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Compoundage de mélange-maître de charges

Le mélange-maître de charges (masterbatch) est un concentré de CaCO₃, de talc ou de BaSO₄ dans une résine support PP ou PE. Nous concevons la ligne en fonction de votre débit, de votre formule et de l’application finale : de 85 % de charge pour l’injection jusqu’à une dispersion de qualité film sans yeux de poisson.

  • CaCO₃
  • Talc
  • BaSO₄
  • Résine support PP / PE
Taux de charge typique
75–85%
SAT110 + granulation sous eau, PP + CaCO₃
2 500–4 000kg/h
Durée de vie du fourreau par rapport à un bimétallique standard
2–3×
Trivis SAT-T par rapport à une bivis de même taille
+30–50%

Défis de formulation et de mise en œuvre

La configuration de votre machine doit s’adapter à la rhéologie des formulations fortement chargées. Chaque composant pose son propre problème.

0 %Formule type d’un mélange-maître de charges100 %

Charge · CaCO₃ / talc

75–85 %
Défi

Abrasion extrême ; la faible masse volumique apparente crée des goulets d’étranglement à l’alimentation.

Solution USEON

Chemises massives en alliage Cr26MoV en standard ; gaveuses latérales bivis de la série CWS pour la désaération.

Résine support · PP / PE

10–20 %
Défi

Les résines support à MFI élevé peuvent provoquer des pompages ou une pression instable.

Solution USEON

Une géométrie de vis qui assure un convoyage stable, même avec une matière fondue peu visqueuse.

Additifs · cire

2–5 %
Défi

Un excès de lubrifiant peut faire patiner les vis et réduire le débit.

Solution USEON

Des douilles d’alimentation rainurées qui maximisent le frottement et l’entraînement.

Pièces d’usure

Une chemise qui s’use, sans jamais être percée

Un fourreau bimétallique standard possède une couche d’alliage de 1–2 mm et part au rebut dès qu’elle est usée. Dans les zones de fusion et de mélange, nous montons des chemises intégrales massives en Cr26MoV, de plus de 10 mm d’épaisseur et d’une dureté HRC 60+, ainsi que des éléments de vis en acier rapide W6Mo5Cr4V2.

Avec 80 % de CaCO₃, la durée de vie du fourreau est généralement 2 à 3 fois supérieure à celle d’un fourreau bimétallique : moins de remplacements et moins d’arrêts cachés.

Bimétallique standard

Mis au rebut dès que la couche est usée.

Chemise massive USEON en Cr26MoV

Chemise intégrale dans les zones de fusion et de mélange. Durée de vie 2–3× supérieure avec 80 % de CaCO₃.

Contrôle qualité selon l’application

Chaque application finale impose ses propres priorités d’extrusion.

Gros plan sur des sacs en film plastique fin et coloré

Film et emballage · film soufflé

Critère clé
Zéro yeux de poisson, dispersion élevée
L’avantage USEON
Rapport L/D de 52:1 et évent de dégazage sous vide poussé en zone 10 pour une dispersion à l’échelle du micron dans les films minces.
Sacs tissés en plastique blanc et jaune remplis de céréales sur un marché

Raphia et sacs tissés

Critère clé
Résistance à la traction élevée, sans casse
L’avantage USEON
Des profils à cisaillement modéré préservent la longueur des chaînes polymères et la résistance du fil.
Piles de chaises rouges en plastique moulé contre un mur neutre

Moulage par injection

Critère clé
Réduction des coûts, taux de charge maximal
L’avantage USEON
L’alimentation latérale porte le taux de CaCO₃ à 85 % et réduit au minimum le coût des matières premières.

Un procédé optimisé

Notre procédé standard, représenté le long du fourreau. La résine entre par la trémie principale ; la poudre rejoint la matière fondue par le côté.

