Določanje površinske napetosti
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.
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.
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.
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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.
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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.
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.
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.
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.
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.
Poceni in je natančen Testiranje površinske napetosti uporabnika ne odvezuje obveznosti, da potrdi rezultat oprijema, zlasti kadar črnilo uporablja prvič, tj. da določi pravilno testno vrednost črnila za svojo uporabo, bodisi tiskanje, barvanje, čiščenje ali lepljenje. To se lahko nato enkrat določi s testiranjem oprijema premaza s trganjem lepilnega traku, testom praskanja, testom navzkrižnega rezanja ali drugimi metodami. V primeru dvoma se lahko uporabnost barv, ki so v uporabi že dlje časa, določi z navzkrižnim preverjanjem s svežimi barvami. merjenje barv se pogosto uporablja tudi v predhodni fazi predhodne obdelave/aktivacije površin. Testne barve so poceni in natančno orodje, ki se lahko uporablja neposredno v praksi, ne da bi potrebovali dolgotrajne laboratorijske teste.