JPH063246A

JPH063246A - 粘度計測方法及び装置

Info

Publication number: JPH063246A
Application number: JP18449192A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyahara; 洋宮原; Hisamitsu Takagi; 尚光高木; Seiji Uda; 清司宇田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】残留材料及び負圧による運転の不安定化や無
機材料による損傷などを改善し、残留材料の排出及び計
測装置の保全点検を容易にする。【構成】シリンダ１０にはピストン１２よりピストン
ロッド側室１８とピストンヘッド側室２０とが形成され
ており、これらは細管部材３４を挟んで連通管２８、３
０、４２及び４４により連通される。ピストンロッド側
室１８は樹脂処理装置４６の出口４８と連通管２８及び
５０により連通され、ピストンヘッド側室２０は入口５
２と連通管３０及び５４により連通される。各連通管は
切換弁３２の各ポートとそれぞれ接続されており、第１
位置５８と第２位置６０とを切換えることにより開閉さ
れる。ピストンロッド１４は制御装置５６により駆動力
を制御される定引出力往復駆動装置２４により一定力で
引き出し可能であるとともに引出速度計測装置２６によ
り移動速度が計測され、この値に基づいて制御装置５６
により粘度を算出可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粘度計測方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の粘度計測装置として、メルトイン
デックス計測装置がある。これは、樹脂材料の溶融状態
におけるメルトインデックス（以下、本明細書中では、
「ＭＩ」とする。なお、メルトフローインデックス：Ｍ
ＩＦ、又はメルトフローレイト：ＭＦＲとも称され
る）、すなわち、規定試験条件における規定時間あたり
の重量流量が主要物性値として使用されており、固体樹
脂を加熱溶融し、規定温度の溶融樹脂を規定圧力でオリ
フィスから押出し、規定時間における押出重量（流出速
度）を求めるものである（ＪＩＳＫ６９００及びＫ７
２１０による）。しかしながら、稼働中の装置内あるい
は貯蔵容器内の溶融樹脂のＭＩを計測する場合、正規の
ＭＩ計（ＭＩ計測装置）による計測方法では、溶融樹脂
を一度細粒状に固化した後、規定温度に再溶融しなけれ
ばならず、採取してからＭＩが得られるまでに１０分単
位の所要時間が必要である。それゆえ、稼働中の装置内
あるいは貯蔵容器内において物性変化している樹脂のＭ
Ｉを即時的に得ること、さらには、ＭＩの変化を常時監
視することにより装置の運転条件を制御することはほと
んど不可能である。

【０００３】この対策として、稼働中の装置あるいは貯
蔵容器から常時少量の溶融樹脂を抜き出し、疑似的にＭ
Ｉを計測している。すなわち、図３に示されるように、
樹脂処理装置１００には、これから溶融樹脂を抜き出す
ギアポンプ１０２が連結されており、ギアポンプ１０２
には、これから送られてくる溶融樹脂を大気中に押し出
すオリフィス１０４が連結されている。計測方法は、ギ
アポンプ１０２の回転を制御することによりオリフィス
１０４の前の溶融樹脂圧力を規定値に保持する。オリフ
ィス１０４から押し出された樹脂の重量を計量し、これ
から流出速度を計測する。この場合、溶融樹脂は、粘着
性があり、ひも状で連続的に押し出されるため、溶融樹
脂の流出速度を直接自動計測することはできない。この
ため、流出速度の自動計測をするために、ギアポンプ１
０２の回転数から求められる体積流出速度と溶融樹脂の
単位体積重量とから流出速度を求めている。計測後の溶
融樹脂は図示されていない廃棄物容器などで受け取られ
る。

