KR20100022834A - Apparatus and method for measuring surface energy - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A surface energy measurement system and method are provided to measure surface energy at proper time and place and to carry out separate height measurement for a capillary tube after implementation of the capillary tube. CONSTITUTION: A surface energy measurement system comprises a plate(20), a liquid supply unit(30), a sensor unit(40), and a computing unit(50). The plate forms a capillary tube(25) on the surface of an object. The sensor unit senses the time that liquids(32,32') travel from one side to the other side of the plate. The computing unit calculates the surface energy of the object from the time sensed by the sensor unit.

Description

표면에너지 측정장치 및 측정방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING SURFACE ENERGY}Surface energy measuring device and measuring method {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING SURFACE ENERGY}

본 발명은 표면에너지 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface energy measuring device and a measuring method.

표면 에너지는 표면 상태를 나타내는 파라미터 중의 하나로서, 코팅 등의 작업에서 이종(異種)물질간 결합력, 접촉면적 등을 예측하는 기준으로 사용되고 있다. 이러한 표면에너지는 물질 고유의 물성이나, 표면 처리 방식, 표면의 오염 정도에 따라 그 값이 달라지게 되므로, 현장에서 표면에너지를 측정해야 할 필요성이 대두되고 있다. Surface energy is one of the parameters indicating the surface state, and is used as a criterion for predicting the bonding strength, contact area, and the like between dissimilar materials in coating and other operations. Since the surface energy varies depending on the inherent properties of the material, the surface treatment method, and the degree of surface contamination, there is a need for measuring surface energy in the field.

도 1은 종래기술에 따른 표면에너지 측정방법을 나타내는 도면이다. 종래기술에 따른 표면에너지 측정방법에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 표면장력을 알고 있는 액체의 일정량을 측정 표면 위에 떨어뜨린 다음, 표면과 높이를 맞춘 CCD 카메라를 이용하여 액체-표면을 촬영하고, 캡쳐 및 연산시스템을 통해 접촉각을 측정한다. 토출된 액체는 측정 표면의 표면에너지의 크기에 따라 특정한 접촉각을 형성하게 되는데, 이러한 접촉각을 바탕으로 일련의 연산과정을 통해 표면에너 지를 산출하게 된다.1 is a view showing a surface energy measurement method according to the prior art. According to the surface energy measurement method according to the prior art, as shown in Figure 1, a certain amount of liquid known to the surface tension is dropped on the measurement surface, and then photographed the liquid-surface using a CCD camera with the surface and height The contact angle is measured by the capture and calculation system. The discharged liquid forms a specific contact angle according to the magnitude of the surface energy of the measurement surface. Based on this contact angle, the surface energy is calculated through a series of calculation processes.

표면에너지는 온도, 습도, 측정 대상체의 표면상태, 표면의 오염 정도 등 주변환경에 따라 값이 달라지므로, 대상체의 표면에너지를 측정하기 위하여 대상체의 샘플을 이송하는 것은 표면에너지 데이터를 왜곡시킬 수 있는 가능성이 있다.Since the surface energy varies depending on the surrounding environment such as temperature, humidity, surface state of the measurement object, and the degree of contamination of the surface, transferring the sample of the object to measure the surface energy of the object may distort the surface energy data. There is a possibility.

즉, 왜곡되지 않은 데이터를 취득하기 위해서는, 측정이 필요한 현장에서 신속하게 측정하여 데이터를　획득하는 것이 바람직하나, 도 1에 도시된 바와 같이 CCD 카메라, 컴퓨터 등을 수반된 측정장치의 경우, 표면에너지 측정을 위한 샘플 이송이 불가피하며, 이는 데이터의 왜곡을 야기할 수 있다는 단점이 있는 것이다.In other words, in order to acquire undistorted data, it is desirable to quickly acquire data by measuring at the site where measurement is required. However, as shown in FIG. Sample transfer for measurement is inevitable, which has the disadvantage of causing distortion of the data.

본 발명은 샘플 이송에 따른 표면의 변화에 기인한 표면에너지의 왜곡을 방지할 수 있고, 신속한 데이터 획득이 가능한 표면에너지 측정장치 및 측정방법을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a surface energy measuring apparatus and measuring method that can prevent the distortion of the surface energy due to the change of the surface due to the sample transfer, and can be obtained quickly data.

