胶粘仪器咨询:
13662823519以接触角测量仪精准评估油墨附着度:原理与方法
在印刷、包装、电子电路及薄膜开关等行业中,油墨与基材(如塑料、金属、玻璃、纸张等)之间的附着度是决定产品质量、耐久性和性能的关键因素。附着力不佳会导致油墨脱落、开裂、起泡等问题,严重影响产品外观和功能。传统评估附着度的方法(如胶带测试法)多为定性或半定量,且具有破坏性。而接触角测量仪作为一种先进的表界面分析仪器,提供了一种定量、无损、高效且信息丰富的科学方法来评估油墨的附着性能。
润湿性与附着力的关系: 油墨本质上是一种液体(或曾经是液体),其最终在固体表面的附着力与最初的润湿过程密切相关。良好的润湿是形成强附着力的先决条件。根据杨氏方程,接触角越小,说明液体对固体的润湿性越好,液体在固体表面铺展得越开,意味着两者之间的分子间作用力(如范德华力)越强,理论上附着力也越好。
表面能与临界表面能: 固体表面的自由能(表面能)是决定液体能否良好润湿的内在因素。为了获得良好的附着力,油墨的表面张力必须低于基材的临界表面能。接触角测量仪可以通过测量一系列已知表面张力液体在基材上的接触角,并通过外推法(如Zisman Plot)精确计算出基材的临界表面能,从而从理论上预测油墨是否能够良好地附着。
那么,如何利用接触角测量仪评估附着度?一般评估过程分为两个层面:事前预测和事后分析。
一、事前预测:基材表面能分析
在印刷前,对干净的基材进行接触角测量至关重要。通过测量水、乙二醇、二碘甲烷等探针液体在基材上的接触角,可以计算出基材的总表面能及其极性分量和色散分量。
高表面能基材(如玻璃、金属):接触角小,通常易于被油墨润湿,附着力好。
低表面能基材(如PP、PE、PET、PTFE):接触角大,油墨难以润湿,附着力差,通常需要预先进行电晕处理、等离子处理或涂布底涂剂。
通过监测处理前后基材接触角的变化(变小)或表面能的提升,可以优化处理工艺参数(如电晕处理功率、速度),确保基材达到最佳可印刷状态。
二、事后分析:印刷油墨的接触角与形貌
直接在固化后的油墨膜表面进行接触角测量也能提供有价值的信息。
静态接触角:可以间接反映油墨膜表面的化学性质。如果油墨配方中含有低表面能的添加剂(如滑爽剂、增塑剂),它们可能迁移到表面,导致接触角增大,这可能会影响后续的叠印或覆膜工艺的附着力。
动态接触角(前进角/后退角)与接触角滞后: 能更深入地反映油墨膜表面的化学均匀性和粗糙度,这些物理特性对附着力有显著影响。
接触角测量仪将油墨附着度的评估从传统的经验性、破坏性方法提升到了科学化、定量化和精细化的新高度。它不仅是实验室中进行基础研究和产品开发的强大工具,更在工业生产的质量控制和工艺优化中扮演着越来越重要的角色。通过精准测量一个微小的液滴角度,便能洞察界面相互作用的奥秘,从而为生产出附着牢固、品质卓越的印刷产品提供坚实的数据支撑。