JPH0611432A - 液体を撹拌させながらその粘性を測定する方法ならび にその装置 - Google Patents
液体を撹拌させながらその粘性を測定する方法ならび にその装置Info
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- JPH0611432A JPH0611432A JP19334392A JP19334392A JPH0611432A JP H0611432 A JPH0611432 A JP H0611432A JP 19334392 A JP19334392 A JP 19334392A JP 19334392 A JP19334392 A JP 19334392A JP H0611432 A JPH0611432 A JP H0611432A
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Abstract
性を測定する方法ならびにその装置を提案する。 【構成】 回転する内外筒1,2の間の環状空間13に
おいてその一部に狭小部13aを形成し、この環状空間
13に測定すべき液体試料を入れてから、内外筒を速度
差をつけて回転して、この液体試料を狭小部通過の間で
撹拌させながら、液体試料の粘性を求める。
Description
の粘性を測定する方法ならびにその装置に係り、詳しく
は、例えば、印刷インキなどの液体が印刷機の各印刷ユ
ニットを通る間にうける変化を再現しつつ、例えば、撹
拌による分散、乳化時の液体粘性を直接測定できる方法
ならびにその装置に係る。
れ、この中の一つとして回転粘度計が知られている。こ
の回転粘度計とは、円筒あるいは円板、あるいは球など
の物体を流体中で回転させるときに、その物体が流体の
粘性抵抗によるトルクを受けることを利用したものであ
り、非ニュ−トン流体の流動曲線を求める場合にも使用
されている。
のは主として剪断粘度であり、液体のうちでも、例え
ば、印刷インキが印刷機の各印刷ユニットを通る際に湿
し水に作用して印刷インキが分散や乳化し、実際の印刷
作業では、この分散、乳化時の粘度が重要なファクタで
あるにも拘らず、従来例の回転粘度計では測定時に水の
分離等が発生するため乳化時の粘度を正確に求めること
は困難であった。
じ程度の粘り気を持った樹脂ベ−スをつくり、このベ−
スをベヒクル中に加えて顔料と練和して製造される。こ
の印刷インキは、印刷過程で、平版やオフセット印刷に
つきものの湿し水に作用して分散、乳化を起こし、なか
でも、この分散、乳化によって粘度が低下すると、印刷
インキの転写の程度が悪くなり、良好なインキ膜の印刷
物が得られない。
分散、乳化された印刷インキの粘度を測定するとなる
と、印刷インキの試料を撹拌機にかけて分散、乳化し、
これをサンプリングして、回転粘度計で測定することに
なる。
通りに測定する場合、分散、乳化したものをサンプリン
グして従来例の回転粘度計によって測定する場合には、
試料をいちいちサンプリングしながら測定するため、測
定に時間がかかり、連続に測定することも不可能であ
る。
的には、印刷インキなどの液体の撹拌、例えば分散、乳
化を行なわせると同時に、撹拌状態で液体の粘度を連続
的に測定できる液体の粘度を測定する方法ならびにその
装置を提案する。
に、本発明方法は、回転する内外筒の間に形成される環
状空間の一部に狭小部を形成し、この環状空間には測定
すべき液体を入れてから、内外筒をそれぞれ速度差をつ
けて回転して、環状空間の狭小部で液体を撹拌しつつ、
このときの内外筒のいずれかのトルクや回転駆動力を測
定し、この測定値から流体の粘性を検出する。
装置は、図1に示す二重円筒型の構造を基本構造とす
る。すなわち、図1において符号1は内筒、2は外筒を
示し、これら内外筒1、2はともに回転自在に構成し、
この円筒状外筒2の中に、速度差を持って円筒状内筒1
を収納する。内筒1の回転軸は、外筒2の回転軸と同軸
に配置することなく、平行に間隔をおき離間させて配置
する。更に、この離間する間隔は、制御又は調整できる
よう構成し、さらに、内筒1ならびに外筒2はそれぞれ
独立した速度制御機構により回転できるよう構成する。
尚、内外筒1、2の速度差は、通常同方向回転で持たせ
るが、必要に応じ異方向回転又は一方のみの回転によっ
ても持たせることができるようにする。
り加工などによって回転時に下向きの力が働く方向に指
向する螺旋状溝を設け、回転時の流体の巻き付きによる
阪面上昇が生じ易い粘弾性流体であっても、容易に測定
できるようにする。
量的に液体を供給するために、給液装置を設け、液体の
混合比を変化させながら、粘性を連続的に測定できるよ
うにする。
2とは、所定の速度差をもって回転するため、液体の撹
拌部として作用する内筒1には液体の粘性によるトルク
が作用する。また、内筒1の回転軸と外筒2の回転軸と
は同軸でなく平行で偏心されている。更に、内外筒間に
