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Beijing Oudelino Instrument Co., Ltd
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光接触角測定器試験標準操作規程
日付:2025-10-23読み:0

光学接触角測定器の標準操作規程(SOP)は主に前期準備、サンプル処理、計器調整、試験操作、データ処理と最終メンテナンスの6つの核心ステップに分けられ、試験結果の正確性と繰り返し性を確保することができる。

1.事前準備:環境と機器の状態を確認する
環境制御:試験環境温度を23±2℃に安定させ、相対湿度を40%-60%に制御し、換気設備を閉鎖して気流干渉を避け、作業台の表面を整理してほこりがないことを確保する。
計器検査:計器の電源を入れ、制御ソフトウェアを起動し、光源、カメラ、液滴システム(針、注射器)が正常であるかどうかを検査し、注射器内にテスト待ちの液体(例えば脱イオン水、現在使用している必要がある)が入っていることを確認する。
液体準備:測定液体に対して脱気処理(気泡が液滴の形態に影響を与えることを避ける)を行い、そして液体温度を記録し(後続のデータ修正のため)、常用液体の体積はあらかじめ2-5μLに設定する必要がある。
2.サンプル処理:サンプルがテスト要求に適合することを保証する
サンプルサイズ:サンプルサイズがサンプル台(例えば直径が10 mm以上、厚さが5 mm以下)に適合することを確保し、サンプルが小さすぎる場合はスライドで固定し、テスト中のシフトを避ける。
表面清掃:無塵布で無水エタノール又はイソプロパノールをつけてサンプル表面を拭き、油汚れ、指紋及びほこりを除去し、その後乾燥箱(50〜60℃)に入れて10〜15分間乾燥し、室温まで冷却してから試験を行う。
サンプル固定:処理したサンプルをサンプル台の中央に安定に置き、サンプル台調整つまみ(X/Y/Z軸)によってサンプルの位置を調整し、テストエリアがカメラの視野の真ん中にあることを確保する。
3.計器調整:重要パラメータを設定する
光路校正:光源の輝度(通常50〜70%)とカメラの焦点距離を調節し、画面上にサンプルの表面輪郭をはっきりと現れ、反射やぼやけがないようにする、ソフトウェアの「キャリブレーション機能」により、標準ブロックを用いて画像画素と実際の長さの対応関係をキャリブレーションする。
液滴システムの調整:針をサンプル表面の真上に移動し、針の高さ(サンプル表面から5-10 mm)を調整し、ソフトウェアを通じて手動で1-2滴の液体を排出し、液滴の大きさが均一で気泡がないことを確認した後、自動液滴パラメータ(体積2-5μL、液滴速度0.5μL/s)を設定する。
アルゴリズム選択:測定する液滴の予想される形態に基づいて画像解析アルゴリズムを選択する:球形液滴(接触角>90°)は「円法」を用い、楕円形液滴(接触角30°〜90°)は「楕円法」を用い、不規則液滴(接触角<30°)は「Young−Laplace法」を用いる。
4.テスト操作:標準化プロセス実行
予測試験:ソフトウェアの「単回試験」をクリックし、自動的に1滴の液体をサンプル表面に滴下し、液滴が安定しているか(オフセットがなく、急速な拡張/収縮がない)を観察し、異常があればサンプル位置または滴下パラメータを再調整する必要がある。
本試験:予測試験が正常になった後、「複数回試験」モードを実行し、サンプル表面の異なる領域(少なくとも3点、間隔≧5 mm)にそれぞれ1滴の液体を滴下し、1滴の液体が1-3秒滴下した後(バランス待ち)、ソフトウェアは画像を自動的にキャプチャし、接触角を計算する。
異常処理:試験中に液滴の変形、針掛け液または画像のぼやけが発生した場合、直ちに試験を停止し、検査して問題を解決(針の交換、サンプル表面の清掃など)した後、再び試験を開始し、発生した異常データはマークして取り除く必要がある。
5.データ処理:結果の有効性を確保する
データフィルタリング:すべての試験データを見て、明らかに平均値(偏差>5°)から外れた異常値を取り除き、有効なデータが3組未満の場合、試験を補充する必要がある。
結果計算:有効データに対して算術平均値を取り、同時に標準差(データ重複性を反映)を計算し、そして試験条件(液体種類、温度、湿度、アルゴリズムタイプ)を記録する。
レポート生成:テスト結果(平均値、標準偏差、テスト条件)、代表的な液滴画像をテストレポートに整理し、命名フォーマットを「サンプル名-テスト日-接触角レポート」とし、指定フォルダに保存する。
6.最終メンテナンス:機器の寿命を延長する
計器洗浄:試験終了後、無塵布で試料台と針を拭き、注射器内の残りの液体は空にし、そして脱イオン水で注射器と針を洗い流し(液体の残留閉塞を避ける)、その後計器の電源を切る。
サンプル処理:使用したサンプルは分類して保管しなければならない(サンプルを回収することができる/サンプルを廃棄することができる)、試験台の表面は再度整理しなければならなくて、液体の残留あるいはサンプルの屑がないことを確保する。
記録記入:計器使用日誌に試験日、サンプル名、試験回数、計器運行状態及び異常状況を記録し、後続の遡及と維持に便利である。