相關原理

表面張力與應用



表面張力與塗佈
       塗佈製程的主要問題,基本上即是在討論固體基材與液體塗膜間的各種表/界面性質,以下是一些常見的 "表面張力和塗佈"相關的現象及問題:
1.對流問題(Benard Convection Cell):
在塗佈後,由於塗料中的溶劑揮發而了產生溫度差;同時表面及底層的溶劑含量也差生濃度差,因此產生了表面張力的梯度及對流的現象,塗料液體由低表面張力的底部流向高表面張力的表層。
2.厚邊(Fat edge):
在塗佈後,由於塗料的邊緣其溶劑揮發的速率相對較內部快,因此造成低表面張力區的塗料流向邊緣而堆積,使邊緣過厚的現象。
3.凹陷及針孔(Craters and Pinholes):
由於在塗佈過程中受到較低表面張力的物體(如:油滴、灰塵等)污染,而使污染物周圍的塗料流向較高表面張力的方向,形成了像火山口的凹陷(
Craters)。如果污染物是在塗佈之前即存在於基材上,則會形成更嚴重的針孔(Pinholes)。


表面張力與電鍍
       於各種電鍍製程中,電鍍液或化學液的潤濕性及品質,往往會決定電鍍後表面鍍層的均勻與否及附著力的好壞;尤其在做精密的物件的電鍍時,若電鍍液的表面張力太高、潤濕性不好,則無法充分的潤濕進入微細的孔隙中,或因潤濕性差而造成電鍍液中的離子無法做有效的交換,便會造成部份的區域沒鍍好或附著性差。而電鍍液的潤濕性是可由液體的表面張力來做控制及分析,由表面張力的理論得知,若電鍍液的表面張力愈小,表示電鍍液的內聚力愈小、愈容易滲入細小的縫隙裡面、也愈容易於被鍍物表面潤濕讓金屬離子鍍上去。因此為了使電鍍液的表面張力降低或是增加電鍍後的品質,通常於電鍍液中會加入有機添加劑(光澤劑,結構改良劑,潤濕劑..等),其中潤濕劑即是在使鍍液表面張力降低的作用。然而當這類界面活性劑添加超過CMC點後,表面張力即不再改變(如下圖)。此時過量的添加不但沒達到效果反而增加了生產成本。因此CMC點便可作為電鍍液的監控標準值,來決定何時添加及添加的量。

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       不論是在學術研究及工業的製程上,表面張力所導致的各種問題及相關性質,早已被廣泛的提出及探討,隨著科學及工業的進步,各種新的材料及新的製程更不斷地出現,於此同時也衍生出新的且更複雜的表/界面問題,因此如何有效地應用並控制表面張力這材料的基本性質,將持續會是一個重要的課題。
  


General Application :

  • Paint & Ink

             reformulated Inks & paint 

  • Paper & Wood
           Coated paper, Non-paper flexography, Super-Absorbent sanitary products

  • Print
            Ink head 

  • Petroleum
           Oil Recovery, Pesticide, Plant Adhesion 

  • Cosmetics
           Skin care, Nail polish, Biosensors, Shampoo, Soap

  • Fuel
            Fuel Efficient Aircraft

  • Sanitary Product
            Absorbent Diapers, Non-woven fiber, Non-biodegradable

  • Automobile
            Synthetic Lubricants, Window Treatments

  • Chemical & Coating
            Pesticide / Plant Adhesion, Wood Preservation, Monument /Document Protection, Photo-                       Film / Audio Media, Metal Cleaning, Anti-Fouling Marine Coating




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