LA MISE EN ŒUVRE DES PEBAX® Polyéther Block Amides

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Polyéther Block Amides
LA MISE EN ŒUVRE DES PEBAX®
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Sommaire
Présentation des Pebax®
Caractéristiques des Pebax® série 33 à la mise en œuvre
• Caractère semi-cristallin ........................................................ 3
• Propriétés rhéologiques ......................................................... 4
• Reprise d'humidité .............................................................. 10
Préparation des Pebax® série 33 à la mise en œuvre
•
•
•
•
•
Étuvage ..............................................................................
Stockage ............................................................................
Mélange des Pebax® et compatibilité....................................
Utilisation des déchets et recyclage .....................................
Coloration par le transformateur...........................................
14
16
16
16
16
Choix du matériel de transformation
• Groupe d'injection ............................................................... 18
• Groupe de fermeture ........................................................... 21
• Moules............................................................................... 22
Conditions générales d'injection des Pebax® série 33
•
•
•
•
•
Température d'injection .......................................................
Contre-pression et vitesse de rotation ..................................
Vitesse d'injection...............................................................
Température du moule ........................................................
Pressions d'injection et de maintien .....................................
28
29
29
29
29
Défauts de moulage
Retrait du Pebax®
• Quelques définitions ........................................................... 32
• Influence des paramètres d'injection sur le retrait du Pebax® ..... 32
Surmoulage
Assemblage et finition
• Aptitude au collage.............................................................. 34
• Aptitude au soudage ........................................................... 36
• Décoration.......................................................................... 36
1
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Présentation des Pebax®
Les Pebax®, polyéther block amides, sont
des élastomères thermoplastiques sans
plastifiant présentant d'excellentes proprié tés mécaniques, physiques et chimiques sur
une large gamme de souplesse. Leur remar quable comportement à la mise en œuvre en
font le produit idéal pour les pièces qui
nécessitent :
- une grande souplesse (gamme très
étendue) ;
- une excellente résistance aux chocs à
basse température ;
- des propriétés dynamiques élevées dues à
de faibles hystérésis (flexion alternée) ;
- une faible variation des propriétés de
- 40 °C à 80 °C ;
- une résistance à la plupart des attaques
chimiques.
2
ATOFINA propose une gamme de Pebax® pour
l'injection qui permet de choisir le
grade le mieux adapté, compte tenu de
deux exigences fondamentales :
- optimisation du moulage : choix de la
fluidité en fonction de la complexité de la
pièce à réaliser ;
- propriétés mécaniques de la pièce
moulée : souplesse, résistance aux chocs,
tenue aux températures élevées...
Les Pebax® présentent également de bonnes
aptitudes à la mise en œuvre par extrusion
(films, gaines, filaments, tubes, plaques,
profilés). Des informations techniques
complémentaires et l'assistance de nos
techniciens sont à la disposition des
utilisateurs afin de proposer le grade Pebax®
le mieux adapté.
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Caractéristiques des Pebax® série 33
à la mise en œuvre
Les Pebax ® , qui sont connus pour leur
facilité de transformation par injection,
permettent de réaliser en série des pièces
d’une grande diversité de dimensions et de
formes. Afin de mouler les Pebax ®
dans les meilleures conditions, il convient
de tenir compte de leurs propriétés
spécifiques, à savoir :
- leur caractère semi-cristallin ;
- leurs propriétés rhéologiques ;
- leur reprise d'humidité.
• Caractère semi-cristallin
Les Pebax®, polyéther block amides, sont des polymères thermoplastiques décrits par la formule
chimique générale :
HO - [C - PA - C - O - PE - O] - H
O
O
L'analyse de l'organisation des chaînes
macromoléculaires à l'état solide fait
apparaître une structure morphologique qui
correspond à l'interpénétration de deux
phases :
- une phase amorphe dans laquelle les
chaînes sont organisées de façon
anarchique en forme de pelotes ;
- une phase cristalline qui correspond à une
organisation en réseau.
Le taux de cristallinité moyen des Pebax®,
qui correspond à la proportion de phase
cristalline dans le matériau varie de 5 %
(Pebax® 2533) à 25 % (Pebax® 7033). Cela
se traduit par des températures et chaleurs
de fusion variables selon le grade, d'où la
nécessité de choisir correctement les
températures de transformation.
Point de fusion - chaleur de fusion
Grades Pebax®
2533
3533
1205
4033
5533
6333
7033
7233
Point de fusion
DSC (°C) suivant
ASTM D 3418
133,5
143,5
147,5
160
159
169
172
172
1,2
2,6
5,2
5,7
6,2
7,9
13
15
(Pic endothermique)
Chaleur de fusion
cal/g
ASTM D 3417
Nota : Au-delà du pic de fusion, le polymère conserve un pourcentage de partie cristalline plus ou moins important
selon le grade. Cela se traduit par un écart de température variable entre le pic et la fin de fusion. Généralement
cet écart se réduit d’autant plus que la dureté augmente.
Figure 1
3
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• Propriétés rhéologiques
Les propriétés rhéologiques des Pebax® fondus, qui traduisent leur capacité à s'écouler, sont
appréciées à l'aide de trois types de mesure :
- melt index,
- viscosité de fusion,
- longueur d'écoulement.
Melt index
Les mesures de melt index sont faites selon
la norme ASTM D 1238, qui correspond à la
quantité de matière à 235 °C, qui s'écoule en
10 minutes à travers une filière de diamètre
2 mm, lorsqu'une charge de 1 kg est
appliquée. Le melt index donne une
image ponctuelle de la viscosité, à une
température et une vitesse de cisaillement
données. La fluidité des différents grades est
comparée figure 2.
MFI (235°C/1 kg)
g/10 min
12
12
11
10
8
8
6,5
6,5
6,5
6
5,5
5,5
7033
7233
4
2
0
Pebax
2533
3533
4033 MX1205 5533
6333
Figure 2
4
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Viscosité de fusion
Le comportement rhéologique des Pebax®
fondus est mesuré plus précisément avec
un rhéomètre capillaire de type RCI équipé
d'une filière L/D = 20. La bonne fluidité des
grades Pebax ® illustrée figures 3 à 10,
montre la variation de viscosité en fonction
de la vitesse de cisaillement et de la
température. La variation importante de la
viscosité avec la température indique
clairement l'intérêt de mouler à haute
température pour augmenter la capacité
d'écoulement.
