粘度计的制作方法

粘度计的制作方法
【专利摘要】目的在于提供一种利用简单的结构测量流体的粘度特性的粘度计。粘度计(10)具备：容器(12)，其容纳流体(13)；气体单元(100)，其与容器(12)连通而将按压流体(13)的气体(例如空气)送入到容器(12)；测量用针(11A)，其与容器(12)连通而排出被气体按压的流体(13)；以及计算机部(14)，其包括根据按压流体(13)时的气体压力和气体流量来计算流体(13)的粘度特性的计算功能。气体单元(100)具备调整气体压力的电动气动调节器(21)、和测量气体流量的流量计(101)。计算机部(14)的计算功能根据利用调节器(21)使气体压力变化时的、气体流量的变化，计算流体(13)的粘度特性。
【专利说明】粘度计

【技术领域】
[0001] 本发明涉及应用于粘度计而有效的技术。

【背景技术】
[0002] 在日本特开平9-329539号公报（专利文献1)中记载了与测量液体的粘度的毛细 管式粘度计相关的技术。并且，在日本特开平11-094725号公报（专利文献2)中记载了使 用毛细管式粘度计来测量具有流动性的夯土的可塑性的技术。
[0003] 毛细管式粘度计使测量对象的流体在毛细管内通过，从而能够根据施加于流体的 压力与此时的流量之间的关系来测量粘度特性（也称作流体特性。）（例如，参照专利文献 2的说明书的第0021-0024段）。另外，作为其他粘度计，还有转矩式（旋转式），由于是毛 细管式，所以构造复杂并且昂贵。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平9-329539号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开平11-094725号公报


【发明内容】

[0008] 发明要解决的课题
[0009] 分散流体根据剪切速度（也称作剪断速度。）与剪切应力（也称作剪断应力。） 的关系（即，粘度特性），大致区分为牛顿流体（也称作牛顿液体。）和非牛顿流体（也称 作非牛顿液体。）。剪切速度和剪切应力若为比例关系，则为牛顿流体（粘度特性表现出牛 顿特性。），若不为比例关系，则为非牛顿流体（粘度特性表现出例如触变特性。）。
[0010]另外，毛细管式粘度计例如与能够一边使分散流体旋转一边测量的转矩式粘度计 不同，具有不适于非牛顿流体的粘度特性的测量这一既成概念。这是因为：在使用了毛细管 式的情况下，在固形粒子的大小无法忽视这样的微小流路（即，毛细管为小径）中发生固形 粒子的堵塞，因此，分散流体的粘度特性依赖于固形粒子的大小（以下，也称作固形粒子的 相对于分散流体流路的大小依赖性。）。
[0011] 可是，从分散流体的制造商那里是在产品规格书中示出规定条件下的粘度特性而 提供的，但一般不记载与使用分散流体的用户的使用条件匹配的粘度特性。考虑到像这样 由制造商提供的粘度特性是如前述那样地使用转矩式粘度计来测量的。
[0012] 因此，使用分散流体的用户方面，在设计相对于在产品上设置的微小流路的分散 流体的情况下，获得了所需要的粘度特性，或者不得不进行实用试验。例如，在半导体制造 领域，在进行膏状焊料印刷的情况下，根据由焊料制造商提供的粘度特性，无法判断膏状焊 料是否充分埋入于印刷标记的开口部（是否发生所谓的渗透不良），需要进行实用试验。
[0013] 这样，在现有的毛细管式或转矩式的粘度计中，无法在考虑到根据分散流体的粘 度特性定量地考察固形粒子的相对于分散流体流路的大小依赖性的情况下进行制造。因 此，从使用分散流体的用户方面来说，谋求能够测量适于自身的使用条件的分散流体的粘 度特性的粘度计。
[0014] 并且，专利文献2中记载的粘度计使测量对象的流体在毛细管（毛细管）内通过， 根据此时的流量（即，流体本身的流量）测量粘度特性。然而，从毛细管排出的流体无论如 何都会残存（附着）在毛细管末端，因此，为了更准确地直接测量流体的流量，需要进行除 去残存在毛细管末端的流体的处理。因此，谋求不用设置除去残存流体的机构的、简单结构 的粘度计。
[0015] 本发明的目的在于提供一种利用简单结构测量流体的粘度特性的粘度计。本发明 的所述目的及其他目的和新颖的特征从本说明书的记述和附图中得以明确。
[0016] 用于解决课题的手段
[0017] 如下那样简单说明本申请公开的发明中的代表性的结构的概要。
[0018] 本发明的粘度计的特征在于，其具备：容器，其容纳流体；气体单元，其与所述容 器连通而将按压所述流体的气体送入到所述容器；测量用针，其与所述容器连通而排出被 所述气体按压的所述流体；以及计算机部，其包括根据按压所述流体时的气体压力和气体 流量来计算所述流体的粘度特性的计算功能。