【０００４】また、図４に示されるように、樹脂処理装
置１０６から抜き出した溶融樹脂を計量圧送可能なギア
ポンプ１０８を経て流動抵抗計測用の細管１１０を通過
させて、もう１台のギアポンプ１１２で昇圧排出して樹
脂処理装置１０６に圧送するものもある。細管１１０の
上流部及び下流部には、圧力計１１４及び１１６がそれ
ぞれ設けられる。細管１１０を通過する溶融樹脂の粘度
は、ハーゲンポアズイユの式、すなわち、μ＝πｒ⁴
（Ｐ１−Ｐ２）／８Ｌｑで求められる。ここで、μは粘
度、ｒは細管１１０の半径、Ｐ１は細管１１０の上流部
における溶融樹脂圧力、Ｐ２は細管１１０の下流部にお
ける溶融樹脂圧力、Ｌは細管１１０の長さ、ｑは溶融樹
脂体積流量である。ｒ及びＬは、計測装置により決定し
ており、ｑ及びＰ１−Ｐ２は、ギアポンプ１０８及び圧
力計１１４及び１１６、又は差圧計によって計測される
ことにより求められる。さらに、計測条件とＪＩＳの規
定条件とを換算し、ｑと溶融樹脂の単位体積重量とから
ＭＩが求められる。ギアポンプ１０８及び１１２が同一
容量でギアポンプ１１２の回転数を大きくした場合、あ
るいは同一回転数でギアポンプ１１２の能力を大きくす
るなどによりギアポンプ１１２の排出能力を大きくした
場合、細管１１０の下流側の圧力を降下させて溶融樹脂
の蒸気圧を一定値にすることにより、圧力の計測を容易
にするとともに、細管１１０中の溶融樹脂の流れを容易
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の粘度計測方法及び装置では、次のような問題があ
る。近年、樹脂材料が多様化してその種類が非常に多く
なってきている。これは有機樹脂材料の種類が多くなっ
ていることに加えて、有機樹脂材料に種々の無機材料を
混入した樹脂材料の生産される場合が増加していること
による。また、樹脂処理装置についても、樹脂材料の種
類を頻繁に変更して運転される場合、すなわち、多種少
量処理に使用される場合が多くなっている。このような
樹脂処理装置において常時ＭＩあるいはμを計測する場
合、計測装置についても混入された無機材料に対する強
度上の対応、樹脂材料変更に対する迅速な対応が要求さ
れている。したがって、図３に示されるような精密な組
立製品であるギアポンプ１０２を使用した計測装置にお
いては、次のような不具合がある。すなわち、無機材料
を混入した樹脂材料の場合、歯面間にかみ込まれた無機
材料により歯面が損傷する。また、無機材料の塊が歯面
間に食い込むことにより、安定した正常回転ができない
場合がある。また、樹脂材料の変更時に歯底にたまった
変更前の樹脂材料を容易に除去することができない。図
４に示されるように、２台のギアポンプ１０８及び１１
２を使用する計測装置の場合、上記ギアポンプ１０２の
不具合に加えて次のような問題がある。すなわち、同一
仕様のギアポンプといえども排出能力には必ず差があ
り、１本の閉回路に２台のギアポンプ１０８及び１１２
が直列に配置されているので、わずかな能力差が連続運
転により累積して大きくなる。これにより、計測装置内
の樹脂材料の流動状態が異常になるとともに、ギアポン
プ自身の運転状態も不安定になり、不安定な、あるいは
信用できない計測結果が得られることになる。また、下
流側のギアポンプ１１２の排出能力を大きくした場合に
ついても同様である。さらに、２台のギアポンプ１０８
及び１１２を使用するので計測装置が複雑となるととも
にギアポンプ１０２、１０８及び１１２は精密機械であ
るため、分解点検などの保全が困難である。本発明は、
上記課題を解決することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、細管部材への
被計測液体の供給及び吐出をシリンダによって行うこと
により、上記課題を解決する。すなわち本発明の粘度計
測方法は、シリンダにはめ合わされたピストンを一方向
に移動させることにより、シリンダとピストンとによっ
て区画された一方の室に被計測液体を吸入させるととも
に他方の室の被計測液体を吐出させ、次にピストンを他
方向に一定力で移動させることにより、上記一方の室か
ら細管部を経由して上記他方の室に移動させ、このとき
のピストンの移動速度を基に粘度を算出するものであ
る。また、シリンダにはめ合わされたピストンを一方向
に移動させることにより、シリンダとピストンとによっ
て区画された一方の室に被計測液体を吸入させるととも
に他方の室の被計測液体を吐出させ、次にピストンを他
方向に一定速度で移動させることにより、上記一方の室
から細管部を経由して上記他方の室に移動させ、このと
きの細管部の上流部における被計測液体の圧力を基に粘
度を算出するものとすることもできる。