Viscosité de fusion corrigée Rabinowitsch du Pebax® 2533 SN O1
10 000
170 °C
230 °C
260 °C
Viscosité (Pa.s)
1 000
100
10
10
100
1 000
10 000
100 000
Vitesse de cisaillement (s-1)
Figure 3
10 000
200 °C
230 °C
260 °C
Viscosité (Pa.s)
1 000
100
10
10
100
1 000
10 000
100 000
Figure 4
5
Page 6
10 000
200 °C
230 °C
260 °C
1 000
Viscosité (Pa.s)
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100
10
10
100
1 000
10 000
100 000
Figure 5
Viscosité de fusion corrigée Rabinowitsch du Pebax® MX 1205 SN 01
10 000
200 °C
230 °C
260 °C
1 000
Viscosité (Pa.s)
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100
10
10
100
1 000
10 000
100 000
Figure 6
10 000
200 °C
230 °C
260 °C
1 000
Viscosité (Pa.s)
PEBAX FRANCAIS
100
10
10
100
6
1 000
10 000
100 000
Figure 7
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10 000
200 °C
230 °C
260 °C
Viscosité (Pa.s)
1 000
100
10
10
100
1 000
10 000
100 000
Figure 8
10 000
200 °C
230 °C
260 °C
Viscosité (Pa.s)
1 000
100
10
10
100
1 000
10 000
100 000
Figure 9
Viscosité de fusion corrigée Rabinowitsch du Pebax® 7233 SA O1
10 000
200 °C
230 °C
260 °C
Viscosité (Pa.s)
1 000
100
10
10
100
1 000
10 000
100 000
Figure 10
7
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Longueur d'écoulement
Contrairement au melt index et à la viscosité
de fusion qui ont été mesurés en laboratoire,
les longueurs d'écoulement sont obtenues par
injection des Pebax® dans un moule spirale
d'Archimède à section rectangulaire. Cet essai
de moulage intègre les comportements
rhéologiques et thermiques des Pebax ® .
1 500 bars
1 000 bars
500 bars
Les influences de la température de la
matière, de la section du seuil d'alimentation,
de l'épaisseur du moule et de la pression sont
illustrés sur les figures 11 à 14. Une épaisseur de la spirale de 2 ou 4 mm a été utilisée
afin de rendre compte du moulage de pièces
en Pebax® à parois minces ou massives.
Moule spirale : 20 x 2
T° moule : 20 °C
Seuil d’injection = 6 x 0,8
Influence de la T° et P
7033
230 °
7033
280 °
6333
230 °
6333
270 °
5533
220 °
5533
260 °
4033
210 °
4033
250 °
3533
190 °
3533
230 °
2533
180 °
2533
220 °
0
200
400
0
600
Longueur d’écoulement (mm)
200
400
Figure 11
1 500 bars
1 000 bars
600
500 bars
moule rempli
Figure 12
T° moule : 20 °C
Seuil d’injection : 6 x 1,3
7033
230 °
6333
230 °
5533
220 °
4033
210 °
3533
190 °
2533
180 °
0
200
8
400
600
800
1000
1200
Figure 13 a
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1 500 bars
1 000 bars
Page 9
500 bars
moule rempli
T° moule : 20 °C
Seuil d’injection : 6 x 1,3
7033
280 °
6333
270 °
5533
260 °
4033
250 °
3533
230 °
2533
220 °
0
200
400
600
800
1000
1200
Figure 13 b
7033
260°C
6333
250°C
5533
240°C
Influence du seuil d’injection
4033
230°C
Moule spirale : 20 x 2,5
T° moule : 20 °C
Pression injection : 1 000 bars
3533
210°C
50 mm3
4,8 mm2
0,64 mm2
200°C
2533
0,25 mm2
0,12 mm2
0
200
400
600
Lors du moulage, le dimensionnement
adéquat du seuil d'injection est nécessaire
pour conserver les performances du Pebax®.
Pour les grandes pièces, une augmentation
800
1000
1200
Figure 14
de la taille du seuil permet d'accroître la
plage de réglage en température et pression
et facilite la mise en œuvre.
9
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Page 10
• Reprise d'humidité des Pebax® série 33
De par leur structure, ces Pebax® reprennent
faiblement l'humidité. Cette faible absorption
d'eau confère aux Pebax ® une excellente
stabilité dimensionnelle et n'engendre que
des variations minimes de leurs propriétés
mécaniques et électriques.
généralement apparaître les défauts
d'aspects connus tels que givrage ou bulles.
La reprise d'humidité des Pebax ® se
manifeste également par une diminution de
la viscosité à l’état fondu qui perturbe la
régularité du cycle d'injection.
Cependant, le taux d'humidité du produit
pendant la mise en œuvre ne doit pas être
trop élevé. Un excès d'eau lors de la transformation s'accompagne toujours d'une chute
sensible des propriétés mécaniques et fait
Pour ces raisons, il est impératif que les
granulés Pebax® soient toujours secs et que
des précautions soient prises afin d'éviter la
reprise en humidité lors de la mise en œuvre.
Reprise en humidité du Pebax® 2533 SN 01
Séchage dans une étuve à air pulsé à 65 °C
Reprise d’humidité
Séchage
0,35
0,3
0,25
Taux d’humidité (%)
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0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
Temps de reprise d’humidité ou de séchage (heure)
10
20
25
Figure 15
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Page 11
Séchage
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
20
25
Figure 16
Séchage
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
20
25
Figure 17
11
11:54
Page 12
Séchage
0,5
0,45
0,4
0,35
14/04/03
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
20
25
Figure 18
Séchage
0,45
0,4
0,35
0,3
PEBAX FRANCAIS
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
12
20
25
Figure 19
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Séchage
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
20
25
Figure 20
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Préparation des Pebax® série 33 à la mise en œuvre
• Étuvage
Les granulés de Pebax® sont conditionnés en
sacs étanches de 25 kg à un degré d'humidité ≤ 0,15 % pour les grades hydrophobes et
sont prêts à l'emploi. Comme la plupart des
thermoplastiques, ils sont susceptibles
d'absorber une certaine quantité d'humidité
au contact de l'air ambiant. En pratique, un
taux inférieur à 0,2 % d'humidité est
recommandé. Avant d'être ouverts, les sacs
de Pebax® doivent être amenés à la température de l'atelier afin d'éviter toute condensation de l'humidité ambiante. Ainsi donc, les
sacs devront séjourner dans l’atelier un
minimum de 24 heures avant ouverture.
Il est parfois nécessaire de procéder à un
séchage avant transformation. Par exemple,
tout sac de Pebax® non utilisé dans les deux
heures qui suit son ouverture devra être étuvé
en utilisant les conditions mentionnées
ci-dessous.
Le temps de séchage dépend du taux d'humidité des granulés à sécher. De mauvaises
conditions de séchage peuvent entraîner la
dégradation du produit par rupture des
chaînes moléculaires. Cela se traduit généralement par une altération de la couleur et une
perte de propriétés mécaniques.
Étuve à air chaud
Étuve sous vide
Pebax®
T (°C)
Temps (h)
T (°C)
Temps (h)
2533
60
6-8
60
6-8
3533
60
6-8
60
6-8
4033
65
6-8
65
6-8
5533
70
5-7
70
5-7
6333
70
5-7
70
5-7
7033
75
4-6
75
4-6
7233
75
4-6
75
4-6
Figure 21
Trois dispositifs de séchage sont couramment utilisés par les transformateurs et conviennent
pour étuver les Pebax®.
