KR101555276B1 - 휴대용 접촉각 측정기 - Google Patents

휴대용 접촉각 측정기 Download PDF

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KR101555276B1 KR1020150082302A KR20150082302A KR101555276B1 KR 101555276 B1 KR101555276 B1 KR 101555276B1 KR 1020150082302 A KR1020150082302 A KR 1020150082302A KR 20150082302 A KR20150082302 A KR 20150082302A KR 101555276 B1 KR101555276 B1 KR 101555276B1
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Abstract

본 발명은 휴대용 접촉각 측정기에 관한 것으로서, 휴대 가능한 소형 크기로 구비되는 본체(10); 상기 본체(10)에 고정 결합되는 본체고정블럭(20); 상기 본체고정블럭(20)의 중심부를 관통하여 삽입 및 수직 배치되며 하부 끝단에 니들(31)이 결합되는 실린지(30); 상기 실린지(30)에 하부가 삽입 배치되며 수직관통홀(41) 및 외나사산(42)을 갖는 피스톤부재(40); 상기 실린지(30)의 외측에 배치 및 고정되며 좌나사부(51) 및 핀체결공(52)을 갖는 실린지고정부재(50); 상기 피스톤부재(40)의 회전방지기능을 담당하는 회전방지핀(60); 상기 실린지고정부재(50)의 좌나사부(51)에 나사 결합되며 상기 본체고정블럭(20)과 결합되는 원형판(70); 상기 피스톤부재(40)에 나사 결합되어 회전에 따라 승강을 가이드하는 피스톤승강유도부재(80); 상기 피스톤승강유도부재(80)에 끼움 결합되는 결합부재(90)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 휴대하여 용이하게 사용할 수 있고 수동방식으로 단가를 낮출 수 있으며, 용액의 수직하강 드롭(drop) 방식으로 안정적이고 정확한 접촉각 측정을 가능하며, 현장에서 각종 시료의 표면검사를 용이하게 실시할 수 있다.

Description

휴대용 접촉각 측정기{PORTABLE CONTACT ANGLE ANALSER}
본 발명은 각종 시료의 표면에 대한 반응 검사 및 분석기로 사용할 수 있는 접촉각 측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대하여 용이하게 사용할 수 있도록 하고 수동방식의 구성을 통해 단가를 낮출 수 있도록 하며 용액의 수직하강 드롭(drop) 방식으로 안정적이고 정확한 접촉각 측정을 가능하게 하는 휴대용 접촉각 측정기에 관한 것이다.
일반적으로 접촉각 측정기는 시료의 표면에 용액을 투하시켜 시료 표면과 이에 접촉되는 용액이 이루는 접촉각을 측정하는 것으로서, 각종 시료의 표면상태나 오염상태, 세정상태, 코팅상태 등을 파악할 수 있는 표면검사용 장비이다.
이러한 접촉각 측정기는 플라즈마나 이온빔 또는 UV세정 등의 세정장비분야, LCD나 PDP 또는 OLED 등의 공정관리분야, 유리나 실리콘웨이퍼 또는 금속 등의 오염도 측정분야, 스마트폰 등의 전자기기 표면이나 자동차 표면의 코팅처리분야를 포함하여 각종 산업분야에 적용되고 있다.
여기서, 접촉각(Contact Angle)은 움직이지 않는 액체(용액)의 자유표면이 고체(시료)의 벽(표면)과 접촉하고 있을 때, 액체면(용액)과 고체면(시료 표면)이 이루는 각을 의미하며, 표면장력(액체 표면이 늘어난 탄성막처럼 행동할 때 나타나는 성질)에 의해 결정된다.
하지만, 종래 접촉각 측정기는 거의 대부분이 모터 구동에 의한 자동방식의 구성을 갖는 것으로서, 모터의 회전수를 제어함으로써 접촉각 측정에 사용되는 용액을 시료의 표면에 투하함은 물론 정량 토출되게 하고 있는데, 모터와 이를 구동 제어하기 위한 컨트롤러 및 노즐 등의 고가 부품이 요구되므로 가격이 고가이다.
