Določanje površinske napetosti

S preizkusnimi črnili je mogoče ugotavljati površinsko energijo (OFE)/površinsko napetost (OFS) trdnih teles iz umetne snovi – kovine – stekla – keramike in drugih materialov. Na ta način je mogoče predvsem ugotavljanje oprijemljivosti površin za tisk – lepljenje – lakiranje itd. na podlagi videza omočene površine.

Določanje površinske napetosti poteka na podlagi nanosa preizkusnih črnil na površine za preizkušanje v obliki črte, dolge le nekaj centimetrov, in z opazovanjem lastnosti črte črnila.

Če se črta v roku 2 ali 4 sekund – odvisno od specifikacije črnila – skrči, je napetost OFS preizkusne površine manjša od napetosti preizkusnega črnila.

Če pa bi se črta raztekla, je napetost OFS nanesenega črnila manjša od napetosti površine.

Če se črta v obdobju opazovanja ne spremeni, je vrednost napetosti OFS točno dosežena ali malce višja.

Določanje površinske napetosti

Pri naslednjem primeru uporabe je bil preizkus izveden s preizkusnim črnilom PINK iz stekleničke z 10 ml in vatno palčko. Pri vsaki posamezni uporabi vzemite novo vatno palčko.

V tem primeru uporabe testni peresnik PINK 38 Jumbo uporabljamo za preizkušanje površinske napetosti na črni PE plastiki.

Čistoča materialov

Izraza »čistoča« in »čistost« materialov je treba podrobneje opredeliti. Ko govorimo o površini materialov, torej odlitkov ali folij, govorimo o čistoči, ko pa gre za zgradbo materialov oziroma notranjost telesa, se to nanašamo na čistost.

Onesnaženost materialov lahko ima več vzrokov in se kaže na več načinov. Umazanija je lahko v obliki delcev ali oblog. Delci so prisotni kot posamezne točke in so lahko razporejeni neenakomerno ter z medsebojno razdaljo.

Umazanija v obliki oblog pa površine pokriva v celoti ali po večjih površinah in lahko pri njej govorimo tako o čistoči kot tudi čistosti ter ji pripišemo na primer površinsko napetost/energijo.

To pa se ne mora nanašati na notranjo zgradbo obdelovanca, kjer vedno govorimo o čistosti. Ker imamo opravka s površinami, ki bodo dodatno obdelane, lahko določimo tudi stanja čistoče, kar na splošno zadeva površinsko napetost.


Dva postopka preverjanja se dopolnjujeta

Obdelava lahko pomeni na primer tiskanje, lakiranje ali lepljenje. Tukaj se uporabljajo preprosti postopki s preizkusnimi črnili in meritvijo stičnega kota. Prvi so preprosti za izvedbo in s tem praktični, saj je mogoče med proizvodnimi postopki brez težav nanašati črnilo na preverjene površine. Drugi pa zahtevajo uporabo posebnih naprav. Z njimi je mogoče površinsko napetost ločiti na polarno in disperzivno.

Preverjanje s preizkusnim črnilom kaže le seštevek obeh vrednosti, kar največkrat zadošča za vrednotenje površin. Obeh postopkov ni mogoče izvajati brezstično ali neprekinjeno. To pomeni, da je med proizvodnimi procesi, na primer ravno pri folijah, meritve mogoče opravljati le med mirovanjem in delovanjem linije.

Izjemoma so meritve mogoče pri zelo majhni hitrosti. Uporabljamo lahko izraza čistoča in čistost, kjer pa se čistoča vedno nanaša le na površine. Bolje pa je, da jih ne mešamo, saj lahko to povzroči nevšečnosti.


Predhodna obdelava s povečano površinsko napetostjo

Izraz »predhodna obdelava« se nanaša na mehansko čiščenje površin, predvsem pranje s topili ali brez. Že nekaj desetletij pa pod predhodno obdelavo razumemo tudi fizikalne postopke s korono, plazmo in plamensko obdelavo, kjer se površine zaradi električnih vplivov spremenijo do te mere, da se bistveno poveča njihova polarnost, kar poveča površinsko napetost in s tem bistveno izboljša oprijemljivost.

Primer so umetne mase iz poliolefinov, kjer je mogoče njihove naravne vrednosti površinske napetosti, ki znašajo približno 30 mN/m, precej preprosto dvigniti nad 45 mN/m, kar zagotavlja odlično oprijemljivost pri tiskanju, lepljenju in lakiranju. Takih vrednosti prejšnji postopki čiščenja nikakor niso omogočali, pri tem pa vidimo, da je za uporabno fizikalno predobdelavo potrebno mehansko predčiščenje.

To je posebej aktualno pri kovinskih površinah, ki so umazane na primer z olji, ki se uporabljajo pri proizvodnji folij ali odlitkov.