Étuve à circulation d'air forcé
Le modèle le plus simple et cependant efficace de ce type d'étuve, comporte essentiellement un panier en tôle perforée. Ce panier
contient les granulés à travers lesquels
souffle un courant d'air chaud de bas en
haut. Au-delà de la température indiquée
dans le tableau ci-dessus, le contact avec
14
l'oxygène de l'air risque d'altérer la teinte du
produit. L'efficacité de séchage de cette étuve
nécessite une circulation efficace de l'air.
Il importe donc de s'assurer que les grilles à
l'admission comme les soupapes d'évacuation ne soient ni colmatées, ni bloquées.
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Panier (tôle perforée)
Résistances
Ventilateur
Figure 22
Étuve à air chaud déshydraté
L'air chaud est préalablement déshydraté
avant de traverser la masse des granulés.
Cet équipement, d'investissement plus
élevé, ne se justifie que pour des quantités
importantes de Pebax®.
Couvercle
hermétique
Chambre
filtrante
Ventilateur
Sortie d’air
de réactivation
Cônes
de diffusion
Regards
de contrôle
Régulateur
Purge
Passage d’air
vers le plastique
Cylindre n° 2 Ventilateur
Réchauffeur
Porte de fermeture
Cylindre n° 1
Admission d’air
de réactivateur
Elément dessicatif
Figure 23
Étuve sous vide
Ce matériel plus onéreux que les étuves à air
pulsé ne s'impose pas. Il faut noter
toutefois que l'absence d'oxygène permet
d'augmenter la température de séchage
sans altérer la teinte du Pebax® et de réduire
la durée de l'étuvage.
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• Stockage
Les granulés de Pebax® livrés en sacs étanches
par ATOFINA doivent être stockés à une
température inférieure à 40-50 °C et à l'abri de
l'humidité. Le stockage en ambiance froide ne
présente pas d'inconvénient.
Les Pebax étuvés peuvent être conditionnés en
sacs ou containers étanches en veillant à
emprisonner le moins d'air possible.
Avant la mise en œuvre, il est conseillé de
stocker les sacs dans l'atelier de transformation au moins 24 heures avant de les ouvrir,
afin d'éviter tout phénomène de condensation.
• Mélange des Pebax® et compatibilité
Les Pebax® présentent une gamme de dureté
étendue qui permet de satisfaire la
plupart des applications. Cependant dans
certains cas, il peut être envisagé de
mélanger des Pebax® de différents grades
afin d'obtenir des propriétés plus spécifiques.
Les agents commerciaux d'ATOFINA sont à
votre disposition pour vous aider à choisir le
couple de grades Pebax® répondant le mieux
à votre cahier des charges.
• Utilisation des déchets et recyclage
Comme pour tous les matériaux thermoplastiques, les déchets de Pebax® peuvent être
broyés et incorporés à des granulés vierges,
si un certain nombre de précautions sont
respectées.
réutilisation des déchets n'est pas immédiate,
un étuvage des rebroyés est indispensable.
Les phases de stockage et de broyage des
déchets nécessitent une attention particulière
afin d'éviter toute pollution du recyclé. Si la
Les taux praticables sont très variables selon le
cas. Sans étude approfondie, nous conseillons
de ne pas dépasser 10 %.
Avec des taux de réincorporation de broyés
élevés, une modification de la teinte, de l'aspect
et des propriétés mécaniques peut apparaître.
• Coloration par le transformateur
L'aptitude des Pebax® à la coloration permet
d'obtenir une gamme étendue de coloris en
dehors des teintes naturelle et noire.
ou pour réduire les stocks de produits colorés.
Plusieurs possibilités s'offrent à lui pour
obtenir le coloris désiré :
De plus en plus fréquemment, le transformateur est amené à réaliser lui-même certaines
teintes afin de répondre à un besoin spécifique
- les mélanges - maîtres,
- les colorants pigmentaires,
- les colorants liquides.
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Les mélanges-maîtres
En général, un simple mélange mécanique
des granulés du mélange-maître avec les
granulés de Pebax® suffit. Cependant, une
étape préalable de compoundage sera
nécessaire si la presse à injection dont
dispose le transformateur présente l'une des
caractéristiques suivantes :
- vis courte (L/D < 15),
- profil de vis inadapté,
- usure importante de la vis.
Le choix approprié de la base polymérique du
mélange-maître facilite l'obtention d'une
teinte homogène et permet, dans de
nombreux cas, de supprimer l'étape de
compoundage. Pour cela, il est préférable que
la base du mélange-maître présente les
caractéristiques ci-dessous :
- même nature chimique que le Pebax®,
- mélange-maître compatible avec le Pebax®,
- viscosité voisine à celle du Pebax® utilisé.
Les mélanges pigmentaires
Cette technique de coloration est surtout
utilisée lors de production de série très importante dans un même coloris et nécessitera :
- un compoundage préalable des mélanges
pigmentaires et de la matière à colorer,
- des précautions sur le choix des pigments,
certains colorants organiques pouvant être
la cause de migrations,
- une éventuelle mise au point de la teinte
lors d’un changement de presse.
Les colorants liquides
L'incorporation du colorant liquide se fait à
l'entrée de la vis, ce qui facilite les
changements de teinte. Le colorant pouvant
avoir un effet lubrifiant, des perturbations du
débit peuvent apparaître.
Nos services techniques sont en mesure de conseiller et de préciser les références de
mélanges-maîtres, de colorants liquides ou de mélanges pigmentaires adaptés à chaque
problème de coloration.
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Choix du matériel de transformation
Le Pebax® se transforme sur tous types de
presses à injection disponibles sur le marché
et permet de mouler des pièces d'une grande
diversité de forme, de dimension et
d'épaisseur.
Pour que l'article moulé réponde aux critères
de qualité et aux spécificités du cahier des
charges, chaque étape du procédé fait appel
à des choix technologiques qui préservent
«de la trémie jusqu'au moule» les caractéristiques du Pebax® utilisé.
• Groupe d'injection
Le groupe d'injection assure les grandes fonctions suivantes :
- alimentation en granulés
- fusion ou plastification
- dosage de la matière fondue
par recul et rotation
de la vis
- injection de la matière dans le moule
par avance de la vis
La technologie du groupe d'injection doit
assurer la reproductibilité de tous les
paramètres essentiels (températures,
pressions, vitesses, dosages, temps, etc.).
Deux critères relatifs à l'unité d'injection
interviennent dans le choix d'une presse à
injection :
- le volume injectable,
- la capacité horaire de plastification.
