Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회논문지)

The Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회)
권호 표지

Study on flow behavior of polymer solutions in microchannels

미세구조 내에서의 사출성형 흐름에 관한 연구

  • Kim Dong-Hak (Department of Chemical Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Xu Guojun (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Ohio State University) ;
  • Koelling Kurt W. (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Ohio State University) ;
  • Lee L.James (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Ohio State University)
  • Published : 2006.03.01
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Abstract

Filling the microchannels is very important in designing micro-injection molding, microdevices, etc. In this paper, flow dynamics was studied in injection molding with microchannels. A transparent PMMA mold was designed and the flow dynamics was observed. The experiment was performed using poly (ethylene oxide) (PEO) and polyacrylamide (PA) aqueous solutions. The transignt dynamic flow and flow competition between the base plate and the microchannels were observed. The flow observation was used to explain previous filling length results in microchannels during micro-injection molding.

랩온어칩(Lab-on-a-chip) 등 미세구조를 갖는 다양한 장치들의 대량 생산이 가능한 사출성형공정 내에서의 미세 흐름 거동의 이해는 매우 중요하다. 본 논문에서는 마이크로 채널 구조 내에서의 사출성형 흐름에 관하여 연구하였다. 흐름 현상을 관찰하기 위하여 투명한 PMMA를 사용하여 가시화 금형(visual mold)을 제작하였다. 실험 대상 물질로는 고분자 용액인 PEO (poly (ethylene oxide)) 와 PA (polyacrylamide) 용액을 선정하였는데, 이는 고분자 용융체의 특징인 높은 점성과 탄성을 갖도록 설계한 것이다. 시간에 따른 흐름현상과 주 채널과 마이크로 채널과의 경쟁적인 흐름 현상을 관찰하였다. 이로부터 마이크로 사출성형 흐름에서 나타나는 마이크로 채널 내의 충전길이에 대한 해석이 가능하였다.

Keywords