Analysis of the Wetting Behaviour of an Inclined Fibre

• Autorzy: Pociūtė-Adomavičienė M. , Schwarz A. , Stanys S.

Warianty tytułu

PL

Analiza zwilżalności włókien skośnie ustawionych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The surfaces of physical bodies are the subject of fascinating research, which combines different scientific disciplines, such as physics, chemistry and material science. A physical body’s surface properties determine its wettability, among other things. The wetting of solid planes has been quite well understood in scientific terms for centuries. Nonetheless, the wetting properties of cylindrical bodies (e.g. fibres), which are the objects of research in the present work, may differ significantly from those of plane surfaces, because the wetting of cylindrical bodies exhibits some unique features due to their inherent curvature. Whilst the study of liquid film instability on fibres was first studied by Lord Rayleigh in the second half of the 19th century, and has been analysed further by numerous researchers over recent decades, there is still a lack of literature on the complete understanding of the factors that drive liquid instability, due to the immense complexity of break-down mechanisms. It is evident that a more detailed study of liquid film instability process is needed. No evaluation of the behaviour of liquid on fibre, which is inclined at different angles, has been found in the literature either. This research aims to add greater understanding to the processes that take place when a fibre is coated by a fluid. In particular, we investigate the instability of a glycerol film on a motionless polyamide 6 fibre after withdrawing it at varying inclination angles from a liquid (glycerol) reservoir. The results showed that liquid behaviour is to a certain degree influenced by the inclination angle of a fibre.

PL

Powierzchnia ciał stałych jest przedmiotem ciekawych badań łączących różne dyscypliny naukowe, jak fizyka, chemia, materiałoznawstwo. Fizyczne właściwości powierzchni ciała stałego określają jego zwilżalność i są od dawna badane. Jednakże zwilżalność cylindrycznych. obiektów, takich jak włókna, które są przedmiotem badań w przedstawionej pracy, różni się znacznie od zwilżalności płaskich powierzchni, ze względu na szczególne właściwości związane z jej krzywizną. Pomimo, że niestabilność warstwy cieczy na włóknach była badana już przez lorda Rayleigh’a w drugiej połowie XIX w, a później przez wielu naukowców w ciągu ostatniego dziesięciolecia, w dalszym ciągu brak pełnego wytłumaczenia wpływu różnych czynników na niestabilność cieczy. Jak dotychczas nikt też nie badał zachowania się warstwy cieczy na włóknie, nachylonym pod różnymi kątami. Spowodowane to jest dużą złożonością zachodzących mechanizmów i dlatego też dalsze szczegółowe badania tego zjawiska są celowe. Przeprowadzone badania przyczynią się do lepszego zrozumienia procesów zachodzących na włóknie pokrytych warstewką cieczy. W rzeczywistości badaliśmy niestabilność warstwy gliceryny na nieruchomym włóknie z poliamidu 6 po wyciągnięciu go pod różnym kątem ze zbiornika z gliceryną. Uzyskane wyniki wskazują, że zachowanie się cieczy zależy w pewnym stopniu od kąta nachylenia włókna.

Słowa kluczowe

EN

wettability; instability; Rayleigh wavelength; contact angle

PL

zwilżalność; niestabilność; długość fali Rayleigha; kąt zwilżania

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 14, no. 3 (57)
• Strony: 91--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Pociūtė-Adomavičienė M.

• Kaunas University of Technology, Faculty of Design and Technologies, Department of Textile Technology, Studentų 56, LT-51424, Kaunas, Lithuania

autor

Schwarz A.

• Ghent University, Department of Textiles Technologiepark 9, 9052 Gent (Zwijnaarde

autor

Stanys S.

• Kaunas University of Technology, Faculty of Design and Technologies, Department of Textile Technology, Studentų 56, LT-51424, Kaunas, Lithuania