【０００７】また、本発明の粘度計測装置は、シリンダ
（１０）と、これにはめ合わされたピストン（１２）の
ピストンロッド（１４）に連結された往復駆動装置（２
４）と、ピストンロッド（１４）の移動速度を測定する
速度計測装置（２６）と、６つのポート（７０、７２、
７４、７６、７８、８０）を有する切換弁（３２）と、
被計測液体に流動抵抗を与える細管部材（３４）と、連
通管（２８、３０、４２、４４）と、制御装置（５６）
と、を有しており、上記シリンダ（１０）は、上記ピス
トン（１２）によって上記ピストンロッド（１４）のあ
るピストンロッド側室（１８）と上記ピストンロッド
（１４）のないピストンヘッド側室（２０）とに区画さ
れており、上記シリンダ（１０）は、上記ピストンロッ
ド側室（１８）が上記第１連通管（２８）を介して上記
切換弁（３２）の第１ポート（７０）に接続されている
とともに上記ピストンヘッド側室（２０）が上記第２連
通管（３０）を介して上記切換弁（３２）の第４ポート
（７６）に接続されており、上記細管部材（３４）は、
これの上流側室（３８）が上記第３連通管（４２）を介
して上記切換弁（３２）の第２ポート（７２）に接続さ
れるとともに、これの下流側室（４０）が上記第４連通
管（４４）を介して上記切換弁（３２）の第３ポート
（７４）に接続されており、上記切換弁（３２）の第５
ポート（７８）は被計測液体の吸入元（４８）へ連通可
能であり、上記切換弁（３２）の第６ポート（８０）は
被計測液体の吐出先（５２）へ連通可能であり、上記切
換弁（３２）は、第１位置（５８）において上記第１ポ
ート（７０）と第５ポート（７８）との間及び第４ポー
ト（７６）と第６ポート（８０）との間を連通すると同
時に第２ポート（７２）及び第３ポート（７４）を遮断
し、第２位置（６０）において上記第１ポート（７０）
と第２ポート（７２）との間及び第３ポート（７４）と
第４ポート（７６）との間を連通すると同時に第５ポー
ト（７８）及び第６ポート（８０）を遮断するように切
換え可能であり、上記往復駆動装置（２４）は、上記ピ
ストンロッド（１４）を一定力で軸方向に駆動可能であ
り、上記制御装置（５６）は、上記往復駆動装置（２
４）の駆動力を設定可能であるとともに上記切換弁（３
２）及び上記往復駆動装置（２４）が所定の動作順序で
動作するように制御可能であり、上記速度計測装置（２
６）によって測定された上記ピストンロッド（１４）の
移動速度値に基づいて被計測液体の粘度が算出されるも
のである。また、シリンダ（１０）と、これにはめ合わ
されたピストン（１２）のピストンロッド（１４）に連
結された定速度往復駆動装置（６１）と、６つのポート
（７０、７２、７４、７６、７８、８０）を有する切換
弁（３２）と、被計測液体に流動抵抗を与える細管部材
（３４）と、これの上流側室（３８）に設けられた圧力
計測装置（６２）と、連通管（２８、３０、４２、４
４）と、制御装置（６４）と、を有しており、上記シリ
ンダ（１０）は、上記ピストン（１２）によって上記ピ
ストンロッド（１４）のあるピストンロッド側室（１
８）と上記ピストンロッド（１４）のないピストンヘッ
ド側室（２０）とに区画されており、上記シリンダ（１
０）は、上記ピストンロッド側室（１８）が上記第１連
通管（２８）を介して上記切換弁（３２）の第１ポート
（７０）に接続されているとともに上記ピストンヘッド
側室（２０）が上記第２連通管（３０）を介して上記切
換弁（３２）の第４ポート（７６）に接続されており、
上記細管部材（３４）は、これの上流側室（３８）が上
記第３連通管（４２）を介して上記切換弁（３２）の第
２ポート（７２）に接続されるとともに、これの下流側
室（４０）が上記第４連通管（４４）を介して上記切換
弁（３２）の第３ポート（７４）に接続されており、上
記切換弁（３２）の第５ポート（７８）は被計測液体の
吸入元（４８）へ連通可能であり、上記切換弁（３２）
の第６ポート（８０）は被計測液体の吐出先（５２）へ
連通可能であり、上記切換弁（３２）は、第１位置（５
８）において上記第１ポート（７０）と第５ポート（７
８）との間及び第４ポート（７６）と第６ポート（８
０）との間を連通すると同時に第２ポート（７２）及び
第３ポート（７４）を遮断し、第２位置（６０）におい
て上記第１ポート（７０）と第２ポート（７２）との間
及び第３ポート（７４）と第４ポート（７６）との間を
連通すると同時に第５ポート（７８）及び第６ポート
（８０）を遮断するように切換え可能であり、上記定速
度往復駆動装置（６１）は、上記ピストンロッド（１
４）を一定速度で軸方向に駆動可能であり、上記制御装
置（６４）は、上記定速度往復駆動装置（６１）の駆動
速度を設定可能であるとともに上記切換弁（３２）及び
上記定速度往復駆動装置（６１）が所定の動作順序で動
作するように制御可能であり、上記圧力計測装置（６
２）によって測定された上記上流側室（３８）の圧力値
に基づいて被計測液体の粘度が算出されるものとするこ
ともできる。また、シリンダ（１０）、細管部材（３
４）、切換弁（３２）及び各連通管（２８、３０、４
２、４４）に温度制御可能な加熱装置を設けたものとす
ることもできる。なお、かっこ内の符号は実施例の対応
する部材を示す。