또한, 종래 모터 구동에 의한 자동방식의 접촉각 측정기는 비교적 장비의 크기가 커서 휴대하는데 어려움이 있으며, 종래에는 표면검사를 위한 시료를 접촉각 측정기가 있는 쪽으로 이동 운반하여야 하는 불편함이 있었다.
상기와 같은, 휴대용 접촉각 측정기에 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1216001호 등이 있다.
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본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 수동방식의 구성을 통해 단가를 낮출 수 있도록 하면서 휴대하여 용이하게 사용할 수 있도록 하며 용액을 수직하강 드롭(drop)시켜 시료 표면에 접촉시키는 방식으로 안정적이고 정확한 접촉각 측정을 가능하게 하는 휴대용 접촉각 측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 좌나사 방식을 적용하고 피스톤의 수직 하강을 유도하여 실린지 내에 담겨지는 표면검사용 용액을 정량으로 토출할 수 있도록 하고, 피스톤 등 용액토출모듈의 흔들림을 방지하여 정확한 위치로 용액을 드롭시킬 수 있도록 한 휴대용 접촉각 측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 용액의 토출량을 단계별로 조절할 수 있도록 하며, 토출량조절모듈 내 탄성을 이용하여 수직하강 후 용액을 드롭시킬 수 있도록 구성함으로써 시료 표면에 일정거리를 유지하면서 접촉되게 하며, 반사경을 이용하여 촬영함은 물론 90도 반사조명으로 비출 수 있도록 한 휴대용 접촉각 측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 휴대 사용을 가능하게 함으로써 현장에서 각종 시료의 표면검사를 용이하게 실시할 수 있도록 한 휴대용 접촉각 측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휴대 가능한 소형 크기로 구비되는 본체; 상기 본체에 안착 배치상태로 고정 결합 및 수평 배치되는 본체고정블럭; 상기 본체고정블럭의 중심부를 관통하여 삽입 및 수직 배치되는 상부 개방형의 관체로서, 하부 끝단에 니들이 결합되는 실린지; 상기 실린지의 내측으로 하부가 삽입 배치되고, 길이방향의 일부 구간으로 수직관통홀이 형성되며, 외나사산을 갖는 피스톤부재; 상기 실린지의 외측에 배치 및 실린지 측에 고정되는 원통몸체로서, 상단부 외면에 좌나사부가 형성되고, 원통몸체의 일측에 회전방지용 핀체결공이 형성되는 실린지고정부재; 상기 실린지고정부재의 회전방지용 핀체결공에 삽입됨과 동시에 상기 피스톤부재의 수직관통홀에 삽입되어 회전방지기능을 하는 회전방지핀; 상기 실린지고정부재의 좌나사부에 나사 결합되는 내경을 가지며, 상기 본체고정블럭의 상측에 위치하여 본체고정블록과 결합되는 원형판; 상기 피스톤부재에 나사 결합되고 상기 원형판의 위에 배치되며, 회전 방향에 따라 피스톤부재의 승강을 가이드하는 피스톤승강유도부재; 상기 피스톤승강유도부재의 외측으로 끼움 결합 및 함께 회전 가능하도록 고정 배치되는 결합부재;를 포함하는 휴대용 접촉각 측정기를 제공하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 본체고정블럭과 상기 원형판의 사이에는 탄성스프링이 상하방향으로 탄성 작용하도록 삽입 배치되며; 상기 본체고정블럭의 상면 중심부에는 상기 탄성스프링의 안정된 동작이 가능하도록 지지하는 스프링안착지지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 원형판의 상면에는 일정 간격으로 다수 배열되는 토출량조절홈이 형성되고, 상기 결합부재에는 탄성을 갖는 볼플랜저를 체결하되, 상기 결합부재의 회전 조정시 볼플랜저가 상기 원형판의 토출량조절홈에 걸림 배치되도록 구비되며; 상기 볼플랜저는, 상기 결합부재가 갖는 나사체결공에 나사 결합하기 위한 나사형 몸체와, 상기 나사형 몸체에 내재되는 내재스프링과, 상기 나사형 몸체의 끝단에 내재되어 걸림 배치 및 상기 내재스프링에 의해 탄성 지지되는 볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 본체고정블럭과 원형판에는 각각 상호 대응하는 위치에 결합공이 형성되며, 상기 본체고정블럭과 원형판의 결합공 측에 샤프트를 관통되게 삽입 배치하고, 본체고정블럭에 관통된 샤프트의 하부에 관체인 볼부싱을 끼움 결합하여 상기 본체고정블럭과 원형판을 상호간 고정 결합되게 하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 본체에는 실린지의 양측부에 위치하도록 카메라와 조명이 각각 수직 설치되고, 상기 카메라와 조명의 하측에 배치 및 서로 마주하도록 반사경이 각각 배치되며, 상기 각 반사경을 이용하여 시료의 표면에 접촉된 용액을 촬영함과 더불어 조명할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수동방식의 구성을 제공하며 제작단가를 낮출 수 있으면서 휴대하여 용이하게 사용할 수 있는 휴대용 접촉각 측정기를 제공할 수 있다.
