An air drawing model of polyethylene terephthalate (PET) polymer and one of the air jet flow field in the spunbonding process are established. The air jet flow field model is solved and simulated by means of the finite difference method. Numerical simulation computation results of the distributions of air velocity match quite well with the experimental data. The air drawing model of the polymer is solved with the help of distributions of air velocity measured by Particle Image Velocimetry. The model’s predictions of filament fiber diameters, crystallinities and birefringences coincide well with the experimental data. Therefore it can be concluded that a higher initial air temperature can yield finer filament fiber diameter, and a higher initial air velocity can produce a finer fiber diameter as well. The experimental results show that the agreement between the results and experimental data is much better, which verifies the reliability of these models. Also they reveal great prospects for this work in the field of the computer assisted design (CAD) of the spunbonding process.
PL
Opracowano model przepływu powietrza nadmuchiwanego przy wytwarzaniu włóknin spunbonded z PET. Model pola przepływowego powietrza wydmuchiwanego z dyszy został rozwiązany i zasymulowany za pomocą metody skończonych różnic. Wyniki numerycznej symulacji rozkładu prędkości powietrza zgadzają się z wynikami eksperymentalnymi mierzonymi za pomocą analizy obrazu cząstek. Przewidziane w wyniku analizy modelu średnice włókien, krystaliczność i dwójłomność zgadzają się z wynikami doświadczalnymi. Dlatego można wnioskować, że wyższa temperatura początkowa może prowadzić do cieńszych włókien, podobnie jak wyższa prędkość początkowa. Jak wynika z przeprowadzonej analizy, sposób rozwiązania tego zagadnienia może być pomocny przy projektowaniu procesu otrzymywania włóknin w systemie spunbonded.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
An air-drawing model of the polylactic acid (PLA) spunbonding process is presented and solved by introducing numerical computation results of the air jet flow field of an aerodynamic device. At the same time, the model is also verified by experimental results obtained with our university’s equipment. The influence of the density and specific heat capacity of polymer melt at a constant pressure changing with the polymer temperature on the fibre diameter was studied. The fibre diameters predicted is in good agreement with experimental data. The effects of processing parameters on the fibre diameter are further analysed. We find that a lower polymer throughput rate, a higher initial temperature of the melt ,a higher initial temperature, velocity, and suction speed of the air can all produce finer fibres, but during the incruse in the venturi gap, the fibre diameters first decrease and next increase again. The results encourage us to further investigate how fine a fibre diameter can be obtained in the spunbonding process and what factors influence the fibre diameter formed. Furthermore, the results also show the great perspective of this research in the field of the (CAD), of the spunbonding process and technology.
PL
Przedstawiono model wyciągania włókien z kwasu polimlekowego za pomocą powietrza w procesie produkcji włóknin metodą spun-bonded. Model ten został rozwiązany przez zastosowanie numerycznych obliczeń komputerowych biorąc pod uwagę warunki przepływu powietrza w dyszach areodynamicznych, jednocześnie model ten został zweryfikowany eksperymentalnie przy wykorzystaniu zaprojektowanego przez nas urządzenia. Badano wpływ gęstości i ciepła właściwego stopu polimeru przy stałym ciśnieniu, zależnych od temperatury polimeru na średnicę włókien. Przewidywana średnica włókien jest dobrze skorelowana z danymi eksperymentalnymi. Wpływ parametrów procesu na średnicę włókien był również analizowany. Stwierdzono, że niski wydatek polimeru, wyższa temperatura początkowa stopu jak również wyższa początkowa temperatura, początkowa prędkość i prędkość ssania powietrza powodują otrzymywanie cieńszych włókien. Stwierdzono również, że podczas wzrostu szczeliny dyszy średnica włókien początkowo zmniejsza się ale następnie ponownie wzrasta. Otrzymane wyniki obserwacji skłoniły autorów do dalszych badań dla określenia jak cienkie włókna można uzyskać w procesie spun-bonded i jakie inne czynniki wpływają na średnicę włókien. Przeprowadzone badania wskazują na duże możliwości wykorzystania ich przy komputerowo wspomaganym projektowaniu procesu spun-bonded.˙
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.