본 발명의 일 측면에 따르면, 고유 물성치를 갖는 액체를 이용하여 측정 대상체의 표면에너지를 측정하기 위한 장치로서, 대상체의 표면에 모세관을 구현하기 위한 플레이트; 플레이트의 일측에 배치되며, 대상체의 표면에 액체를 공급하는 액체공급부; 플레이트의 타측에 배치되며, 액체가 플레이트의 일측으로부터 타측에 도달하는 데에 걸리는 소요시간을 감지하는 센서부; 고유 물성치와 소요시간을 입 력 받아 측정 대상체의 표면에너지를 산출하는 산부를 포함하는 표면에너지 측정장치를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, an apparatus for measuring the surface energy of a measurement object using a liquid having an intrinsic physical property, comprising: a plate for implementing a capillary on the surface of the object; A liquid supply unit disposed on one side of the plate and supplying a liquid to a surface of the object; A sensor unit disposed at the other side of the plate and sensing a time required for the liquid to reach the other side from one side of the plate; It is possible to provide a surface energy measuring device including a mountain unit for calculating the surface energy of the measurement object by receiving the intrinsic physical properties and the time required.

연산부에 연결되는 입력장치를 더 구비할 수도 있으며, 센서부는 액체공급부와 전기적으로 연결되어 연동될 수도 있다.It may further include an input device connected to the operation unit, the sensor unit may be electrically connected to the liquid supply unit.

여기서, 고유 물성치는, 초기 점도와 점도 변화율 상수 및 표면장력을 포함하며, 연산부는 하기의 수학식을 이용하여 상기 표면에너지를 산출할 수도 있다.Here, the intrinsic physical property value includes an initial viscosity, a viscosity change rate constant, and a surface tension, and the calculating unit may calculate the surface energy using the following equation.

Figure 112008059365998-PAT00001
Figure 112008059365998-PAT00001

h는 모세관의 높이; Lf는 모세관의 길이; τ는 점도 변화율 상수; θ는 접촉각; μ0는 초기 점도; tf는 소요 시간; γ는 표면장력이다.h is the height of the capillary; L f is the length of the capillary; tau is the viscosity change rate constant; θ is contact angle; μ 0 is the initial viscosity; t f is the time required; γ is surface tension.

또한, 플레이트의 일면에는 플레이트를 대상체로부터 이격시키는 지지체와, 플레이트와 대상체 사이의 거리를 조절하는 높이조절수단이 형성될 수도 있다.In addition, one surface of the plate may be formed with a support for separating the plate from the object, the height adjusting means for adjusting the distance between the plate and the object.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 고유 물성치를 갖는 액체를 이용하여 측정 대상체의 표면에너지를 측정하기 위한 방법으로서, 대상체의 표면에 인접하도록 플레이트를 배치하여 플레이트의 표면에 모세관을 구현하는 단계; 모세관의 일측에 액체를 공급하는 단계; 액체가 모세관의 일측으로부터 타측에 도달하는 데에 걸리는 소요시간을 측정하는 단계; 및 고유 물성치와 소요시간을 이용한 연산을 수행하여, 측정 대상체의 표면에너지를 산출하는 단계를 포함하는 표면에너지 측정방법을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a method for measuring the surface energy of a measurement object using a liquid having an intrinsic physical property, comprising: placing a plate adjacent to the surface of the object to implement a capillary on the surface of the plate; Supplying a liquid to one side of the capillary; Measuring the time required for the liquid to reach from one side of the capillary to the other; And calculating a surface energy of the measurement object by performing calculation using the inherent physical properties and the required time.

고유 물성치는 초기 점도와 점도 변화율 상수 및 표면장력을 포함하며, 표면에너지를 산출하는 단계는 하기의 수학식을 이용하여 수행될 수 있다.The intrinsic physical properties include initial viscosity, viscosity change rate constant, and surface tension, and the step of calculating the surface energy may be performed using the following equation.

Figure 112008059365998-PAT00002
Figure 112008059365998-PAT00002

여기서,here,

h는 모세관의 높이; Lf는 모세관의 길이; τ는 점도 변화율 상수; θ는 접촉각; μ0는 초기 점도; tf는 소요 시간; γ는 표면장력이다.h is the height of the capillary; L f is the length of the capillary; tau is the viscosity change rate constant; θ is contact angle; μ 0 is the initial viscosity; t f is the time required; γ is surface tension.