【０００８】

【作用】切換弁の第５ポート及び第６ポートをそれぞれ
被計測液体の吸入元及び吐出先へ連通した状態で、ま
ず、切換弁の第１位置においてピストンをシリンダ内に
押し込むと、ピストンロッド側室ではこれの容積が増加
して内部圧力が負圧に低下し、ピストンヘッド側室では
これの容積が減少して内部圧力が上昇する。被計測液体
の吸入元である稼働中の装置あるいは貯蔵容器は通常高
圧状態にあるため、被計測液体の吸入元からピストンロ
ッド側室へ被計測液体が吸入される。被計測液体を被計
測液体の貯蔵容器に吐出するためには、前述のように被
計測液体の貯蔵容器は通常高圧状態にあるため、吐出圧
力が必要であるが、ピストンが押し込まれるため、ピス
トンヘッド側室から被計測液体が吐出されて被計測液体
の吐出先へ流出する。ただし、最初はピストンヘッド側
室は空の状態であるため被計測液体の流出はなく、２回
目の押し込みから流出する。次に、切換弁の第２位置に
おいてピストンを引き出すと、ピストンロッド側室では
これの容積が減少して内部圧力が上昇し、ピストンヘッ
ド側室ではこれの容積が増加して内部圧力が負圧に低下
する。したがって、ピストンロッド側室から細管部を経
由してピストンヘッド側室へ被計測液体が流動する。こ
のように、ピストンを移動させる場合、ピストンヘッド
側室の増加容積はピストンロッド側室の減少容積よりも
移動したピストンロッドの体積分だけ大きいので、被計
測液体がピストンロッド側室からピストンヘッド側室へ
流入してもピストンヘッド側室が更に負圧となり、内部
圧力が被計測液体の蒸気圧と等しくなる。以上のよう
に、ピストンの往復動作を繰り返すことにより、被計測
液体は被計測液体の吸入元からピストンロッド側室、細
管部、ピストンヘッド側室、被計測液体の吐出先へと順
次流動していく。

【０００９】ピストンの駆動に際し、一定力で駆動する
と同時に移動速度を計測することにより、被計測液体の
μを求めることができる。すなわち、駆動力とピストン
の作用面積とからＰ１、被計測液体の蒸気圧からＰ２、
移動速度とピストンの作用面積とからｑ、細管部の形状
からｒ及びＬが求められ、ハーゲンポアズイユの式より
μが求められる。この式において、移動速度だけが変数
であるので、μは移動速度を計測することにより、一義
的に求めることができる。また、ピストンの駆動に際
し、一定の速度で駆動すると同時に細管部材の上流側室
の被計測液体の圧力を計測することにより被計測液体の
μを求めることができる。すなわち、上流側室の被計測
液体圧力からＰ１、移動速度とピストンの作用面積とか
らｑが求められ、上記の場合と同様にハーゲンポアズイ
ユの式よりμが求められる。この式において、上流側室
の被計測液体圧力Ｐ１だけが変数であるので、μは上流
側室の被計測液体圧力Ｐ１を計測することにより、一義
的に求めることができる。なお、あらかじめ被計測液体
の単位体積重量が求められていれば、この値及びｑから
計測条件と規定条件とを換算することによりＭＩが求め
られる。さらには、計測条件を任意の一定値に保持した
状態で、移動速度あるいは上流側室の被計測液体圧力Ｐ
１を継続して計測することにより、計測値の変化からμ
あるいはＭＩの変化が推測される。

【００１０】装置の構成においては、シリンダは、これ
にはめ合わされたピストンをシリンダ内に押し込むとき
に、ピストンロッド側室に被計測液体が吸入されるとと
もにピストンヘッド側室から被計測液体が吐出され、ピ
ストンをシリンダ内から引き出すときに、ピストンロッ
ド側室から被計測液体が吐出されるとともにピストンヘ
ッド側室に被計測液体が吸入される。細管部材は、ピス
トンロッド側室からピストンヘッド側室へ流動する被計
測液体に流動抵抗を発生させ、その両端部間の被計測液
体に明確な圧力差を発生させる。切換弁は、ピストンロ
ッド側室と被計測液体の吸入元との間及びピストンヘッ
ド側室と被計測液体の吐出先との間を連通すると同時
に、ピストンロッド側室と細管部材の上流側室との間及
びピストンヘッド側室と細管部材の下流側室との間を遮
断する状態と、この逆の状態と、を切換える。連通管
は、被計測液体収容部とピストンロッド側室との間、ピ
ストンロッド側室から細管部材を経由してピストンヘッ
ド側室へ至る間、及びピストンヘッド側室と被計測液体
収容部との間を、それぞれ連通して被計測液体を流動さ
せる流路となり、それぞれの連通管の途中に切換弁を介
在させている。往復駆動装置は、ピストンロッドをシリ
ンダの軸方向に駆動するとともに、ピストンロッドの移
動をあらかじめ設定された一定力で駆動する。速度計測
装置は、ピストンロッドの駆動に際し、シリンダに対す
るピストンロッドの相対速度を計測する。制御装置は、
往復駆動装置の駆動力をあらかじめ設定することによ
り、駆動時において往復駆動装置の駆動力を制御すると
ともに、切換弁の第１位置の状態でピストンロッドを押
込み、第２位置の状態でピストンロッドを引出すよう
に、切換弁の第１位置と第２位置との間の切換と、ピス
トンロッドの駆動と、を関連付けて往復駆動装置及び切
換弁を制御し、ピストンロッドの駆動時における速度計
測装置の計測値を検出し、この計測値や設定値などから
あらかじめ設定されている計算式によりμあるいはＭＩ
を算出する。また、定速度往復駆動装置は、あらかじめ
設定された一定速度でピストンロッドを駆動する。圧力
計測装置は、ピストンロッドの駆動の際に、細管部材の
上流側室における被計測液体の圧力を計測する。定速度
往復駆動装置及び圧力計測装置を構成要素とする制御装
置は、駆動速度をあらかじめ設定することにより、定速
度往復駆動装置の駆動速度を制御し、切換弁及び定速度
往復駆動装置のそれぞれの動作を関連づけて制御し、圧
力計測装置の計測値を検出し、この計測値や設定値など
からあらかじめ設定されている計算式によりμあるいは
ＭＩを算出する。また、加熱装置は、計測装置を任意の
設定温度に加熱し、被計測液体を一定した計測温度状態
に保持する。これにより、１００℃を越える高温の被計
測液体に対し、周囲の変化に影響されることなく所定の
温度状態が確保され、安定した計測が行われるため、信
頼性の高い計測結果が得られる。

