JPH0124253B2 - - Google Patents
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- JPH0124253B2 JPH0124253B2 JP12144580A JP12144580A JPH0124253B2 JP H0124253 B2 JPH0124253 B2 JP H0124253B2 JP 12144580 A JP12144580 A JP 12144580A JP 12144580 A JP12144580 A JP 12144580A JP H0124253 B2 JPH0124253 B2 JP H0124253B2
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- pressure
- die
- slit die
- sample
- plunger
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/02—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material
- G01N11/04—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture
- G01N11/08—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture by measuring pressure required to produce a known flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/44—Resins; Plastics; Rubber; Leather
- G01N33/442—Resins; Plastics
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
ａ 産業上の利用分野
本発明は、流動状物質たとえば生ゴム、ゴム配
合物、高分子溶融物等の流動物性を測定するスリ
ツトダイレオメータに関する。
合物、高分子溶融物等の流動物性を測定するスリ
ツトダイレオメータに関する。
ゴム樹脂の流動物性、即ち弾性、粘性、押し出
し物形状安定性等を知ることは、それら材料の加
工性を知る上で極めて重要である。
し物形状安定性等を知ることは、それら材料の加
工性を知る上で極めて重要である。
ｂ 従来の技術
従来、流動物性の目安を得る方法としてゴムで
はムーニー粘度計、樹脂ではメルトインデクサー
が広く用いられている。しかしこれらは特定の剪
断ひずみ速度下における材料の流れやすさの目安
を与えるにすぎない。
はムーニー粘度計、樹脂ではメルトインデクサー
が広く用いられている。しかしこれらは特定の剪
断ひずみ速度下における材料の流れやすさの目安
を与えるにすぎない。
これに対し、幅広い剪断ひずみ速度域における
粘性及び弾性を求める方法として、従来からキヤ
ピラリレオメータが用いられている。なお特開昭
51−2453に、例えば、ガス、液体、ガスと液体の
組み合せ、ガスと懸濁した固形物、あるいはガス
と液体と懸濁固形物の組合せからなる液体の流量
および粘性特性の測定法が開示されている。この
場合粘性は、流体密度が一定であり且つ流体通路
を通る一定の質量を維持するように予圧流体源を
調整して、静圧差から求める。
粘性及び弾性を求める方法として、従来からキヤ
ピラリレオメータが用いられている。なお特開昭
51−2453に、例えば、ガス、液体、ガスと液体の
組み合せ、ガスと懸濁した固形物、あるいはガス
と液体と懸濁固形物の組合せからなる液体の流量
および粘性特性の測定法が開示されている。この
場合粘性は、流体密度が一定であり且つ流体通路
を通る一定の質量を維持するように予圧流体源を
調整して、静圧差から求める。
また同様な方法が、下記文献に開示されてい
る。
る。
C.D.HAN、et al Poly.Eng.Sci.、12No.２ 81
（1972） C.D.HAN、et al Trans.Soc.Rheo.、17No.２
151（1973） ｃ 発明が解決しようとする問題点 このような方法をゴム等の粘弾性流体に適用す
ると、管長補正等の煩雑な反復操作を必要とし、
また定常状態であるかどうかを判別しないので事