본 발명은 좌나사 방식을 적용함으로써 피스톤부재가 실린지 내에 작용하는 내압에 의해 위로 상승작용하려는 백러쉬를 방지할 수 있어 실린지 내에 담겨진 표면검사용 용액을 정량으로 토출할 수 있고, 피스톤부재의 수직관통홀에 회전방지핀을 관통시켜 배치함에 따라 피스톤부재의 회전을 방지하면서 수직 하강을 유도할 수 있어 용액을 토출시킬 수 있으며, 특히 탄성스프링을 접목함으로써 탄성스프링의 압축되었다 복귀되는 탄성 작용력으로 실린지의 니들 끝단에 맺힌 용액을 드롭(drop)시키므로 용액을 깨뜨리지 않고 일정형태를 유지시킨 상태로 시료 표면에 접촉시킬 수 있고 보다 안정적이고 정확한 접촉각 측정을 실시할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 탄성을 갖는 볼플랜저와 원형판에 형성시킨 토출량조절홈을 매칭시킨 구조배치설계를 통해 실린지 내에 담겨진 용액의 토출량을 단계별로 조절할 수 있으며, 볼부싱과 샤프트를 이용하여 본체고정블럭과 원형판을 고정 결합하므로 본체에 장착되는 용액토출모듈의 흔들림을 방지할 수 있어 부드러운 움직임과 더불어 정확한 위치로 용액을 드롭시킬 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 반사경을 이용하여 촬영함은 물론 반사조명으로 비출 수 있도록 구성함으로써 수직설치구조가 가능하여 제품의 소형화를 구현할 수 있고, 휴대 사용이 가능하므로 현장에서 각종 시료의 표면검사를 용이하게 실시할 수 있으며, 시료를 잘라 옮기거나 운반하지 않아도 되는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 접촉각 측정기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 접촉각 측정기를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 접촉각 측정기를 나타낸 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 휴대용 접촉각 측정기에 있어 요부 구성요소의 결합상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 있어 본체고정블럭을 나타낸 상세도이다.
도 6은 본 발명에 있어 토출량조절홈을 갖는 원형판을 나타낸 상세도이다.
도 7은 본 발명에 있어 볼플랜저를 나타낸 상세도이다.
