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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 :
-
une résine peu coûteuse servant de structure mécanique ;
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une résine servant de liant ;
-
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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Instabilités et défauts d'extrusion
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3. Paramètres affectant la géométrie des bulles
La différence principale entre le soufflage de gaine et la majorité des autres procédés de mise en œuvre des polymères est la présence d'une surface libre de plusieurs mètres. En soufflage de gaine, la présence d'une surface libre entraîne une multitude de profils de bulle. Les paramètres pilotant la géométrie doivent être bien compris afin de pouvoir produire une bulle stable possédant les dimensions et les propriétés souhaitées. La géométrie de la bulle est pilotée par :
-
les conditions d'étirage (BUR et Dr) ;
-
le taux de refroidissement ;
-
les propriétés (thermique et rhéologique) des matériaux utilisés.
On constate figure 2 que la forme de la bulle peut être apparentée à un verre à vin (ballon 2a ou flûte 2b) plus ou moins évasé. Les figures 2 a et 2 b ont été obtenues en utilisant les mêmes conditions à l'exception du taux de gonflement. On constate que cette variation a pour effet de modifier drastiquement la position de la ligne de figeage et la géométrie de la bulle. La surface disponible pour l'échange thermique à faible taux de gonflement (figure 3 b) est plus faible qu'à fort taux de gonflement (figure 3 a). Le film s'amincit aussi plus rapidement lorsque le taux de gonflement est élevé, ce qui se traduit donc, à isodébit d'air de refroidissement, par une longueur plus faible pour atteindre la température de cristallisation. Grâce aux anneaux double flux, il est...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Reinfenhauser http://www.reifenhauser. com/en/folienanlagen/p0003_schlauch_mod.asp
-
(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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