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Extrusion de fils

Extrusion et filage

Rifra traite les points critiques de l’extrusion de fils en partant de la compréhension du mécanisme physico-chimique du défaut. Qu’il s’agisse d’agglomération en trémie, de peau de requin (shark skin) en filière, de transport d’eau (water carry over) ou d’encrassement des rouleaux chauffants lors de l’étirage, l’équipe technique identifie la cause profonde et propose des solutions de Masterbatches ciblées. Le Filter Test est un outil de diagnostic fondamental : il permet de certifier la propreté de la formulation et de prévenir le colmatage des filtres, principale cause d’arrêts et de défauts. Grâce à une gamme complète d’agents antibloquants, de modificateurs rhéologiques (melt strength), de PPA, de stabilisants thermiques, d’antistatiques et d’agents hydrophobes, Rifra intervient à chaque étape du processus, de la préparation du matériau à la collecte du fil.

Rifra traite les points critiques de l’extrusion de fils en partant de la compréhension du mécanisme physico-chimique du défaut. Qu’il s’agisse d’agglomération en trémie, de peau de requin (shark skin) en filière, de transport d’eau (water carry over) ou d’encrassement des rouleaux chauffants lors de l’étirage, l’équipe technique identifie la cause profonde et propose des solutions de Masterbatches ciblées. Le Filter Test est un outil de diagnostic fondamental : il permet de certifier la propreté de la formulation et de prévenir le colmatage des filtres, principale cause d’arrêts et de défauts. Grâce à une gamme complète d’agents antibloquants, de modificateurs rhéologiques (melt strength), de PPA, de stabilisants thermiques, d’antistatiques et d’agents hydrophobes, Rifra intervient à chaque étape du processus, de la préparation du matériau à la collecte du fil.

Phase un

1. Dosage et préparation des matières premières

Dans le processus de production des fils polymères, la première étape fondamentale est le dosage des matières premières. Les systèmes de dosage sont principalement gravimétriques ou mixtes (avec des systèmes volumétriques et gravimétriques en série). À ce stade, il est essentiel que les produits présentent une bonne dosabilité, obtenue grâce à l’uniformité de la taille des grains, la garantie qu’ils ne sont pas agglomérés et qu’ils n’ont pas absorbé d’eau. Le phénomène d’agglomération – c’est-à-dire la tendance des grains à s’agréger entre eux – peut se produire dès l’ensachage ou lors de la phase d’alimentation de l’installation, notamment lorsque la trémie n’est pas isolée et atteint des températures supérieures à 40-50 °C. Des dispositifs techniques et des contrôles sur les matières premières mis en ligne sont fondamentaux ; les principaux sont :

Si applicable, dosage gravimétrique : garantit précision et répétabilité dans l’alimentation des Masterbatches.

Inhiber l’agglomération des granulés : point critique géré par une formulation équilibrée et le respect de la date limite d’utilisation.

Agglomération des granulés au stockage : gérée avec des agents anti-blocking dans la formule et des recommandations sur la date limite d’utilisation.

Phase deux

2. Extrusion et filage (Spinning)

Les extrudeuses utilisées pour l’extrusion de fils sont principalement monovis, équipées de systèmes de filtrage tant dans l’extrudeuse que sur la tête d’extrusion. Les blocs filtrants sont conçus pour permettre le remplacement des filtres sans arrêter la machine, avec des capteurs de pression signalant la limite. En aval du filtre de l’extrudeuse, une pompe de dosage volumétrique est presque toujours présente pour garantir une contre-pression constante. La filière peut être circulaire ou rectangulaire, dotée de nombreux trous dont la forme dépend de la section transversale souhaitée pour le fil (circulaire, trilobée, ovale, etc.). Un paramètre extrêmement critique en sortie est la « melt strength » : une propriété rhéologique du flux fondu qui dépend des matières premières et des conditions de transformation. Points spécifiques de cette technologie :

Pompe volumétrique en aval du filtre : garantit une contre-pression constante en filière et la constance du titre.

Contrôle de la melt strength : paramètre critique déterminant la stabilité du fil à la sortie de la filière.

