Thema: Messung der Oberflächenspannung mit der Testtinten-Methode. Prüftinten zur Oberflächenbestimmung. Kontaktwinkelmessung. Goniometer.

Die Messung der Oberflächenspannung:
Ausgangsbasis für die Plasmavorbehandlung

Jede Materialoberfläche hat eine bestimmte Oberflächenspannung. Jede Flüssigkeit (wie z.B. Druckfarbe) hat ebenfalls eine Eigenspannung. Die sichere und langzeitstabile Haftung einer Bedruckung, Verklebung oder Beschichtung setzt voraus, dass die Oberflächenspannung des Materials größer ist als die der Flüssigkeit. Kunststoffe z.B. besitzen überwiegend geringe Oberflächenspannungen (häufig kleiner als 28mN/m). Sollen diese bedruckt werden, sind für Lösungsmittelfarben Oberflächenspannungen über 40mN/m erforderlich bzw. für UV- trocknende Systeme über 56mN/m. Werden auf Wasser basierende Farbsysteme eingesetzt, so sind Oberflächenspannungen über 72mN/m notwendig.

Für viele industrielle Anwendungen ist entscheidend, dass Klebstoffe bzw. Druckfarben und Oberflächeneigenschaften optimal aufeinander abgestimmt sind. Durch die gezielte Vorbehandlung mit dem Atmosphärendruck-Plasma Openair® wird eine deutliche Steigerung der Oberflächenspannung erreicht. So erhalten die Materialien die optimalen Fähigkeiten zur Druckfarbenannahme (Benetzbarkeit) oder der Haftung (Adhäsion).

Oberflächenbestimmung mittels Testtinte zur Ermittlung der Oberflächenspannunggute Oberflächenbenetzung
Oberflächenbestimmung - Beispiel für eine schlechte Benetzbarkeit der Oberflächeschlechte Oberflächenbenetzung

Um die Prozessparameter für die Oberflächenmodifikation mit Openair® Plasma optimal evaluieren zu können, muss also zunächst die Oberflächenspannung des Ausgangsmaterials bestimmt werden. Auch in laufenden Prozessen muss diese zur Qualitätssicherung immer wieder nachgemessen werden. Die wichtigsten Verfahren zur Oberflächenbestimmung ist die Testtinten-Methode (Prüftinten), die Kontaktwinkelmessung (Tropfen-Volumen-Methode) und die dynamische Messung mit einem Pocket-Goniometer (PG-X).

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