한편, 모세관을 구현하는 단계 이후에, 모세관의 높이를 측정하는 단계를 별도로 수행할 수도 있다.On the other hand, after the step of implementing the capillary, the step of measuring the height of the capillary may be performed separately.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적시적소에서 표면에너지의 측정이 가능하며, 샘플 이송에 따른 표면의 변화에 기인한 표면에너지의 왜곡을 방지할 수 있고, 신속한 데이터 획득이 가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, it is possible to measure the surface energy in a timely manner, to prevent distortion of the surface energy due to the change of the surface according to the sample transport, and to obtain the data quickly.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 본 발명에 따른 표면에너지 측정장치 및 측정방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the surface energy measuring apparatus and the measuring method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals. And duplicate description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 표면에너지 측정장치를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3의 플레이트를 나타내는 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 대상체(10), 플레이트(20), 지지체(22), 높이조절부(24), 모세관(25), 액체공급부(30), 액체(32, 32'), 센서부(40), 연산부(50), 입력장치(52)가 도시되어 있다.3 is a view showing a surface energy measuring apparatus according to another aspect of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a plate of FIG. 4 and 5, the object 10, the plate 20, the support 22, the height adjusting unit 24, the capillary tube 25, the liquid supply unit 30, the liquids 32 and 32 ′, The sensor unit 40, the calculation unit 50, and the input device 52 are shown.

본 실시예에 따른 표면에너지 측정장치는 액체가 모세관(25)을 통과하는 경우, 피표면의 표면에너지에 따라 흐름속도가 달라지는 원리를 적용한 것이다.In the surface energy measuring apparatus according to the present embodiment, when a liquid passes through a capillary tube 25, a flow rate is applied according to the surface energy of the surface to be treated.

플레이트(20)는 대상체(10)의 표면으로부터 수십 um 정도의 간격으로 배치되어, 대상체(10)의 표면에 모세관(25)을 구현하기 위한 수단으로서, 플라스틱 또는 유리와 같은 재질로 이루어질 수 있다. 필요에 따라 상기한 재질 이외의 다양한 재질이 적용될 수도 있음은 물론이다.The plate 20 is disposed at intervals of about several tens of um from the surface of the object 10, and is a means for implementing the capillary tube 25 on the surface of the object 10, and may be made of a material such as plastic or glass. Of course, various materials other than the above materials may be applied as necessary.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 플레이트(20)의 일면에는 플레이트(20)를 대상체(10)로부터 이격시키는 지지체(22)와 플레이트(20)와 대상체(10) 사이의 거리를 조절하는 높이조절부(24)이 형성될 수도 있다. 이를 통해 플레이트(20)와 대상체(10) 사이의 간격을 필요에 따라 변경/설정할 수 있게 된다. On the other hand, as shown in Figure 4, on one surface of the plate 20, the height to adjust the distance between the support 22 and the plate 20 and the object 10 separating the plate 20 from the object 10 The adjusting unit 24 may be formed. Through this, the distance between the plate 20 and the object 10 may be changed / set as necessary.

액체공급부(30)는 플레이트(20)의 일측에 배치되어 대상체(10)의 표면에 표면에너지 측정을 위한 액체(32)를 제공하는 기능을 수행하는 수단이다. 플레이트(20)가 대상체(10)의 표면에 배치되어 모세관(25)이 구현된 경우, 액체공급부(30)에 의해 대상체(10)의 표면에 토출된 액체는 모세관(25)의 일측에 제공될 수 있게 되며, 이 후 액체(32')는 모세관(25) 현상에 의해 모세관(25)의 타측 방향으로 이동하게 된다.The liquid supply unit 30 is a means that is disposed on one side of the plate 20 to provide a liquid 32 for measuring surface energy on the surface of the object 10. When the plate 20 is disposed on the surface of the object 10 to implement the capillary tube 25, the liquid discharged to the surface of the object 10 by the liquid supply unit 30 may be provided on one side of the capillary tube 25. After that, the liquid 32 ′ is moved in the other direction of the capillary tube 25 by the capillary tube 25 phenomenon.

