JPH03501770A - 物質の粘度を測定する方法並びに装置 - Google Patents

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】 物質の粘度を測定する方法並びに装置 本発明は、被覆層の有効粘度及び弾性特性を測定する請求項１記載の方法並びに 、この方法を実施する装置に関する。

工業塗装の最適な特性及び防食に対しては、極めて高い要求が課せられる。塗装 は良好な流動性をもって行われねばならず、気泡及びクレータのような表面の凹 凸並びに、塗装面における流れ形成を有することは許されない。また、縁部も被 覆層によって可能な限り良好に覆われていなくてはならない。要求されているこ れらの特性は、主として、塗布された被覆層の乾燥中における流れ特性の時間的 な経過によって左右される。流れ特性及びその時間的な経過は、塗装材料の配合 の質及び量の組成と、乾燥過程における条件（吹付は段階の時間、焼付は時間、 焼付は温度等）とによって規定される。

「転勤ボール法」による被覆層の流れ特性の測定は、１９３６年からの作業にさ かのぼる。この測定法は、それ以来頻繁に使用された。計算機によって制御され る測定装置は、ＤＥ　３４　２０　３４１　Ｃ２に記載されており、この測定法 によって、見掛けの粘度を吹付は過程及び焼付は過程中に規定することが可能で ある。この場合被覆される金属薄板は、水平に対して斜めに規定された角度（例 えば３０”）で設置され、塗膜におけるスチールボールの転勤運動は、モータ駆 動装置を用いた金属薄板の回転、つまり該金属薄板の平面に対して垂直でかつそ の中心点を通る軸線を中心にした回転によって相殺される。点状の光源と所属の 光検出機とが、電気ユニットとの関連においてモータ駆動装置を制御するために 働き、この場合モータは被覆された金属薄板を、ポールの運動方向とは逆向きに 回転させ、これによってボールは、鉛直方向においてほぼ等しい箇所に保ｔ；れ る。被覆された金属薄板の回転速度は、被覆層の粘度に対して反比例している。

このようにして塗膜の粘度は、塗膜の時間もしくは温度の関数として測定され得 る。

しかしながらこの測定方法には次のような欠点がある。すなわちこの測定方法で は、被覆される金属薄板が傾斜していることによって、物理的な乾燥の過程にお いて塗膜の流れの形成と、比較的重い溶剤蒸気の落下が生ぜしめられる。この結 果、測定のために使用されるスチールポールは層厚の異なった範囲において転動 することになり、これは、測定精度に不都合な影響を与える。

ゆえに本発明の課題は、不都合な流れ形成並びに溶剤の落下を回避することがで き、しかも、ボールに作用する力の大きさが広い範囲において調節可能で、この 結果粘度測定範囲を拡大することができる測定方法並びに測定装置を提供するこ とである。

この課題を解決するために本発明の方法では、請求の範囲第１項記載のようにし た。

また、本発明による方法を実施する装置は、請求の範囲第３項及び第４項以下に 記載のように構成されている。

別のことばで表現すると、本発明による提案によって、被覆される支持板を水平 に配置することができ、ひいては、不都合な流れ形成並びに溶剤蒸気の落下を回 避することができる。強磁性の材料から成るボールに作用する磁力の大きさは、 広い範囲において調節可能であり、これは、はぼ１０ｍＰａ５からほぼ１０００ Ｐａ　ｓ又はそれ以上までの粘度測定範囲の著しい拡大を意味する。これによっ て、従来の測定装置を用いて検出することが可能であった粘度範囲よりも大きな 、従来未知であった粘度範囲を、焼付は過程中に技術的に検出することが可能に なった。

粘性のある塗膜におけるポール速度の測定は、オンライン式に行うことが可能で あり、従って測定方法を完全に自動化することができる。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による磁気式の測定装置の概略図、第２図は本発明による測定装 置によって得られる特性線図である。

第１図には、測定装置の主要な部分が示されている。磁化可能なポールｌは被覆 層２において、水平に配置されｔ；非強磁性の材料例えばガラス製の支持板３の 運動時に、この支持板３の下に配置された永久磁石又は電磁石４の磁界勾配の影 響下で、転勤させられる。

支持板３の運動速度ヱは磁石４が位置固定の場合に次のように、すなわち、ポー ルｌが静止位置から一定の間隔Δ王をおいて転動しながら保たれるように、調整 される。この場合にポールの位置は、無接触式のセンサを用いて検出される。こ れは、ボールｌに作用する一定の磁気駆動力による試みに相当しており、この場 合、有効被覆層粘度の逆数に比例した転勤速度が生ぜしめられる。サーボモータ 駆動装置による支持板３の運動は、純然たる直線運動であっても、回転運動（円 形軌道）であってもよい。しかしながらまた、両方の運動が組み合わせられた運 動（例えば旋回軌道）であってもよい。

電磁石４による磁界の形成には、ボール１に作用する力がコイル電流を介して広 い範囲にわたって可変に調整できるという利点がある。このことは、従来の測定 装置、すなわち一定の力つまり重力が転動するポールに作用するようになってい る従来の測定装置に比べて、大きな利点を有している。つまりこれによっ゛〔本 発明によれば、粘度測定範囲を、１０ｍＰａ５と１０００Ｐａｓ又はそれ以上と の間の値に広げることができる。

