空気は水に溶けないため、液体中に入ると、外部からの力によって液体によって無数の泡に分裂し、不均一な系を形成する。空気が液体中に入って泡を形成すると、気体と液体の接触面積が増加し、それに伴って系の自由エネルギーも上昇する。
最低値は、一般的に臨界ミセル濃度（CMC）と呼ばれる値に相当します。したがって、界面活性剤濃度がCMCに達すると、系内に十分な数の界面活性剤分子が存在し、液面に密に配列して隙間のない単分子膜層を形成します。これにより、系の表面張力が最小化されます。表面張力が低下すると、系内で泡を生成するために必要な自由エネルギーも減少するため、泡の形成がはるかに容易になります。
実際の製造および応用において、調製したエマルションの保存中の安定性を確保するため、界面活性剤濃度は臨界ミセル濃度以上に調整されることが多い。これによりエマルションの安定性は向上するが、いくつかの欠点もある。界面活性剤が過剰になると、系の表面張力が低下するだけでなく、エマルション内部に入り込む空気を包み込み、比較的硬い液膜を形成する。さらに液面には二重分子膜が形成される。これは泡の崩壊を著しく阻害する。
泡は多数の気泡が集まったものであるのに対し、気泡は液体中に気体が分散した状態（気体が分散相、液体が連続相）で形成される。気泡内部の気体は、ある気泡から別の気泡へ移動したり、周囲の大気中に放出されたりすることがあり、その結果、気泡が合体して消滅する。
純水または界面活性剤のみの場合、組成が比較的均一であるため、生成される泡膜は弾力性に欠け、泡は不安定で自己消滅しやすい。熱力学的理論によれば、純粋な液体中で生成される泡は一時的なものであり、膜の排水によって消滅する。
前述のとおり、水性塗料には、分散媒（水）の他に、ポリマー乳化のための乳化剤、分散剤、湿潤剤、増粘剤、その他の界面活性剤系塗料添加剤が含まれています。これらの物質が同じ系内に共存するため、泡が発生しやすく、これらの界面活性剤様成分が生成された泡をさらに安定化させます。
イオン性界面活性剤を乳化剤として使用すると、気泡膜に電荷が生じます。電荷間の強い反発力により、気泡は凝集しにくくなり、小さな気泡が合体して大きな気泡になり、その後崩壊する過程が抑制されます。その結果、泡の消失が抑制され、泡が安定化します。
投稿日時：2025年11月6日