测定表面应力

使用测试墨水可以测定塑料、金属、玻璃、陶瓷等材料制固体的表面能 (OFE)/表面应力 (OFS)。 同样可以根据润湿图案测定用于印刷、胶合、涂漆等表面的附着性。

通过将测试墨水涂抹在待测试表面上来测定表面应力;如几厘米长的线,然后观察墨迹的状态。

如果线在 2 或 4 秒内收缩,根据墨水规格,测试表面的 OFS 低于测试墨水的 OFS。

相反,线散开则表明所涂抹墨水的 OFS 低于表面的 OFS。

如果线在观察期内保持不变,则表明 OFS 的值达到精确或略高。

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在以下应用示例中,使用棉签从 10 毫升的瓶中取测试墨水 PINK 进行测试。 每次使用时请取一个新的棉签。

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在此应用示例中,PINK 38巨型测试笔用于检查黑色PE塑料上的表面张力。

材料的清洁度

术语材料的清洁度和纯度需要更详细的定义。 无论是作为模制件还是薄膜,材料都在其表面,在此适合使用清洁度的概念,因为材料的纯度指结构,即整体的内部结构。

材料的污染可能由多种原因产生,并有多种形式。 必须考虑微粒形式以及薄膜形式的污染。 前者为单个点,并且会间隔一定距离不规则排列。

而薄膜形式的污染完全或部分覆盖表面,虽然存在,但是当描述为洁净及纯净时,会符合相应的定义,例如:表面应力 / 表面能。

但是,它们与只能使用纯度描述的工件内部结构无关。 由于要进一步进行表面处理,因此还必须定义清洁状态,这通常出现在表面应力的概念中。


两种检查方法相辅相成

加工涉及印刷、喷漆和胶合等处理。 作为一种简单的解决方案,该方法使用测试墨水检查表面并测量接触角。 前者易于处理,多与实践相关,因为在生产过程可以将墨水涂抹到测试表面,不会产生任何问题。 后者需要设备方面的支出。 它可以通过极性和离散性表示表面应力的组成。

测试墨水检测仅显示两个值的总和,通常这足以对表面进行评估。 两种方法都不能以非接触形式或连续方式施用。 后者意味着与薄膜一样,在制造过程中测量只能在闲置状态下进行,即不能在移动的纤维网上进行。

在特殊情况下,只能以非常低的速度进行测量。 清洁度和纯度是可以有选择的使用的,清洁度始终仅适用于表面。 但是,最好不要混合使用两个术语,因为这会导致混淆。


预处理增加表面应力

传统上,术语“预处理”是指通过机械手段清洁表面,尤其是在有或没有溶剂的情况下进行清洗。 几十年来,预处理还与电晕处理、等离子处理和火焰处理一起用作物理处理,通过电作用改变表面,使它们的极性成分大大增加,并由此增加表面应力,从而显著改善了附着力。

例如,由聚烯烃制成的塑料,其自然表面应力值约为 30 mN/m,可以相对容易地达到 45 mN/m 以上数值,这为印刷、胶合和喷漆提供了非常好的附着力值。 这些数值绝对不能通过原有清洁方法获得,因此应该认识到,物理方法进行预处理时通常必须进行机械预清洁。

这主要涉及被薄膜或模制件生产中所用油液等污染的金属表面。