اختبار الداين (مستوى الداين)

اختبار الداين (مستوى الداين)

أبرز النقاط

• يحدد اختبار الداين طاقة السطح بخطوات قدرها 2 dyne/cm: أعلى سائل معاير يحافظ على طبقته مدة ثانيتين.
• تقرأ البولي أوليفينات غير المعالجة 29–31 dyne/cm، وتحتاج الأحبار والمواد اللاصقة إلى سطح أعلى بمقدار 7–10 dyne/cm من التوتر السطحي لها.
• تتقادم السوائل وتلوث القطعة وتعتمد على عين المشغّل، لذا فمستوى الداين رقم للمراقبة وليس رقماً للتأهيل.
• حددوا مجموعة السوائل والتوقيت وأخذ العينات والقارئ ومستوى القبول، وإلا قاس مصنعان القطعة نفسها واختلفا في النتيجة.

اختبار الداين (مستوى الداين)

اختبار الداين اختبار ترطيب تُمرَّر فيه سوائل معايرة معروفة التوتر السطحي على سطح البلاستيك لإيجاد أعلى سائل يحافظ على طبقة متصلة مدة ثانيتين؛ ومستوى الداين هو التوتر السطحي لذلك السائل، ويُعتمد بوصفه طاقة السطح العملية للقطعة بوحدة dyne/cm. وكل 1 dyne/cm يساوي 1 mN/m، وما زالت الوحدة القديمة مستخدمة على ملصقات السوائل والأقلام.

يوحّد المعياران ASTM D2578 وISO 8296 الطريقة لأغشية البولي أوليفين، وتنطبق السوائل والتحفظات نفسها على القطع المقولبة. وما يقيسه الاختبار هو بالتحديد توتر الترطيب: مؤشر بديل لـطاقة السطح يكفي لضبط العملية ولا يكفي لحسم نزاع.

السوائل والأقلام ومعيار الثانيتين

سوائل ASTM D2578 هي الفورماميد (نحو 58 dyne/cm) و2-إيثوكسي إيثانول (نحو 30 dyne/cm) بخلطات تتدرج بخطوات 2 dyne/cm من 30 إلى 56؛ وتصل المجموعات التجارية مثل سوائل Accu-Dyne إلى 72 dyne/cm وهي مصبوغة لتسهيل الرؤية. وكلا المذيبين سام للتكاثر، ولذلك توجد سوائل خالية من الفورماميد؛ وهي غير قابلة للتبادل مع خلطات ASTM، لذا ينبغي أن تحدد المواصفة أيهما قيد الاستخدام.

تُرسم ضربة رقيقة بقطعة قطن جديدة أو بقلم داين، ويراقب المشغّل حافة الطبقة:

• تثبت الطبقة ثانيتين — السطح عند هذه القيمة أو أعلى منها؛ انتقلوا خطوة إلى الأعلى على منطقة جديدة.
• تنكسر الطبقة أبكر — السطح أدنى منها؛ انتقلوا خطوة إلى الأسفل. مستوى الداين هو أعلى سائل يثبت، والقيمة الحقيقية تقع بين الخطوتين.

المحاليل مع أدوات تطبيق تُستعمل لمرة واحدة هي المعيار في الإنتاج؛ أما الأقلام فتلتقط التلوث من كل سطح وتفقد المذيب بالتبخر، ولذلك تنحرف قراءاتها.

مستويات الداين المعتادة حسب البوليمر

الأرقام تخص أسطحاً نظيفة مقولبة حديثاً. فمواد تحرير القالب ومواد الانزلاق وبصمات الأصابع تقرأ أدنى من البوليمر الذي تحتها، لذا قد تُختبر القطع غير المعالجة بمستوى أدنى من قيم الأدلة بمقدار 4–6 dyne/cm، وقد تحمل القطع المعالجة طبقة على ملوثات منشَّطة.

قاعدة الهامش للأحبار والمواد اللاصقة

لا يرطّب السائل الصلب إلا إذا كان توتره السطحي أدنى من طاقة سطح الصلب، ولا يرطّبه بموثوقية إلا بهامش يغطي التباين في الطرفين:

الحد الأدنى لمستوى الداين ≈ التوتر السطحي للحبر أو المادة اللاصقة + 7 إلى 10 dyne/cm

ابنوا المواصفة على ورقة بيانات المورّد وليس على الصف أعلاه. تطبّق حاسبة طاقة السطح الهامش على أي سائل وتبيّن هل سيُرطِّبه راتنج ما، معالجاً كان أم غير معالج.

القيود، ومتى تكون زاوية التماس أفضل

كل قيد مصدره واحد: شخص يحكم على طبقة من سائل هو نفسه متغيّر.

• يعتمد على المشغّل. تختلف سرعة الضربة وسماكة الطبقة والحكم على الثانيتين بين الأشخاص؛ والتوافق ضمن 2 dyne/cm جيد، و4 شائع.
• السوائل تلوّث السطح. تحمل المناطق المختبَرة الفورماميد والصبغة ويجب ألا تُطبع أو تُلصق.
• السوائل والأقلام تتقادم. يرفع التبخر والرطوبة الممتصة التوتر السطحي للسائل فيقرأ منخفضاً؛ ويخفضه رأس القلم الملوث فيقرأ مرتفعاً.
• لا يفصل المركّب القطبي عن المركّب المشتت. قد يرتبط سطحان عند 44 dyne/cm بصورة مختلفة ولا يميّز الاختبار بينهما.
• الأسطح الخشنة أو المنقوشة. تحتفظ القنوات الشعرية بطبقة كان ينبغي أن تنكسر، وتكسر الحروف البارزة طبقة كان ينبغي أن تثبت.

