Comprendre le film étirable : matière, fabrication et banderolage

Le film étirable est composé de polyéthylène (PE). Selon la structure moléculaire et la densité, on distingue plusieurs types : PE-HD (haute densité, chaînes droites, env. 0,950 g/cm³), PE-MD (env. 0,935 g/cm³), PE-LD (fortement ramifié, env. 0,920 g/cm³) ainsi que les types linéaires PE-LLD et PE-mLLD catalysé au métallocène (également env. 0,920 g/cm³).

Pour les films étirables, on utilise exclusivement du PE-LLD et du PE-mLLD. L'enchevêtrement des chaînes moléculaires est déterminant : plus il est marqué, plus les forces de maintien possibles sont élevées. Les types métallocènes ont une structure de chaîne particulièrement régulière et donc un comportement d'étirage plus homogène.

• C4 (butène), C6 (hexène) et C8 (octène) se distinguent par la longueur de leurs chaînes latérales.
• Plus le nombre de carbone augmente, plus l'enchevêtrement, les propriétés mécaniques et les coûts matière augmentent.
• Le PE-LLD est un thermoplastique : il peut être formé, fondu et soudé sous l'effet de la chaleur.
• L'étirage génère de la chaleur ; les molécules sont tirées et orientées.

Les composants matière sont pesés gravimétriquement puis acheminés vers l'extrudeuse dans un mélange constant – les composants principaux par convoyage depuis les silos, les composants secondaires depuis big bags ou sacs. Chaque extrudeuse dispose de son propre système de dosage et de mélange afin de maintenir la formulation stable pendant toute la production.

Dans l'extrudeuse, les granulés entrent par la trémie, fondent dans la zone de compression par friction contre la vis et le cylindre, puis sortent sous forme de fonte homogène. Les films étirables modernes sont fabriqués par coextrusion en plusieurs couches – typiquement 3 à 11 –, ce qui permet de régler séparément l'adhérence, la résistance à la déchirure et le comportement d'étirage.

En extrusion cast, la fonte est répartie via un bloc d'alimentation et une filière plate, sort comme rideau de matière puis est coulée sur un cylindre de refroidissement avec vide et fixation électrostatique. En extrusion soufflée, la fonte sort d'une filière annulaire, la bulle de film est refroidie par air à l'intérieur et à l'extérieur, guidée par un panier de calibrage puis aplatie au tirage.

Règle pratique : plus le film est fin à force de maintien égale, plus l'économie de consommation est importante – mais les coûts et les bénéfices doivent être évalués avec la capacité réelle de la machine.

Le diagramme contrainte-déformation décrit la force nécessaire pour étirer le film d'une certaine valeur – et le moment où il se déforme de manière irréversible. Dans la plage utile, le film travaille de façon élastique et se rétracte : c'est précisément cette force de rappel qui maintient la charge. Si l'étirage est trop rapide ou trop poussé, le stress d'étirage augmente, le film perd sa capacité de rappel et se rompt plus tôt.

L'étirement se produit à deux endroits du processus :

Pour l'entraînement des rouleaux d'étirage, il existe deux principes : un entraînement moteur avec rapport fixe (un rouleau entraîné activement) ou deux entraînements régulés séparément permettant un réglage variable du préétirage. Sans véritable unité de préétirage, la tension n'est générée que par un frein mécanique ou électromagnétique – avec un allongement utilisable nettement plus faible.

La tension d'application influence le plus fortement la force de maintien sur la palette. Pour des marchandises stables, elle est réglée aussi haut que possible ; pour des charges instables ou sensibles à la pression, elle doit être régulée. Les systèmes avec rouleau danseur et capteur détectent les mouvements aux angles de palette et délivrent davantage de film à cet endroit – ce qui évite les ruptures aux angles. Important : tous les paramètres dépendent de la marchandise et du schéma de palettisation.

• Préétirage : généré dans l'unité de préétirage entre les rouleaux étireurs, avant que le film atteigne la palette.
• Étirement sur la palette : créé par le périmètre de la charge et la force de freinage réglée.

Selon le principe de banderolage, le débit varie fortement : banderoleuse semi-automatique à plateau tournant ou bras tournant pour de petites quantités, machines automatiques à plateau ou bras pour l'exploitation continue, banderoleuses à anneau et banderoleuses horizontales pour cadences élevées et formats spéciaux. Le choix du film doit toujours correspondre à la machine : les films fortement préétirés ne réalisent leur potentiel d'économie que sur des installations avec préétirage régulé.

Les réclamations se ramènent presque toujours à trois domaines : qualité du film, structure de la bobine ou réglage de la machine. Observations fréquentes :

Pour l'analyse, les mêmes questions aident toujours : quel type de machine fonctionne ? Le film convient-il à cette application ? Quelle marchandise est banderolée ? Souvent, le défaut ne vient pas du film, mais de la combinaison entre type de film, réglage et charge.

• Gels ou petits points matière – techniquement impossibles à éliminer totalement dans le processus d'extrusion.
• Inclusions d'air et décalage sur la bobine – souvent causés par le changement de bobine ou le transport.
• Enroulement irrégulier avec bords saillants – point d'attaque pour les dommages lors de la mise en place dans la banderoleuse.
• Problèmes d'adhérence – adhérence trop faible ou trop forte ; contrôler le type de film et les conditions de stockage.
• Défauts optiques comme jaunissement – les films neutres jaunissent avec le temps sous l'effet des UV et des NOx.

Quelle est la différence entre film coulé (cast) et film soufflé ?

Les films coulés sont coulés via une filière plate sur un cylindre de refroidissement. Ils sont plus transparents, plus silencieux au déroulement, ont des tolérances d'épaisseur plus fines et se produisent très rapidement. Les films soufflés sont formés en gaine via une filière annulaire, sont mécaniquement plus résistants à la déchirure, mais plus troubles et plus bruyants. Pour l'enroulage de palettes avec préétirage, le film coulé coextrudé est majoritairement utilisé en pratique.

Que signifie le préétirage du film étirable ?

Le préétirage est l'étirement produit dans l'unité de préétirage de la banderoleuse entre deux rouleaux étireurs – avant même que le film touche la palette. Un film à 200 % de préétirage passe de 1 mètre à 3 mètres de longueur enroulée. Plus le préétirage utilisable est élevé, moins il faut de film par palette.

Qu'est-ce que la tension d'application et pourquoi est-elle déterminante ?

La tension d'application est la force avec laquelle le film préétiré est appliqué sur la charge. Elle a la plus grande influence sur la force de maintien sur la palette. Pour des charges stables, elle est choisie aussi haute que possible ; pour des marchandises sensibles à la pression, elle est réduite et régulée.

Quelle épaisseur de film me faut-il pour mes palettes ?

Le poids de la charge, la stabilité de forme, les arêtes vives, le mode de transport et le type de machine sont déterminants. Les rouleaux manuels se situent typiquement entre 17 et 23 µm, les rouleaux machine entre 12 et 23 µm, les films hautement préétirés nettement en dessous. Plus fin n'est avantageux que si la machine assure un préétirage stable.