(57)【要約】【課題】揮発性、発火性、流動性が高い液体の粘度を正確に測定することができる回転式粘度測定装置を得る。【解決手段】回転式粘度測定装置１０の測定フィン２２の外周部には円環状の外枠２４が取り付けられている。従って、流動性が高い液体（触媒インク２６）の攪拌時に液体が測定フィン２２の間から流れ出るのを阻止し、測定フィン２２への抵抗を増やすことができる。また、摩擦式と異なり回転式であるため、揮発性、発火性に対する不利も生じない。よって、当該液体（触媒インク２６）の粘度を正確に測定できる。【選択図】    図１
2006058109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の粘度を測定するための回転式粘度測定装置であって、
駆動力を受けることにより軸線回りに回転する回転軸と、
この回転軸の外周部に所定の間隔で配置されかつ各々半径方向外側へ向けて延出された複数枚の測定フィンと、
これらの測定フィンの外周部に設けられた外枠と、
を有することを特徴とする回転式粘度測定装置。
【請求項２】
前記外枠は、閉鎖環状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の回転式粘度測定装置。
【請求項３】
前記液体は、燃料電池に用いられる触媒インクである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転式粘度測定装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の粘度を測定するための回転式粘度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の粘度を測定するための粘度計としては、大別して摩擦式と回転式の二種類がある（下記特許文献参照）。
【０００３】
ここで、燃料電池の性能に大きく関わる触媒インク（カーボン、白金、各種溶液の混合物）は揮発性が高いため、既存の摩擦式粘度計では、熱の影響から数値が変化してしまって真値が解らないという問題がある。また、触媒インクは発火性が高いため、既存の摩擦式粘度計では測定中に発火するおそれがある。さらに、触媒インクは流動性が高いため、既存の回転式粘度計では、測定フィンの間から液体が流れ出てしまうため、数値が低過ぎて相対比較が出来ないという問題がある。
【特許文献１】実開平１−１６３５３３号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、従来では、作業者のカンやコツといった経験に基づいて試行錯誤よって試験用の触媒インクのサンプルを製作していた。このため、多大な時間と労力及びコストの無駄が生じていた。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、揮発性、発火性、流動性が高い液体の粘度を正確に測定することができる回転式粘度測定装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、液体の粘度を測定するための回転式粘度測定装置であって、駆動力を受けることにより軸線回りに回転する回転軸と、この回転軸の外周部に所定の間隔で配置されかつ各々半径方向外側へ向けて延出された複数枚の測定フィンと、これらの測定フィンの外周部に設けられた外枠と、を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項１記載の発明において、前記外枠は、閉鎖環状に形成されている、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記液体は、燃料電池に用いられる触媒インクである、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１記載の本発明によれば、駆動力を受けて回転軸が軸線回りに回転すると、それに伴って回転軸の外周部に所定の間隔で配置されかつ半径方向外側へ向けて延出された複数枚の測定フィンが同一方向へ同一回転量だけ回転する。
【００１０】
ここで、測定対象となる液体の流動性が高かった場合、従来の既存の回転式粘度計では、測定フィンの間から液体が流れ出てしまい、粘度が付かず測定不能であった。しかし、本発明では測定フィンの外周部に外枠を設けたので、測定フィンの間から流れ出ようとする液体が外枠によって遮られ、測定フィン側へ戻される。このため、測定フィンに適度な抵抗が得られ、流動性の高い液体の粘度の測定が可能となる。
【００１１】
なお、本発明は回転式粘度測定装置であるため、揮発性及び発火性がある液体であっても、それに起因した問題は生じない。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、外枠を閉鎖環状に形成したので、測定フィンの間に位置しかつ回転軸の半径方向外側へ流れ出ようとする液体の殆どが測定フィン側へ跳ね返される。
【００１３】
