Détermination de la tension superficielle

Les encres de test permettent de déterminer l’énergie de surface/la tension de surface de corps solides en plastique – métal – verre – céramique. Elles permettent également de déterminer notamment la capacité d’adhérence des surfaces pour l’impression – le collage – la peinture à l’aide de l’image de mouillage

La détermination de la tension de surface s’effectue en appliquant les encres de test sur les surfaces à évaluer par un trait de quelques centimètres de longueur et en observant le comportement du trait d’encre.

Si le trait se rétracte en l’espace de 2 ou 4 secondes – en fonction de la spécification de l’encre –, la tension de la surface à tester est inférieure à celle de l’encre de test.

Inversement, l’étalement du trait indique que la tension de surface de l’encre appliquée est inférieure à celle de la surface.

Si le trait reste inchangé une fois le temps d’observation écoulé, la valeur de la tension de surface est atteinte précisément ou est légèrement supérieure.

Détermination de la tension superficielle

Dans cet exemple d’application, l’encre de test PINK provenant de bouteilles de 10 ml est utilisée avec des cotons-tiges. Prenez un nouveau coton-tige après chaque utilisation.

Dans cet exemple d’application, la tension de surface sur le plastique PE noir est testée avec le stylo test Jumbo PINK 38.

Propreté des matériaux

Les termes de propreté et de pureté des matériaux doivent être définis plus précisément. Étant donné que seule la surface des matériaux, qu’ils soient sous forme de pièces moulées ou de feuilles, est prise en compte, le terme de propreté peut être approprié ici, car la pureté peut également se référer à la composition des matériaux, c’est-à-dire à la structure interne d’un matériau dans son intégralité.

Les saletés sur les matériaux peuvent avoir plusieurs causes et se présenter de différentes manières. Il peut s’agir de saletés sous forme de particules ou de films. Les premières se présentent sous forme de points isolés les uns des autres et répartis de manière irrégulière.

Les saletés sous forme de films, au contraire, couvrent totalement ou en partie les surfaces et peuvent donc, lorsque les surfaces sont propres, être considérées comme pures, ce qui nécessiterait une définition particulière, par exemple de la tension de surface / de l’énergie de surface.

Cette définition ne peut toutefois pas se référer à la composition interne de la pièce, qui peut à la rigueur uniquement être définie par le terme de pureté. Dans la mesure où les surfaces sont soumises à un traitement ultérieur, les niveaux de propreté doivent également être définis, ce qui est généralement possible avec le terme de tension de surface.


Deux procédés de contrôle complémentaires

Le traitement concerne par exemple l’impression, la peinture et le collage. À cet effet, deux solutions simples : le contrôle des surfaces avec encre et la mesure de l’angle de contact. La première est simple à mettre en œuvre et orientée vers la pratique, car l’application d’encre sur les surfaces à tester peut être réalisée sans problème dans les processus de production. La seconde nécessite d’importantes ressources. Il permet de représenter séparément les composants de la tension de surface de manière polarisée ou dispersive.

Le contrôle à l’encre de test montre uniquement la somme des deux valeurs, ce qui est la plupart du temps suffisant pour l’évaluation des surfaces. Les deux procédés ne peuvent pas être appliqués sans contact ou en continu. Cela signifie que, lors des procédés de fabrication, par exemple pour les feuilles, les mesures ne peuvent être effectuées qu’à l’arrêt, donc lorsque les bandes ne sont pas en mouvement.

Exceptionnellement, une mesure peut être effectuée à vitesse très basse. Les termes propreté et pureté peuvent être utilisés au choix, la propreté étant toujours uniquement liée aux surfaces. Évitez cependant de les utiliser comme des synonymes, car cela peut porter à confusion.


Prétraitement avec tension de surface accrue

La notion de prétraitement se réfère largement au nettoyage de surfaces à l’aide de méthodes mécaniques, surtout le lavage avec ou sans solvant. Depuis quelques dizaines d’années, le prétraitement est également réalisé avec des moyens physiques (corona, plasma, flamme), sachant que les surfaces sont modifiées par l’action de l’électricité, de façon à augmenter fortement leur polarité, ce qui augmente également la tension de surface et améliore considérablement l’adhérence.

Par exemple, la valeur naturelle de tension de surface de 30 mN/m pour les plastiques en polyoléfines peut être augmentée relativement facilement au-dessus de 45 mN/m, ce qui donne de très bonnes valeurs d’adhérence pour l’impression, le collage et la peinture. De telles valeurs ne peuvent en aucune façon être atteintes avec les anciens procédés de nettoyage, pour lesquels un prénettoyage mécanique est d’abord nécessaire afin de réaliser un prétraitement efficace à l’aide de procédés physiques.

Cette situation se présente surtout avec les surfaces métalliques tachées par exemple par les huiles utilisées lors de la fabrication des feuilles ou de pièces moulées.