JPH063248A

JPH063248A - 粘度計測方法及び装置

Info

Publication number: JPH063248A
Application number: JP18449492A
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、在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はピストン１２を挟んでピスト
ンロッド側室１６とピストンヘッド側室１８とが形成さ
れており、これらは細管部材２８を挟んで連通管３６及
び４０を介して連通可能であり、連通管４８及び５４を
介して樹脂処理装置４４の出口４６及び入口５２とそれ
ぞれ連通可能である。各連通管はシリンダ１０に設けら
れる各連通口と接続される。回転装置２４はピストンロ
ッド１４を第１及び第２回転位置間で回転させて、各連
通口とピストン１２外径部に形成される上記各室と連通
する各溝との連通を切換え可能である。ピストンロッド
１４は制御装置５８により駆動力を制御される定引出力
往復駆動装置２２により一定力で引き出し可能であり、
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５８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
Ｋ７２１０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ＭＩ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８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９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が適用される。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８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できないなどである。図
９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となるとともに、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り、ま
た、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
被計測液体の供給をシリンダ及びピストンによって行う
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こ
れの第１回転位置で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シリ
ンダの第３連通口及びピストン外周の第１溝を介して被
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
シリンダの第４連通口及びピストン外周の第２溝を介し
て吐出させ、次に、ピストンを第１回転位置から第２回
転位置までシリンダに対して回転させ、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
ピストン外周の第１溝及びシリンダの第１連通口を介し
て被計測液体を細管部を通過させ、シリンダの第２連通
口及びピストン外周の第２溝を介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
ストンをこれの第１回転位置で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
の室にシリンダの第３連通口及びピストン外周の第１溝
を介して被計測液体を吸入させるとともに他方の室の被
計測液体をシリンダの第４連通口及びピストン外周の第
２溝を介して吐出させ、次に、ピストンを第１回転位置
から第２回転位置までシリンダに対して回転させ、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
一方の室からピストン外周の第１溝及びシリンダの第１
連通口を介して被計測液体を細管部を通過させ、シリン
ダの第２連通口及びピストン外周の第２溝を介して上記
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
２）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、ピストン（１２）を第１回転
位置及び第２回転位置間で回転可能な回転装置（２４）
と、被計測液体に流動抵抗を与える細管部材（２８）
と、連通管（３６、４０）と、制御装置（５８）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（１６）と、上記ピストンロッド（１
４）のないピストンヘッド側室（１８）と、に区画され
ており、上記ピストン（１２）には、これの外径部に上
記ピストンロッド側室（１６）へ連通する第１溝（６
２）と、上記ピストンヘッド側室（１８）へ連通する第
２溝（６４）と、がそれぞれ軸方向に形成されており、
上記シリンダ（１０）には、上記ピストン（１２）の第
１回転位置において上記第１溝（６２）及び第２溝（６
４）を同時に開口可能な第３連通口（５０）及び第４連
通口（５６）と、上記ピストン（１２）の第２回転位置
において上記第１溝（６２）及び第２溝（６４）を同時
に開口可能な第１連通口（３８）及び第２連通口（４
２）と、が設けられており、上記細管部材（２８）は、
これの上流側室（３２）が上記第１連通管（３６）を介
して上記第１連通口（３８）に接続されるとともに、こ
れの下流側室（３４）が上記第２連通管（４０）を介し
て上記第２連通口（４２）に接続されており、上記第３
連通口（５０）は被計測液体の吸入元（４６）へ連通可
能であり、上記第４連通口（５６）は被計測液体の吐出
先（５２）へ連通可能であり、上記往復駆動装置（２
２）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（５８）は、上記往復
駆動装置（２２）の駆動力を設定可能であるとともに上
記回転装置（２４）及び上記往復駆動装置（２２）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）によって計測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（７０）
と、ピストン（１２）を第１回転位置及び第２回転位置
間で回転可能な回転装置（２４）と、被計測液体に流動
抵抗を与える細管部材（２８）と、これの上流側室（３
２）に設けられた圧力計測装置（７２）と、連通管（３