도 8은 본 발명에 있어 반사경을 이용하는 카메라와 조명의 설치구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 구성도이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대용 접촉각 측정기(1)는 도 1 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 휴대 가능한 소형 크기로 구비되는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 안착 배치상태로 고정 결합 및 수평 배치되는 본체고정블럭(20)과, 상기 본체고정블럭(20)의 중심부를 관통하여 삽입 및 수직 배치되는 상부 개방형의 관체(管體)로서 하부 끝단에 니들(31)이 결합되는 실린지(30)와, 상기 실린지(30)의 내측으로 하부가 삽입 배치되고 길이방향의 일부 구간으로 수직관통홀(41)이 형성되며 외나사산(42)을 갖는 피스톤부재(40)와, 상기 실린지(30)의 외측에 배치 및 실린지 측에 고정되는 원통몸체로서 상단부 외면에 좌나사부(51)가 형성되고 원통몸체의 일측에 회전방지용 핀체결공(52)이 형성되는 실린지고정부재(50)와, 상기 실린지고정부재(50)의 회전방지용 핀체결공(52)에 삽입됨과 동시에 상기 피스톤부재(40)의 수직관통홀(41)에 삽입되어 회전방지기능을 하는 회전방지핀(60)과, 상기 실린지고정부재(50)의 좌나사부(51)에 나사 결합되는 내경을 가지며 상기 본체고정블럭(20)의 상측에 위치하여 본체고정블록과 결합되는 원형판(70)과, 상기 피스톤부재(40)에 나사 결합되고 상기 원형판(70)의 위에 배치되며 회전 방향에 따라 피스톤부재의 승강을 가이드하는 피스톤승강유도부재(80)와, 상기 피스톤승강유도부재(80)의 외측으로 끼움 결합 및 함께 회전 가능하도록 고정 배치되는 결합부재(90)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
이때, 상기 본체(10)에는 실린지(30)의 양측부에 위치하도록 카메라(130)와 조명(140)이 각각 수직 설치되고, 상기 카메라(130)와 조명(140)의 하측에 배치 및 서로 마주하도록 반사경(131)(141)이 각각 배치되며, 상기 반사경(131)(141)을 이용하여 시료의 표면에 접촉된 용액을 촬영함과 더불어 용액을 반사조명할 수 있도록 구비된다.
구체적으로, 상기 본체(10)는 서로 마주하여 간격 배치 및 세워 설치되는 좌우 측판(11)(12)과, 상기 좌우 측판(11)(12)을 떠받쳐 지지하는 구성이고 상면에 용액 드롭용 개구(13a)를 비롯하여 카메라 촬영용 개구(13b) 및 조명 조사용 개구(13c)가 형성되는 밑판(13)과, 상기 좌우 측판(11)(12)의 내부 공간을 커버하기 위한 커버부(14)로 구성할 수 있다.
상기 카메라(130)는 본체(10)의 밑판(13)에 형성시킨 카메라 촬영용 개구(13b)의 상측에 위치되게 수직 설치되며, 카메라 촬영용 개구(13b)의 하측으로 반사경(131)이 설치된다.
상기 조명(140)은 LED 등의 광원이 사용되는 것으로서, 본체(10)의 밑판(13)에 형성시킨 조명 조사용 개구(13c)의 상측에 위치되게 수직 설치되며, 조명 조사용 개구(13c)의 하측으로 반사경(141)이 설치된다.
상기 본체고정블럭(20)은 좌우 측판(11)(12)의 상면에 양측단부를 안착 배치시킨 상태에 체결하여 본체(10)에 고정 결합할 수 있도록 기본적으로 판형몸체(21)의 구성을 가지며, 중심부에 하측 방향으로 돌출 형성되는 원통형 홀부(21a)가 일체 구비된다.
여기에서, 상기 본체고정블럭(20)에는 상면 중심부에 스프링안착지지홈(22)이 형성되고, 상기 원형판(70)과의 결합에 사용하기 위한 결합공(23)이 형성된다.
상기 실린지(30)는 상기 본체고정블럭(20)의 중심부를 관통하여 수직하게 삽입 배치되는 것으로서, 하부 끝단에 결합된 니들(31)이 본체(10)의 밑판(13)에 형성시킨 용액 드롭용 개구(13a)의 상측에 위치되게 배치한다.
여기에서, 상기 실린지(30)에는 그 내부에 접촉각 측정에 사용할 액체의 용액이 담겨진다.
상기 피스톤부재(40)는 상기 실린지(30)의 내부에 담겨지는 용액의 토출을 위한 피스톤 작용을 위한 것으로서, 길이방향의 일부 구간으로 형성시킨 수직관통홀(41)은 직선 이동을 가이드하기 위한 것이다.