Le volume injectable correspond à la quantité
de matière fondue disponible à l'avant de la
vis, entre le clapet anti-retour et le nez de la
buse. Un volume injecté supérieur à 80 % de
la capacité de la machine entraîne un risque
de mauvaise reproductibilité des poids et
cotes de la pièce moulée. À l'inverse, un
volume injecté inférieur à 25 % de la
18
capacité injectable entraîne :
- un manque de précision du dosage,
- une plastification moins efficace,
- des temps de séjours excessifs dans le
fourreau pouvant entraîner la dégradation
du Pebax®.
La capacité horaire de plastification doit être
en harmonie avec la cadence de production
désirée. Une capacité insuffisante entraîne
une perte de cadence, tandis qu'une capacité
surdimensionnée impose un temps de séjour
prolongé dans le pot de plastification. Ce
temps de séjour de la matière à l'état fondu
doit être maintenu, si possible, dans la fourchette allant de 1 à 10 minutes. Les temps
de séjour les plus courts correspondent aux
températures les plus élevées et vice versa.
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Vis
L'injection des Pebax® ne nécessite pas l'utilisation d'une vis spéciale, les vis standards
proposées par les constructeurs de machines
conviennent généralement. Ces vis sont
constituées de trois zones et présentent les
caractéristiques suivantes :
- une longueur supérieure ou égale à
20 fois le diamètre permettant d'homogénéiser la température de la matière fondue,
- un taux de compression minimal de 2,5
(rapport entre le volume du premier pas de
la zone d'alimentation et du dernier pas de
la zone de sortie).
Cylindre d’injection
Refroidissement
par eau
Lors du choix de la vis interviennent également les considérations suivantes :
- volume de matière à doser,
- traitement de surface de la vis,
- existence d'un clapet anti-retour
(indispensable),
- jeu vis/fourreau.
Les profils de vis spécifiques aux polymères
semi-cristallins permettent d'avoir une unité
de plastification plus performante.
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Clapet
anti-retour
Zones de chauffe
Buse
d’injection
Vis
Figure 24
Clapet anti-retour
Le clapet anti-retour est un élément fonda mental du groupe d'injection. Pendant le
dosage, son rôle consiste à laisser le polymère
fondu s'accumuler devant le nez de la vis,
tandis que pendant l'injection, il assure une
fonction d'étanchéité qui permet le remplissage du moule sans que la matière soit
refoulée vers la vis. Une usure progressive du
clapet anti-retour peut provoquer la fuite du
polymère fondu pendant la phase de maintien
en pression et affecter la qualité des pièces
moulées. Une indication de cette usure est
obtenue en surveillant la reproductibilité du
poids des pièces moulées.
19
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Buses
La buse qui assure la continuité entre l'unité
d'injection et l'unité de fermeture est soumise à un gradient thermique très important par
suite de son contact avec le moule plus froid.
Un diamètre de buse mal dimensionné peut
occasionner des pertes de charges importantes et réduire les propriétés du polymère.
Ces deux remarques permettent de définir les
critères de choix d'une buse :
- puissance de chauffage suffisante pour
compenser la déperdition de chaleur avec le
moule,
- diamètre du canal bien dimensionné (3 à
4 mm),
- bonne étanchéité entre la buse et le reçu de
buse (rayon de courbure du reçu de buse supérieur au rayon de courbure du nez de buse).
L'utilisation d'une buse inadaptée engendre
des problèmes de moulage qui se manifestent par :
- l'irrégularité du remplissage de l'empreinte,
- la dégradation du polymère fondu sur le nez
de la buse,
- l'entraînement de la “goutte froide” ou d'un fil.
Les buses à obturation et buses ouvertes
sont couramment utilisées pour mouler le
Pebax®. ATOFINA conseille l'utilisation d'une
buse à obturation parce qu'elle permet de le
transformer à une température élevée sans
qu'il y ait de coulée du polymère fondu
pendant l'ouverture du moule.
La buse à obturation à aiguille (ou à pointeau)
est parfaitement adaptée au moulage du
Pebax® non chargé. Son pilotage est assuré
par la pression d'injection qui comprime le
ressort de rappel et fait reculer l'aiguille,
permettant ainsi au polymère fondu de
s'écouler. Dès que la pression cesse, le ressort repousse l'aiguille vers l'avant qui dans
son mouvement obture l'orifice de la buse.
Les avantages de cette technologie sont
multiples :
- grande précision du dosage due à une
étanchéité parfaite,
- « matelas » (volume résiduel) minimum,
- fiabilité du fonctionnement liée à l'asservissement sur la pression.
Buse à aiguille
Ressort
Pointeau
Figure 25
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Les buses à obturation à boisseau sont utilisées pour le moulage de Pebax® chargés.
Leur système de fonctionnement permet un
asservissement mécanique du boisseau soit
au mouvement du moule, soit à celui de la
vis d'injection.
Buse à boisseau
Buse à clapet
Ressort
Figure 26
Figure 27
Les buses ouvertes conviennent généralement pour mouler le Pebax®.
Elles sont caractérisées par un canal lisse
sans obstacle à l'écoulement du polymère
fondu.
• Groupe de fermeture
Le rôle de l'unité de fermeture est d'opposer
à la pression exercée par la matière fondue
sur les parois du moule, une force empêchant son ouverture jusqu'à la solidification
de la matière. Un calcul approximatif de la
force de fermeture (F) est donné par la
formule simple :
F = P.S
la réponse visco-élastique du polymère fondu.
Pour un calcul approximatif de la force
nécessaire, on se base sur la surface
projetée de la pièce et une pression dans le
moule de 300 à 700 bars. Le dimensionnement du groupe de fermeture permet de
déterminer la puissance de la presse
nécessaire au moulage de la pièce.
où P représente la pression dans le moule
et où S représente la surface projetée de
l'ensemble {empreinte + canaux + carotte}.
La pression P dans le moule correspond à la
pression exercée par l'avant de la buse sur la
matière, diminuée des pertes de charges
dans la buse et le moule et de celles dues à
La force de fermeture peut être transmise par
des systèmes divers :
- genouillère à verrouillage mécanique,
- genouillère à verrouillage hydraulique,
- verrouillage mécanique et hydraulique,
- verrouillage hydraulique directement sur les
colonnes.
21
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• Moules
La fabrication de pièces moulées en Pebax®
ne nécessite pas l'utilisation d'outillages plus
sophistiqués et onéreux que ceux classiquement utilisés pour mouler les polyamides.
Lors de leur transformation, les Pebax ®
n'émettent pas de gaz ou vapeur corrosive
pour les outillages. Pour les grades souples
(2533 et 3533), une attention toute particu-
lière doit être apportée au dimensionnement
de l'alimentation et au choix du dispositif
d'éjection.
Les matériaux couramment employés pour
réaliser les moules sont des aciers auxquels
un traitement thermique approprié confère
des caractéristiques mécaniques élevées.
