粘度の単位「mPa・s」を、現場の感覚に翻訳してみる | 人生をシミュレーションしてみる

生産技術出身の森下と申します。
電子部品メーカーで15年、接着と封止の工程を担当してきました。

塗布装置のカタログには必ず「使用可能粘度 1〜1,050,000mPa・s」といった仕様が載っています。
ただ、この数字を見て自社材料がどのあたりに位置するのか、その場で答えられる人はそう多くありません。

mPa・sという単位を、現場の感覚に置き換えてみます。

mPa・sは「水を1とする物差し」

Pa・s（パスカル秒）は、国際単位系（SI）で粘度を表す組立単位です。
産業技術総合研究所計量標準総合センターの国際単位系（SI）の解説でも、粘度の単位としてパスカル秒が挙げられています。

頭の「m」はSI接頭語のミリ、つまり1000分の1です。
1Pa・s＝1,000mPa・sになります。

覚えておくと便利なのは、常温の水がおよそ1mPa・sだという点です。
mPa・sの数字は「水の何倍ねばいか」とほぼ同じ意味になります。

古い資料で見かけるcP（センチポアズ）は、1cP＝1mPa・s。
数値がそのまま一致するので、読み替えの計算は要りません。

エース技研が公開している粘度の目安・接着剤の種類には、20〜25℃でのおおよその値がまとめられています。

10万mPa・sあたりから、自重では流れない領域に入っていくのが分かります。
高粘度対応をうたう装置が上限に掲げる100万mPa・sは、マスタードのさらに数倍という世界です。

同じ材料なのに資料によって粘度の値が違う。
そんな経験はないでしょうか。

これは誰かの間違いではなく、粘度という量の性質によるものです。

水や食用油のように、力の加え方に関係なく粘度が一定の液体をニュートン流体と呼びます。
一方で接着剤やグリスの多くは非ニュートン流体で、強くせん断をかけるほど見かけの粘度が下がります。

日本産業標準調査会が定めるJIS Z 8803:2011 液体の粘度測定方法でも、測定対象の量として「見掛け粘度」が規定されています。
規格の側が、条件で見かけの変わる材料を前提にしているわけです。

信越化学工業のシリコーンオイル KF-96の技術資料には、温度ごとの動粘度変化率が実測値で載っています。
KF-96-1,000csで25℃を1.00とすると、0℃で1.72、50℃で0.633です。

25℃から0℃に下がるだけで1.7倍以上になります。

しかもKF-96は、同社自身が「温度による粘度変化が小さい」ことを特長に挙げている製品です。
変化が小さいとされる材料でこれですから、一般的な接着剤はもっと振れると考えたほうがいいでしょう。

朝一番と昼過ぎで塗布量が変わる。
装置の不調を疑う前に、材料温度を疑う価値はあります。

たとえば高粘度・高フィラー入り材料に対応したディスペンサーの仕様例では、使用可能粘度が1〜1,050,000mPa・sと示されています。
ポンプ内の耐圧を19.6MPaまで高め、高粘度樹脂の吐出に対応した機種です。

この上限値は、候補を絞る入口としては有効です。
自社材料が10万mPa・sなら、上限20万mPa・sの機種より余裕がある、という判断はできます。

ただ、通るかどうかの最終判断には足りません。

実機テストを受け付けているメーカーもありますので、選定の最終段階では活用することをおすすめします。

単位が読めるようになると、材料メーカーとも装置メーカーとも同じ言葉で話せます。
まずは自社材料の粘度値を、測定温度とセットで確認するところから始めてみてください。