[0019] 这样，通过将气体流量看作流体的流量，能够测量流体的粘度特性，由于不是直接 测量流体的流量，所以能够简单地构成粘度计。
[0020] 在本发明的粘度计中，优选的是，所述粘度计具备作为所述测量用针而被选择的、 内径彼此不同的多根针，利用所述计算功能计算所述多根针各自的所述流体的粘度特性， 测量依赖于所述内径的所述流体的粘度特性。
[0021] 由此,通过测量内径彼此不同的多根针各自的流体的粘度特性，能够得到使流体 的流路路径分别变化时的粘度特性。因此，能够测量流体的固形粒子的大小对流体的流路 造成的影响、即固形粒子相对于流体流路（针内径）的大小依赖性。
[0022] 并且，在本发明的粘度计中，优选的是，所述气体单元具备调整所述气体压力的调 节器、和测量所述气体流量的流量计，所述计算功能根据利用所述调节器使所述气体压力 变化时的、所述气体流量的变化，计算所述流体的粘度特性。
[0023] 由此，根据调节器和流量计的测量精度，能够确定粘度计的测量精度。并且，由于 是具备质量流量控制器的粘度计，所以能够提供廉价的粘度计。
[0024] 并且，在本发明的粘度计中，优选的是，所述气体单元具备调整所述气体流量的质 量流量控制器、和测量所述气体压力的压力计，所述计算功能根据利用所述质量流量控制 器使所述气体流量变化时的、所述气体压力的变化，计算所述流体的粘度特性。
[0025] 由此，根据质量流量控制器和压力计的测量精度，能够确定粘度计的测量精度。并 且，由于是具备调节器的粘度计，所以能够提供高精度的粘度计。
[0026] 并且，在本发明的粘度计中，优选的是，所述粘度计具备清洗用转接器，所述清洗 用转接器将所述测量用针替换为被清洗针，并向所述被清洗针内供给溶剂来清洗所述被清 洗针。
[0027] 由此，还能够除去在测量后的测量用针、即被清洗针内残存的流体。
[0028] 发明效果
[0029] 如下那样简单说明本申请公开的发明中的代表性的结构所获得的效果。根据本发 明，能够提供一种利用简单结构测量流体的粘度特性的粘度计。

【专利附图】

【附图说明】
[0030] 图1是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的结构的图。
[0031] 图2是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的组装结构的图。
[0032] 图3是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的组装结构的图。
[0033] 图4是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的组装结构的图。
[0034] 图5是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的组装结构的图。
[0035] 图6是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的组装结构的图。
[0036] 图7是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的组装结构的图。
[0037] 图8是用于说明本发明的一个实施方式的粘度计的组装结构的图。
[0038] 图9是用于说明分散流体的粘度特性的一例的图。
[0039] 图10是用于说明分散流体的粘度特性的其他例的图。
[0040] 图11是用于说明分散流体的粘度特性的其他例的图。
[0041] 图12是用于说明本发明的其他实施方式的粘度计的结构的图。
[0042] 图13是用于说明本发明的其他实施方式的粘度计的结构的图。

【具体实施方式】
[0043] 在以下的本发明的实施方式中，在必要时分成多个部分等进行说明，但原则上它 们相互是没有关系的，一方是另一方的一部或全部的变形例、详细情况等的关系。因此，在 所有图上，对具有相同的功能的部件标注相同的标号，省略其重复的说明。
[0044] 并且，对于结构要素的数量（包括个数、数值、量、范围等），除了特别明示的情况 和原理上明确限定于特定的数量的情况等以外，不限定其特定的数量，既可以是特定的数 量以上也可以是以下。并且，在涉及结构要素等的形状时，除了特别明示的情况和考虑到原 理上不太明确的情况等以外，包括实质上与其形状等近似或类似的形状等。
[0045] [实施方式1]
[0046] 首先，参照图1?图8对本发明的实施方式的粘度计10的结构进行说明。图1是 用于说明粘度计10的结构的图。图2?图8是用于说明粘度计10的组装结构的图。
