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PERSPEX®


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INSEGNE - Proprietà

Proprietà dei materiali

Resistenza agli agenti atmosferici
Quasi tutti i tipi di lastre acriliche PERSPEX hanno eccezionale resistenza agli agenti atmosferici e sotto questo profilo si possono classificare tra i migliori materiali polimerici esistenti. In condizioni normali di esposizione le insegne correttamente fabbricate con lastre di PERSPEX colorate in massa conservano inalterate le loro proprietà meccaniche per la prevista vita utile di 10 anni di esposizione all'esterno.
Tutti i PERSPEX colorati sono ottenuti con pigmenti e coloranti di comprovata stabilità all'esterno e non vengono risparmiati sforzi per far si che le insegne in PERSPEX colorato non sbiadiscano né cambino colore nel corso della loro vita utile.

Proprietà ottiche delle lastre colorate
Il PERSPEX è prodotto secondo standard elevatissimi ed ha ottenuto le certificazioni ISO 9002 e BS5750 per i sistemi di qualità ICI Acrylics che garantiscono l'uniformità dei colori da lastra a lastra e da partita a partita.
Il PERSPEX possiede eccezionale resistenza agli agenti atmosferici ed essendo colorato in massa, cioè nell'intero spessore delle lastre, eventuali graffi o altri danni superficiali non pregiudicano l'estetica delle insegne luminose.
Quasi tutti i PERSPEX colorati hanno composizione costante nell'intero spessore e perciò la trasmissione di luce diminuisce al crescere dello spessore delle lastre. I colori detti 'a trasmissione costante' (CT) sono invece prodotti in modo da dare la medesima trasmissione di luce indipendentemente dallo spessore delle lastre. (Questi colori recano nel codice la lettera T, per es. Opal 1T02).

Fattori che influiscono sulla percezione del colore
Tolleranze sugli spessori
Nelle lastre acriliche colorate sono ammesse tolleranze sugli spessori che possono dar luogo a variazioni di colore per luce trasmessa tra i valori estremi delle tolleranze. In generale le variazioni di spessore sono minori nelle lastre PERSPEX TX estruse che in quelle colate di uguale spessore. Queste variazioni di spessore influiscono anche sui colori CT in luce trasmessa.
Questo effetto tipico delle lastre colorate può provocare sensibili variazioni di tonalità soprattutto nei blu e nei verdi osservati in luce trasmessa, anche se la differenza effettiva di spessore è minima. Quando si giuntano di testa due lastre può risultare visibile l'effetto di una differenza di spessore di soli 0,125 mm. Dovendo eseguire una giunzione di testa, per esempio in un'insegna a fascia lunga, si dovrà controllare attentamente lo spessore delle lastre per ridurre al minimo possibile le eventuali variazioni di colore tra pannelli adiacenti.
Si raccomanda anche di controllare le lastre fianco a fianco in una visione di grandi dimensioni per assicurarsi dell'uniformità del colore trasmesso prima di tagliarle o d'incollarle.

Spessore delle lastre
Nel caso dei colori standard si può aumentare lo spessore delle lastre per ridurre la luminosità di un'insegna in conformità alle norme locali sulla luminanza. Un altro mezzo è usare lampade di minor potenza. L'aumento di spessore delle lastre provoca una certa variazione di colore: essa è minima se vista in luce riflessa, ma può diventare piuttosto sensibile in luce trasmessa.

Finitura superficiale
Le lastre PERSPEX colate con superficie goffrata si possono usare nella fabbricazione d'insegne per ragioni estetiche e per ridurne il fattore di riflessione. Se tuttavia si usa più di un pannello bisogna fare attenzione perché queste lastre possono mostrare un effetto direzionale se osservate sotto una certa angolazione. Inoltre il PERSPEX SILK ha un leggero effetto di diffusione della luce per cui i colori appaiono lievemente più chiari dei colori standard lucidi.

Effetto del calore sul colore
Alcuni tipi di PERSPEX possono cambiare temporaneamente colore quando vengono riscaldati per effetto del calore sulle proprietà di alcuni ingredienti. Il fenomeno scompare quando la lastra o lo stampato raffreddano a temperatura ambiente.

