表面張力の決定

Mit Testtinten kann die Oberflächenspannung von Festkörpern aus
Kunststoff – Metall – Glas – Keramik und anderen ermittelt werden.
Damit soll besonders auch die Haftmöglichkeit der Oberflächen für Bedruckung – Verklebung – Lackierung anhand des Benetzungsbildes bestimmt werden.

表面張力の決定は、試験される表面上にテストインクを塗布することで行われます;長さ数センチの被膜を塗り、テストインクの様態を観察することで行われます

Zieht sich der Strich innerhalb 2 oder 4 Sekunden – je nach Tintenspezifikation – zusammen, ist die Oberflächenspannung der Prüffläche niedriger als die der Testtinte.

Umgekehrt würde das Auseinanderfließen der Strichmarke zeigen, dass die Oberflächenspannung der aufgetragenen Tinte niedriger ist als die der Oberfläche.

Bleibt der Strich innerhalb der Beobachtungszeit unverändert stehen, ist der Wert der Oberflächenspannung genau erreicht oder etwas höher.

YouTube

By loading the video, you agree to YouTube's privacy policy.
Learn more

Load video

以下の適用例では、10 mlボトルのテストインク PINKで綿棒を使用して試験したものです。 毎回新しい綿棒をご使用ください。

YouTube

By loading the video, you agree to YouTube's privacy policy.
Learn more

Load video

このアプリケーション例では、PINK 38 Jumbo ジャンボテストペンを使用して、黒いPEプラスチックの表面張力をテストします。

材料の清浄度

材料の清浄度および純度という用語には、より詳細な定義が必要です。 成形部品またはフィルムであっても、材料の純度という言葉は材料の構造、つまり内部構造全体を指すため、材料はの表面の場合は清浄度という用語が適切です。

材料の汚染

材料の汚れには複数の原因があり、さまざまな形をとなって表れる場合があります。 粒子状の汚れだけでなく、フィルム状の汚れの場合もあります。 前者は個々の点として存在し、不規則な間隔で存在します。

一方で、フィルム状の汚れは、表面を完全にまたは部分的に覆っているもので、清浄または純粋と呼ぶこともできますが、これは、表面張力/表面エネルギーなどのそれぞれの定義に従っている必要があります。

しかしこれは、ワークの内部構造に関しては使用できません。内部構造は純度によってのみ記述することができます。 また、さらなる処理の対象となるのは表面であるため、清浄度の状態も定義が必要があり、これは一般的には表面張力によって表されます。

2種類の検査プロセスが相互に補完し合う

この処理には、たとえば、印刷、塗装、接着などが含まれます。 このために利用できる簡単なソリューションとしては、テストインクによる表面を検査や接触角測定などがあります。 前者は取り扱いがシンプルで、製造工程で試験面にインクを容易に塗布できるため実用的な方法です。 後者は機材への投資が必要となります。 表面張力は、その極性成分と分散成分に分けて示すことができます。

テストインク法では、両方の値の合計のみが示されます。表面を評価するのには通常はこれで十分です。 どちらの方法も、非接触または継続的には行えません。 継続的に行えないという意味は、フィルムの場合のように、製造プロセスではにおける測定は静止状態でのみ行えるからです。つまり、移動するウェブでは行えません。

例外的に、非常に低い速度で行うことは可能です。 清浄度と純度という用語はどちらかを選択して使用できますが、清浄度は常に表面にのみ適用されます。 ただし、混乱を引き起こす可能性があるため、混同して使用しないことをお勧めします。

表面張力を高める前処理

伝統的に、前処理という用語は、機械的手段による表面の洗浄、特に溶媒を使用する、または使用しない洗浄を指します。 前処理は、数十年の間、コロナ、プラズマ、火炎処理による物理的処理にも使用されており、これによる電気的作用によって表面が変化し、極性成分の大幅な増加によって表面張力が増加し、接着性が著しく向上します。

たとえば、未処理の表面張力値が約30 mN/mであるポリオレフィンから作られたプラスチックは、比較的簡単に45 mN/mを超える値に向上でき、印刷、接着、塗装のための非常に優れた接着値を提供します。 これらの値は、従来の洗浄方法では決して達成できません。したがって、物理的な方法による利用可能な前処理を行うには、ほとんどの場合、機械的方法による前洗浄が必要となることを理解してください。

これはとりわけ、フィルムや成形部品の製造に使用されるオイルなどによって汚染された金属の表面に当てはまります。

Testtinten für effiziente Haftfestigkeitsprüfung

Testtinten werden für die Erfassung der Oberflächenspannung (OFS) von Festkörpern eingesetzt, die flach oder als Formteil vorliegen können. Die OFS wird mit Tinten geprüft, deren Bild innerhalb weniger Sekunden nach dem Auftrag auf die Oberflächen abgelesen werden kann.

