• 제목/요약/키워드: Washburn equation

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마이크로 원형 모세관에서 계면 이동 현상의 측정 (Measurements of Flow Meniscus Movement in a Micro Capillary Tube)

  • 이석종;성재용;이명호
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.15-21
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    • 2013
  • In this paper, a high-speed imaging and an image processing technique have been applied to detect the position of a meniscus as a function of time in the micro capillary flows. Two fluids with low and high viscosities, ethylene glycol and glycerin, were dropped into the entrance well of a circular capillary tube. The filling times of the meniscus in both cases of ethylene glycol and glycerin were compared with the theoretical models - Washburn model and its modified model based on Newman's dynamic contact angle equation. To evaluate the model coefficients of Newman's dynamic contact angle, time-varying contact angles under the capillary flows were measured using an image processing technique. By considering the dynamic contact angle, the estimated filling time from the modified Washburn model agrees well with the experimental data. Especially, for the lower-viscosity fluid, the consideration of dynamic contact angle is more significant than for the higher-viscosity fluid.

인공치관용 알루미나/지르코니아-유리 복합체의 기계적 및 광학적 특성 (Mechanical and optical properties of alumina/zirconia-glass dental crown composites)

  • 이득용;장주웅
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.99-104
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    • 2003
  • 용융침투법으로 알루미나/지르코니아-유리 복합체를 제조하여 지르코니아 첨가가 복합체의 기계적 및 광학적 특성과 유리 침투 kinetic에 미치는 영향을 조사하였다. 유리 침투시간이 증가할수록 침투깊이는 Washburn식에 의한 포물선관계로 증가하였으며 침투 상수인 K는 기공 크기의 함수로 지르코니아 첨가량이 증가할수록 기공 크기의 감소로 감소하였다. 지르코니아 양이 증가함에 따라 명도($L^*$)는 증가하지만 유리 침투 상수(K), 투과율(transmittance), 채도($C^*$)가 감소하였다. 지르코니아가 15 wt% 첨가될 때까지 알루미나/지르코니아-유리 복합체의 인성값 증가를 보였지만 기공률의 증가로 인하여 기계적 특성 향상에는 크게 기여하지 않았다.

Hydrophobic-Hydrophilic 분체의 계면활성제에 의한 Wettability 연구 (A Study on the Wettability by Surfactant of Hydrophobic-Hydrophilic Powders)

  • 노승백;임미애
    • 공업화학
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    • 제9권2호
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    • pp.177-184
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    • 1998
  • 분체 형태의 소수성 고분자 polymethylmethacrylate(PMMA), poly vinyl chloride(PVC)와 친수성 금속 aluminium에 대한 water, glycerol, formamide, diiodomethane, 1,1,2,2-tetrabromoethane, 1-bromonaphthalene, acetone, chloroform, benzene, ethanol과 methanol과의 접촉각을 Washburn식을 기본으로 한 wicking법으로 측정하였다. 또한, 농도에 따른 음이온 계면활성제 SDS(sodium dodecyl sulfate)와 양이온 계면활성제 CTAB(cetyl trimethylamonium bromide) 수용액과의 접촉각을 측정하였다. 유기액체들과의 측정된 접촉각으로부터 Zisman plot을 사용하여 임계표면장력, ${\gamma}_c$를 예측하였으며, 농도에 따른 계면활성제 SDS와 CTAB수용액과의 접촉각으로부터 adhesion tension plot을 사용하여 ${\gamma}_c$를 예측하였다. 유기액체, 계면활성제 SDS와 CTAB수용액에 대해서 분체 PMMA의 ${\gamma}_c$는 각각 43.5, 28.3과 $36.2mNm^{-1}$이며, 분체 PVC의 ${\gamma}_c$는 각각 44.2, 28.0과 $34.8mNm^{-1}$값을 얻었다. 이로부터, 고체 표면의 적심성과 성질이 계면활성제의 첨가에 의해 변화됨을 알 수 있었다. 또한, 측정된 접촉각으로부터 조화평균식을 사용하여 각 고체의 표면자유에너지. ${\gamma}_s$와 그 성분 값들을 결정하였다.

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용융침투법으로 제조한 인공치관용 스피넬/지르코니아-유리 복합체의 기계적 특성에 미치는 지르코니아 첨가효과 (Effect of Zirconia Addition on Mechanical Properties of Spinel/Zirconia-glass Dental Crown Composites Prepared by Melt-infiltration)

  • 이득용;김병수;장주웅;이명현;박일석;김대준
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권11호
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    • pp.1028-1034
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    • 2002
  • 용융침투법을 이용 스피넬/지르코니아-유리 복합체를 제조하여 지르코니아 첨가가 복합체의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유리 침투시간이 증가할수록 침투깊이는 Washburn식에 의한 포물선 관계로 증가하였으며 유리 침투상수 K는 기공 크기의 함수로 지르코니아 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 지르코니아가 20 wt% 첨가되었을 때 스피넬/지르코니아-유리 복합체의 최적의 강도값(308 MPa)이 관찰되었지만 지르코니아 양이 증가함에 따라 유리 침투 상수와 투과율(transmittance)이 감소하였다. 지르코니아 첨가가 스피넬/지르코니아-유리 복합체의 기계적 특성 향상에 미치는 증진 효과는 크지 않은 것으로 관찰되었다.

