JPS61132840A - 粘度測定装置 - Google Patents

粘度測定装置

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JPS61132840A
JPS61132840A JP25481584A JP25481584A JPS61132840A JP S61132840 A JPS61132840 A JP S61132840A JP 25481584 A JP25481584 A JP 25481584A JP 25481584 A JP25481584 A JP 25481584A JP S61132840 A JPS61132840 A JP S61132840A
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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
    • G01N11/14Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
    • G01N11/142Sample held between two members substantially perpendicular to axis of rotation, e.g. parallel plate viscometer

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分!!?J 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方法およびその装置に関するもので
ある。
[従来の技術1 従来の粘度測定方法およびその装置としては。
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、これに準するものとして、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、試料窓内に隙
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0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、基材に形
成された薄膜状の試料に平坦な押圧面を有した回転子を
一定の力で押付けて回転させ、その回転力に対する反力
の大きさを検出して前記試料の粘度を測定するようにし
たことを特徴とする。また、かかる粘度測定方法を実施
するための装置を、挟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。
〔実施例1 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l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l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g17に固定した下部熱g18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の上部熱暑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g
IA!II手段11′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を前記クロスへラド9お
よびと部熱暑lO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、前記下部熱暑8、上部熱暑1G
には、試料2を加熱するためのヒータ14.15を設け
である。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18aにスライド可能に嵌入させている
0回転軸18は、前記下部熱暑8の下面に固定したスリ
ーブ19に軸受21.22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どの接触圧をm!1!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z4と、該回転軸1
8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2B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、前記回転輪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、31は、前記調
整ボルト26を固定するためのロックナツトである。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、前記回転輪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1Bの回転力は、
該回転軸18の角孔部18mに嵌合させた角形ステム2
9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*aである。ざらに、この装置には粘度検出手
段41を設けている。この粘度検出子゛段41は、ロー
ドセル42と、記録計43と1表示計44とを宥してな
る。ロードセル42は2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36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ざ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IItE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1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41
139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(する
、かかる反力は、回転子16から回転軸18.小ギヤ3
7.38およびモータ33を介して、核モータ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。
!s3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t1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ni1時間経過後は所定の定温下で試験を行なう、
t2時間経過までの粘度変化Oは試験初期の過渡現象を
示し、t2時間経過後t3時間経過までの粘度変化[相
]は粘性定常状態を示し、t3時間経過後t4時間経過
まで6粘度変化@は試料2の硬化過程を敢し、t4時間
経過後t5時間経過までの粘度変化@は試料2の粉末化
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の反力から、前記試料2がニュートン
流体の場合。
T!πR4eη/2h  (Tは反力、Rは回転子6の
半径、ωば回転子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、X料
2の厚みhは1回転子6の平坦な押圧面6aの面積を十
分大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、?−*RP/2  (趣は摩擦係数
、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l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S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18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1例
えばfs4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0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1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・まだ、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、それとの比咬によって、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1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形式であってもよく、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1本発明の趣旨を逸脱しない範囲で1種々変形が
可能である。
[発明の効果1 本発明は1以上のような方法及び構成であるから、従来
は田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
測定方法およびその装置を提供できるものである。
【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■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!@3図轡当の図
である。 l・・・基材 2争・・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・・争回転子躯動手段 41・・舎粘度検出手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基材に形成された薄膜状の試料に平坦な押圧面を
    有した回転子を一定の力で押付けて回転させ、その回転
    力に対する反力の大きさを検出して前記試料の粘度を測
    定するようにしたことを特徴とする粘度測定方法。
  2. (2)挟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、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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