Casa / Novità / Novità del settore / L'adesione del Coil Coating passa sui pannelli piatti: perché la pellicola si stacca dopo la profilatura
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Rivestimento di coil e formatura di metalli preverniciati
Bobine preverniciate, acciaio verniciato, pannelli per elettrodomestici preverniciati e alluminio architettonico sono tutti rivestiti prima di assumere la loro forma finale. Il rivestimento deve sopravvivere alle operazioni di piegatura, profilatura, imbutitura profonda, punzonatura e assemblaggio che applicano uno stress meccanico significativo e deve farlo senza fessurarsi, delaminarsi o perdere adesione nella zona deformata. L'adesione misurata su pannelli rivestiti piani non dice nulla su come si comporterà un rivestimento quando il substrato a cui è incollato viene piegato con un raggio di due o tre millimetri.
I test di adesione statica e l'adesione formante sono proprietà diverse
Il rivestimento applicato alla bobina preverniciata supera tutti i test standard di adesione del pannello piatto (taglio trasversale, piegatura a T, impatto e trazione del nastro) in condizioni in cui il substrato non viene deformato. Questi test misurano il legame tra il rivestimento e il substrato con una deformazione applicata pari a zero. Nelle operazioni di formatura, tale deformazione può raggiungere un allungamento del 10–20% sul raggio esterno di una curvatura netta, applicata rapidamente e talvolta a temperatura diversa dalla temperatura di polimerizzazione originale del rivestimento. Al rivestimento viene chiesto di fare qualcosa per cui non è mai stato testato.
Il test di piegatura a T su una bobina rivestita fornisce un raggio di curvatura minimo (espresso come 0T, 1T, 2T — il numero di spessori della bobina richiesti tra il mandrino di piegatura e il pannello rivestito per una piegatura senza crepe). Questo è il test standard più vicino alle condizioni di formatura efficace e i risultati della piegatura a T dovrebbero essere valutati insieme all'adesione del pannello piatto per valutare correttamente le prestazioni di formatura del rivestimento del coil.
Cosa succede al rivestimento durante la piegatura
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Raggio esterno: deformazione a trazione sulla pellicola
In corrispondenza del raggio esterno della curvatura, il substrato si allunga. Il rivestimento ad esso incollato deve allungarsi della stessa quantità, l'entità dipende dal raggio di curvatura, dallo spessore del substrato e dallo spessore del rivestimento. Le curve strette impongono sollecitazioni maggiori rispetto alle curve dolci.
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Raggio interno: sollecitazione di compressione
Nel raggio interno il rivestimento viene compresso. Le modalità di rottura per compressione (grinzamento, deformazione o perdita di adesione locale) differiscono dalla fessurazione per trazione e dipendono dal modulo e dallo spessore del rivestimento rispetto al substrato.
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Concentrazione dello stress tra gli strati
Nei sistemi multistrato (primer di finitura), l'interfaccia tra gli strati è un potenziale punto di concentrazione delle tensioni. Se i due strati hanno moduli o proprietà di allungamento significativamente diversi, l'interfaccia viene sollecitata a taglio durante la flessione, una modalità distinta dal carico di trazione o compressione proprio di entrambi gli strati.
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Effetti della velocità di deformazione
La formatura ad alta velocità (punzonatura, profilatura a rulli alla velocità della linea) applica la deformazione molto più velocemente rispetto alla piegatura manuale lenta. Il comportamento viscoelastico del polimero significa che il modulo efficace e l'allungamento della rottura di un rivestimento dipendono dalla velocità: ciò che si piega senza rompersi lentamente può rompersi a una velocità di deformazione elevata.
