Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
-
Jean-François AGASSANT : Ingénieur civil des Mines. Docteur ès sciences - Professeur à l’École nationale supérieure des mines de Paris - Directeur-adjoint du CEMEF (Centre de mise en forme des matériaux) - Directeur UMR-CNRS/École des mines de Paris n 7635
-
Robert HINAULT : Ingénieur ENSCR (École nationale supérieure de chimie de Rennes) - Directeur technique de la société Taraflex
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
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.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Description des lignes de calandrage PVC
English
1. Les bases du procédé de calandrage
-
Description du procédé
Le procédé de calandrage est basé sur un écoulement à température élevée d’une matière thermoplastique viscoélastique entre au moins deux cylindres entraînés. En fait, l’expérience montre que seul le calandrage avec quatre cylindres permet de maîtriser correctement la qualité des films ou des feuilles. Dans une calandre à quatre cylindres (figure 1), la masse plastique fondue en provenance du mélangeur gélifieur passe d’un cylindre à l’autre par trois entrefers qui sont de plus en plus étroits, ce qui entraîne un reflux avant chaque entrefer, en même temps qu’un élargissement de la feuille. Ces reflux forment ce qu’on appelle les bourrelets. Seul le premier bourrelet, appelé bourrelet d’alimentation, est limité en largeur par des guides matière. Les bourrelets 2 et 3 ont une largeur libre et une forme cylindrique, sauf aux extrémités où la forme s’ovalise. La feuille passe d’un cylindre à l’autre par différences de vitesse et de température. Les cylindres sont entraînés indépendamment, ce qui permet d’établir une friction entre eux (typiquement une différence de vitesse de 5 à 30 %) et ainsi d’assurer un passage parfait de la feuille d’un cylindre à l’autre. Le passage par simple différence de température est plus difficile à maîtriser.
-
Lignes de calandrage
Une calandre ne fonctionne pas de façon indépendante ; elle fait partie d’un ensemble complexe appelé ligne de calandrage. Les différentes phases généralement rencontrées sont les suivantes :
-
mélange des composants de la formulation (dry-blending) ;
-
gélification ;
-
homogénéisation ;
-
alimentation ;
-
calandrage ;
-
extraction-étirage ;
-
grainage ;
-
refroidissement ;
-
conditionnement.
-
Si la gélification a lieu dans un mélangeur interne fournée par fournée (batch) (60 à 90 kg), elle est dite discontinue. Si au contraire elle est réalisée dans une extrudeuse gélifieuse, elle est dite continue. Une ligne de calandrage n’est pas universelle, c’est-à-dire qu’il faut la définir en fonction...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Les bases du procédé de calandrage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VILLEMAIRE (J.P.), AGASSANT (J.F.) - Influence of shear and thermal history on melt rheology of PVC. - In « Interrelation between Processing, Structure and Properties of Polymeric Materials », edited by SEFERIS (J.C.), THEOCARIS (P.S.), Elsevier (1984).
-
(2) - GONNU (P.) - Influence des stabilisants thermiques sur le comportement rhéologique du PVC. - Mémoire CNAM (1984).
-
(3) - AGASSANT (J.-F.), AVENAS (P.), SERGENT (J.Ph.), VERGNES (B.), VINCENT (M.) - La mise en forme des matières plastiques. - Technique et Documentation (1996).
-
(4) - UNKRUER (W.) - * - Kunststoffe, 62, p. 7 (1972).
-
(5) - AGASSANT (J.-F.), ESPY (M.) - * - Polym. Eng. Sci., 25, p. 118 (1985).
-
(6) - AGASSANT (J.-F.), AVENAS (P.) - * - J. Macromol. Sci. Phys., B14, p. 345 (1977).
- ...
ANNEXES
-
1 À lire également dans nos bases
-
2 Normes et standards
-
3 Annuaire
- 3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive) 3.1.1 Calandres
- 3.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
- 3.3 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
- 3.4 Laboratoires – Bureau d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
3.1.2 Gélifieurs
3.1.3 Mélangeurs
3.1.4 Contrôle du bourrelet d'alimentation
1 À lire également dans nos bases
AUSSEUR (D.) - Poly(chlorure de vinyle). - [AM 3 325_04_1999] Archives matériaux (1999).
HRUSKA (V.), GUESNET (P.), SALIN (C.), COUCHOUD (J.-J.) - Poly(chlorure de vinyle). - [AM 3 325] Traité Plastiques et Composites (2007).
VERGNES (B.), CHAPET (M.) - Extrusion – Procédés d'extrusion bivis. - [AM 3 653] Traité Plastiques et Composites (2001).
DUVAL (C.) - Polypropylènes (PP). - [AM 3 320] Traité Plastiques et Composites (2004).
LEVRESSE (B.) - Polyéthylène basse densité. - [J 6 539] Traité Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique (1993).
NIVON (M.) - Sécurité dans la transformation des plastiques. - [AM 3 748] Traité Plastiques...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