이러한 액체공급부(30)는 저장하는 기능을 수행함과 아울러, 조절밸브 등과 같은 구조를 이용하여 일정량의 액체(32)만이 대상체(10)의 표면에 토출되도록 하는 기능을 수행할 수 있다.The liquid supply unit 30 may perform a function of storing the liquid 32 and discharging only a predetermined amount of the liquid 32 onto the surface of the object 10 by using a structure such as a control valve.

한편, 액체공급부(30)는 플레이트(20)의 일측에 결합되는 구조를 가질 수도 있으며, 도면에 도시되지는 않았으나, 플레이트(20)를 지지하는 별도의 프레임에 결합될 수도 있다.On the other hand, the liquid supply unit 30 may have a structure coupled to one side of the plate 20, although not shown in the figure, may be coupled to a separate frame for supporting the plate 20.

센서부(40)는 플레이트(20)의 타측에 배치되어 플레이트(20)의 일측에 제공된 액체(32, 32')가 플레이트(20)의 타측에 도달하는 데에 걸리는 소요시간을 감지하는 기능을 수행하는 수단이다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 센서부(40)는 액체(32')의 도달을 감지할 수 있는 센서(미도시)와 소요시간을 측정하는 타이머(미도시) 등으로 이루어질 수 있다.The sensor unit 40 is disposed on the other side of the plate 20 to detect a time required for the liquid 32 and 32 'provided on one side of the plate 20 to reach the other side of the plate 20. Means to perform. In order to perform this function, the sensor unit 40 may include a sensor (not shown) capable of detecting the arrival of the liquid 32 ′ and a timer (not shown) for measuring the required time.

한편, 센서부(40)가 액체공급부(30)와 전기적으로 연결되어 연동되도록 함으로써, 액체(32, 32')가 이동하는 데에 소요된 시간을 보다 정확하게 측정할 수 있다. 즉, 액체(32)가 대상체(10)의 표면에 떨어짐과 동시에 타이머가 작동되게 하고, 센서가 액체(32')의 도달을 감지함과 동시에 타이머의 작동이 중단되도록 함으로써, 보다 정확한 측정을 구현할 수 있는 것이다.On the other hand, by the sensor unit 40 is electrically connected to and interlocked with the liquid supply unit 30, it is possible to more accurately measure the time required for the liquid (32, 32 ') to move. That is, the liquid 32 falls on the surface of the object 10 and the timer is operated at the same time, and the sensor detects the arrival of the liquid 32 'and the timer is stopped at the same time, thereby realizing a more accurate measurement. It can be.

물론, 이러한 센서부(40)가 이하에서 설명할 연산부(50)와 연결되도록 함으로써, 측정된 소요시간이 자동으로 연산부(50)에 전송되도록 할 수도 있다.Of course, the sensor unit 40 may be connected to the operation unit 50 to be described below, so that the measured required time may be automatically transmitted to the operation unit 50.

연산부(50)는 액체(32)의 고유 물성치와 액체가 이동하는 데에 소요된 시간을 입력 받아 상기 측정 대상체(10)의 표면에너지를 산출하는 기능을 수행하는 수단이다. 이러한 연산부(50)는, 액체의 고유물성치와, 액체의 이동 소요시간 및 그 밖의 여러 인자들을 미리 입력 받은 후, 연산처리 하여 대상체(10)의 표면에너지를 산출하게 된다. 연산부(50)에서 대상체(10)의 표면에너지를 산출하는 방법의 일 예 에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.The calculation unit 50 is a means for performing a function of calculating the surface energy of the measurement object 10 by receiving the intrinsic physical properties of the liquid 32 and the time required for the liquid to move. The calculator 50 receives the intrinsic physical properties of the liquid, the time required to move the liquid, and other factors in advance, and then calculates the surface energy of the object 10 by performing arithmetic processing. An example of a method of calculating the surface energy of the object 10 in the calculator 50 will be briefly described as follows.

