Nachricht
Heim / Nachricht / Branchennachrichten / Finite-Elemente-Modellierung von Zweikomponenten-Vliesstoffen
Zweikomponenten-Vliesstoffe werden in vielen Anwendungen eingesetzt, unter anderem in Hygiene- und Medizinprodukten. Sie eignen sich besonders für Produkte, die eine hohe Haltbarkeit oder antibakterielle Eigenschaften erfordern. Bikomponenten-Vliesstoffe werden beispielsweise häufig in Tüchern und Bandagen zur Wundversorgung eingesetzt. Es dient auch als absorbierendes Material in Damenhygieneprodukten.
Bikomponenten-Vliesstoffe werden durch Mischen zweier Polymer-Mikrofasern hergestellt. Jede Faser hat einen anderen Durchmesser. Der Unterschied zwischen den Durchmessern der beiden Fasern kann die Leistung des Stoffes beeinträchtigen. Dies ist auf die unterschiedlichen Schmelzpunkte der Polymere zurückzuführen. Daher hat der Stoff einen einzigartigen Charakter. Einer der Vorteile dieser Stoffe ist ihre Fähigkeit, zu einem texturierten Garn gesponnen zu werden.
In der vorliegenden Erfindung entwickeln wir eine neuartige Finite-Elemente-Simulationsstrategie für Zweikomponenten-Faservliesstoffe. Insbesondere haben wir ein mikromechanisches Rechenmodell entwickelt, das das anisotrope nichtlineare mechanische Verhalten dieser Stoffe darstellt. Durch die Entwicklung und den Vergleich dieser Strategie mit herkömmlichen Finite-Elemente-Modellierungstechniken (FE) können wir die Mechanismen aufklären, die die mechanischen Eigenschaften dieser Materialien beeinflussen.
Die neue Finite-Elemente-Modellierungsstrategie basiert auf diskreten Phasenmodellierungsansätzen. Wir haben gezeigt, dass es das mechanische Verhalten von Bikomponentenfaser-Vliesstoffen realistischer darstellen kann. Bisher wurde das mechanische Verhalten dieser Gewebe durch FE-Modelle charakterisiert, die vor allem die Verbindungen zwischen Verbundregionen berücksichtigen. Um die mikrostrukturelle Zufälligkeit in diesen Materialien zu berücksichtigen, haben wir die Orientierungsverteilungsfunktion in die Berechnung eingeführt. Wir haben festgestellt, dass die Zugfestigkeit von Bikomponentenfasern als Efl klassifiziert wird, während der TTI von reinem PLA-Vliesstoff 73,2 s beträgt. Die anisotropen Materialeigenschaften werden jedoch durch Berechnung der Eigenschaften der konstituierenden Fasern berechnet.
Die neue Strategie ermöglicht es uns auch, den Effekt der Bindung zwischen Bikomponentenfasern zu untersuchen und ihre mechanischen Eigenschaften zu berechnen. Darüber hinaus wurden auch die Kern-/Mantelfasern, die als Lastübertragungsverbindungen zwischen Verbundverbindungspunkten fungieren, direkt entsprechend der Orientierungsverteilung modelliert. Diese mechanischen Eigenschaften wurden durch einen speziellen hauseigenen Algorithmus abgeleitet.
Durch die Entwicklung dieses neuen Ansatzes sind wir in der Lage, die Mechanismen aufzuklären, die an der Verformung dieser Stoffe beteiligt sind. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Verbindungspunkte zwischen den Fasern eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des mechanischen Verhaltens dieser Stoffe spielen. Darüber hinaus schlagen wir vor, dass ein neues, diskretes Phasen-FE-Modell verwendet werden kann, um die Verformung von Zweikomponenten-Vliesstoffen aufzuklären.
Der Zweikomponenten-Vliesstoff der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung bestehender Faserbildungsverfahren hergestellt werden. Diese Prozesse umfassen eine Kombination aus zwei Walzenspaltpaaren. Nachdem die Fasern geschmolzen und gedehnt wurden, werden sie zu einem Vlies zusammengefügt. Dabei werden die Fasern mit Hitze und Klebstoffen behandelt. Die Bahn wird dann auf einem Sammelsieb gesammelt. Vom Sammelsieb aus werden die Fasern neu ausgerichtet und dann zum endgültigen Zweikomponenten-Vliesstoff gesponnen.
Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes ist die Möglichkeit, aus den Bikomponentenfasern ein neuartiges texturiertes Garn zu entwickeln. Darüber hinaus kann diese Technologie zur Herstellung eines Zweikomponentengewebes für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise für die Herstellung von industriellen Filtermedien.
Zweikomponenten-Vliesstoff
Anwendungen: Hygiene: Unterlage und Taille der Babywindel, Lebensmittelverpackung usw.
Zweikomponenten-Vliesstoff , auch Bikomponenten- oder Konjugatfasern genannt, ist eine Art Stoff, der aus zwei verschiedenen Polymeren besteht, die während des Herstellungsprozesses kombiniert werden. Die beiden Polymere können unterschiedliche Eigenschaften haben, beispielsweise Schmelzpunkte, die dem Stoff spezifische Qualitäten und Eigenschaften verleihen. Die Fasern können auf unterschiedliche Weise angeordnet werden, beispielsweise Seite an Seite oder Mantel-Kern, was zu unterschiedlichen Eigenschaften des Endgewebes führt.