実上再現性のある測定は不可能であつた。その理
由を従来一般に使用されているキヤピラリレオメ
ータにおける定常流粘度ηの測定原理に依り説明
する。
（1972） C.D.HAN、et al Trans.Soc.Rheo.、17No.２
151（1973） ｃ 発明が解決しようとする問題点 このような方法をゴム等の粘弾性流体に適用す
ると、管長補正等の煩雑な反復操作を必要とし、
また定常状態であるかどうかを判別しないので事
実上再現性のある測定は不可能であつた。その理
由を従来一般に使用されているキヤピラリレオメ
ータにおける定常流粘度ηの測定原理に依り説明
する。
第１図はキヤピラリレオメータの概念図であ
り、１はプランジヤ、２はシリンダ、３は導入
部、４はキヤピラリダイ、Ｆはプランジヤ１を押
圧する外力である。
り、１はプランジヤ、２はシリンダ、３は導入
部、４はキヤピラリダイ、Ｆはプランジヤ１を押
圧する外力である。
長さｌ、半径ｒのキヤピラリダイ１を単位時間
当りの流量Ｑで流れる流体の圧力損失をΔPとす
ると、キヤピラリ管壁のうける剪断応力τ〓および
該管壁におけるみかけの剪断ひずみ速度γ〓aは下式
で与えられる。
当りの流量Ｑで流れる流体の圧力損失をΔPとす
ると、キヤピラリ管壁のうける剪断応力τ〓および
該管壁におけるみかけの剪断ひずみ速度γ〓aは下式
で与えられる。
τ〓＝（ΔP／ｌ）×（ｒ／２）
γ〓a＝4Q／πr3
そして、流体が非ニユートン流体であるときの
剪断ひずみ速度の補正を省略すると、定常流粘度
ηは下式で与えられる。
剪断ひずみ速度の補正を省略すると、定常流粘度
ηは下式で与えられる。
η＝τ〓／γa＝（ΔP／ｌ）×（ｒ／２）／4Q／
πr3 従つて、圧力勾配（ΔP／ｌ）と単位時間当り
の流量（Ｑ）を求めれば定常流粘度ηを求めるこ
とができる。
πr3 従つて、圧力勾配（ΔP／ｌ）と単位時間当り
の流量（Ｑ）を求めれば定常流粘度ηを求めるこ
とができる。
しかし、かかる従来方法においてはΔP／ｌを
直接求めることができないので、プランジヤ２の
下面にかかる圧力Ｐ＝外力Ｆ／πR2から間接的に
求めていた。しかも、この圧力Ｐはキヤピラリダ
イ１における圧力損失ΔPの他に、シリンダ３や
導入部４における圧力損失、キヤピラリダイ１の
出口における残留圧力（以下、「出口圧」とい
う。）等種々の複雑な成分から構成されているの
で、長さの異なる数個のキヤピラリダイを用意
し、一つのＱ値（∝γ〓）に対して(1)試料充填、(2)
試料温度調節、(3)プランジヤ降下、(4)ダイ交換を
数回繰り返して求めた数個の（Ｐ、ｌ）のプロツ
トから圧力勾配（dP／dl）を求める方法（いわ
ゆる管長補正）を採用している。従つて、一つの
キヤピラリダイに対してγ〓の異なる数点のηを測
定するのに数時間を必要とする。
直接求めることができないので、プランジヤ２の
下面にかかる圧力Ｐ＝外力Ｆ／πR2から間接的に
求めていた。しかも、この圧力Ｐはキヤピラリダ
イ１における圧力損失ΔPの他に、シリンダ３や
導入部４における圧力損失、キヤピラリダイ１の
出口における残留圧力（以下、「出口圧」とい
う。）等種々の複雑な成分から構成されているの
で、長さの異なる数個のキヤピラリダイを用意
し、一つのＱ値（∝γ〓）に対して(1)試料充填、(2)
試料温度調節、(3)プランジヤ降下、(4)ダイ交換を
数回繰り返して求めた数個の（Ｐ、ｌ）のプロツ
トから圧力勾配（dP／dl）を求める方法（いわ
ゆる管長補正）を採用している。従つて、一つの
キヤピラリダイに対してγ〓の異なる数点のηを測
定するのに数時間を必要とする。
また、上述の様にプランジヤ２の下面にかかる
圧力Ｐは種々の成分から構成されているので、弾
性的性質を求めるために重要なキヤピラリダイ１
の出口圧は管長補正により分離して取り出すこと
が可能であるが、同じく弾性的性質を求めるため
に重要な導入部４における圧力損失の分離取り出
しは不可能である。従つて、導入部４における弾
性的性質を求めることはできない。
圧力Ｐは種々の成分から構成されているので、弾
性的性質を求めるために重要なキヤピラリダイ１
の出口圧は管長補正により分離して取り出すこと
が可能であるが、同じく弾性的性質を求めるため
に重要な導入部４における圧力損失の分離取り出
しは不可能である。従つて、導入部４における弾
性的性質を求めることはできない。
本発明の目的は、上記事情に鑑み、ゴムや樹脂
等流動状物質の流動特性を幅広い剪断ひずみ速度