請求項３記載の本発明によれば、上記回転式粘度測定装置は、燃料電池に用いられる触媒インクの粘度測定に用いられる。
【００１４】
ここで、触媒インクは揮発性、発火性、流動性が高い性質を有するので、本発明に係る回転式粘度測定装置の測定対象として好適であり、触媒インクの粘度を正確に測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、駆動力を受けることにより軸線回りに回転する回転軸の外周部に半径方向外側へ向けて延出する複数枚の測定フィンを所定の間隔で設け、更にこれらの測定フィンの外周部に外枠を設けたので、流動性の高い液体が回転する測定フィンの間から流れ出るのを阻止することができ、その結果、揮発性、発火性、流動性が高い液体の粘度を正確に測定することができるという優れた効果を有する。
【００１６】
請求項２記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項１記載の発明において、外枠を閉鎖環状に形成したので、測定フィンの間に位置しかつ回転軸の半径方向外側へ流れ出ようとする液体の殆どが測定フィン側へ跳ね返され、その結果、液体の粘度の測定精度を高めることができるという優れた効果を有する。
【００１７】
請求項３記載の本発明に係る回転式粘度測定装置は、請求項１又は請求項２記載の発明において、燃料電池に用いられる触媒インクの粘度測定に本発明を用いることとしたので、従来では出来なかった触媒インクの正確な粘度測定を行うことができ、その結果、安定した燃料電池性能を引き出すことができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１〜図５を用いて、本発明に係る回転式粘度測定装置の一実施形態について説明する。
【００１９】
図１には、本実施形態に係る回転式粘度測定装置の全体構成を示す斜視図が示されている。この図に示されるように、回転式粘度測定装置１０は、モータ等の図示しない駆動手段を備えた装置本体１２と、この装置本体１２の底面から下方へ突出状態で配置されかつ上下動可能とされた測定部１４とを備えている。なお、装置本体１２は、支柱１６及び脚部１８によって安定的に作業面に支持されている。
【００２０】
図２（Ａ）に拡大して示されるように、測定部１４は、図示しない駆動手段の駆動力を受けて軸線回りに回転する回転軸としてのロッド２０と、このロッド２０の下端部の外周部に所定の間隔で放射状に取り付けられた複数枚（本実施形態では、９０度間隔で合計４枚）の測定フィン２２と、これらの測定フィン２２の外周部に取り付けられた外枠２４と、によって構成されている。
【００２１】
各測定フィン２２は細長い矩形プレート状に形成されており、内端はロッド２０の外周部に固定されている。また、外枠２４は円環状に形成されており、４枚の測定フィン２２の外接円を描くように測定フィン２２の外端に隙間が生じることなく固着されている。なお、測定フィン２２と外枠２４の高さは同一に揃えられている。また、上記測定フィン２２及び外枠２４は、ステンレス製とされている。
【００２２】
（本実施形態の作用・効果）
次に、図３を参照しつつ、本実施形態に係る回転式粘度測定装置１０を用いた触媒インク２６のサンプル製作方法について説明し、その説明を通して本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２３】
まず、図３（Ａ）に示されるように、本実施形態に係る回転式粘度測定装置１０を使って、容器２８内に貯留された調合済みの触媒インク２６の粘度が測定される（測定対象となる液体の攪拌測定工程）。
【００２４】
ここで、測定した粘度が一定の範囲内にあれば、触媒インク２６内の白金担持量は要求値を満たしている。図４は触媒インク２６内の白金担持量と電圧の関係をグラフ化したものであるが、測定した粘度が一定の範囲内にあれば、白金担持量は適正基準値である区間Ａの範囲内に存在する（電圧測定値を「・」で示している）。
【００２５】
上記関係を前提にして、測定した粘度が高い場合には、図３（Ｂ）に示されるように、エタノール等の溶液３０をスポイト３２で滴下して触媒インク２６の粘度をコントロール（即ち、粘度が低くなるように調整）する（粘度調整工程）。なお、触媒インク２６の粘度測定時には、エタノール等の溶液３０がいくら増えても触媒インク２６の性能には影響がないことが検証されている。
【００２６】
粘度調整後、回転式粘度測定装置１０を使って、再び触媒インク２６の粘度を測定する。測定した粘度が一定の範囲内にあれば、白金担持量は適正範囲内（前記区間Ａの範囲内）にあることになるから、図３（Ｃ）に示されるように、ドクター・ブレード３４を使ってシート３６に触媒インク２６を塗布する（塗布工程）。
【００２７】
その後、シート３６の乾燥工程を経てから、図３（Ｄ）に示されるように、シート３６を必要な大きさにカッティングしてサンプル３８を得る（カット工程）。
【００２８】
