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Introduction
A사는 시판 중의 잉크보다 더 좋은 품질의 새로운 제품을 개발 중에 있다. 신 제품의 우수한 품질을 증명하기 위해서는 시판 중의 제품과 비교 데이터가 필요하다.
하지만 아주 미세한 입자로 구성되어 있어 층분리가 아주 느리게 진행되고 게다가 흑색의 잉크이기 때문에 층분리가 일어나고 있는지, 층 분리가 일어났을 경우
층 분리 정도를 수치화 하여 비교하는 것에 어려움을 겪고 있었다.
LUMiSizer는 원심력으로 시료의 층분리를 가속화하는 동시에 시료에 NIR 또는 Blue 광원을 조사하여 시료를 통과하여 나오는 빛의 투과도에 따라 그래프를 생성한다.
그리고 시간의 흐름에 따라 누적되는 그래프를 바탕으로 시료의 층 분리 속도 즉 분산안정성을 수치화 하고 나아가서 시료 간의 비교 데이터를 추출할 수 있다. |
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그러므로 자연 중력에서 층 분리에 수개월이 걸리는 시료도 LUMiSizer에서 단 몇시간 이내에 측정이 가능하고, 육안으로 측정이 불가능한 흑색의 시료도
광원과 센서의 작용으로 정확하게 층 분리 정도를 수치화 할 수 있다.
LUMiSizer 측정 조건 설정
4000 rpm 원심력 하에서 NIR (810 nm) 파장의 광원을 사용하여 시료의 전체 구간에 대해 150초의 간격으로 180개의 그래프를 측정하였다.
73은 신제품이고, 74는 시판 제품이다.
측정 결과
Fig 1 과 2는 시료의 층 분리가 진행되는 과정에 따라 생성된 투과도 변화 그래프이다. x축은 시료의 위치이고, y축은 투과도이다.
측정된 180개 그래프에서 먼저 측정된 90개는 적색, 나중에 측정된 90개는 녹색으로 표현된다.
Fig 1에서 x축 (position in mm)의 약 106.5 ~ 108.5 mm 즉 시료의 상단 2 mm 구간에서 투과도가 60%로 상승한 그래프가 생성되었고,
Fig 2는 107 ~ 108 mm 즉 시료의 상단 1 mm 구간에서 투과도가 50%로 상승한 그래프가 생성되었다.
동일한 측정 시간 동안 73 시료가 더 많은 맑은 구간이 생겼고 이는 층분리가 더 빨리 진행되었다는 것을 보여준다.
즉 73 시료의 분산안정성이 더 안좋은 결과라는 것을 의미한다.
Fig 1 과 2 투과도 그래프를 바탕으로 투과도 변화도를 Fig 3과 같이 그래프로 나타내었고 그래프의 기울기가 클수록 층 분리가 빨리 진행되고
분산안정성이 안 좋은 것을 나타내는데 이 값을 instability index라고 한다.
Fig 3에 근거하여 400분에서의 instability index 값을 추출하여 Fig 4에 표현하였다.
73 시료는 instability index 0.311 > 74 시료의 instability index 0.140, 따라서 시판 중의 시료 74의 분산안정성이 더 좋다.
결론
육안으로 층분리 유무를 감별하기 어렵거나 자연중력에서 층분리 진행 정도를 비교하려면 수개월이 소요되는 시료들도
LUMiSizer에서 단 몇시간 이내로 분석이 가능하다.
LUMiSizer는 물처럼 투명한 샘플부터 검은색 페인트까지 점도, 투명도, 색상의 제한을 받지 않고 측정이 가능하다.
LUMiSizer는 NIR광원 및 Blue광원 선택이 가능하여 10 nm 정도 크기의 입자로 구성된 나노 시료부터 μm 단위의 시료까지 광범위하게 측정이 가능하다.
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