【００１１】

【実施例】図１に本発明の第１実施例を示す。溶融樹脂
（被計測液体）を流動可能なシリンダ１０には、これに
はめ合わされたピストン１２によってピストンロッド１
４の在るピストンロッド側室１８とピストンロッド１４
のないピストンヘッド側室２０とが形成されている。シ
リンダ１０には連結部材２２によって定引出力往復駆動
装置２４（往復駆動装置）が取り付けられている。定引
出力往復駆動装置２４はピストンロッド１４を軸方向に
駆動移動可能に保持しており、溶融樹脂の流動力を発生
させるためにピストンロッド１４を一定力で駆動可能で
ある。定引出力往復駆動装置２４のピストンロッド１４
保持部付近には、引出速度計測装置２６（速度計測装
置）が取り付けられている。引出速度計測装置２６は直
線速度を計測する装置であり、ピストンロッド１４の引
出速度を計測可能である。シリンダ１０は、ピストンロ
ッド側室１８が第１連通管２８を介して切換弁３２の第
１ポート７０に接続されているとともに、ピストンヘッ
ド側室２０が第２連通管３０を介して切換弁３２の第４
ポート７６に接続されている。切換弁３２は、６つのポ
ートを有する２位置切換弁であり、溶融樹脂の流路を切
換え可能である。溶融樹脂の流動抵抗を計測可能な細管
部材３４は、細管部３６と、これの両端に設けられる上
流側室３８及び下流側室４０と、から構成されている。
上流側室３８は第３連通管４２を介して切換弁３２の第
２ポート７２に接続されているとともに、下流側室４０
は第４連通管４４を介して切換弁３２の第３ポート７４
に接続されている。樹脂処理装置４６は、これの出口４
８（被計測液体の吸入元）が第５連通管５０を介して切
換弁３２の第５ポート７８に接続されているとともに、
入口５２（被計測液体の吐出先）が第６連通管５４を介
して切換弁３２の第６ポート８０に接続されている。切
換弁３２は、第１位置５８において第１ポート７０と第
５ポート７８との間及び第４ポート７６と第６ポート８
０との間を連通すると同時に第２ポート７２及び第３ポ
ート７４を遮断し、第２位置６０において第１ポート７
０と第２ポート７２との間及び第３ポート７４と第４ポ
ート７６との間を連通すると同時に第５ポート７８及び
第６ポート８０を遮断する。定引出力往復駆動装置２
４、引出速度計測装置２６及び切換弁３２は、これら全
体の動作を制御可能な制御装置５６と接続されている。
制御装置５６は、図示していない設定部、検出部、演算
部、駆動部及び出力部が備えられており、上記各装置と
の間で制御信号及びデータ信号の交信が可能であるとと
もに、μあるいはＭＩの演算が可能である。

