Pourquoi le film et la fibre doivent être compactés avant l'extrusion

Le problème : la densité apparente

Une extrudeuse est un dispositif volumétrique au niveau de la zone d'alimentation. Elle accepte un certain volume par révolution, et ce volume possède une masse associée. Pour des paillettes rigides, cette masse est substantielle. Pour du film en vrac, elle est très faible.

La conséquence est qu'une extrudeuse prévue pour un débit donné en kilogrammes par heure ne l'atteindra qu'avec un matériau d'une certaine densité apparente. Si vous l'alimentez avec du film en vrac, les filets de la vis ne sont pas remplis ; le matériau n'est pas transporté de manière cohérente ; la pression de fusion fluctue ; et le débit chute bien en dessous de la capacité nominale, quel que soit le réglage de la machine.

C'est pourquoi la densité apparente, et non le débit, est la contrainte dans le recyclage des films et des fibres.

Ce qui se passe sans compactage

L'alimentation directe d'une extrudeuse avec du film ou de la fibre en vrac produit généralement :

• Des irrégularités — l'alimentation forme des ponts puis s'effondre alternativement, provoquant une oscillation du débit massique.
• Pression de fusion instable, ce qui se traduit à la filière par une taille de granulés variable.
• Des particules non fondues, car le temps de séjour est incohérent.
• Un faible débit réalisable, souvent bien inférieur à la capacité nominale de la machine.
• Une énergie spécifique plus élevée, car l'extrudeuse fonctionne dans des conditions pour lesquelles elle n'a pas été conçue.

Comment fonctionne un compacteur-alimentateur

Le matériau entre dans un compacteur — généralement une chambre verticale avec des lames rotatives — où il est coupé, mélangé et chauffé par friction sans être totalement fondu. L'effet combiné est :

1. Réduction de taille du film ou de la fibre entrant.
2. Une densification en une masse semblable à de la chapelure avec une densité apparente bien plus élevée.
3. Un séchage partiel, car l'humidité de surface est éliminée par la chaleur de friction.
4. Une homogénéisation, afin que le matériau présenté à la vis soit cohérent.

Le matériau densifié est ensuite introduit dans la vis de l'extrudeuse dans des conditions contrôlées. Comme l'alimentation est désormais constante en densité et en température, la vis se remplit correctement et le processus se stabilise.

Ce que le compactage change en aval

• Une pression de fusion stable à la filière, ce qui rend la taille des granulés cohérente.
• Un débit réalisable plus élevé avec la même extrudeuse, car les filets sont réellement remplis.
• Meilleur comportement de filtration, car la matière fondue est plus homogène lorsqu'elle atteint le filtre.
• Moins d'humidité à éliminer thermiquement, car une partie a été évacuée dans le compacteur.

Lorsque le compactage est requis

Le compactage est normalement requis lorsque l'alimentation a une très faible densité apparente :

• Films LDPE, LLDPE et films étirables
• Sacs tissés et raphia en PP et PE
• Déchets de non-tissés et de fibres
• Films fortement imprimés ou laminés
• Toute matière première ayant été mise en balles et conservant une faible densité après ouverture

Il n'est généralement pas requis pour les paillettes rigides lavées, le rebroyé ou les matériaux de contenants plus denses, qui alimentent directement une extrudeuse.

La décision est prise à partir de la densité apparente mesurée du matériau réel — un chiffre établi lors de la discussion du projet plutôt que supposé.

Relation avec le reste de la ligne

Le compactage n'est pas un choix isolé. Il interagit avec :

• Le lavage et le séchage en amont — une alimentation plus humide nécessite plus de travail dans le compacteur.
• Le dégazage en aval — l'humidité non éliminée dans le compacteur doit être évacuée ultérieurement.
• Filtration — une matière fondue homogénéisée colmate un filtre de manière plus uniforme et prévisible.
• Granulation en une ou deux étapes — le compactage modifie souvent l'option appropriée.

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