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RÉSUMÉ
Pour réaliser des films de polymères disposant d'une bonne performance mécanique, on procède généralement au soufflage de gaine. Cette technique offre de nombreux avantages par rapport au procédé d'extrusion à plat. Cela permet d'obtenir des films fins (quelques dizaines de micromètres) de très grandes dimensions à partir d'un outillage relativement compact. De plus, les lignes de soufflage modernes sont en mesure de produire des structures multicouches. Les innovations technologiques continuent d'améliorer les performances des équipements (filières, anneaux, systèmes de contrôle) de façon à produire des films de meilleure qualité (transparence, performance mécanique, propriétés barrières) à plus haut débit.
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Eric GAMACHE : Ingénieur de recherche Arkema CERDATO - Docteur en sciences et génie des matériaux de l'École nationale supérieure des mines de Paris - Ph. D de l'École polytechnique de Montréal
INTRODUCTION
Le procédé de soufflage de gaine aussi nommé « Film Blowing » en anglais est avec le procédé d'extrusion à plat une des méthodes principales permettant de produire des films de polymères . Les structures produites ont en général une épaisseur comprise entre 10 et 200 µm. On préfére le procédé de soufflage de gaine à l'extrusion à plat dans le cas où les emballages doivent avoir une bonne performance mécanique . En effet, le procédé de soufflage de gaine induit forcément un léger bi-étirage qui est particulièrement souhaitable pour la fabrication de films servant à la sacherie . Ce procédé permet aussi de produire des films de très grandes dimensions pouvant être utilisés pour la production de bâches agricoles . Le procédé de soufflage de gaine offre aussi l'avantage de permettre l'implantation d'une ligne industrielle de grande capacité sur une surface faible comparativement à la surface nécessaire pour l'implantation d'une ligne d'extrusion à plat. Les développements technologiques récents permettent de produire des films complexes élaborés à partir de nombreux matériaux polymères. Les lignes de soufflage modernes permettent de produire des structures multicouches . De façon générale, les films sont constitués de cinq couches obtenues à partir de trois matériaux :
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une résine peu coûteuse servant de structure mécanique ;
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une résine servant de liant ;
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une résine coûteuse offrant par exemple des propriétés barrières.
Les innovations technologiques récentes portent sur l'optimisation du refroidissement, sur le contrôle continu de l'épaisseur et sur l'augmentation de la productivité.
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6. Conclusion
Le procédé de soufflage de gaine (film blowing) permet d'obtenir des films fins (quelques dizaines de micromètres) de très grandes dimensions à partir d'un outillage relativement compact. Les films produits sont partiellement bi-orientés avec des propriétés mécaniques plus homogènes que les films produits par extrusion à plat. Les progrès technologiques récents sont l'amélioration du pilotage et le contrôle des lignes d'extrusion. Les systèmes de refroidissement interne et les anneaux de refroidissement à ouverture modulables permettent de réduire la variabilité (épaisseur et largeur) tout en augmentant la productivité. Avec l'apparition des filières empilable, les producteurs de films ont gagné en flexibilité et de nouvelles structures.
La modélisation permet la compréhension :
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des écoulements survenants dans les différents types de filière ;
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du comportement rhéologique des polyméres et de leur thermodépendance ;
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du comportement des polymères lors de leur étirage dans l'air ;
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de l'influence du refroidissement ;
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des interactions entre ces paramètres ;
-
de l'impact de ces paramètres sur la géométrie de la bulle et sur les performances mécaniques et barrières des films.
La finalité des travaux est d'améliorer encore plus les performances des équipements (filières, anneaux, systèmes de contrôle) de façon à pouvoir produire des films de meilleure qualité (transparence, performance mécanique, propriétés barrières) à plus haut débit. Les modèles instationnaires devraient quand à eux prédire les zones (BUR, TUR) de mise en œuvre optimale pour une combinaison de matériaux donnés afin de réduire les instabilités de procédés. Ils permettront aussi un pilotage plus efficace et un retour à des conditions stables plus rapide grâce à des boucles de contrôle adaptatives pour réduire les rebuts et donc améliorer la productivité.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Reinfenhauser http://www.reifenhauser. com/en/folienanlagen/p0003_schlauch_mod.asp
-
(2) - * - Plastics Extrusion Technology Handbook, Levy & Carley
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(3) - * - Janusz Sikora, Design of Extrusion Head. http://bc.pollub.pl/Content/101/Design+of+Extrusion+Heads.pdf
-
(4) - * - Brampton Engineering http://www.be-ca.com/blown_film_technology_center.asp
-
(5) - * - Battenfeld Gloucester
-
(6) - * - Windmoeller & Hoelscher http://www.whcorp.com/en/products/index_extrusion.html
-
(7) - LAFFARGUE (J.) - Étude et modélisation des instabilités du procédé...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Alpine Hosokawa https://www.hosokawa-alpine.fr/
Bandera https://www.luigibandera.com/fr/
Battenfeld Gloucester http://www.cms.battenfeld.com/BGE_Einstieg/BGE_default.htm
Brampton Engineering http://www.be-ca.com/blown_film_technology_center.asp
Dr Collin http://www.drcollin.de/
Kiefel http://www.kiefel-extrusion.com/
Macchi http://www.macchi.it/
Reifenhauser http://www.reifenhauser.com/en/index.asp
Windmoeller & Hoelscher http://www.whcorp.com/en/products/index_extrusion.html
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