【００１２】次に、本実施例の動作について説明する。
制御装置５６において定引出力往復駆動装置２４の駆動
力をあらかじめ所定値に設定しておく。これにより、定
引出力往復駆動装置２４の駆動力は、所定の大きさに制
御可能となる。ピストン１２がシリンダ１０内から最も
引き出された位置にあり、ピストンロッド側室１８には
溶融樹脂がなく、ピストンヘッド側室２０には細管部材
５６から排出された計測後の溶融樹脂が充満している状
態の場合において、まず、切換弁３２が第１位置５８に
切換えられる。これにより、樹脂処理装置４６の出口４
８が第５連通管５０及び第１連通管２８を経由してピス
トンロッド側室１８に連通するとともに、入口５２が第
６連通管５４及び第２連通管３０を経由してピストンヘ
ッド側室２０に連通する。次に、定引出力往復駆動装置
２４によってピストンロッド１４をシリンダ内に押し込
む。これにより、樹脂処理装置４６内の溶融樹脂は、出
口４８を通ってピストンロッド側室１８へ吸入されると
ともに、ピストンヘッド側室２０内の溶融樹脂は、ここ
から入口５２を通って樹脂処理装置４６へ吐出される。
定引出力往復駆動装置２４はピストンロッド１４を最も
押し込んだ時点で停止する。これにより、ピストンロッ
ド側室１８にはこれが充満されるまで樹脂処理装置４６
から新しい溶融樹脂が吸入され、ピストンヘッド側室２
０からは樹脂処理装置４６へ計測後の溶融樹脂が吐出さ
れる。次に、切換弁３２が第２位置６０に切換えられ
る。これにより、ピストンロッド側室１８は細管部材３
４を経由してピストンヘッド側室２０と連通する。次
に、定引出力往復駆動装置２４によりピストンロッド１
４を所定の引出力で引き出すとともに、引出速度計測装
置２６を作動させる。これにより、ピストンロッド側室
１８の溶融樹脂は、上流側室３８へ流入し、細管部３６
を通過して下流側室４０からピストンヘッド側室２０へ
流出する。このとき、溶融樹脂は細管部３６を通過する
際に、粘度に比例する流動抵抗を受ける。このため、ピ
ストンロッド１４は粘度に反比例する速度で引き出され
る。このピストンロッド１４の引出速度は引出速度計測
装置２６によって計測され、制御装置５６へ送信され
る。制御装置５６では、この計測データを基にμが演算
される。すなわち、μは、ハーゲンポアズイユの式、μ
＝πｒ⁴ （Ｐ１−Ｐ２）／８Ｌｑによって演算される。
ここで、細管半径ｒ及び細管長Ｌは細管部３６の形状か
ら求められ、上流側室３８の溶融樹脂圧力Ｐ１は、定引
出力往復駆動装置２４の引出力の設定値とピストン１２
のピストンロッド側室１８側の表面積とから求められ、
下流側室４０の溶融樹脂圧力Ｐ２は溶融樹脂の蒸気圧で
あり、非常に低い値なのでゼロと考えられ、ｑはピスト
ンロッド１４の引出速度とピストン１２のピストンロッ
ド側室１８側の表面積とから求められる。ピストンロッ
ド１４が最も後退した位置に達した時点で定引出力往復
駆動装置２４は停止する。この状態で、ピストンロッド
側室１８からは新しい溶融樹脂が排出され、ピストンヘ
ッド側室２０には計測後の溶融樹脂が充満される。この
後、切換弁３２は第１位置５８に切換えられ、上記のそ
の後の動作を順次繰り返す。

【００１３】図２に第２実施例を示す。これは、図１に
示される第１実施例の定引出力往復駆動装置２４及び引
出速度計測装置２６の代わりに定引出速度往復駆動装置
６１（定速度往復駆動装置）を設け、上流側室３８にこ
の部分の溶融樹脂の圧力を計測する圧力計測装置６２を
設け、制御装置５６の代わりに、定引出速度往復駆動装
置６１、切換弁３２及び圧力計測装置６２との間で制御
信号及びデータ信号を交信可能な制御装置６４を設けた
ものであり、その他の構成要素は第１実施例と同様であ
る。

【００１４】次に、第２実施例の動作について説明す
る。定引出速度往復駆動装置６１の駆動速度を所定値に
設定すること、及び圧力計測装置６２によって上流側室
３８に吸入された溶融樹脂の圧力を計測して、この計測
データを制御装置６４に送信することを除いては、基本
的な動作は第１実施例と同様である。制御装置６４で
は、圧力計測装置６２からの計測データに基づいてμが
演算される。すなわち、μは、ハーゲンポアズイユの
式、μ＝πｒ⁴ （Ｐ１−Ｐ２）／８Ｌｑによって演算さ
れる。ここで、細管半径ｒ及び細管長Ｌは細管部３６の
形状から求められ、上流側室３８の溶融樹脂圧力Ｐ１
は、圧力計測装置６２の計測データとして求められ、下
流側室４０の溶融樹脂圧力Ｐ２は溶融樹脂の蒸気圧であ
り、非常に低い値なのでゼロと考えられ、ｑは定引出速
度往復駆動装置６１の駆動速度の設定値とピストン１２
のピストンロッド側室１８側の表面積とから求められ
る。なお、圧力計測装置６２の代わりに、上流側室３８
と下流側室４０との間に差圧計測装置を設けて、Ｐ１−
Ｐ２を直接計測してもよい。