領域に亘つて極めて短時間にかつ精度良く測定す
ることができ、しかも弾性と粘性とを同時に区別
して求めることができるスリツトダイレオメータ
を提供することにある。
等流動状物質の流動特性を幅広い剪断ひずみ速度
領域に亘つて極めて短時間にかつ精度良く測定す
ることができ、しかも弾性と粘性とを同時に区別
して求めることができるスリツトダイレオメータ
を提供することにある。
ｄ 問題点を解決するための手段
上記問題点は、シリンダに充填された試料をプ
ランジヤで押圧してスリツトダイから押し出すこ
とにより該試料の流動特性を測定するスリツトダ
イレオメータにおいて、 シリンダ底部またはダイ導入部に設けた圧力セ
ンサと、スリツトダイに試料の流れ方向に沿つて
設けた１本または２本以上の圧力センサと、上記
各圧力センサにより得られた圧力信号からダイ内
の圧力時間変動率、圧力勾配、ダイ入口部での圧
力損失およびダイ出口圧を求める手段と、上記圧
力信号に基いてプランジヤの押出し速度を制御す
る剪断ひずみ速度制御手段を備え、ダイ内の圧力
の時間変動が所定値以下になつたときに試料の流
動特性を測定することを特徴とするスリツトダイ
レオメータによつて解決された。
ランジヤで押圧してスリツトダイから押し出すこ
とにより該試料の流動特性を測定するスリツトダ
イレオメータにおいて、 シリンダ底部またはダイ導入部に設けた圧力セ
ンサと、スリツトダイに試料の流れ方向に沿つて
設けた１本または２本以上の圧力センサと、上記
各圧力センサにより得られた圧力信号からダイ内
の圧力時間変動率、圧力勾配、ダイ入口部での圧
力損失およびダイ出口圧を求める手段と、上記圧
力信号に基いてプランジヤの押出し速度を制御す
る剪断ひずみ速度制御手段を備え、ダイ内の圧力
の時間変動が所定値以下になつたときに試料の流
動特性を測定することを特徴とするスリツトダイ
レオメータによつて解決された。
ｅ 作用
変位ゲージによつてプランジヤの変位信号を
得、該変位信号とフアンクシヨナルジエネレータ
より発生した鋸歯形の信号との差を検出し、この
差信号に基いてプランジヤを一定の速度で降下さ
せる。
得、該変位信号とフアンクシヨナルジエネレータ
より発生した鋸歯形の信号との差を検出し、この
差信号に基いてプランジヤを一定の速度で降下さ
せる。
一定の速度でプランジヤを降下させることによ
り、見掛けの剪断ひずみ速度γ〓aは正確に制御され
る。
り、見掛けの剪断ひずみ速度γ〓aは正確に制御され
る。
このγ〓aにおける試料の圧力は各圧力センサによ
つて検出され、該圧力信号はマイクロコンピユー
タへ送られ、圧力の時間変動率が計算される。
つて検出され、該圧力信号はマイクロコンピユー
タへ送られ、圧力の時間変動率が計算される。
ゴム等の粘弾性体においては、圧力センサによ
つて検出される圧力はプランジヤの降下開始時に
は高い値を示すこともあるが、一般に時間の経過
とともに一定値に収れんする。
つて検出される圧力はプランジヤの降下開始時に
は高い値を示すこともあるが、一般に時間の経過
とともに一定値に収れんする。
圧力の変動幅あるいは相対的変動〔（dP／dt／
Ｐ、ｔ：時間〕が一定値以下になると、上記圧力
信号に基いてスリツトダイ内の圧力勾配、スリツ
トダイの出口圧およびダイ入口部の圧力損失が算
出され、該圧力勾配およびスリツトダイを流れる
単位時間当りの流量Ｑから特定の剪断ひずみ速度
における定常流粘度ηが算出される。
Ｐ、ｔ：時間〕が一定値以下になると、上記圧力
信号に基いてスリツトダイ内の圧力勾配、スリツ
トダイの出口圧およびダイ入口部の圧力損失が算
出され、該圧力勾配およびスリツトダイを流れる
単位時間当りの流量Ｑから特定の剪断ひずみ速度
における定常流粘度ηが算出される。
ｆ 実施例
第２図は本発明に係るスリツトダイレオメータ
の一実施例を示す概念図であり、図に示す様に、
本発明に係るスリツトダイレオメータは、シリン
ダ１１に充填された試料をプランジヤ１２で押圧
してスリツトダイ１３から押し出すことにより該
試料の流動特性を測定するスリツトダイレオメー
タにおいて、シリンダ底部１１ａまたはダイ導入
部１３ａに設けた一本の圧力センサ１４と、スリ
ツトダイ１３に試料の流れ方向に沿つて設けた１
本又は２本以上の圧力センサ１５と、上記各圧力
センサにより得られた圧力信号からダイ入口部で
の圧力損失、ダイ１３内の圧力勾配およびダイ１
３の出口圧を求める手段１６と、上記圧力信号に
基いてプランジヤの押出し速度を制御する剪断ひ
