試料のレオロジー解析は、多くの種類の製品を開発する上で基本となるものです。粘度計とは異なり、レオメーターは、沈降のような極端に低いせん断速度や、ポンピング、混合、塗布のような高いせん断速度で実際に試料の特性を測定することができ、適切なせん断範囲で測定を行うことで、流動プロセスを適切にシミュレートし、優れた製品とそうでない製品を区別することができます。また、レオメータは、異なる添加剤の添加量やプロセスの変更による効果を測定することができるため、製品の配合や製造の最適化に使用できます。
レオメーターは、室温での製品の粘度を測定するだけでなく、プログラムされた温度プロファイル中の粘度を評価するためにも使用できます。また、ポリマーの加工性やガラス転移温度の評価にも使用できます。事前にプログラムされた分析を開始し、無人で、あるいは一晩放置して実行することもできるため、最小限の試験時間で正確な結果が得られます。
方法論の概要
回転型レオメーターにはさまざまな測定システムがありますが、最も一般的なのはコーン＆プレート、パラレルプレート、同軸円筒、ねじり治具です。コーン＆プレートまたはパラレルプレートの場合、試料は温度制御された平らな下側プレートに載せられ、上側のコーンまたは平らなプレートが試料上に下ろされ、試料が決められたスペースに押し込まれます。余分な試料を取り除いた後、上部測定システムは一方向にせん断されるか（ビスコメトリー）、回転振動されます（オシレーション、下の図1に示すように）。
粘度測定は、降伏応力（試料の流動を開始するのに必要な応力）の調査、せん断プロセスのシミュレーション、せん断安定性の測定、温度による粘度の変化の解析などに使用できます。振動試験では通常、試料を破壊せずに粘弾性構造を調べます。最初に振幅掃引を行い、試料が構造が破壊される前にどの程度の振動（large ）に耐えられるかを調べます。これは線形粘弾性領域として知られています。線形粘弾性領域が決定されると、動的条件下で粘弾性構造と粘度がどのように変化するかを調べるために、周波数掃引、時間掃引、温度掃引を行うことができる。
ロザンドキャピラリレオメータでは、あらかじめ必要な試験温度に設定された円筒形のバレルに試料を投入します。次に、サーボドライブ制御のピストンを使用して、一連の速度 (体積流量) を非常に制御しながら、バレルの端に設置された円筒形または長方形のスロットダイから試料を押し出します。ダイを横切る圧力降下は、ダイの真上に設置された圧力変換器で連続的に監視・測定されます。ロザンドキャピラリレオメータは、さまざまな圧力変換器やダイに対応できるため、幅広い種類の試料を測定できます。 一般的な試料粘度は、インクジェットインクから高充填高弾性ゴム試料までさまざまです。標準装置の温度範囲は、通常、常温から400°Cです(オプションとして極低温冷却と最高温度500°Cもあります)。
キャピラリレオメータは、せん断粘度、伸長粘度、弾性測定に使用できます。 また、熱劣化試験、流動-無流動試験、圧力体積温度 (PVT) 試験、ホールオフ (繊維紡糸)、応力緩和、ウォールスリップ解析などのモジュールもあります。
粘度フロー曲線の作成
一定せん断試験は、材料のせん断応力とせん断速度の関係を調べるために設計されており、せん断粘度はこの2つのパラメータの比です。試験ルーチンは、試験温度を事前に設定した後、空隙と空気の巻き込みを減らすため、均一な充填を確実にするために定期的にタンピングを行いながら試料に荷重をかけます。試料を装填した後、さらに試験前の圧縮を行い、試料が可能な限り脱泡され、完全に圧縮されていることを確認します。一連の個別のピストン速度（せん断速度）を目的のせん断速度範囲にわたって選択し、各速度で圧力平衡が検出されるまで試料を押し出します。圧力は試験中にモニターされ、収集された各データでせん断応力が計算されます。試料の真の流動特性の正確な結果を保証するために、ユーザーには、入口圧力と非ニュートン流体の誤差に関連する補正を最大2つまで適用するオプションがあります。