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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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2. Outillage
2.1 Extrudeuses
Le procédé de soufflage de gaine fait appel à des extrudeuses monovis relativement longues, c'est-à-dire avec un ratio longueur sur diamètre compris entre 24 et 32. Le diamètre D de la vis pilote en grande partie le débit. L'utilisation d'un fourreau rainuré d'une longueur d'environ 4D situé sous la trémie permet d'augmenter le débit. La présence de rainures augmente le coefficient de friction entre les granulés et le fourreau, ce qui entraîne un transport vers l'avant de la vis plus efficace et par le fait même un débit plus important. Contrairement au reste du fourreau, cette petite section est refroidie afin d'éviter des problèmes de colmatage au pied de la trémie.
les principes généraux de l'extrusion monovis sont expliqués en détail dans les dossiers Extrusion. Extrusion monovis [AM 3650] et [AM 3651].
2.2 Filières d'extrusion
La fonction principale de la filière est de recevoir le polymère fondu provenant de l'extrudeuse et de lui donner la forme d'un tube très fin. Les principales caractéristiques géométriques des filières de soufflage de gaine sont le rayon interne R 0 et l'entrefer H 0 . Typiquement le ratio H0 /R0 est inférieur à 0,01. En général l'extrusion est effectuée à la verticale du bas vers le haut. Il existe aussi quelques lignes où l'extrusion est effectuée du haut vers le bas et encore plus rarement des systèmes permettant l'extrusion à l'horizontale. La filière doit permettre de délivrer le polymère fondu de façon régulière,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Reinfenhauser http://www.reifenhauser. com/en/folienanlagen/p0003_schlauch_mod.asp
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(2) - * - Plastics Extrusion Technology Handbook, Levy & Carley
-
(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
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(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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