塗装技術の門

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JISハンドブック 30 塗料 (30;2020)

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付着の理論：弱境界層（weak boundary layer）説

弱境界層（weak boundary layer）説は、1947年Bikermanにより提唱され、Schonhornらの多数の実験により支持される脱着(付着の破壊)の理論になります。すべての脱着現象は界面における接着破壊ではなく、界面付近における弱境界層(WBL)の凝集破壊であるとする説です。例を挙げると、未処理ポリエチレンには塗料が付着し難いですが、これはポリエチレン表面層が弱い低重合物層からなるためで、各種エネルギー線の照射によりこの低重合ポリマーを重合強化するか、酸エッチングなどの方法でWBLを除去するとよく付着します。
　WBL説は接着理論と言うよりも接着の破壊の理論ではありますが、非常に示唆に富みます。

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付着の理論：拡散説

1951年、Voyutskiiらはポリイソブチレンラミネートの自着実験を行い、同種ポリマーが接触すると分子拡散運動により接触界面を超えて分子が拡散し、境界面がわからなくなって接着することを発見しました。彼らは自着ばかりでなく、拡散説をすべての接着現象に拡張しています。
　拡散説は接着機構に分子運動論を導入した点でユニークではありますが、セロハン／ゴム系などで分子拡散は到底考えられませんし、理論が定性的であることや、レオロジー的問題を無視しているなどといった批判も多いのが実情です。

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付着の理論：電気説(電気2重層説)

1944年、Deryaginらは、剥離速度／剥離力の関係を研究して、付着力は異種物質の接着界面における電気2重層の荷電量と電位差で決まるという静電気理論を提唱しました。
　電気説は合成繊維衣類などで私たちが日常的に経験しています。Skinnerらも界面の荷電を直接測定しています。また、剥離速度や温湿度・雰囲気といった環境の影響をよく説明できます。しかし、導電塗膜がよく付着する事実を説明することは出来ませんし、Deryaginの説の基礎である理論式の適用にも疑問が残ります。

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