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Accueil / Actualités / Actualités de l'industrie / Les tests d'adhérence sont réussis – Pourquoi le revêtement se fissure-t-il et blanchit-il après un pliage répété ?
Actualités de l'industrie
Revêtement de substrat flexible · Fissuration par plis répétés
Les tissus fonctionnels, les couches de finition en cuir synthétique, les revêtements d'emballages flexibles et les finitions de substrats en PVC ou TPU sont testés à un moment donné (adhésion initiale) mais ils échouent à un moment réparti dans le temps et dans des événements mécaniques répétés. La fissure qui apparaît après le 500ème pli s'accumule depuis le premier.
Pourquoi les tests d'adhérence statique ne peuvent pas prédire la résistance aux fissures de flexion
Un test d'adhérence statique appliqué une force une fois, perpendiculairement, sur une surface plane et non perturbée dans des conditions ambiantes. Un pliage répété applique une force à plusieurs reprises, en alternance tension et compression, sur une ligne de pliage mobile, avec des effets thermiques et environnementaux accumulés. Les deux conditions de chargement n'ont presque rien en commun sur le plan mécanique : le fait de passer l'une ne dit rien de fiable sur les performances de l'autre.
Pince 1
Déformation élastique — le revêtement récupère complètement
Pliez 50
Les micro-dommages commencent à la ligne de pliage – pas encore visibles
Pliez 200
Développement d’une zone de fatigue — la flexibilité du revêtement diminue localement
Pliez 500
Fissuration ou blanchiment visible – seuil de dommages accumulés dépassé
Les trois causes profondes des fissures dues à la fatigue et à la flexion
Accumulation de contraintes cycliques au-delà de la limite élastique
Chaque pli impose une contrainte de traction au rayon extérieur et une contrainte de compression au rayon intérieur du virage. Un revêtement ayant un allongement suffisant s'y adapte de manière élastique : il se déforme et revient. Une fois que chaque cycle impose plus de tension que le revêtement ne peut récupérer élastiquement, un micro-déplacement permanent s'accumule. Après suffisamment de cycles, les dommages s'accumulent jusqu'au seuil de fracture.
Inadéquation de déformation revêtement-substrat
Le substrat et le revêtement doivent s'allonger ensemble au niveau de la ligne de pliage. Si le revêtement a un allongement nettement inférieur à celui du substrat – ou un module plus élevé – le revêtement résiste à la déformation que le substrat tente de lui imposer. Cela crée une contrainte de cisaillement d'interface qui est concentrée au niveau de la ligne de pliage et augmente à chaque cycle jusqu'à ce qu'une rupture d'interface se produise.
Concentration de contraintes localisée au niveau de la ligne de pliage
Un pliage répété au même endroit signifie que les dégâts de chaque cycle sont déposés exactement dans la même zone. La ligne de pliage accumule les dommages à un rythme bien plus élevé que les zones environnantes. C'est pourquoi les fissures de flexion apparaissent comme une ligne distincte plutôt que comme une dégradation générale de la surface.
Propriétés clés de la formulation pour la résistance à la fatigue et à la flexion
| Allongement à la rupture | Doit dépasser considérablement la contrainte maximale imposée au rayon extérieur de la ligne de pliage ; pour les plis serrés, cela peut nécessiter un allongement de 200 à 400 % en fonction du substrat et du rayon de pli |
| Récupération élastique | Une récupération élastique signifiait qu'une plus grande partie de la capacité d'allongement est restaurée après chaque cycle, incluant ainsi l'accumulation progressive de déformations permanentes qui conduisent à une rupture par fatigue. |
| Adaptation du module au substrat | La résistance du revêtement doit être adaptée au substrat : un revêtement très rigide sur un substrat très flexible crée un cisaillement d'interface qui est plus dommageable que l'un ou l'autre seul. |
| Densité de réticulation | Les revêtements surréticulés sont fragiles et se détériorent rapidement sous l'effet d'une flexion cyclique ; les revêtements sous-réticulés peuvent avoir un allongement initial adéquat mais le perdre à mesure que la réticulation ambiante se poursuit pendant le service |
| Uniformité de l'épaisseur du film au niveau des lignes de pliage | Les zones fines localement au niveau des lignes de pliage ont une capacité d'allongement totale inférieure et échouent en premier — une application uniforme est particulièrement critique sur les produits conçus pour se plier à des endroits spécifiques. |
Quelle norme de test de flexion doit être utilisée pour évaluer les performances du revêtement sur le cuir synthétique ?
La norme la plus couramment référencée pour la résistance à la flexion du cuir synthétique et des tissus enduits est le test du flexomètre Bally (ISO 5402), qui applique un pliage répété à un rayon défini et rapporte le nombre de cycles jusqu'aux fissures visibles. Le flexomètre Vamp et les tests De Mattia sont utilisés pour d'autres substrats flexibles. Les exigences spécifiques en matière de tests et d'inventaire cyclique doivent être confirmées par les spécifications du client final.
Les performances de flexion à basse température ont-elles nécessité une formulation différente de celle du flex à température ambiante ?
Oui — l'allongement du polymère à la rupture diminue à mesure que la température se rapproche de la température de transition vitreuse de la résine. Un revêtement présentant des performances de flexion adéquates à 23°C peut se fissurer à –10°C car son allongement efficace à cette température a diminué. Les performances de flexion à basse température constituent une exigence de spécification distincte et doivent être testées à la température minimale de service, et pas seulement à la température ambiante.
La fissuration par flexion dans les revêtements de substrats flexibles est une rupture par fatigue — le résultat de dommages s'accumule cycle après cycle au niveau de la ligne de pliage, invisible jusqu'à ce que la déformation totale accumulée dépasse l'élasticité restante du revêtement. Les tests d'adhérence statique n'ont pratiquement aucune valeur prédictive pour ce mode de défaut. L'allongement à la rupture, la récupération élastique et l'adaptation du module au substrat sont les propriétés qui comptent.
