Určenie povrchového napätia

Pomocou testovacích atramentov sa dá merať povrchová energia (PE) / povrchové napätie (PN) pevných telies z plastu, kovu, skla, keramiky a ďalších. Týmto spôsobom sa dá obzvlášť určiť tiež priľnavosť povrchov pre potlač, lepenie, lakovanie atď. podľa namáčacieho obrazu.

Určenie povrchového napätia sa vykonáva nanesením testovacieho atramentu na testovaný povrch v podobe čiary o dĺžke niekoľkých centimetrov a sledovaním správania sa tejto testovacej čiary.

Ak sa táto čiara zmraští do 2 až 4 sekúnd (v závislosti od špecifikácií daného atramentu), je PN testovaného povrchu nižšie ako napätie testovacieho atramentu.

Roztekanie značkovej čiary naopak ukazuje, že PN naneseného atramentu je nižšie ako napätie daného povrchu.

Ak po dobu sledovania zostane čiara nezmenená, hodnota PN je rovnaká alebo o niečo vyššia. Ha a csík a megfigyelési időn belül változatlan marad, akkor sikerült pontosan elérni a felületi feszültséget vagy valamivel nagyobb értéket.

Určenie povrchového napätia

V nasledujúcom príklade aplikácie bolo testovanie uskutočnené s testovacím atramentom PINK z 10 ml fľaštičky s vatovou tyčinkou. Pri každej aplikácii použite novú vatovú tyčinku.

V tomto príklade použitia sa testovacie pero PINK 38 Jumbo používa na meranie povrchového napätia čierneho plastového povrchového razidla PE.

Čistota materiálov

Pojmy čistota a rýdzosť materiálov si vyžadujú presnejšiu definíciu. Keďže materiály, či už ako lisované diely alebo fólie, sa nachádzajú na povrchu, môže sa tu používať pojem čistota, pretože rýdzosť materiálov sa vzťahuje na štruktúru, teda aj na vnútorné zloženie celého telesa.

Znečistenia materiálov môžu mať viaceré príčiny a môžu existovať vo viacerých formách. Budú sa brať do úvahy znečistenia časticami ako aj povlakové znečistenia. Prvé budú existovať ako jednotlivé body a budú usporiadané nepravidelne a v odstupoch.

Narozdiel od nich povlakové znečistenia pokrývajú plochy úplne alebo čiastočne a môžu sa popisovať jednak ako čisté a jednak ako rýdze, čo by zodpovedalo príslušnej definícii, napr. povrchového napätia/povrchovej energie.

Nemôžu sa ale vzťahovať na vnútornú štruktúru obrobku, ktorá môže byť v každom prípade popísaná len ako rýdzosť. Pretože ide o povrchy, ktoré sú predmetom ďalšieho spracúvania, musia sa definovať aj stavy čistoty, čo je všeobecne možné pomocou pojmu povrchového napätia.


Dvojaké testovacie metódy sa navzájom dopĺňajú

Spracúvanie sa napríklad vzťahuje na potlač, lakovanie a lepenie. Vhodné metódy sú ako jednoduché riešenie, testovanie povrchov testovacími farbami a meranie kontaktného uhla. Prvá metóda je jednoducho realizovateľná, a preto praktická, pretože nanášanie atramentu na testovacie plochy prebieha vo výrobných procesoch bez problémov. Posledná vyžaduje výdavky na vybavenie. Zložky povrchového napätia môže zobraziť osobitne polárne a disperzívne.

Skúška testovacím atramentom ukazuje len súčet oboch hodnôt, čo pre posúdenie povrchov väčšinou stačí. Ani jedna metóda sa nedá aplikovať bezkontaktne či nepretržite. To posledné znamená, že vo výrobných procesoch, ako práve v prípade fólií, sa merania môžu vykonávať len v stave nečinnosti, teda nie na bežiacich pásoch.

Vo výnimočných prípadoch sa môže meranie uskutočniť len pri veľmi nízkej rýchlosti. Pojmy čistota a rýdzosť sa môžu alternatívne používať, pričom čistota sa bude vždy vzťahovať len na povrchy. Je lepšie ich však spolu nemiešať, pretože to môže viesť k omylom.


Predbežná úprava so zvýšeným povrchovým napätím

Pojem predbežná úprava sa zvyčajne vzťahuje na čistenie povrchov pomocou mechanických prostriedkov, predovšetkým umývanie s rozpúšťadlom alebo bez rozpúšťadla. V rámci predbežnej úpravy sa už niekoľko desaťročí používa aj fyzikálna metóda pomocou korónovej, plazmovej a plameňovej úpravy, pričom povrchy sa elektrickým pôsobením zmenia tak, že sa výrazne zvyšujú ich polárne zložky, čo zvyšuje povrchové napätie, a tým výrazne zlepšuje adhéziu.

Napríklad plasty vyrobené z polyolefínov, ktorých prirodzené hodnoty povrchového napätia sú približne 30 mN/m, sa dajú pomerne ľahko dostať na hodnoty nad 45 mN/m, čo poskytuje veľmi dobré hodnoty adhézie pre tlač, lepenie a lakovanie. Tieto hodnoty nie je možné v žiadnom prípade dosiahnuť pomocou pôvodných metód čistenia, pričom je zrejmé, že pri použiteľnej predbežnej úprave fyzikálnymi metódami je väčšinou potrebné predbežné čistenie mechanickým spôsobom.

Platí to najmä pre kovové povrchy, ktoré sú znečistené napríklad olejmi používanými na výrobu fólií alebo lisovaných dielov.