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隠蔽力とは、塗料が塗布された表面を隠す能力のことです。 [1]数値的には、下地の表面が「完全に隠される」ようになる塗料の量（拡散速度）で塗られた表面の面積として定義されます。[2]
原因
塗料でコーティングされた表面に光が当たると、その光は部分的に反射され、コーティングによって吸収されます。光が下地の表面 (基材) に到達すると、再び基材によって反射され、吸収されます。このプロセスは、反射光が塗料層を透過して戻ってくるときにも再度発生します。塗料の特性に応じて、基材に関する情報がコーティングから戻ってくる光で見える場合と見えない場合があります。隠蔽力とは、この可視性を抑制する塗料材料の特性であり、塗料層の不透明性として現れます。隠蔽という用語は一般的な用語であり、隠蔽力または不透明性のいずれかを示すために使用されます。[3]
塗料の塗膜の吸収性が高い場合、塗膜の色は暗くなり、吸収によって隠蔽されます。塗膜の反射性が高い場合、表面の色は明るくなりますが、それでも下地はよく隠され、隠蔽は光の散乱の結果です。塗料層の吸収と散乱が低い場合、光は層を通過して下地を露出します（不透明度が低い、または隠蔽性が低い）。[3]
測定
隠蔽力は、白黒（場合によってはグレーと白）のパネルに塗料を塗布し、測光または目視観察によって測定されます。[3]目は定量的な評価を行うことはできませんが、コントラストの存在には非常に敏感であるため、一定量の塗料でコーティングされた面積の量（いわゆる拡散率、通常は平方メートル/リットルで測定されます）によって決定される塗膜の厚さを変化させることによって測定されます。[4]
測光のために、黒と白の基板はそれぞれ 1% と 80% の反射率を持つように調整されます。結果、コントラスト比は、暗い領域から反射された光の強度と明るい領域から反射された光の強度の比率として表されます (技術的には、CIE Yまたは「輝度」が測定されます)。視覚測定にも同じ基板が使用されます。[3]
隠蔽力は、基材の異なる領域間のコントラストが見えなくなったり測定できなくなったりする拡散率（完全な隠蔽）として数値的に定義されます。実際には、代わりに近似エンドポイントが使用され、測光コントラスト比の場合は98％です。[5]
クベルカ・ムンク法
クベルカ・ムンク理論は 1930 年代に開発され、21 世紀でも広く使用されています。放射伝達理論のこの簡略化されたバージョンでは、塗料の特性が散乱係数と吸収係数の 2 つの係数にまで削減されます。[6]これらの係数がわかれば、隠蔽力を計算できます。[7]この方法が長く使われているのは、光反射率測定法[6]を使用してこれらの定数を計算するのが簡単なためです (各光の波長について、白黒のドローダウン チャートで不完全な隠蔽を持つ塗料を 1 回塗布して測定する必要があります)。[8]このモデルでは、拡散照明、フィルム/空気およびフィルム/基板の界面での反射がないこと、塗料層の適切な厚さなど、多くの仮定を使用しています。 [9]
直接測定
歴史的には、測定はPfund暗号計（1930年に導入、以前の「オールブラック」モデルは1919年製）などの装置を使用して直接行われ、白黒の背景の上に湿った塗料をくさび状のプレートに配置し、境界線が見えなくなるまでくさびを境界線上で移動させます。[10]
直接測定は、塗料の塗布が不均一であるという現実世界の制約が存在する場合に依然として需要がある。例えば、建物の塗装では、ブラシやローラーの質感により塗料の厚さが不均一になることが避けられない。その結果として知覚される不透明度は、適用された隠蔽力と呼ばれることがある。ASTM D5150 規格では、異なるグレーの色合いの縞模様のある特別なパネルの使用が求められており、各縞模様には独自の「評価」がある。塗料は縞模様を横切って塗布され、完全に隠蔽された縞模様の最大評価が塗料の隠蔽力となる。塗料製造業者はこの方法のバリエーションを使用している。[11]
標準
- ISO 6504-1:2019「塗料およびワニス - 隠蔽力の測定 - パート1」では、クベルカ・ムンク法を白色および淡色塗料に適用しています。[12]
