レベリングの定義
のレベリング塗膜の特性とは、塗布後に塗膜が流動する能力を指し、これにより塗布工程で生じる表面の凹凸を最大限に除去できる能力のことです。具体的には、塗膜塗布後、流動と乾燥の過程を経て、平坦で滑らかで均一な塗膜が徐々に形成されます。塗膜が平坦で滑らかな特性を実現できるかどうかをレベリングといいます。
湿潤塗膜の動きは、以下の3つのモデルで説明できます。
①基板上での流体拡散接触角モデル
② 不均一な表面から平坦な表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、湿潤膜の平滑化の3つの主要段階(広がり、初期平滑化、後期平滑化)に対応しており、各段階で表面張力、せん断力、粘度変化、溶剤などの要因が重要な役割を果たします。
レベリング性能が低い
(1)収縮穴
塗膜中には、周囲の塗膜と表面張力の差がある低表面張力物質(収縮孔発生源)が存在する。この表面張力の差が収縮孔の形成を促進し、周囲の液体がそこから流れ出て窪みを形成する。
(2)オレンジの皮
乾燥後、塗膜の表面には、オレンジの皮の波紋に似た半円形の突起が多数現れる。この現象はオレンジピールと呼ばれる。
(3)たるみ
湿った塗膜は重力によって流れ落ち、垂れ跡を形成する。これを垂れ下がりと呼ぶ。
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に及ぼす影響
コーティング塗布後、新たな界面が出現します。すなわち、コーティングと基材との間の液固界面、およびコーティングと空気との間の液気界面です。コーティングと基材との間の液固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広がることができず、収縮、収縮空洞、フィッシュアイなどの平滑性欠陥が自然に発生します。
(2)溶解度がレベリングに及ぼす影響
塗膜の乾燥過程において、不溶性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、収縮孔の発生につながる。また、界面活性剤を含む組成物においては、界面活性剤が系と相溶性がない場合、あるいは乾燥過程において溶媒が蒸発するにつれて界面活性剤の濃度が変化し、溶解度の変化、相溶性のない液滴の形成、表面張力の差が生じる場合も、収縮孔の発生につながる可能性がある。
(3)湿潤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は、塗膜の表面と内部との間に温度、密度、表面張力の差を生じさせます。これらの差は塗膜内部の乱流運動を引き起こし、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では、顔料粒子の移動度に一定の差があると、ベナール渦によって浮遊やブルームが発生しやすく、垂直面への塗布ではシルクラインも発生します。
(4)建設技術と環境が整地に与える影響
塗膜の形成・施工工程において、外部からの汚染物質が混入すると、収縮穴やフィッシュアイなどの平滑性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、空気中の油分、塵埃、塗料ミスト、水蒸気、施工工具、下地などから発生するのが一般的です。また、塗膜自体の特性(施工粘度、乾燥時間など)も、最終的な塗膜の平滑性に大きな影響を与えます。施工粘度が高すぎたり、乾燥時間が短すぎたりすると、平滑性が悪くなる傾向があります。
南京リボーン新材料はレベリング剤BYKに適合する有機シリコーン系および非シリコーン系を含む。
投稿日時:2025年5月23日
