Test dyne (poziom dyne)

Test dyne (poziom dyne)

Najważniejsze informacje

• Test dyne określa energię powierzchniową w krokach co 2 dyne/cm: jest to najwyższy skalibrowany płyn, który utrzymuje ciągły film przez dwie sekundy.
• Nieobrobione poliolefiny wykazują 29–31 dyne/cm; farby drukarskie i kleje wymagają, aby powierzchnia była o 7–10 dyne/cm wyższa niż ich napięcie powierzchniowe.
• Płyny starzeją się, zanieczyszczają część i zależą od oceny wzrokowej operatora: poziom dyne jest liczbą do monitorowania, a nie do kwalifikacji.
• Należy określić zestaw płynów, czas, próbkowanie, osobę oceniającą i poziom akceptacji, w przeciwnym razie dwa zakłady zmierzą tę samą część i uzyskają różne wyniki.

Test dyne (poziom dyne)

Test dyne jest testem zwilżania, w którym skalibrowane płyny o znanym napięciu powierzchniowym rozprowadza się po powierzchni tworzywa sztucznego, aby znaleźć najwyższy płyn utrzymujący ciągły film przez dwie sekundy; poziom dyne to napięcie powierzchniowe tego płynu, przyjmowane jako praktyczna energia powierzchniowa części w dyne/cm. Jeden dyne/cm odpowiada jednemu mN/m; starsza jednostka nadal występuje na etykietach płynów i pisaków.

Normy ASTM D2578 i ISO 8296 standaryzują metodę dla folii poliolefinowej; te same płyny i zastrzeżenia dotyczą części formowanych. Test podaje ściśle napięcie zwilżania: jest to przybliżenie energii powierzchniowej wystarczające do kontroli procesu, ale nie do rozstrzygania sporów.

Płyny, pisaki i kryterium dwóch sekund

Płyny wg ASTM D2578 to formamid (ok. 58 dyne/cm) i 2-etoksyetanol (ok. 30 dyne/cm), mieszane w krokach co 2 dyne/cm od 30 do 56; zestawy komercyjne, takie jak płyny Accu-Dyne Test, sięgają 72 dyne/cm i są barwione dla lepszej widoczności. Oba rozpuszczalniki są toksyczne dla rozrodczości, dlatego istnieją płyny bez formamidu; nie zastępują one mieszanin ASTM, więc specyfikacja powinna wskazywać, który rodzaj jest stosowany.

Cienką smugę nanosi się świeżym aplikatorem bawełnianym lub pisakiem dyne, a operator obserwuje krawędź filmu:

• Film utrzymuje się przez dwie sekundy — powierzchnia ma tę wartość lub wyższą; należy przejść o jeden krok w górę na świeżym obszarze.
• Film pęka wcześniej — powierzchnia jest poniżej tej wartości; należy przejść o jeden krok w dół. Poziom dyne to najwyższy płyn, który się utrzymuje; rzeczywista wartość leży między krokami.

Roztwory z aplikatorami jednorazowymi są standardem produkcyjnym; pisaki zbierają zanieczyszczenia z każdej powierzchni i tracą rozpuszczalnik przez odparowanie, więc ich wskazania dryfują.

Typowe poziomy dyne według polimeru

Wartości dotyczą czystych, świeżo formowanych powierzchni. Środki antyadhezyjne, dodatki ślizgowe i odciski palców dają odczyt niższy niż polimer pod spodem, dlatego nieobrobione części mogą wykazywać o 4–6 dyne/cm mniej niż wartości katalogowe, a obrobione mogą utrzymywać film na aktywowanym zanieczyszczeniu.

Reguła marginesu dla farb drukarskich i klejów

Ciecz zwilża ciało stałe tylko wtedy, gdy jej napięcie powierzchniowe jest niższe niż energia powierzchniowa ciała stałego, a zwilża niezawodnie tylko z marginesem pokrywającym zmienność obu wielkości:

Minimalny poziom dyne ≈ napięcie powierzchniowe farby lub kleju + 7 do 10 dyne/cm

Specyfikację należy opracować na podstawie karty danych dostawcy, a nie powyższego wiersza. Kalkulator energii powierzchniowej stosuje margines do dowolnej cieczy i wskazuje, czy żywica, nieobrobiona lub obrobiona, ją zwilży.

Ograniczenia i kiedy lepszy jest kąt zwilżania

Każde ograniczenie ma to samo źródło: człowiek ocenia film płynu, który sam jest zmienną.

• Zależność od operatora. Szybkość smugi, grubość filmu i ocena „dwóch sekund” różnią się między osobami; zgodność w granicach 2 dyne/cm jest dobra, a 4 dyne/cm — częsta.
• Płyny zanieczyszczają powierzchnię. Badane obszary zawierają formamid i barwnik i nie wolno ich drukować ani klejić.
• Płyny i pisaki starzeją się. Odparowanie i wchłonięta wilgoć podnoszą napięcie powierzchniowe płynu, więc odczyt jest zaniżony; zanieczyszczona końcówka obniża je, więc odczyt jest zawyżony.
• Brak podziału na składową polarną i dyspersyjną. Dwie powierzchnie o 44 dyne/cm mogą kleić się inaczej, a test nie odróżni ich od siebie.
• Powierzchnie chropowate lub teksturowane. Kanały kapilarne utrzymują film, który powinien pęknąć; grzbiety przerywają film, który powinien się utrzymać.

