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Filage textileArticle de référence | Réf : AM3741 v1
Auteur(s) : Yves DEMAY
Date de publication : 10 oct. 2019
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La modélisation des procédés de fabrication des fibres textiles est une aide à la compréhension des phénomènes observés et elle permet de dégager quelques grandes lignes.
D’une part les modèles que nous avons développés donnent des ordres de grandeur pertinents des grandeurs physiques du filage textile dans différentes situations expérimentales et ce, malgré les hypothèses restrictives sur lesquelles ils sont basés. On peut ainsi estimer la force d’étirage et quantifier les vitesses de déformation. Ces modèles mettent en évidence l’existence de très fortes contraintes élongationnelles pour certaines valeurs des paramètres du procédé (débit, taux et longueur d’étirage).
D’autre part ces modèles permettent d’expliquer l’apparition de deux types de défauts : la variation périodique du diamètre du fil produit ou la casse du fil. Ceux-ci ne sont pas dus à un contrôle insuffisant du procédé mais découlent directement des fortes déformations imposées au matériau. Les variations périodiques de diamètre qui apparaissent lors de l’instabilité d’étirage (dans des conditions d’étirage relativement isothermes) sont dues au fait que l’étirage dans l’air n’est pas un écoulement confiné. La seule contrainte mécanique imposée par le transformateur est de passer d’une vitesse d’extrusion nécessairement assez faible à une vitesse beaucoup plus importante lors de la solidification du filament. Cette vitesse d’extrusion est faible en raison de la conservation du débit et de l’importance du diamètre du capillaire par rapport au diamètre du filament que l’on veut produire (il ne serait pas possible d’extruder le polymère à travers une filière de si petit diamètre sauf à développer des pressions considérables). Par ailleurs ce taux d’étirage va provoquer une orientation des macromolécules qui est bénéfique pour les propriétés mécaniques de la fibre. Cela peut se faire (c’est du moins ce qui est souhaité par le transformateur) par une augmentation progressive de la vitesse le long du chemin de filage. Le profil de vitesse est alors indépendant du temps et les variations de diamètre du filament bobiné restent dans la gamme imposée par le contrôle des différents paramètres....
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(1) - TROUTON (F.T.) - * - Proc. Roy. Soc. London, A 77 (1906).
(2) - KALLEL (A.), HACHEM (E.), RAPETTI (F.), DEMAY (Y.), AGASSANT (J.-F.) - Stability analysis of a polymer film casting problem, - Int. J. Numer. Meth. Fluids 78: 436-454 (2015).
(3) - LAUN (H.M.), MÜNSTEDT (M.) - Elongational behaviour of a low density polymer melt, - Rheol Acta, 17, 415-425 (1978).
(4) - AGASSANT (J.F.), AVENAS (P.), CARREAU (P.J.), VERGNES (B.), VINCENT (M.) - Polymer Processing, Principles and Modeling, - Hanser (2017).
(5) - BIRD (R.B.), STEWART (W.E.), LIGHTFOOT (E.N.) - Transport phenomena, - Wiley, New York (2007).
(6) - KASE (S.), MATSUO (T.) - Studies on melt spinning. I. Fundamental equations on the dynamics of melt spinning, - J...
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