KR101110329B1 - 접촉각 측정 모듈, 이를 구비한 표면 에너지 측정 장치 및 이를 이용한 표면 에너지 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (10)
- 내부에 중공부가 형성되고, 상기 중공부는 아래 방향으로 개방되어 있으며, 중공부에 광학계를 구비하고, 측정 대상 고체의 표면에 배치되는 본체;상기 본체의 상부로 부터 상기 본체의 중공부에 주사 바늘이 노출되도록 삽입되어 착탈 가능하게 고정되는 주사 유닛; 및상기 주사 바늘의 단부와, 상기 주사 바늘의 하단부로부터 측정 대상 표면상에 낙하된 액적과, 상기 측정 대상 표면을 인식하여 컴퓨터로 전송하는 광학계를 포함하고,상기 주사 유닛은 피스톤의 상하 방향 운동을 미세 조정할 수 있는 미세 조정 나사를 구비하고, 주사 유닛의 주사기 몸체에는 시료 액체가 담겨있어서, 사용자가 상기 미세 조정 나사를 회전시켜서 시료의 액적을 측정 대상 표면에 자유 낙하 시킬 수 있으며,상기 본체에는 상기 주사 유닛 수용부가 배치되고, 상기 주사 유닛 수용부의 내측에 상기 주사 유닛이 삽입되며, 상기 주사 유닛의 하부 외측과 상기 주사 유닛 수용부의 하단부 내측 사이에는 스프링이 설치되어서, 사용자가 상기 주사 유닛에 힘을 가하면 상기 주사 유닛의 하단부가 측정 대상 고체 표면에 닿을 때까지 이동 가능하고, 사용자가 가한 힘이 제거되면 원위치로 복귀 가능한 접촉각 측정 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 주사 유닛은,주사기 몸체, 상단 캡, 미세 조절 나사, 회전 방지 돌기 및 고정구를 포함하고,상기 주사기 몸체는 내부에 액체 시료를 담고 있고, 통상의 주사기와 같이 피스톤의 상하 운동에 의해 하단부에 설치된 주사 바늘을 통해 액체를 분사하며,상기 주사기 몸체의 상단에는 상단 캡이 주사기 몸체에 고정되도록 설치되고,상기 상단 캡에는 상단 캡을 관통하는 나사 체결공이 형성되어 있어서, 이 나사 체결 공을 통해 미세 조절 나사가 피스톤에 연결되며,상기 미세 조절 나사를 회전시키면 상기 상단 캡에 대해 상하 방향으로 피스톤이 이동하게 되고, 이러한 피스톤의 운동에 따라 주사기 몸체 내부의 액체가 주사 바늘을 통해 분사될 수 있고,상기 회전 방지 돌기는 주사기 몸체에 결합되어 설치되는 것으로, 주사 유닛이 본체에 삽입 고정된 후 미세 조절 나사를 회전시켜도 주사기 몸체가 회전하지 않을 수 있도록, 상기 주사 유닛이 상기 본체에 삽입될 때, 상기 회전 방지 돌기는 본체의 회전 방지 홈에 안착되며,상기 주사 유닛이 상기 본체에 삽입된 후에는 고정구를 본체 상측에 형성된 주사 유닛 삽임 홈 주위의 나사산에 결합시켜서 상기 주사 유닛이 상기 본체에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 접촉각 측정 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 광학계는,본체 내부의 차단된 공간에 백색광을 비추는 LED 소자;상기 LED 소자에서 방출된 빛을 균일하게 산란되도록 하는 산란 렌즈; 및상기 주사 유닛에 의해 측정 대상 표면에 낙하된 액적의 영상을 인식하는 카 메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉각 측정 모듈.
- 제3항에 있어서,상기 광학계는,측정 대산 고체 표면에 놓은 액적의 영상을 반사하여 카메라 측으로 향하게 하는 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉각 측정 모듈.
- 제3항에 있어서,상기 광학계는,상기 본체에 회전 가능하게 결합되어 상기 액적의 영상이 카메라에 인식되는 범위를 조절하는 광량 조절 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉각 측정 모듈.
- 삭제
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 접촉각 측정 모듈; 및상기 광학계로부터 전송된 영상을 디스플레이 하고 표면 에너지를 계산하는 컴퓨터 시스템을 포함하는 표면 에너지 측정 장치.
- 삭제
- 제7항의 표면 에너지 측정 장치를 이용한 표면 에너지 측정 방법으로,시료의 계면 장력을 모르는 경우, 컴퓨터에 연결된 모니터 화면상의 라이브 윈도우에서 주사 유닛의 하단부의 영상을 보면서 주사 유닛의 하단부에 시료 액체의 액적이 매달린 상태로 유지하고, 상기 액적의 영상을 인식하여 시료 액체의 계면 장력을 측정하는 단계;상기 액적을 측정 대상 고체 표면으로 자유 낙하시키는 단계;측정 대상 고체 표면에 자유 낙하된 액적의 영상으로부터 측정 대상 고체 표면과 액적과 대기가 만나는 지점에서의 접촉각을 구하는 단계; 및액적의 계면 장력과, 위에서 구한 접촉각을 공지의 관계식에 대입하여 고체의 표면 에너지를 계산하는 단계를 포함하는 표면 에너지 측정 방법.
- 제7항의 표면 에너지 측정 장치를 이용한 표면 에너지 측정 방법으로,컴퓨터에 연결된 모니터 화면상의 라이브 윈도우에서 주사 유닛의 하단부의 영상을 보면서 주사 유닛의 하단부에 시료 액체의 액적이 매달린 상태로 유지하는 단계;시료의 계면 장력을 모르는 경우, 상기 액적의 영상을 인식하여 시료 액체의 계면 장력을 측정하는 단계;상기 주사 유닛을 하강시켜 액적이 측정 대상 고체의 표면에 접하도록 하는 단계;표면에 접한 액적의 영상을 인식하여 시료 액체와 측정 대상 고체 표면 사이의 동접촉각을 측정하는 단계; 및액적의 계면 장력과, 위에서 구한 동접촉각을 고려하여 고체의 표면 에너지를 계산하는 단계를 포함하는 표면 에너지 측정 방법.
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