상기 실린지고정부재(50)는 상기 실린지(30)의 외측에 배치 및 실린지(30) 측에 고정하기 위한 것으로서, 원통몸체의 하단부에 실린지 고정용 핀체결공(53)이 관통 형성되며, 상기 회전방지용 핀체결공(52)은 원통몸체의 상부에 관통 형성되게 한다.
여기에서, 상기 실린지 고정용 핀체결공(53)은 실린지(30) 측 고정효과를 위해 나사핀 체결이 가능하도록 내경에 나사산을 형성함이 바람직하다.
여기에서, 상기 실린지고정부재(50)의 상단부 외면에 형성시킨 좌나사부(51)는 피스톤부재(40)의 수직 하강이동을 유도하여 백러쉬를 방지되게 하면서 실린지(30)의 내부에 담겨진 용액의 정량 토출을 가능하게 하기 위한 것이다.
상기 회전방지핀(60)은 상기 실린지고정부재(50)의 핀체결공(52)에 삽입함과 동시에 상기 피스톤부재(40)의 수직관통홀(41)을 관통하도록 삽입 배치함으로써 피스톤부재(40)의 회전을 방지되게 하면서 수직 이동을 가능하게 하기 위한 것이다.
상기 원형판(70)에는 상면에 일정 간격으로 다수 배열되는 토출량조절홈(71)이 형성되고, 상기 본체고정블럭(20)과의 결합에 사용하기 위한 결합공(72)이 형성된다.
여기에서, 상기 원형판(70)에는 중심부에 링형태의 네크부(73)를 포함하는 것으로서, 내경에 좌나사부(51)에 나사 결합하기 위한 대응나사부를 갖되 상측 방향으로 연장 돌출되는 구조이며, 상기 좌나사부(51)가 암형이면 숫형으로 구비된다 할 것이다.
상기 피스톤승강유도부재(80)는 상기 원형판(70)의 네크부(73) 외측으로 베어링을 끼워 결합한 후에 피스톤부재(40)에 나사 결합함이 바람직하다.
상기 결합부재(90)에는 상면에 탄성을 갖는 볼플랜저(110)를 체결하기 위한 나사체결공(91)이 형성된다.
여기에서, 상시 결합부재(90)에는 외면에 상기 피스톤승강유도부재(80) 측에 나사 체결하여 고정하기 위한 제1 측면체결공과, 상기 원형판(70)의 네크부(73) 외측으로 끼워 결합되는 베어링 측에 나사 체결하여 고정하기 위한 제2 측면체결공이 형성된다.
여기에서, 상기 결합부재(90)에는 탄성을 갖는 볼플랜저(110)를 체결하되 상기 결합부재(90)의 회전 조정시 볼플랜저(110)가 상기 원형판(70)의 토출량조절홈(71)에 걸림 배치되도록 구비함이 바람직하다.
이때, 상기 볼플랜저(110)는 상기 결합부재(90)가 갖는 나사체결공(91)에 나사 결합하기 위한 나사형 몸체(111)와, 상기 나사형 몸체(111)에 내재되는 내재스프링(112)과, 상기 나사형 몸체(111)의 끝단에 내재되어 걸림 배치 및 상기 내재스프링(112)에 의해 탄성 지지되는 볼(113)로 구성할 수 있다.
또한, 상기 본체고정블럭(20)과 상기 원형판(70)의 사이에는 탄성스프링(100)이 상하방향으로 탄성 작용하도록 삽입 배치되는데, 상기 탄성스프링(100)은 상기 본체고정블럭(20)의 상면 중심부에 형성시킨 스프링안착지지홈(22)에 안착 배치되게 함으로써 상기 스프링(100)의 안정된 동작이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 본체고정블럭(20)과 원형판(70)에는 각각 상호 대응하는 위치에 형성시킨 결합공(23)(72) 측에 샤프트(122)를 관통되게 삽입 배치하고, 본체고정블럭(20)을 관통한 샤프트(122)의 하부에 관체(管體)인 볼부싱(121)을 끼움 결합하ㅇ여 상호간 고정 결합되게 하며, 상기 본체고정블럭(20)과 원형판(70)은 여분의 결합공(23)(72) 측에 연결핀을 삽입 배치하여 연결한다.