Matériaux à excellente filtrabilité : sélection des matières premières et soin apporté à leur dispersion dans la matrice support des Masterbatches.

Les défauts courants liés à cette phase comprennent :

Instabilité du fil fondu

Lorsque la melt strength est insuffisante, le fil ne maintient pas une trajectoire rectiligne : au lieu de tomber verticalement, il « tourne », oscille ou forme des boucles (looping), rendant impossible un démarrage correct et un entraînement stable.

Shark skin / Peau de requin

Phénomène apparaissant à partir d’une certaine valeur de débit, descriptible comme une modification permanente de la surface du fil (micro-fractures). Il rend le fil moins résistant à l’étirage, d’aspect mat et rugueux au toucher.

Die build-up / Accumulation en filière

Accumulation de matériau dégradé ou de composants à faible volatilité autour des trous de la filière. Cela provoque des irrégularités dans la section du fil, des ruptures fréquentes et nécessite un nettoyage périodique de la filière avec arrêt de la machine.

Phase trois

3. Refroidissement et étirage

À la sortie de la filière, les fils peuvent être refroidis dans l’eau, l’air ou par contact avec des rouleaux froids. Lors du refroidissement à l’eau, un point critique est le « water carry over » : la vitesse d’étirage peut amener certaines formulations à retenir sur le fil une quantité d’eau créant des problèmes lors des étapes ultérieures de transformation. En aval du refroidissement, on procède à l’étirage (drawing) et au recuit (annealing). L’étirage confère au fil les propriétés mécaniques nécessaires, notamment la ténacité. Le recuit fixe les conditions d’étirage dans le temps. Ces étapes utilisent des fours et/ou des cylindres tant chauds que froids. Les cylindres chauds peuvent s’encrasser par migration de composants à bas point de fusion présents dans le fil. Les éléments spécifiques de cette technologie sont :

Water carry over : des formulations hydrophobes réduisent la rétention d’eau sur le fil après le bain de refroidissement.

Drawing : oriente les molécules dans le sens de la machine (MD), confère ténacité et résistance mécanique au fil.

Encrassement des rouleaux chauds : des agents antibloquants et des stabilisants thermiques minimisent la migration superficielle.

Les principales difficultés sont :

Water carry over

Certaines formulations ont tendance à retenir l’eau sur le fil après le bain de refroidissement. Cela crée des problèmes lors des étapes suivantes et peut provoquer des défauts superficiels ainsi que des variations de titre.

Encrassement des rouleaux chauds

La migration de composants à bas point de fusion de la formulation vers les cylindres chauds d’étirage et de recuit provoque des accumulations qui altèrent le coefficient de friction, génèrent des défauts superficiels sur le fil et nécessitent des arrêts machine pour le nettoyage.

Rupture du fil lors de l’étirage

Pendant la phase d’orientation (étirage à chaud et à froid), le fil ne supporte pas les contraintes de tension et casse. Une melt strength insuffisante ne permet pas au fil d’être étiré sans rompre, entraînant des arrêts machine fréquents et des rebuts élevés.

Phase quatre

4. Collecte et finissage du fil

La phase finale du processus est la collecte du fil, qui s’effectue par des systèmes de rebobinage. Lors de cette phase, des traitements de surface avec des huiles d’ensimage sont souvent appliqués : des produits sous forme liquide aux caractéristiques spécifiques qui confèrent au fil lubrification, cohésion entre les filaments et effet antistatique. Les huiles d’ensimage sont fondamentales pour la transformabilité du fil lors des étapes ultérieures (tissage, tricotage, non-tissé), en réduisant la friction entre les fils et les guides/rouleaux et en prévenant les ruptures et les oscillations. La qualité de la bobine – uniformité de la tension, absence de défauts superficiels, constance du titre – est le paramètre final qui certifie la qualité de l’ensemble du processus de production.

Les difficultés comprennent :

Irrégularité du titre

Les variations du diamètre du fil sur sa longueur (irrégularité de titre) sont la conséquence d’instabilités en amont : fluctuations de la melt strength, variations de pression en filière ou irrégularités dans le dosage du Masterbatch.