Proprietà meccaniche
1) Dati per la progettazione
Nel progettare un'insegna in lastre acriliche PERSPEX è importante tenere conto delle proprietà meccaniche del materiale. In questa sede non intendiamo analizzare in dettaglio la progettazione d'insegne, ma soltanto accennare ad alcune caratteristiche importanti del prodotto.
Soprattutto quando si progettano insegne di grandi dimensioni è importante tenere in debita considerazione il carico del vento sulle superfici verticali, non solo quello in condizioni normali ma anche carichi eccezionali di breve durata ai quali l'insegna può trovarsi soggetta una o due volte nell'intero suo arco di vita.
Le formule a disposizione dei progettisti si basano in maggioranza su due presupposti:
  • la curva carico/deformazione del materiale abbia andamento lineare
  • le deformazioni prodotte siano modeste.

  • Il PERSPEX soddisfa in buona misura queste condizioni, a patto che nel progetto vengano inseriti certi vincoli in aggiunta a quelli normalmente previsti. Dalle Figure 1 e 2 si rileva che il carico ammissibile e il modulo di progetto per il PERSPEX dipendono notevolmente dalla temperatura, per cui per poter eseguire un buon progetto è necessario conoscere preventivamente la prevista temperatura massima dell'insegna.

    Figura 1 - Modulo elastico di progetto del PERSPEX in funzione della temperatura


    Figura 2 - Carico ammissibile per il PERSPEX in funzione della temperatura

    2) Carico ammissibile
    Le curve di carico/deformazione del PERSPEX a temperature normale hanno andamento quasi lineare per deformazioni fino all'1%. Poiché i carichi di progetto consigliati sono tali che questa deformazione non viene mai superata, neppure in caso di scorrimento plastico, il problema della non-linearità non si pone nemmeno. Tuttavia le considerazioni sul carico ammissibile non tengono conto del problema delle grandi deformazioni che possono verificarsi a causa del basso modulo elastico del PERSPEX, problema questo che si può risolvere in due modi.
    Il primo e più ovvio è quello di applicare la teoria delle grandi deformazioni. Si tratta però di un sistema complesso e in molti casi non esistono formule adatte ai plastici.
    Il secondo metodo e quello di applicare la teoria delle piccole deformazioni, molto più semplice. Anziché considerare il progetto semplicemente dal punto di vista delle sollecitazioni prodotte nel materiale dai carichi, si prendono in esame anzitutto le deformazioni prodotte e si pone un limite alla deformazione ammissibile. Questo metodo ha inoltre il vantaggio di tenere sotto controllo la deformazione del manufatto sotto carico.

    Per questi motivi si consiglia di usare, nella progettazione d'insegne in PERSPEX, la teoria delle piccole deformazioni. In questo caso il vincolo imposto e che la deformazione massima non superi lo spessore del materiale. Con questa deformazione le tensioni 'di membrana' sono modeste rispetto alle tensioni prodotte dalla flessione.
    Una volta progettato il componente con questi criteri, il passo successivo è quello di accertarsi che in queste condizioni il carico ammissibile non venga superato.
    Nel caso di componenti con basso rapporto superficie/spessore è molto facile che per raggiungere una deformazione pari allo spessore venga superato il carico ammissibile. È perciò indispensabile calcolare sia la deformazione che il carico e, soprattutto, calcolarli nell'ordine indicato, cioè prima la deformazione e poi il carico. La procedura per progettare travi e pannelli in PERSPEX si può riassumere così:
    A. Utilizzando le formule (1) di Tabella 1 in funzione delle condizioni di montaggio, progettare una deformazione massima pari allo spessore del materiale. Poi, conoscendo il modulo elastico di progetto e le dimensioni del componente, determinare lo spessore minimo per un dato carico o il carico massimo per un dato spessore, secondo ciò che serve.
    B. Nella formula delle tensioni (2), sostituire il valore trovato precedentemente con la formula (1) allo spessore minimo o al carico massimo per determinare la tensione massima prodotta. Se questa supera quella ammissibile di progetto, aumentare adeguatamente lo spessore o ridurre il carico. (Se si rende necessaria questa seconda operazione, significa che sarà ampiamente soddisfatta la prima condizione di progetto, cioè che la deformazione massima non superi lo spessore del materiale.)

    Tabella 1 - Formule di progettazione per PERSPEX

    Applicazione

    Tipo di carico

    Montaggio

    (1) Deformazione

    (2) Tensione

    Pannello
    rettangolare

    Uniforme

    Sostenuto
    sui quattro bordi

    Bloccato
    sui quattro bordi

    Legenda
    a = lunghezza del pannello
    b = larghezza del pannello o della trave
    alfa = b/a
    ED = modulo elastico di progetto
    p = carico unitario
    SD = sollecitazione di progetto
    t = spessore
    La pressione p (kg/cm2) si può derivare anche dalla velocità del vento V (km/ora):  p = 0.0026V2

    Le formule di cui sopra si possono usare per la progettazione di insegne complesse soggette a carichi, soprattutto insegne di grandi dimensioni esposte in località dove la forza del vento può raggiungere valori elevatissimi. La Tabella 2 riporta le proprietà del PERSPEX colato più importanti ai fini della progettazione.