Silwet L-77 이 포함된 Polydimethylsiloxane(PDMS) 마이크로 채널의 유동 길이 모델링 (Modeling of Capillary Filling Length in Silwet L-77 Added Poly(Dimethylsiloxane) (PDMS) Microchannels)

  • 이봄이;이봉기
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권8호
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    • pp.823-829
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    • 2014
  • 본 연구에서는 계면활성제를 첨가한 사각 PDMS(polydimethylsiloxane) 마이크로 채널에서의 모세관 흐름에 의한 충전 길이를 예측하기 위한 모델들을 제안하였다. 일반적으로 PDMS 의 소수성 특성 때문에 모세관 힘만을 이용한 PDMS 마이크로 채널에서의 물의 이동에는 어려움이 따르게 된다. 따라서 본 연구에서는 계면활성제를 첨가하여 친수성을 가지는 PDMS 표면을 제작하고, 이 표면에서의 물의 접촉각 변화 측정 및 단순 모델을 수립하였다. 또한 친수성 PDMS 마이크로 채널에서의 모세관 힘에 따른 충전 길이를 예측하기 위해서 Washburn 방정식을 바탕으로 한 단순 모델을 수립하였다. 그 결과 유체의 충전 길이는 접촉각의 초기변화속도의 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 대표적인 세가지 경우에 대한 모델을 제안하였으며, 이들은 MIMIC(MIcroMolding In Capillaries)과 같은 마이크로 유체 기반의 생산공정의 설계와 개발에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

사이징제에 따른 유리섬유/불포화 폴리에스터 복합재료의 계면 접착력과 기계적 물성 (Influence of Sizing Agent on Interfacial Adhesion and Mechanical Properties of Glass Fiber/Unsaturated Polyester Composites)

  • 박수진;김택진;이재락;홍성권;김영근
    • 폴리머
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    • 제24권3호
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    • pp.326-332
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    • 2000
  • 유리섬유/불포화 폴리에스터 복합재료에서 섬유에 처리된 사이징제가 복합재료의 최종 물성에 미치는 영향을 상온에서의 접촉각 측정을 통해 고찰하였다. 본 연구에서는 폴리비닐알코올, 폴리에스터, 그리고 에폭시계 사이징제를 사용하여 유리섬유의 표면을 처리하였으며 각각의 물성을 비교하였다. 유리섬유의 접촉각은 증류수와 diiodomethane을 젖음액으로 사용하여 Washburn식을 기본으로 한 wicking법으로 측정하였다. 결과적으로 접촉각 측정에 의해 구한 표면자유에너지는 에폭시계 사이징제로 치리된 유리섬유에서 최대값을 나타내었다. 복합재료의 층간 전단 강도 (ILSS)와 파괴 인성 ( $K_{IC}$ )의 측정 결과로부터 사이징제의 처리에 따라 계면 결합력이 증진되며 결과적으로 복합재료의 기계적 강도가 증가함을 알 수 있었다. 이것은 복합재료에서 유리섬유의 표면 자유에너지 증가에 기인한다고 사료된다.

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Model-Based Simulation Analysis of Wicking Behavior in Hygroscopic Cotton Fabric

  • Hong, Cheol-Jae;Kim, Byung-Jick
    • 패션비즈니스
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    • 제20권6호
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    • pp.66-78
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    • 2016
  • Hygroscopic knitted cotton fabric was found to spontaneously absorb water showing a significantly wide concentration gradient in the absorption direction. A semi-empirical diffusion model was introduced to describe how the wicking behavior compared to the classical capillary model (Washburn's equation), which has been widely used in the textiles industry. The capillary sorption curve and the permeability coefficient, which are key variables for the model equations, were measured using an electronic balance. The concentration profile as a function of the wicking distance and the elapsed time was derived, based on the diffusion model. From the concentration profile, the wicking distance detectable by the human eye or a digital camera with the aid of an image-analysis system, could be described realistically as a function of the time. The classical capillary model could be modified by introducing the tortuous correction factor to match the diffusion model. Wicking models and data-processing techniques in the work could provide useful tools for objectively evaluating the textile's wicking performances.

Evaluation of solid surface properties by analysis of liquid penetration rate into powder bed - Examination of surface free energy -

  • Choi, Woo-Sik;Ha, Jong-Hak
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2003년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2-2
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    • pp.236.1-236.1
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    • 2003
  • Evaluation of solid surface properties is very important for formulation of solid dosage form, specially insoluble drugs. The contact angle of insoluble drugs was measured by the penetration rate into powder bed using Washburn equation and wicking method. From the measured contact angle data, the surface free energy value of pharmaceutical powders ${\gamma}$s was divided and analysized into the polar component, ${\gamma}$s$\^$p/ and the dispersion component, ${\gamma}$s$\^$d/. Furthermore, the data was interpreted for acid part, ${\gamma}$s$\^$+/ and base part, ${\gamma}$s$\^$$\square$/ of surface free energy. (omitted)

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분체층 내 액체 침투속도 해석에 의한 분체 표면성질의 평가 (Evaluation of Solid Surface Properties by Analysis of Liquid Penetration Rate into Powder Beds)

  • 하종학;김성수;왕림;최희규
    • 한국재료학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.128-136
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    • 2008
  • Evaluation of the solid surface properties by an analysis of the liquid penetration rate into powder beds is very important in applications of powder products. The penetration rate is related the surface property in powder beds. In order to analyze the surface property of powders, the contact angle values of several powders were obtained using the Washbun equation and the Wicking method. The surface free energy value ${\gamma}S$ was divided into a polar component ${\gamma}S^p$ and a dispersion component ${\gamma}S^d$. Inorganic powders such as calcite were used as test samples. The effects of the particle size and the type of experimental liquid on the penetration rate were measured. It was confirmed that the surface free energy of the grinding sample is smaller than that of the classification sample.