表面張力と添加剤の基礎知識「第１回レベリング」

塗料・コーティングの表面トラブルを防ぐ！

表面張力と添加剤の基礎知識　第１回「レベリング」

はじめに

コーティング剤の性能向上において、「表面張力を上げるべきか、下げるべきか」という問題は、意外にも多くの誤解を招いている領域です。この連載では、表面張力に関する正しい理解を深め、効率的な添加剤の選定方法についてご紹介していきます。

連載の概要

本連載では、表面張力が特に重要な影響を与える5つのパフォーマンスについて、1つずつ詳しく解説していきます：

1. レベリング
2. 濡れ
3. ハジキ・クレーター
4. 親水化・疎水化
5. リコート性

最終回では、これらすべての内容を俯瞰的に整理し、総合的な理解を深めていただきます。

【第1回：レベリング】

■こんな課題ありませんか？

・「レベリングが悪い」と言われるが、具体的な原因が分からない
・使っている添加剤の選び方が正しいか自信がない
・クレーターや凹凸など外観トラブルが頻発している

そんな方に向けて、現場でよくある誤解を解消する技術資料をまとめました。

「表面張力とレベリング」の関係を、専門知識がなくても理解できるように構成しています。

■この章で分かること

・レベリング不良の原因と発生メカニズム
・表面張力と添加剤の正しい関係性
・最適な表面調整剤（レベリング剤）の選定ポイント

■レベリングとは

レベリングとは、「コーティング膜表面の平滑性」を指します。良好なレベリング性を持つコーティング膜には、以下の特徴があります。

高光沢: 平滑な表面により、正反射光が増加
優れた外観: 均一で滑らかな美しい仕上がり（※意図的に凹凸を付与する場合を除く）
高機能性: 均一性が高まり、保護性能や耐久性が向上

■レベリング性と表面張力の関係性

意外かもしれませんが、良好なレベリングを得るためには、コーティング剤の表面張力は「高い」方が望ましいのです。

身近な例：水銀

■レベリング不良の発生メカニズム

レベリング不良は、液表面の表面張力差によって引き起こされます。その過程は以下の通りです。

1. 液表面に「組成差」が発生
- ・温度差
- ・揮発速度差
- ・対流速度差
- ・成分の比重差
などが要因となります
2. 組成差により「局所的な表面張力差」が生じます
3. 表面張力の高い部分が低い部分を引っ張ります
4. 結果として、部分的な流れが生じ、表面に凹凸が発生します

■表面調整剤によるレベリング不良の改善

表面張力を下げる添加剤がレベリング不良を改善する理由は、「液表面の表面張力差をなくす」ためです。これは多くの方が誤解している点です。

■ 改善のメカニズム

1. 表面張力の低い添加剤を添加
2. 熱力学的エネルギーの観点から、より安定な表面を形成できる添加剤が最表面に配向（この配向には添加剤の低い表面張力が必要）
3. 添加剤により液表面の表面張力が均一化
4. 局所的な引っ張り合いが解消され、平滑な膜が形成

■表面調整剤の選定ポイント

主な選定要素

1. 組成 → シリコン系 or 非シリコン系
2. 表面張力低下能 → 構造により異なる → 最表面への配向性に影響（より低いものが表面に配向しやすい
3. 追加特性 → 表面にスリップ性や離型性を付与（特にシリコン系）

■まとめ

本記事の重要ポイントは以下の3点です。

✔ コーティング剤の表面張力が高いほど、平滑な仕上がりが得られやすい

✔ 添加剤によるレベリングの改善には「表面張力を下げる表面調整剤」を使用

✔ 改善メカニズムは、添加剤が最表面に配向し、表面張力差を解消することによる

■お問い合わせ

本記事に関するご質問やその他のご依頼は、以下のお問い合わせフォームからお気軽にお寄せください。
◎BYKホームページからもお問合せ、ご相談をしていただけます。

【キーワード】

塗料, 添加剤, 表面張力, レベリング, 表面調整剤, 光沢不良, クレーター, 凹凸, 塗膜外観, コーティング不良, レベリング不良, 自動車塗装, 建材用コート, 電子材料, シリコン系添加剤, 非シリコン系, 表面平滑化, トラブル対策