Agglomération en bobine

L’adhérence entre les couches de fil sur la bobine (blocking) est causée par des composants à faible énergie superficielle ou par un effet antibloquant insuffisant de la formulation. Cela rend difficile le déroulement du fil lors des étapes ultérieures.

Marchés

Les marchés pour l’extrusion de fils

Dans l’extrusion de fils, chaque instabilité ou défaut est un signal. Non pas un simple inconvénient, mais un point de départ pour comprendre le processus, en identifier les causes et en améliorer l’équilibre. Les points critiques que vous rencontrez quotidiennement – de l’agglomération des granulés à la gestion de la melt strength, du shark skin au water carry over, jusqu’à l’encrassement des rouleaux chauds – ne sont pas des problèmes à affronter seul. Ils constituent le terrain commun sur lequel nous construisons ensemble la solution. Notre rôle ne se limite pas à fournir des Masterbatches de couleur et des additifs, mais à vous accompagner en tant que partenaire technique et de résolution de problèmes. Chaque variable est interprétée comme faisant partie d’un système complexe, afin de contribuer à la stabilité du processus et à la qualité du fil fini.

Produits

Ligne de produits pour l’extrusion de fils

Rifra opère depuis des décennies aux côtés des producteurs de fils polymères, avec une connaissance approfondie des points critiques de ce processus : de l’agglomération des granulés en trémie à la gestion de la melt strength en filière, du shark skin au water carry over dans le bain de refroidissement, jusqu’à l’encrassement des rouleaux chauds lors de l’étirage. Cette compétence technique se traduit par des Masterbatches de couleur et des additifs qui répondent aux exigences esthétiques et fonctionnelles tout en contribuant activement à la stabilité du processus et à la qualité du fil fini. Chaque produit est développé pour optimiser le processus de production et garantir le meilleur résultat esthétique et fonctionnel, avec un accent sur la durabilité et l’économie circulaire.

Masterbatches couleur

Nos règles de conception des formulations de couleurs

Rifra a toujours choisi de ne pas se concentrer sur la production de formules standards, mais sur des développements ad hoc pour maximiser les performances de la couleur et valoriser le produit selon l’usage spécifique du client. Dans l’extrusion de fils, la sélection des pigments est particulièrement critique : les titres fins exigent une attention maximale à la dispersion pour éviter le colmatage des filtres. Rifra garantit une dispersion maximale des pigments et la compatibilité avec la matrice polymère, assurant un fil de qualité constante. Le tableau suivant est un outil de ce dialogue continu. Il met en relation les points critiques les plus courants avec les mécanismes qui les génèrent et, surtout, avec les stratégies synergiques que nous pouvons activer ensemble. De notre gamme complète d’additifs, tels que les agents antibloquants, les modificateurs rhéologiques (melt strength), les PPA, les stabilisants thermiques, les antistatiques et les agents hydrophobes, aux indications de processus qui en maximisent l’efficacité, chaque entrée est un point de départ pour une conversation technique ciblée. Nous travaillons du même côté du bureau. Votre défi de processus est notre priorité de développement.