ずみ速度制御手段１７とを備えて成る。
の一実施例を示す概念図であり、図に示す様に、
本発明に係るスリツトダイレオメータは、シリン
ダ１１に充填された試料をプランジヤ１２で押圧
してスリツトダイ１３から押し出すことにより該
試料の流動特性を測定するスリツトダイレオメー
タにおいて、シリンダ底部１１ａまたはダイ導入
部１３ａに設けた一本の圧力センサ１４と、スリ
ツトダイ１３に試料の流れ方向に沿つて設けた１
本又は２本以上の圧力センサ１５と、上記各圧力
センサにより得られた圧力信号からダイ入口部で
の圧力損失、ダイ１３内の圧力勾配およびダイ１
３の出口圧を求める手段１６と、上記圧力信号に
基いてプランジヤの押出し速度を制御する剪断ひ
ずみ速度制御手段１７とを備えて成る。
上記シリンダ１１およびスリツトダイ１３は共
に恒温槽１８に囲まれている。
に恒温槽１８に囲まれている。
上記圧力センサ１４はその先端面がシリンダ底
部１１ａ内周面に一致する様に設けてある。な
お、該センサ１４はその先端面がシリンダ底部１
１ａとダイ１３との間、即ちダイ導入部１３ａの
内周面に一致する様に設けても良い。
部１１ａ内周面に一致する様に設けてある。な
お、該センサ１４はその先端面がシリンダ底部１
１ａとダイ１３との間、即ちダイ導入部１３ａの
内周面に一致する様に設けても良い。
上記圧力センサ１５は、第２，３図に示す様
に、ダイ１３の幅広い壁面の中央に試料の流れ方
向に沿つて同一直線上に２本設け、該センサ１５
の先端面はダイ１３の内壁面に一致させてある。
なお、第３図中矢印Ａは試料の流れ方向を示す。
に、ダイ１３の幅広い壁面の中央に試料の流れ方
向に沿つて同一直線上に２本設け、該センサ１５
の先端面はダイ１３の内壁面に一致させてある。
なお、第３図中矢印Ａは試料の流れ方向を示す。
上記ダイ入口部での圧力損失、ダイ内での圧力
勾配およびダイ出口圧を求める手段１６は、圧力
アンプ１９、マイクロコンピユータ２０とから成
り、上記剪断ひずみ速度制御手段１７は、圧力ア
ンプ１９、マイクロコンピユータ２０、フアンク
シヨナルジエネレータ２２、変位ゲージ２３、変
位ゲージアンプ２４、差動サーボアンプ２５、油
圧サーボポンプ２６および油圧シリンダ２７とか
ら成る。２１は入出力装置である。
勾配およびダイ出口圧を求める手段１６は、圧力
アンプ１９、マイクロコンピユータ２０とから成
り、上記剪断ひずみ速度制御手段１７は、圧力ア
ンプ１９、マイクロコンピユータ２０、フアンク
シヨナルジエネレータ２２、変位ゲージ２３、変
位ゲージアンプ２４、差動サーボアンプ２５、油
圧サーボポンプ２６および油圧シリンダ２７とか
ら成る。２１は入出力装置である。
次に作用について説明する。まず、変位ゲージ
２３および変位ゲージアンプ２４によつてプラン
ジヤ１２の変位信号を得、該変位信号とフアンク
シヨナルジエネレータ２２より発生した鋸歯形の
信号との差を差動サーボアンプ２５により検出増
幅し、この差信号に基いて油圧サーボポンプ２６
を駆動させ、油圧シリンダ２７を介してプランジ
ヤ１２を一定の速度で降下させる。
２３および変位ゲージアンプ２４によつてプラン
ジヤ１２の変位信号を得、該変位信号とフアンク
シヨナルジエネレータ２２より発生した鋸歯形の
信号との差を差動サーボアンプ２５により検出増
幅し、この差信号に基いて油圧サーボポンプ２６
を駆動させ、油圧シリンダ２７を介してプランジ
ヤ１２を一定の速度で降下させる。
一定の速度でプランジヤ１２を降下させること
により、見掛けの剪断ひずみ速度γ〓aは正確に制御
される。
により、見掛けの剪断ひずみ速度γ〓aは正確に制御
される。
このγ〓aにおける試料の圧力は各圧力センサ１
４，１５によつて検出され、該圧力信号は圧力ア
ンプ１９により増幅されてマイクロコンピユータ
２０へ送られる。圧力センサ１４，１５によつて
検出される圧力はプランジヤ１２の降下開始時に
は高い値を示すこともあるが、一般に時間の経過
とともに一定値に収れんする。本実施例のマイク
ロコンピユータ２０においては、各圧力センサ１
４，１５によつて検出される圧力の変動幅あるい
は相対的変動〔（dP／dt）／Ｐ、ｔ：時間〕が一
定値以下になると、上記圧力信号に基いてスリツ
トダイ１３内の圧力勾配、スリツトダイ１３の出
口圧およびダイ入口部（圧力センサ１４を設けた
シリンダ底部１１ａまたはダイ導入部１３ａとス
リツトダイ１３との間）の圧力損失が算出される