【００１５】なお、シリンダ１０、細管部材３４、切換
弁３２、連通管２８、３０、４２、４４、５０及び５４
にそれぞれ温度制御可能な加熱装置を設けると、溶融樹
脂の温度を所定の温度に安定して保持することができ
る。また、上記実施例において、連通管４２及び４４の
内のどちらか一方を切換弁３２を経由させないで直接ピ
ストンロッド側室１８もしくはピストンヘッド側室２０
へ連通させてもよい。すなわち、第３連通管４２によっ
てピストンロッド側室１８と上流側室３８とを直接連通
させる、あるいは第４連通管４４によってピストンヘッ
ド側室２０と下流側室４０とを直接連通させるようにし
ても、計測に影響を及ぼすことはない。また、上記実施
例においては、計測後の溶融樹脂を樹脂処理装置４６へ
返却する場合について述べているが、第６連通管５４か
ら外部へ排出、すなわち、廃棄してもよい。また、上記
実施例では溶融樹脂について述べたが、これに限るもの
ではなく、その他の液体の粘度計測についても適用する
ことができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、被計測液体を細管部材
に供給して粘度を計測するためにシリンダのピストンを
軸方向に駆動することにより、被計測液体に流動力を付
与する。シリンダは単純な構造であるため、無機材料に
よる損傷や、残留材料による運転の不安定化への影響が
大幅に改善され、材料変更に際しても残留材料の排出が
容易に且つ迅速に行えるとともに分解組立が容易である
ため、計測装置の保全点検が容易になった。シリンダに
することにより、一動作ごとに加圧室と減圧室とが同時
に発生するとともに、ピストンロッドの有無によりピス
トンロッド側室及びピストンヘッド側室の容積変化に差
が生じる。これにより、ピストンロッド側室を上流側に
配置することにより被計測液体が容易に流動するととも
に、流動抵抗計測時に下流側が自動的に負圧となるた
め、計測が容易になった。また、ピストンロッドの作動
状態から発生する負圧状態は、１往復動作ごとに解消さ
れるので、負圧が累計されることはなく、安定した動作
が行える。また、被計測液体の吸入及び吐出動作と計測
動作とは、流路が閉止されて完全に分離されるので、従
来のように供給材料の圧力を受けながら計測部を流動さ
せる状態と比較して、より正確な計測が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す図である。