Secteurs réglementés et à hautes performances Valeurs pour les produits manufacturés Comment obtenir de la valeur avec les formules Rifra
Petite enfance et jouets Fils pour la couture et l’assemblage de peluches et de jouets souples. Couleurs éclatantes et stables au lavage. Résistance à la traction et à la rupture pour la sécurité de l’enfant. Sélection de pigments non toxiques. Dispersion maximale pour éviter les variations de couleur sur les fils à faible titre. Solidité au lavage et à la salive artificielle.
Médical Fils pour la réalisation de textile non tissé. Couleurs standards et formulations entièrement traçables. Dispersion et filtrabilité maximales lors de la phase du processus de filage. Les formulations sont étudiées en sélectionnant des pigments et des additifs non toxiques et résistants aux processus de stérilisation.
Électrique / Électronique Fils conducteurs ou isolants pour câblages et revêtements. Couleurs pour codage fonctionnel (ex. rouge pour la phase, noir pour la masse). Résistance à la chaleur et à la flamme. Pigments sélectionnés pour ne pas interférer avec les propriétés électriques du fil. Stabilité thermique lors des processus à haute température. Possibilité de formulations avec des additifs retardateurs de flamme n’interagissant pas avec la couleur.
Automobile Fils pour textiles intérieurs (sièges, revêtements de pavillon) et pour composants techniques (sangles, tuyaux de frein). Résistance aux rayons UV, à la chaleur et à l’abrasion. Couleurs stables dans le temps. Pigments présentant une très haute solidité à la lumière et à la chaleur. Sélection de chimies n’interagissant pas avec les stabilisants UV et thermiques. Dispersion maximale pour les fils à faible titre.
Emballage alimentaire Fils pour sacs et filets destinés à l’emballage de fruits, légumes et produits alimentaires. Coloration comme marque distinctive du producteur. Haute ténacité et résistance à l’usure pendant le transport et le stockage. *Conformité aux règlements pour le contact alimentaire (UE 10/2011). Sélection de pigments à très faible migration. Optimisation de la dispersion pour maintenir les propriétés mécaniques du fil. Support pour la certification du produit final.
Secteurs à fort impact esthétique et durabilité Valeur pour les produits finis Comment obtenir de la valeur avec les formules Rifra
Éléments d’ameublement Fils pour tissus d’ameublement (canapés, fauteuils, rideaux). Couleurs stables à la lumière solaire et à l’éclairage artificiel. Résistance à l’abrasion et au frottement. Pigments à haute solidité à la lumière (au moins échelle 6-7 de l’échelle bleue). Sélection de chimies ne jaunissant pas avec le temps. Dispersion maximale pour une uniformité chromatique sur de grandes surfaces textiles.
Articles ménagers Fils pour textiles à usage domestique. Couleurs résistantes aux lavages et approuvées pour le contact alimentaire. Pigments à haute solidité des couleurs, possibilité d’étude de couleur personnalisée.
Mobilier d’extérieur Fils pour textiles d’extérieur (stores, coussins de jardin, parasols). Couleurs résistantes aux rayons UV, à la moisissure, à la pluie et à la salinité. Durabilité esthétique maximale. Pigments sélectionnés pour une très haute solidité aux intempéries. Formules avec additifs anti-moisissure et anti-UV n’interagissant pas négativement avec la couleur. Stabilité aux cycles mouillé-sec.
Secteurs spécialisés à fortes sollicitations Valeur pour les produits finis Comment obtenir de la valeur avec les formules Rifra
Emballage non alimentaire Fils pour big bags, sacs industriels et filets de chargement. Couleurs pour le codage de produit et l’identification de danger (ex. orange pour substances dangereuses). Ténacité maximale et résistance à la déchirure. Sélection de pigments ayant un impact minimal sur les propriétés mécaniques. Optimisation de la dispersion pour éviter les points de discontinuité sous charge. Résistance aux solvants et aux agents chimiques agressifs.
Bâtiment Les fils sont étudiés pour présenter des résistances mécaniques importantes et durables dans le temps. Le choix de Rifra est de sélectionner des pigments et des colorants ayant une interaction minimale avec la matrice polymère, afin de ne pas modifier les propriétés mécaniques du fil. Haute solidité de la couleur et sélection de chimies n’interférant pas avec d’autres additifs présents (ex. retardateurs de flamme, anti-UV, etc.).
Habillement / Accessoires Fils pour vêtements techniques et accessoires de mode. Couleurs éclatantes et saturées. Résistance aux lavages, à la sueur, à la lumière solaire et au frottement. Douceur et confort sur la peau. *Sélection de pigments avec une haute solidité au lavage et à la lumière. Dispersion maximale pour les fils à très faible titre (ex. 20-50 deniers). Formules ne libérant pas d’additifs altérant le « toucher » du tissu.
Équipements sportifs Fils pour cordes, filets de sport, sangles d’escalade, chaussures techniques. Couleurs à haute visibilité pour la sécurité. Résistance maximale à la traction, à l’abrasion, à la flexion répétée et aux agents atmosphériques. Pigments avec une interaction minimale sur la ténacité et l’allongement à la rupture. Sélection de chimies compatibles avec les exigences de certification EN (ex. normes pour harnais et cordes). Stabilité à l’ozone, aux UV et à l’humidité.
Gazon synthétique Qu’il s’agisse de terrains homologués FIFA, LND ou de structures sportives en général, la qualité du fil doit être maximale. Retraits thermiques minimaux, variations de couleur minimales dans le temps, résistance maximale du fil à l’usure par abrasion et aux agents atmosphériques. Le choix de la formulation pour la partie pigmentaire est très rigoureux, s’appuyant sur une liste de matières premières déjà testées selon les règlements F.I.G.C. – LND et FIFA. Les règles de sélection sont complétées par une connaissance approfondie des additifs liés aux performances du secteur et une capacité conséquente à sélectionner des matières premières n’interagissant pas négativement avec l’ensemble des composants de la recette.
Agriculture Les fils sont principalement étudiés pour l’extérieur. Résistants mécaniquement à la traction et à l’abrasion. Le choix de Rifra est de sélectionner des pigments et des colorants présentant une haute solidité aux intempéries pour garantir que le fil conserve au mieux sa coloration initiale, même soumis à l’action agressive des agents atmosphériques et des composés chimiques utilisés dans le secteur.