形成される環状凹所13の少なくとも一部に狭小部13
aが形成されるところから、この狭小部13aを通過す
る液体には高い剪断を与えられ、これにより試料の撹拌
を効果的に行なう事ができる。
乳化等の操作を行ないつつ粘度を測定する。この際、内
筒1の回転軸が外筒2の回転軸に対して偏心して狭小部
が形成されているため、液体試料の撹拌効率が上がり、
液体試料は十分に撹拌される。更に詳しく説明すると、
液体試料が狭小部13aに流入し、ここを通過した後
は、液体試料が内外筒表面間で引き延ばされ、測定され
るトルクには、剪断粘度のほかに伸張粘度の影響が加味
される。この状態は、実際の印刷ユニットにおいて、ロ
−ル−ロ−ル間のニップ(ロ−ル間の接触部)を通過し
た後に印刷インキが引き延ばされるような状態と同等で
あり、この状態を狭小部13aを通過させることによっ
て測定できる。さらに、内外筒1、2の間に回転速度差
があるため試料を引き延ばす(伸張する)効果が増幅さ
れている。
全て高い剪断が生じる狭小部13aを通過するため、撹
拌は均一になり、このとき、内筒1の表面に発生するト
ルクを測定することにより液体試料の粘度変化を連続的
に測定することができる。
の最も小さい狭小部13aで液体試料に加えられる最大
剪断速度は、狭小部13aの距離や、内外筒1、2の回
転速度又は速度差の調整によって容易にコントロ−ルで
きる。
Dmは同方向回転の場合、内筒1の外表面と外筒2の内
表面間の距離(狭小部13aの距離)をC(図1参
照)、内筒1の内表面の線速度をVi、外筒2の外表面
の線速度をVoとすると、次式であらわせられる。 Dm=(Vi−Vo)/C 従って、狭小部13aの距離ならびに内外筒の速度差を
予め定めておくと、その値が液体試料に加えられる最大
の剪断速度が規定された状態で、粘度の測定が可能にな
る。
詳しく説明すると、次の通りである。
明図であり、図2は本発明を実施する装置の一例の正面
図であり、図3は図2に示す装置の側面図であり、図4
は本発明の他の実施例に係る装置の一部を示す説明図で
あり、図5は内筒に作用するトルクと粘性との関係を示
すグラフであり、図6は含水率とトルクの関係を示すグ
ラフであり、図7は撹拌時間とトルクの関係を示すグラ
フであり、図8は含水率とトルク比の関係を示すグラフ
であり、図9は狭小部の大きさ(mm)と与えられる剪
断速度(1/sec)を示すグラフである。
し、この内筒1は、軸受3ならびにトルクの検出部4を
介して駆動用モ−タ5に接続されている。駆動用モ−タ
5は、内筒1の回転数が40〜4000rpmの範囲内
になるよう、制御ができるのが好ましい。軸受3、トル
クの検出部4及び駆動用モ−タ5は台座6に取付けら
れ、台座6は垂直方向に移動可能に構成され、更に、台
座6はモ−タ7により上下に移動される。
より、例えば、0.1〜120rpmで回転できるよう
に構成されている。内筒1の回転方向は一つの方向のみ
にも構成できるが、外筒2の回転方向は内筒1と同じ方
向、または逆方向のいずれかを選択できるように構成す
る。
恒温漕8が配置され、温度制御が可能となっている。外
筒2、恒温漕8及び外筒駆動用モ−タ9は水平に移動可
能な台座10に据え付けられ、送りネジ11により位置
の調整が可能となっている。
と外筒2の回転軸が一致し同軸になった位置から内筒と
外筒が接する位置までの範囲で位置が調整でき、このよ
うにして狭小部13aの距離が調整できる。
内筒1の受けるトルクは、内筒1に連絡するトルクの検
出部4によって検出されるが、必ずしも、トルクの検出
部4によって検出しなくとも、内筒1の駆動用モ−タ5
の電力を測定することによってトルクを検出することが
できる。内外筒1、2は所望に応じていずれの寸法にも
構成できるが、通常は外筒2の直径Doが30mm、内
筒1の直径Diが20mm、内筒の浸液長Lが60mm
程度にするのが好ましい。
13aは0.1〜2.0mm程度とるのが好ましい。す
なわち、狭小部13aは上記の通り測定すべき液体試料
に所定の撹拌を与えるものである。従って、狭小部13
aの大きさをあまり大きくとると、撹拌効率が低下し、
例えば、印刷ユニットにおける印刷インキの乳化状態に
近い乳化が得られない。これに対し、狭小部13aの大
きさがあまり小さくなり、0.1mm未満になると、内
外筒1、2の工作精度を相当高めないと、回転時のふれ
の影響をうけ、狭小部13aの大きさが不均一となり誤
差を生じる。
外筒を60rpmで回転し、狭小部の大きさと液体試料
の剪断速度との関係を求めたところ、図9の通りであっ
た。
に、螺旋状の溝1aを形成することもできる。この溝1
aは、回転時に液体試料を下向きに押し下げる方向に形
成し、深さ、幅、ピッチなどは測定すべき液体試料の性
質に応じて決められるが、オフセット印刷インキの場合
には、深さ0.5mm、幅3mm、ピッチ5mm内外で
十分である。更に、測定すべき液体試料によっては表面