모세관(25)에서 액체의 흐름성은, Ignatius J. Rasiah 가 제안한 하기의 공식으로 표현될 수 있다. (Rheology of the Underfill Flow Process in a Flip Chip Package, Electronics Manufacturing Technology Symposium, 2000, 26th IEEE/CPMT International, P.221-228)The flow of liquid in the capillary 25 can be expressed by the following formula proposed by Ignatius J. Rasiah. (Rheology of the Underfill Flow Process in a Flip Chip Package, Electronics Manufacturing Technology Symposium, 2000, 26th IEEE / CPMT International, P.221-228)

Figure 112008059365998-PAT00003
Figure 112008059365998-PAT00003

여기서, h는 모세관의 높이; Lf는 모세관의 길이; τ는 점도 변화율 상수; θ는 접촉각; μ0는 초기 점도; tf는 소요 시간; γ는 표면장력이다.Where h is the height of the capillary; L f is the length of the capillary; tau is the viscosity change rate constant; θ is contact angle; μ 0 is the initial viscosity; t f is the time required; γ is surface tension.

상기 공식을 바탕으로, 모세관의 길이, 액체의 점도 및 점도변화율, 표면장력, 모세관 높이(플레이트(20)와 대상체(10) 사이의 간격)이 주어지면, 액체의 모세관 통과 소요 시간을 측정함으로써, 접촉각으로 표현되는 피 표면의 표면에너지를 산출해낼 수 있게 되는 것이다.Based on the above formula, given the length of the capillary, the viscosity and rate of viscosity change, the surface tension, the capillary height (the distance between the plate 20 and the object 10), by measuring the time required for the liquid passing through the capillary, It is possible to calculate the surface energy of the surface of the blood expressed by the contact angle.

여기서, 모세관(25)의 길이와 모세관(25)의 높이는 미리 설정될 수도 있고, 대상체(10)의 표면에 플레이트(20)를 배치하여 모세관(25)을 형성한 다음, 별도의 측정 절차를 통해 취득될 수도 있다. 별도의 측정 절차를 통해 취득된 데이터를 연산부(50)에 입력할 수 있도록, 키보드와 같은 별도의 입력장치(52)가 구비될 수도 있다.Here, the length of the capillary tube 25 and the height of the capillary tube 25 may be set in advance, or by placing the plate 20 on the surface of the object 10 to form the capillary tube 25, and then through a separate measurement procedure May be acquired. A separate input device 52 such as a keyboard may be provided to input data acquired through a separate measurement procedure to the calculator 50.

이상과 같은 방법을 이용하게 되면, 점도, 점도변화율 및 표면장력을 알고, 뉴토니안(Newtonian) 흐름성을 보이는 액체는 모두 적용될 수 있으므로, 표면에너지 측정을 위한 액체의 확보가 용이해질 수 있게 된다.When the above method is used, all liquids that know viscosity, viscosity change rate and surface tension, and exhibit Newtonian flowability can be applied, thereby making it easy to secure a liquid for measuring surface energy.

이상에서, 본 발명의 일 측면에 따른 표면에너지 측정장치에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 표면에너지 측정방법에 대해, 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.In the above, the surface energy measuring apparatus according to an aspect of the present invention has been described. Hereinafter, the surface energy measuring method according to another aspect of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

본 실시예에 따른 표면에너지 측정방법은, 전술한 구조의 표면에너지 측정장치 또는 이와 유사한 기능을 수행하는 장치를 통해 구현될 수도 있으므로, 이하에서는 이해의 편의를 위해, 전술한 구조의 표면에너지 측정장치를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.The surface energy measuring method according to the present embodiment may be implemented through the surface energy measuring apparatus having the above-described structure or a device that performs a similar function. Hereinafter, for convenience of understanding, the surface energy measuring apparatus having the above-described structure. The case of using will be described as an example.

우선, 대상체(10)의 표면에 인접하도록 플레이트(20)를 배치하여 플레이트(20)의 표면에 모세관(25)을 구현한 다음(S110), 모세관(25)의 일측에 액체를 공급한다(S120). 이렇게 공급된 액체는 모세관(25) 현상에 의해 모세관(25)의 타측 방향으로 이동하게 된다.First, the plate 20 is disposed to be adjacent to the surface of the object 10 to implement the capillary tube 25 on the surface of the plate 20 (S110), and then supply liquid to one side of the capillary tube 25 (S120). ). The liquid thus supplied is moved in the other direction of the capillary tube 25 by the capillary tube phenomenon.