Réducteur FusionBlocs de malaxage · dispersion LIW Résine PP / PE + additifs Gaveuselatérale CWS Poudre de CaCO₃ / talc l’air piégé s’évacue en retour Vide poussé anneaud’eau L/D 48–5212345
Schéma, sans échelle.
  1. 1

    Prémélange

    Même avec une alimentation fractionnée, le prémélange des additifs évite la ségrégation.

    Réduit de 30 % la poussière au doseur.

  2. 2

    Gavage et désaération

    Les poudres fortement chargées contiennent beaucoup d’air. La gaveuse latérale crée la pression tandis que ses canaux de dégazage arrière laissent l’air s’échapper.

    C’est ce qui évite l’« engorgement de l’évent ».

  3. 3

    Compoundage

    Fusion et dispersion dans l’extrudeuse SAT / SAT-T. Plusieurs étages de blocs de malaxage désagrègent les agglomérats.

  4. 4

    Dégazage sous vide

    Un système de vide poussé élimine l’humidité et les matières volatiles pour obtenir des granulés denses et brillants.

    Indispensable pour les grades destinés au film soufflé.

  5. 5

    Granulation

    Granulation à anneau d’eau : le standard robuste et économique pour les charges PE / PP. Granulation sous eau pour les lignes de plus de 2 t/h qui exigent une automatisation complète.

Des configurations d’alimentation flexibles

Deux systèmes d’alimentation éprouvés, à choisir selon le budget et le niveau d’automatisation.

Option AVolumétrique

Système économique à prémélange

Idéal pour : les jeunes entreprises ou les petites séries avec des changements de formule fréquents.

  1. Pesage
  2. Mélangeur rapide 5–10 min
  3. Chargeur à vis
  4. Doseur volumétrique
  5. Alimentation principale
  • Le mélangeur enrobe la charge avant l’extrusion.
  • Notre profil de vis évite la ségrégation du prémélange dans la trémie.
Coût
Plus faible
Changements de formule
Faciles

Option BStandard pour 85 %

Système pondéral haute précision · alimentation fractionnée

Idéal pour : la production continue 24 h/24, 7 j/7, avec une formule rigoureusement respectée.

  1. Chargeurs sous vide
  2. Trémies tampons
  3. Doseur pondéral : résine → alimentation principale
  4. Doseur pondéral : poudre → gaveuse latérale
  • La régulation en boucle fermée entièrement automatique élimine les erreurs humaines.
  • Les gaveuses latérales de la série CWS désaèrent mécaniquement la poudre.
Implantation de l’alimentation fractionnée avec doseurs pondéraux le long de l’extrudeuse
Alimentation fractionnée : résine à l’alimentation principale, poudre par les gaveuses latérales.
Précision
±0,5 %
Taux de charge
jusqu’à 85 %
Chargeur sous vide pour le réapprovisionnement automatique en matière
Chargeur sous videRéapprovisionnement automatique des trémies tampons.
Doseur pondéral pour granulés
Doseur pondéral · granulésRésine vers l’alimentation principale.
Doseur pondéral pour poudre
Doseur pondéral · poudreCaCO₃ / talc vers la gaveuse latérale.
Gaveuse latérale
Gaveuse latéraleForce l’entrée de la poudre et évacue l’air en retour.

Guide de choix de la machine

Selon votre application et votre débit, trois solutions sont possibles.

Demander une configuration →
Le standard du secteur

Bivis SAT

Fiabilité éprouvée, simplicité d’utilisation et excellent retour sur investissement.

Idéale pourLe mélange-maître de charges standard à 75–85 % pour l’injection, le film soufflé et les tubes.

250–1 600 kg/h

Le levier de productivité · premium

Trivis SAT-T

Intensité et surface de cisaillement supérieures : 30–50 % de débit en plus qu’une bivis de même taille, pour la même consommation d’énergie.

Idéale pourLes productions à grand volume qui exigent une dispersion supérieure.