６、４０）と、制御装置（７４）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
（１６）と、上記ピストンロッド（１４）のないピスト
ンヘッド側室（１８）と、に区画されており、上記ピス
トン（１２）には、これの外径部に上記ピストンロッド
側室（１６）へ連通する第１溝（６２）と、上記ピスト
ンヘッド側室（１８）へ連通する第２溝（６４）と、が
それぞれ軸方向に形成されており、上記シリンダ（１
０）には、上記ピストン（１２）の第１回転位置におい
て上記第１溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口
可能な第３連通口（５０）及び第４連通口（５６）と、
上記ピストン（１２）の第２回転位置において上記第１
溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口可能な第１
連通口（３８）及び第２連通口（４２）と、が設けられ
ており、上記細管部材（２８）は、これの上流側室（３
２）が上記第１連通管（３６）を介して上記第１連通口
（３８）に接続されるとともに、これの下流側室（３
４）が上記第２連通管（４０）を介して上記第２連通口
（４２）に接続されており、上記第３連通口（５０）は
被計測液体の吸入元（４６）へ連通可能であり、上記第
４連通口（５６）は被計測液体の吐出先（５２）へ連通
可能であり、上記定速度往復駆動装置（７０）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（７４）は、上記定速度往復駆動
装置（７０）の駆動速度を設定可能であるとともに上記
回転装置（２４）及び上記定速度往復駆動装置（７０）
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）によって計測された上記上流側
室（３２）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、ピストンロッド
側室（１６）に第１連通管（３６）を介して細管部材
（２８）の上流側室（３２）と接続される第５連通口
（８０）を設け、ピストン（１２）の第１回転位置にお
いて第１溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口可
能な第３連通口（５０）及び第４連通口（５６）と、上
記ピストン（１２）の第２回転位置において上記第２溝
（６４）を開口可能な第２連通口（４２）と、を設けた
ものとすることもできる。また、ピストンヘッド側室
（１８）に第２連通管（４０）を介して細管部材（２
８）の下流側室（３４）と接続される第６連通口（８
８）を設け、ピストン（１２）の第１回転位置において
第１溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口可能な
第３連通口（５０）及び第４連通口（５６）と、上記ピ
ストン（１２）の第２回転位置において上記第１溝（６
２）を開口可能な第１連通口（３８）と、を設けたもの
とすることもできる。また、シリンダ（１０、７６、８
４）、細管部材（２８）及び各連通管（３６、４０）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】シリンダの第３連通口及び第４連通口をそれぞ
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、ピストンの第１回転位置においてこれをシリンダ内
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
体の吸入元及び吐出先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い込まれる。一
方、ピストンヘッド側室から被計測液体をこれの吐出先
へ吐出するためには、被計測液体の吐出先は前述のよう
に通常高圧状態にあるため、吐出圧力が必要である。し
かし、ピストンヘッド側室にはピストンが押し込まれる
ため、内部圧力が被計測液体の吐出先の圧力よりも大き
くなる。これにより、ピストンヘッド側室から被計測液
体が吐き出されて被計測液体の吐出先へ流出する。ただ
し、最初は空の状態であるため被計測液体の吐出はな
く、２回目の押込から吐き出される。次に、ピストンを
所定角度回転させた第２回転位置において、これを引き
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、一定力で駆動させ
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Ｐ
２、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
Ｐ１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、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い込まれるとともにピストンヘッド
側室から被計測液体が吐き出され、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
液体が吐き出されるとともにピストンヘッド側室に被計
測液体が吸い込まれる。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。連通管は、被計測液体の吸入元とピ
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の吐出先との間を、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、ピストンロッドの駆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。回転装置は、ピストンロッドを回転
させることにより、シリンダに対してピストンを第１回
転位置及び第２回転位置の間で相対回転し、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。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、ピストンロッド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、ピストンの第１回転位置の状態
でピストンロッドを押し込み、第２回転位置の状態でピ
ストンロッドを引き出すように、回転装置によるピスト
ンの第１回転位置及び第２回転位置間の交互の切換え
と、ピストンロッドの押込み及び引出しの交互の動作
と、を関連付けて往復駆動装置及び回転装置を制御し、
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を算出可能であ
る。

