Les bases du procédé de calandrage
Calandrage

Le calandrage est un procédé de fabrication de feuilles (> 100 µm) ou de films (< 100 µm) en polymères par écrasement de la masse plastique fondue entre plusieurs cylindres chauffés et entraînés mécaniquement. Cette technologie est très ancienne, un brevet US (n 16) de 1836 revendique le calandrage du caoutchouc. Le calandrage s’est développé conjointement avec le PVC [poly(chlorure de vinyle)] à partir des années 1940. Aujourd’hui encore le PVC reste le polymère le plus transformé par calandrage bien que d’autres polymères puissent être calandrés : les élastomères, les alliages d’élastomères (par exemple : Santoprène, Alcryn), le polyéthylène chloré, le polyéthylène chlorosulfoné (par exemple : Hypalon) ; et certains polymères polyoléfiniques [polyéthylènes basse densité (PEBD), copolymères éthylènepropylène, éthylène vinylacrylate (EVA), polypropylène (PP) ...].

Comparativement aux procédés d’extrusion-soufflage et d’extrusion à travers une filière plate, qui permettent également de produire des films et des feuilles de matières thermoplastiques, le calandrage se différencie par :

• un niveau d’investissement beaucoup plus important, typiquement d’un facteur 20 ;

• des débits très élevés : de 2 t/h à 6 t/h selon que l’on transforme du PVC rigide ou du PVC plastifié chargé. Ces chiffres sont 3 à 4 fois plus élevés que ceux obtenus par extrusion filière plate et 2 à 3 fois plus élevés que par extrusion-soufflage ;

• des largeurs importantes : 4 000 mm sans étirage pour les feuilles, ou avec étirage pour les films. Ces largeurs sont comparables à celles obtenues par extrusion soufflage ;

• une très bonne qualité des films et feuilles, c’est-à-dire : planéité, profil, fini de surface, stabilité dimensionnelle ;

• une gamme d’épaisseur plus restreinte (50 µm pour le PVC rigide à 1,3 mm pour le PVC plastifié chargé) qu’en extrusion (10 µm en extrusion-soufflage ou extrusion filière plate plus étirage à 2 mm pour l’extrusion avec filière plate).

On peut donc dire que calandrage et extrusion se complètent : le calandrage est bien adapté aux productions de grandes séries où l’on recherche à la fois qualité et débit ; l’extrusion, qui peut être facilement dimensionnée à la taille des séries, est surtout recherchée pour sa polyvalence (pratiquement tous les polymères thermoplastiques peuvent s’extruder).

En Europe de l’Ouest, la consommation annuelle de PVC est d’environ six millions de tonnes (d’après l’European Council of Vinyl Manufacturers : 1997). Le calandrage représente environ 18 % de la totalité des procédés de transformation du PVC, les principaux marchés des produits calandrés étant l’emballage rigide (films thermoformés), les revêtements de sols et de toitures, les films pour la maroquinerie, l’automobile, les revêtements textiles...

Dans ce qui suit nous évoquerons uniquement le calandrage du PVC.