그 다음, 액체가 모세관(25)의 일측으로부터 타측에 도달하는 데에 걸리는 소요시간을 측정한다(S130). 이를 위하여, 액체의 도달을 감지할 수 있는 센서와 소요시간을 측정하는 타이머 등을 이용할 수도 있다. 이 때, 액체가 모세관(25)의 일측에 공급됨과 동시에 타이머가 작동되게 하고, 센서가 액체의 도달을 감지함과 동시에 타이머의 작동이 중단되도록 함으로써, 보다 정확한 측정을 구현할 수도 있다.Next, the time required for the liquid to reach the other side from the capillary tube 25 is measured (S130). To this end, a sensor for detecting the arrival of the liquid and a timer for measuring the required time may be used. At this time, the liquid is supplied to one side of the capillary tube 25 and the timer is operated, and the sensor detects the arrival of the liquid and the timer is stopped at the same time, thereby making it possible to implement a more accurate measurement.

이 후, 고유 물성치와 소요시간을 이용한 연산을 수행하여, 측정 대상체(10)의 표면에너지를 산출한다(S140). 표면에너지를 산출하기 위하여, Ignatius J. Rasiah 가 제안한 하기의 공식을 이용할 수 있음은 전술한 바와 같다.Thereafter, calculations using the inherent physical properties and the required time are performed to calculate the surface energy of the measurement object 10 (S140). In order to calculate the surface energy, the following formula proposed by Ignatius J. Rasiah can be used.

Figure 112008059365998-PAT00004
Figure 112008059365998-PAT00004

여기서, h는 모세관의 높이; Lf는 모세관의 길이; τ는 점도 변화율 상수; θ는 접촉각; μ0는 초기 점도; tf는 소요 시간; γ는 표면장력이다.Where h is the height of the capillary; L f is the length of the capillary; tau is the viscosity change rate constant; θ is contact angle; μ 0 is the initial viscosity; t f is the time required; γ is surface tension.

모세관(25)의 길이와 모세관(25)의 높이는 미리 설정될 수도 있고, 대상체(10)의 표면에 플레이트(20)를 배치하여 모세관(25)을 형성한 다음, 별도의 측정 절차를 통해 취득될 수도 있다. 별도의 측정 절차를 통해 데이터를 취득한 경우, 키보드와 같은 별도의 입력장치(52)를 이용하여 해당 데이터를 연산부(50)에 입력할 수도 있음은 전술한 바와 같다.The length of the capillary tube 25 and the height of the capillary tube 25 may be set in advance, or by placing the plate 20 on the surface of the object 10 to form the capillary tube 25, which may be obtained through a separate measurement procedure. It may be. When data is acquired through a separate measurement procedure, as described above, the data may be input to the calculator 50 using a separate input device 52 such as a keyboard.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 표면에너지 측정방법을 나타내는 도면.1 is a view showing a surface energy measurement method according to the prior art.

도 2는 대상물의 표면에 액체가 토출된 모습을 나타내는 사진.2 is a photograph showing how liquid is discharged onto the surface of an object.

도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 표면에너지 측정장치를 나타내는 도면.3 is a view showing a surface energy measuring device according to an aspect of the present invention.

도 4는 도 3의 플레이트를 나타내는 단면도.4 is a sectional view of the plate of FIG. 3;

도 5는 본 발명의 다른 측면에 따른 표면에너지 측정방법을 나타내는 순서도.5 is a flow chart showing a surface energy measurement method according to another aspect of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 대상체 20: 플레이트10: object 20: plate

22: 지지체 24: 높이조절수단22: support 24: height adjusting means

30: 액체공급부 32, 32' 액체30: liquid supply part 32, 32 'liquid

40: 센서부 50: 연산부40: sensor unit 50: calculation unit

52: 입력장치52: input device

Claims (8)