Résistance à la rupture (kg/mm2)
Utilisation
Désignation
AFNOR
Avant
traitement
Après
traitement
Carcasses
XC 48
75
_
Carcasses
et moules dans
la masse
Z 200 C 12
90
130
Empreintes
et pistons
rapportés
35 NCD 16
110
160
Alimentation des empreintes
Canaux d’alimentation traditionnels
La définition d’un système d’alimentation
dépend des facteurs suivants :
- le nombre d’empreintes,
- leur forme,
- le type de moule (2 plaques - 3 plaques),
- le seuil d’alimentation retenu.
Dans tous les cas de multi-empreintes, on
cherchera à équilibrer les alimentations de
la façon la plus symétrique possible.
Seuils d’injection
Les différents types de seuils d’injection utilisés pour le Pebax® sont donnés figure 28.
22
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Carotte
Capillaire (pin point)
Rectangulaire
Sous-marin (tunnel)
Étoile
Annulaire
Queue de carpe
Nappe
Éventail
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Figure 28
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Le positionnement du seuil d’injection est à
étudier avec le plus grand soin pour
optimiser l’écoulement du polymère dans
l’empreinte et éviter des défauts de surface,
un emprisonnement d’air et des propriétés
mécaniques médiocres. On veillera à situer
le seuil d’injection dans la section la plus
forte de la pièce. Pour les pièces à fortes
sections, celui-ci sera, de préférence, situé
face à un obstacle pour casser le «jet» de
matière.
Le dimensionnement du seuil d’injection
devra être suffisamment important pour
permettre la compensation du retrait par la
pression de maintien avant figeage.
L’idéal consiste à prévoir une épaisseur
identique à celle de l’empreinte, ce qui offre
le domaine de travail (pression-vitesse) le
plus large.
D’autres considérations comme :
• l’aspect de surface au niveau du seuil,
• le démoulage automatique,
• un meilleur contrôle du remplissage,
• l’équilibrage des multi-empreintes,
peuvent entraîner la nécessité d’une épaisseur moindre qui réduiront plus ou moins
notablement les possibilités d’obtention
d’une pièce aux caractéristiques souhaitées.
Ceci est particulièrement vrai en ce qui
concerne les produits visqueux ou chargés
(fibre de verre).
Dans la conception de l’alimentation d’une
pièce, on cherchera à éviter les lignes de
ressoudure qui entraînent souvent des
défauts d’aspect et même parfois, une
fragilisation de cette pièce.
Canaux chauds
La technologie des canaux chauds permet :
conséquent, plus chers ;
- l’élimination totale ou partielle des
carottes et canaux d’alimentation et par
conséquent, la diminution du coût de
finition et de recyclage des déchets ;
- une technologie nécessitant :
• une régulation de température très
précise,
• un personnel de production et d’entretien plus qualifié.
- éventuellement, l’augmentation de la
cadence (gain sur le temps de mouvement
machine) et disparition de défauts
d’aspect ;
- c’est une technologie adaptée :
• aux longues séries de production,
• aux séries ne nécessitant pas de changements de couleurs fréquents.
Par contre, on notera :
- des moules plus complexes et par
24
Dans les moules à canaux chauds, la matière
est maintenue à l’état fondu, habituellement
à l’aide de résistances électriques et de
cartouches chauffantes. Tous ces systèmes
étant contrôlés par une régulation thermique
indépendante de la machine.
En général, un bloc chaud est alimenté de
façon centrale par la buse logée en avant du
fourreau de la presse à injecter.
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Cale chauffante thermorégulée
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Joints métalliques
Busettes chauffantes
thermorégulées
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1 - Schéma de principe d’une alimentation à canaux chauds
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Figure 29
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Cale chauffante thermorégulée
Joints métalliques
Eléments chauffants
thermorégulés
2 - Schéma de principe d’une alimentation à canaux chauds
Des busettes chaudes sont logées en
certains points, perpendiculairement à ce
bloc chaud et viennent alimenter l’empreinte
à mouler. Deux variantes importantes sont à
signaler :
Figure 30
• la busette alimente directement l’empreinte,
• la busette alimente une ou plusieurs minicarottes venant alors alimenter la pièce.
Cette mini-carotte se fige avec l’empreinte
et doit être ôtée ensuite en reprise.
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Le point de fusion franc et la rhéologie des
polyamides entraînent l’obligation d’accorder
un soin tout particulier :
• à la régulation thermique : en effet, la
proximité des systèmes de chauffage et de
refroidissement au niveau des busettes
impose une précision de régulation plus
grande que celle des polymères qui ont une
large plage de fusion ;
• à la qualité : - bloc chaud,
- des busettes (douille, corps
et pointe de la torpille).
La régulation de la pointe de la torpille
permet d’éviter la formation de fils ou de
coulées de matière ou, inversement, un
figeage empêchant le remplissage.
Un nombre important de systèmes sont
proposés sur le marché aux transformateurs
et apportent une solution à tous ces
problèmes.
Une documentation de ces différents systèmes dont les principaux ont été étudiés par
notre Centre de Recherche, peut vous être
fournie par notre Service Assistance
Clientèle, ainsi que tous les conseils utiles.
Évents
Il est nécessaire de prévoir des évents pour
évacuer l’air de l’empreinte.
La profondeur des canaux d’évents doit être
de l’ordre de 0,03 à 0,05 mm.
Une mauvaise évacuation provoquera une
compression et donc, un échauffement de cet
air qui se traduira, sur la pièce, par l’apparition de défauts (peaux de surface) et même à
la limite, de «brûlures».
Circuit de refroidissement
La conception du circuit de refroidissement
doit retenir particulièrement l’attention car
elle intervient de façon déterminante sur :
• le temps de refroidissement (cadence) et
donc sur le prix de revient,
• la qualité de la pièce finie (aspectcontrainte/déformations),
• parfois, les réglages machine.
26
Les facteurs à prendre en compte sont les
suivants :
• la forme des canaux, leurs entre-axes, leur
distance à la paroi du moule,
• une répartition calorifique uniforme et une
évaluation de la chaleur,
• la géométrie de la pièce à refroidir.
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Données supplémentaires pour les Pebax® 2533 et 3533
Les Pebax ® 2533 et 3533 présentent un
caractère élastomérique qui nécessite une
conception adaptée des moules. Ces spécificités portent sur le système d'alimentation, le
système d'éjection et l'état de surface de
l'empreinte.
Une éjection pneumatique supplémentaire,
intégrée aux éjecteurs mécaniques améliore
considérablement l'efficacité du démoulage.
Cette technologie s'adapte particulièrement à
l'éjection de pièces à contre-dépouille du type
soufflet.
Le système d'alimentation (carotte, seuil,
canaux) doit être suffisamment dimensionné
pour assurer un écoulement avec des pressions faibles. Un seuil à 80 % de l'épaisseur
de la pièce permet en général de ne solliciter
que faiblement le caractère élastomérique du
polymère. L'injection sous-marine n'est pas
conseillée compte tenu des filaments qui se
forment lors de la séparation.