[0047] 在图2?图7中，示出利用弹簧锁（パナ >錠）61从主体50卸下前表面罩51 (参 照图8)、并借助铰链62打开转动罩52的状态。并且，在图3中，示出卸下针收纳壳体54的 上表面罩55(参照图6)的状态。并且，在图4?图7中，示出卸下传感器罩53(参照图2) 的状态。粘度计10具备：橡胶制的脚部56,其分别设置在装备有各种设备的主体50的底部 的四角；以及把手60,其设置在主体50的上部，从而能够稳定地测量，并且便携性优异（参 照图8)。
[0048] 接着，本实施方式的粘度计10是按压流体13而使其从测量用针11A(毛细管）排 出并来对流体13的粘度特性进行测量的毛细管式粘度计。并且，流体13是使固形粒子（例 如，由触变剂构成。）分散于树脂部（例如，由高分子材料构成。）而成的分散流体。另外， 图1中，为了明确说明，对流体13附加了剖面线。
[0049] 粘度计10具备：多根针11，它们被选择作为测量用针11A，并且彼此内径φ不同； 容器12,其用于容纳流体13,在该容器12上连通并安装（装配）有测量用针11A。如图3 所示，多根针11收纳于针收纳壳体54,将选择好的针11 (作为测量用针11A。）取出并安装 到容器12上。
[0050] 作为多根针 11，例如，准备有内径(p 为 1. 60mm、1. 37mm、1. 19mm、1. 07mm、0. 84mm、 0· 69mm、0. 60mm、0. 51mm、0. 41mm、0. 34mm、0. 26mm、0. 21mm、0. 18mm 的不同的 13 根针。虽然在 后面叙述，但测量用针11的内径φ是为了计算测量对象的流体13的粘度特性而被参照的。 并且，各针11的长度L例如为20mm。另外，针11的内径φ (0. 18?1.60mm)、长度L(20mm)、 根数（13根）不限定于此。
[0051] 在粘度计10中，将各针11作为引起毛细管现象的毛细管来使用。各针11的另一 端能够以与容器12连通并安装于容器12的方式进行螺纹固定。通过形成为螺纹固定的结 构，作为测量用针11A，能够将从多根针11中选择出的一根简单地安装到容器12或从容器 12卸下。即，多根针11彼此能够简单地更换。
[0052] 容器12为注射型，其小口径的末端（一端）与测量针11A连通并连接，大口径的 另一端与测量用转接器15连接。在容器12的内部构成为，阻塞并收纳在末端侧的流体13 被柱塞16按压。
[0053] 以调整压力（表示压力值P。）的方式从容器12的另一端（上部）侧向容器12 内供给空气，从而柱塞16被该空气按压而移动。因此，容器12和测量用转接器15以将空 气供给至容器12的内部的方式连通并连接。另外，向容器12内供给的空气的压力值P也 是按压流体13的压力值P，是为了计算测量对象的流体13的粘度特性而被参照的。
[0054] 该测量用转接器15接受来自空气供给源20 (例如，最大400kPa)的空气供给，因 此，该测量用转接器15通过空气流路AD1与空气供给源20连接。而且，粘度计10具备设置 在空气流路AD1的中途的、电动气动调节器21、电磁阀22和压力计23。另外，包括电动气 动调节器21的粘度计10的电力供给通过主电源开关63 (参照图2)的接通、断开来进行。
[0055] 电动气动调节器21调整向容器12内供给的空气的压力值P，即调整按压流体13 的压力值P。并且，电磁阀22进行空气流路AD1的开闭。并且，压力计23设置在电动气动 调节器21的下游，对向容器12内供给的空气的压力值P进行测量。另外，也可以使压力计 23的测量值（压力值P)在显示装置64上显示。
[0056] 并且，粘度计10具备：区域传感器30 (参照图4)，其包括设置在测量用针11A的 末端侧的光电传感器25、26 (参照图1)而构成；以及传感器罩53 (参照图2)，其覆盖区域 传感器30。光电传感器25、26由受光部和发光部构成。而且，光电传感器25、26将测量对 象通过受光部和发光部之间而来自发光部的光被遮断时的变化作为信号进行检测。并且， 在传感器罩53设置有供测量用针11A的末端通过的窗部53a。
[0057] 如图1所不，光电传感器25和光电传感器26以隔开一定的间隔D (例如，10mm)的 方式设置。即，光电传感器25设置在从测量用针11A排出的流体13的间隔D的起点，光电 传感器26设置在间隔D的终点。另外，间隔D(10mm)不限于此。
[0058] 使所述光电传感器25、26成为一对，区域传感器30测量从测量用针11A排出的流 体13的通过时间T。来自成对的光电传感器25、26的测量信号在计算机部14以同步的方 式被参照，从而变换成流体13通过的通过时间T。在粘度计10设置有传感器罩53,因此， 当在区域传感器30测量流体13的通过时间T时，能够降低外部干扰（例如，空气流）所造 成的影响，能够得到更高精度的测量结果。