本発明による測定方法はしかしながらまた別の可能性、つまり、可変の被覆層粘 度へのポール１の駆動力もしくは転勤速度の適合の可能性をも有している：（ａ ）他の偏位Δの選択 （ｂ）他の支持板厚さの選択 （ｅ）他の磁極シューの幾何学形状の選択（ｄ）他のポール直径の選択 （ｅ）他の透磁性を有するポール材料の選択このように本発明による測定方法は 、傾斜した金属薄板を用いて測定を行う従来技術の測定方法に比べて、以下に記 載のような利点を有している：１、被覆層例えば塗膜にポールの転勤跡が形成さ れない。

２、比較的重い溶剤蒸気が落下しない、もしくは溶剤落下の跡が形成されない。

３、有効粘度のオンライン測定が可能である。

４、ポールｌに作用する磁力の大きさを、広い範囲にわたって調節することがで きる。

５、　１０ｍＰａ５から１０００Ｐａｓまで又はそれ以上の粘度範囲にわたって 測定を行うことができる。

６６　磁界によるポールｌの横方向における集束が可能である。

７、測定方法を自動化することができる。

８、測定方法を、粘度測定のために振動する転勤運動に広げることができる。

第２図には、上述の磁気式測定装置によって得られる特性線が示されている。粘 度の異なったオイルフィルム（フィルム厚２５０μｍ）に対して、磁界の影響下 に村けるポール転勤時間が示されており、この場合には永久磁石が使用された。

またポールには、軟鉄製の直径　２．５ｍｍのポールｌが使用された。さらに測 定のためには、８０−１８０−１２Ｏ０の範囲における異なった粘度の５つの検 査オイルが選択された。オイルフィルムは厚さ１ｍｍのガラス板３に引張り直線 で生ぜしめられた。測定温度は２０．０　’Ｃであり、測定区間の長さΔＸは３ ｃｍであった。

第１図に示されｔ；物理・数学的な関係は、ポール１の転勤速度が被覆層２の有 効粘度に反比例していることを意味している。測定時間上（つまりボール転勤速 度ヱ）と被覆層２例えばオイルフィルムの粘度との間におけるこの理論的に生ぜ しめられた直線的な関係は、第２図に示されｔ；測定結果によって経験的に確認 される。このことから、被覆層の粘度を規定するという必要な使用目的のために 、磁気による測定方法を使用できることが判明した。

２００°の（しかしながらまた３００°までの）温度範囲における被覆層の焼付 は過程においては、強磁性の鉄ポールの磁化の低下が考慮されねばならない。

この温度と磁化率との関連は公知であり、ソフＩ・ウェアを介して計算機を用い て有効粘度の計算時に考慮される。

測定装置は、ポールｌが電磁石４の横方向の交番磁界の付加的な影響下で振動的 な転勤運動を実施するように、構成されている。このようにして、被覆層２の弾 性的な特性を規定することができる。複合的な横弾性係数（蓄積モジュールもし くは損失モジュール）の実際部分及び想像部分は、振動数の関数として規定可能 である。

手続補正書（白色 平成２　年　７月　１０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．支持板に検査すべさ被覆層を塗布して、該被覆層の上でボールを転勤させる ことによって、吹付け段階及び焼付け段階中に、被覆層の有効粘度及び弾性特性 を測定する方法であって、磁化可能なボールを、磁界におけるその静止位置から の偏位後に、支持板の下に配置された永久磁石又は電磁石の磁界勾配の影響下で 、水平に配置された支持板の運動時に、被覆層フィルムにおいて転動運動させ、 磁石が位置固定の場合における支持板の運動速度を、ボールが転動しながら静止 位置から一定の間隔を保つように調整し、ボールの位置を、支持板の送り速度を 制御する無接触式のセンサを用いて検出することを特徴とする、物質の粘度を測 定する方法。 ２．ボールを、電磁石の付加的な交番磁界の影響下で、横方向振動的な転動運動 させる、請求項１記載の方法。 ３．支持板（３）に検査すべき被覆層（２）を塗布して、該被覆層の上でボール （１）を転勤させることによって、吹付け段階及び焼付け段階中に、被覆層（２ ）の有効粘度及び弾性特性を測定する、請求項１又は２記載の方法を実施する装 置であって、支持板（２）が、非強磁性の材料から成るプレートより構成されて おり、ボール（１）が強磁性の材料から成っていて、１〜１０、有利には１．５ 〜４ｍｍのボール直径を有しており、支持板（３）を違勅させるためのサーボモ ータ駆動装置が設けられていて、支持板の下に永久磁石又は電磁石（４）が配置 されていることを特徴とする、物質の粘度を測定する装置。 ４．ボールがスチールから成っていて、２．５ｍｍのボール直径を有している、 請求項３記載の装置。 ５．支持板（３）が純然たる直線運動を行う、請求項３ヌは４記載の装置。 ６．支持板が回転運動を行う、請求項３又は４記載の装置。 ７．支持板が、純然たる直線運動と回転運動とを組み合わせられた運動を行う、 請求項３から６までのいずれか１項記載の装置。 ８．コイル電流を介して、ボール（１）に作用する力を広い範囲にわたって変化 及調整することのできる調整可能な電磁石（４）が設けられている、請求項３か ら７までのいずれか１項記載の装置。 ９．異なった磁化率を有する複数の強磁性のボール材料が使用される、請求項３ から８までのいずれか１項記載の装置。 １０．支持板（３）のための非強磁性の材料として、ガラスが使用される、請求 項３から９までのいずれか１項記載の装置。