이러한 상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 휴대용 접촉각 측정기(1)의 결합관계 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
관체(管體)인 실린지(30)의 내부에 접촉각 측정에 사용할 용액을 담아 저장한 후, 피스톤부재(40)를 실린지(30)의 상측에 위치시킨 상태에서 내부로 삽입 배치한다.
상단부 외면에 좌나사부(51)를 갖는 실린지고정부재(50)를 실린지(30)와 피스톤부재(40)의 외측에 위치되게 삽입 배치한다.
이때, 실린지 고정용 핀체결공(53)에 나사핀을 체결하여 실린지(30) 측에 고정시키며, 회전방지용 핀체결공(52)으로는 회전방지핀(60)을 관통 삽입하되 피스톤부재(40)의 수직관통홀(41)을 관통하도록 배치함으로써 피스톤부재(40)의 회전을 방지되게 하면서 상하 이동의 승강을 가능하게 한다.
실린지고정부재(50)의 좌나사부(51)에 원형판(70)을 나사 체결하여 고정 결합한다.
본체고정블럭(20)을 실린지(30)의 하측에 위치시킨 상태에서 외측으로 삽입 배치한 후, 본체고정블럭(20)을 원형판(70)에 체결하여 상하 위치하도록 고정 결합한다.
이때, 본체고정블럭(20)과 원형판(70)의 결합에는 볼부싱(121)과 샤프트(122)를 이용하며, 본체고정블럭(20)과 원형판(70)의 사이에는 용액의 토출에 따른 수직하강 드롭(drop) 작용을 위한 탄성스프링(100)을 삽입 배치한다.
원형판(70)의 상면 위에 베어링을 끼워 안착되게 한 후, 피스톤승강유도부재(80)를 피스톤부재(40)의 외측에 위치되게 나사 체결한다.
이어, 베어링을 끼운 상태에 결합부재(90)를 피스톤승강유도부재(80)의 외측에 위치되게 끼움 결합한 후, 측면에 형성시킨 제1 측면체결공에 나사볼트를 체결하여 피스톤승강유도부재(80) 측에 고정 및 함께 회전 가능하도록 결합한다.
결합부재(90)에는 나사체결공(91)에 탄성 볼(113)을 갖는 볼플랜저(110)를 체결함으로써 볼플랜저(110)의 탄성 볼(113)이 원형판(70)의 상면에 위치 및 접촉되게 한다.
이와 같이, 구성요소들을 결합한 상태에서 본체고정블럭(20)을 본체(10) 상에 장착함으로써 용액토출모듈을 고정할 수 있다.
이에 의해, 실린지(30)의 니들(31)이 본체(10)가 갖는 밑판(13)의 용액 드롭용 개구(13a) 위에 배치된다.
여기에서, 각 구성요소들의 결합 순서는 약간씩 달라질 수 있다 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 휴대용 접촉각 측정기(1)의 실린지(30) 내에 담겨진 용액의 드롭(drop) 원리를 설명하면, 시료 표면에 휴대용 접촉각 측정기(1)를 안착 배치한다.
실린지(30) 내 담겨진 용액의 토출을 위해 결합부재(90)를 일방향으로 회전시키면, 피스톤승강유도부재(80)가 동일한 방향으로 회전하면서 이에 나사 결합된 피스톤부재(40)에 회전압이 미치게 된다.
이때, 결합부재(90)를 회전할 시, 결합부재(90)에 나사 체결된 볼플랜저(110)의 탄성 볼(113)이 원형판(70)의 토출량조절홈(71)의 어느 하나에 걸림 배치되는데, 상호 매칭되는 위치에 따라서 실린지(30) 내에 담겨진 용액의 토출량을 결정할 수 있게 되며, 이를 통해 사용자가 단계별로 조절할 수 있게 된다.