Un moule poli ou chromé favorise l'adhérence
entre le polymère et la surface du moule
rendant ainsi l'éjection difficile. Pour faciliter
le démoulage des Pebax® 2533 et 3533, une
surface de moule grainée ou téflonnée est
mieux adaptée.
Du fait de leur élasticité et de leur souplesse,
les pièces en Pebax® 2533 et 3533 sont plus
difficiles à éjecter du moule. Leur éjection est
facilitée par des éjecteurs bien
positionnés dont la surface d'appui conséquente évite la déformation de la pièce.
ATOFINA met également à la disposition de
ses clients une gamme de Pebax ® avec
agents démoulants :
- 2533 SD 01 pour le 2533,
- 3533 SD 01 pour le 3533,
- 4033 SD 01 pour le 4033.
27
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Conditions générales d’injection des Pebax® série 33
Compte tenu de la grande diversité des
pièces moulées en Pebax® et de la multiplicité
des choix technologiques, les conditions de
moulage préconisées par ATOFINA ne peuvent
être que générales. Le transformateur
optimise les paramètres du procédé en
fonction du cahier des charges spécifique à
chaque application (propriétés mécaniques,
cadence, etc).
Étant donné la complexité technologique du
procédé d'injection, le moulage d'une même
pièce sur deux presses n'implique pas que le
réglage des machines soit identique.
Ces remarques générales s'appliquent à la
transformation de tous les polymères
thermoplastiques.
• Température d'injection
Il est difficile d'indiquer des températures de
mise en œuvre universelles. La température
d'injection est ajustée par le transformateur à
partir de la fourchette de transformation
préconisée par ATOFINA.
La température et l'homogénéité de la masse
fondue interviennent directement sur les
propriétés (optiques, mécaniques) des pièces
moulées en Pebax®.
Le choix de la température d'injection dépend
principalement du temps de séjour de la
matière dans le fourreau. Si le temps de
séjour est court, une température d'injection
élevée peut être utilisée sans que le Pebax®
ne soit dégradé thermiquement. L'excellente
stabilité thermique du Pebax® permet dans
certains cas de mouler à des températures
de 300 °C.
La buse doit être munie d'une régulation
thermique.
Du fait des propriétés visco-élastiques du
Pebax® à l'état fondu, une faible température
d'injection n'est généralement pas favorable.
Une augmentation de la température permet
de diminuer la pression ainsi que les
contraintes figées dans la pièce pendant le
refroidissement.
Température matière (°C)
Pebax®
2533
3533
4033
5533
6333
7033
7233
Le réglage du profil de température
intervient directement sur l'homogénéité de la
masse fondue. Il dépend principalement du
rapport r entre le volume dosé et la capacité
de dosage de la machine. À titre indicatif, une
étude réalisée dans nos centres de recherche
a permis d'obtenir la dépendance suivante :
- si r = 25 %, le profil est montant,
- si r = 50 %, le profil est plat,
- si r = 75 %, le profil est descendant.
minimale
recommandée
maximale
180
180
200
200
230
230
230
220
220
250
250
270
270
270
250
250
280
280
300
300
300
Figure 31
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• Contre-pression et vitesse de rotation de la vis
Le Pebax® se plastifiant aisément, l'utilisation
de la contre-pression n'est pas nécessaire.
Toutefois, elle est parfois recommandée pour
la coloration par mélange-maître lorsque la
dispersion du colorant n'est pas suffisante.
En règle générale, la contre-pression ne
favorise pas la reproductibilité du cycle
d'injection.
Généralement, la vitesse de rotation est
réglée de telle sorte que la phase de plastification se termine en même temps que la
phase de refroidissement de la pièce dans le
moule. Des vitesses de vis élevées, voire
maximales, peuvent être utilisées.
• Vitesses d'injection
Les vitesses d'injection sont choisies en
fonction des sections d'écoulement les plus
faibles, qui engendrent les vitesses de
cisaillement les plus élevées.
Lorsque la géométrie de la pièce moulée
engendre des variations importantes de la
vitesse d'avancée du front de matière, des
paliers de vitesse permettent d'obtenir une
avancée du front plus régulière.
• Température du moule
L'emploi de moules à température régulée
est fortement recommandé pour l'injection du
Pebax ®. La maîtrise des températures du
moule permet d'agir efficacement sur :
- l'aspect,
- la facilité de démoulage,
- la stabilité dimensionnelle de la pièce
(déformation),
- le retrait.
Le moulage des Pebax® s'effectue dans un
moule froid (20 à 40 °C) qui favorise le
démoulage et permet de mouler à des
cadences plus élevées.
• Pressions d'injection et de maintien
La pression d'injection correspond à la valeur
de la pression pendant le remplissage du
moule (phase dynamique). Les pressions
d'injection en tête de fourreau couramment
utilisées se situent entre 500 et 800 bars
pour le Pebax® non chargé. Des pressions
d'injection de 1 000 bars peuvent être
atteintes avec les qualités de Pebax® chargé.
Une pression d'injection trop élevée indique
généralement que le dimensionnement des
sections d'écoulement est insuffisant.
La pression de maintien est appliquée
lorsque l'empreinte est remplie (phase statique). Cette pression permet de compenser
les retraits de la matière pendant que la
matière se refroidit. En règle générale, il est
favorable d'utiliser des pressions de maintien
faibles et des températures de la matière
élevées pour obtenir les propriétés optimales
des pièces moulées en Pebax®.
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Défauts de moulage
Les défauts de moulage ont en général des causes multiples qui s’additionnent ou se contrarient. Les tableaux suivants
Défauts
Causes
Remèdes ou vérifications proposés
Bavures, toilage
Les surfaces de jonction du moule
ne sont pas en parfaite correspondance
Rectifier et réaligner si besoin est.
S’assurer qu’il n’y a pas de corps étranger
sur les faces du moule.
Vérifier s’il n’y a pas de déformation du moule.
L’ouverture du moule se fait sous pression
Force de fermeture insuffisante.
Diminuer la pression d’injection.
Diminuer le temps de maintien en pression.
Agrandir les seuils pour pouvoir diminuer
la pression de remplissage.
La viscosité de la matière fondue est trop faible
Abaisser la température du produit.
Capacité de la presse insuffisante
Transférer la fabrication sur une machine
plus puissante.
Orifice de buse insuffisant
Changer de buse.
Canaux et seuils insuffisants
Agrandir les canaux et les seuils.
Air emprisonné dans le moule
Améliorer l’efficacité des évents
(dimension ou disposition).
Réglages inadaptés
Augmenter le dosage.
Augmenter la température de plastification.
Augmenter le temps d’injection.
Augmenter la pression d’injection.
Augmenter la vitesse d’injection.
Augmenter la température du moule.
Refroidissement insuffisant
Augmenter le temps de refroidissement.
Abaisser la température du moule.
Pression excessive dans l’empreinte
Diminuer la pression de maintien.
Diminuer le temps de maintien en pression.
Dépouille insuffisante
Augmenter l’angle de dépouille dans la mesure
nécessaire.
