Fastställande av ytspänningen

Med testbläck kan ytenergin (YE)/ytspänningen (YS) på fasta ämnen av plast, metall, glas, keramik och andra material bestämmas. Fastställandet av ytspänningen sker genom applicering av testbläck på ytorna som ska provas.

Ett streck på några få centimer görs och bläckstreckets beteende observeras.

Drar sig strecket samman inom 2 till 4 sekunder – beroende på bläckspecifikation – är provytans YS lägre än testbläckets.

Omvänt indikerar en utflytning av streckmarkeringen att det applicerade testbläckets YS är lägre än provytans.

Om strecket förblir oförändrat inom observationstiden är YS-värdet precis uppnåt eller något högre.

Fastställande av ytspänningen

I följande användningsexempel sker provning med testbläck PINK från 10 ml flaskor med bomullspinnar. Ta en ny bomullspinne för varje användning.

I detta applikationsexempel används PINK 38 Jumbo-testpennan för att testa ytspänningen på svart PE-plast.

Renlighet hos råmaterial

Begreppen renlighet och renhet hos råmaterial kräver en närmare definition. Eftersom råmaterial, som formdelar eller folier, bara kan betraktas på ytan kan begreppet renlighet vara lämpligt att använda här, eftersom renhet hos råmaterial kan gälla konstruktionen men även den invändiga strukturen hos en komplett kropp.

Att råmaterial blir nedsmutsade kan ha olika orsaker och visa sig på många olika sätt. Vi kan se smuts i form av partiklar samt som smutsfilm. Det första visar sig som enskilda punkter, oregelbundet och med ett visst avstånd.

En smutsfilm däremot täcker ytan, helt eller delvis, och kan visserligen om den är renlig även beskrivas som ren, om motsvarande definition används, t.ex. ytspänning/ytenergi.

Det kan emellertid inte gälla råmaterialets invändiga struktur, vilken endast kan beskrivas med renlighet. Eftersom det är ytorna som ska genomgå en ytterligare bearbetning måste även renlighetstillstånden definieras, vilket i allmänhet är möjligt med begreppet ytspänning.


Två kompletterande typer av testförfaranden

Bearbetningen gäller exempelvis tryck, lackering och limning. Förfarandena utgör här som enkel lösning en kontroll av ytorna med testbläck och mätning av kontaktvinklar. Det förra är lätt att hantera och utföra, eftersom appliceringen av bläck på testytorna utan problem kan ske under produktionsprocessen. Det senare kräver en automatiserad insats. Här kan ytspänningens komponenter visas separat polärt och dispersivt.

Kontrollen med testbläck visar bara summan av båda värdena, vilket oftast är tillräckligt för att bedöma ytan. Båda förfaranden kan inte utföras beröringsfritt eller kontinuerligt. Det senare innebär att vid tillverkningsprocesser, speciellt vid dem som krävs för folier, kan mätningar bara utföras vid stillestånd och inte vid löpande band.

I undantagsfall skulle en mätning kunna utföras vid mycket låg hastighet. Begreppen renlighet och renhet kan användas valfritt, men renlighet är endast tillämpligt för ytorna. De bör emellertid inte blandas ihop eftersom detta kan leda till irritation.


Förbehandling med ökad ytspänning

Begreppet förbehandling avser traditionellt sett rengöring av ytor med mekaniska medel, framför allt tvätt med eller utan lösningsmedel. Förbehandling görs sedan några årtionden tillbaka även med fysikalisk behandling med korona, plasma och flamexponering, där ytorna förändras genom elektrisk påverkan så att deras polära andel ökas kraftigt vilket gör att ytspänningen ökar och vidhäftningen förbättras avsevärt.

Exempelvis kan plaster av polyolefiner, vars naturliga ytspänningsvärden ligger vid 30 mN/m, relativt lätt behandlas för att uppnå värden över 45 mN/m som ger mycket bra vidhäftningsvärden för tryck, limning och lackering. Dessa värden kan inte alls uppnås genom de ursprungliga rengöringsförfarandena, men det är viktigt att inse att en användbar förbehandling med det fysikaliska förfarandet ofta förutsätter en förrengöring på mekaniskt vis.

Detta gäller framför allt metallytor som t.ex. har smutsats ned av oljor som används vid tillverkningen av folierna eller formdelarna.