Casa / Novità / Novità del settore / Il test di adesione è positivo: perché il rivestimento si screpola e sbianca dopo ripetute piegature?
Novità del settore
Rivestimento del substrato flessibile · Crepe ripetute nelle pieghe
Tessuti funzionali, finiture in pelle sintetica, rivestimenti per imballaggi flessibili e finiture di substrati in PVC o TPU vengono testati in un unico momento nel tempo, l'adesione iniziale, ma falliscono in un punto distribuito nel tempo e in eventi meccanici ripetuti. La crepa che appare dopo la 500esima piega si è accumulata fin dalla prima.
Perché i test di adesione statica non possono prevedere la resistenza alla fessurazione da flessione
Un test di adesione statica applica la forza una volta, perpendicolarmente, su una superficie piana e indisturbata in condizioni ambientali. La piegatura ripetuta applica la forza molte volte, alternando tensione e compressione, su una linea di piegatura in movimento, con effetti termici e ambientali accumulati. Le due condizioni di carico non hanno quasi nulla in comune dal punto di vista meccanico: superarne una non dice nulla di affidabile sulle prestazioni dell'altra.
Piega 1
Deformazione elastica: il rivestimento si ripristina completamente
Piega50
Il micro-danno inizia alla linea di piegatura, non ancora visibile
Piega 200
Sviluppo della zona di fatica: la flessibilità del rivestimento diminuisce localmente
Piega500
Crepe o sbiancamenti visibili: soglia di danno accumulato superata
Le tre cause principali delle fessurazioni da fatica da flessione
Accumulo di sollecitazioni cicliche oltre il limite elastico
Ciascuna piega impone una deformazione di trazione sul raggio esterno e una deformazione di compressione sul raggio interno della piega. Un rivestimento con sufficiente allungamento lo accoglie elasticamente: si deforma e ritorna. Una volta che ogni ciclo impone una sollecitazione maggiore di quella da cui il rivestimento può recuperare elasticamente, si accumulano microspostamenti permanenti. Dopo un numero sufficiente di cicli, il danno accumulato raggiunge la soglia di frattura.
Discrepanza tra deformazione del rivestimento e del substrato
Il substrato e il rivestimento devono allungarsi insieme in corrispondenza della linea di piegatura. Se il rivestimento ha un allungamento significativamente inferiore rispetto al substrato – o un modulo più elevato – il rivestimento resiste alla deformazione che il substrato sta cercando di imporgli. Ciò crea uno stress di taglio dell'interfaccia che si concentra sulla linea di piega e cresce con ogni ciclo fino a quando non si verifica il cedimento dell'interfaccia.
Concentrazione dello stress localizzato sulla linea di piega
Una piegatura ripetuta nella stessa posizione significa che il danno di ogni ciclo viene depositato esattamente nella stessa zona. La linea di piegatura accumula danni a una velocità molto più elevata rispetto alle aree circostanti, motivo per cui la fessurazione da flessione appare come una linea distinta piuttosto che come un generale degrado della superficie.
Proprietà chiave della formulazione per la resistenza alla fatica da flessione
| Allungamento a rottura | Deve superare sostanzialmente la deformazione massima imposta al raggio esterno della linea di piega: per pieghe strette, ciò può richiedere un allungamento del 200–400% a seconda del substrato e del raggio di piega |
| Recupero elastico | Un elevato recupero elastico significa che dopo ogni ciclo viene ripristinata una maggiore capacità di allungamento, prevenendo il progressivo accumulo di deformazioni permanenti che portano al cedimento per fatica |
| Modulo corrispondente al substrato | La rigidità del rivestimento deve essere adattata al substrato: un rivestimento molto rigido su un substrato molto flessibile crea un taglio dell'interfaccia che è più dannoso di uno solo dei due |
| Densità di reticolazione | I rivestimenti eccessivamente reticolati sono fragili e si guastano rapidamente sotto flessione ciclica; i rivestimenti poco reticolati possono avere un allungamento iniziale adeguato ma perderlo man mano che la reticolazione ambientale continua durante il servizio |
| Uniformità dello spessore del film sulle linee di piegatura | Le zone localmente sottili in corrispondenza delle linee di piega hanno una capacità di allungamento totale inferiore e si guastano per prime: l'applicazione uniforme è particolarmente critica su prodotti progettati per piegarsi in punti specifici |
Quale standard di test di flessibilità dovrebbe essere utilizzato per valutare le prestazioni del rivestimento sulla pelle sintetica?
Lo standard più comunemente citato per la resistenza alla flessione della pelle sintetica e del tessuto rivestito è il test del flessometro Bally (ISO 5402), che applica piegature ripetute a un raggio definito e riporta il numero di cicli di rottura visibili. Per altri supporti flessibili vengono utilizzati il flessometro Vamp e i test De Mattia. I requisiti specifici di test e conteggio dei cicli devono essere confermati con le specifiche del cliente finale.
Le prestazioni flessibili a bassa temperatura richiedono una formulazione diversa da quella flessibile a temperatura ambiente?
Sì: l'allungamento del polimero diminuisce quando la temperatura si avvicina alla temperatura di transizione vetrosa della resina. Un rivestimento con adeguate prestazioni di flessibilità a 23°C può rompersi a –10°C perché il suo allungamento effettivo a quella temperatura è diminuito. Le prestazioni flessibili a bassa temperatura sono un requisito di specifica separato e devono essere testate alla temperatura di servizio minima, non solo a quell'ambiente.
La rottura da flessione nei rivestimenti di substrati flessibili è una rottura per fatica, il risultato di danni che si accumulano ciclo dopo ciclo sulla linea di piega, invisibile finché la deformazione totale si accumula non supera l'elasticità rimanente del rivestimento. Il test di adesione statica non ha essenzialmente alcun valore predittivo per questa modalità di guasto. L'allungamento a rottura, il recupero elastico e l'adattamento del modulo al substrato sono le proprietà che contano.
