Definizione di livellamento

ILlivellamentoLa proprietà di un rivestimento si descrive come la sua capacità di fluire dopo l'applicazione, massimizzando così l'eliminazione di eventuali irregolarità superficiali causate dal processo di applicazione. Nello specifico, dopo l'applicazione del rivestimento, si verifica un processo di flusso e asciugatura, durante il quale si forma gradualmente una pellicola di rivestimento piatta, liscia e uniforme. La capacità del rivestimento di raggiungere una planarità e una levigatezza tali è detta livellamento.

Il movimento del rivestimento umido può essere descritto da tre modelli:

① Modello di flusso di diffusione-angolo di contatto sul substrato;

② modello a onda sinusoidale del flusso da una superficie irregolare a una superficie piana;

③ Vortice di Benard in direzione verticale. Corrispondono alle tre fasi principali del livellamento del film umido: diffusione, livellamento iniziale e livellamento finale, durante le quali la tensione superficiale, la forza di taglio, la variazione di viscosità, il solvente e altri fattori giocano un ruolo importante in ciascuna fase.

Scarse prestazioni di livellamento

(1) Fori di restringimento
Nel film di rivestimento sono presenti sostanze a bassa tensione superficiale (fonti di fori di ritiro), che presentano una differenza di tensione superficiale rispetto al rivestimento circostante. Questa differenza favorisce la formazione di fori di ritiro, causando il deflusso del fluido liquido circostante e la formazione di una depressione.

(2) Buccia d'arancia
Dopo l'asciugatura, la superficie del rivestimento presenta numerose sporgenze semicircolari, simili alle increspature della buccia d'arancia. Questo fenomeno è chiamato effetto buccia d'arancia.

(3) Abbassamento
La pellicola di rivestimento umida viene spinta dalla gravità a formare delle striature, fenomeno chiamato cedimento.

Fattori che influenzano il livellamento

(1) L'effetto della tensione superficiale del rivestimento sulla livellatura.
Dopo l'applicazione del rivestimento, si formeranno nuove interfacce: l'interfaccia liquido/solido tra il rivestimento e il substrato e l'interfaccia liquido/gas tra il rivestimento e l'aria. Se la tensione interfacciale dell'interfaccia liquido/solido tra il rivestimento e il substrato è superiore alla tensione superficiale critica del substrato, il rivestimento non sarà in grado di distribuirsi uniformemente sul substrato e si verificheranno naturalmente difetti di livellamento come ritiri, cavità da ritiro e bolle d'aria.

(2) L'effetto della solubilità sul livellamento.
Durante il processo di asciugatura del film di vernice, a volte si formano delle particelle insolubili che, a loro volta, creano un gradiente di tensione superficiale e portano alla formazione di fori di ritiro. Inoltre, nelle formulazioni contenenti tensioattivi, se il tensioattivo è incompatibile con il sistema, oppure durante il processo di asciugatura, con l'evaporazione del solvente, la sua concentrazione varia, determinando cambiamenti di solubilità, la formazione di goccioline incompatibili e la creazione di differenze di tensione superficiale. Tutto ciò può portare alla formazione di fori di ritiro.

(3) L'effetto dello spessore del film umido e del gradiente di tensione superficiale sul livellamento.
Vortice di Benard – L'evaporazione del solvente durante il processo di asciugatura del film di vernice produce differenze di temperatura, densità e tensione superficiale tra la superficie e l'interno del film. Queste differenze generano un movimento turbolento all'interno del film, formando il cosiddetto vortice di Benard. I problemi del film di vernice causati dai vortici di Benard non si limitano all'effetto buccia d'arancia. Nei sistemi contenenti più di un pigmento, se vi è una certa differenza nella mobilità delle particelle di pigmento, è probabile che i vortici di Benard causino fluttuazione e fioritura, e l'applicazione su superfici verticali può anche provocare striature.

(4) L'effetto della tecnologia costruttiva e dell'ambiente sul livellamento.
Durante il processo di applicazione e formazione del film di vernice, la presenza di agenti inquinanti esterni può causare difetti di livellamento come fori di ritiro e bolle d'aria. Questi agenti inquinanti provengono solitamente da olio, polvere, nebbie di vernice, vapore acqueo, ecc., presenti nell'aria, negli utensili di lavoro e nei substrati. Anche le proprietà della vernice stessa (come la viscosità di applicazione, il tempo di asciugatura, ecc.) influiscono significativamente sul livellamento finale del film di vernice. Una viscosità di applicazione troppo elevata e un tempo di asciugatura troppo breve producono generalmente un risultato di scarsa uniformità.

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