Prečo sa vopred natreté zvitkové nátery delaminujú počas ohýbania a tvarovania

Coil Coating & Vopred natreté formovanie kovov

Vopred natretý zvitok, farebne potiahnutá oceľ, potiahnuté panely spotrebičov a architektonický hliník sú všetky potiahnuté predtým, ako sa vytvarujú do konečného tvaru. Povlak musí vydržať ohýbanie, valcovanie, hlboké ťahanie, dierovanie a montáže operácií, pri ktorých dochádza k značnému mechanickému namáhaniu – a musí to robiť bez praskania, delaminácie alebo straty priľnavosti v deformovanej zóne. Priľnavosť meraná na plocho potiahnutých paneloch nehovorí nič o tom, ako bude fungovať, keď je substrát, ku ktorému je prilepený, ohnutý na polomer dva alebo tri milimetre.

Testy statickej priľnavosti a priľnavosť tvarovania sú rôzne vlastnosti

Povlak aplikovaný na vopred natretý zvitok prejde všetkými štandardnými testami adhézie plochých panelov – priečnym rezom, ohybom v tvare T, nárazom a ťahom pásky – v podmienkach, keď sa substrát nedeformuje. Tieto testy merajú medzi povlakom a substrátom pri nulovom namáhaní. Pri tvárniacich operáciách môže toto napätie dosiahnuť 10–20 % predĺženie na vonkajšom polomere ostrého ohybu a do rýchlo a niekedy pri teplote, ktoré sa nachádzalo od pôvodnej vytvrdzovania náteru. Povlak je požiadaný, aby niečo urobil, na čo nebol nikdy testovaný.

Testovanie ohybu T na potiahnutej cievke poskytuje minimálny polomer ohybu (vyjadrený ako 0T, 1T, 2T – počet hrúbok zvitku požadovaných medzi ohybovým tŕňom a potiahnutým panelom na ohýbanie bez trhlín). Toto je najbližší štandardný test skutočných podmienok tvarovania a výsledkov ohybu v tvare T by sa mali hodnotiť spolu s priľnavosťou plochého panelu, aby sa správne posúdil výkon pri vytváraní povlaku vinutia.

Čo sa deje na povlaku počas ohýbania

Vonkajší polomer: ťahové napätie na filme

Na vonkajšom polomere ohybu sa substrát predĺži. Povlak, ktorý je k nemu pripojený, musí obsahovať rovnakú hodnotu – závisí od polomeru ohybu, vrstvy substrátu a vrstvy povlaku. Úzke zákruty vysoké napätie ako jemné zákruty.

Vnútorný rádius: tlak v tlaku

Na vnútornom polomere je povlak stlačený. Spôsoby porušenia tlaku – zvrásnenie, vydutie alebo lokálnej vrstvy priľnavosti – sa nachádza oblasť od trhlín v ťahu a závisia od modulu a vrstvy náteru vo vzťahu k podkladu.

Koncentrácia medzivrstvového stresu

Vo viacvrstvových systémoch (primer topcoat) je rozhranie medzi vrstvami bodom potenciálnej situácie napätia. Ak majú dve vrstvy výrazne odlišné moduly alebo vlastnosti predĺženia, rozhranie je počas ohýbania namáhané v šmyku - odlišný režim od vlastného ťahového alebo tlakového zaťaženia každej vrstvy.

Účinok rýchlosti deformácie

Vysokorýchlostné tvárnenie – dierovanie pri rýchlosti linky – prebieha rýchlejšie o rýchlejšie ako pomalé ručné. Viskoelastické správanie polyméru znamená, že nanesený modul povlaku a predĺženie pri pretiahnutí od rýchlosti: čo sa pomaly ohýba bez praskania, môže prasknúť pri vysokej rýchlosti deformácie.

