Definition der Nivellierung

DerNivellierungDie Eigenschaft einer Beschichtung wird als die Fähigkeit der Beschichtung beschrieben, nach dem Auftragen zu fließen und dadurch Oberflächenunebenheiten, die durch den Auftragsprozess verursacht werden, möglichst weitgehend zu eliminieren. Nach dem Auftragen der Beschichtung erfolgt ein Fließ- und Trocknungsprozess, wodurch sich allmählich ein ebener, glatter und gleichmäßiger Beschichtungsfilm bildet. Ob die Beschichtung eine ebene und glatte Oberfläche erreicht, wird als Verlauf bezeichnet.

Die Bewegung der nassen Beschichtung kann durch drei Modelle beschrieben werden:

① Ausbreitungsfluss-Kontaktwinkelmodell auf dem Substrat;

2. Sinuswellenmodell des Flusses von einer unebenen Oberfläche zu einer flachen Oberfläche;

3. Benard-Wirbel in vertikaler Richtung. Sie entsprechen den drei Hauptphasen der Nassfilmnivellierung – Ausbreitung, frühe und späte Nivellierung. Dabei spielen Oberflächenspannung, Scherkraft, Viskositätsänderung, Lösungsmittel und andere Faktoren in jeder Phase eine wichtige Rolle.

Schlechte Nivellierungsleistung

(1) Lunker
Im Beschichtungsfilm befinden sich Substanzen mit geringer Oberflächenspannung (Quellen von Schrumpfungslöchern), die einen Oberflächenspannungsunterschied zur umgebenden Beschichtung aufweisen. Dieser Unterschied fördert die Bildung von Schrumpfungslöchern, wodurch die umgebende Flüssigkeit davon abfließt und eine Vertiefung bildet.

(2) Orangenschale
Nach dem Trocknen weist die Oberfläche der Beschichtung viele halbkreisförmige Erhebungen auf, die den Wellen einer Orangenschale ähneln. Dieses Phänomen wird als Orangenhaut bezeichnet.

(3) Durchhängen
Der nasse Beschichtungsfilm wird durch die Schwerkraft zur Bildung von Schlieren getrieben, was als Absacken bezeichnet wird.

Faktoren, die die Nivellierung beeinflussen

(1) Der Einfluss der Oberflächenspannung einer Beschichtung auf die Nivellierung.
Nach dem Auftragen der Beschichtung entstehen neue Grenzflächen: die Flüssig-Fest-Grenzfläche zwischen Beschichtung und Substrat sowie die Flüssig-Gas-Grenzfläche zwischen Beschichtung und Luft. Ist die Grenzflächenspannung der Flüssig-Fest-Grenzfläche zwischen Beschichtung und Substrat höher als die kritische Oberflächenspannung des Substrats, kann sich die Beschichtung nicht auf dem Substrat ausbreiten, und es treten zwangsläufig Nivellierungsfehler wie Schrumpfung, Lunker und Fischaugen auf.

(2) Der Einfluss der Löslichkeit auf die Nivellierung.
Während des Trocknungsprozesses des Lackfilms entstehen manchmal unlösliche Partikel, die wiederum einen Oberflächenspannungsgradienten bilden und zur Bildung von Schrumpfungslöchern führen. Darüber hinaus ändert sich in tensidhaltigen Formulierungen, wenn das Tensid mit dem System inkompatibel ist oder während des Trocknungsprozesses das Lösungsmittel verdunstet, dessen Konzentration. Dies führt zu Änderungen der Löslichkeit, der Bildung inkompatibler Tröpfchen und der Bildung von Oberflächenspannungsunterschieden. Diese können zur Bildung von Schrumpfungslöchern führen.

(3) Der Einfluss der Nassfilmdicke und des Oberflächenspannungsgradienten auf die Nivellierung.
Bénard-Wirbel – Die Verdunstung des Lösungsmittels während des Trocknungsprozesses des Farbfilms führt zu Temperatur-, Dichte- und Oberflächenspannungsunterschieden zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Farbfilms. Diese Unterschiede führen zu turbulenten Bewegungen im Farbfilm und bilden den sogenannten Bénard-Wirbel. Bénard-Wirbel verursachen nicht nur Orangenhautprobleme, sondern können auch in Systemen mit mehreren Pigmenten bei unterschiedlicher Beweglichkeit der Pigmentpartikel zu Ausschwimmen und Ausblühen führen. Vertikales Auftragen auf Oberflächen führt zudem zu Seidenlinien.

(4) Der Einfluss der Bautechnologie und der Umgebung auf die Nivellierung.
Während des Aufbau- und Filmbildungsprozesses der Beschichtung können externe Schadstoffe ebenfalls Verlaufsfehler wie Schrumpflöcher und Fischaugen verursachen. Diese Schadstoffe stammen üblicherweise aus Öl, Staub, Farbnebel, Wasserdampf usw. aus der Luft, von Bauwerkzeugen und Untergründen. Auch die Eigenschaften der Beschichtung selbst (wie z. B. Aufbauviskosität, Trocknungszeit usw.) haben einen erheblichen Einfluss auf den endgültigen Verlauf des Lackfilms. Eine zu hohe Aufbauviskosität und eine zu kurze Trocknungszeit führen in der Regel zu einem schlecht verlaufenden Erscheinungsbild.

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