Bibliografia

• 1. Fukai, J., et al. ‘Wetting Effects on the Spreading of a Liquid Droplet Colliding with a Flat Surface: Experiment and Modeling’, Physical Fluids 7 (2), 1995, pp. 236 - 248.
• 2. Palasantzas, G., de Hosson, J.Th. M., ‘Wetting of Rough Surfaces’, Acta Mater 49, 2001, pp. 3533 - 33538.
• 3. Brochard-Wyart, F., Fondecave, R., ‘Wetting Laws for Polymer Solutions’, Europhysics Letter, 37 (2), 1997, pp. 115 - 120.
• 4. Heywood, D., ‘Textile Finishing’, Society of Dyers and Colourists, Textile and Chemical Consultant, Sacola Associates, Cheadle Hulme, UK, 2003, 137 - 148.
• 5. Bahr, M., ‘Wetting and Capillary Flow of Surfactant Solutions and Inks’, doctoral thesis, Lund University, Institute for Surface Chemistry, 2003, pp. 14 - 19.
• 6. Frohn, A., Roth, N., ‘Dynamics of Droplets’, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2000, pp. 1 - 125.
• 7. Craig, F. F., ‘The Reservoir Engineering Aspects of Waterflooding’, Monograph Vol. 3 of the Henry L. Doherty Series, Society of Petroleum Engineers of AIME, 1971.
• 8. Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik: http://www.igb.fraunhofer.de/WWW/GF/GrenzflMem/Grenzflaechen/en/what-is-an-interface.en.html.
• 9. Quéré, D., Meglio, J. M., Brochard–Wyart, F., ‘Spreading of Liquids on Highly Curved Surfaces’, Science, Vol. 249, 1990, pp.1256 - 1260.
• 10. Pociūtė, M., Adomavičius, K., Stanys, S., ‘Liquid Film Instability on a Single Fibre’, Materials Science (Medžiagotyra), ISSN 1392-1320, Vol. 11, No. 1, 2004, pp. 84 - 87.
• 11. Wagner, H. D., ‘Spreading of Liquid Droplets on Cylindrical Surfaces: Accurate Determination of Contact Angle’, Journal of Applied Physics, Vol. 67, No. 3, 1990, pp.1352 - 1355.
• 12. Neimark, A. V., ‘Thermodynamic Equilibrium and Stability of Liquid Films and Droplets on Fibres’, J. Adhesion Sci. Technol., Vol. 13, No. 10, 1999, pp.1137 - 1154.
• 13. Bauer, C., Dietrich, S., ‘Shapes, Contact Angles, and Line Tensions of Droplets on Cylinders’, Physical Review E, Vol. 62, No. 2, 2000, pp. 2428 - 2438.
• 14. Yekta-Fard, M., Ponter, A.B., ‘Factors Affecting the Wettability of Polymer Surfaces’, J.Adhesion Sci.Technol., Vol.6, No.2, 1992, pp.253 - 277.
• 15. Brochard-Wyart, F., Fondecave, R., ‘Wetting Laws for Polymer Solutions’, Europhysics Letter, Vol. 37, No. 2, 1997, pp. 115 - 120.
• 16. de Gennes, P.G., ‘Wetting: Statics and Dynamics’, Rev. Mod. Phys., Vol. 57, No. 3, Part 1, 1985, pp.828 - 865.
• 17. Brochard, F., ‘Spreading of Liquid Droplets on Thin Cylinders: The ‘manchon/droplet’ transition’, J.Chem.Phys Vol. 84, No. 8, 1986, pp. 4664 - 4672.
• 18. Kamath, Y., K., Chen, X., Neimark, A., ‘Finish Film Stability and its Relevance to Slinging of Spin Finish to a Spinline’, National Textile Center Annual Report: 1999, C98-P02.
• 19. Washburn, E. W., ‘The Dynamics of Capillary Flow’, The Physical Review, Vol. 17, No. 3, 1921, pp. 273 - 283.
• 20. Skinner, F. K., Rotenberg, Y., Neumann, A. W., Contact Angle Measurements from the contact Diameter of Sessile Drops by means of a modified Axisymetric Drop Shape Analysis, Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 130, No. 1, 1989, pp. 25 - 33.
• 21. Bracke, M., Voeght, F., Joos, P., The Kinetics of Wetting: the Dynamic Contact Angle, Progress in Colloid and Polymer Science, Vol. 79, 1989, pp. 142 - 149.
• 22. Bacri, L., Brochard-Wyart, F., Droplet Suction in Porous Media, The European Physical Journal E, Vol. 9, 2000, pp. 87 - 97.
• 23. Koštáková, E., Pociūtė, M., Lukáš, D., ‘The Radial Capillary’, Strutex (Structure and Structural Mechanics of Textile Fabrics) 2003: proceedings of 10th International Scientific Conference, 2003, Liberec, Czech Republic, ISBN 80-7083-769-1.