[0059] 该通过时间Τ是为了计算从测量用针11Α排出的流体13的外观的流量Q'而被参 照的。外观的流量Q'是指，利用流体13通过具有一定间隔的一对光电传感器25、26之间 的时间Τ和测量用针11Α的内径φ计算的值。
[0060] 实际上，在流体13从测量用针11Α的末端排出的瞬间，流体13引起缩流，因此流 体13的流路路径（也称作排出路径。）比测量用针11的内径φ小，缩流的程度是由流体 13中含有的固形粒子决定的。但是，粘度计10构成为，参照外观的流量Q'，利用计算机部 14计算（测量）流体13的粘度特性。因此，粘度计10是不需要测量实际的流体13的流路 路径的简单的结构。
[0061] 如图1所示，构成区域传感器30的光电传感器25、26经由接口模块24通过信号 线路与计算机部14连接。并且，前述的电动气动调节器21、电磁阀22和压力计23也经由 接口模块24通过信号线路与计算机部14连接。而且，粘度计10所具备的计算机部14具 有计算利用电动气动调节器21使压力值Ρ变化（例如，40kPa?lOOkPa的范围）时的、从 测量用针11A排出的流体13的外观的流量Q'的计算功能。
[0062] 从该计算机部14向电动气动调节器21输出（例如输出0?5V)对空气供给量进 行调整的控制信号。并且，从计算机部14向电磁阀22输出对空气流路进行开闭的控制信 号。而且，从压力计23向计算机部14输入（例如输入1?5V)压力值P的测量信号。
[0063] 并且，从光电传感器25、26向计算机部14输入（数字输入）测量信号。而且，在 连结计算机部14和光电传感器25、26的信号线路的中途设置有用于增大信号的传感器放 大器25A、26A。像这样，来自成对的光电传感器25、26的测量信号在计算机部14以同步的 方式被参照，从而变换成流体13通过的通过时间T。
[0064] 而且，计算机部14的计算功能根据从测量针11A排出的流体13的压力值P、通过 时间T、外观的流量Q'，将测量用针11的内径φ作为流体13的流路路径而计算流体13的 粘度特性。
[0065] 这样，本实施方式的粘度计10是针对流体13而借助容器12施加对压力值Ρ进行 了控制的空气，并测量通过测量用针11Α内的外观的流量Q'的装置。而且，粘度计10构成 为具备计算机部14,计算机部14根据测量出的数据（压直值Ρ、外观的流量Q'）求出流变 方程式，确定粘度特性（剪切速率-剪切应力特性）。
[0066] 另外，作为粘度计10的计算机部14,可以使用通过连接线缆（信号线路）与主体 50在外部连接的笔记本电脑。不限于此，也可以在主体50的内部连接计算机部14。
[0067] 这里，对通过测量施加于容器12内的流体13的空气的压力值Ρ、和外观的流量Q' 而能够计算流体13的粘度特性的情况进行说明。
[0068] 首先，流体13的实际的流量Q与印加的压力δ Ρ的关系如下面的公式（1)那样。 这里，η为幂定律的η乗，11°为树脂部（溶剂）的粘度，R为测量用针11Α的内径φ的半 径，L为测量用针11Α的长度。
[0069] Q= {(n+lV(3n+l)} JiR3{n/(n+l)}R(n+1)/n(l/2n 〇)1/n(Sp/L)1/n (1)
[0070] 并且，流体13的实际的流量Q与外观的流量Q'的关系如下面的公式（2)那样。另 夕卜，公式（2)是为了利用分散流体的η值唯一地确定缩流而成立的。
[0071] Q=、r(2n+l)/(3n+l)Q' (2)
[0072] 将公式（2)带入公式（1)并进行整理，得到下面的公式（3)。
[0073] Q，= C δ P1/n (3)
[0074] 其中，C= (l/K){(n+lV(3n+l)}以3{11八11+1)}1^ +1)/"(1/211(1)1/11(1/1)1/11是常数。
[0075] 根据公式（3)，在横轴上取空气的压力值（δ P)，在纵轴上取外观的流量（Q'），在 log-log的图表上进行描绘而得到直线，根据该直线的倾斜能够确定流体13的η值。
[0076] 而且，测量用针11Α的壁面的剪切应力tw和剪切速率yw如下面的公式（4)、（5) 那样。
[0077] τ w = R δ P/2L (4)
[0078] yw = {(3n+l)/n}Q/3iR3 (5)
[0079] 如前述那样，在根据压力值P和外观的流量Q'求得n值后，根据公式（4)和公式 (5)求得测量用针11Α的壁面的剪切应力t w和剪切速率Yw。即，利用计算机部14计算 测量对象的流体13的粘度特性（γ w- τ w特性）。