400–1 100 kg/h

Taux de charge ultra-élevé

Malaxeur + extrudeuse

Mélange intensif dans un malaxeur, mise en pression dans une extrudeuse monovis ou bivis.

Idéal pourLes taux de charge supérieurs à 85 % ou les additifs difficiles à disperser.

600–1 700 kg/h

ModèleDiamètre (mm)Vitesse max. (tr/min)Moteur (kW)L/DDébit (kg/h)
SAT5251,480011048–52250–350
SAT6562,480016048–52450–600
SAT7571,480025048–52700–900
SAT959360060048–521200–1600

Le débit dépend du type de charge, de sa finesse (mesh), du taux de charge et de la granulation. Extrudeuse bivis corotative · Extrudeuse trivis parallèle SAT-T · Extrudeuse monovis

Projet · Amérique du Sud

75 % de CaCO₃ à 650–750 kg/h, granulés à moins de 150 ppm d’humidité

Un compoundeur de polyoléfines avait besoin d’une ligne clés en main pour une nouvelle formulation à 75 % de CaCO₃, avec maîtrise des poussières, alimentation stable et granulés secs. Les essais de réception en usine (FAT) ont porté sur toute la ligne, de l’alimentation en poudre jusqu’au pesage en big bags.

Extrudeuse
SAT75 · L/D 60
Entraînement
250 kW · 600 tr/min
Granulation
Anneau d’eau WRP800
Humidité
< 150 ppm
  1. Deux gaveuses latérales L/D 8 ajoutent le CaCO₃ par étapes, une fois la résine fondue.

  2. Une pompe à engrenages placée avant la filière à anneau d’eau atténue les pompages.

  3. Essorage centrifuge, puis sécheur déshydratant et silo à air chaud.

  4. Le débit a atteint l’objectif de 650–750 kg/h ; granulés homogènes, sans agglomération.

Plateforme de manutention des matières et équipements de dosage de la ligne SAT75.

Lignes de mélange-maître de charges que nous avons livrées

D’une SAT52 de 250 kg/h à une SAT110 de 4 t/h. Classées par débit.

Tous les projets de compoundage
LigneFormulationDébitGranulation
Bivis SAT110L/D 56 · pompe à engrenagesPP + CaCO₃2 500–4 000 kg/hSous eau
Trivis SAT-T75PE/PP + CaCO₃ jusqu’à 85 %2 000–2 500 kg/hAnneau d’eau
Trivis SAT-T75Mélange-maître de charges et bioplastiqueMélange-maître de charges500–1 500 kg/hJoncs refroidis à l’air
SAT75 · Arabie saouditeL/D 52 · doseur pondéral de poudre type XPP homopolymère + 70 % de CaCO₃900–1 000 kg/hAnneau d’eau WRP1000
Ligne PE + CaCO₃PE + CaCO₃500–900 kg/hAnneau d’eau
SAT75–TDD180R · ChineCharges PE800 kg/h—
SAT75 · Amérique du SudL/D 60 · présentée ci-dessusPP/PE + 75 % de CaCO₃650–750 kg/hAnneau d’eau WRP800
SAT-75 · IndeAlimentation fractionnée par doseurs pondérauxCharges PP700 kg/h—
SAT52 · 90 kWPEHD (MFI 0,35) + jusqu’à 65 % de CaCO₃, 8 000 mesh250 kg/hJoncs refroidis à l’eau
Trivis SAT-T75 · Moyen-OrientL/D 52 · 250 kW · 600 tr/minPE/PP + 82 % de charge—Anneau d’eau

Également livrées : deux lignes SAT65 pour PP + CaCO₃, l’une avec granulation à anneau d’eau, l’autre avec granulation en joncs refroidis à l’eau. Extrudeuse bivis SAT65 avec granulateur à anneau d’eau pour mélange-maître de charges PP+CaCO₃ · Extrudeuse bivis SAT65 avec granulateur à joncs refroidis à l’eau pour mélange-maître de charges PP+CaCO₃

FAQ

Usure, débit, engorgement de l’évent, yeux de poisson, talc et service.