Masterbatches additifs

Nos solutions historiques pour les additifs

Comme pour toutes les choses bien faites, le meilleur résultat est obtenu grâce à un « travail d’équipe ». Rifra traduit cette devise en privilégiant des solutions qui combinent la formulation de la couleur avec celle des chimies les plus performantes, fournissant des structures additivables « tout-en-un » directement dans l’installation. Les COMPLEX Rifra pour l’extrusion de fils sont des Masterbatches multifonctionnels qui intègrent les fonctionnalités de plusieurs additifs, optimisés pour les conditions spécifiques du processus : les vitesses de tirage élevées, les points critiques de la melt strength, la nécessité de surfaces propres et sans défauts, la durabilité du fil dans les applications extérieures. La synergie entre les composants garantit des performances supérieures à la somme des parties, avec un seul ajout au processus.

Valeur pour les produits manufacturés Bénéfices pour le procédé Propriétés
Fil mat et plus résistant à la rupture dans le sens de la machine. Le processus de production du fil devient plus stable car l’additif modifie la melt strength du matériau à la sortie de la filière, limitant les mouvements du fil lui-même. Des fils plus stables en filière réduisent les risques de rupture tant au niveau de la filière que lors de la phase d’étirage. ANTIBLOCKING + MECHANICAL MODIFIER
Filament avec une surface lisse, brillante et sans rugosité. Le PPA lubrifie les surfaces métalliques des trous de la filière, abaissant la pression et la température et prolongeant les cycles de nettoyage. AIDE AU PROCESSUS (PPA)
Fibre avec ténacité préservée après étirage et enroulement. La protection antioxydante prévient la dégradation thermique pendant le séjour dans le fondoir et dans la tête, maintenant le poids moléculaire. ANTI-UV
Fil pour applications extérieures avec stabilité mécanique et de la couleur dans le temps. La combinaison d’absorbeurs UV et de HALS minimise l’accumulation sur la filière et protège le polymère de la photodégradation lors de l’utilisation. STABILISANT UV + HALS
Fibre ou monofilament avec faible friction superficielle pour les processus textiles (tricotage, tissage). L’ajout d’agents glissants internes réduit le coefficient de friction fibre-métal et fibre-fibre, améliorant le glissement et réduisant la formation de peluches. AGENT GLISSANT INTERNE
Fil auto-extinguible pour tapis, moquettes ou textiles techniques. La compatibilité du système ignifuge avec les stabilisants évite la corrosion de la filière et maintient stable la fenêtre de processus. IGNIFUGE
Fil antistatique pour environnements propres ou applications électroniques. Le système dissipatif élimine les charges électrostatiques pendant l’enroulement et le tissage, réduisant l’attraction des poussières et les défauts de formation. ANTISTATIQUE