[0080] 这样，根据各种空气的压力值Ρ和外观的流量Q'，利用计算机部14计算各种剪切 速率YW和剪切应力τ w的值，利用粘度计10测量测量对象的流体13的粘度特性。并且， 在测量该流体13的粘度特性时，还能够计算作为流体13的指标值的、各剪切速率yw中的 粘度值、触变指数、屈服值（图9中的用箭头表示的、剪切速率yw为0时的剪切应力τ ￥ 的值）。
[0081] 这里，在图9、图10中示出相对于相同的流体13(例如，固形粒子的平均大小为大 约30 μ m的流体），使用不同的针内径φ (例如，1. 60mm、1. 07mm)的针11 (测量用针11Α)测 量得到的粘度特性（τ w特性）的例子。图9和图10是用于对流体13的粘度特性的 例子进行说明的图。其中，图9是针内径φ为1. 60_的情况下的粘度特性，图10是针内径 Φ为1. 07mm的情况下的粘度特性。
[0082] 图9的粘度特性表现出通常的触变特性（非牛顿特性），而图10的粘度特性表现 出牛顿特性。这些粘度特性即使是相同的流体13,也会由于针内径φ的不同而明显不同。 图10所示的结果可以认为是，流体13中含有的固形粒子的大小比流体13的流路路径（针 内径φ )大，在测量针11Α内引起堵塞现象，只有流体13的树脂部分流动。例如，在半导体 制造领域，在对膏状焊料（分散流体）进行印刷的情况下，若印刷标记的开口部变小，则会 产生树脂部的渗透不良，图9、图10所示的测量结果较好地说明了该现象。
[0083] 这样，通过更换针内径φ，能够利用流体13中的固形粒子的大小与流路路径的大 小的关系，解析出流体13的粘度特性是怎样变化的。
[0084] 而且，为了说明粘度计10的优势性，图11中示出将发生固形粒子（平均大小为 30μπι)的堵塞时的针内径φ固定（1.07mm)，并将流体13的固定粒子的平均大小减小至 4?24 μ m而测量得到的粘度特性（γ w- τ w特性）的例子。图11是用于对流体13的粘度 特性的例子进行说明的图。
[0085] 图11的粘度特性表现出与图9的粘度特性同样的触变特性。这可以认为，即使是 发生了堵塞的针内径φ，通过减小流体13的固形粒子的平均大小来消除堵塞，从而表现出 触变特性。由此也可知，图10中的粘度特性获得牛顿特性的原因是由流体13的固形粒子 的大小造成的。
[0086] 这样，粘度计10能够利用计算机部14的计算功能计算多根针11的各自的流体13 的粘度特性，将针11的内径φ作为流体13的流路路径，测量依赖于流路路径的流体13的 粘度特性。
[0087] 这样，通过更换内径彼此不同的多根针11，能够得到使流体13的流路路径分别变 化时的粘度特性。因此，能够测量流体13的固形粒子的大小对流体13的流路造成的影响、 即固形粒子相对于分散流体流路的大小依赖性。
[0088] 并且，计算机部14也可以包括抽取流体13的粘度特性从触变特性变换到牛顿特 性前的、表现出触变特性的针11的内径Φ的抽取功能。下面举例进行说明。
[0089] 使用相同的流体13,按照针内径Φ从大到小地更换多根针11。这时，针对各针11， 使压力值Ρ在例如40kPa?lOOkPa的范围变化，根据其测量结果计算（测量）粘度特性。 如前述那样，各粘度特性在针内径φ大的一侧表现触变特性，在小的一侧表现牛顿特性。
[0090] 即，随着减小针内径φ，粘度特性从触变特性向牛顿特性逐渐变化。并且，在内径9 为1. 60mm?1. 19mm时表现触变特性，内径φ为1. 07mm以下时表现牛顿特性的情况下，计算 机部14抽取从触变特性变化到牛顿特性前的内径φ (1. 19mm)。
[0091] 由此，可以确定出能够在触变特性的状态下使用流体13的范围。即，若为由计算 机部14抽取的针内径（例子的情况下为1. 19mm)以上的流路路径，则能够确定流体13为 触变特性的状态。作为具体的应用例，在进行膏状焊料印刷时使用粘度计10,由此，容易判 断作为流体13的膏状焊料是否渗透不良地埋入于印刷标记的开口部（流路路径）。
[0092] 如图1所示，这样的粘度计10也可以具备风箱31、32,风箱31、32从相对于流体 13自针11A排出的方向倾斜的方向，向测量用针11A的末端喷射空气。所述风箱31、32为 针型，其一端朝向测量用针11A的末端。
[0093] 风箱31、32接受来自空气供给源20的空气供给，因此，另一端通过空气流路AD2 与空气供给源20连接。在该空气流路AD2的中途，设置有用于调整空气供给源20的空气 压力（例如400kPa)的手动调节器33、和对向容器12连通的空气流路AD2进行开闭的电磁 阀34。电磁阀34经由接口模块24通过信号线路与计算机部14连接。从计算机部14向电 磁阀34输出对空气流路AD2进行开闭的控制信号。
