Προσδιορισμός της επιφανειακής τάσης

Με τα μελάνια δοκιμής παρέχεται η δυνατότητα προσδιορισμού της επιφανειακής ενέργειας (ΕΕ)/επιφανειακής τάσης (ΕΤ) στερεών σωμάτων από πλαστικό – μέταλλο – γυαλί – κεραμικό και άλλα υλικά Ο προσδιορισμός αυτός αποσκοπεί ιδίως και στον προσδιορισμό της δυνατότητας πρόσφυσης των επιφανειών για εκτύπωση – κόλληση – βαφή με βάση την εικόνα διαβροχής.

Ο προσδιορισμός της επιφανειακής τάσης πραγματοποιείται με επίστρωση μελανιών δοκιμής στις αξιολογούμενες επιφάνειες υπό μορφή γραμμής μήκους λίγων εκατοστών και παρατήρηση της συμπεριφοράς της γραμμής του μελανιού.

Εάν η γραμμή συρρικνωθεί εντός 2 έως 4 δευτερολέπτων, ανάλογα με τις προδιαγραφές του μελανιού, τότε η Επιφανειακή τάση για την ελεγχόμενη επιφάνεια είναι χαμηλότερη από εκείνη του μελανιού δοκιμής.

Αντίθετα, η διάχυση της γραμμής σήμανσης γραμμής σηματοδοτεί ότι η Επιφανειακή τάση του επιστρωμένου μελανιού είναι χαμηλότερη από εκείνη της επιφάνειας.

Όταν η γραμμή παραμένει αμετάβλητη εντός του διαστήματος παρατήρησης, τότε έχει επιτευχθεί επακριβώς η τιμή της Επιφανειακή τάση ή αυτή είναι λίγο υψηλότερη.

Επιφανειακή τάση

Σε αυτό το παράδειγμα εφαρμογής, ο έλεγχος διεξάγεται με το μελάνι δοκιμής PINK από φιάλες των 10 ml με μπατονέτα. Ύστερα από κάθε χρήση χρησιμοποιείτε καινούργια μπατονέτα.
Σε αυτό το παράδειγμα εφαρμογής ελέγχεται με το μελάνι δοκιμής PINK 38 Jumbo η επιφανειακή τάση σε μαύρο πλαστικό PE.

Καθαριότητα των υλικών

Οι όροι καθαριότητα και καθαρότητα των υλικών χρήζουν ακριβέστερου ορισμού. Επειδή τα υλικά είναι διαθέσιμα στην επιφάνειά τους είτε ως διαμορφωμένα εξαρτήματα είτε ως μεμβράνες, μπορεί εδώ να επιβάλλεται ο όρος καθαριότητα, επειδή η καθαρότητα των υλικών μπορεί να αναφέρεται στην κατασκευή, δηλαδή και στην εσωτερική δομή του συνολικού σώματος.

Η ρύπανση των υλικών μπορεί να οφείλεται σε πολλές αιτίες και να προσλαμβάνει πολλές μορφές. Αφενός παρατηρούνται σωματιδιακοί ρύποι και αφετέρου ρύποι μεμβρανών. πρώτοι εμφανίζονται ως μεμονωμένα σημεία και διατάσσονται άτακτα και σε αποστάσεις. Αντίθετα, οι ρύποι μεμβρανών καλύπτουν εντελώς ή εν μέρει τις επιφάνειες και μπορούν να περιγραφούν ως καθαροί ή σε καθαρή κατάσταση, γεγονός που υπόκειται στον εκάστοτε ορισμό, π.χ., της επιφανειακής τάσης/ενέργειας.


Αυτή η περιγραφή δεν μπορεί όμως να αφορά στην εσωτερική δομή του κατεργαζόμενου τεμαχίου, η οποία μπορεί να περιγραφεί σε κάθε περίπτωση μόνο με την καθαρότητα. Επειδή οι επιφάνειες είναι αυτές που υφίστανται μια περαιτέρω επεξεργασία, οι καταστάσεις καθαριότητας είναι επίσης εκείνες που μπορούν να περιγραφούν γενικά με τον όρο της επιφανειακής τάσης.