Goniometria kąta zwilżania jest lepszą metodą, gdy liczbę trzeba obronić: walidacja, spory, połączenie zawodzące przy akceptowalnym poziomie dyne, części teksturowane lub małe oraz rozdzielenie składowych polarnej i dyspersyjnej.

Rozwiązywanie problemów z błędnymi odczytami

Ostatni wiersz nie jest błędem: obrobione poliolefiny tracą kilka dyne/cm w ciągu kilku dni, a to, jak długo utrzymuje się obróbka plazmowa, zależy bardziej od polimeru i jego dodatków niż od urządzenia do obróbki.

Określanie i weryfikacja poziomu dyne

Sam zapis „minimum 42 dyne/cm” przechodzi w jednym zakładzie i nie przechodzi w innym na tych samych częściach. Pięć elementów czyni wymaganie egzekwowalnym:

• Zestaw płynów. ASTM D2578, ISO 8296 lub nazwana formulacja komercyjna, z wielkością kroku i zasadą okresu przydatności; nigdy nie należy mieszać wyników dla płynów z formamidem i bez formamidu.
• Konwencja czasowa. Dwie sekundy od końca smugi, film nieprzerwany na wskazanej długości (typowo 25 mm), świeży aplikator i nowy obszar dla każdego płynu.
• Próbkowanie. Liczba części na partię, pozycje na każdej (środek i krawędź, powierzchnie druku i klejenia) oraz moment: przy urządzeniu do obróbki, w miejscu użycia lub w obu.
• Kto odczytuje. Przeszkolony operator względem próbki referencyjnej, z drugą osobą oceniającą każdy wynik w odległości jednego kroku od limitu.
• Poziom akceptacji. Napięcie powierzchniowe dostawcy plus margines, jako minimum w miejscu użycia; maksimum należy dodać tam, gdzie nadmierna obróbka grozi słabą warstwą graniczną, która dobrze zwilża, ale słabo klei.

Limit należy zakotwiczyć podczas kwalifikacji pomiarem kąta zwilżania na tych samych próbkach i walidować ponownie po zmianie żywicy, dodatków, metody obróbki wstępnej lub farby.

Powiązane terminy i lektura

• Energia powierzchniowa
• Kąt zwilżania
• Kalkulator energii powierzchniowej
• Jak długo utrzymuje się plazmowa obróbka powierzchni?
• Metody obróbki wstępnej powierzchni polimerów
• Nauka rozwiązywania problemów z przyczepnością tworzyw sztucznych

Zastosowanie w produkcji

The Sabreen Group zapewnia niezależne wsparcie inżynieryjne w zakresie testów dyne, specyfikacji energii powierzchniowej i rozwiązywania problemów z przyczepnością. Jeśli określają Państwo proces, kwalifikują materiał lub rozwiązują problem produkcyjny, nasz zespół usług inżynieryjnych może pomóc. Skontaktuj się z nami, aby omówić Państwa zastosowanie.

Najczęściej zadawane pytania

Jaki poziom dyne musi mieć tworzywo przed drukiem lub klejeniem?

Napięcie powierzchniowe farby lub kleju plus 7–10 dyne/cm, według karty danych dostawcy, a nie ogólnej tabeli. Daje to dla większości farb rozpuszczalnikowych 36–42 dyne/cm, dla farb wodnych i UV 40–52, a dla żywic epoksydowych i poliuretanów 48–56. Nieobrobione poliolefiny o 29–31 dyne/cm nie spełniają żadnego z tych wymagań.

Czy pisak dyne jest tak niezawodny jak roztwory dyne?

Nie. Filcowa końcówka pisaka zbiera zanieczyszczenia z każdej dotykanej powierzchni i traci lotny składnik przez odparowanie, więc w ciągu miesiąca może dawać odczyty zarówno zawyżone, jak i zaniżone. Roztwory ze świeżym aplikatorem bawełnianym na każdą smugę to metoda ASTM D2578; pisaki służą do szybkiej oceny typu zgodne/niezgodne.

Dlaczego farba lub klej zawodzi, mimo że test dyne wypada pozytywnie?

Zwykle z jednej z trzech przyczyn: zanieczyszczenie aktywowane wraz z polimerem zwilża płyn testowy, ale nie farbę; składowa polarna potrzebna klejowi jest niska, czego płyn dyne nie wykrywa; albo część sklejono kilka dni po teście, po zaniku obróbki. Pomiar kąta zwilżania dwiema cieczami i ponowny test w miejscu użycia pozwalają je rozróżnić.

Czym test dyne różni się od pomiaru kąta zwilżania?

Test dyne to ocena zgodne/niezgodne dokonywana wzrokowo, w krokach co 2 dyne/cm, która pozostawia płyn na części. Kąt zwilżania to pomiar instrumentalny profilu kropli, a przy dwóch cieczach rozdziela energię polarną i dyspersyjną. Roztwory dyne nadają się do monitorowania zmiana po zmianie; kąt zwilżania — do walidacji i sporów.

---