Bestemmelse af overfladespænding

Med testblæk er det muligt at bestemme overfladeenergien (OFE) / overfladespændingen (OFS) for faste materialer af plast – metal – glas – keramik og andre materialer. Hermed skal især overfladernes hæfteevne med hensyn til farvetryk – klæbeevne – lakering bestemmes. Hæfteevnen vurderes vha. befugtningsmønsteret.

Bestemmelse af overfladespændingen sker ved at påføre testblæk på de overflader, der skal måles. Det gøres ved at lave en streg på få centimeter og ved at observere blækstregens adfærd.

Hvis stregen trækker sig sammen i løbet af 2 eller 4 sekunder – afhængig af blækspecifikation – er OFS for den testede overflade lavere end selve testblækkens.

Det modsatte er tilfældet, hvis stregen flyder ud. Det påviser, at den påførte blæks OFS er lavere end selve overfladens.

Hvis stregen er uforandret inden for observationstiden, er værdien for OFS nået helt præcist eller lidt højere.

Bestemmelse af overfladespænding

I dette anvendelseseksempel kontrolleres med testblæk PINK i en flaske på 10 ml med vatpind. Tag en ny vatpind efter hver enkel anvendelse.
I dette eksempel kontrolleres vha. testmarkeren PINK 38 Jumbo overfladespændingen på sort PE-plast.

Materialers renlighed

Begreberne renlighed og renhed i materialer skal defineres nærmere. Da materialerne, uanset om det drejer sig om komponenter eller folier, forekommer i selve overfladen, kan det være hensigtsmæssigt at benytte begrebet renlighed, da materialers renhed relaterer til opbygningen, dvs. også til hele emnets indre sammensætning.

Materialers urenheder kan have flere årsager og kan komme til udtryk på forskellige måder. Der skelnes mellem de partikulære urenheder og de urenheder, der lægger sig som en film på materialet. I det første tilfælde ses enkelte punkter, som er placeret uregelmæssigt og i en vis afstand fra hinanden. Hvis det drejer sig om urenheder i form af filmbelægninger, dækker disse belægninger fuldstændigt eller delvist overfladen. Overfladen kan beskrives som ren, hvis den er gjort ren, hvilket betyder, at dette tilfælde henhører under den pågældende definition, f.eks. af overfladespændingen / overfladeenergien.


Men det er her ikke muligt at drage konklusioner om den indre sammensætning af materialet, som ellers kun kan beskrives ved renhedsprincippet. Da det er overflader, som skal forarbejdes yderligere, skal også renlighedstilstanden defineres, hvad der generelt set er muligt med begrebet overfladespænding.


To slags testmetoder supplerer hinanden

Forarbejdningen vedrører f.eks. farvetryk, lakering og vedhæftning. Den nemme løsning i den forbindelse er at kontrollere overfladerne vha. testblæk og udstyr til måling af kontaktvinklen. Første metode er enkel at håndtere og dermed praksisrelateret, da det uden problemer er muligt at påføre blæk på de flader, der skal kontrolleres, under selve produktionsprocessen. Sidstnævnte metode kræver et større udstyr. Denne metode kan separat vise komponenterne med overfladespænding i polære og dispersive fraktioner.

Testen med blæk viser kun summen af de to værdier, hvilket i de fleste tilfælde er tilstrækkeligt til at vurdere overfladerne. Begge metoder kan ikke anvendes uden kontakt med materialet og heller ikke kontinuerligt. Sidstnævnte betyder, at der under selve fremstillingsprocessen, især ved foliefremstilling, kun kan udføres målinger, hvis anlægget står stille og ikke kører. I undtagelsestilfælde kan der udføres en måling ved meget lav hastighed. Begge begreber – renlighed og renhed – kan anvendes efter ønske, hvorved renligheden kun kan anvendes, når det gælder selve overfladen. Begreberne bør ikke anvendes i flæng, da dette kan medføre misforståelser.


Forbehandling med øget overfladespænding

Begrebet forbehandling relaterer traditionelt set til rengøring af overflader vha. mekaniske midler. Det gælder her primært afvaskning med eller uden opløsningsmidler. I nogle årtier har man også beskrevet forbehandling som en fysisk behandling vha. corona, plasma og flammeudstyr, hvorved overfladerne vha. elektrisk indvirkning skal forandres så meget, at de polære andele øges kraftigt, hvorved overfladespændingen øges, og hæfteevnen forbedres betydeligt.

Eksempelvis kan polyofin-materialer, hvis naturlige værdier for overfladespænding ligger på 30 mN/m, relativt let øges til værdier på over 45 mN/m, hvilket sikrer rigtigt gode hæfteevner til farvetryk, vedhæftning og lakering. Disse værdier kan slet ikke opnås vha. den oprindelige rengøringsmetode. Det fremgår således, at det for det meste er nødvendigt med en mekanisk forhåndsrengøring for at få en anvendelig forbehandling med den fysiske metode. Dette er for det meste tilfældet med metaloverflader, som eksempelvis er forurenet med olie, der er blevet anvendt under fremstilling af folie eller komponenter.

21.03.2019