Waarom voorgeverfde spiraalcoatings delamineren tijdens het buigen en vormen

Coilcoating en voorgeverfde metaalvormen

Voorgelakte spoel, kleurgecoat staal, voorgecoate apparaatpanelen en architectonisch aluminium worden allemaal gecoat voordat ze in hun specifieke vorm worden gevormd. De coating moet buig-, rolvorm-, dieptrek-, pons- en assemblagewerkzaamheden overleven waarbij aanzienlijke mechanische spanningen krachtiger worden – en dit zonder te scheuren, het delamineren van de hechting in de vervormde zone te verliezen. De hechting gemeten op vlak gecoate panelen zegt niets over hoe een coating zal bevatten als het substraat waarop deze is bevestigd, wordt gebogen tot een straal van twee of drie millimeter.

Statische hechtingstests en vormvastheid zijn verschillende eigenschappen

De coating op de voorgelakte spoel wordt bevestigd, doorstaat alle standaard hechtingstests voor platte panelen (cross-cut, T-bocht, impact en tape pull) onder omstandigheden waarbij het substraat niet wordt gevormd. Deze tests meten de hechting tussen coating en substraat bij nul geschakelde spanning. Bij vormbewerkingen kan het rek een rek van 10-20% bereiken aan de buitenstraal van een scherpe bocht, snel naar voren en soms bij temperaturen die verschillen van de oorspronkelijke uithardingstemperatuur van de coating. Er wordt van de coating gevraagd iets te doen waarbij nooit wordt getest.

T-buigtesten op gecoate spoel geven een minimale buigradius (uitgedrukt als 0T, 1T, 2T – het aantal diktes van de spoel dat nodig is tussen de buigdoorn en het gecoate paneel voor scheurvrij buigen). Dit is de standaardtest die het dichtbij is bij de daadwerkelijke vormingsomstandigheden ligt, en de resultaten van de T-buiging moeten naast de hechting op platte panelen worden gecontroleerd om de prestaties van de vorming van de spoelcoating goed te kunnen beoordelen.

Wat gebeurt er bij de coating tijdens het buigen

Buitenradius: trekspanning op de film

Bij de buitenradius van de bocht wordt het substraat langer. De coating die doelstelling wordt aanbevolen, moet zelfs lang worden uitgebreid; de grootte hangt af van de buigradius, de dikte van het substraat en de dikte van de coating. Strakke bochten veroorzaken grotere overspanningen dan zachte bochten.

Binnenradius: drukspanning

Bij de binnenradius wordt de coating samengedrukt. De manieren waarop drukfouten optreden – kreuken, knikken of plaatselijk hechtingsverlies – verschillen van trekscheuren en zijn afhankelijk van de modulus en dikte van de coating ten opzichte van het substraat.

Spanningsconcentratie tussen de lagen

Bij meerlaagse systemen (primer topcoat) is het grensvlak tussen de lagen een potentieel spanningsconcentratiepunt. Als de twee lagen verschillende moduli- of rekeigenschappen hebben, wordt het grensvlak tijdens het indienen onder spanning gezet - een modus die natuurlijke van de eigen trek- of drukbelasting van beide lagen.

Effecten van reksnelheid

Vormen met hoge snelheid – ponsen, rolvormen met lijnsnelheid – zorgen voor veel snellere spanning dan langzaam met de hand buigen. Het visco-elastische gedrag van polymeren betekent dat de effectieve modulus en rek bij breuk van een coating afhankelijk is van de snelheid: wat buigt zonder langzaam te scheuren, kan bij hoge reksnelheid barsten.

Belangrijke kenmerkende eigenschappen voor de prestatie van het vormen van spiraalcoatings

