APPLICATIONS

SITA 표면장력계의 주요 측정 작업 중 하나는 계면활성제를 포함한 액체의 제품 또는 공정 제어이다. 

이를 위해 먼저 기포수명 측정 파라미터를 결정하고, 제어 작업을 위한 참조값을 측정해야 한다.

 ● 기포수명 측정 파라미터 Parameter bubble lifetime

기포 수명을 최적으로 조정하는 것은 동적 표면장력을 측정하는데 필수적인 매개변수이다. 

이를 결정하는 방법은 다음과 같다. 

1. 기준 샘플 용액 설정 : 계면활성제 농도가 ±50 % (과다 및 부족) 범위인 기준 용액을 준비한다.  

    가능한 상호작용을 고려하여 샘플에 다른 성분도 추가한다. 

2. 기포수명과 표면장력의 관계 분석 : 

    SITA DynoTester+ 또는 자동 모드의 SITA pro line t15+, SITA sci- ence line t100를 이용하여 

    다양한 기포수명에서 샘플의 동적표면장력을 분석한다. 

    예시 : 30ms, 50ms,  100ms, 200ms, 500ms, 1초, 2초, (5초, 10초, 20초)에서 표면 장력을 측정한다.

3. 다양한 기포수명에서 표면장력을 측정한 후, 가장 명확하게 구분되는 기포수명을 선택하여 

    계명활성제의 최적 농도를 제어하는 기준으로 삼는다. 

    이를 통해 과다 또는 부족 투여 여부를 평가하고, 공정 제어의 정확성을 높일 수 있다. 

​

다음 세 개의 도표는 두 가지 계면활성세 A와 B의 예를 보여주는데, 

이때 계면활성제 A는 고농도 및 저농도 상태로 나타난다.

         표 1: 목표농도 0.2 vol%.에서 기포수명과 표면장력의 관계를 결정하는 과정.

         세척 공정에서 사용되는 고농도 활성 욕조의 대표적인 예시이다.

​

        표 2: 목표농도 0.003 vol%에서 기포수명과 표면장력의 관계, 기포수명  20ss 추천

         이 도표는 계면활성제 농도가 낮은 헹굼조에서 흔히 나타나며, 

         예를 들어 헹굼조에 계면활성제가 이월되어 유입되는 경우이다.

​

        표 3: 목표농도 0.3 vol%에 대해 기포수명과 표면장력의 관계, 기포수명 500ms 추천

 ● 제어작업을 위한 기준 값 결정

 앞서 측정한 기포수명을 측정 매개변수로 사용하여, 계면활성도 농도에 따른 기준을 결정한다.

1. 적용 농도 범위 내에서 희석 시리즈를 준비한다. 여기에는 높은 농도와 낮은 농도가 모두 포함되어야 한다.

    예: 적용농도0.5 vol%, 희석 농도: 0.1/0.2/0.3 (…) 0.9/1.0 vol%

2. 바로 직전에 결정된 기포수명으로 샘플들을 측정하고, 온도에 대한 유의 사항을 준수해야 한다.

3. 필요한 경우, SITA DynoTester+ 또는 SITA science line t100에 소프트웨어 SITA LabSolution을 연결하여 

    기준값들을 농도 파일로 저장한다.

● 참고사항 1: 온도

표면 장력은 온도에 따라 달라진다. 

따라서 제품 또는 공정 제어를 위한 샘플의 온도는 참조값이 기록된 온도와 일치해야 한다.

일반적으로 ±3 K 정도 차이가 허용되지만, 가능하면 온도 의존성을 확인해야 한다. 

측정을 위해서 실온을 권장한다. 비이온성 계면활성제의 경우, 샘플은 혼탁점 이하에서 측정해야 한다.

● 참고사항 2: 희석

측정된 표면장력이 전체 매개 변수 범위에서 서로 유사한 값을 보이는 경우 희석이 유용하다. 

이렇게 되면 얻어진 곡선들이 거의 구별하기 어려워지기 때문이다(해당 방법의 재현성은 0.5 mN/m이다).

탈이온수에 희석해 본다(e.g. 1:10).