Bepaling van de oppervlaktespanning
Testinkten kunnen worden gebruikt om de oppervlaktespanning te bepalen van vaste stoffen gemaakt
van plastic, metaal, glas, keramiek en andere.
Dit is met name bedoeld voor het bepalen van het hechtend vermogen van oppervlakken voor het bedrukken – verlijmen – lakken enz.aan de hand van het bevochtigingspatroon.
Het bepalen van de oppervlaktespanning gebeurt door het aanbrengen van een testinkt als een streep van enkele centimeters op het te testen oppervlak waarna het gedrag van de inktstreep wordt geobserveerd.
Als de lijn binnen 2 of 4 seconden samentrekt, afhankelijk van de inktspecificatie, is de oppervlaktespanning van het testvlak lager dan die van de testinkt.
Omgekeerd zal het uitlopen van de streep erop wijzen, dat de oppervlaktespanning van de aangebrachte inkt lager is dan die van het oppervlak.
Als de streep binnen de observatietijd onveranderd blijft, is de waarde van de oppervlaktespanning exact bereikt of iets hoger.
Door de video te laden, gaat u akkoord met het privacybeleid van YouTube.
Meer informatie
In dit toepassingsvoorbeeld wordt PINK uit 10 ml flessen met wattenstaafjes door behulp van testinkt getest. Neem voor elk gebruik een nieuw wattenstaafje.
Door de video te laden, gaat u akkoord met het privacybeleid van YouTube.
Meer informatie
In dit toepassingsvoorbeeld wordt de oppervlaktespanning op zwart PE-kunststof getest met dePINK 38 Jumbo-testpen.
Reinheid van materialen
De begrippen reinheid en zuiverheid van materialen behoeven een nadere definitie. Aangezien de materialen, hetzij in de vorm van vormdelen, hetzij in de vorm van folies, in hun oppervlakken aanwezig zijn, kan het begrip reinheid hier van toepassing zijn, omdat zuiverheid van materialen naar de structuur, d.w.z. ook naar de interne samenstelling van een heel lichaam kan verwijzen.
Vervuiling van materialen kan meerdere oorzaken hebben en vele vormen aannemen. Vervuiling kan in de vorm van deeltjes optreden, maar ook in de vorm van een film Het eerstgenoemde zal als afzonderlijke punten aanwezig zijn en onregelmatig en in afstand zich voordoen.
Vervuiling door een film daarentegen bedekt volledig of gedeeltelijk het oppervlak en het oppervlak kan als het rein, gereinigd is ook als zuiver worden beschreven, afhankelijk van welke definitie – van bijv. oppervlaktespanning / oppervlakte-energie – wordt gebruikt.
Deze beschrijvingen slaan niet op de innerlijke samenstelling van het werkstuk, wat eigenlijk alleen met het begrip zuiverheid kan worden beschreven. Omdat het over oppervlakken gaat die nog verder bewerkt moeten worden, moeten ook de reinheidsvoorwaarden worden gedefinieerd, wat in het algemeen met het begrip oppervlaktespanning mogelijk is.
De bewerking is bijvoorbeeld bedrukken, coaten of verlijmen. De methodes hiervoor zijn als eenvoudige oplossing het testen van de oppervlakken met testinkten en de contacthoekmeting. Het eerste is eenvoudig te doen en praktijkgericht, omdat tijdens de productieprocessen de inkt probleemloos op de testvlakken kan worden aangebracht. Voor het laatste is speciale apparatuur nodig. Deze test kan de componenten van de oppervlaktespanning polair en dispersief gescheiden weergeven.
De testinkttest geeft alleen de som van de beide waarden, wat voor een beoordeling van de oppervlakken meestal voldoende is. Beide methodes kunnen niet contactloos of continu worden toegepast. Dit laatste betekent dat bij productieprocessen, zoals met name bij folies, de metingen alleen in rusttoestand kunnen worden verricht, dus niet bij lopende banen.
In uitzonderlijke gevallen zou een meting alleen bij een zeer lage snelheid kunnen worden uitgevoerd. De begrippen reinheid en zuiverheid kunnen naar keuze worden gebruikt, waarbij de reinheid alleen van toepassing is op de oppervlakken. De begrippen moeten niet door elkaar gehaald worden, omdat dat tot irritaties kan leiden.
Het begrip voorbehandeling heeft voornamelijk betrekking op de reiniging van oppervlakken met mechanische middelen en dan met name op wassen met of zonder oplosmiddelen. Voorbehandeling wordt ook al enkele decennia met fysische behandeling toegepast met behulp van corona, plasma en vlammen, waarbij de oppervlakken door elektrische inwerking zodanig worden gewijzigd dat hun polaire fracties sterk worden verhoogd, waardoor de oppervlaktespanning wordt verhoogd en de hechting aanzienlijk wordt verbeterd.
Kunststoffen van bijvoorbeeld polyolefinen, waarvan de natuurlijke oppervlaktespanning rond de 30 mN/m ligt, kunnen relatief eenvoudig op waarden van boven de 45 mN/m worden gebracht, wat zeer goede hechtingswaarden oplevert voor het bedrukken, verlijmen en coaten. Deze waarden kunnen geenszins worden bereikt met de oorspronkelijke reinigingsmethoden, hoewel moet worden opgemerkt dat voor een bruikbare voorbehandeling met fysische methoden meestal een mechanische voorreiniging noodzakelijk is.
Dit geldt met name voor metalen oppervlakken die bijv. vervuild zijn met oliën die worden gebruikt bij de productie van folies of vormdelen.
Testinkten voor efficiënte hechtingstests
Testinkten worden gebruikt om de oppervlaktespanning van vaste stoffen vast te leggen, die vlak of gevormd kunnen zijn. De oppervlaktespanning wordt getest met behulp van inkten waarvan het beeld binnen enkele seconden na het aanbrengen op de oppervlakken kan worden gelezen.
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.
Preisgünstig und präzise
Die Prüfung der OFS entbindet den Verwender nicht davor, das Haftungsergebnis gerade beim Ersteinsatz zu bestätigen, also den richtigen Testwert der Tinte für seine Anwendung, sei es Bedruckung, Lackierung, Reinigung oder Verklebung zu ermitteln. Dies kann dann einmalig durch eine Haftungsprüfung der Beschichtung durch Klebebandabriss, Kratztest oder Gitterschnitt
– Prüfung oder andere Methoden festgestellt werden. Die Verwendbarkeit von Tinten, die längere Zeit in Gebrauch sind kann im Zweifelsfalle durch eine Gegenprüfung mit frischen Tinten festgestellt werden.
Die Tintenmessung wird auch vielfach in der Vorstufe der Vorbehandlung / Aktivierung der Oberflächen verwendet. Testtinten sind ein preisgünstiges und genaues Mittel, das unmittelbar in der Praxis eingesetzt werden kann, ohne dass eine aufwendige Laboruntersuchung
nötig ist.