[0094] 风箱31在电磁阀34被打开时从风箱31的另一端向风箱31内供给空气，并从风 箱31的一端喷射空气，由此能够除去在测量后的测量用针11A的末端残存的流体13。风箱 32也与风箱31同样地，能够除去在测量用针11A的末端残存的流体13。该残存的流体13 的除去是在改变压力值P并计算（测量）外观的流量Q'时进行的，由此能够得到高精度的 结果。
[0095] 并且，通过将风箱31、32相对于测量用针11A的末端对称配置，能够使残存的流体 13在被夹着的状态下向一个方向飞去。该一个方向是流体13从测量用针11A排出的方向， 因此，能够将残存的流体13除去而不会附着在区域传感器30上。
[0096] 并且，如图1所示，粘度计10也可以具备清洗用转接器35,清洗用转接器35将测 量用针11A替换为被清洗针11B，并向被清洗针11B内供给溶剂来清洗被清洗针11B。具体 地说，清洗用转接器35向与容器12相同类型的容器12A内供给溶剂，对按压该溶剂的柱塞 供给空气，将残存的流体13除去而进行清洗。在该情况下，可以视为清洗用转接器35包括 容器12A的结构。另外，也可以不使用溶剂，而是构成为简单地向被清洗针11B内直接供给 空气来将残存的流体13清洗除去。
[0097] 清洗用转接器35接受来自空气供给源20的空气供给，因此，该清洗用转接器35 通过空气流路AD3与空气供给源20连接。在该空气流路AD3的中途，设置有用于调整空气 供给源20的空气压力（例如400kPa)的手动调节器36、和对向清洗用转接器35连通的空 气流路AD3进行开闭的电磁阀40。电磁阀34经由接口模块24通过信号线路与计算机部 14连接。从计算机部14向电磁阀34输出（数字输出）对空气流路AD3进行开闭的控制信 号。
[0098] 清洗用转接器35在电磁阀40被打开时经由容器12A向被清洗针11B供给空气， 由此能够除去在测量后的测量用针11A、即被清洗针11B内残存的流体13而进行清洗。清 洗后的针11 (被清洗针11B)被收纳于针收纳壳体54(参照图3)。
[0099] [实施方式2]
[0100] 分散流体和只由树脂部构成的单一的流体的重要的特性之一是具有粘着力。流体 的粘着力例如能够利用被称作折缝（tuck)试验机的设备来测量。关于该折缝试验机，将测 量对象的流体涂布在固定板上，然后利用可动杆按压测量对象的流体，之后，将可动杆向远 离固定板侧的方向拉起，对测量对象的流体发生破坏时的力进行测量，将其值作为粘着力 而测量出。然而，考虑到，该测量对象不是流体的粘着力，而是将可动杆拉起时的测量对象 的流体发生变形的变形阻力。
[0101] 而且，如图9所示那样，所述实施方式1中说明的粘度计10能够测量流体13开始 流动的应力、即屈服值。物理地考察该值可知，仅是流体13流动时的应力、即流体与针11 的壁面的粘着力。这样，通过使用粘度计10,还能够测量流体13的粘着力。
[0102] [实施方式3]
[0103] 所述实施方式1中说明的粘度计10中的针11为更换式。因此，例如，若使用针内 侧的表面粗糙度不同的针11测量粘度特性，则能够得知根据表面状态的不同而流体13的 流动特性会怎样变化的信息。
[0104] [实施方式4]
[0105] 虽然在所述实施方式1中也进行了说明，但分散流体之一包括半导体制造领域中 使用的膏状焊料。膏状焊料使用焊料粉末作为固形粒子，并且使用助焊剂作为树脂部。该 膏状焊料在表面实装技术中广泛使用，使用专用的印刷机在印刷基板的焊盘上进行印刷而 涂布在印刷基板的焊盘上。
[0106] 在表面实装【技术领域】中，为了提高实装密度，部件的大小逐年缩小。例如，电子部 件制造商开发出0. 3_X0. 15mm这样极其微小的电子部件。在利用膏状焊料将这样的微小 的电子部件安装在基板上的情况下，在基板的焊盘上印刷的膏状焊料的大小的宽度也为大 约0.1mm。并且，膏状焊料中使用的焊料粉末的大小例如最小为ΙΟμπι。即，所述实施方式 1中说明那样的固形粒子的大小处于会对直接流动特性造成影响的级别。
[0107] 因此，在表面实装领域，使用所述实施方式1中说明的粘度计10是极其有效的。能 够将由此得到的数据直接反映在印刷机的印刷条件上，而且是有用的。
[0108] [实施方式5]
[0109] 在所述实施方式1中，关于对从测量用针11A排出的流体13的外观的流量Q'进 行测量，并根据该外观的流量Q'对流体13的粘度特性进行测量的情况进行了说明。在本 实施方式中，参照图12对根据向容器12内供给的气体的气体流量Q"对流体13的粘度特 性进行测量的情况进行说明。图12是用于说明本实施方式的粘度计10的结构的图。
