電子業界におけるスクリーン印刷ロゴ 粘度計、レオメーターの種類、特徴、構造についての記事。 スクリーン印刷と係りが深く、基本的な測定装置をピックアップし概説。

電子業界におけるスクリーン印刷技術/粘度計

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粘度計・レオメータ

インクの粘弾性などの物性を評価するため、種々の測定装置が利用されます。 ここでは、スクリーン印刷用 ペーストを測定するのに適した粘度計・レオメータについて記載します。
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単純に粘度を測定するための粘度計であれば種々考案されていますが、それぞれに一長一短があります。
スクリーン印刷用ペーストは、通常、粘塑性流体であり非ビンガム流動を示しますので、それに適した粘度計を使用する必要があります。


利用されるのはほとんどが回転型・平板型で、製造部門などでの品質管理的な利用では簡易的な回転型がよく利用されます。
研究開発部門などで回転数(ずり速度)や応力を制御して測定する必要がある場合には、平板型などのレオメータが利用されます。


レオメータとは、物質のレオロジー特性を測定する装置の総称と定義されますが、一般的には回転軸の角速度やトルクを制御して測定可能な 回転型および振動型粘弾性測定装置を指します。
良く使用される粘度計・レオメータには、次のようなものがあります。

同心円筒回転型粘度計同心円筒回転型粘度計

同心円筒回転型粘度計の図 2つの同軸円筒の隙間にペーストを充填し、内側または外側の円筒を回転させて相対速度を生じさせます。
粘度は、幾何学的ディメンジョンとローターのトルクから算出できます。


メーカーによっては回転数を変化させられるタイプもあり、この場合は回転数すなわちずり速度を変化させた場合の粘度を計測 することが可能です。
但し、可変範囲は0.1〜100 (1/sec) 程度しかありませんので、詳細な分析などにはややもの足りません。


ブルックフィールドHBT粘度計が業界的には標準とされる場合が多いです。

粘度計

パラレルプレートレオメータパラレルプレート型粘度計・レオメータ

パラレルプレート型粘度計の図 円形の平行平板間にペーストを充填し、片側のプレートを回転させて相対速度を生じさせます。
粘度は、ローターのトルクを計測して算出されます。


このタイプは近年、トルクを制御しつつ測定可能なタイプが普及してきています。
装置のグレードによっては、複素弾性率、応力緩和、弾性回復、降伏値、チクソトロピー(チキソトロピー)およびそれぞれの温度依存性など極めて多彩な測定が 可能になっているタイプもあります。


このような測定装置を利用して、印刷適性などを解明していくことがスクリーン印刷業界での当面の傾向となりそうです。

コーンプレートレオメータコーンプレート型粘度計・レオメータ

コーンプレート型粘度計の図

特徴などは、上記パラレルプレート型とほぼ同様です。
ペーストに大きな粒子が混錬されているような場合には注意が必要となります。

コーンプレート型では、コーン部およびプレート部でのずり速度が面内で一様になるように設計されていることがほとんどです。
したがって、設計上の幾何学的な誤差は他の方式に比べて小さくされています。

粘度計

その他、毛細管形、オリフィス形等の粘度計もありますが、スクリーン印刷の分野ではあまり見受けられませんので割愛します。

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