【００１１】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、これに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、回転装置の切
換え動作と定速度往復駆動装置の動作とを関連付けてこ
れらを制御し、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を算出可能である。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
を一定の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。

【００１２】

【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を挟んでピストンロッド１
４のあるピストンロッド側室１６（一方の室）とピスト
ンロッド１４のないピストンヘッド側室１８（他方の
室）とに区画されている。シリンダ１０には、連結部材
２０によって定引出力往復駆動装置２２（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２２
はピストンロッド１４を軸方向に駆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２２のピストンロッド１４保持部付近には、回転装置
２４が取り付けられている。回転装置２４は、ピストン
ロッド１４を回転可能に支持しており、シリンダ１０に
対してピストンロッド１４を相対回転可能である。定引
出力往復駆動装置２２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）も取り付け
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。溶融樹脂の流動抵抗を計測可能な細管部材２
８は、細管部３０と、これの両端に設けられる上流側室
３２及び下流側室３４と、から構成される。上流側室３
２は第１連通管３６を介してピストンロッド側室１６と
連通可能な後述の第１連通口３８に接続されており、下
流側室３４は第２連通管４０を介してピストンヘッド側
室１８と連通可能な後述の第２連通口４２に接続されて
いる。樹脂処理装置４４は、これの出口４６（被計測液
体の吸入元）が第３連通管４８によってピストンロッド
側室１６と連通可能な後述の第３連通口５０（図２参
照）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４連通管５４を介してピストンヘッド側
室１８と連通可能な後述の第４連通口５６に接続されて
いる。定引出力往復駆動装置２２、回転装置２４及び引
出速度計測装置２６は、これら全体の動作を制御可能な
制御装置５８と接続されている。制御装置５８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
を有しており、上記各装置との間の制御信号及びデータ
信号の交信及び、μあるいはＭＩの演算が可能である。

【００１３】図２に図１の２−２断面図を示す。ピスト
ン１２の外径部には、ピストンロッド側室１６へ連通す
る第１溝６２と、ピストンヘッド側室１８へ連通する第
２溝６４と、がそれぞれ軸方向に形成されている。シリ
ンダ１０にはこれの内部と外部とを連通する第１連通口
３８、第２連通口４２、第３連通口５０及び第４連通口
５６が設けられている。ピストン１２は、これの第１溝
６２及び第２溝６４がシリンダ１０の第３連通口５０及
び第４連通口５６により同時に開口される。この位置を
第１回転位置とする。ピストン１２は第１回転位置から
シリンダに対して回転角度θ反時計方向に相対回転させ
た位置において、第１溝６２及び第２溝６４が第１連通
口３８及び第２連通口４２により同時に開口される。こ
の位置を第２回転位置とする。

【００１４】次に、本実施例の動作について説明する。
制御装置５８において、定引出力往復駆動装置２２のピ
ストンロッド１４の引出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２２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るととも
に第２回転位置の状態にあり、ピストンロッド側室１６
には溶融樹脂がなく、ピストンヘッド側室１８には細管
部材２８から流入した計測後の溶融樹脂が充満している
状態のシリンダ１０において、まず、回転装置２４によ
ってピストンロッド１４をシリンダに対して回転角度θ
時計方向に相対回転させて、ピストン１２を第１回転位
置の状態にする。これにより、樹脂処理装置４４の出口
４６が第３連通管４８、第３連通口５０及び第１溝６２
を経由してピストンロッド側室１６に連通するととも
に、ピストンヘッド側室１８が第２溝６４、第４連通口
５６及び第４連通管５４を経由して樹脂処理装置４４の
入口５２に連通する。次に、定引出力往復駆動装置２２
によってピストンロッド１４をシリンダ１０内に押し込
む。これにより、樹脂処理装置４４内の溶融樹脂は、出
口４６を通ってピストンロッド側室１６に吸い込まれる
とともに、ピストンヘッド側室１８内の溶融樹脂は、こ
こから入口５２を通って樹脂処理装置４４へ吐き出され
る。定引出力往復駆動装置２２はピストンロッド１４を
シリンダ内に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１６にはこれが充満されるまで
樹脂処理装置４４から新しい溶融樹脂が吸い込まれ、ピ
ストンヘッド側室１８からは樹脂処理装置４４へ計測後
の溶融樹脂が吐き出される。次に、回転装置４２によっ
てピストンロッド１４をシリンダに対して回転角度θ反
時計方向に相対回転させて、ピストン１２を第２回転位
置の状態にする。これにより、ピストンロッド側室１６
は第１溝６２、第１連通口３８及び第１連通管３６を経
由して上流側室３２に連通され、下流側室３４は第２連
通管４０、第２連通口４２及び第２溝６４を経由してピ
ストンヘッド側室１８に連通される。次に、定引出力往
復駆動装置２２によりピストンロッド１４を所定の駆動
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１６の溶融樹脂
は、上流側室３２へ流入し、細管部３０を通過して、下
流側室３４からピストンヘッド側室１８へ流出する。こ
のとき、溶融樹脂が細管部３０を通過する際に、粘度に
比例する流動抵抗を受けるため、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５８へ送信される。制御装置５８で
は、この計測データをもとに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３０の形状から求められ、上
流側室３２の溶融樹脂圧力Ｐ１は、定引出力往復駆動装
置２２の引出力の設定値とピストン１２のピストンロッ
ド側室１６側の表面積とから求められ、下流側室３４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１６側の
表面積とから求められる。ピストンロッド１４を最も引
き出した時点で定引出力往復駆動装置２２は停止する。
この状態で、ピストンロッド側室１６からは新しい溶融
樹脂が吐き出され、ピストンヘッド側室１８には計測後
の溶融樹脂が流入して充満される。この後、回転装置２
４によってピストンロッド１４をシリンダに対して回転
角度θ時計方向に相対回転させ、ピストン１２を第１回
転位置の状態にする。以後、前述した上記のその後の動
作を順次繰り返す。

