Les stries longitudinales constituent l'un des problèmes les plus épineux rencontrés lors des essais sur les machines de coulée de film : des motifs périodiques ou aléatoires apparaissent dans le sens de la traction, tantôt fins comme de la peau de requin, tantôt grossiers et tordus. La première réaction de beaucoup de gens est de penser que “ la filière est bouchée ” ou que “ le matériau est de mauvaise qualité ”, puis ils nettoient et changent de matériau à l'aveuglette, mais le problème persiste. En réalité, l’origine des stries longitudinales réside dans la rupture de la masse fondue, et la forme des stries vous indique directement le type de rupture et la direction du réglage. Cet article vous apprend à diagnostiquer à l’œil nu, sans recourir à des tableaux de paramètres, et à savoir comment régler la machine en observant les stries.
I. Comprendre les deux types de rupture par fusion : rupture visqueuse et rupture élastique
Lorsque la matière fondue est extrudée par la fente de la filière, elle subit à la fois des forces de cisaillement et de traction. Lorsque la vitesse d'extrusion dépasse la limite de tolérance du matériau, la matière fondue “ s'effondre ” : c'est ce qu'on appelle la rupture de la matière fondue.
| Type de fracture | Fonctionnalités de Stripe | Cause profonde |
|---|---|---|
| Rupture visqueuse | Fines, régulières, perpendiculaires au sens du courant (aspect peau de requin) | Le taux de cisaillement au niveau de la paroi de la tête d'extrusion est trop élevé, ce qui provoque une “ déchirure ” de la matière fondue. |
| Fracture élastique | Rugueux, torsadé, irrégulier et en forme de spirale dans le sens de l'écoulement. | L'énergie élastique emmagasinée dans la masse en fusion est soudainement libérée, provoquant une “ convulsion ” de celle-ci. |
II. Rupture visqueuse (effet peau de requin) : réduire la vitesse ou augmenter la température
Diagnostic visuel :
La surface de la membrane ressemble à de la peau de requin, avec de fines ondulations transversales régulières (perpendiculaires au sens de la traction).
Ce phénomène se produit généralement à des vitesses d'extrusion élevées et disparaît lorsque la vitesse diminue. On le rencontre couramment avec les matériaux à haute viscosité (tels que le PET et le PP à indice de fluidité élevé).
Pourquoi cela se produit-il ?
La matière fondue est soumise à des vitesses de cisaillement extrêmement élevées au niveau de la paroi de la filière, ce qui provoque un “ entraînement ” et une fracture de la surface, tandis que l'intérieur reste intact. C'est un peu comme si l'on tirait violemment sur une serviette en papier humide : c'est la surface qui se déchire en premier.
À ne pas faire : ne baissez jamais la température ! Une baisse de température augmenterait la viscosité et aggraverait la fissure.
III. Rupture élastique (en spirale) : chauffage ou additifs
Diagnostic visuel :
Les stries sont larges, tordues et irrégulières, et s'étendent dans le sens de la traction (longitudinal).
Parfois, elles prennent la forme d'une spirale ou d'un bambou, et il arrive même que tout le rideau de matière en fusion vibre.
Ils apparaissent généralement de manière soudaine à vitesse modérée et persistent pendant un certain temps après le ralentissement.
Pourquoi cela se produit-il ?
La matière fondue est étirée et emmagasine de l'énergie potentielle élastique à l'intérieur de la filière ; celle-ci est soudainement libérée à la sortie de la filière, provoquant un “ sursaut ” de la matière fondue. Ce phénomène est courant dans les matériaux présentant une distribution de poids moléculaire très étroite (tels que certaines polyoléfines métallocènes et le PMMA à haut poids moléculaire).
À ne pas faire :
Ne réduisez jamais la vitesse ! En cas de rupture élastique, réduire la vitesse s'avère souvent inefficace et peut même modifier la période de stries sans pour autant l'éliminer. La solution consiste à réduire l'élasticité.
IV. Vérification rapide sur une ligne de production de films coulés de type bureau
Lignes de production de films coulés de table, grâce à leurs vis courtes et à leurs matrices de petite taille, permettent d'observer plus facilement le point critique de rupture de la matière fondue et nécessitent moins de matière première (500 g suffisent pour un balayage rapide). Procédure recommandée :
Réglez les températures du canon et de la matrice.
Augmentez progressivement la vitesse de traction, de faible à élevée (tout en adaptant le débit d'extrusion).
Notez la “ vitesse critique ” à laquelle des traînées apparaissent.
Ajustez la vitesse en fonction de la morphologie des traînées, comme décrit ci-dessus, et vérifiez si la vitesse critique augmente.
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