Effiziente Haftfestigkeitsprüfung

Mittels Testtinten-Prüfung erhält man ein Bild, das als Benetzbarkeit der Oberfläche erscheint. Dieses kann als Indikator für die Haftfestigkeit von Beschichtungen verwendet werden. Ebenso kann damit die Sauberkeit der Oberflächen geprüft werden.
Zieht sich die Tinte innerhalb der Beobachtungszeit, z.B. 2 Sekunden, zusammen und bildet Einzelpunkte, so liegt die OFS des Objekts unterhalb derjenigen der Testtinte.
Bleibt die Tinte stehen, wie aufgetragen,oder fängt sie an auseinanderzufließen, so liegt die OFS bei oder oberhalb derjenigen
der Testtinte.
Der Wert der einzusetzenden Testtinte wird nach Erfahrungswerten bestimmt. Als Richtwert für die OFS, welche eine Haftung ermöglicht, kann 38 mN/m angenommen werden. Dieser Richtwert kann z.B. für 2 – Komponentensysteme als Auftragsmedium stimmen, für wasserbasierende Beschichtungen müssen mit Sicherheit höhere Richtwerte, z.B. 48 mN/m, herangezogen werden.
Prüftinten sind in einem breiten Spektrum herstellbar, wie 18 mN/m bis 105 mN/m. Es zeigt sich jedoch, dass der Bereich 30 mN/m bis etwa 70 mN/m für Prüfungen sehr gut geeignet ist. Die Tinten sind als Schreibmarker lieferbar oder in Flaschen zum Auftrag auf die Oberflächen mit Pinsel oder Wattestäbchen oder auch aus Sprühflaschen für größere Flächen.

Zweckorientierte Tinten-Zusammensetzung
Die Tinten werden in verschiedener Zusammensetzung zubereitet, je nach Anwendungszweck.
Tinten nach DIN 53364 bzw. ISO 8296 werden seit mehr als 50 Jahren eingesetzt. Sie enthalten in geringen Mengen heute als giftig eingestufte Komponenten, sind aber bei ordnungsgemäßem Gebrauch harmlos.
Zwischenzeitlich werden giftfreie Tinten hergestellt, die aber als gesundheitsschädlich zu kennzeichnen sind. Neueste Entwicklungen bieten kennzeichnungsfreie Tinten an. Die Tinten müssen nach der Messung von den Oberflächen wieder abgereinigt werden.
Spezielle Tinten, die nach dem Auftragen in Sekundenschnelle antrocknen, können belassen werden oder müssen mit Lösemittel abgewischt werden. Sie dienen vor allem im Folienbereich zur Ermittlung der vorbehandelten Seite. Diese Tinten können auch zur Archivierung in der Qualitätssicherung
eingesetzt werden.
Die Verwendbarkeit der Tinten ist von ihrem Gebrauch abhängig. Sie können durch den Eintrag von Substanzen, die von verschmutzten Oberflächen herrühren, ungenau oder damit unbrauchbar werden.
Ungeöffnete Tinten können über viele Monate gelagert und dann noch eingesetzt werden. Da die Tinten meistens Lösemittel enthalten, sind empfindliche Oberflächen dahingehend zu prüfen. Grundsätzlich können alle Festkörper wie Metall, Kunststoff, Glas und Keramik geprüft werden. Die Tinten können, wenn
sie nicht mehr verwendet werden, zur Entsorgung zurückgeliefert werden.

安価で正確 表面張力をテストしても、ユーザーは接着結果を確認する義務から解放されるわけではありません。特に初めてインキを使用する場合は、印刷、塗装、洗浄、接着など、自分の用途に適したインキのテスト値を決定する必要があります。その後、粘着テープの引裂き試験、スクラッチ試験、クロスカット試験などの方法で塗膜の粘着力を試験することにより、一旦決定することができる。疑わしい場合、長期間使用されたインキの使用可能性は、新鮮なインキとのクロスチェックによって決定することができる。インキ測定はまた、表面の前処理/活性化の前段階でも頻繁に使用される。テストインキは安価で正確なツールであり、時間のかかる実験室でのテストを必要とせず、実際の現場で直接使用することができる。