このように本実施形態に係る回転式粘度測定装置１０では、測定部１４の４枚の測定フィン２２の外周部に外枠２４を設けたので、測定フィン２２の回転時（攪拌時）に、隣り合う測定フィン２２の間から半径方向外側へ流れ出ようとする触媒インク２６は外枠２４によって遮られ、測定フィン２２側へ戻される。このため、各測定フィン２２に適度な抵抗が作用し（測定フィン２２が受ける抵抗が大きくなり）、流動性の高い触媒インク２６の粘度を測定することが可能となる。なお、本実施形態に係る回転式粘度測定装置１０は、回転式粘度計に属するものであり、摩擦式粘度計に属するものではないため、揮発性及び発火性が高い触媒インク２６であってもこれらの性質に起因した問題は生じない。その結果、本実施形態によれば、揮発性、発火性、流動性が高い触媒インク２６の粘度を正確に測定することができる。
【００２９】
これにより、従来は作業者のカンやコツといった経験に基づいて試行錯誤的に行われていた触媒インク２６のサンプル作りを、本実施形態に係る回転式粘度測定装置１０を使えば、任意の粘度の触媒インク２６を作ることが可能となった。その結果、サンプル作りのために試行錯誤を繰り返す時間と労力の無駄を解消することができ、触媒インク２６のサンプル製造に要する時間の短縮、労力の軽減、コストの大幅な削減を達成することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る回転式粘度測定装置１０では、外枠２４を閉鎖環状（円環状）に形成したので、攪拌により隣り合う測定フィン２２の間に位置しかつロッド２０の半径方向外側へ流れ出ようとする触媒インク２６の殆どが測定フィン２２側へ跳ね返されることになる。その結果、本実施形態によれば、触媒インク２６の粘度の測定精度をより一層高めることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係る回転式粘度測定装置１０では、燃料電池に用いられる触媒インク２６の粘度測定に用いられるが、触媒インク２６は揮発性、発火性、流動性が高い性質を有するので、本発明に係る回転式粘度測定装置の測定対象として好適であり、触媒インク２６の粘度を正確に測定することができる。その結果、安定した燃料電池性能を引き出すことができる。
【００３２】
（本実施形態の補足説明）
なお、上述した本実施形態では、燃料電池の触媒インク２６の粘度測定に回転式粘度測定装置１０を用いたが、これに限らず、同様の性質を持つ液体の粘度測定に本発明に係る回転式粘度測定装置を用いてもよい。
【００３３】
また、上述した本実施形態では、測定部１４の測定フィン２２を軸方向に見て十字状に４枚取り付けたものを用いたが、外枠２４さえ設ければ、測定部の測定フィンの形状や枚数は任意に選択することが可能である。
【００３４】
例えば、図５（Ａ）に示される測定部４０では、ロッド２０の外周部に針金状の支持棒４２が軸方向に見て十字状に刺し込まれており、その先端部に短めの矩形プレート状の測定フィン４４が取り付けられている。しかし、この構成だけでは、流動性の高い液体の粘度は全く測定できないが、本実施形態と同様に外枠２４を付加することにより、このような流動性の高い液体の粘度測定が可能になる。
【００３５】
また、図５（Ｂ）に示される測定部４６では、ロッド２０の外周部に矩形プレート状の測定フィン４８が多数枚放射状に取り付けられている。しかし、この構成だけでは、流動性の高い液体の粘度は全く測定できないが、本実施形態と同様に外枠２４を付加することにより、このような流動性の高い液体の粘度測定が可能になる。
【００３６】
さらに、上述した本実施形態では、軸方向に見て円環状の外枠２４を設けたが、これに限らず、閉鎖環状体であればよい。従って、辺数が多い正多角形の外枠でも適用は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る回転式粘度測定装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１に示される測定部の拡大斜視図であり、（Ｂ）は図１に示される容器の拡大斜視図である。
【図３】本実施形態に係る回転式粘度測定装置を用いた触媒インクのサンプルの製作手順を示す説明図である。
【図４】白金担持量と電圧の関係を示すグラフである。
【図５】測定部の変形例を示す斜視図であり、（Ａ）は測定フィンの他に支持棒が加わった変形例を示す斜視図、（Ｂ）は測定フィンの枚数を増やした変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０      回転式粘度測定装置
２０      ロッド（回転軸）
２２      測定フィン
２４      外枠
２６      触媒インク（液体）  
【図１】
2006058109.tif 000003
【図２】
2006058109.tif 000004
【図３】
2006058109.tif 000005
【図４】
2006058109.tif 000006
【図５】
2006058109.tif 000007