피스톤부재(40)의 수직관통홀(41)에는 실린지고정부재(50)의 회전방지용 핀체결공(52)을 통하여 관통 삽입되는 회전방지핀(60)의 작용에 의해 피스톤부재(40)의 회전을 방지되게 하므로 피스톤부재(40)는 회전하지 않고 하측 방향으로 수직 이동 및 하강하게 되며, 실린지(30)의 내부에서 하강압력에 의한 피스톤 작용을 하여 실린지(30)의 내부에 담겨진 용액을 아래쪽으로 밀어내는 작용을 하게 된다.
이때, 실린지고정부재(50)의 좌나사부(51)는 잠김 작용을 하게 되고, 피스톤부재(40)가 실린지(30) 내에서 작용하는 내압에 의해 위로 상승하려는 백러쉬를 방지하여주며, 실린지(30) 내에서의 피스톤 기능을 원활하게 수행할 수 있게 지원하므로 실린지(30) 내에 담겨진 표면검사용 용액을 정량으로 토출할 수 있게 된다.
이러한 피스톤부재(40)의 수직 하강에 의한 피스톤 작용으로 실린지(30)에 장착된 니들(31)의 끝단에는 용액의 토출을 위한 물방울이 맺히게 되는데, 본체고정블럭(20)과 원형판(70)과의 사이에 삽입 배치한 탄성스프링(100)의 탄성작용에 의해 니들(31)의 끝단에 맺힌 용액의 물방울이 드롭(drop)되어 시료의 표면에 접촉된다.
즉, 피스톤부재(40)의 하강 이동을 통한 피스톤 작용시 압축되었던 탄성스프링(100)은 피스톤부재(40)의 하강 이동을 멈추게 될 때, 회전에 의한 가압력이 해제되므로 복귀 탄성압이 발생되는 탄성 작용력이 발휘되면서 니들(31)에 충격을 주어 니들(31)의 끝단에 맺힌 용액의 물방울을 드롭(drop) 처리하게 된다.
이러한 탄성 작용에 의한 드롭 처리로 용액을 깨뜨리지 않고 일정 형태 및 거리를 유지시킨 상태로 시료의 표면에 접촉시킬 수 있으며, 이를 통해 보다 안정적이고 정확한 접촉각 측정을 가능하게 한다.
이때, 용액토출모듈은 볼부싱(121)과 샤프트(122)를 이용하여 본체고정블럭(20)과 원형판(70)을 고정 결합시킨 구조로서, 탄성스프링(100)에 의한 탄성 작용시 부드러운 움직임과 센터를 잡아주는 역할을 수행하므로 본체(10)에 장착되는 조립체인 용액토출모듈의 흔들림을 방지하여줌과 더불어 정확한 위치로 용액을 드롭시켜주는 역할을 한다.
이렇듯, 상술한 작용에 의해 수직하강 드롭 처리되어 시료의 표면에 일정거리를 유지하면서 접촉되는 용액의 물방울에 대해 반사경(141)을 이용하여 90도 반사 조명(140)으로 빛을 비추면서 반사경(131)을 이용하여 카메라(130)로 촬영하면 된다.
이렇게 촬영되는 시료 표면에 놓인 용액의 물방울에 대해서는 촬영데이터를 접촉각 분석프로그램을 갖는 노트북이나 스마트폰으로 보냄으로써 접촉각을 측정 및 분석하여 디스플레이하여준다.
