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접촉각 및 표면장력기


OCA 15 LJ - 경제형 광학 자동 접촉각 측정기

제조사  : 독일 DataPhysics Instruments GmbH

가    격  : 전화문의 [02-3143-2740]

OCA 15LJ는 Double Liquid Jet 시스템을 지원하도록 설계된 OCA 15EC의 특수 변형 모델입니다. USB 3 인터페이스와 고해상도의 고성능 카메라를 사용하면 프레임에 여러 Drop 을 떨어뜨려 동시에 분석할 수 있습니다.

조명 하우징 측면에 있는 액세서리 확장용 추가 연결 소켓을 통해 최대 4개의 시린지 모듈을 장착할 수 있습니다. 한 번의 클릭으로 표면 에너지 측정을 위해 여러 방울을 동시에 투여하고 분석할 수 있습니다.


주요 특징

  • 샘플 테이블은 수평으로 이동이 가능하고(자기 슬라이드 시스템)  수직으로 조정이 가능함
  • 고성능 6.5배 줌 렌즈
  • 연속 미세 초점 및 조정 가능한 관찰 각도
  • USB 3 인터페이스를 사용하는 고성능 카메라와 비디오 측정 시스템
  • 자동 온도 편차 보정을 포함한 수동 및 소프트웨어 제어 LED 조명


소프트웨어

SCA 소프트웨어는 독립적으로 사용 가능한 다양한 모듈로 제공됩니다. OCA 15LJ에 사용 가능한 소프트웨어 모듈은 다음과 같습니다:


OCA - Software


Microsoft Windows®용으로 설계된 SCA 소프트웨어는 모든 OCA 기기를 위한 모듈식 프로그램입니다. 최신 사용자 인터페이스는 높은 커스터마이징으로 모든 사용자에게 개별적이고 이상적으로 적합한 측정 개요를 제공합니다. 소프트웨어로 통합된 광범위한 데이터베이스는 다양한 액체 및 고체의 중요한 물리적 및 화학적 매개변수로 구성됩니다.
SCA 소프트웨어는 가장 빠른 프로세스의 제어된 평가가 가능한 영상 시퀀스의 기록 및 저장 기능을 제공합니다. 새로 개발된 자동화 통신으로 인해 모든 전자 부품의 자동 제어가 수월해졌습니다. 예를 들어, 전체 샘플을 매핑하여 최대 4개의 액체로 표면 에너지를 자동으로 결정할 수 있습니다. 모든 드롭의 위치는 사전에정의된 패턴에 따라 설정하거나 직관적인 시각적 드롭 위치 지정 기능을 사용하여 개별적으로 설정할 수 있습니다.
SCA 소프트웨어는 다음과 같이 별도로 사용 가능한 모듈로 나뉩니다.



Contact angle measurement with SCA 20


SCA20 - 접촉각

SCA 20 모듈은 접촉각 측정을 가능하게 하는 기본 소프트웨어 모듈입니다.


주요 특징:

  • sessile drop 및 captive drop 방법에 따른 평면, 볼록 및 오목 표면의 정적 접촉각 측정 및 표시
  • 평면 및 곡면에서 자동 기준선 감지
  • needle-in-drop 방식 및 tilting 방식에 따른 동적 접촉각 (전진각 및 후진각, 접촉각 히스테리시스) 측정



Determination of the surface energy with SCA 21


SCA21 - 표면 에너지

SCA 21 소프트웨어 모듈을 사용하면 다양한 액체와 다중 접촉각을 측정하여 고체의 표면 에너지를 확인할 수 있습니다.


주요 특징:

  • 9가지 다른 이론에 따른 고체의 표면 에너지와 구성 요소(예: 분산, 극성 및 수소 결합 부분, 산 및 염기 부분)의 결정
  • 습윤 봉투의 계산 및 표현과 접착 / 접촉각 다이어그램 작업



Surface tension measurement with SCA 22 


SCA22 - 표면 및 계면 장력

SCA 22 소프트웨어 모듈을 사용하면 펜던트 드롭 방에 따라 표면 및 계면 장력을 측정할 수 있습니다.


주요 특징:

  • 펜던트 드롭의 Young-Laplace 평가를 기반으로 표면 및 계면 장력, 극성 및 분산 부품의 측정 



SCA23 - Liquid Bridge 분석

SCA 23 소프트웨어 모듈은 해당 테스트 조각 및 용기와 함께 액체 라멜라를 기반으로 하는 표면 및 계면 장력을 측정할 수 있습니다.


주요 특징:

  • 라멜라 윤곽 평가를 기반으로 한 표면 및 계면 장력 결정
  •  3상 시스템의 Liquid Bridge 분석


SCA26 - 오실레이션 / 릴렉세이션

SCA 26 소프트웨어 모듈은 오실레이션과 릴렉세이션, 오실레이션 펜던트 드롭을 생성할 수 있는 시스템과 함께 표면 및 계면 유변학적 매개변수를 측할 수 있습니다.


주요 특징:

  • 오실레이팅 및 릴렉싱 펜던트 드롭의 윤곽을 기반으로 계면 팽창 계수의 실수부 및 허수부 결정


Topview measurement with SCA 27 


SCA27 - 평면도의 접촉각

SCA 27 소프트웨어 모듈은 Topview 비디오 시스템 TVS를 사용하여 평면도에서 보이는 표면의 접촉각을 측정할 수 있습니다.


주요 특징:

  • 평면도 측정에서 분석된 낙하 반경과 낙하 부피를 기반으로 한 접촉각 측정




액세서리

모듈식 제품 설계로 인해 OCA 15LJ는 다양한 OCA 액세서리 제품군의 다양한 옵션과 결합할 수 있습니다.