- ISO 6504-3:2019「塗料及びワニス - 隠蔽力の測定 - パート3：石材、コンクリート及び内装用塗料の隠蔽力の測定」[13]
- ASTM D2805-11(2018)「反射法による塗料の隠蔽力の標準試験方法」(2018) [14]
- DIN EN ISO 18314-2:2018-12「分析測色法 - パート2：サンダーソン補正、クベルカ・ムンク方程式の解、着色力、隠蔽力」（2018）[15]
- ASTM D5150-92(2017) ローラー塗装建築用塗料の隠蔽力の標準試験方法。[16]
顔料の役割
塗料の隠蔽力はほぼすべて顔料によるものです（バインダーは通常透明です）。一般的に、顔料の隠蔽力は、バインダーに懸濁した顔料粒子による光の散乱と密接に関係しています。2つの物質の界面における散乱は、それらの屈折率の差が大きいほど大きくなります。[2]バインダーの屈折率は約1.5と低いため、顔料の隠蔽力は通常、屈折率の値が高くなるほど高くなります。[17]
白
白色顔料は光をあまり吸収しません。しかし、バインダーに分散すると、屈折率が低い（約1.5）顔料の一部は[17]空気中では白色（屈折率1.0）に見えますが、塗料中ではほとんど散乱せず、隠蔽力がありません。これらはいわゆる「エクステンダー」です。屈折率の高い白色顔料は不透明性をもたらすため、隠蔽顔料として分類されます。[2]
参考文献
- ^ ゲッテンス＆スタウト 1966年。
- ^ abc シェーファー1972、483ページ。
- ^ abcd シェーファー1972、481ページ。
- ^ シェーファー1972年、482ページ。
- ^ シェーファー1972年、482-483頁。
- ^ ab バルガス & ニクラスソン 1997、p. 5580。
- ^ ディーボルドら。 2022、453–455ページ。
- ^ ディーボルドら。 2022、448–450ページ。
- ^ ディーボルドら。 2022、p. 447.
- ^ シェーファー1972年、486ページ。
- ^ ディーボルドら。 2022、p. 462.
- ^ ISO 6504-1:2019
- ^ ISO 6504-3:2019
- ^ ASTM D2805-11(2018)
- ^ ISO 18314-2:2018
- ^ ASTM D5150-92(2017)
- ^ ab Schaeffer 1972、484ページ。
出典
- ゲッテンス、RJ; スタウト、GL (1966)。「隠す力」。絵画材料: 短い百科事典。クーリエコーポレーション。p. 329。ISBN 978-0-486-14242-5. OCLC 868969354.
- Schaeffer, Leonard (1972)。「隠蔽力」。Koleske, Joseph V. (編)。塗料およびコーティング試験マニュアル: Gardner - Sward ハンドブック第 13 版。ASTM International。pp. 481–506。doi :10.1520/ MNL12225M。ISBN 0-8031-2060-5。
- Vargas, William E.; Niklasson, Gunnar A. (1997 年 8 月 1 日). 「Kubelka–Munk 理論の適用条件」(PDF) .応用光学. 36 (22): 5580–5586. Bibcode :1997ApOpt..36.5580V. doi :10.1364/ao.36.005580. eISSN 1539-4522. ISSN 0003-6935. PMID 18259384.
- Diebold, Michael; Backer, Steven De; Niedenzu, Philipp M.; Hester, Brett R.; Vanhecke, Frank AC (2022). 「塗料とプラスチックの光学特性の測定」。表面コーティングとプラスチックの顔料、増量剤、粒子。Springer International Publishing。pp. 439–481。doi :10.1007 / 978-3-030-99083-1_13。ISBN 978-3-030-99082-4。