قياس زاوية التماس بالجونيومتر هو الطريقة الأفضل عندما يجب الدفاع عن الرقم: التحقق من الصلاحية، والنزاعات، ووصلة تفشل عند مستوى داين مقبول، والقطع المنقوشة أو الصغيرة، وفصل المركّبات القطبية عن المشتتة.

استكشاف أخطاء القراءات الخاطئة وإصلاحها

الصف الأخير ليس خطأ: تفقد البولي أوليفينات المعالجة عدة dyne/cm خلال أيام، ويعتمد مدى دوام المعالجة بالبلازما على البوليمر وإضافاته أكثر من اعتماده على جهاز المعالجة.

تحديد مستوى الداين والتحقق منه

عبارة الحد الأدنى 42 dyne/cm وحدها تنجح في موقع وتفشل في آخر على القطع نفسها. وخمسة بنود تجعلها قابلة للإنفاذ:

• مجموعة السوائل. ASTM D2578 أو ISO 8296 أو صيغة تجارية مسماة، مع حجم الخطوة وقاعدة مدة الصلاحية؛ ولا تخلطوا أبداً نتائج السوائل المعتمدة على الفورماميد والخالية منه.
• اصطلاح التوقيت. ثانيتان من نهاية الضربة، والطبقة غير منكسرة على طول محدد (25 mm نموذجي)، مع أداة تطبيق ومنطقة جديدتين لكل سائل.
• أخذ العينات. عدد القطع لكل دفعة، والمواضع على كل قطعة (الوسط والحافة، وسطحا الطباعة واللصق)، والتوقيت: عند جهاز المعالجة أو عند نقطة الاستخدام أو كليهما.
• من يقرأ. مشغّل مدرَّب بالمقارنة مع عينة مرجعية، وقارئ ثانٍ لأي نتيجة ضمن خطوة واحدة من الحد.
• مستوى القبول. التوتر السطحي للمورّد مضافاً إليه الهامش، حداً أدنى عند نقطة الاستخدام؛ وأضيفوا حداً أقصى حيث يُخشى أن تؤدي المعالجة الزائدة إلى طبقة حدية ضعيفة ترطَّب جيداً وتلتصق بصورة سيئة.

ثبّتوا الحد عند التأهيل بقياس زاوية التماس على العينات نفسها، وأعيدوا التحقق عند تغيير الراتنج أو الإضافات أو طريقة المعالجة الأولية أو الحبر.

المصطلحات والقراءات ذات الصلة

• طاقة السطح
• زاوية التماس
• حاسبة طاقة السطح
• كم تدوم المعالجة السطحية بالبلازما؟
• طرق المعالجة الأولية لأسطح البوليمرات
• علم حل مشكلات التصاق البلاستيك

التطبيق في الإنتاج

تقدّم The Sabreen Group دعماً هندسياً مستقلاً في اختبار الداين وتحديد طاقة السطح واستكشاف مشكلات الالتصاق وإصلاحها. وإذا كنتم تحددون عملية أو تؤهلون مادة أو تعالجون مشكلة إنتاجية، فيمكن لفريق الخدمات الهندسية لدينا مساعدتكم. اتصلوا بنا لمناقشة تطبيقكم.

الأسئلة الشائعة

ما مستوى الداين الذي يحتاجه البلاستيك قبل الطباعة أو اللصق؟

التوتر السطحي للحبر أو المادة اللاصقة مضافاً إليه 7–10 dyne/cm، من ورقة بيانات المورّد وليس من جدول عام. وهذا يضع معظم الأحبار المذيبية عند 36–42 dyne/cm، والأحبار المائية وأحبار UV عند 40–52، والإيبوكسيات والبولي يوريثانات عند 48–56. أما البولي أوليفينات غير المعالجة عند 29–31 dyne/cm فتقصر عن جميعها.

هل قلم الداين بموثوقية محاليل الداين نفسها؟

لا. يلتقط رأس القلم اللبادي التلوث من كل سطح يلمسه ويفقد مكوّنه المتطاير بالتبخر، لذا قد يقرأ مرتفعاً ومنخفضاً خلال شهر. المحاليل مع قطعة قطن جديدة لكل ضربة هي طريقة ASTM D2578؛ أما الأقلام فلنظرة سريعة بين صالح وغير صالح.

لماذا يفشل الحبر أو المادة اللاصقة رغم نجاح اختبار الداين؟

عادةً لأحد ثلاثة أسباب: ملوّث نُشِّط مع البوليمر يرطّب سائل الاختبار ولا يرطّب الحبر؛ أو انخفاض المركّب القطبي الذي تحتاجه المادة اللاصقة، وهو ما لا يكشفه سائل الداين؛ أو لُصقت القطعة بعد أيام من الاختبار، بعد التقادم. ويفصل بينها قياس زاوية التماس بسائلين وإعادة الاختبار عند نقطة الاستخدام.

كيف يختلف اختبار الداين عن قياس زاوية التماس؟

اختبار الداين حكم بالعين بين صالح وغير صالح، يتدرج بخطوات 2 dyne/cm، ويترك سائلاً على القطعة. أما زاوية التماس فقياس بجهاز لمقطع القطرة، وبسائلين تفصل الطاقة القطبية عن المشتتة. وتناسب محاليل الداين المراقبة في كل وردية، وتناسب زاوية التماس التحقق من الصلاحية والنزاعات.

---