การกำหนดแรงตึงผิว

สามารถใช้หมึกทดสอบในการกำหนดพลังงานพื้นผิว (OFE) / แรงตึงผิว (OFS) สำหรับของแข็งที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ อาทิเช่น โลหะ แก้ว เซรามิก เป็นต้น ซึ่งจะเป็นการกำหนดความเป็นไปได้ในการยึดเกาะของพื้นผิวโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการพิมพ์ การติดกาว การเคลือบสีโดยใช้ลักษณะการเปียก

ดำเนินการกำหนดแรงตึงผิวด้วยการแต้มหมึกทดสอบลงบนพื้นผิวที่จะประเมินเป็นเส้นยาวไม่กี่เซ็นติเมตรและการเฝ้าสังเกตลักษณะของเส้นหมึก

หากเส้นหดเข้าภายใน 2 หรือ 4 วินาทีตามคุณสมบัติเฉพาะของหมึก แสดงว่าแรงตึงผิวของพื้นผิวที่ทดสอบต่ำกว่าแรงตึงผิวของหมึกทดสอบ

ในทางตรงกันข้าม หากเส้นไหลออกจากกัน แสดงว่าแรงตึงผิวของหมึกที่แต้มต่ำกว่าแรงตึงผิวของพื้นผิว

หากเส้นยังคงไม่เปลี่ยนสภาพภายในเวลาการเฝ้าสังเกต แสดงว่าได้ค่าของแรงตึงผิวแน่นอนหรือสูงกว่าเล็กน้อย

การกำหนดแรงตึงผิว

YouTube

By loading the video, you agree to YouTube's privacy policy.
Learn more

Load video

ตัวอย่างการใช้งานนี้มีการใช้ก้านสำลีจุ่มหมึกทดสอบ PINK จากขวดขนาด 10 มล. ในการทดสอบ ใช้ก้านสำลีอันใหม่หลังจากการใช้ทุกครั้ง

YouTube

By loading the video, you agree to YouTube's privacy policy.
Learn more

Load video

ตัวอย่างการใช้งานนี้มีการใช้ปากกาทดสอบ PINK 38 Jumbo ในการทดสอบแรงตึงผิวบนวัสดุสังเคราะห์ PE สีดำ

ความสะอาดของชิ้นงาน

การให้รายละเอียดคำจำกัดความสำหรับความสะอาดและความบริสุทธิ์ของชิ้นงาน เนื่องจากมีชิ้นงานอยู่ที่พื้นผิว ไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนขึ้นรูปหรือแผ่นฟิล์ม จึงสามารถใช้คำว่าความสะอาดได้ในที่นี่เพราะว่าความบริสุทธิ์ของชิ้นงานอาจจะอ้างอิงถึงโครงสร้าง กล่าวคือ โครงสร้างภายในของตัวชิ้นงานทั้งหมด

สิ่งสกปรกที่ชิ้นงานอาจมีหลายสาเหตุและแสดงให้เห็นในหลากหลายรูปแบบ จะสังเกตเห็นสิ่งสกปรกแบบอนุภาคขนาดเล็กและสิ่งสกปรกแบบชั้นเคลือบผิว แบบแรกจะเห็นเป็นจุดเดียวไม่สม่ำเสมอเรียงกันแบบเว้นระยะ จะสังเกตเห็นสิ่งสกปรกแบบอนุภาคขนาดเล็กและสิ่งสกปรกแบบชั้นเคลือบผิว แบบแรกจะเห็นเป็นจุดเดียวไม่สม่ำเสมอเรียงกันแบบเว้นระยะ

ในทางตรงกันข้าม สิ่งสกปรกแบบชิ้นเคลือบผิวจะครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดหรือเพียงบางส่วน และอาจอธิบายได้เป็นแบบสะอาดและบริสุทธิ์ ซึ่งน่าจะสอดคล้องกับคำจำกัดความนั้น ๆ เช่น แรงตึงผิว / พลังงานพื้นผิว

แต่ไม่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างภายในของชิ้นงานที่สามารถอธิบายได้ด้วยการใช้คำว่า ความบริสุทธิ์ เท่านั้น เนื่องจากเป็นพื้นผิวที่จะต้องดำเนินการแปลงสภาพต่อไปอีก จึงจำเป็นต้องกำหนดสภาพความสะอาดด้วย ซึ่งโดยทั่วไปแล้วสามารถใช้คำว่า แรงตึงผิวได้