Filmverlenging bij breuk	De belangrijkste maatstaf is hoeveel de coating kan uitrekken voordat deze uiteenvalt. Moet de maximale overspanning groter worden bepaald aan de buitenradius van de bocht voor de laterte bocht in de toepassing
Crosslinkdichtheidsbalans	Overknoopte films zijn bros; te weinig verknoopte films kunnen voldoende rek hebben, maar onvoldoende hardheid en chemische weerstand. De optimaal verdeelde afhankelijk van de ernst van de applicatievorm
Kwaliteit van hechting tussen de lagen	Bij primer-topcoat-systemen moet de primer zowel aan de metaalsterkte als voldoende hechting aan de toplaag bieden. Het falen van de tussenlaag bij het aanvragen komt vaak voor als de twee lagen een incompatibele flexibiliteit hebben.
Keuze harssysteem	Op polyester-, PVDF- en PU-gebaseerde spiraalcoatings bieden verschillende inherente rekprofielen; PVC-plastisolen bieden een zeer hoge rek, maar met verschillende compromissen op het gebied van uiterlijk en prestaties
Uithardingstemperatuur en profiel	De piekmetaaltemperatuur (PMT) en de verblijftijd in de oven beïnvloeden beide de stille verknopingsdichtheid en daarmee de rek-hardheidsbalans van de uitgeharde film
Uniformiteit van de filmdikte	Lokaal dunne zones hebben minder totale rekcapaciteit; het dunner worden van de randen bij de coating van de spoel, wat betekent is, betekent dat de randen onevenredig ontsteking zijn voor vormfouten

Veelgestelde vragen

Welk T-buigresultaat moet een spiraalcoating bereiken voor standaard architectonische vormtoepassingen?

De vereisten zijn per toepassing. Typische architectonische specificaties voor coilcoating onderwater 0T of 1T (scheuren toegestaan, geen hechtingsverlies bij het trekken van de tape) voor standaardprofielen en 2T of 3T voor scherpere bochten of complexere vormen. De specifieke T-buigverreiste moet worden bevestigd aan de hand van de vormspecificatie voor eindgebruik, op de plaats van aan te nemen dat er één enkele norm van toepassing is.

Heeft de temperatuur van de uithardingsoven invloed op de vormprestaties?

Ja, significant: de piekmetaaltemperatuur (PMT) en de verblijftijd in de oven bepalen samen de verknopingsdichtheid. Door onvoldoende uitharding blijft de film onderontwikkeld wat zowel hardheid als rek betreft; overmatige uitharding maakt de film bros door overmatige verknoping, waardoor de rek wordt verminderd. Het optimale PMT-verblijfsprofiel voor vormprestaties moet worden uitgesloten voor het specifieke harssysteem.

Waarom zijn de vormprestaties soms op koudere dagen in de productiewerkplaats?

Polymeercoatings zijn visco-elastisch: hun effectieve rek bij breuk van de temperatuur Maximale richting de glasovergangstemperatuur van de hars. Een coating die zich netjes vormt bij 20°C kan barsten bij 5°C omdat dezelfde reksnelheid een feitelijk hogere, aan de snelheid aangepast spanning oplegt aan de krachtige, koudere film. Het voorverwarmen van spoelmateriaal vóór de vormen wordt soms gebruikt om het mislukken van het vormen bij koude temperaturen te verminderen.

Werkt dezelfde coating op dezelfde manier op stalen en aluminium rollen?

Niet noodzakelijkerwijs. Staal en aluminium hebben zelf verschillende rekeigenschappen, verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten en een verschillende hechtingsoppervlakchemie. Een coatingsysteem dat geschikt is voor staal moet opnieuw worden beoordeeld op aluminium voordat het wordt uitgesloten voor aluminium spoeltoepassingen.

Sleutel afhaalmaaltijd

Hechting op vlakke panelen voorspelt de vormprestaties niet; de twee tests met gecombineerde verschillende eigenschappen onder samengestelde verschillende belastingomstandigheden.

Buigen veroorzaakt trekspanningen aan de buitenradius die bij krappe bochten een rek van 10-20% kunnen hebben – veel verder dan wat voor een hechtingstest op platte panelen bevat
Filmrek bij breuk, balans van de verknopingsdichtheid, adhesie tussen de lagen en harskeuze zijn de belangrijkste bewezenvariabelen
T-buigtests zijn de standaardtest die het dichtbij bij de werkelijke vervormingsomstandigheden ligt en moeten naast de adhesietests op platte panelen worden gebruikt voor de evaluatie van coilcoatings
Temperatuur, reksnelheid en uniformiteit van de filmdikte aan de randen hebben allemaal invloed op de vorming van hechtingsresultaten in productieomstandigheden

Heeft u last van delaminatie van de coating, verlies van hechting tijdens het beïnvloeden, rolvormen van stempelen van voorgelakte spiraal- of voorgecoate panelen? Ons technisch team kan helpen bij het verkrijgen van de vormprestaties op een hoog niveau.