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RÉSUMÉ
L'article commence par retracer l'historique du développement de la coextrusion, en soulignant son impact sur les marchés de la feuille et de la plaque. Après avoir évoqué les défauts classiques engendrés par les déformations et instabilités d'interface, il décrit les deux technologies génériques que sont la boîte de coextrusion et la filière multicanaux, en mettant en relief les détails de conception des matériels offerts sur le marché. Sont ensuite mentionnés les développements en cours concernant les multiplicateurs de couche et la mesure en continu par jauge IR des épaisseurs de couches. Enfin, il aborde la coextrusion multibandes, aspect moins connu du sujet mais néanmoins digne d'intérêt.
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Francis PINSOLLE : Ingénieur ENSEM (École nationale supérieure d'électricité et de mécanique de Nancy), - Master of Sciences de l'Université de Philadelphie (U of P), - IAE (Institut d'administration des entreprises d'Aix-en-Provence)
INTRODUCTION
La coextrusion s'est imposée en moins de quarante ans comme une composante technologique majeure de l'extrusion.
Dans tous les domaines, du tube à la feuille, du profilé à la plaque, de la bouteille au film soufflé, elle est au cœur des procédés de fabrication. Elle permet, entre autres, d'incorporer :
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une couche de protection sur une face extérieure de profilé ;
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un joint flexible sur un profilé rigide ;
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une couche de couleur et/ou de protection en surface d'une feuille ou d'une plaque ;
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une couche interne barrière dans une feuille, un tube ou une bouteille ;
-
des rayures sur la paroi externe des tubes et des pailles (utilisées pour boire) ;
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une couche interne de recyclage, etc.
En particulier, la coextrusion est omniprésente dans la fabrication de feuille ou plaque au point que pratiquement toute ligne vendue aujourd'hui incorpore plusieurs extrudeuses.
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6. Filière multicanal
Le fonctionnement de la filière multicanal repose sur deux principes :
-
la séparation des écoulements ;
-
le réglage individuel des épaisseurs de chaque écoulement.
Elle se compose de plusieurs canaux portemanteau A, B, C… qui débouchent dans un entrefer commun, zone où l’écoulement devient multicouche.
La répartition d’épaisseur dans chaque canal se règle avec la barre d’étranglement qui lui est associée, et la répartition d’épaisseur totale se règle avec les lèvres flexibles (figure 31 : filière à 3 canaux).
La filière multicanal fonde ses avantages sur le double principe qui la caractérise :
-
la distance relativement courte (inférieure à 25 à 30 fois l'épaisseur totale de la feuille) du parcours commun en mode multicouche :
-
qui minimise l’effet d’enrobage,
-
qui autorise la mise en œuvre de polymères avec de plus grands écarts de viscosité,
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qui permet d’éviter que se développent les instabilités interfaciales de type convectif ;
-
-
la possibilité de régler les épaisseurs individuelles de couches qui impose ce type de filière chaque fois que les tolérances sont très strictes.
C’est notamment le cas lorsque la structure incorpore une couche protectrice qui doit être enlevée avant utilisation de la feuille ou de la plaque. Dans ce type d’application, où la face externe finale n’est autre que l’interface entre la couche protectrice et la couche interne voisine, toute déformation d’interface (enrobage, déformation élastique, effets WM), provoque des écarts d’épaisseur qui font que la feuille « résultante » est en dehors des tolérances.
On peut citer l’exemple d’une feuille barrière PS-EVOH-PE-PP utilisée dans les applications NAS. La feuille finale, après enlèvement de la couche de PP, est un PS-EVOH-PE qui présente en face externe l’interface entre les couches PP-PE ; sa non-planéité, qui résulte des déformations d’interface, n’est pas compatible avec les exigences en matière de régularité d’épaisseur que tolère le procédé (figure 32).
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEFEVRE (L.E.), MIDLAND (P.B.Jr.) - The Dow Chemical Company - Extrusion Method – brevet US 3 479 425 (18/11/1969).
-
(2) - CHISHOLM (D.), MIDLAND, SCHRENK (W.J.) - The Dow Chemical Company - Method of Extruding Laminates – brevet US 3 557 265 (19/01/1971).
-
(3) - NISSEL (F.R.) - * - . – Method and Apparatus for making multiple layered sheets – brevet US 3 959 431, Welex Inc (25/05/1976).
-
(4) - CLOEREN (P.) - * - . – Method for forming multilayer laminates – brevet US 4 152 387 (1/05/1979).
-
(5) - HAN (C.D.), SHETTY (R.) - Study of bicomponent coextrusion of molten polymers - Journal of Applied Polymer Science, volume 17, page 1289 (1973).
-
(6) - LEE (L.B.), WHITE (J.L.) - An experimental study of rheological properties of polymer melts in laminar shear...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Contour Die™ (EDI) http://www.extrusiondies.com
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NDC
High Resolution Full Spectrum InfraRed
HAUT DE PAGE3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
EDI
Welex
Cloeren
Verbruggen
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