고유 물성치를 갖는 액체를 이용하여 측정 대상체의 표면에너지를 측정하기 위한 장치로서,An apparatus for measuring the surface energy of a measurement object using a liquid having an inherent physical property, 상기 대상체의 표면에 모세관을 구현하기 위한 플레이트;Plate for implementing the capillary on the surface of the object; 상기 플레이트의 일측에 배치되며, 대상체의 표면에 액체를 공급하는 액체공급부;A liquid supply unit disposed at one side of the plate and supplying a liquid to a surface of an object; 상기 플레이트의 타측에 배치되며, 상기 액체가 상기 플레이트의 일측으로부터 타측에 도달하는 데에 걸리는 소요시간을 감지하는 센서부;A sensor unit disposed at the other side of the plate and detecting a time required for the liquid to reach the other side from one side of the plate; 상기 고유 물성치와 상기 소요시간을 입력 받아 상기 측정 대상체의 표면에너지를 산출하는 연산부를 포함하는 표면에너지 측정장치.And a calculation unit configured to calculate the surface energy of the measurement object by receiving the intrinsic properties and the required time. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연산부에 연결되는 입력장치를 더 포함하는 표면에너지 측정장치.Surface energy measuring device further comprises an input device connected to the operation unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고유 물성치는, 초기 점도와 점도 변화율 상수 및 표면장력을 포함하며,The intrinsic physical properties include initial viscosity, viscosity change rate constant and surface tension, 상기 연산부는 하기의 수학식을 이용하여 상기 표면에너지를 산출하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 측정장치.The calculating unit calculates the surface energy by using the following equation.
Figure 112008059365998-PAT00005
Figure 112008059365998-PAT00005
 여기서,here, h는 모세관의 높이, Lf는 모세관의 길이,h is the height of the capillary, L f is the length of the capillary, τ는 점도 변화율 상수, θ는 접촉각,τ is the viscosity change rate constant, θ is the contact angle, μ0는 초기 점도, tf는 소요 시간,μ 0 is the initial viscosity, t f is the time required, γ는 표면장력이다.γ is surface tension. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서부는 상기 액체공급부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표면에너지 측정장치.The sensor unit is a surface energy measurement device, characterized in that electrically connected with the liquid supply. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플레이트의 일면에는,On one side of the plate, 상기 플레이트를 상기 대상체로부터 이격시키는 지지체와,A support for separating the plate from the object, 상기 플레이트와 상기 대상체 사이의 거리를 조절하는 높이조절수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 표면에너지 측정장치.Surface energy measuring device characterized in that the height adjusting means for adjusting the distance between the plate and the object is formed. 고유 물성치를 갖는 액체를 이용하여 측정 대상체의 표면에너지를 측정하기 위한 방법으로서,A method for measuring the surface energy of a measurement object using a liquid having an inherent physical property value, 상기 대상체의 표면에 인접하도록 플레이트를 배치하여 상기 플레이트의 표면에 모세관을 구현하는 단계;Disposing a plate adjacent to a surface of the object to implement a capillary on the surface of the plate; 상기 모세관의 일측에 액체를 공급하는 단계;Supplying a liquid to one side of the capillary; 상기 액체가 상기 모세관의 일측으로부터 타측에 도달하는 데에 걸리는 소요시간을 측정하는 단계; 및Measuring the time it takes for the liquid to reach from one side of the capillary to the other; And 상기 고유 물성치와 상기 소요시간을 이용한 연산을 수행하여, 상기 측정 대상체의 표면에너지를 산출하는 단계를 포함하는 표면에너지 측정방법.And calculating a surface energy of the object to be measured by performing calculation using the inherent property values and the required time. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 고유 물성치는, 초기 점도와 점도 변화율 상수 및 표면장력을 포함하며,The intrinsic physical properties include initial viscosity, viscosity change rate constant and surface tension, 상기 산출하는 단계는 하기의 수학식을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하 는 표면에너지 측정방법.The calculating step is a surface energy measurement method, characterized in that performed using the following equation.
Figure 112008059365998-PAT00006
Figure 112008059365998-PAT00006
 여기서,here, h는 모세관의 높이, Lf는 모세관의 길이,h is the height of the capillary, L f is the length of the capillary, τ는 점도 변화율 상수, θ는 접촉각,τ is the viscosity change rate constant, θ is the contact angle, μ0는 초기 점도 tf는 소요 시간,μ 0 is the initial viscosity t f is the time required, γ는 표면장력이다.γ is surface tension. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 모세관을 구현하는 단계 이후에,After implementing the capillary, 상기 모세관의 높이를 측정하는 단계를 더 포함하는 표면에너지 측정방법.Surface energy measurement method further comprising the step of measuring the height of the capillary.
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