が平滑な内筒が好ましい場合があり、このため、螺旋状
の溝1a付きの内筒1と表面が平滑な内筒1とを用意
し、液体試料に応じて交換できるようにするのが好まし
い。
るために、例えば、電動ビュレットまたは定量ポンプ等
の給液装置12(図2参照)を設け、内外筒1、2間の
環状凹所13内に液体を供給するのが好ましい。このよ
うに構成すると、液体試料は一定速度で供給でき、液体
試料の混合比を連続的に変化させながら、粘度の変化を
測定できる。
様を説明すると、次の通りである。
c程度)を外筒2に秤量する。この際、液体試料のうち
で、分散媒と分散質のいずれか一方を外筒2に秤量して
おき、他方を給液装置12により供給することもでき
る。なお、分散媒と分散質と分けずにこれらを一諸にし
て最初から外筒2に秤量すると、分散質が固体の場合で
も測定できる。
8上にセットする。そこで、台座6を下げ、内筒1の上
下位置をセットし、その後、送りネジ11により台座1
0を水平方向に移動すると、内筒1と外筒2との相対的
位置が決定し、狭小部13aの大きさが決められる。ま
た、必要に応じて、電動ビュレット等の給液装置12を
セットする。
体試料を狭小部13aで撹拌しながら、このときのトル
クを観測し、液体試料の粘度変化を連続的に測定する。
この際、電動ビュレット等の給液装置12により、分散
質となる液体、例えば水を一定速度で供給すると、例え
ば、印刷インキなどの液体試料の混合比率、つまり、含
水率を連続的に変化させながら、粘度が測定できる。
液体試料が内筒1の外側面に巻き付いて内筒1のシャフ
トの部分まで上昇し周囲に飛び散る危険があるときに
は、螺旋の溝1aをつけた内筒1(図4参照)を用いる
と、液体試料が下向きに押し下げられて、円滑に測定で
きる。
クから液体試料の撹拌状態の粘度を得るには、予め、上
記測定装置によって粘度標準液について測定条件ごと
に、図5に示すような粘度−トルクの関係を測定してお
き、この結果から求める。
測定する例を示す。
筒2に秤量し、給液装置12により水を一定速度で供給
し、乳化し、実際の印刷のときと同じ乳化状態を再現
し、このときの平版インキの「トルク−時間曲線」を測
定した。この場合は、水の供給速度から各時刻での含水
率を計算で求めたところ、図6に示す「トルク−含水率
曲線」(イ)および(ロ)が得られた。
作用して含水率が多い場合には20〜30%になる。図
6で(イ)で示す平版用インキは水の供給量が多くなっ
て含水率が20%をこえると、トルクが低下し、印刷し
た際の濃度(インキの膜厚)が低下することがわかる。
キは、水の供給量を多くして含水率が20%をこえて
も、トルクが低下しておらず、インキ濃度が低下しない
ことがわかる。
ンキを、液体試料として用いて、次の条件を除いて実施
例1と略々同様に粘度を乳化しつつ測定した。 (1)、水を供給しないで印刷インキのみを液体試料と
して図7に示す「トルク−時間曲線」(ハ)を測定して
おいた。 (2)、液体試料を入れ換え、水を供給しながら図7に
示す「トルク−時間曲線」(ニ)を測定した。 (3)、(1)の曲線(ハ)に対する(2)の曲線
(ニ)とのトルクの比[(ニ)/(ハ)]を計算した。 (4)、水の供給速度から各時刻での含水率を計算し、
(3)で計算したトルク比とでグラフを作成したとこ
ろ、図8に示す「トルク比−含水率曲線」(ホ)が得ら
れた。
度差をもって回転する内外筒の間に形成される環状空間
においてその一部に狭小部を形成し、この環状空間に測
定すべき液体試料を入れ、この流体が狭小部を通過する
間に撹拌させながら、この撹拌時の液体試料の粘度を内
外筒のいずれか一方のトルクまたは回転駆動力を検出し
て測定するものである。従って、液体試料の撹拌にとも
なう粘性の変化を連続的に測定でき、なかでも、オフセ
ットなどの印刷インキが各印刷ユニットを通過する間の
粘度の変化が確実に求められる。
心として説明したが、本発明は印刷インキ以外に粘弾性
体やそれを含む液体一般に適用できる。
示したが、これ以外の形状のもの、例えば三角形以上の
多角形等でも、環状空間の一部に狭小部が形成できれ
ば、いずれのものにも構成できる。
明図である。
ラフである。
(1/sec)を示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】 回転する内外筒の間の環状空間において
その一部に狭小部を形成し、この環状空間に測定すべき
液体を入れてから、前記内外筒を速度差をつけて回転し
て、この流体を前記狭小部で撹拌させながら、前記内外
筒のいずれか一方のトルクまたは回転駆動力を検出し、
この検出値から前記流体の粘性を求めることを特徴とす
る液体を撹拌させながらその粘性を測定する方法。 - 【請求項2】 前記液体の性質に応じて前記狭小部の幅
を調整することを特徴とする請求項1記載の液体を撹拌
させながらその粘性を測定する方法。 - 【請求項3】 外筒内に、この外筒の回転速度に較べて
