単方向生地のためのテストをウィッキング：キャピラリーパラメータの測定を液体複合成形プロセスに毛細管圧力を評価します

液体複合成形（LSM）プロセスにおいて繊維強化材を含浸時に、樹脂の流れは圧力勾配によって駆動されます。毛管作用は、プロセスパラメータに応じて、圧力勾配と競合することができる付加的な効果を有します。プロセスへの影響は、このように^1、2を評価しなければなりません。これは、初期圧力勾配^3を変更する、見かけ上の毛細管圧力、Pの_上限を定義_することによって行うことができます。このパラメータは、その後のプロセス中の流れをシミュレートするために、数値モデルの中に挿入することができ、正確にボイド^4を予測します。

液体（ウィッキング）によって生地の自発的な含浸は、Washburnの式⁵によって説明することができます。本来は、ウォッシュバーン式は、チューブ内の液体の毛管上昇を記載しています。この式WASは次に毛細管網に近似することができるような繊維強化材のような多孔質構造、延長します。 ⁶次のように多孔性媒体で充填された半径Rを有する円筒形のサンプルホルダーを考慮すると、ウォッシュバーン式は、時間の経過二乗質量増加（㎡（T））の形で変更されました。

（1）

cが蛇行占めパラメータである場合、R平均細孔半径、ε= 1-V _fは 、空隙率（繊維体積比である_F V）です。角括弧内のすべてのパラメータは、多孔質媒体の形態と構成を懸念、彼らはと呼ばれる定数、C、に統合することができ、「幾何学的な多孔質媒体要因。」他のパラメータは、表現しますη、ρを通して（中と液体との間の相互作用にウィッキングの依存性、 および_γL、 これは、それぞれ、密度、粘度、表面の液体の表面張力、及び_、θA、見かけの前進接触角）を介してです。

並行して、多孔質媒体を通る流れは、通常、媒体、K、および液体粘度、ηの透過性を介しての圧力降下に、同等の流体速度v _{Dに関する}周知ダルシーの法則^7、でモデル化されています。この式は、時間の平方根を超えるため、二つの式の間の等価性を考慮するための質量増加の発現を可能にします。 ^8を次のようにウォッシュバーン方程式とダルシーの法則との間のこの同値から、毛細管圧力は定義されました：

ここでは、主な焦点は、毛管圧力を決定する目的で、幾何学的因子および一方向ファブリックの見かけの前進接触角を測定するための実験手順を記述することです。この方法は、ウィッキングテスト（図1）を実行するように張力計を使用してに依存しています。張力計は、液体質量が固体の周りにメニスカスを形成または繊維状の媒体を昇順いずれかの測定を10μgの解像度を持つ天秤です。ウィッキングテストは、1次元のキャラクタリゼーション（繊維に沿った方向^）8、9を考慮^して行きました。手順を検証するために使用される準一方向性織物は、V _F = 40％の炭素単方向（UD）の生地でした。この方法の有効性が確認された後、亜麻布は熱処理トンに提出しました。帽子は、繊維⁶の濡れ挙動を修正し、ウィッキング試験は未処理と処理の両方亜麻織物のために（30％から40％）は、異なる繊維体積比で行いました。形態学的および湿潤パラメータを決定するために、少なくとも二つの吸上テストが必須です：C（式1）を決定するために、n-ヘキサンのような完全に湿潤液体と第1、、、と関心の液体と第1、決定するために、 C一度見かけの前進接触角が知られています。第1のアプローチでは、水は、手順を評価しました。

この方法は、材料のジオメトリ（織物の形態）、多孔性（異なる繊維体積比）、及び毛細管浸透現象に液体の粘度及び表面張力の影響の評価を可能にする、別のファブリックとの液体に適用することができます。 Washburnの理論（式1）に記載の手順はのみウィッキングcuの場合に採用することができることそれは明らかです張力によって記録rves（㎡（t））は線形トレンドを持っています。これは、式1のパラメータが全体のウィッキングプロセスの間に一定のままでなければならないことを意味します。そうでない場合は、繊維^{10、11膨潤}受けるので、水中で亜麻補強用として、ウォッシュバーン式は適切⁹のテストを記述するために、膨潤の影響を含むように修正されるべきです。処理された布は吸水⁹に対して敏感であることが見出されました。幾何学的要因および湿潤パラメータは、毛細管圧、P _キャップの計算を可能にする、線形フィットから測定することができます_。