Oberflächenspannung

Die Oberflächenspannung beschreibt die molekularen Kräfte, die an der Oberfläche von Flüssigkeiten und Festkörpern wirken und dafür sorgen, dass die Oberfläche der Flüssigkeit so klein wie möglich bleibt. Sie ist von der Kohäsion der Moleküle abhängig und unterscheidet sich in verschiedenen Flüssigkeiten.

Für Beschichtungen und Verklebungen ist es entscheidend, dass die Oberflächen der verwendeten Materialien von den jeweiligen Substanzen (Farbe, Klebstoff, Lack) in ausreichendem Maß benetzt werden. Das ist meist gegeben, wenn die Oberflächenspannung des zu benetzenden Substrates höher ist als die der Flüssigkeit. Die Oberflächenspannung der in der grafischen Industrie verwendeten Beschichtungsstoffe (Klebstoffe, Farben usw.) liegt oft in einem Bereich von 29 mN/m bis 32 mN/m. Für eine ausreichende Benetzung der Substrate sollte deren Oberflächenspannung größer sein und dann möglichst den Wert von 35 mN/m nicht unterschreiten.

Für die Überprüfung der Oberflächenspannung von Festkörpern wird eine Randwinkelmessung gegen definierte Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser oder Methyleniodid durchgeführt. Damit ist eine Aussage über die Benetzbarkeit eines Substrates mit unterschiedlichen Medien möglich. In einem ähnlichen Verfahren werden Prüftinten in vorgegebenen Abstufungen zur Bestimmung der Oberflächenspannung und damit der Benetzbarkeit verwendet.

Das Sächsische Institut für die Druckindustrie führt vielfältige Untersuchungen an in der grafischen Industrie verwendeten Materialien durch. Es verfügt über ein hochpräzises Kontaktwinkelmessgerät zur Bestimmung der Oberflächenspannung sowie deren dispersen und polaren Anteil (siehe Bild).