고정밀 유동 지향 다각도 반사 센서 document_id A220623042739

입자를 함유하는 액체 시료(분산물) 등의 분산 가공물의 반사도를 측정하는 것은 품질 시험에서 중요하다. 공지 기술에 따르면, 반사도는 상기 가공물에서 고형면이 생성된 후에 단일각 및 다각도 색 측정 장비를 이용하여 결정한다. 통상, 입자 함유 액체 시료는 액체 안료 가공물이다. 도료(coating) 또는 에나멜 혼합물, 안료 페이스트, 백색 혹은 기타 색 혼합물 함유 렛다운즈(let-downs)와 같은 액체 안료 가공물의 제조에서, 상기 혼합물은 재현가능한 착색력 및 은폐력이 중요하다. 이 재현성은 액체 안료 가공물 생산시 가시적으로 혹은 분광법을 이용한 제품의 정규 제어 수단에 의해 확보된다. 공지 기술에 따르면, 원하는 색 혼합물을 만들고, 기판에 도포하고 건조, 경화나 소성 처리 및 수득한 착색층을 후속 분석함으로써 상기 제어 처리를 실행하는 것이다. 이 방법은 매우 정밀하지만 시간 소모가 크다. 액체 시료 가공물 상에서 직접 측정함으로써 시간을 대폭 줄이고 또 상당히 우수한 재현성을 얻을 수 있으며, 이에 따라 기판에 대한 착색층 도포 및 후속의 층 건조 처리가 필요 없게 된다. 액상 제품의 반사도 측정은, 면(부품의 도장면 혹은 표면 등)을 즉시 제조할 필요가 없는 "기타" 제품의 경우라고 해도 제품 및 그 처리 방식의 특이적인 성질을 반사도로부터 결정할 수 있고 이것을 분산 상태(예를 들면, 입자 크기 분포, 형태 농도 등) 또는 재료의 성질(예를 들면, 굴절률, 결정 변형, 화학 조성 등)에 관련하여 해석할 수 있으므로, 또 다른 응용 분야를 제공한다. 기본적으로, 상용하는 색 측정 장비는 모두 본 발명의 과제에 이용하기에 적합하다. 반사도 조정을 위한 각각의 VIS 센서(VIS = 가시성, 즉 380nm 내지 800nm의 가시광 범위)가 상기 목적에 적합하다. 예를 들면, EP-A 0 472 899는 분산계에서 광 전파시 감쇠 레벨을 측정하는 측광 장치에 관한 것이다. 이 장치는 실험 대상 시료의 유통 큐벳(through-flow cuvette)으로 구축되며, 하나 이상의 광도파관의 광학 연결부를 위한 측면 개구부를 갖춘다. 광원에서 시작된 광도파관 연결부는 실험 시료가 들어있는 큐벳 안으로 안내되며 다시 이곳으로부터 측정 신호 발생용 광 검출기로 인도된다. 직접식 광도파관 연결부는 광원에서 기준 신호 발생용 광 검출기로 직접 안내된다. 또한, 측광 장치는 광 검출기에 연결된 평가 장치를 포함한다. WO 98/16822는 도료, 안료 페이스트 또는 유사물의 물성 분석을 위한 것으로서 더 구체적으로는: 도료, 안료 페이스트 또는 유사물로 된 막을 소정의 두께로 형성하는 장치와 또한 실험 대상이 되는 도료, 안료 페이스트 또는 유사물에 빛을 조사할 광원으로 구성되고, 빛과 상기 도료, 안료 페이스트 또는 유사물 간에 일어나는 상호작용 및 측정 신호를 분석하는 분석 시스템; 및 측정 신호 기록 장치와 이 장치에 연결되는 검출기에 관한 것이다. 