【図３】従来例を示す図である。

【図４】別の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１０シリンダ１２ピストン１４ピストンロッド１８ピストンロッド側室２０ピストンヘッド側室２４定引出力往復駆動装置（往復駆動装置）２６引出速度計測装置（速度計測装置）２８第１連通管３０第２連通管３２切換弁３４細管部材３６細管部３８上流側室４０下流側室４２第３連通管４４第４連通管４８出口（被計測液体の吸入元）５２入口（被計測液体の吐出先）５６、６４制御装置５８第１位置６０第２位置６１定引出速度往復駆動装置（定速度往復駆動装置）６２圧力計測装置７０第１ポート７２第２ポート７４第３ポート７６第４ポート７８第５ポート８０第６ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダにはめ合わされたピストンを一
方向に移動させることにより、シリンダとピストンとに
よって区画された一方の室に被計測液体を吸入させると
ともに他方の室の被計測液体を吐出させ、次にピストン
を他方向に一定力で移動させることにより、上記一方の
室から細管部を経由して上記他方の室に移動させ、この
ときのピストンの移動速度を基に粘度を算出する粘度計
測方法。
【請求項２】シリンダにはめ合わされたピストンを一
方向に移動させることにより、シリンダとピストンとに
よって区画された一方の室に被計測液体を吸入させると
ともに他方の室の被計測液体を吐出させ、次にピストン
を他方向に一定速度で移動させることにより、上記一方
の室から細管部を経由して上記他方の室に移動させ、こ
のときの細管部の上流部における被計測液体の圧力を基
に粘度を算出する粘度計測方法。
【請求項３】シリンダ（１０）と、これにはめ合わさ
れたピストン（１２）のピストンロッド（１４）に連結
された往復駆動装置（２４）と、ピストンロッド（１
４）の移動速度を測定する速度計測装置（２６）と、６
つのポート（７０、７２、７４、７６、７８、８０）を
有する切換弁（３２）と、被計測液体に流動抵抗を与え
る細管部材（３４）と、連通管（２８、３０、４２、４
４）と、制御装置（５６）と、を有しており、上記シリンダ（１０）は、上記ピストン（１２）によっ
て上記ピストンロッド（１４）のあるピストンロッド側
室（１８）と上記ピストンロッド（１４）のないピスト
ンヘッド側室（２０）とに区画されており、上記シリン
ダ（１０）は、上記ピストンロッド側室（１８）が上記
第１連通管（２８）を介して上記切換弁（３２）の第１
ポート（７０）に接続されているとともに上記ピストン
ヘッド側室（２０）が上記第２連通管（３０）を介して
上記切換弁（３２）の第４ポート（７６）に接続されて
おり、上記細管部材（３４）は、これの上流側室（３
８）が上記第３連通管（４２）を介して上記切換弁（３
２）の第２ポート（７２）に接続されるとともに、これ
の下流側室（４０）が上記第４連通管（４４）を介して
上記切換弁（３２）の第３ポート（７４）に接続されて
おり、上記切換弁（３２）の第５ポート（７８）は被計
測液体の吸入元（４８）へ連通可能であり、上記切換弁
（３２）の第６ポート（８０）は被計測液体の吐出先
（５２）へ連通可能であり、上記切換弁（３２）は、第
１位置（５８）において上記第１ポート（７０）と第５
ポート（７８）との間及び第４ポート（７６）と第６ポ
ート（８０）との間を連通すると同時に第２ポート（７
２）及び第３ポート（７４）を遮断し、第２位置（６
０）において上記第１ポート（７０）と第２ポート（７
２）との間及び第３ポート（７４）と第４ポート（７
６）との間を連通すると同時に第５ポート（７８）及び
第６ポート（８０）を遮断するように切換え可能であ
り、上記往復駆動装置（２４）は、上記ピストンロッド
（１４）を一定力で軸方向に駆動可能であり、上記制御
装置（５６）は、上記往復駆動装置（２４）の駆動力を
設定可能であるとともに上記切換弁（３２）及び上記往
復駆動装置（２４）が所定の動作順序で動作するように
制御可能であり、上記速度計測装置（２６）によって測
定された上記ピストンロッド（１４）の移動速度値に基
づいて被計測液体の粘度が算出される粘度計測装置。
【請求項４】シリンダ（１０）と、これにはめ合わさ
れたピストン（１２）のピストンロッド（１４）に連結
された定速度往復駆動装置（６１）と、６つのポート
（７０、７２、７４、７６、７８、８０）を有する切換
弁（３２）と、被計測液体に流動抵抗を与える細管部材
（３４）と、これの上流側室（３８）に設けられた圧力
計測装置（６２）と、連通管（２８、３０、４２、４
４）と、制御装置（６４）と、を有しており、上記シリンダ（１０）は、上記ピストン（１２）によっ
て上記ピストンロッド（１４）のあるピストンロッド側
室（１８）と上記ピストンロッド（１４）のないピスト
ンヘッド側室（２０）とに区画されており、上記シリン
ダ（１０）は、上記ピストンロッド側室（１８）が上記
第１連通管（２８）を介して上記切換弁（３２）の第１
ポート（７０）に接続されているとともに上記ピストン
ヘッド側室（２０）が上記第２連通管（３０）を介して
上記切換弁（３２）の第４ポート（７６）に接続されて
おり、上記細管部材（３４）は、これの上流側室（３
８）が上記第３連通管（４２）を介して上記切換弁（３
２）の第２ポート（７２）に接続されるとともに、これ
の下流側室（４０）が上記第４連通管（４４）を介して
上記切換弁（３２）の第３ポート（７４）に接続されて
おり、上記切換弁（３２）の第５ポート（７８）は被計
測液体の吸入元（４８）へ連通可能であり、上記切換弁
（３２）の第６ポート（８０）は被計測液体の吐出先
（５２）へ連通可能であり、上記切換弁（３２）は、第
１位置（５８）において上記第１ポート（７０）と第５
ポート（７８）との間及び第４ポート（７６）と第６ポ
ート（８０）との間を連通すると同時に第２ポート（７
２）及び第３ポート（７４）を遮断し、第２位置（６
０）において上記第１ポート（７０）と第２ポート（７
２）との間及び第３ポート（７４）と第４ポート（７
６）との間を連通すると同時に第５ポート（７８）及び
第６ポート（８０）を遮断するように切換え可能であ
り、上記定速度往復駆動装置（６１）は、上記ピストン
ロッド（１４）を一定速度で軸方向に駆動可能であり、
上記制御装置（６４）は、上記定速度往復駆動装置（６
１）の駆動速度を設定可能であるとともに上記切換弁
（３２）及び上記定速度往復駆動装置（６１）が所定の
動作順序で動作するように制御可能であり、上記圧力計
測装置（６２）によって測定された上記上流側室（３
８）の圧力値に基づいて被計測液体の粘度が算出される
粘度計測装置。
【請求項５】シリンダ（１０）、細管部材（３４）、
切換弁（３２）及び各連通管（２８、３０、４２、４
４）に温度制御可能な加熱装置を設けた請求項３又は４
記載の粘度計測装置。