이에 따라, 각종 시료 표면에 대한 용액의 접촉각 반응으로 시료의 표면상태를 파악할 수 있으며, 미흡함이 있으면 표면상태를 개선할 수 있어 불량률을 낮출 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 대해 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 특별히 한정되지 않는다 할 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형 및 수정될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
10: 본체 20: 본체고정블럭
30: 실린지 31: 니들
40: 피스톤부재 41: 수직관통홀
50: 실린지고정부재 51: 좌나사부
60: 회전방지핀 70: 원형판
71: 토출량조절홈 80: 피스톤승강유도부재
90: 결합부재 100: 탄성스프링
110: 볼플랜저 121: 볼부싱
122: 샤프트 130: 카메라
131: 카메라용 반사경 140: 조명
141: 조명용 반사경

Claims (5)

  1. 휴대 가능한 소형 크기로 구비되는 본체(10);
    상기 본체(10)에 안착 배치상태로 고정 결합 및 수평 배치되는 본체고정블럭(20);
    상기 본체고정블럭(20)의 중심부를 관통하여 삽입 및 수직 배치되는 상부 개방형의 관체로서, 하부 끝단에 니들(31)이 결합되는 실린지(30);
    상기 실린지(30)의 내측으로 하부가 삽입 배치되고, 길이방향의 일부 구간으로 수직관통홀(41)이 형성되며, 외나사산(42)을 갖는 피스톤부재(40);
    상기 실린지(30)의 외측에 배치 및 실린지 측에 고정되는 원통몸체로서, 상단부 외면에 좌나사부(51)가 형성되고, 원통몸체의 일측에 회전방지용 핀체결공(52)이 형성되는 실린지고정부재(50);
    상기 실린지고정부재(50)의 회전방지용 핀체결공(52)에 삽입됨과 동시에 상기 피스톤부재(40)의 수직관통홀(41)에 삽입되어 회전방지기능을 하는 회전방지핀(60);
    상기 실린지고정부재(50)의 좌나사부(51)에 나사 결합되는 내경을 가지며, 상기 본체고정블럭(20)의 상측에 위치하여 본체고정블록과 결합되는 원형판(70);
    상기 피스톤부재(40)에 나사 결합되고 상기 원형판(70)의 위에 배치되며, 회전 방향에 따라 피스톤부재의 승강을 가이드하는 피스톤승강유도부재(80);
    상기 피스톤승강유도부재(80)의 외측으로 끼움 결합 및 함께 회전 가능하도록 고정 배치되는 결합부재(90);
    를 포함하되,
    상기 본체고정블럭(20)과 상기 원형판(70)의 사이에는 탄성스프링(100)이 상하방향으로 탄성 작용하도록 삽입 배치되며;
    상기 본체고정블럭(20)의 상면 중심부에는 상기 탄성스프링(100)의 안정된 동작이 가능하도록 지지하는 스프링안착지지홈(22)이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉각 측정기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 원형판(70)의 상면에는 일정 간격으로 다수 배열되는 토출량조절홈(71)이 형성되고,
    상기 결합부재(90)에는 탄성을 갖는 볼플랜저(110)를 체결하되, 상기 결합부재(90)의 회전 조정시 볼플랜저(110)가 상기 원형판(70)의 토출량조절홈(71)에 걸림 배치되도록 구비되며;
    상기 볼플랜저(110)는,
    상기 결합부재(90)가 갖는 나사체결공(91)에 나사 결합하기 위한 나사형 몸체(111)와, 상기 나사형 몸체(111)에 내재되는 내재스프링(112)과, 상기 나사형 몸체(111)의 끝단에 내재되어 걸림 배치 및 상기 내재스프링(112)에 의해 탄성 지지되는 볼(113)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉각 측정기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 본체고정블럭(20)과 원형판(70)에는 각각 상호 대응하는 위치에 결합공(23)(72)이 형성되며,
    상기 본체고정블럭(20)과 원형판(70)의 결합공(23)(72) 측에 샤프트(122)를 관통되게 삽입 배치하고, 본체고정블럭(20)에 관통된 샤프트(122)의 하부에 관체인 볼부싱(121)을 삽입 배치하여 상기 본체고정블럭(20)과 원형판(70)을 상호간 고정 결합되게 하는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉각 측정기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 본체(10)에는 실린지(30)의 양측부에 위치하도록 카메라(130)와 조명(140)이 각각 수직 설치되고,
    상기 카메라(130)와 조명(140)의 하측에 배치 및 서로 마주하도록 반사경(131)(141)이 각각 배치되며,
    상기 반사경(131)(141)을 이용하여 시료의 표면에 접촉된 용액을 촬영함과 더불어 조명할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉각 측정기.
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