Determinazione della tensione superficiale

Con l’inchiostri di prova si può verificare l’energia superficiale (ES) / la tensione superficiale (TS) di materiali solidi come la plastica – metallo – vetro – ceramica ed altro. In particolare può essere determinata l’adesione delle superfici attraverso l’immagine del inchiostro.

La determinazione della tensione superficiale si esegue tramite applicazione dei inchiostri di prova sulla superficie da controllare. Si effettua una linea verticale di pochi centimetri e l’osservazione del inchiostro.

Se la linea si restringe entro 2-4 secondi, dipende dal tipo di tintura che si usa, la TS è più bassa del inchiostro di prova.

Dimostra l’inverso, la tintura si diluisce dimostra che la TS è più bassa della superficie.

Se la striscia non dimostra cambiamenti la TS è esatta oppure leggermente superiore.

Determinazione della tensione superficiale

In questa immagine il test viene eseguito con l’inchiostro di prova PINK / bottiglietta 10 ml / con bastoncino di cotone. Si raccomanda di applicare per ogni prova un bastoncino di cotone nuovo.

In questo esempio di applicazione, la tensione superficiale su plastica PE nera viene testata con la penna di prova PINK 38 Jumbo.

Purezza dei materiali

I termini pulizia e purezza dei materiali necessitano una definizione più precisa. Poiché i materiali, pezzi lavorati o pellicole, sono disponibili nella loro superficie, è più appropriato parlare di pulizia, in quanto la purezza dei materiali si riferisce invece alla loro struttura, ovvero alla loro costituzione interna.

Le impurità dei materiali possono avere diverse origini e presentarsi in molteplici forme. Esistono da un lato le impurità particolari, dall’altro le impurità pellicolari. Le prime si presentano come punti singoli ordinati in maniera irregolare e a distanza tra loro.

Le impurità filmiche coprono interamente o parzialmente la superficie. Esse possono anche essere definite “pure” quando sono “pulite” ai sensi della definizione della tensione/energia della superficie.

Però non possono riferirsi alla struttura interna del pezzo, che può essere descritta solo dalla purezza. Siccome si tratta delle superfici sottoposte ad un’ulteriore lavorazione, vanno definiti anche i livelli di pulizia, il che generalmente è possibile con il termine di tensione superficiale.


Due metodi di prova che si integrano tra loro

La lavorazione interessa ad esempio la stampa, la verniciatura e l’incollaggio. I processi in questi ambiti sono una soluzione semplice: il test delle superfici con inchiostri di prova e misurazioni degli angoli di contatto. Nel primo caso la procedura è semplice e pratica, in quanto nei processi produttivi l’applicazione dell’inchiostro può avere luogo senza problemi sulle superfici di prova. Il secondo caso invece richiede delle apparecchiature e rappresenta le componenti della tensione superficiale suddividendole secondo polarità e dispersione.

Il test con gli inchiostri di prova mostra solo la somma dei due valori, il che basta nella maggior parte dei casi ad una valutazione delle superfici. I due metodi non possono essere applicati senza contatto o in continuo. Non applicabili in continuo significa che nei processi produttivi, ad esempio delle pellicole, le misurazioni possono essere eseguite solo allo stato di riposo e non mentre scorre il nastro.

In casi eccezionali è possibile eseguire una misurazione a velocità molto ridotta. I termini pulizia e purezza possono essere impiegati a scelta, anche se pulizia è utilizzabile sempre solo per le superfici. È consigliabile comunque non intercambiare i termini, poiché questo potrebbe causare malintesi.


Pre-trattamento con tensione superficiale elevata

Il termine pre-trattamento si riferisce alla pulizia di superfici con mezzi meccanici, in particolare il lavaggio con o senza solventi. Il pre-trattamento viene impiegato da alcuni decenni anche insieme a un trattamento fisico con corona, plasma e sfiammata, in cui però l’effetto elettrico modifica le superfici in modo tale che le loro parti polari aumentano notevolmente. Tutto ciò aumenta la tensione superficiale, migliorando notevolmente anche la capacità di adesione.

Ad esempio le materie plastiche di polilefine, la cui tensione superficiale corrisponde naturalmente a valori intorno ai 30 mN/m, possono essere portate con relativa semplicità a valori superiori ai 45 mN/m, il che corrisponde a ottimi valori di adesione per la stampa, l’incollaggio e la verniciatura. Questi valori non possono in alcun modo essere raggiunti con i processi originari della pulizia, anche se va sempre tenuto presente che per un pre-trattamento valido è molto spesso necessaria una pre-pulizia di tipo meccanico.

Questo riguarda in particolare le superfici metalliche che sono sporche ad es. a causa degli oli utilizzati nella produzione delle pellicole o dei pezzi.