速度差をもって回転する内筒を、前記外筒の回転軸と平
行でかつ所定間隔をおいて離間するよう、配置し、更
に、この内筒に加わるトルクおよび/または前記内筒を
駆動するモ−タの電力を検出する検出部を設けることを
特徴とする液体を撹拌させながらその粘性を測定する装
置。 - 【請求項4】 前記外筒ならびに前記内筒を円筒状に構
成することを特徴とする請求項3記載の液体を撹拌させ
ながらその粘性を測定する装置。 - 【請求項5】 前記外筒の内側面と前記内筒の外側面と
の間の距離を調整できるよう構成することを特徴とする
請求項3または4記載の液体を撹拌させながらその粘性
を測定する装置。 - 【請求項6】 前記内筒の外側面に、前記内筒に付着す
る液体に対し回転時に下向きの力が働く方向に指向する
螺旋溝を、設けて成ることを特徴とする請求項3、4ま
たは5記載の液体を撹拌させながらその粘性を測定する
装置。 - 【請求項7】 前記内外筒の間に液体を定量的に供給す
る液体供給装置を設けることを特徴とする請求項3、4
または5記載の液体を撹拌させながらその粘性を測定す
る装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19334392A JP3214732B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 液体を撹拌させながらその粘性を測定する方法ならびにその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19334392A JP3214732B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 液体を撹拌させながらその粘性を測定する方法ならびにその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611432A true JPH0611432A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3214732B2 JP3214732B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=16306323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19334392A Expired - Lifetime JP3214732B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 液体を撹拌させながらその粘性を測定する方法ならびにその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214732B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007099687A1 (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Nagaoka University Of Technology | 流体解析方法及び流体解析装置 |
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| CN108489859A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-09-04 | 山东大学 | 抛光流体的配制与性能测试多功能系统及方法 |
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| CN119283223A (zh) * | 2024-12-09 | 2025-01-10 | 江苏天名建设有限公司 | 一种塑胶跑道铺设现场用原料混合设备 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP19334392A patent/JP3214732B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116223306B (zh) * | 2023-03-20 | 2023-09-08 | 山东林民公路材料有限公司 | 一种橡胶沥青粘度测试装置 |
| CN119283223A (zh) * | 2024-12-09 | 2025-01-10 | 江苏天名建设有限公司 | 一种塑胶跑道铺设现场用原料混合设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3214732B2 (ja) | 2001-10-02 |
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