    Tabella 2 - Proprietà del PERSPEX importanti ai fini della progettazione

    Proprietà

    Unità di misura

    Valore*

    Metodo di prova

    Modulo elastico di progetto

     

    Fig. 1 **

     

    Carico ammissibile

     

    Fig. 2 **

     

    Rapporto di Poisson a 20°C

     

    0.38

     

    Densità

    g/cm3

    1.19

    ISO RI 183/A

    Coeff. dilatazione termica lineare

    per °C

    7.7x 10-5

    DIN 53752 (0-50°C)

    Tolleranza dimensionale per assorbimento d'acqua

    % lunghezza

    0.3

    0.3

    * Valori medi ottenuti su campioni rappresentativi di PERSPEX, non costituiscono capitolato
    ** Calcolati in funzione della temperatura

    Per tutte le altre insegne, per es. di negozi stazioni di servizio, ecc.. l'esperienza di oltre 30 anni ha dimostrato che per sostenere i massimi carichi previsti del vento è sufficiente applicare alcune semplici regole attinenti al rapporto spessore della lastra/dimensioni dell'insegna.

    3) Precauzioni contro la deformazione delle lastre
    La deformazione può essere provocata dal carico del vento o dal peso del materiale quando lastre di grandi dimensioni appoggiano sul bordo inferiore. È quindi importante prendere adeguate precauzioni per evitare che la deformazione diventi eccessiva e attenersi alle seguenti raccomandazioni in fase di progetto e di fabbricazione.
    La Tabella 3 indica lo spessore minimo del PERSPEX consigliato in rapporto alla dimensione minore di un pannello, per esempio in un'insegna a fascia. Il rispetto di questi valori consente di contenere entro limiti accettabili la flessione di un'insegna adeguatamente sostenuta, esposta a venti di 50 metri al secondo.

    Tabella 3 - Spessori del PERSPEX necessari perché pannelli piani resistano a venti di 50 metri/secondo

    Dimensione minore del pannello
    (solitamente l'altezza) (mm)

    Spessore del
    PERSPEX (mm)

    Fino a 400

    3

    400-600

    4

    600-750

    5

    750 - 900

    6

    900 - 1200

    8

    1200 - 1500

    12

    1500-2000

    15

    4) Assorbimento d'acqua
    A lungo termine il PERSPEX può assorbire fino al 2% di acqua, con conseguenti variazioni dimensionali delle lastre. Quantità assorbita e variazione dimensionale dipendono dall'umidità atmosferica e dal contenuto iniziale d'acqua del PERSPEX. Come regola generale si può dire che, nel caso di lastre inizialmente abbastanza asciutte,

    umidità relative del

    100%

    80%

    60%

    danno variazioni dimensionali dello  

    0.3%

    0.2%

    0.1%

    Altra regola generale è che le lastre estruse PERSPEX TX possono subire variazioni dimensionali lievemente maggiori in quanto hanno contenuto iniziale d'umidità inferiore a quello delle lastre colate. Queste maggiori variazioni dimensionali possono provocare distorsioni nei pannelli di grandi dimensioni per insegne a fascia.

    5) Dilatazione termica
    Il coefficiente di dilatazione termica lineare di tutte le materie plastiche è maggiore di quello della maggioranza dei materiali tradizionali. Per cui se si prevedono escursioni termiche significative occorre lasciare un margine di sicurezza per il movimento del materiale.
    Ne segue perciò che quando si deve usare il PERSPEX per insegne esterne, in fase di progetto e di realizzazione occorre lasciare un gioco per la dilatazione e la contrazione termica delle lastre. In Europa possono aversi escursioni massime di 50°C (da -20°C a +30°C) e umidità relativa media dell'80%, quindi si consiglia di lasciare un gioco dello 0.5%. cioè 5 mm per metro su ciascuna dimensione.
    Quando si monta il PERSPEX entro intelaiature ad U è importantissimo anche che la battuta sia sufficientemente profonda per assorbire non solo la dilatazione ma anche la corrispondente contrazione in condizioni di freddo intenso. In caso contrario può accadere che venti violenti divelgano i pannelli o che si abbiano fughe di luce per la formazione di aperture verticali tra lastra e telaio.



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