HIGHLY ABRASION RESISTANT POWDER COATINGS Vernici in polvere altamente resistenti all‘abrasione Thomas Schmidt, TIGER Coatings Austria
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ard Particles in soft shell Newly developed highly abrasion resistant powder coatings will allow significant improvements of coated products and will open up new markets for powder coatings. On the base of innovative hard ceramic material particles it is now feasible improving the abrasion resistance of powder coatings more that 100 %. Liquid nano-coatings in the last few years have shown the way that abrasion and scratch resistance can be brought to a new level of performance. However, so far these improvements could not be materialized in powder coatings. A totally new generation of highly abrasion resistant powder coatings from TIGER Coatings now shows extraordinary improvements. Nearly all types of powder coatings from TIGER Coatings could be modified with this newly developed technology improving the abrasion resistance of the standard powder coatings up to more than 100 % while maintaining all
Opening Photo: Powder coated office chairs
Foto d’Apertura: Sedie da ufficio verniciate a polveri
INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE Innovazioni: presente e futuro
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articelle dure in un involucro morbido Le vernici in polvere altamente resistenti all’abrasione sviluppate recentemente permetteranno significativi miglioramenti dei manufatti verniciati e apriranno nuovi mercati per le polveri. Sulla base delle nuove particelle ceramiche dure è ora possibile elevare la resistenza all’abrasione delle vernici in polvere di oltre il 100 %. Le nano-vernici liquide, negli ultimi anni, hanno mostrato il modo in cui la resistenza all’abrasione e al graffio possono essere portate a un nuovo livello di prestazione. Fino ad ora, comunque, questi miglioramenti non potevano essere introdotti nelle vernici in polvere. Attualmente una generazione totalmente nuova di vernici in polvere altamente resistenti all’abrasione della Tiger Coatings mostrano miglioramenti straordinari. Quasi tutti i tipi di vernici in polvere prodotte da Tiger Coatings possono essere modificate con questa tecnologia appena sviluppata, migliorando la resistenza all’abrasione delle polveri standard fino a oltre il 100 % e conservandone contemporaneamente tutte le proprietà, ad esempio quelle meccaniche, in uno spettro simile.
other properties like mechanical performance in a similar range. Scratch resistance is not abrasion resistance The abrasion resistance of a coating film is defined as the strength and robustness of the coating against friction while maintaining the original coating thickness. One has to distinguish clearly between scratch resistance and abrasions resistance. Both properties are basically different. For example, a scratch resistant coating is not necessarily abrasion resistant and vice versa. While an abrasion resistant coating shows a high durability against larger area laminar friction, a scratch resistant coatings shows robustness against sharp corners and spot loadings. Modern developments at TIGER Coatings try to integrate both properties in one powder coating. Abrasion resistance is typically tested with the TABER Abrasor, see fig. 1. Beside of this test a whole lot of other standard test methods or company
La resistenza al graffio non è la resistenza all’abrasione La resistenza all’abrasione di un film di vernice è definita come la forza e la robustezza della vernice contro l’attrito con la conservazione allo stesso tempo dello spessore di rivestimento originario. Si deve distinguere chiaramente fra resistenza al graffio e resistenza alle abrasioni. Le due proprietà sono fondamentalmente diverse. Ad esempio, una vernice resistente al graffio non è necessariamente resistente all’abrasione e viceversa. Mentre una vernice resistente all’abrasione mostra un’elevata resistenza all’attrito laminare prodotto da superfici grandi, una vernice resistente al graffio mostra resistenza contro l’attrito prodotto da spigoli acuti. Gli sviluppi recenti alla TIGER Coatings provano a integrare entrambe le proprietà in un’unica vernice in polvere. La resistenza all’abrasione è tipicamente testata con il TABER Abrasor (fig. 1). Accanto a questo test, esiste un’intera serie di metodi standard o procedure di controllo aziendali interne per testare le caratteristiche di deterioramento di prodotti specifici. Metodi di controllo ulteriori sono, ad esempio, il test
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1 - Typically the TABER Abrasor will be used for testing abrasion resistance 1 - Per testare la resistenza all’abrasione verrà utilizzato tipicamente il TABER Abrasor 2 - Wear test of standard and modified products according to Einlehner wear test 2 - Test d’usura di prodotti standard e modificati secondo il test di usura Einlehner
internal test procedures are in place for testing wear properties of specific product. Further test methods are for example the linear abrasion test, the fastness to crocking test, the falling sand test or the car wash test. No wear via hard particles Achieving superior abrasion resistance was possible by adding hard ceramic particles to powder coatings. Usually this can not be done as such types of hard ceramic particles will cause extreme wear on the powder coating manufacturing machines and also at the applicators equipment such as powder pumps and powder guns. Fig. 2 shows the results of a wear test comparing the wear of equipment using standard powder coatings in comparison with abrasion resistant modified powders with soft coated and uncoated ceramic particles. It can clearly be noticed that the soft coated particles will not cause any excessive wear like the uncoated particles. Newly developed hard ceramic particles with soft shell allow now the use of these hard ceramic particles in powder coatings without any disadvantage of excessive wear of equipment. Therefore totally new levels of abrasion resistance can now be achieved with TIGER powder coatings. A new manufacturing process made it possible to coat hard ceramic particles with a soft shell covering all tips and hard edges and corners of these particles. These encapsulated hard particles appear soft on their surface and will not cause any excessive wear.
