転子駆動手段である。この回
転子駆動手段32は、駆動源をなすモータ33と、前記
スリーブ19にベアリング34を介して回動可能に支承
されこのモータ33を固定支持する支持板36と、前記
モータ33の出力軸33aに固着した小ギヤ37と、前
記回転軸18に一体に設けられ該小ギヤ37と噛合する
大ギヤ38とを有してなるものであり、前記回転軸18
の回転力は、該回転軸18の角孔部18aに嵌合させた
角形ステム29を介して前記回転子6に伝達されるよう
になっている。なお、39は減速機である。さらに、こ
の装置には粘度検出手段41を設けている。この粘度検
出手段41は、ロードセル42と、記録計43と、表示
計44とを有してなる。ロードセル42は、基盤7に保
持されるとともに支持板36を当接支持し、該支持板3
6に加わる回転トルクに応じた電圧を発生するものであ
る。記録計43は、かかるロードセル42から時々刻々
発生する電圧を逐次記録するものであり、表示計44
は、ロードセル42から発生する電圧の大きさを表示す
るものである。なお、前記支持板36は、図示しないバ
ネや重り等により、常時、前記ロードセル42に当接す
るように回動付勢されている。
次に、本発明にかかる粘度測定方法を、この実施例装置
の作動とともに説明する。
試料2を、基材1とともに可動ダイス3の挟持面3aお
よび固定ダイス4の挟持面4aによって挟持し固定した
状態のままで、ヒータ14,15により所定の測定温度
まで予熱する。また、回転子付勢手段23の付勢力を調
整ボルト26の位置を指標30に基いて調整することに
より所定の値に定め、前記回転子6の平坦な押圧面6a
を一定の力で該試料2に押し付けておく。そうしておい
て、回転子駆動手段32のモータ33を作動させ、その
回転力を減速機39により所定の回転速度まで減速して
出力軸33aから小ギヤ37、大ギヤ38を介して回転
軸18に伝達し、この回転軸18を軸心回りに回転させ
る。かかる回転軸18の回転によって、角形ステム29
および軸17を介して回転子6が一体に回転する。この
とき、該回転子6はその回転に伴ない前記試料2から反
力を受ける。かかる反力は、回転子16から回転軸1
8、小ギヤ37,38およびモータ33を介して、該モ
ータ33が固定されている支持板36に回転トルクとし
て伝えられ、該支持板36を回転軸18を中心に回転さ
せようとする。かかる支持板36に加わる回転トルクは
ロードセル42により検出され、該ロードセル42は検
出値に応じた電圧を発生する。そして、かかる電圧を記
録計43が記録するとともに表示計44が表示するの
で、かかる電圧値を粘度の大きさに換算することによっ
て前記試料2の粘度を検知することができる。
第3図は、試料2の粘度測定結果を示したものである。
この第3図において、縦軸は試料2の粘度を、横軸は経
過時間を表わす。試験開始からt時間は、試料2を予
熱して所定温度まで高めるのに要する時間である。そし
て、t時間経過後は所定の定温下で試験を行なう。t
時間経過までの粘度変化は試験初期の過渡現象を示
し、t時間経過後t時間経過までの粘度変化は粘
性定常状態を示し、T時間経過後t時間経過までの
粘度変化は試料2の硬化過程を示し、T時間経過後
時間経過までの粘度変化は試料2の粉末過程を示
す。なお、第3図において、勾配αは前記硬化過程に
おける試料2の硬化速度を示す。かかる測定結果は、前
記試料2の反力は、前記試料がニュートン流体の場合、
T=πRωη/2h(Tは反力、Rは回転子6の半
径、ωは回転子6の角速度、ηは試料2の粘度、hは試
料2の厚み)より求められるものである。なお、試料2
の厚みhは、回転子6の平坦な押圧面6aの面積を十分
おおきな値に設定しておけば、あまり変化することがな
く、したがって、測定誤差は殆ど生じない。また、硬化
後の摩擦トルクは、T=μRP/2(μは摩擦係数、P
は回転子6の圧力)より求められる。なお、測定終了後
は、ダイス駆動手段11により上部熱板10を上方へ移
動させ、試料2を基材1とともに取り出し、各ダイス
3,4や回転子6、凹部5等を清掃する。
このようにして試料2の粘度を検知するものであるが、
本発明においては、薄膜状の試料2を各ダイス3,4に
より挟持するとともに回転子6を押し付けつつ回転させ
て該試料2の反力を検出するようにしているので、該試
料2の粘度を、塗布された状態のままで直接測定するこ
とができる。したがって、試料を加工(細分化、粉性体
のみかき集め等)する必要がなく測定を極めて簡単に行
なうことができる。また、測定後の装置の清掃も簡単
