בדיקת דיין (רמת דיין)

בדיקת דיין (רמת דיין)

עיקרי הדברים

• בדיקת דיין מגדירה את אנרגיית פני השטח בצעדים של 2 dyne/cm: הנוזל המכויל הגבוה ביותר שמחזיק סרט רציף למשך שתי שניות.
• פוליאולפינים לא מטופלים נמדדים ב-29–31 dyne/cm; דיו ודבקים דורשים משטח שגבוה ב-7–10 dyne/cm ממתח הפנים שלהם.
• נוזלי הבדיקה מזדקנים, מזהמים את החלק ותלויים בעין המפעיל: רמת דיין היא מספר לניטור, לא מספר לאישור התאמה.
• הגדירו ערכת נוזלים, תזמון, דגימה, קורא ורמת קבלה, אחרת שני אתרי ייצור ימדדו את אותו חלק ויגיעו לתוצאות שונות.

בדיקת דיין

בדיקת דיין היא בדיקת הרטבה שבה נוזלים מכוילים בעלי מתח פנים ידוע נמרחים על משטח פלסטיק כדי למצוא את הנוזל הגבוה ביותר שמחזיק סרט רציף למשך שתי שניות; רמת הדיין היא מתח הפנים של אותו נוזל, המשמש כאנרגיית פני השטח המעשית של החלק ב-dyne/cm. dyne/cm אחד שווה ל-mN/m אחד; היחידה הישנה עדיין מופיעה על תוויות של נוזלים ועטי בדיקה.

התקנים ASTM D2578 ו-ISO 8296 מתקננים את השיטה עבור סרט פוליאולפין; אותם נוזלים ואותן הסתייגויות חלים גם על חלקים מעוצבים. מה שהבדיקה מדווחת הוא למעשה מתח הרטבה: קירוב לאנרגיית פני שטח שמספיק לבקרת תהליך, אך לא לסכסוך.

נוזלים, עטים וקריטריון שתי השניות

נוזלי ASTM D2578 הם פורמאמיד (כ-58 dyne/cm) ו-2-אתוקסי-אתנול (כ-30 dyne/cm) המעורבבים בצעדים של 2 dyne/cm בין 30 ל-56; ערכות מסחריות כגון נוזלי Accu-Dyne Test מגיעות עד 72 dyne/cm וצבועות לשיפור הנראות. שני הממיסים רעילים לרבייה, ולכן קיימים נוזלים נטולי פורמאמיד; הם אינם ניתנים להחלפה עם תערובות ASTM, ולכן מפרט צריך לציין באיזה מהם משתמשים.

משיכה דקה מוחלת באמצעות מקלון צמר גפן חדש או עט דיין, והמפעיל צופה בקצה הסרט:

• הסרט מחזיק שתי שניות — המשטח הוא בערך הזה או מעליו; עברו צעד אחד למעלה על אזור חדש.
• הסרט נקרע מוקדם יותר — המשטח מתחת לערך הזה; רדו צעד אחד למטה. רמת הדיין היא הנוזל הגבוה ביותר שמחזיק; הערך האמיתי נמצא בין הצעדים.

נוזלים עם מקלונים חד-פעמיים הם הסטנדרט בייצור; עטים אוספים זיהום מכל משטח ומאבדים ממס בהתאדות, ולכן הם סוטים.

רמות דיין אופייניות לפי פולימר

הערכים מתייחסים למשטחים נקיים ויצוקים טרי. חומר שחרור מהתבנית, תוספי החלקה וטביעות אצבע נמדדים נמוך מהפולימר שמתחתם, ולכן חלקים לא מטופלים עשויים להימדד ב-4–6 dyne/cm מתחת לערכי המדריכים, וחלקים מטופלים עלולים להחזיק סרט בגלל זיהום מופעל.

כלל השוליים לדיו ולדבקים

נוזל מרטיב מוצק רק כשמתח הפנים שלו נמוך מאנרגיית פני השטח של המוצק, ומרטיב באופן אמין רק עם שוליים המכסים את השונות בשניהם:

רמת דיין מינימלית ≈ מתח הפנים של הדיו או הדבק + 7 עד 10 dyne/cm

בנו את המפרט לפי גיליון הנתונים של הספק ולא לפי השורה שלמעלה. מחשבון אנרגיית פני השטח מחיל את השוליים על כל נוזל ומדווח אם שרף, לא מטופל או מטופל, יורטב בו.

מגבלות, ומתי זווית מגע עדיפה

כל מגבלה נובעת ממקור אחד: אדם ששופט סרט של נוזל שהוא עצמו משתנה.

• תלות במפעיל. מהירות המשיכה, עובי הסרט וההחלטה על “שתי שניות” שונים בין אנשים; הסכמה בטווח של 2 dyne/cm היא טובה, ו-4 שכיחה.
• הנוזלים מזהמים את המשטח. אזורים שנבדקו נושאים פורמאמיד וצבע ואסור להדפיס עליהם או להדביק אותם.
• נוזלים ועטים מזדקנים. התאדות ולחות שנספגה מעלות את מתח הפנים של הנוזל כך שהוא נמדד נמוך; קצה מזוהם מוריד אותו כך שהוא נמדד גבוה.
• אין פירוק לרכיב קוטבי ולרכיב מפזר. שני משטחים ב-44 dyne/cm יכולים להידבק אחרת והבדיקה לא יכולה להבדיל ביניהם.
• משטחים מחוספסים או מרקמים. תעלות נימיות מחזיקות סרט שהיה אמור להיקרע; רכסים קורעים סרט שהיה אמור להחזיק.

