コーティングを基材にスプレーした後、フィルムは流動、広がり、硬化のプロセスを経る必要があります。乾燥中にフィルムの流動能力が不十分な場合、表面に形成される高低のうねりを時間内に修正することができず、結果としてオレンジの皮が生じます。レベリング剤の機能の 1 つは、フィルム表面の流れと広がりを改善し、これらの小さな表面のうねりを徐々に軽減することです。したがって、適切なレベリング剤を添加すると、通常、フィルムはより平坦になります。しかし、問題はまさにここに現れます。
クレーターとオレンジの皮は同じメカニズムで形成されるわけではありません。フィルム表面の領域に油汚れ、シリコーン系汚染物質、離型剤、その他の異物などの表面張力の低い物質がある場合、周囲のコーティングがこの領域を安定して覆うことができない場合があります。コーティングは汚染ゾーンから周囲の領域に向かって収縮し、最終的には目立つ凹み、つまりクレーターが形成されます。レベリング剤自体がフィルムの表面張力に影響を与えます。選択したレベリング剤が現在の樹脂系、溶剤系、汚染環境とうまく適合しない場合、局所的な表面張力の差がさらに増幅され、オレンジの皮が減少する一方でクレーターが増加する可能性があります。
元のシステムは比較的安定した状態にあった可能性があるためです。フィルムのレベリング性は普通でしたが、表面張力の差が大きくクレーターが発生するほどではありませんでした。レベリング剤を添加すると膜全体の表面状態が変化します。この時点で微量の油、シリコンオイル、離型剤、または機器の汚れが存在する場合、レベリング剤によってこれらの低表面張力ゾーンと周囲のフィルムとの違いがより顕著になる可能性があります。もともと隠れていた問題が拡大する可能性があります。したがって、場合によっては、レベリング剤が汚染を引き起こすのではなく、以前は明らかではなかった表面の欠陥が顕在化しやすくなることがあります。
配合調整剤の多くは、オレンジの皮がひどい→レベリング剤を増やす→オレンジの皮が改善する→レベリング剤を増やし続けるというパターンに陥ります。ただし、レベリング剤には適正な添加範囲があります。それ以下では、レベリングの改善は明らかではありません。それを超えると、系の元の表面張力バランスが変化し、クレーター、リコート性の低下、層間接着力の変化などの新たな問題が発生する可能性があります。したがって、レベリング剤が真に必要としているのは、最大添加レベルではなく、適切なバランス ポイントを見つけることです。
樹脂の極性、相溶性、溶剤組成、その他の添加剤はすべて、レベリング剤がフィルム内でどのように移動し分布するかに影響します。そのため、A系のみかん皮の改善効果が高いレベリング剤でも、B系に切り替えるとクレーターが発生する場合があります。そのため、レベリング剤の選択は「レベリング効果があるかどうか」だけではなく、配合系全体とのマッチングも考慮する必要があります。
レベリング剤を添加した後にクレーターが著しく増加した場合、最初のステップはクレーターがどこから来たのかを特定することです。調査すべき主な領域: 基材の汚染 → スプレー環境 → 装置の清浄度 → 原材料の汚染 → 添加剤の適合性 → レベリング剤の投与量。スプレー環境におけるシリコン オイル、グリース、離型剤、その他の低表面張力汚染物質は、クレーターの原因となりやすいです。汚染源が解決されていない場合、レベリング剤を継続的に調整しても、問題の根本的な解決にはならず、欠陥の表現が一時的に変化するだけである可能性があります。
適切なレベリング剤は、フィルムを「より平らにする」だけではありません。また、塗膜外観、耐クタリング性、リコート性、層間密着性、樹脂との相溶性、保存安定性なども同時に考慮する必要があります。特に工業用塗料、自動車用塗料、高光沢塗料では、極めて強いレベリング効果を追求するだけでは、必ずしも最終的な塗膜が良好になるとは限りません。
レベリング剤でオレンジピールは解消されるが、クレーターが悪化する場合は、塗膜の表面張力バランスが変化していることが原因であることが多いです。レベリング剤は膜の流動性を向上させるとともに、表面状態を変化させます。配合物に低表面張力の汚染物質が含まれている場合、またはレベリング剤が樹脂システムとよく適合しない場合、局所的な表面張力の差が増幅され、クレーターが増加する可能性があります。したがって、このような問題は単に「レベリング剤の添加量が多すぎる」ということで捉えることはできず、レベリング剤の種類、添加量、樹脂系、汚染源などを総合して検討する必要があります。良好なレベリングとは、レベリングを可能な限り強力にすることではなく、フィルムの平坦性と表面安定性の間の適切なバランスを見つけることです。