[0110] 如图12所示，粘度计10具备：收纳流体13的容器12和测量用针11A(针11)，该 测量用针11A与容器12连通并排出被气体按压的流体13。容器12为注射型，其小口径的 末端（一端）与测量针11A连通并连接，大口径的另一端与测量用转接器15连接。测量用 转接器15接受来自空气供给源20的空气供给，因此，该测量用转接器15通过空气流路AD1 与空气供给源20连接。并且，在容器12的内部，阻塞并收纳在末端侧的流体13经由柱塞 16被从空气流路AD1送入的空气按压。另外，也可以不设置柱塞16,而是构成为空气直接 按压流体13。
[0111] 并且，流量计10具备气体单元1〇〇,该气体单元1〇〇与容器12连通，将按压流体 13的气体送入到容器12。该气体单元100具备构成空气流路AD1的管（例如歧管），并被 设置成连接在容器12 (测量用转接器15)和空气供给源20之间。并且，气体单元100具备 在空气流路AD1的中途设置的、流量计101 (例如，质量流量计、体积流量计等）、电动气动调 节器21、压力计23和带过滤器的调节器102。
[0112] 流量计101为了使流体13从测量用针11A排出而用作对被空气按压时的气体流 量Q"进行测量的装置。并且，电动气动调节器21调整向容器12内供给的空气的压力值 P (气体压力P)，即调整按压流体13的压力值P。并且，压力计23设置在电动气动调节器21 的下游，对向容器12内供给的空气的压力值P(气体压力P)进行测量。并且，带过滤器的 调节器102利用过滤器去除来自空气供给源的异物，以供给稳定的空气的方式进行调整。
[0113] 另外，电动气动调节器21和压力计23的值相同（或为近似值），因此可以省略压 力计23。在这方面，在本实施方式中，为了以包括损失的方式在尽量靠近测量对象侧的地方 测量压力，并反馈该结果（即，为了得到更准确的按压流体13的压力值P)，而在比流量计 101靠下游的位置，在容器12 (测量用针11A)的近前设置压力计23。并且，在异物没有混 入到从空气供给源供给的空气的情况下等，可以省略带过滤器的调节器102。
[0114] 并且，流量计10具备对在容器12内容纳的流体13的温度进行控制的温度控制单 元103。通过使用该温度控制单元103,能够测量室温以外的温度环境下、例如高温环境下 的流体13的粘度特性。另外，在测量室温下的流体13的粘度特性的情况下，可以省略温度 控制单元103。
[0115] 并且，粘度计10具备计算机部14,该计算机部14包括根据按压流体13时的气体 压力P和气体流量Q"计算流体13的粘度特性的计算功能。在该计算机部14连接有接口 模块24。该接口模块24通过信号线路（图12中用单点划线表示。）分别与电动气动调节 器21、压力计23、流量计101、温度控制单元103连接。因此，从计算机部14例如向电动气 动调节器21输送对空气供给量进行调整的控制信号，或者输送对温度控制单元103进行温 度调整的控制信号。并且，向计算机部14输送来自压力计23、流量计101的数据信号。因 此，计算机部14 (计算功能）能够根据利用电动气动调节器21使气体压力P变化时的、气 体流量Q"的变化，计算流体13的粘度特性。
[0116] 如所述实施方式1中说明的那样，根据公式（4)和公式（5)，利用计算机部14计算 测量对象的流体13的粘度特性（Y w- τ w特性）。并且，在横轴上取气体压力δ P，在纵轴 上取气体流量Q"，在对数图表上进行描绘而得到直线，根据该直线的倾斜确定公式（5)中 使用的η值。
[0117] 这里，本发明的发明人发现，根据外观的流量Q'求得的η值和根据气体流量Q"求 得的η值相同（或近似）。即，本发明的发明人发现在对数图表中，δΡ-Q'和δΡ-Q"是平 行的。因此，能够将气体流量Q"看作流体13的流量Q，从而能够测量流体13的粘度特性。 并且，由于不是直接测量流体13的流量Q的结构，所以能够简单地构成粘度计10。
[0118] 同样地，参照图13,对能够根据向容器12内供给的气体的气体流量Q"对流体13 的粘度特性进行测量的粘度计10进行说明。图13是用于说明本实施方式的粘度计10的 结构的图。另外，图12和图13中仅气体单元100的结构不同。
[0119] 图13所示的气体单元100具备对气体流量Q"进行调整的质量流量控制器104、和 对气体压力Ρ进行测量的压力计23。并且，质量流量控制器104和计算机部14通过信号 线路（图13中用单点划线表示。）连接起来。因此，从计算机部14向质量流量控制器104 输送对气体流量Q"进行调整的控制信号。因此，计算机部14(计算功能）能够根据利用质 量流量控制器104使气体流量Q"变化时的、气体压力Ρ的变化，计算流体13的粘度特性。