と同時に、該圧力勾配およびスリツトダイ１３を
流れる単位時間当りの流量Ｑ（プランジヤ１２の
降下速度から求められる）から特定の剪断ひずみ
速度における定常流粘度ηが算出され、これらは
入出力装置２１によつて印字される。
４，１５によつて検出され、該圧力信号は圧力ア
ンプ１９により増幅されてマイクロコンピユータ
２０へ送られる。圧力センサ１４，１５によつて
検出される圧力はプランジヤ１２の降下開始時に
は高い値を示すこともあるが、一般に時間の経過
とともに一定値に収れんする。本実施例のマイク
ロコンピユータ２０においては、各圧力センサ１
４，１５によつて検出される圧力の変動幅あるい
は相対的変動〔（dP／dt）／Ｐ、ｔ：時間〕が一
定値以下になると、上記圧力信号に基いてスリツ
トダイ１３内の圧力勾配、スリツトダイ１３の出
口圧およびダイ入口部（圧力センサ１４を設けた
シリンダ底部１１ａまたはダイ導入部１３ａとス
リツトダイ１３との間）の圧力損失が算出される
と同時に、該圧力勾配およびスリツトダイ１３を
流れる単位時間当りの流量Ｑ（プランジヤ１２の
降下速度から求められる）から特定の剪断ひずみ
速度における定常流粘度ηが算出され、これらは
入出力装置２１によつて印字される。
この様にして、特定の剪断ひずみ速度における
測定が終了すると（上記各圧力センサ１４，１５
の圧力信号の変動比が一定値以下になれば、測定
は終了したものと判断する。）、マイクロコンピユ
ータ２０はフアンクシヨナルジエネレータ２２に
次の剪断ひずみ速度に対応するシグナルの発信を
命じる。
測定が終了すると（上記各圧力センサ１４，１５
の圧力信号の変動比が一定値以下になれば、測定
は終了したものと判断する。）、マイクロコンピユ
ータ２０はフアンクシヨナルジエネレータ２２に
次の剪断ひずみ速度に対応するシグナルの発信を
命じる。
以下同様の測定操作を繰り返せば、順次異なつ
た剪断ひずみ速度下における流動特性が測定され
る。
た剪断ひずみ速度下における流動特性が測定され
る。
上記圧力勾配はスリツトダイに設けた２本の圧
力センサ１５の圧力信号から求められ、上記スリ
ツトダイの出口圧は上記圧力勾配から推定計算し
て求められ、上記ダイ入口部の圧力損失は上記シ
リンダ底部１１ａまたはダイ導入部１３ａに設け
た圧力センサ１４による圧力と上記圧力勾配から
推定計算して求めたスリツトダイ上端部の圧力と
の差から求められる。
力センサ１５の圧力信号から求められ、上記スリ
ツトダイの出口圧は上記圧力勾配から推定計算し
て求められ、上記ダイ入口部の圧力損失は上記シ
リンダ底部１１ａまたはダイ導入部１３ａに設け
た圧力センサ１４による圧力と上記圧力勾配から
推定計算して求めたスリツトダイ上端部の圧力と
の差から求められる。
スリツトダイに設けた圧力センサ１５が１本の
場合には、上記圧力勾配は１本の圧力センサ１５
の圧力信号および同センサからスリツトダイ出口
までの距離から求める。これはスリツトダイ出口
圧を０と近似していることになる。またこの場合
の上記ダイ入口部の圧力損失は、スリツトダイに
設けた圧力センサが２本の場合と同様に、上記シ
リンダ底部１１ａまたはダイ導入部１３ａに設け
た圧力センサ１４による圧力と上記圧力勾配から
推定計算して求めたスリツトダイ上端部の圧力と
の差から求めることができる。これは、あくまで
も簡便法である。
場合には、上記圧力勾配は１本の圧力センサ１５
の圧力信号および同センサからスリツトダイ出口
までの距離から求める。これはスリツトダイ出口
圧を０と近似していることになる。またこの場合
の上記ダイ入口部の圧力損失は、スリツトダイに
設けた圧力センサが２本の場合と同様に、上記シ
リンダ底部１１ａまたはダイ導入部１３ａに設け
た圧力センサ１４による圧力と上記圧力勾配から
推定計算して求めたスリツトダイ上端部の圧力と
の差から求めることができる。これは、あくまで
も簡便法である。
上記剪断ひずみ速度は、プランジヤ１２を降下
させるための駆動機構２６，２７の馬力、シリン
ダ１１の内径あるいはスリツトの厚さを変えるこ
とによつて任意に変化させることができるが、比
較的低いひずみ速度領域を重視する時にはウオー
ムギア等の機械的駆動機構を用いてプランジヤの
降下速度を制御し、また比較的高いひずみ速度領
域を重視する時には油圧ポンプ等の高速流体圧駆
動機構を用いてプランジヤ降下速度を制御するこ
とが好ましい。
させるための駆動機構２６，２７の馬力、シリン
