Die freie Oberflächenenergie

Die freie Oberflächenenergie ist beim Lackieren eine sehr wichtige Größe, da selbst das beste Lackmaterial nicht brauchbar ist, wenn seine freie Oberflächenenergie nicht auf das Substrat abgestimmt wurde. Das Gleiche gilt für die Substratoberfläche. Insbesondere die Vorbehandlung hat hier einen großen Einfluss.

Die freie Oberflächenenergie ist über die Oberflächenspannung zu messen. Foto: Redaktion -

Grundsätzlich gilt: Damit der Lack dieSubstratoberfläche benetzen kann, muss die freieOberflächenenergie des Substrats größer sein als diedes Lacks. Bei Flüssigkeiten ist die freieOberflächenenergie über die Oberflächenspannung (OFS)zu messen, z. B. über die Ring-Methode oder perhängendem Tropfen. Für Substratoberflächen hat sich inder Praxis der Einsatz von Testtinten bzw. Teststiftenverbreitet. Testtinten sind Flüssigkeitsgemische mitdefinierten Oberflächenspannungen, hergestellt nachISO 8296 bzw. DIN 53364. Bei der Prüfung wirddie Testtinte auf die Substratoberfläche gestrichen.Zieht sich die Tinte zusammen, wird eine Tinte miteiner niedrigeren OFS aufgetragen. Die OFS derjenigenTinte, bei der der Pinselstrich einen stabilen Film fürmindestens 2 s ergibt, entspricht ungefähr derfreien Oberflächenenergie des Substrats. Das Ergebniswird in mN/m angegeben. Die Tinten sind üblicherweisein Schritten von 2 mN/m abgestuft. Teststifte verwendendas gleiche Prinzip. Für eine grobe Aussage über diefreie Oberflächenenergie und damit die Benetzbarkeitreichen diese Methoden eigentlich aus. Bei derAnwendung ist allerdings dringend zu beachten, dass beiden Testtinten nicht die im Deckel integrierten Pinselverwendet werden.

TIPPS FÜR DIE OPTIMALE PRÜFUNG
  • Schneiden Sie den Pinsel direkt mit einer Schere ab und benutzen Sie stattdessen bei jeder Prüfung ein frisches Wattestäbchen
  • Die Testtinten sollten nach Möglichkeit so kurz wie möglich offenstehen. Verschließen Sie die Flasche direkt wieder, nachdem Sie das Wattestäbchen eingetaucht haben. In jedem Fall sollten Sie die Testtinte spätestens nach zwölf Monaten entsorgen und erneuern.
  • Von der Verwendung von Teststiften raten wir grundsätzlich ab, da sie im Grunde genommen nur einmal zu gebrauchen sind
  • Viele Testtinten, die ja auch in den Stiften enthalten sind, enthalten giftige Substanzen. Arbeiten Sie deshalb sauber und vermeiden Sie Hautkontakt

Verunreinigungen vorprogrammiert

Bei jedem Test mit dem Pinsel wird dieser mitVerschmutzungen oder Rückständen auf der geprüftenOberfläche kontaminiert. Selbst wenn man davon ausgeht,dass die Oberfläche sauber ist, gibt es immer Spurenvon Verunreinigungen. Diese bewirken eine Änderung derOberflächenspannung der Tinte. Dadurch wird dieTesttinte unbrauchbar. Das Gleiche passiert beiTeststiften. Hier ist der Stift im Grunde nach derersten Anwendung kontaminiert und somit unbrauchbar.Hinzu kommt, dass die Flüssigkeitsgemische derTesttinten zum Teil leichtflüchtige Substanzenenthalten. Wenn die Testtinten zu lange unverschlossenbleiben, können diese Substanzen verdunsten. Diesinnvollste Alternative zu Testtinten und Teststiftenist ein Kontaktwinkelmess­gerät. Hier werdenTestflüssigkeiten als Tropfen auf dieSubstratoberfläche aufgebracht. Am Übergang desTropfens zur Oberfläche wird der Kontaktwinkelgemessen. Dieser Winkel ist umso geringer, je besserdie Oberfläche benetzbar ist. Die Messung muss mitmindestens zwei Flüssigkeiten verschiedenerOberflächenspannungen erfolgen. Aus den jeweiligengemessenen Kontaktwinkeln lässt sich die freieOberflächenenergie des Substrats errechnen. Bei denmeisten erhältlichen Kontaktwinkelmessgerätenübernimmt eine Software diese Berechnung. Das aktuelleVideo ist Teil einer Videoreihe zu Prüfverfahrenund auf den Homepages der EGL, der DFO und derRedaktion BESSER LACKIEREN sowie auf Youtube im Kanal“Prüfungen auf dem Prüfstand“ veröffentlicht.

Zum Netzwerken:
DFO e.V., Neuss, David Hoffmann, Tel. +49 213140811-12, hoffmann@dfo-online.de, www.dfo.info
Vincentz Network, Hannover, Redaktion BESSER LACKIEREN,Marko Schmidt, Tel. +49 511 9910-321, marko.schmidt@vincentz.net, www.besserlackieren.de

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