[0120] 这样,本实施方式的粘度计10根据按压流体13时的气体压力Ρ和气体流量Q"测 量流体13的粘度特性。图12所示的粘度计10利用电动气动调节器21而根据来自计算机 部14的命令进行控制。而且，测量向测量用的容器12供给的空气（压力空气）的流量Q" 并将其看作流体13的流量Q。
[0121] 并且，图13所示的粘度计10是这样的方式：利用质量流量控制器104根据来自计 算机部14命令向容器12供给一定的流量Q"的空气，这时，测量施加于容器12的压力Ρ (气 体压力Ρ)。关于空气的流量Q"和气体压力Ρ的测量，特别是在微小流量的情况下，流量Q" 的测量困难，气体压力Ρ的测量相对简单。因此，采用这样的方式：送入能够利用质量流量 控制器104保证精度的量的空气量，这时利用压力计23测量施加于容器12的压力Ρ。另 夕卜，在图12所示的粘度计10中，质量流量控制器104昂贵，因此，在重视价格的情况下采用 电动气动调节器21和流量计101的组合方式。
[0122] 在所述实施方式1的粘度计10中，需要根据通过在隔开一定间隔的位置配置的两 个光电传感器25、26之间的时间Τ和针内径φ，计算从测量用针11Α排出的流体13的外观 的流量Q"。并且，在所述实施方式1的粘度计10中，连续地测量时需要除去在测量针11Α 末端残存的流体13,需要设置具备风箱31、32的除去机构或者机械的切断机构。
[0123] 与此相对，本实施方式的粘度计10具有如下特征。首先，没有直接测量从测量用 针11Α排出的分散流体13的流量，因此，不需要在粘度计10前表面设置光电传感器、机械 的切断机构等，测量人员不会产生任何意识。此外，操作性优异并且维护性也优异。特别地， 由于没有机械的切断机构，所以容易处理，不易损坏。并且，由于不需要用测量用针11Α末 端切断分散流体13,所以实现了测量的高速化。
[0124] 并且，在所述实施方式1的粘度计10中，测量精度依赖于光电传感器25、26的检 测精度，测量精度只能在实验中求得，难以从理论上确定。在本实施方式的粘度计10中，能 够根据流量计101和电动气动调节器21、质量流量控制器104的精度来从理论上确定测量 精度。因此，装置的校正也容易。
[0125] 另外，在所述实施方式2?4中，也能够应对本实施方式的粘度计10。例如，若对 压力的测量曲线进行解析，则能够解析分散流体13与针壁面的粘着力、开始流动的屈服应 力等物理量。
[0126] 以上，根据实施方式对本发明进行了具体说明，但本发明当然不限定于所述实施 方式，在不脱离其主旨的范围能够进行各种变更。
[0127] 例如，作为使固体粒子分散于树脂部而成的分散流体，对将膏状焊料作为测量对 象的情况进行了说明，但不限于此，也能够将颜料等作为测量对象。并且，作为流体，能够将 牛顿流体（例如水等）作为测量对象。
[0128] 并且，例如，在所述实施方式中，作为按压流体13的气体，对使用了空气的情况进 行了说明，但也可以使用氮气等惰性气体。
【权利要求】
1. 一种粘度计，其特征在于， 所述粘度计具备： 容器，其容纳流体； 气体单元，其与所述容器连通而将按压所述流体的气体送入到所述容器； 测量用针，其与所述容器连通而排出被所述气体按压的所述流体；以及 计算机部，其包括根据按压所述流体时的气体压力和气体流量来计算所述流体的粘度 特性的计算功能。
2. 根据权利要求1所述的粘度计，其特征在于， 所述粘度计具备作为所述测量用针而被选择的、内径彼此不同的多根针， 利用所述计算功能计算所述多根针各自的所述流体的粘度特性，测量依赖于所述内径 的所述流体的粘度特性。
3. 根据权利要求1或2所述的粘度计，其特征在于， 所述气体单元具备调整所述气体压力的调节器、和测量所述气体流量的流量计， 所述计算功能根据利用所述调节器使所述气体压力变化时的、所述气体流量的变化， 计算所述流体的粘度特性。
4. 根据权利要求1或2所述的粘度计，其特征在于， 所述气体单元具备调整所述气体流量的质量流量控制器、和测量所述气体压力的压力 计， 所述计算功能根据利用所述质量流量控制器使所述气体流量变化时的、所述气体压力 的变化，计算所述流体的粘度特性。
5. 根据权利要求1?4中的任一项所述的粘度计，其特征在于， 所述粘度计具备清洗用转接器，所述清洗用转接器将所述测量用针替换为被清洗针， 并向所述被清洗针内供给溶剂来清洗所述被清洗针。
【文档编号】G01N11/08GK104272085SQ201380023089
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】大泽雅弘 申请人:天龙精机株式会社