ダ１１の内径あるいはスリツトの厚さを変えるこ
とによつて任意に変化させることができるが、比
較的低いひずみ速度領域を重視する時にはウオー
ムギア等の機械的駆動機構を用いてプランジヤの
降下速度を制御し、また比較的高いひずみ速度領
域を重視する時には油圧ポンプ等の高速流体圧駆
動機構を用いてプランジヤ降下速度を制御するこ
とが好ましい。
ｇ 効果
(1) スリツトダイ１３を用い、該ダイの幅広い壁
面に流れ方向に沿つて複数本の圧力センサ１５
を設けると共にシリンダ底部１１ａまたはダイ
導入部１３ａにも圧力センサ１４を設けてあ
る。よつて、流れ方向の圧力勾配を面倒な管長
補正をすることなしに直接検出でき、同時にダ
イ出口圧およびダイ入口部の圧力損失も求める
ことができる。従つて、測定を短時間かつ正確
に行うことができ、さらに粘性を示す圧力勾配
（定常流粘度）と共にダイ出口圧およびダイ入
口部の圧力損失という弾性的性質も分離して測
定することができる。
面に流れ方向に沿つて複数本の圧力センサ１５
を設けると共にシリンダ底部１１ａまたはダイ
導入部１３ａにも圧力センサ１４を設けてあ
る。よつて、流れ方向の圧力勾配を面倒な管長
補正をすることなしに直接検出でき、同時にダ
イ出口圧およびダイ入口部の圧力損失も求める
ことができる。従つて、測定を短時間かつ正確
に行うことができ、さらに粘性を示す圧力勾配
（定常流粘度）と共にダイ出口圧およびダイ入
口部の圧力損失という弾性的性質も分離して測
定することができる。
(2) 圧力センサ１５が１本の場合には、スリツト
ダイ出口圧を０と近似することによつて流れ方
向の圧力勾配は面倒な管長補正をすることなし
に直接検出でき、同時にダイ入口部の圧力損失
も求めることができる。
ダイ出口圧を０と近似することによつて流れ方
向の圧力勾配は面倒な管長補正をすることなし
に直接検出でき、同時にダイ入口部の圧力損失
も求めることができる。
また、スリツトダイに設ける圧力センサを１
本にすることにより、製作費を安くできるので
汎用機とすることが可能である。
本にすることにより、製作費を安くできるので
汎用機とすることが可能である。
(3) 従来のフローテスターではプランジヤ部およ
びダイ部の流動の定常性が厳しく要求されるた
めプランジヤ径とダイ径の比率や形状に厳しい
制限が存在していたが、スリツトダイを用いて
圧力センサにより直接圧力を求める方法を採用
することにより、スリツトダイ部の流動の定常
性のみが必要条件となるのでプランジヤ径を大
巾に大きく（シリンダ容量大）とることができ
る。よつて、１回の試料充填および試料温度調
節により、異なる剪断ひずみ速度における定常
流粘度や弾性に関する量を多数測定することが
でき、この面からも測定時間の短縮を図ること
ができる。
びダイ部の流動の定常性が厳しく要求されるた
めプランジヤ径とダイ径の比率や形状に厳しい
制限が存在していたが、スリツトダイを用いて
圧力センサにより直接圧力を求める方法を採用
することにより、スリツトダイ部の流動の定常
性のみが必要条件となるのでプランジヤ径を大
巾に大きく（シリンダ容量大）とることができ
る。よつて、１回の試料充填および試料温度調
節により、異なる剪断ひずみ速度における定常
流粘度や弾性に関する量を多数測定することが
でき、この面からも測定時間の短縮を図ること
ができる。
(4) 各圧力センサからの圧力信号に基いてプラン
ジヤ降下速度を変化させる剪断ひずみ速度制御
機構を備えているので、広い剪断ひずみ速度を
カバーでき、かつ該速度変化を迅速かつ正確に
行うことができる。
ジヤ降下速度を変化させる剪断ひずみ速度制御
機構を備えているので、広い剪断ひずみ速度を
カバーでき、かつ該速度変化を迅速かつ正確に
行うことができる。
第４図は、本スリツトダイレオメータにより測
定したSBR1500配合ゴムの110℃、γ〓＝10sec-1に
おける圧力勾配、シリンダ底部の圧力PS、ダイ入
口部の圧力損失PL、ダイ上端部への外挿圧力PIお
よびダイ出口圧POを示す図、第５図は同じく
SBR1500配合ゴムの110℃における定常流粘度の
剪断ひずみ速度依存性曲線を示す図である。これ
らの図から、本スリツトダイレオメータによれ
ば、幅広い剪断ひずみ速度（γ〓）領域において弾
性および粘性を正確に測定できることがわかる。
また、第５図における６点のηの測定は計20分
（試料充填３分、温度調節10分、プランジヤ降下
５分、洗浄２分）という極めて短い時間で行うこ