Proprietà chiave della formulazione per le prestazioni di formatura del rivestimento in bobina
| Allungamento della pellicola alla rottura | La misura principale è quanto può allungare il rivestimento prima della frattura. Deve superare la deformazione massima impostata al raggio esterno della curvatura per la curvatura più stretta nell'applicazione |
| Bilancio della densità dei legami crociati | I film eccessivamente reticolati sono fragili; i film poco reticolati possono avere un allungamento adeguato ma una durezza e una resistenza chimica insufficienti. La densità ottimale varia in base alla gravità della formazione dell'applicazione |
| Qualità di adesione dell'interstrato | Nei sistemi primer-finitura, il primer deve sia legarsi al metallo sia fornire un'adeguata adesione allo strato di finitura: il cedimento dell'interstrato durante la flessione è comune laddove i due strati hanno flessibilità incompatibile |
| Selezione del sistema di resina | I rivestimenti per bobine a base di poliestere, PVDF e PU offrono diversi profili di allungamento intrinseco; Il plastisol in PVC fornisce un allungamento molto elevato ma con aspetti diversi e compromessi in termini di prestazioni |
| Temperatura e profilo di polimerizzazione | La temperatura di picco del metallo (PMT) e il tempo di permanenza nel forno influenzano sia la densità di reticolazione finale che quindi l'equilibrio allungamento-durezza del film indurito |
| Uniformità dello spessore del film | Le zone localmente sottili hanno una capacità di allungamento totale inferiore: l'assottigliamento dei bordi sul rivestimento del coil, che è comune, significa che i bordi sono sproporzionatamente inclinati a deformarsi |
Domande frequenti
Quale risultato di curvatura a T dovrebbe ottenere un rivestimento in bobina per le applicazioni di formatura architettonica standard?
I requisiti variano in base all'applicazione: le specifiche tipiche del coil-coating architettonico richiedono 0T o 1T (fessurazione consentita, nessuna perdita di adesione durante la trazione del nastro) per profili standard e 2T o 3T per piegature più nette o formature più complesse. Il requisito specifico della curva a T dovrebbe essere confermato rispetto alla specifica di formatura per l'uso finale piuttosto che presumere che si applichi un unico standard.
La temperatura del forno di polimerizzazione influisce sulle prestazioni di formatura?
Sì, in modo significativo: la temperatura di picco del metallo (PMT) e il tempo di permanenza nel forno determinano insieme la densità di reticolazione. La polimerizzazione insufficiente lascia la pellicola sottosviluppata sia in termini di durezza che di allungamento; la polimerizzazione eccessiva infragilisce la pellicola mediante reticolazione eccessiva, riducendo l'allungamento. Il profilo di permanenza PMT ottimale per le prestazioni di formatura deve essere stabilito per il sistema di resina specifico.
Perché le prestazioni della formatura a volte peggiorano nelle giornate più fredde nell'officina di fabbricazione?
I rivestimenti polimerici sono viscoelastici: il loro allungamento effettivo alla rottura diminuisce quando la temperatura scende verso la temperatura di transizione vetrosa della resina. Un rivestimento che si forma in modo pulito a 20°C può rompersi a 5°C perché la stessa velocità di deformazione impone quella che è effettivamente una deformazione più elevata, adattata alla velocità, sulla pellicola più rigida e più fredda. Il preriscaldamento del materiale della bobina prima della formatura viene talvolta utilizzato per mitigare il fallimento della formatura a temperatura fredda.
Lo stesso rivestimento funziona allo stesso modo su bobina di acciaio e alluminio?
Non necessariamente. L'acciaio e l'alluminio hanno proprietà di allungamento diverse, coefficienti di dilatazione termica diverse e sostanze chimiche della superficie di adesione diverse. Un sistema di rivestimento qualificato sull'acciaio dovrebbe essere rivalutato sull'alluminio prima di specificarlo per applicazioni su bobina di alluminio.
Chiave da asporto
L'adesione sui pannelli piatti non predice le prestazioni di formatura: i due test misurano proprietà fondamentalmente diverse in condizioni di carico fondamentalmente diverse.
- La flessione impone una tensione di trazione sul raggio esterno che può essere un allungamento del 10-20% per curva stretta, ben oltre quanto applicato da qualsiasi test di adesione sul pannello piatto
- L'allungamento del film alla rottura, il bilancio della densità di reticolazione, l'adesione tra gli strati e la selezione della resina sono le principali variabili della formulazione
- Il test di piegatura a T è il test standard più vicino alle condizioni di formatura effettiva e dovrebbe essere utilizzato insieme ai test di adesione su pannello piatto per la valutazione del rivestimento della bobina
- La temperatura, la velocità di deformazione e l'uniformità dello spessore della pellicola sui bordi sono tutti fattori che influenzano i risultati dell'adesione nelle condizioni di produzione
Si riscontra delaminazione, fessurazione o perdita di adesione del rivestimento durante la piegatura, la profilatura o lo stampaggio di bobine preverniciate o pannelli preverniciati? Il nostro team tecnico può aiutare a valutare le prestazioni di formatura a livello di formulazione.