【００１５】図３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２２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
７０（定速度往復駆動装置）を設け、上流側室３２にこ
の部分の溶融樹脂の圧力を計測する圧力計測装置７２を
設け、制御装置５８の代わりに、定引出速度往復駆動装
置７０、回転装置２４及び圧力計測装置７２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７４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。

【００１６】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７０の引出速度を所定値に
設定すること、及び圧力計測装置７２によって上流側室
３２に流入し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７４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７４では、
圧力計測装置７２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３０の形状か
ら求められ、上流側室３２の溶融樹脂圧力Ｐ１は、圧力
計測装置７２の計測データとして求められ、下流側室３
４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７０の引出速度の設定値とピストン１２のピスト
ンロッド側室１６側の表面積とから求められる。なお、
圧力計測装置７２の代わりに、上流側室３２と下流側室
３４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。

【００１７】図４及び図５に第３実施例を示す。これは
前述の第１実施例におけるシリンダ１０を変形したもの
である。すなわち、本実施例のシリンダ７６は、図２に
おいてシリンダ１０の第１連通口３８が廃止されてお
り、ピストンロッド側室１６の端部に第５連通口８０が
新たに設けられているものである。第５連通口８０は第
１連通管３６を介して図１に示される細管部材２８の上
流側室３２に連通している。その他の構成要素は図１と
同様である。

【００１８】図６及び図７に第４実施例を示す。これも
前述の第１実施例におけるシリンダ１０を変形したもの
である。すなわち、本実施例のシリンダ８４は、図２に
おいてシリンダ１０の第２連通口４２が廃止されてお
り、ピストンヘッド側室１８の端部に第６連通口８８が
新たに設けられているものである。第６連通口８８は第
２連通管４０を介して図１に示される細管部材２８の下
流側室３４に連通されている。その他の構成要素は図１
と同様である。

【００１９】なお、シリンダ１０、７６及び８４、細管
部材２８、各連通管３６、４０、４８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は、計測後の溶融樹脂を樹脂処理装
置４４へ返却する場合について述べているが、第４連通
管５４から外部へ吐出、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。

【００２０】

【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吐出が
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。片ロッド形
複動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
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】図１の２−２断面図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す図である。

【図５】図４の５−５断面図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す図である。

【図７】図６の７−７断面図である。

【図８】従来例を示す図である。

【図９】別の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１０、７６、８４シリンダ１２ピストン１４ピストンロッド１６ピストンロッド側室（一方の室）１８ピストンヘッド側室（他方の室）２２定引出力往復駆動装置（往復駆動装置）２４回転装置２６引出速度計測装置（速度計測装置）２８細管部材３２上流側室３４下流側室３６第１連通管３８第１連通口４０第２連通管４２第２連通口４６出口（被計測液体の吸入元）５０第３連通口５２入口（被計測液体の吐出先）５６第４連通口５８、７４制御装置６２第１溝６４第２溝７０定引出速度往復駆動装置（定速度往復駆動装置）７２圧力計測装置８０第５連通口８８第６連通口