とができた。
定したSBR1500配合ゴムの110℃、γ〓＝10sec-1に
おける圧力勾配、シリンダ底部の圧力PS、ダイ入
口部の圧力損失PL、ダイ上端部への外挿圧力PIお
よびダイ出口圧POを示す図、第５図は同じく
SBR1500配合ゴムの110℃における定常流粘度の
剪断ひずみ速度依存性曲線を示す図である。これ
らの図から、本スリツトダイレオメータによれ
ば、幅広い剪断ひずみ速度（γ〓）領域において弾
性および粘性を正確に測定できることがわかる。
また、第５図における６点のηの測定は計20分
（試料充填３分、温度調節10分、プランジヤ降下
５分、洗浄２分）という極めて短い時間で行うこ
とができた。
以上説明した様に、本発明に係るスリツトダイ
レオメータは、１回の試料充填および試料温度調
節によりかつダイ交換をすることなく、幅広い剪
断ひずみ速度（100〜105sec-1）領域における粘
性と弾性とを分離して同時に短時間にかつ高精度
で測定することができる。
レオメータは、１回の試料充填および試料温度調
節によりかつダイ交換をすることなく、幅広い剪
断ひずみ速度（100〜105sec-1）領域における粘
性と弾性とを分離して同時に短時間にかつ高精度
で測定することができる。
また、本スリツトダイレオメータによれば押出
し物の形状評価や表面肌を幅広い剪断ひずみ速度
領域に亘つて観察することができる。
し物の形状評価や表面肌を幅広い剪断ひずみ速度
領域に亘つて観察することができる。
なお、本発明はその要旨を越えない範囲で種々
変形可能であり、図示したものに限定されない。
特にプランジヤ降下駆動機構、圧力勾配、圧力損
失、出口圧を求める手段、剪断ひずみ速度制御手
段等は必要に応じて公知技術により種々変更して
構成することができる。
変形可能であり、図示したものに限定されない。
特にプランジヤ降下駆動機構、圧力勾配、圧力損
失、出口圧を求める手段、剪断ひずみ速度制御手
段等は必要に応じて公知技術により種々変更して
構成することができる。
第１図は従来のキヤピラリレオメータを示す概
念図、第２図は本発明に係るスリツトダイレオメ
ータの一実施例を示す概念図、第３図は第２図の
スリツトダイの斜視概念図、第４図および第５図
は本スリツトダイレオメータによる測定結果を示
す図である。 １１……シリンダ、１１ａ……シリンダ底部、
１２……プランジヤ、１３……スリツトダイ、１
３ａ……スリツトダイ導入部、１４，１５……圧
力センサ、１６……ダイ内での圧力勾配、ダイ入
口部での圧力損失およびダイ出口圧を求める手
段、１７……剪断ひずみ速度制御手段。
念図、第２図は本発明に係るスリツトダイレオメ
ータの一実施例を示す概念図、第３図は第２図の
スリツトダイの斜視概念図、第４図および第５図
は本スリツトダイレオメータによる測定結果を示
す図である。 １１……シリンダ、１１ａ……シリンダ底部、
１２……プランジヤ、１３……スリツトダイ、１
３ａ……スリツトダイ導入部、１４，１５……圧
力センサ、１６……ダイ内での圧力勾配、ダイ入
口部での圧力損失およびダイ出口圧を求める手
段、１７……剪断ひずみ速度制御手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリンダに充填された試料をプランジヤで押
圧してスリツトダイから押し出すことにより該試
料の流動特性を測定するスリツトダイレオメータ
において、シリンダ底部またはダイ導入部に設け
た圧力センサと、スリツトダイに試料の流れ方向
に沿つて設けた１本または２本以上の圧力センサ
と、上記各圧力センサにより得られた圧力信号か
らダイ内の圧力の時間変動率、圧力勾配、ダイ入
口部での圧力損失およびダイ出口圧を求める手段
と、上記圧力信号に基いてプランジヤの押出し速
度を制御する剪断ひずみ速度制御手段を備え、ダ
イ内の圧力の時間変動率が所定値以下になつたと
きに試料の流動特性を測定することを特徴とする
スリツトダイレオメータ。 ２ 上記シリンダが複数回の測定のための試料を
充填できる容積を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のスリツトダイレオメータ。 ３ 上記剪断ひずみ速度制御手段が機械的駆動機
構と流体圧駆動機構の組合せまたはその一方を備
えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のスリツトダイレオメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12144580A JPS5745430A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | Slit die rheometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12144580A JPS5745430A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | Slit die rheometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5745430A JPS5745430A (en) | 1982-03-15 |
| JPH0124253B2 true JPH0124253B2 (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=14811309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12144580A Granted JPS5745430A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | Slit die rheometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5745430A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6196441A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 見掛粘度測定装置 |
| JPH087131B2 (ja) * | 1989-11-13 | 1996-01-29 | 株式会社東洋精機製作所 | キャピラリー式流れ特性試験装置に於ける自動試験方法及びその装置 |
| US5209107A (en) * | 1991-04-04 | 1993-05-11 | Dynisco, Inc. | Capillary rheometer plunger pressure transducer and measurement technique |
| US5347851A (en) * | 1991-04-04 | 1994-09-20 | Dynisco, Inc. | Capillary rheometer plunger pressure transducer and measurement technique |
| CN100385218C (zh) * | 2001-10-31 | 2008-04-30 | 电流感应器公司 | 用于流速计的压力感测装置 |
| WO2005086883A2 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Rheosense, Inc. | Micro slit viscometer with monolithically integrated pressure sesonrs |
| WO2011139719A2 (en) | 2010-04-26 | 2011-11-10 | Rheosense, Inc. | Portable viscometer |
| WO2015157698A1 (en) | 2014-04-11 | 2015-10-15 | Rheosense, Inc. | Viscometer and methods for using the same |
| US12078582B2 (en) | 2021-05-10 | 2024-09-03 | Rheosense, Inc. | Viscometer with reduced dead-volume and high dynamic range |
-
1980
- 1980-09-02 JP JP12144580A patent/JPS5745430A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5745430A (en) | 1982-03-15 |
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