ISO/TS 14778 Papier i tektura – Pomiar kąta zwilżania wodą metodami optycznymi

Norma „ISO/TS 14778 Papier i tektura – Pomiar kąta zwilżania wody metodami optycznymi” opracowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) opisuje procedurę optycznej oceny kąta zwilżania wody i powierzchni papieru i tektury . Tutaj proces tworzenia kropel, aplikacji na płaskie podłoża czy pomiar kształtu kropel w kontakcie z ciałem stałym odbywa się za pomocą zautomatyzowanych urządzeń.

Granice pomiarowe wyznaczane są przez możliwości użytego oprzyrządowania. Możliwości instrumentalne określone w tej normie wykorzystują cyfrowy system przechwytywania obrazu działający z szybkością co najmniej 50 klatek na sekundę i wymagają możliwości wykonania pierwszego pomiaru po nie dłuższym niż 20 ms do 40 ms kontakcie kropli z podłożem . Tę metodę badawczą można zastosować do większości rodzajów papieru lub tektury, ale nie do materiałów strukturalnych.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Linię bazową, czyli linię styku kropelki wody z powierzchnią papieru lub tektury, wyznacza się za pomocą środków optycznych i przyjmuje jako płaszczyznę, na której mierzony jest kąt zwilżania. Precyzyjny pomiar kąta zwilżania wymaga dokładnej oceny linii bazowej. Aby układ optyczny mógł jak najlepiej oszacować linię bazową, konieczne może być nachylenie aparatu w celu obejrzenia kropelki nieco z góry pod niewielkim kątem (zwykle 0–0 stopnie względem poziomu), a nie bezpośrednio z boku ( 3 stopni). Doświadczenie pokazuje, że ta niewielka zmiana kąta widzenia nie wpływa na zmierzoną wartość kąta zwilżania, ale może poprawić postrzeganie linii bazowej.
• Kąt zwilżania odnosi się do kąta od jednego z trzech punktów fazowych do linii bazowej ustalonej poprzez styczną do konturu kropli w określonym czasie kontaktu. Kąt zwilżania wyraża się w stopniach.
• Czas kontaktu, czyli czas kontaktu kropelki wody z powierzchnią badanego przedmiotu, mierzony jest automatycznie od momentu uruchomienia mechanizmu rozrządu do momentu pomiaru.
• Wysokość kropli to odległość od szczytu kropli stykającej się z powierzchnią próbki badanej, mierzona od linii bazowej w określonym czasie kontaktu. Wysokość kropli wyrażana jest w milimetrach.
• Średnica dna kropli, maksymalna szerokość dna kropli stykającej się z powierzchnią próbki, mierzona wzdłuż linii bazowej w określonym czasie kontaktu. Średnicę podstawy kropli wyraża się w milimetrach.
• Punkt trójfazowy odnosi się do przecięcia linii granicznych ciecz/ciało stałe, ciecz/gaz i ciało stałe/gaz.

Zasadniczo, gdy kropla wody jest nakładana na poziomą płaską powierzchnię papieru lub tektury, kąt zwilżania kropli z materiałem ocenia się za pomocą optycznego obrazowania cyfrowego.

Jako odczynnik stosuje się wodę destylowaną o napięciu powierzchniowym co najmniej 13530 mN/m w temperaturze 23 stopni, zgodnie z normą ISO 72. Metodę tę można stosować w przypadku innych cieczy, pod warunkiem, że mogą one zostać rozproszone w postaci kropelek przez system dystrybucji cieczy opisany w niniejszej normie i nie powodują znacznego spęcznienia podłoża w stopniu uniemożliwiającym identyfikację linii bazowej w skali czasu pomiarów . Ponadto w przypadku cieczy o wysokim ciśnieniu par szybkość parowania może być zbyt duża, aby umożliwić zastosowanie tej techniki, chyba że jest ona przeprowadzana w atmosferze nasyconej parą (np. zamknięta szklana kuweta zawierająca kilka kropli rozpuszczalnika). Wartości kąta zwilżania uzyskane przy użyciu innych cieczy nie są porównywalne z wartościami uzyskanymi przy użyciu wody.

Niektóre urządzenia do pomiaru kąta zwilżania mają możliwość podgrzewania cieczy przed utworzeniem kropelek. Ogrzewanie zmienia zarówno napięcie powierzchniowe, jak i lepkość, co może wpływać na kąt zwilżania. Jeśli ciecz zostanie podgrzana, jest to odchylenie od normy.

Wiele urządzeń do pomiaru kąta zwilżania może również mierzyć napięcie powierzchniowe cieczy i można je wykorzystać do badania napięcia powierzchniowego wody. Zaleca się okresowe sprawdzanie, czy woda nie jest zanieczyszczona, ponieważ będzie to miało bezpośredni wpływ na odczyty kąta zwilżania.

Głównym sprzętem używanym w tych testach jest:

• Platforma z mechanizmem przytrzymującym
• Źródło światła
• system dostarczania cieczy
• Upuść system aplikacji
• System przechwytywania obrazu
• układ rozrządu
• Odpowiednie oprogramowanie do analizy obrazu

Przygotowuje się wystarczającą liczbę próbek do badań, aby wykonać co najmniej 5 ważnych pomiarów z każdej strony, w tych samych warunkach atmosferycznych, w jakich próbka była kondycjonowana przed rozpoczęciem badania. Należy unikać kontaktu obszaru testowego z dłońmi lub palcami, należy unikać fałd, zagnieceń, pęknięć i innych wad, w tym znaków wodnych.

Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen, które świadczy dla przedsiębiorstw z różnych sektorów, nasza organizacja, dzięki przeszkolonemu i fachowemu personelowi oraz zaawansowanemu sprzętowi technologicznemu, świadczy również usługi testowania określone w „ISO/TS 14778 Papier i tektura – Pomiary kąta zwilżania wody metodami optycznymi” podaje norma.