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di abrasione lineare, di velocità alla criccatura, il test della sabbia in caduta e il test dell’autolavaggio. Nessuna usura anche con particelle dure Il raggiungimento di una superiore resistenza all’abrasione è reso possibile aggiungendo particelle ceramiche dure alle vernici in polvere. Solitamente questo non può essere fatto, dal momento che tali tipi di particelle causerebbero un’usura estrema alle macchine di produzione polveri e ugualmente alle apparecchiature degli applicatori, come pompe e pistole per vernici in polvere. La fig. 2 mostra i risultati di un test di usura che compara l’usura di apparecchiature che utilizzano vernici in polvere standard rispetto a vernici in polvere modificate resistenti all’abrasione con particelle ceramiche con rivestimento morbido o prive di rivestimento. Si può facilmente notare che le particelle con involucro morbido non causeranno alcuna usura eccessiva, così come le particelle non rivestite. Le particelle ceramiche dure con rivestimento morbido recentemente messe a punto consentono oggi l’utilizzo di tali particelle ceramiche nelle vernici in polvere senza lo svantaggio di un’usura eccessiva delle apparecchiature. Quindi con le vernici in polvere Tiger possono essere oggi raggiunti livelli di resistenza all’abrasione totalmente nuovi. Un nuovo processo produttivo ha reso possibile rivestire le particelle ceramiche dure con un involucro morbido che copre tutte le sporgenze, i bordi rigidi e gli spigoli di queste particelle. Queste particelle dure incapsulate appaiono morbide sulla superficie e non causeranno alcuna usura eccessiva.
This material will improve the slip on the surface and therefore will improve the scratch resistance slightly. 100 % more abrasion resistance Fig.5showstheabrasionresistanceofastandardpowder TABER Abrasor test resulted in only 130 mg weight loss compared to 290 mg weight loss for the standard Series. It has to be well noted that already standard
anche durante la loro applicazione presso il verniciatore. Solo durante il processo di polimerizzazione nel forno
di vernice in polvere e forniranno protezione contro
delle vernici in polvere e migliorerà la prestazione della Questo materiale migliorerà lo scivolamento sulla
100 % in più di resistenza all’abrasione vernice in polvere standard (TIGER Drylac® Series 089) resistente all’abrasione. Il test con l’abrasore TABER ha dato come risultato una perdita di peso di soli 130 mg che le vernici in polvere sono già ben
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3 - The hard ceramic particles are coated with a soft shell 3 - Le particelle ceramiche dure sono rivestite con un guscio morbido 4 - Schematical drawing of a highly abrasion resistant powder coating film after curing 4 - Disegno schematico di un film di vernice in polvere altamente resistente all’abrasione dopo la polimerizzazione 5 - TABER Abrasor test results with a standard and a highly abrasion resistant powder coating according to ASTM D4060-07 5 - I risultati di un test TABER Abrasor con una vernice in polvere standard e una altamente resistente all’abrasione secondo ASTM D4060-07
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powder coatings are well received in the market for the robust surface properties and the new abrasion resistant modification is dramatically improving the already excellent powder coated surfaces. Overall the performance of the modified powder coatings could be improved by more than 100 % in abrasion resistance. The highly abrasion resistant powder coatings already found their way into the market and several products in stores&fixtures markets such as clothing hangers (fig. 6), shelving systems, and shopping carts or hand and foot rails, office chairs, sun umbrella posts (fig. 7), industrial machine parts etc. are already successfully implemented.
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introdotte nel mercato grazie alle loro robuste proprietà superficiali e l’implementazione della resistenza all’abrasione sta migliorando notevolmente le già eccellenti superfici verniciate a polvere. Complessivamente le prestazioni delle polveri modificate possono essere migliorate di oltre il 100 % relativamente alla resistenza all’abrasione. Le polveri altamente resistenti all’abrasione hanno già trovato la loro strada nel mercato e sono già impiegate con successo per alcuni prodotti del settore negozi e attrezzature come appendiabiti (fig. 6), sistemi di mensole, carrelli per la spesa, corrimani, sedie da ufficio, montanti degli ombrelloni (fig. 7), parti di macchine industriali e così via.
INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE Innovazioni: presente e futuro
6 6 - A series of clothing hangers coated with highly abrasion resistant
6 - Una serie di all’abrasione
7 7 - Examples of garden furniture, a sector where these enhanced powder
7 - Un’esempio di arredo da giardino dove le polveri possono trovare vasta applicazione
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