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확산법칙을 이용한 착색렌즈에서의 농도분포와 확산깊이의 분석
Analysis of Concentration Distribution and Diffusion Depth in Tinted Lenses Using the Law of Diffusion 원문보기

한국안광학회지 = Journal of Korean Ophthalmic Optics Society, v.16 no.4 = no.45, 2011년, pp.403 - 408  

최은정 (건양대학교 안경광학과) ,  이신의 (건양대학교 안경광학과)

초록

목적: 확산법칙을 이용하여 착색렌즈에서의 농도분포와 확산깊이에 대한 연구를 하였다. 방법: Fick의 제2확산법칙을 바탕으로 유도된 이론적 맞춤곡선을 측정값에 맞춤한다. 결과: 맞춤곡선은 측정값과 매우 잘 일치하였으며, 그 결과로서 착색렌즈의 내부로 확산되어 들어간 단위면적당 착색용액의 질량과 착색시간 사이의 관계, 착색렌즈 내 착색염료에 대한 농도분포, 확산깊이 등을 평가할 수 있었다. 결론: 착색렌즈의 착색기전은 확산법칙으로 잘 설명될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: To study the concentration distribution and diffusion depth in tinted lenses using the law of diffusion. Methods: The measured values taken from experiments were fitted with the theoretical fitting curve induced on the basis of Fick's second law of diffusion. Results: The fitting curves wer...

주제어

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문제 정의

  • 그런데 이때 착색렌즈 내 착색용액의 밀도는 깊이에 따라 지속적으로 감소하므로 착색용액이 어디까지 확산되어 들어간 것으로 평가해야 될지 애매하다. 따라서 본 연구에서는 다음과 같은 확산론에서의 일반적인 평가방법인 평균 확산깊이(average diffusion depth)의 개념을 도입하여 착색렌즈 내 착색용액의 확산깊이를 평가하기로 하였다. 이를 [Fig.
  • 이러한 취지 하에 본 연구에서는 확산론을 이용하여 착색렌즈를 정량적으로 분석하고자 한다. 이를 위해 Fick의 제2확산법칙으로부터 착색시간에 따라 착색렌즈 내부로 확산되어 들어가는 착색용액의 질량에 대한 이론적 맞춤곡선(theoretical fitting curve)을 유도한 후, 이를 실험으로부터 얻은 측정값에 맞춤할(fitting) 것이다.
  • 후 렌즈의 질량을 1(尸 mg까지 측정하였다. 착색렌즈 제조 시, 덮개를 사용함과 동시에 동일 농도 및 온도의 착색용액을 주기적으로 서서히 보충해줌으로써 착색 중 발생할 수 있는 착색용액의 증발 및 농도의 변화를 최소화시키고자 노력하였다.

가설 설정

  • (I-) 렌즈가 담겨 있는 착색용액의 농도는 일정하게 유지되며 , 렌즈 내부로 확산되어 들어가는 착색용액의 양은 전체 착색용액의 양에 비해 적은 양이라고 가정한다. 그러면 착색용액과 렌즈 경계면에서의 착색용액의 농도는 일정하게 유지된다고 할 수 있다.
  • (「) 렌즈 내부로 확산되어 들어가는 착색용액의 확산깊이는 렌즈 두께에 비해 상대적으로 매우 적다고 가정한다. 그러면, 본 연구에서의 착색용액과 렌즈로 이루어진 계의 경계조건은 준무한계라 할 수 있다.
  • 물(HR)을 용매 (solvent)로 한 착색용액 (solution) 내에 분산되어 있는 용질(solute)인 착색염료(dye)는 이 늘어난 간격 사이를 착색용액과 함께 침투해 들어갈 것이다. 이때 착색염료의 농도는 표면에서 가장 클 것이고, 표면에서 내부로 들어갈수록 낮을 것이다. 그리고 착색시간어yeing time)이 경과할수록 착색염료는 착색용액을 따라 더 깊은 곳까지 침투해 들어갈 것이다.
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참고문헌 (10)

  1. 마기중, "안경용 플라스틱 착색렌즈의 시감투과율 측정", 서울보건대학 논문집, 12(1):165-170(1992). 

  2. 임현선, 지택상, 김봉환, "선글라스 렌즈의 광학적 성능", 한국안광학회지, 5(1):193-198(2000). 

  3. 박문찬, 정부영, "착색렌즈의 UV 차단효과와 UV TESTER 평가 분석", 한국안광학회지, 7(2):129-134(2002). 

  4. 정병만, 박광호, 김용근, "착색시간에 따른 칼라렌즈 색좌표 이동", 한국안광학회지, 8(1):53-57(2003). 

  5. 이원진, 성덕용, 육도진, 강성수, 장윤석, 박상철 등, "국내에서 시판되고 있는 선글라스에 관한 연구", 한국안광학회지, 9(1):125-134(2004). 

  6. 정주현, "착색렌즈의 최적화에 관한 연구", 전남대학교 석사학위논문, 1-54(2002). 

  7. 최은정, 정주현, 김현정, 서원, 주영준, 양계탁, "CR-39 플라스틱 칼라렌즈에서 착색시간에 따른 총분광투과율", 새물리, 59(3):272-277(2009). 

  8. Jost W., "Diffusion in Solids, Liquids, Gases", Academic, New York, Chap. 1(1970). 

  9. Crank J., "The mathematics of Diffusion", 2nd ed., Oxford Science Publications, New York, Chap. 3(1990). 

  10. Park J. W., Lee W. J. and La S. K., "Diffusion in Solid", KAIST, Daejeon, Chap. 1(2003). 

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