Masterbatches complex

Nos meilleures formulations : les COMPLEX

Comme pour toutes les choses bien faites, le meilleur résultat est obtenu grâce à un « travail d’équipe ». Rifra traduit cette devise en privilégiant des solutions qui combinent la formulation de la couleur avec celle des chimies les plus performantes, fournissant des structures additivables « tout-en-un » directement dans l’installation. Les COMPLEX Rifra pour l’extrusion de fils sont des Masterbatches multifonctionnels qui intègrent les fonctionnalités de plusieurs additifs, optimisés pour les conditions spécifiques du processus : les vitesses de tirage élevées, les points critiques de la melt strength, la nécessité de surfaces propres et sans défauts, la durabilité du fil dans les applications extérieures. La synergie entre les composants garantit des performances supérieures à la somme des parties, avec un seul ajout au processus.

Solutions Rifra Avantage synergique Efficacité garantie
RIFRACHEM CX PPA La synergie entre la couleur et le PPA permet d’obtenir un fil avec une surface particulièrement lisse, sans défauts esthétiques et avec une section constante. Le PPA stabilise le flux en filière, réduisant la rupture de flux (melt fracture) et l’accumulation en filière (die build-up), tout en préservant l’homogénéité chromatique. Réduction drastique des arrêts pour nettoyage de la filière et des ruptures dues à la non-uniformité de la section. Processus stable, vitesse de ligne accrue, couleur uniforme sur toute la production.
RIFRACHEM CX PPA + ANTIOX La synergie entre la couleur, le PPA et l’antioxydant garantit un fil brillant avec des propriétés mécaniques préservées des agressions thermo-dégradatives du processus. L’antioxydant protège le polymère et le pigment de la dégradation thermique dans le fourreau ; le PPA optimise les performances de l’installation. Maintien des propriétés mécaniques (ténacité, allongement) et de la brillance chromatique même après une extrusion prolongée. Aucune formation de gel ni altération de la couleur.
RIFRACHEM CX PPA + ANTIOX + ANTIBLOCK La synergie entre la couleur, le PPA, l’antioxydant et l’antibloquant confère une finition superficielle qui ajoute un effet antibloquant indispensable lors des processus ultérieurs de transformation du fil (tissage, tressage, enroulement). Le PPA garantit la stabilité de la section ; l’antioxydant préserve les propriétés mécaniques et la couleur. Contrôle très élevé sur toute l’installation. Aucun blocage entre les spires sur la bobine, moins de ruptures lors de la phase de conversion, qualité chromatique et mécanique constante lot après lot.
RIFRACHEM CX PPA + ANTISTATIC La synergie entre la couleur, le PPA et l’antistatique garantit un fil brillant avec des performances antistatiques à court/moyen terme. L’antistatique facilite le glissement du fil le long de toutes les unités opérationnelles (guides, rouleaux, têtes d’enroulement), exerçant un effet lubrifiant qui n’altère ni la surface ni la couleur. Réduction drastique de la formation de poussière par friction du fil contre les parties métalliques. Moindre usure de la machine, fil plus propre, qualité superficielle et chromatique supérieure.
RIFRACHEM CX PPA + UV La synergie entre la couleur, le PPA et le stabilisant UV permet d’obtenir un fil pour applications extérieures (stores, filets agricoles, cordages, géotextiles) avec une surface lisse et une protection solaire intégrée. Le PPA garantit la stabilité du processus même avec des charges d’UV ; la protection UV préserve la couleur du blanchiment et le polymère de la fragilisation. Stabilité chromatique et mécanique après une exposition prolongée. Aucune fragilisation, perte de charge à la rupture ou blanchiment de la couleur. Idéal pour les fils à longue durée de vie en extérieur.
RIFRACHEM CX PPA + FR La synergie entre la couleur, le PPA et le retardateur de flamme permet d’obtenir un fil auto-extinguible pour rideaux, revêtements techniques, tapisseries. Le PPA évite l’augmentation de pression en filière typique des charges de FR, maintenant une surface lisse, une section constante et une uniformité chromatique. Classe de réaction au feu stable, qualité esthétique et chromatique maintenue, moins d’arrêts machine pour le nettoyage même avec des formulations FR à haute charge.