Dosing falling drops with a defined volume for contact and roll-off angles
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Technical Note Technical note: Industry sections: Textiles, Paper, Coating, Surface Pretreatment Stefan Benn, Ming Jin, Frank Thomsen, Thomas Willers Methods: Keywords: Drop Shape Analyzer – DSA25 dosing, drop volume, contact angle, roll-off angle, falling drops, absorbing materials, paper Dosierung fallender Tropfen mit definiertem Volumen für Kontakt- und Abrollwinkel Exakte Wiederholbarkeit durch softwaregestützte Tropfenerzeugung Bei Messungen mit fallenden Tropfen müssen Tropfengröße und Fallhöhe konstant gehalten werden, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Bei gleichem Durchmesser der Dosiernadel sind die herunterfallenden Tropfen derselben Flüssigkeit zwar immer gleich groß, aber es ist kaum möglich, das Volumen vorzugeben oder unterschiedliche Flüssigkeiten mit gleichem Volumen zu dosieren. In dieser Technical Note stellen wir eine Methode vor, mit deren Hilfe Tropfen mit exakt definiertem Volumen erzeugt und gezielt von der Nadel abgelöst werden können. Kontaktwinkel häufig nur anhand eines auf die Probe fallenden Tropfens messen – meist unter Zuhilfenahme einer Hochgeschwindigkeitskamera. Auch zur Simulation der Benetzung im Regen können fallende Tropfen zum Einsatz kommen. So ist etwa das Fallenlassen von Tropfen auf eine geneigte Oberfläche eine gängige Methode zur Messung des Abrollwinkels, zum Beispiel für die Analyse selbstreinigender Oberflächen. Hintergrund Wenngleich die Messung mit fallenden Tropfen keine Standardmethode für den Kontaktwinkel ist, gibt es doch einige Fälle, bei denen ihr Einsatz sinnvoll ist. Zum Beispiel lässt sich bei stark absorbierenden Proben der Für solche Fragestellungen ist die Arbeit mit definierten Versuchsparametern wichtig. Die Fallhöhe einzustellen ist dabei keine technische Herausforderung. Größere Schwierigkeiten bereitet die Messung mit einem definierten Volumen. Wird einfach so lange dosiert, bis der Tropfen fällt, dann ist das Volumen nur bei derselben Flüssigkeit und demselben Nadeldurchmesser konstant. Gezielt einstellen ließe sich das Volumen nur durch feinste Änderungen des Kapillardurchmessers, also mit verhältnismäßig großem Aufwand. Dieser Umstand erschwert nicht nur die Variation von KRÜSS GmbH | Borsteler Chaussee 85 | 22453 Hamb

Versuchsparametern, zum Beispiel bei Zugabe von Tensiden, welche die Oberflächenspannung reduzieren. Er verringert auch die Wiederholbarkeit von Benetzungsuntersuchungen mit fallenden Tropfen. Verfahren zur Dosierung fallender Tropfen mit definiertem Volumen In unserem Applications & Science Center haben wir eine Methode entwickelt, um Tropfen mit genau definiertem Volumen zu erzeugen und von der gewünschten Höhe auf die Probe fallen zu lassen. Wir verwenden dazu einen Drop Shape Analyzer - DSA25 mit einem softwaregesteuerten Dosiersystem zusammen mit unserer Software ADVANCE. Anhand einer...

Folgende Standardnadeln von KRÜSS wurden genutzt: Bei der Untersuchung wurden für jedes Dosiervolumen mindestens 10 Tropfen erzeugt und analysiert. Ergebnisse der Überprüfung Wasser Die Ergebnisse für Wasser zeigen eine sehr gute Übereinstimmung sowohl zwischen Soll- und Ist-Volumen bei der Tropfenerzeugung als auch zwischen Volumina hängender Tropfen (PD, blau) und liegender Tropfen (SD, gelb) wie in Abb. 3 dargestellt Abb. 3: Volumenüberprüfung des jeweils gleichen Wassertropfens, einmal als Pendant Drop (DP) und einmal als Sessile Drop (SD) nach dem Abfallen. Gezeigt sind die Mittelwerte...

3 |jL sehr gut und führte erst bei höheren Volumina zu relevanten Abweichungen. Diese haben jedoch keinen großen Einfluss auf die Reproduzierbarkeit des Volumens der auf die Probe auftreffenden Tropfen. Auf Grundlage der Ergebnisse für Wasser und Diiodmethan können wir davon ausgehen, dass diese Dosiermethode auch für jegliche alternative Testflüssigkeit analog verwendet werden kann. Insgesamt erweitert die Methode die Messmöglichkeiten für fallende Tropfen, weil kein zwingender Zusammenhang zwischen Volumen und Kanülendurchmesser mehr besteht und die Volumina der fallenden...