Pièce retenue par de la matière solidifiée
dans les évents de section trop grande
Revoir les évents.
Remplissage incomplet
Éjection difficile
Déformations
Retrait différentiel provoqué par :
• importantes contraintes résiduelles
dues aux conditions d’écoulement
Diminuer la pression d’injection et de maintien.
Optimiser le temps de maintien en pression.
Augmenter la température du produit.
Modifier la position des seuils.
• importantes contraintes résiduelles
dues à un refroidissement mal équilibré
Modifier l’agencement du circuit de refroidissement
de manière à obtenir un refroidissement uniforme.
• variations de l’épaisseur de paroi
Revoir la conception de la pièce.
• refroidissement insuffisant
Abaisser la température du moule.
• mauvaises conditions d’éjection
Vérifier le dispositif d’éjection et
effectuer les améliorations nécessaires.
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indiquent, pour les défauts les plus courants, les causes probables et les remèdes ou les vérifications proposés.
Défauts
Causes
Remèdes ou vérifications proposés
Retassures
Pression de maintien insuffisante.
Temps de maintien sous pression trop court.
Alimentation insuffisante.
Conception du moule inadaptée
Seuil d’injection trop faible.
Placer le seuil d’injection au niveau de la section
la plus importante de la pièce.
Épaisseur de pièce trop importante
Humidité excessive de la matière
Air emprisonné dans le moule
Se reporter au chapitre Étuvage du Pebax®.
Améliorer l’efficacité des évents (dimension ou
disposition).
Conception du moule inadaptée
Agrandir les canaux et le seuil d’injection.
Épaisseur de pièce trop importante
Augmenter le dosage pour créer un matelas.
Augmenter la pression et le temps de maintien.
Humidité excessive de la matière
Se reporter au chapitre Étuvage du Pebax®.
Baisser la température d’injection
(givrage accompagné de décoloration
ou de jaunissement).
Augmenter la pression d’injection.
Augmenter la vitese d’injection.
Augmenter le temps de maintien sous pression.
État de surface du moule
Éliminer l’excès de graisse, huile ou agent lubrifiant.
Vérifier l’absence de défauts de surface sur le moule.
Utilisation de matière oxydée
Se reporter au chapitre Étuvage du Pebax®
et vérifier les conditions d’étuvage.
Vérifier qu’il n’y a pas de surchauffage dans le pot
d’injection : le nettoyer éventuellement.
Vérifier le bon fonctionnement de la buse
de fermeture.
« Brûlage » de la matière
Revoir les évents.
Lignes de soudure
médiocres
Les flux de matière se soudent mal
Augmenter la température de plastification.
Améliorer les évents.
Revoir le positionnement ou les dimensions
des canaux au seuil d’injection.
Pièces fragiles
Conception de la pièce
Arrondir toutes les arêtes et intersections pour
éliminer l’effet d’entaille.
Matière dégradée
Vérifier les conditions d’étuvage,
diminuer les températures de plastification
ou vérifier l’absence d’auto-échauffement.
Augmenter les températures de plastification
et baisser la pression d’injection.
Lignes de soudure médiocres
Voir défaut s’y rapportant.
Bullage
Voir défaut s’y rapportant.
Bullage
Givrage en surface
État de surface
défectueux :
rugosités, stries,
rides.
Tâches, points noirs
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Retrait du Pebax®
La connaissance du retrait et sa maîtrise sont des éléments essentiels pour des pièces
moulées de qualité.
• Quelques définitions
Par retrait, on entend la différence des dimensions mesurées 24 heures après démoulage,
entre le moule froid et la pièce injectée
refroidie. Il s'exprime généralement en
pourcentage par rapport aux cotes du moule.
Le retrait volumique est celui qui concerne
l'ensemble du volume d'une pièce. Il sera
connu à la transformation par la différence
entre le volume spécifique de la matière au
moment de la solidification du seuil
d'injection et le volume spécifique de la
matière à la température ambiante. Le retrait
volumique se manifeste particulièrement aux
surépaisseurs. C'est le cas typique de
retassures se produisant aux raccordements
des nervures.
Les retraits linéaires associent les effets de
l'écoulement à ceux de la contraction. On
peut les décomposer en retrait longitudinal et
retrait transversal suivant leur orientation par
rapport à la progression du flux. La combinaison des deux retraits donne naissance au
gauchissement des pièces (retrait différentiel). Il y a toujours une certaine orientation
de la matière dans le sens de l'écoulement
ainsi qu'un étirage des molécules. Cela
conduit à un retrait longitudinal dans le sens
de l'écoulement plus important que dans
le sens transversal perpendiculaire à
l'écoulement.
Le post-retrait est la différence entre la cote
de la pièce injectée refroidie à la température
ambiante et la dimension de cette même
pièce après recuit. Le post-retrait est indiqué
en pourcentage par rapport aux cotes de la
pièce injectée avant recuit.
• Influence des paramètres d'injection sur le retrait du
Pebax®
On ne peut donner qu'une estimation du
retrait éventuel du Pebax® en raison de la
multitude des paramètres d'influence :
- nature du polymère (grade du Pebax®),
- forme de la pièce,
- emplacement et géométrie de l'alimentation,
- pression de maintien,
- temps efficace de maintien en pression
(avant le figeage du seuil),
- température de la matière,
- température du moule,
- vitesse d'injection (orientation moléculaire).
Tous ces paramètres sont interdépendants.
Toutefois dans un moule simple, l'étude de
32
chaque paramètre permet d'indiquer des
valeurs de référence qui peuvent être utilisées lors de la recherche des conditions optimales d'injection de pièces industrielles, ou
lors de la conception d'un outillage.
L'évaluation du retrait des Pebax® a été effectuée à partir d'éprouvettes standardisées
(plaques 100 x 100 x 4, alimentées
en nappe de 1 mm). Les retraits, mesurés 24
heures après démoulage, comportent deux
relevés :
- le retrait R dans le sens des lignes d'écoulement,
- le retrait R' dans le sens perpendiculaire.
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Pebax®
R en %
(sens de l’écoulement)
R en %
(sens perpendiculaire)
2533
3533
4033
5533
6333
7033
7233
0,5
0,5
0,4
1
1,1
1,1
1,1
0,8
0,8
1,1
1,2
1,3
1,3
1,3
Température du moule = 20 °C
La pression de maintien exerce une influence
prépondérante sur le retrait. Il faut veiller
cependant à ce que la pression de maintien
soit réellement efficace : un dimensionnement
trop faible du seuil conduit à un figeage rapide,
de sorte que la pression n'agit plus pour
compenser les retraits dans la pièce.
La température du moule influence efficacement le retrait des polymères semi-cristallins.
Une température élevée du moule réduit la
Figure 32
vitesse de cristallisation de la matière, ce qui
augmente le retrait. La variation de retrait
longitudinal et transversal en fonction de la
température du moule est linéaire.
