The phenomenon of draw resonance was experimentally observed to examine the effect of spinneret zone in terms of the length-to-diameter ratio of die capillary and melt temperature, as well as the effects of spinning length and heat transfer. The phenomenon was also analyzed for a viscoelastic fluid with power law shear-viscosity and constant shear modulus in case of isothermal melt spinning.
As to the effect of spinneret zone, draw resonance took place more severely with decrease in the length-to-diameter ratio of die capillary and melt temperature. It was attributed to the resulting high recoverable elastic strain generated through spinneret zone.
In nonisothermal spinning, cooling suppressed the onset of draw resonance, and the interplay between cooling and viscoelastic response resulted in stabilization at two extreme regions of spinning length.
The mathematical analysis of isothermal melt spinning provided steady state velocity profile in good agreement with experiment, and predicted the onset of draw resonance including the existence of two extreme stable regions of take-up speed. Isothermal experiment, however, could not confirm the theoretical prediction of the second stable region at high speed, because the molten thread-line could not sustain a high tensile force.
본 연구에서는 용융고분자 물질의 연신공명 현상을 실험적으로 관찰하여 압출구간에서 모세관의 직경에 대한 길이의 비와 용융온도가 이 현상에 미치는 영향을 고찰하였으며, 연신구간에서는 구간길이및 냉각의 효과를 조사하였다. 등온방사의 경우에는 연신구간을 통한 흐름을 수학적으로 전개하고, 용융고분자에 대한 점탄성 모형을 도입하여 이론적으로 정상상태및 비정상상태에서의 연신운동을 해석하였다.
압출구간의 영향으로서 모세관의 직경에대한 길이의 비가 작고 용융온도가 낮을수록 회수 가능한 탄성변형이 커지며, 따라서 공명현상이 더욱 심하였다.
비등온방사의 경우 연신구간의 길이가 짧을 때는 점탄성특성에 의해서, 길 때는 냉각에 의해서 공명현상이 소멸되는 사실을 발견하였다.
등온방사에대한 이론적 해석 결과, 연신구간에서의 정상상태 속도분포는 실험치와 일치하였으며 연신속도에 따라 두 개의 안정구간이 존재함을 예측하였다. 낮은 속도에서의 안정구간은 실험적으로 확인하였으나, 높은 속도에서의 제2의 안정구간은 속도가 커질수록 용융상태의 실에 미치는 장력이 증가하여 등온실험에서 확인할 수 없었다.