גוניומטריית זווית מגע היא השיטה הטובה יותר כשצריך להגן על המספר: אימות, מחלוקות, הדבקה שנכשלת ברמת דיין מקובלת, חלקים מרקמים או קטנים, והפרדת רכיבים קוטביים ממפזרים.

איתור ופתרון של קריאות שגויות

השורה האחרונה אינה שגיאה: פוליאולפינים מטופלים מאבדים כמה dyne/cm בתוך ימים, ומשך ההשפעה של טיפול בפלזמה תלוי בפולימר ובתוספים שלו יותר מאשר במכשיר הטיפול.

הגדרה ואימות של רמת דיין

“מינימום 42 dyne/cm” לבדו עובר באתר אחד ונכשל באחר על אותם חלקים. חמישה פרטים הופכים אותו לאכיף:

• ערכת נוזלים. ASTM D2578, ISO 8296 או פורמולציה מסחרית בשם, עם גודל צעד וכלל חיי מדף; לעולם אל תערבבו תוצאות מבוססות פורמאמיד ונטולות פורמאמיד.
• מוסכמת תזמון. שתי שניות מסוף המשיכה, סרט שלם לאורך מוגדר (25 מ"מ אופייני), מקלון ואזור חדשים לכל נוזל.
• דגימה. חלקים לכל אצווה, מיקומים על כל חלק (מרכז וקצה, משטחי הדפסה והדבקה), ומתי: במכשיר הטיפול, בנקודת השימוש או בשניהם.
• מי קורא. מפעיל מיומן מול דגימת ייחוס, עם קורא שני לכל תוצאה בטווח צעד אחד מהגבול.
• רמת קבלה. מתח הפנים של הספק בתוספת השוליים, כמינימום בנקודת השימוש; הוסיפו מקסימום כשטיפול יתר מסכן בשכבת גבול חלשה שמורטבת היטב ונדבקת רע.

עגנו את הגבול בשלב האישור באמצעות זווית מגע על אותן דגימות, ובצעו אימות מחדש כשהשרף, התוספים, שיטת הטיפול המקדים או הדיו משתנים.

מונחים וקריאה קשורים

• אנרגיית פני שטח
• זווית מגע
• מחשבון אנרגיית פני שטח
• כמה זמן נמשך טיפול בפלזמה בפני השטח?
• שיטות טיפול מקדים בפני השטח של פולימרים
• המדע של פתרון בעיות הידבקות בפלסטיק

יישום בייצור

The Sabreen Group מספקת תמיכה הנדסית עצמאית בבדיקות דיין, בהגדרת אנרגיית פני שטח ובאיתור ופתרון תקלות הידבקות. אם אתם מגדירים תהליך, מאשרים חומר או מטפלים בבעיית ייצור, צוות שירותי ההנדסה שלנו יכול לסייע. צרו קשר כדי לדון ביישום שלכם.

שאלות נפוצות

איזו רמת דיין נדרשת מפלסטיק לפני הדפסה או הדבקה?

מתח הפנים של הדיו או הדבק בתוספת 7–10 dyne/cm, לפי גיליון הנתונים של הספק ולא לפי טבלה כללית. לכן רוב הדיו מבוסס הממס נדרש ב-36–42 dyne/cm, דיו על בסיס מים ודיו UV ב-40–52, ואפוקסי ופוליאורתנים ב-48–56. פוליאולפינים לא מטופלים ב-29–31 dyne/cm מפספסים את כולם.

האם עט דיין אמין כמו נוזלי דיין?

לא. קצה הלבד של העט אוסף זיהום מכל משטח שהוא נוגע בו ומאבד את הרכיב הנדיף בהתאדות, ולכן הוא עלול להימדד גבוה ונמוך בתוך חודש. נוזלים עם מקלון צמר גפן חדש לכל משיכה הם שיטת ASTM D2578; עטים מיועדים להצצה מהירה של עובר/נכשל.

מדוע דיו או דבק נכשלים כשבדיקת הדיין עוברת?

בדרך כלל אחד משלושה: מזהם שהופעל יחד עם הפולימר מרטיב את נוזל הבדיקה אך לא את הדיו; הרכיב הקוטבי שהדבק צריך נמוך, מה שנוזל דיין לא יכול לזהות; או שהחלק הודבק ימים לאחר הבדיקה, אחרי דעיכה. זווית מגע בשני נוזלים ובדיקה חוזרת בנקודת השימוש מפרידות ביניהם.

במה בדיקת דיין שונה ממדידת זווית מגע?

בדיקת דיין היא שיפוט עובר/נכשל בעין, בצעדים של 2 dyne/cm, שמשאיר נוזל על החלק. זווית מגע היא מדידה במכשיר של פרופיל טיפה, ובעזרת שני נוזלים היא מפרידה בין אנרגיה קוטבית למפזרת. נוזלי דיין מתאימים לניטור משמרת אחר משמרת; זווית מגע מתאימה לאימות ולמחלוקות.

---