ATOFINA préconise d'injecter le Pebax® dans un
moule froid (environ 20 °C) pour faciliter le
démoulage et réaliser des pièces avec un retrait
très faible. L'incidence d’une température du
moule de 60 °C sur le retrait du Pebax® est
indiquée dans le tableau ci dessous.
Pebax®
R en %
(sens de l’écoulement)
R’ en %
(sens perpendiculaire)
4033
5533
6333
7033
7233
1
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,6
1,6
1,7
1,7
Température du moule = 60 °C
Une température élevée de matière
provoque un refroidissement plus long, donc
une meilleure cristallisation, donc un retrait
plus important. Contrairement à d'autres
polymères techniques, cet effet est peu
Figure 33
sensible pour le Pebax® : même avec une
température d'injection élevée, le retrait du
Pebax® reste faible.
L'étude réalisée sur les retraits du Pebax®
permet de confirmer la règle suivante :
- si la section du seuil
,
le retrait
- si la pression de maintien
,
le retrait
- si la température du moule
,
le retrait
- si la température de la matière
,
le retrait
33
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Page 34
Surmoulage
Par surmoulage, les combinaisons sont
multiples avec des matériaux très divers
comme le verre, les métaux, les polymères,
les te xtiles. Par un choix judicieux de
produits de dureté et de modules différents,
cette technique permet d’obtenir des pièces
dont certaines parties sont souples et
d’autres rigides. La technique de surmoulage
est largement utilisée pour l’obtention de
semelles de chaussures de football ou
d’athlétisme. Les Pebax® conviennent parfaitement car ils possèdent une large plage de
plastification. L’adhésion du Pebax ® sur
l’insert peut être optimisée en ajustant les
paramètres de transformation.
Surmoulage
Insert
2533
3533
MX 1205
4033
5533
6333
2533
3533
4033
4033
5533
PA 11/12
PA 6
PCA
PVC plastifié
PU
Cuir
Métal
X
X
X
X
O
X
X
X
X
X
X
X
X
X
O
X
X
X
X
X
X
X
X
X
O
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
O
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
O
X
X
X
X
O
X
X
X
X
X
X
O
X
X
X
O
Adhérence en surmoulage
= limitée
X = Bonne
O = mauvaise
Figure 34
Assemblage et finition
• Aptitude au collage
Ce chapitre ne donne pas un exposé exhaustif
des différentes possibilités de collage des
Pebax® entre eux ou sur d'autres matériaux.
Ces résultats sont issus d'essais réalisés
dans nos laboratoires de recherche ou chez
des fournisseurs de colle.
éprouvettes assemblées soit à un test de
pelage, soit à un test de traction. Les éprouvettes d’une épaisseur de 2 mm sont encollées puis assemblées, après un dégraissage
préalable à l'éthanol des polycarbonates et
au trichloréthylène des autres supports.
Ces tests consistent à quantifier l'efficacité
des colles, en soumettant les deux
Après au moins 24 heures, les éprouvettes
subissent le test de pelage ou traction.
34
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Page 35
Test de pelage
Ce test convient pour tester l'assemblage de matériaux souples. Une vitesse de traction de
100 mm/min est recommandée.
Fixe
Zone de collage
100 mm / min
Figure 35
La force (F en N) nécessaire pour séparer les deux matériaux indique la qualité de l'assemblage :
- mauvais
- médiocre
- faible
- moyen
- bon
- excellent
si
si
si
si
si
si
F < 40
40 < F < 60
60 < F < 80
80 < F < 100
100 < F < 200
F > 200
Test de traction
Ce test convient pour tester l'assemblage de matériaux rigides. L'assemblage est sollicité en
cisaillement avec une vitesse de traction de 50 mm/min.
Fixe
50 mm / min
Joint de colle 4 cm2
Figure 36
Liste des principaux fournisseurs de colles
Bostik Findley - Eleco - Framet - Ciba Geigy - Helmitin - Kommerling - Loctite - Onfroy - Teroson 3M France
35
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Page 36
• Aptitude au soudage
Les technologies classiquement employées
pour assembler par soudage les thermoplastiques conviennent également pour le Pebax® :
- les ultrasons,
- l'induction,
- la haute fréquence.
Le soudage par ultrasons de pièces en
Pebax® 2533 et 3533 donne des résultats
performants, tant sur la résistance de l'assemblage qu'au niveau de l'étanchéité des
soudures. Par contre, cette technologie
n'est pas adaptée à l'assemblage des
autres Pebax® de la série 33.
À titre indicatif, les paramètres de soudage
suivants ont permis d'obtenir un assemblage
performant de pièces en Pebax® 2533 et 3533 :
- puissance de la soudeuse
600 W
- temps d'application
3,5 s
- écartement entre sonotrode et enclume
3 à 4 mm
- pression exercée sur les pièces
5 bars
Le soudage par induction qui a été testé sur
les Pebax ® 2533, 3533, 4033 et 5533
donne de très bons résultats. Les conditions
opératoires utilisées sont les suivantes :
- temps de passage du courant
0,8 s
- puissance
6,8 kV
- intensité
0,97 A
- temps de refroidissement
3s
- force appliquée sur les pièces
4N
Les Pebax® se soudent facilement par hautes fréquences du fait de leur polarité.
• Décoration
Les nombreuses technologies utilisées pour
décorer les pièces en matière thermoplastique s'adaptent parfaitement à la décoration de sujets en Pebax®. Parmi les plus
employées, citons :
- le marquage laser,
- le marquage à chaud,
- le jet d'encre,
- la tampographie,
36
- la sérigraphie,
- les vernis (KOAFLEX FV 78 PU).
ATOFINA propose une plaquette spécifique
sur la décoration du Pebax ® (disponible
auprès du Département Développement
Applications). Elle contient les références des
produits et fournisseurs ainsi qu'une description des méthodes de coloration.
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Page 38
www.pebax.com
Les éléments contenus dans ce document résultent d’essais de nos Centres de Recherches complétés par une documentation sélectionnée: ils ne sauraient toutefois, constituer de notre part, ni une
garantie, ni un engagement formel. Seules les spécifications précisent les limites de notre engagement. La manipulation des produits, leur mise en œuvre et leurs applications restent soumises à la
réglementation résultant de la législation en vigueur dans chaque pays et ne peuvent mettre en cause la résponsabilité de notre Société.
ATOFINA - 4/8, cours Michelet - Puteaux (France) - Tél : (33) 01 49 00 80 80 - Téléfax : (33) 01 49 00 83 96
www.atofina.com
Dircom - 3531 F/03.2003/pdf - dpt - ATOFINA - Société anonyme au capital de 501 240 321 euros - 319 632 790 R.C.S. Nanterre - Réalisation : Imprimerie Forézienne - Crédit Photos : Studio Czerwonsky, Studio Quadrimage, ATOFINA.
PEBAX FRANCAIS

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