平準化の定義
その平準化コーティングの特性とは、塗布後にコーティングが流動する能力を指し、塗布工程で生じる表面の凹凸を最大限に排除します。具体的には、コーティングを塗布した後、流動と乾燥の過程を経て、徐々に平滑で均一な塗膜が形成されます。コーティングが平滑な状態を実現できるかどうかをレベリングと呼びます。
ウェットコーティングの動きは、次の 3 つのモデルで説明できます。
① 基板上の広がり流れ-接触角モデル;
② 凹凸面から平面への流れの正弦波モデル
③ 垂直方向のベナール渦。これらはウェットフィルムのレベリングにおける3つの主要な段階、すなわち広がり段階、初期レベリング段階、後期レベリング段階に対応しており、各段階で表面張力、せん断力、粘度変化、溶媒などの要因が重要な役割を果たします。
レベルアップ性能が低い
(1)収縮穴
塗膜中には表面張力の低い物質(収縮孔発生源)が存在し、周囲の塗膜と表面張力の差が生じます。この差によって収縮孔が形成され、周囲の液状流体が収縮孔から流出し、凹みが形成されます。
(2) オレンジの皮
乾燥後、塗膜表面にはオレンジの皮の波紋に似た半円形の突起が多数現れます。この現象はオレンジピールと呼ばれます。
(3)たるみ
濡れた塗膜が重力によって流れて流れ跡を形成し、これをタレといいます。
平準化に影響を与える要因
(1)塗膜表面張力がレベリング性に及ぼす影響
コーティング塗布後、コーティングと基材間の液体/固体界面、およびコーティングと空気間の液体/気体界面という新たな界面が形成されます。コーティングと基材間の液体/固体界面の界面張力が基材の臨界表面張力よりも高い場合、コーティングは基材上に塗布できず、収縮、ひけ巣、フィッシュアイなどのレベリング欠陥が発生します。
(2)溶解度が平滑化に与える影響
塗膜の乾燥過程では、不溶性の粒子が生成される場合があり、これが表面張力勾配を形成し、収縮孔の形成につながります。さらに、界面活性剤を含む配合において、界面活性剤が系と相溶性がない場合、あるいは乾燥過程で溶剤が蒸発すると濃度が変化し、溶解性の変化、相溶性のない液滴の形成、そして表面張力差の形成が起こります。これらが収縮孔の形成につながる可能性があります。
(3)濡れ膜厚と表面張力勾配がレベリングに及ぼす影響
ベナール渦 – 塗膜の乾燥過程における溶剤の蒸発により、塗膜表面と内部に温度、密度、表面張力の差が生じます。これらの差が塗膜内部に乱流を引き起こし、いわゆるベナール渦を形成します。ベナール渦によって引き起こされる塗膜の問題は、オレンジピールだけではありません。複数の顔料を含む系において、顔料粒子の運動性に一定の差がある場合、ベナール渦は浮きやブルーミングを引き起こしやすく、垂直面塗布ではシルクラインも発生します。
(4)施工技術と環境が水平性に与える影響
塗装の施工および造膜工程において、外部汚染物質が存在すると、収縮孔やフィッシュアイなどのレベリング不良を引き起こす可能性があります。これらの汚染物質は通常、空気、施工工具、下地からの油、埃、塗料ミスト、水蒸気などから発生します。塗料自体の特性(施工粘度、乾燥時間など)も、塗膜の最終的なレベリングに大きな影響を与えます。施工粘度が高すぎる場合や乾燥時間が短すぎる場合、レベリング不良が発生することがよくあります。
南京リボーンニューマテリアルはレベリング剤BYKに適合するオルガノシリコーンおよび非シリコーンを含みます。
投稿日時: 2025年5月23日