กระบวนการทดสอบสองแบบจะช่วยส่งเสริมกันและกัน

การแปลงสภาพ ได้แก่ การพิมพ์ การเคลือบสีและการติดกาว เป็นต้น กระบวนการดังกล่าวนี้ซึ่งเป็นวิธีแก้ปัญหาอย่างง่ายเป็นการทดสอบพื้นผิวด้วยหมึกทดสอบและการวัดการทำมุมของหยดน้ำ แบบแรกเป็นวิธีที่ใช้ได้ง่ายและนำไปปฏิบัติได้จริงเนื่องจากสามารถแต้มหมึกลงบนพื้นผิวทดสอบได้อย่างง่ายดายในระหว่างขั้นตอนการผลิต แบบหลังจำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่มีราคาสูง ซึ่งอาจจะแสดงส่วนประกอบของแรงตึงผิวเป็นแบบขั้วและแบบกระจายแยกกันได้

การทดสอบด้วยหมึกทดสอบจะแสดงเฉพาะผลรวมของค่าทั้งสอง ซึ่งเพียงพอต่อการประเมินพื้นผิว ไม่สามารถใช้กระบวนการทั้งสองโดยไม่สัมผัสหรืออย่างต่อเนื่องได้ แบบหลังหมายความว่า สามารถทำการวัดได้เฉพาะเมื่ออยู่ในสถานะไม่ทำงานสำหรับขั้นตอนการผลิต อาทิเช่น สำหรับแผ่นฟิล์ม

กล่าวคือ ไม่อยู่ระหว่างการดำเนินกระบวนการ ในกรณียกเว้น อาจดำเนินการวัดได้ที่ความเร็วต่ำมากเท่านั้น สามารถเลือกใช้ความสะอาดและความบริสุทธิ์ ซึ่งนำคำว่าความสะอาดมาใช้ได้กับพื้นผิวเท่านั้น อย่างไรก็ตามไม่ควรใช้คำดังกล่าวปนกันเนื่องจากอาจส่งผลให้เกิดการระคายเคือง


การปรับสภาพขั้นต้นสำหรับแรงตึงผิวที่เพิ่มขึ้น

คำว่าการปรับสภาพขั้นต้น หมายถึงการทำความสะอาดพื้นผิวด้วยวิธีทางกลไก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการชำระล้างที่ใช้หรือไม่ใช้สารละลาย การปรับสภาพขั้นต้นยังถูกนำมาใช้กับการบำบัดทางกายภาพด้วยโคโรนา พลาสม่าและเปลวไฟเป็นเวลานานสองสามทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งพื้นผิวจะเปลี่ยนไปเนื่องจากผลกระทบทางไฟฟ้าในลักษณะที่สัดส่วนแบบขั้วเพิ่มขึ้นอย่างมาก การทำเช่นนั้นจะเพิ่มแรงตึงผิวและปรับปรุงความสามารถในการยึดเกาะได้อย่างมาก

ตัวอย่างเช่น วัสดุสังเคราะห์ที่ทำจากโพลีโอเลฟินซึ่งมีค่าแรงตึงผิวตามธรรมชาติอยู่ที่ 30 mN / m สามารถทำการปรับไปที่ค่าสูงกว่า 45 mN / m ได้อย่างง่ายดายซึ่งให้ค่าการยึดเกาะที่ดีมากสำหรับการพิมพ์ การติดกาวและการเคลือบสี กระบวนการทำความสะอาดแบบเดิมไม่มีทางจะช่วยให้บรรลุค่าดังกล่าวนี้ซึ่งจะเห็นได้ว่าการทำความสะอาดล่วงหน้าด้วยวิธีทางกลไกเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปรับสภาพขั้นต้นด้วยกระบวนการทางกายภาพ

วิธีการนี้ใช้ได้กับพื้นผิวโลหะซึ่งมีสิ่งสกปรก เช่น น้ำมันหล่อลื่น เป็นต้น ที่งนำไปใช้ในการผลิตแผ่นฟิล์มหรือชิ้นส่วนขึ้นรูป