Δύο συμπληρωματικές μέθοδοι ελέγχου

Η επεξεργασία αφορά, π.χ., σε εκτύπωση, βαφή και κόλληση. Ως απλή λύση, οι σχετικές μέθοδοι συνίστανται στον έλεγχο των επιφανειών με μελάνια δοκιμής και στη μέτρηση της γωνίας επαφής. Η πρώτη μέθοδος είναι απλούστερη και συνεπώς πρακτική, επειδή στις διαδικασίες παραγωγής, η επίστρωση του μελανιού μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς προβλήματα στις ελεγχόμενες επιφάνειες. Η δεύτερη μέθοδος απαιτεί χρήση συσκευών. Μπορεί να απεικονίσει ξεχωριστά τις συνιστώσες της επιφανειακής τάσης σε πολικές και διασποράς.

Ο έλεγχος με μελάνια δοκιμής παρέχει μόνο το άθροισμα των δύο τιμών που αρκεί συνήθως για την αξιολόγηση των επιφανειών. Και οι δύο μέθοδοι δεν μπορούν να εφαρμοστούν χωρίς επαφή ή συνεχώς. Αυτό το τελευταίο συνεπάγεται ότι στο πλαίσιο διαδικασιών παραγωγής, όπως, π.χ., σε μεμβράνες, οι μετρήσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν μόνο σε κατάσταση ηρεμίας, δηλαδή, όχι σε διαδρόμους σε κίνηση. Σε εξαιρετικές περιπτώσεις, μια μέτρηση θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί μόνο με πολύ χαμηλή ταχύτητα. Σε εξαιρετικές περιπτώσεις, μια μέτρηση θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί μόνο με πολύ χαμηλή ταχύτητα. Οι όροι καθαριότητα και καθαρότητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατ’ επιλογή, ενώ η καθαριότητα μπορεί να εφαρμοστεί αποκλειστικά στις επιφάνειες. Και είναι καλύτερα να μην χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα, επειδή έτσι μπορεί να προκληθεί σύγχυση.


Προκαταρκτική επεξεργασία με αυξημένη επιφανειακή τάση

Ο όρος προκαταρκτική επεξεργασία αφορά στον καθαρισμό επιφανειών με μηχανικά μέσα, κυρίως στην πλύση με ή χωρίς διαλύτες. Η προκαταρκτική επεξεργασία χρησιμοποιείται εδώ και μερικές δεκαετίες και με φυσική επεξεργασία μέσω ηλεκτρικής απορροής, πλάσματος και φλόγας, όπου οι επιφάνειες τροποποιούνται με ηλεκτρική ενέργεια κατά τρόπον που οι πολικές τους συνιστώσες αυξάνονται έντονα, με αποτέλεσμα να αυξάνεται και συνεπώς να βελτιώνεται σημαντικά η επιφανειακή τάση.

Για παράδειγμα, τα πλαστικά από πολυολεφίνες, οι φυσικές τιμές των οποίων για την επιφανειακή τάση είναι της τάξης των 30 mN/m, μπορούν να αποκτήσουν σχετικά εύκολα τιμές άνω των 45 mN/m, γεγονός που αποδίδει εξαιρετικές τιμές πρόσφυσης για την εκτύπωση, την κόλληση και τη βαφή. Αυτές οι τιμές δεν μπορούν σε καμία περίπτωση να εξασφαλιστούν με τις αρχικές μεθόδους του καθαρισμού, ενώ είναι δεδομένο ότι για τη χρήσιμη προκαταρκτική επεξεργασία με τις φυσικές μεθόδους απαιτείται συνήθως προκαταρκτικός καθαρισμός με μηχανικά μέσα. Αυτό ισχύει κυρίως για μεταλλικές επιφάνειες, οι οποίες, π.χ., έχουν ρυπανθεί με λάδια που χρησιμοποιούνται κατά την παραγωγή των μεμβρανών ή των διαμορφωμένων εξαρτημάτων.

21.03.2019