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Les films thermoretractables

Les films thermorétractables se contractent sous l’effet de la chaleur car, lors de la mise en œuvre, les contraintes imprimées au film sont brutalement figées. Il s'agit de films polymères orientés qui, au réchauffage, relachent les tensions accumulées.

Le phénomène se déroule en trois temps :

  • entrée du film dans le four : dilatation thermique durant la chauffe ;
  • le film atteint Tramollissement: les tensions internes se libèrent, le film se rétracte ;
  • sortie du four et refroidissement du film .

Aujourd’hui, les considérations écologiques et économiques poussent les formulateurs à développer des films thermorétractables d’épaisseur plus faible, issus de matières recyclées ou biodégradables.

 

CARACTERES GENERAUX

Les films thermorétractables sont utilisés depuis des décennies dans de nombreux secteurs : la papeterie pour envelopper certains livres afin de les protéger ou d’empêcher leur lecture, l'agroalimentaire en couverture de certains aliments (fromage, viande, légumes), la mise sous films de fret palettisé, la protection de bateaux...

Les matières à base de PE sont principalement utilisées et sont fortement bi-orientées pendant les étapes de mise en œuvre. Les autres plastiques généralement utilisés sont le PVC, le PS, le PP, le PA6 et les polyesters (ex: PET). Dans certains cas, plusieurs polymères sont associés entre eux. Les polymères utilisés dans l’emballage doivent remplir trois fonctions : présentation, conservation et processabilité.

La présentation permet de séduire l’acheteur potentiel par le graphisme et les couleurs, et synthétise rapidement le segment dans lequel le client fait habituellement ses achats.

La conservation s’échelonne de quelques jours à 24 mois, avec ou sans chaîne de froid, ce qui implique des niveaux de barrière différents (O2, H2O, UV) mais aussi des soudures avec une certaine étanchéité.

La processabilité est l’aptitude du matériau à être utilisé sur les technologies disponibles : sachets préfabriqués, machine verticale ou horizontale, machine de thermoformage ou de pliage, operculage de barquettes, compression...

 

PROCEDES DE MISE EN OEUVRE

La mise en œuvre des films thermorétractables peut être réalisée par le biais de deux procédés : l’extrusion-gonflage (ou procédé “double bulle”) et le procédé filière plate en deux operation.

Extrusion gonflage  Cast extrusion

Dans le 1er cas, la bulle est obtenue en soufflant de l’air chaud dans un tube polymère à la sortie d’une filière annulaire. Dans le 2nd cas, un système de rouleaux refroidis permet d’obtenir l’orientation visée.

 

MICROSTRUCTURE DES FILMS

Lors de la fabrication des films thermorétractables, les macromolécules sont étirées, orientées et figées dans un état de faible entropie. Si de la chaleur est appliquée au film non-contraint, les macromolecules vont rapidement se comprimer à travers un ensemble coordonné de mouvements moléculaires et retourner à un état d’entropie élevée, restituant la contrainte élastique stockée. 

Ainsi, la rétraction est principalement due à la relaxation de l’extension des chaines amorphes lors du passage de la Tg et/ou à l’orientation des cristaux lors du passage de la température de fusion Tf. La force de rétraction sera d’autant plus grande que le traitement thermique sera réalisé au voisinage des températures caractéristiques.

 

Influence des conditions de mise en oeuvre

Les films thermorétractables possèdent en général une structure bi-orientée. L’intensité de l’orientation est donnée par la force d’étirage dans le sens machine TUR et dans le sens transversal BUR, le TUR étant prédominant sur le BUR. Le dosage des deux va permettre de passer d’un film mono-orienté sens machine à un film biorienté. Quand le BUR augmente, la rétraction augmente selon le sens transverse TD et diminue selon le sens machine MD

Par ailleurs, plus la hauteur de figeage FLH est grande, plus l’orientation des lamelles se fait selon TD.

Influence du matériau (structure, composition)

La microstructure du film dépend de la composition du materiau. La structure du polymère (ramification, masse molaire, Ip) est d’une importance capitale. De plus, les additifs (plastifiants, charges…) modifient la rétraction en jouant notamment sur les enchevêtrements.

 

 

LE RETRATECH : CARACTERISATION DES FILMS THERMORETRACTABLES

Le RETRATECH est destiné au contrôle des paramètres de rétraction des films plastiques. Il est aussi utile au fabricant de films pour développer et tester de nouvelles matières, qu'à l'utilisateur qui pourra adapter ses paramètres d'emballage en fonction des différents films reçus, et effectuer un contrôle réception et une sélection efficace.

Il est en accord avec les normes ISO 14616, DIN 53369 et 53125.

Le RETRACTECH est destiné :

  • au contrôle réception des films;
  • au contrôle qualité; - à l'optimisation des formulations;
  • à la réduction des rebuts;
  • à l'optimisation du processus d'emballage.

La méthode consiste à soumettre deux éprouvettes à un cycle thermique simulant le passage d'un colis dans un tunnel de rétraction. L’une d’entre-elles est reliée à un capteur de force, l’autre à un capteur à position incrémentielle. Un logiciel spécificique permet de suivre l’évolution de la force et du retrait.

Si vous souhaitez plus d'informations sur le RETRATECH, rendez-vous ICI.

 

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    Notre laboratoire d’essais vient de faire l’acquisition d’une enceinte thermo-régulée pour machine universelle d’essais.

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    Matériau Ingénierie a obtenu du Ministère de l’Education Nationale, de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche la décision d’agrément qui reconnait sa capacité à  mener des travaux de R&D éligibles au titre du Crédit Impôts Recherche (CIR) pour le compte de sociétés.

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    Notre équipe R&D travaille actuellement au développement d’une gamme d’éléments de couverture pour paillottes en sagnes de Camargue. 

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