Kľúčové vlastnosti zloženia pre výkon pri formovaní povlaku vinutia

Predĺženie filmu pri prestávke	Primárna miera - koľko môže povlak pred zlomom. Musí maximálne na vonkajšom polomere ohybu pre najužší ohyb v aplikácii
Crosslink Density Balance	Nadmerné zosieťované filmy sú krehké; nedostatočne zosieťované filmy môžu mať dostatočne dlhé predĺženie, ale nedostatočnú tvrdosť a chemickú odolnosť. Optimálna hustota sa líši v závislosti od náročnosti aplikácie
Kvalita medzivrstvovej priľnavosti	V systéme základný náter-vrchný náter sa musí základný náter spojiť s kovom a poskytnúť základnú priľnavosť k vrchnému náteru – vrstva medzivrstvy pri ohýbaní je bežné tam, kde tieto dve vrstvy nemajú kompatibilnú flexibilitu
Výber živicového systému	Polyesterové, PVDF a PU povlaky cievok ponúkajú rôzne vlastné profily predĺženia; PVC plastizoly poskytujú veľmi vysokú ťažnosť, ale s rôznymi kompromismi vo vzhľade a výkonnosti
Teplota a profil vytvrdzovania	Špičková teplota kovu (PMT) a doba zotrvania v tesnej blízkosti konečnej hustoty zosieťovania a tým tvrdosť aj medzi predĺžením a vytvrdením filmu.
Rovnomernosť hrúbky filmu	Lokálne tenké zóny menšiu celkovú kapacitu predĺženia – stenčenie hrá na povlak zvitkov, ktoré je bežné, čo znamená, že hrany sú neprimerane náchylné na liečbu pri problémoch s tvarovaním.

Často kladené otázky

Aký výsledok ohybu v tvare T by mal dosiahnuť povlak z cievky pre štandardné aplikácie tvarovania architektúry?

Požiadavky sa smerujú v závislosti od aplikácie – typické špecifikácie architektonického povlaku pre 0T alebo 1T (povolené praskanie, žiadna vrstva adhézie pri ťahaní pásky) pre štandardné profily a 2T alebo 3T pre ostrejšie ohyby alebo zložitejšie tvarovanie. Špecifická požiadavka na T-ohyb by mala byť potvrdená oproti špecifikácii konečného použitia tvárnenia namiesto predpokladu, že sa použije jedna norma.

Ovplyvňuje teplotu vytvrdzovacej pece výkon tvarovania?

Áno výrazne – maximálna teplota kovu (PMT) a doba zotrvania v konkrétnych spoluurčujúcich hustotu zosieťovania. Nedostatočné vytvrdenie zanechá filmu nedostatočne rozvinutý v tvrdosti aj predĺžení; nadmerným vytvrdzovaním krehne film nadmerným zosieťovaním, čím sa znižuje predĺženie. Optimálny profil zotrvania PMT pre výkon tvarovania by sa mal stanoviť pre živicový systém.

Prečo je výkon tváre niekedy horší v chladnejších dňoch v dielni?

Polymérne povlaky sú viskoelastické – ich efektívne predĺženie pri pretiahnutí klesá, keď teplota klesá smerom k teplote skleného prechodu živice. Povlak, ktorý sa tvorí čisto pri 20 °C, môže prasknúť pri 5 °C, pričom ide o vysokú rýchlosť deformácie spôsobenej tuhšou, chladnejšou fóliou, čo je efektívne na prispôsobenie vyššej rýchlosti. Predhrievanie pred tvárou sa niekedy používa na zmiernenie zlyhania tváre pri nízkych zmätkoch.

Funguje ten istý povlak rovnako na oceľových a hliníkových zvitkoch?

Nie je prevádzka. Oceľ a hliník majú samy o sebe rôzne vlastnosti predĺženia, rôzne koeficienty tepelnej rozťažnosti a odlišnú chémiu adhézneho povrchu. Náterový systém kvalifikovaný na oceľ by mal byť prehodnotený na hliník pred jeho špecifikáciami pre aplikáciu s hliníkovými cievkami.

Key Takeaway

Priľnavosť na plochých paneloch nepredpokladá výkon pri tvarovaní – tieto dva testy merajú zásadne odlišné vlastnosti pri zásadných odlišných podmienkach zaťaženia.

Ohýbanie spôsobuje ťahové napätie na vonkajšom polomere, ktoré môže byť predĺžené o 10 – 20 % pri úzkych ohyboch – ďaleko nad rámec toho, čo platí povinnosť skúšky priľnavosti plochého panelu
Predĺženie filmu pri pretrhnutí, rovnováha hustoty zosieťovania, adhézia medzi vrstvami a výber živice sú primárne premenné zloženia
Testovanie ohyb v tvare T je najbližším štandardným testom k skutočným potrebám tvarovania a malo by sa používať spolu s testami adhézie plochých panelov na hodnotenie povlaku vinutia.
Teplota, rýchlosť deformácie a rovnomernosť hrúbky filmu na okrajoch obiehajúcich výsledkov formovania priľnavosti vo výrobných podmienkach

Máte skúsenosti s delamináciou povlaku, praskaním alebo stratou priľnavosti počas ohýbania, valcovania alebo lisovania vopred natretých zvitkov alebo vopred potiahnutých panelov? Náš technický tým môže pomôcť vyhodnotiť výkonnosť tvárnenia na úrovni formulácií.