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こ
れの第１回転位置で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シリ
ンダの第３連通口及びピストン外周の第１溝を介して被
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
シリンダの第４連通口及びピストン外周の第２溝を介し
て吐出させ、次に、ピストンを第１回転位置から第２回
転位置までシリンダに対して回転させ、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
ピストン外周の第１溝及びシリンダの第１連通口を介し
て被計測液体を細管部を通過させ、シリンダの第２連通
口及びピストン外周の第２溝を介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こ
れの第１回転位置で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シリ
ンダの第３連通口及びピストン外周の第１溝を介して被
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
シリンダの第４連通口及びピストン外周の第２溝を介し
て吐出させ、次に、ピストンを第１回転位置から第２回
転位置までシリンダに対して回転させ、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
らピストン外周の第１溝及びシリンダの第１連通口を介
して被計測液体を細管部を通過させ、シリンダの第２連
通口及びピストン外周の第２溝を介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（２２）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、ピ
ストン（１２）を第１回転位置及び第２回転位置間で回
転可能な回転装置（２４）と、被計測液体に流動抵抗を
与える細管部材（２８）と、連通管（３６、４０）と、
制御装置（５８）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（１６）と、上記ピストンロッド（１４）のないピス
トンヘッド側室（１８）と、に区画されており、上記ピ
ストン（１２）には、これの外径部に上記ピストンロッ
ド側室（１６）へ連通する第１溝（６２）と、上記ピス
トンヘッド側室（１８）へ連通する第２溝（６４）と、
がそれぞれ軸方向に形成されており、上記シリンダ（１
０）には、上記ピストン（１２）の第１回転位置におい
て上記第１溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口
可能な第３連通口（５０）及び第４連通口（５６）と、
上記ピストン（１２）の第２回転位置において上記第１
溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口可能な第１
連通口（３８）及び第２連通口（４２）と、が設けられ
ており、上記細管部材（２８）は、これの上流側室（３
２）が上記第１連通管（３６）を介して上記第１連通口
（３８）に接続されるとともに、これの下流側室（３
４）が上記第２連通管（４０）を介して上記第２連通口
（４２）に接続されており、上記第３連通口（５０）は
被計測液体の吸入元（４６）へ連通可能であり、上記第
４連通口（５６）は被計測液体の吐出先（５２）へ連通
可能であり、上記往復駆動装置（２２）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（５８）は、上記往復駆動装置（２２）の
駆動力を設定可能であるとともに上記回転装置（２４）
及び上記往復駆動装置（２２）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）
によって計測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（７０）と、ピストン（１
２）を第１回転位置及び第２回転位置間で回転可能な回
転装置（２４）と、被計測液体に流動抵抗を与える細管
部材（２８）と、これの上流側室（３２）に設けられた
圧力計測装置（７２）と、連通管（３６、４０）と、制
御装置（７４）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（１６）と、上記ピストンロッド（１４）のないピス
トンヘッド側室（１８）と、に区画されており、上記ピ
ストン（１２）には、これの外径部に上記ピストンロッ
ド側室（１６）へ連通する第１溝（６２）と、上記ピス
トンヘッド側室（１８）へ連通する第２溝（６４）と、
がそれぞれ軸方向に形成されており、上記シリンダ（１
０）には、上記ピストン（１２）の第１回転位置におい
て上記第１溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口
可能な第３連通口（５０）及び第４連通口（５６）と、
上記ピストン（１２）の第２回転位置において上記第１
溝（６２）及び第２溝（６４）を同時に開口可能な第１
連通口（３８）及び第２連通口（４２）と、が設けられ
ており、上記細管部材（２８）は、これの上流側室（３
２）が上記第１連通管（３６）を介して上記第１連通口
（３８）に接続されるとともに、これの下流側室（３
４）が上記第２連通管（４０）を介して上記第２連通口
（４２）に接続されており、上記第３連通口（５０）は
被計測液体の吸入元（４６）へ連通可能であり、上記第
４連通口（５６）は被計測液体の吐出先（５２）へ連通
可能であり、上記定速度往復駆動装置（７０）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（７４）は、上記定速度往復駆動
装置（７０）の駆動速度を設定可能であるとともに上記
回転装置（２４）及び上記定速度往復駆動装置（７０）
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）によって計測された上記上流側
室（３２）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】ピストンロッド側室（１６）に第１連通
管（３６）を介して細管部材（２８）の上流側室（３
２）と接続される第５連通口（８０）を設け、ピストン
（１２）の第１回転位置において第１溝（６２）及び第
２溝（６４）を同時に開口可能な第３連通口（５０）及
び第４連通口（５６）と、上記ピストン（１２）の第２
回転位置において上記第２溝（６４）を開口可能な第２
連通口（４２）と、を設けた請求項３又は４記載の粘度
計測装置。
【請求項６】ピストンヘッド側室（１８）に第２連通
管（４０）を介して細管部材（２８）の下流側室（３
４）と接続される第６連通口（８８）を設け、ピストン
（１２）の第１回転位置において第１溝（６２）及び第
２溝（６４）を同時に開口可能な第３連通口（５０）及
び第４連通口（５６）と、上記ピストン（１２）の第２
回転位置において上記第１溝（６２）を開口可能な第１
連通口（３８）と、を設けた請求項３又は４記載の粘度
計測装置。
【請求項７】シリンダ（１０、７６、８４）、細管部
材（２８）及び各連通管（３６、４０）に温度制御可能
な加熱装置を設けた請求項３、４、５又は６記載の粘度
計測装置。