で、その作業性が高い。さらに、熱硬化性の試料でも硬
化面のスリップで作業が終了するので、細管式のものの
ように詰まることがなく、接着強度の測定評価が可能で
ある。そして、前記のような装置によれば、基材1およ
び試料2の回転子配設部への装脱が容易であるため、こ
の点からも作業能率を有効に高めることができる。
なお、本発明は前記実施例に限られないのは勿論であ
り、粘度測定は一定温度の下で行なうものに限られず、
例えば第4図に示すように、ダイスの温度を等速で高め
ながら行なってもよい。この場合、前記粘度変化に対
応する測定時間中は、試料2の場合、第4図中の粘度変
化Bに示すように粘度がしだいに低下していく。
また、回転子の突没方向は上下にかぎられず、如何なる
方向であってもよく、試料の向きは該回転子の突没方向
と垂直方向であればよい。
また、付勢手段は圧縮コイルバネを用いたものに限られ
ず、例えば、気体や液体を封入してそれらの流体圧力を
用いたものであってもよい。
また、測定するのは粘度そのものに限られず、相対的な
粘度特性であってもよい。粘度特性を測定するものであ
れば、基準になる特性を設定しておけば、それとの比較
によって、被測定試料や該試料の被測定部分の品質の良
否等を知ることができる。
また、回転子の回転方向は一方向のみならず、一定角度
の振幅を繰り返す振動型式であってもよく、このときの
トルク検出は、引っ張り、圧縮両用のロードセルで行な
うことができる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形が
可能である。
[発明の効果] 本発明は、以上のような構成であるから、従来は困難で
あった薄膜状の試料の粘度測定も、基材に形成された状
態のままで直接容易に行なうことができる粘度測定装置
を提供できるものである。
つまり、本発明においては、薄膜状の試料を各ダイスに
より挾持するとともに回転子をその試料に押し付けつつ
回転させて該試料の反力を検出するようにしているの
で、該試料の粘度を、塗布された状態のままで直接測定
することができる。したがって、試料を加工する必要が
なく測定を極めて簡単に行うことができる。また、測定
後は可動ダイスを固定ダイスから離反させ、試料を基材
とともに取り出し、回転子も凹部から取り出すことがで
きるので、清掃も簡単で、その作業性も高いものとな
る。さらに、熱硬化性の試料でも硬化面のスリップで作
業が終了するので細管式のもののように詰まることがな
く、接着強度の測定評価が可能である。そして、基材お
よび試料の回転子配設部への挿脱も容易であるため、こ
の点からも作業能率を有効に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の一実施例を示し、第1図は断
面図、第2図は第1図におけるII矢視図、第3図は粘度
測定結果を示す図である。第4図は本発明の他の実施例
を示す第3図相当の図である。 1……基材 2……試料 3……固定ダイス 4……可動ダイス 6……回転子 11……ダイス駆動手段 23……回転子付勢手段 32……回転子駆動手段 41……粘度検出手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】挾持面に凹部を有してなる固定ダイスと、
    前記凹部に突没可能に配設され先端に平坦な試料押圧面
    を有した回転子と、平面状の挾持面を有してなり前記固
    定ダイスの挾持面に対して接離可能な可動ダイスと、前
    記可動ダイスを進退させて基材に形成された薄膜状の試
    料をこれら両ダイス間に挾圧支持させるダイス駆動手段
    と、前記回転子をバネ力により突出方向に付勢して前記
    試料に一定の力で押し付ける回転子付勢手段と、該回転
    子を回転させる回転子駆動手段と、回転する回転子が前
    記試料から受ける反力の大きさを検出しそれを前記試料
    の粘度値として出力する粘度検出手段とを具備してなる
    ことを特徴とする粘度測定装置。
JP59254815A 1984-11-30 1984-11-30 粘度測定装置 Expired - Fee Related JPH0610650B2 (ja)

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JP7162330B2 (ja) * 2018-07-11 2022-10-28 株式会社アタゴ 粘度計

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