기능성 직물, 합성 가죽 탑코트, 유연한 포장 코팅, PVC 또는 TPU 기질 마감재는 단일 시점, 즉 초기 접착력에서 테스트되지만 시간이 지남에 따라 분산된 시점과 반복되는 기계적 현상에서 실패합니다. 500번째 접기 이후에 나타나는 균열은 첫 번째 접기 이후 누적되었습니다.
정적 접착 테스트가 굴곡 균열 저항을 예측할 수 없는 이유
정적 접착 테스트는 주변 조건에서 교란되지 않은 편평한 표면에 수직으로 한 번 힘을 가합니다. 반복적인 접힘은 누적된 열 및 환경 영향과 함께 움직이는 굽힘선에 인장과 압축을 번갈아 가며 여러 번 힘을 가합니다. 두 가지 로딩 조건은 기계적으로 공통점이 거의 없습니다. 하나를 통과하면 다른 하나의 성능에 대해 신뢰할 만한 것이 아무것도 없습니다.
굴곡 피로 균열의 세 가지 근본 원인
각 접힘은 외부 반경에 인장 변형을 가하고 굽힘의 내부 반경에 압축 변형을 가합니다. 충분한 신율을 지닌 코팅은 이를 탄력적으로 수용하여 변형되고 되돌아옵니다. 각 사이클이 코팅이 탄력적으로 회복할 수 있는 것보다 더 많은 변형을 가하면 영구적인 미세 변위가 축적됩니다. 충분한 주기가 지나면 누적된 손상이 파손 임계값에 도달합니다.
기판과 코팅은 접는 선에서 함께 늘어나야 합니다. 코팅의 신율이 기판보다 현저히 낮거나 모듈러스가 높은 경우 코팅은 기판이 가하려는 변형에 저항합니다. 이는 접는 선에 집중되고 계면 파손이 발생할 때까지 각 주기마다 증가하는 계면 전단 응력을 생성합니다.
동일한 위치에서 반복적으로 접히는 것은 모든 사이클의 손상이 정확히 동일한 영역에 쌓이는 것을 의미합니다. 접힌 선은 주변 영역보다 훨씬 더 높은 비율로 손상을 축적합니다. 이것이 굴곡 균열이 일반적인 표면 저하가 아닌 뚜렷한 선으로 나타나는 이유입니다.
굴곡 피로 저항을 위한 주요 제형 특성
| 파단시 신장 | 접는선 외부 반경에 가해지는 최대 변형률을 크게 초과해야 합니다. 꽉 접은 경우 인쇄물과 접는 반경에 따라 200~400%의 신장이 필요할 수 있습니다. |
| 탄력적 회복 | 높은 탄성 회복력은 각 사이클 후에 더 많은 신장 능력이 회복됨을 의미하며 피로 파괴로 이어지는 영구 변형의 점진적인 축적을 방지합니다. |
| 기판에 일치하는 모듈러스 | 코팅의 강성은 기판과 일치해야 합니다. 매우 유연한 기판에 매우 단단한 코팅은 둘 중 하나보다 더 손상을 주는 계면 전단을 생성합니다. |
| 가교 밀도 | 과도하게 가교된 코팅은 부서지기 쉽고 주기적 굴곡 하에서 빠르게 파손됩니다. 가교가 부족한 코팅은 적절한 초기 신율을 가질 수 있지만 사용 중에 주변 가교가 계속됨에 따라 신율을 잃게 됩니다. |
| 접는선의 필름 두께 균일성 | 접는 선의 국부적으로 얇은 부분은 총 신장 용량이 적고 먼저 실패합니다. 특정 위치에서 접히도록 설계된 제품의 경우 균일한 적용이 특히 중요합니다. |
유연한 기판 코팅의 굴곡 균열은 피로 파괴입니다. 이는 접는 선에서 주기별로 손상이 누적된 결과이며 총 누적 변형이 코팅의 남은 탄성을 초과할 때까지 보이지 않습니다. 정적 접착 테스트는 본질적으로 이 실패 모드에 대한 예측 가치가 없습니다. 파단 신율, 탄성 회복 및 기질과 일치하는 계수가 중요한 특성입니다.