초기 선행 기술로서 독일 출원 (파일 참조 번호 103 30 641.2)은 다음의 구성 요소로 구축된 반사 센서 (실시예 (I) 참조)에 관한 것이다: a) aa) 램프형 광원(Aa), 및 ab) 광섬유를 포함하는 광도파관(Ab)을 구비하는 광학 유닛(b)으로서, 하나 이상의 광도파관이 기준 도파관인, 광학 유닛(A); b) ba) 측정 윈도우(Ba), 및 bb) 시료 분석 셀(Bb)을 포함하는 시료 분석 유닛(B), 이때, 상기 광학 유닛은 측정 윈도우의 한 면에 배치되고 시료 분석 셀은 상기 측정 윈도우의 다른 면에 배치되며 또한 상기 셀에 의하여, 측정 윈도우와 시료 분석 셀 사이에 간극을 형성하도록 상기 측정 윈도우에 대해 가압되고, 액체 안료 가공물 형태의 측정될 시료가 상기 간극을 횡단하며, 간극 횡단시 상기 시료에 큰 전단력이 걸리는 것을 특징으로 하고; 또한 c) 측정 데이터 기록용 검출기(Ca) 및 이에 연결된 평가 장치(Cb)를 포함하는 시스템 제어 유닛(C), 이때, 하나 이상의 광도파관 연결부가 광원(Aa)에서 측정 윈도우(Ba)까지 및 상기 측정 윈도우(Ba)에서 검출기(Ca)를 향하여 안내됨으로써 측정 신호(제품의 반사)를 발생하고, 또한 하나 이상의 기준 도파관 연결부가 상기 광원(Aa)에서 검출기(Ca)까지 또는 측정 윈도우(Ba)에서 검출기(Ca)까지 직접 안내됨으로써 기준 신호(내부 반사)를 발생하는 것을 특징으로 한다. 이 반사 센서는 고정밀 측정도를 특징으로 하며 액체 안료 가공물의 색 및 은폐력을 결정하는 적절한 측정 데이터를 제공한다. 공지의 분석 시스템은 등축형 (즉 균일한) 입자를 함유한 종래의 액체 시료, 예를 들면, 일반적인 도료, 등축형 안료나 다른 등축형 입자와 함께 장식용 색 효과를 달성하기 위하여 도료의 투명한 결합제(꼭 필요한 것은 아니지만)에, 예를 들면 유기 또는 무기 안료 같은 착색제가 코팅 성분으로 첨가된 단위형 도료 등의 반사도 측정에 적합하다. 또한, 보조 코팅 성분으로 유효 안료를 사용함으로써 광학 효과를 발휘할 수 있다. 본 발명에 있어서, 이러한 효과적인 안료는 금속 안료 및 (실제의) 유효 안료, 예를 들면, 간섭 안료를 포함한다. 이러한 도료를 유효 도료라고 정의한다. 금속 거울 효과는 금속 안료, 예를 들면, 판상 알루미늄 플레이트(flakes)를 통해 일으킬 수 있다. 간섭 효과는 소위 간섭 안료를 이용하여 달성한다. 이들은 운모처럼 굴절률 크기가 주변 결합제 매트릭스 수준인 가상 투명 기판 재료의 판상 입자들로서, 외표면이 매우 높은 광학 굴절성 도료, 예컨대, 금속 산화물로 마감처리되어 있다. 금속 안료 및/또는 유효 안료를 도료에 첨가할 경우 (통상 착색제와 함께), 큰 비등방성과 함께 원하는 효과를 관측할 수 있다. 이것은 명도 및 색도가 관측 방향에 따라 변하기 때문이다 (고니오크로마틱 효과; goniochromatic effect). 유효 안료의 경우, 명암 변화도 일어난다. 광학성 특히, 유효 도료 즉 비-등축형 입자를 함유하는 도료로 된 액체 시료 및 비-등축형 입자를 함유한 다른 액체 시료의 반사도는 따라서, 액체 시료의 상기 비-등축형 입자들의 배향성에 의존한다. 정확하고 재현가능한 측정을 위해, 특히 비-등축형 입자를 함유한 액체 시료의 반사도를 측정하기 위해서는 측정에 앞서서 입자 정렬이 필수이다. 침상(needle-like) 입자의 경우, 대체로 단일 축 방향 정렬이면 충분하다. 금속 안료 및/또는 유효 안료처럼 판상 입자를 함유한 시료를 정확히 측정하기 위해서는, 2개의 축 방향 정렬이 필요하다. 입자 함유 액상 시료에 관한 공지의 분석 시스템에서 이러한 시료 정렬은 실행되지 않았다.