Brookfield(브룩필드) 회전형 점도계를 이용한 점도 측정 중 온도의 영향 - Part 01 -

온도가 점도 측정 중 미치는 영향 - Part 01 -

Brookfield 회전형점도계와 화신테크 Stereo Vis 항온순환수조

온도 변화에 따른 점도 변화

많은 산업분야에서 점도는 매우 중요한 control parameter로 작용합니다. 제품의 점도는 조성, 반응도, 외형 등과 관계하여 최종 제품의 품질을 결정하기로 합니다. 예를 들면, 잉크의 점도값은 인쇄의 품질을 결정하는 중요한 요소입니다. 이러한 이유에서 점도계(viscometer), 레오미터(Rheometer)는 품질관리나 공정 간의 test에 널리 사용되고 있습니다.

점도는 사용하는 점도계에 따라, 혹은 실험자에 따라 오차가 있을 수 있으며, 이에 가장 큰 영향을 미치는 것은 온도의 영향이라고 할 수 있습니다. 대부분 알고 있듯이, 점도는 온도에 따라서 변화합니다. 그러나 품질관리나 공정 간의 테스트에서 온도에 관한 영향을 무시하고 점도를 측정하는 경우가 있습니다.

대부분의 유체는 온도 증가에 따라 점도가 감소하지만, 그 반대의 경우도 있습니다. 일반적은 물의 경우, 온도가 1℃가 증가함에 따라 점도는 0.08% 감소하며, 매우 낮은 점도를 가지는 오일의 경우는 온도가 1℃ 증가함에 따라서, 점도가 10% 변화하는 경우도 있습니다. 이와 같이 온도에 따른 점도의 변화 정도는 그 유체의 특성으로, 아래의 그림에서와 같이, Silicone fluid와 Petroleum fluid 온도에 따른 점도의 변화 특성은 상당한 차이가 납니다.

Silicone fluid와 Petroleum fluid 온도에 따른 점도의 변화 특성

위의 조건은 모든 조건을 동일하게 한 다음, 즉 점도계, 스핀들(Spindle), Shear rate(즉 회전속도)을 동일하게 한 다음, 온도를 변화 시켜서, 각 온도에서 점도의 변화를 표시한 그래프입니다.
Silicon fluid의 경우, 낮은 온도 영역에서는 온도가 증가함에 따라서 점도의 감소율이 급격하였으나, 온도가 상승함에 따라서 점도의 변화가 완만해짐을 알 수 있습니다.
Petroleum fluid의 경우, 온도가 상승함에 따라서, 점도가 대체로 완만하게 감소함을 알 수 있습니다. 이 처럼, 점도에 있어서 온도는 점도값을 다르게 하며, 물질 즉 시료의 특성에 따라서 그 변화율이 달라짐을 알 수 있습니다.​
​
따라서 품질관리, 생산공정에서 점도와 온도의 관계는 매우 중요하며, 항상 측정 온도를 고려하여야 합니다. 즉 항상 일정한 온도에서 점도를 측정하지 않으면, 온도에 따른 점도의 변화로 인하여 제품의 품질관리에 큰 문제를 초래할 수 있습니다.

해당 링크를 클릭하면, 점도계 전용 항온순환수조 화신테크 Stereo Vis 을 확인할 수 있습니다.