광학 접촉각 측정 및 Drop 윤곽 분석 

도징 바늘에 매달려 있거나 단단한 표면에 놓인 방울의 광학 분석은 다양한 표면 및 계면 매개변수의 결정을 용이하게 합니다. 액체 방울이 고체 표면에 형성되는 접촉각은 해당 액체에 대한 고체의 습윤 거동의 특성을 나타냅니다.

여러 테스트 액체의 접촉 각도를 측정하면 고체의 표면 에너지를 찾아낼 수 있으며, 고체의 표면 에너지를 사용해 다양한 액체에 대한 접착력을 계산할 수 있다.

접촉각은 신뢰할 수 있고 표면 코팅, 복합 재료, 페인트 및 바니시 또는 세척제 등의 개발에 도움이 됩니다. 요컨대: 접촉각 측정은 고체와 액체가 만나는 모든 상황에서 도움이 되며 습윤 및 접착 특성을 제어하여 이점을 얻을 수 있습니다.


접촉각 측정

벡터힘의 평형은 증착된 방울의 3상 접촉선에서 접촉각 ΘC를 나타냅니다. 고체 σS의 표면 에너지는 고체 표면을 따라 작용합니다. 고체-액체 계면 에너지 σSL 은 반대 방향으로 작용하고 액체의 표면 장력 σL은 방울 표면에 접선 방향으로 작용합니다. 이것은 간단한 scalar equation 인 Young equation 으로 설명할 수 있습니다.

Young equation

Drop 은 접촉각 측정 중에 프로필에서 볼 수 있습니다. 이미지 처리 소프트웨어는 액체 방울의 윤곽과 고체, 액체 경계면의 기준선을 인식, 기록하고고 Drop 모양에 수학 함수를 맞춥니다.


표면 및 계면 장력의 광학적 측정

다른 요인이 작용하지 않을 때 액체 방울은 표면 장력으로 인해 구를 형성하는 경향이 있습니다. 중력으로 인해 물방울이 길어지기 때문에 전형적인 물방울 모양이 구체화됩니다. 펜던트 방울의 Young-Laplace 평가는 다음 사실을 인식합니다. 방울 프로파일의 특징적인 모양은 액체의 표면 장력 σL을 산출합니다.

Pendent drop 이 공기가 아닌 두 개의 액체로 둘러싸인 경우 두 액체 사이의 계면 장력은 Drop 모양에서 추론할 수 있습니다. 광학 분석을 위해서는 외부 액체가 투명해야 합니다. 상대 밀도에 따라 내부 액체는 구부러진 바늘을 통해 Pendent drop 또는 위쪽으로 투여할 수 있습니다.


고체의 표면 에너지 

고체의 표면 에너지를 계산하기 위해 분산 및 극성 부분을 포함한 표면 장력이 알려진 테스트 액체의 접촉각을 측정합니다. 이러한 분산 및 극성 부분은 적절한 모델을 기반으로 하는 고체와 액체 사이의 계면 장력 σSL을 계산하는 데 사용됩니다.
자주 적용되는 모델은 액체 표면 장력 σL과 고체 표면 에너지 σS의 분산 및 극성 부분의 기하학적 평균을 고려하는 Owens, Wendt, Rabel 및 Kaelble(OWRK 모델) 중 하나입니다.

OWRK equation

Young equation 에 이 식을 대입하면 고체 표면 에너지의 극성 및 분산 부분을 적절한 플롯의 회귀선에서 확인할 수 있습니다.

Regression line for determination of surface energy

표면 에너지 측정을 위한 회귀선

선형 회귀 분석에는 최소 2개의 서로 다른 테스트 액체로 접촉각을 측정해야 합니다. 그러나 두 점만을 기준으로 한 회귀선에는 결과의 정확도에 대한 정보가 포함되어 있지 않으므로 고체의 표면 에너지를 결정하기 위해 최소 3개의 시험액을 사용한 접촉각 측정을 권장합니다.


Lotus effect

접촉각의 잘 인용된 예는 자연에서 찾을 수 있습니다. 물방울이 연꽃 잎과 접촉하면 표면을 적시지 않고 굴러 떨어집니다. '롤오프'하는 동안 물방울이 먼지 입자를 가져 와서 잎이 저절로 청소됩니다. 이 "연꽃 효과"를 모방하는 것은 많은 기술 분야에서 인기 있는 연구 및 제품 개발 주제입니다.

연잎에 물방울

The OCA models

OCA 시리즈의 광학 접촉각 측정 및 윤곽 분석 시스템은 고해상도 광학, 정확한 액체 주입 및 정밀한 샘플 위치 지정을 강력하고 신뢰할 수 있는 측정 시스템에 결합합니다.

모든 하드웨어 구성 요소에 대한 모듈식 접근 방식을 통해 수동으로 작동되는 기본 장치에서 완전 자동화된 고성능 측정 시스템에 이르기까지 다양한 구성이 가능합니다. 모든 OCA 모델은 공통 디자인 철학을 기반으로 하며 견고한 알루미늄 금속 프레임으로 제작됩니다. 또한, 모두 수동 및 소프트웨어로 제어되는 LED 조명이 특징입니다. 자동 온도 추이 보정으로 인해 시료의 안정적이고 균일한 조명 성능이 항상 보장됩니다.

표준에 따른 측정 

OCA 모델의 높은 정밀도와 광범위한 액세서리로 인해 다양한 국제 표준을 준수하는 측정이 가능합니다. 이러한 표준은 다음과 같습니다:

  • ASTM C813
  • ASTM D724
  • ASTM D2578
  • ASTM D5725
  • ASTM D5946
  • ASTM D7334
  • ASTM D7490
  • ASTM D7541
  • DIN 55660
  • DIN EN 15802
  • ISO 8296
  • ISO 15989
  • ISO 27448