Vous mettez en avant la résistance à l’usure. Combien de temps dure-t-elle réellement par rapport à des fourreaux bimétalliques standard ?

Les fourreaux bimétalliques standard ont généralement une fine couche d’alliage (1–2 mm) et partent au rebut dès qu’elle est usée. Pour les mélanges-maîtres de charges abrasifs, USEON monte dans les zones de fusion et de mélange des chemises intégrales massives en alliage Cr26MoV (épaisseur > 10 mm, dureté HRC 60+). Dans les conditions sévères d’une formule à 80 % de CaCO₃, la durée de vie de nos fourreaux est généralement 2 à 3 fois supérieure à celle des solutions bimétalliques standard, ce qui réduit nettement les coûts cachés des arrêts pour remplacement.

Mon extrudeuse bivis actuelle plafonne en débit. La trivis (SAT-T) apporte-t-elle vraiment un gain ?

Tout à fait. L’extrudeuse trivis comporte trois zones d’interpénétration alignées dans un même plan, ce qui double la surface de cisaillement par rapport à une bivis. Elle obtient ainsi une meilleure plastification avec un rapport L/D plus court et à plus basse température. Les données terrain montrent que, pour la production de mélanges-maîtres fortement chargés, la série SAT-T offre un débit supérieur de 30–50 % à celui d’une bivis de même taille, avec une énergie spécifique plus faible, ce qui la rend particulièrement adaptée à la production en volume de charges à faible marge.

Comment gérez-vous l’« engorgement de l’évent » ou les problèmes d’alimentation à 85 % de charge ?

C’est un problème classique d’« air piégé dans la poudre ». Les poudres fines contiennent beaucoup d’air, qui forme un bouchon d’air si elles sont introduites directement par la trémie principale. Notre solution :

  • adopter une alimentation fractionnée, en introduisant l’essentiel de la poudre par une gaveuse latérale bivis CWS ;
  • la gaveuse latérale dispose d’un dispositif mécanique spécial de dégazage arrière, qui évacue l’air à contre-courant pendant que la poudre est gavée. C’est la clé pour atteindre 85 % de charge.
Pour les mélanges-maîtres de qualité film soufflé, comment garantissez-vous la dispersion et limitez-vous les yeux de poisson ?

Les yeux de poisson proviennent généralement d’agglomérats de charge ou d’une plastification irrégulière de la résine support. Au-delà d’un couple suffisant côté machine, nous mettons l’accent sur la configuration des vis. Nous recommandons un rapport L/D élevé de 52:1 avec plus de 3 groupes de blocs de malaxage décalés. Par ailleurs, le système de dégazage sous vide poussé en zone 10 élimine complètement les traces d’humidité et les matières volatiles : c’est la garantie essentielle contre les ruptures de bulle en film soufflé.

Vos machines acceptent-elles le talc ? Il est très léger et difficile à alimenter.

Le talc présente une masse volumique apparente extrêmement faible (0,3–0,5 g/cm³), ce qui met effectivement le système d’alimentation à l’épreuve. Pour le talc, nous équipons nos lignes de gaveuses ou de gaveuses latérales dédiées avec fonction de dégazage. Nos réalisations montrent qu’avec ces optimisations, même un talc ultrafin de 3 000 mesh peut être produit de façon stable à des taux de charge élevés.

Un équipement ne doit pas seulement être simple à utiliser, il doit aussi être simple à entretenir. Qu’en est-il de votre service après-vente ?

Nous connaissons le coût d’un arrêt. Les équipements USEON reposent sur une conception modulaire standardisée, avec des pièces de rechange largement interchangeables (éléments de vis, colliers chauffants, etc.). Nous disposons de centres de service sur les principaux marchés mondiaux et proposons un diagnostic à distance de l’automate. Nous pouvons ainsi identifier la panne par analyse des données à distance, parfois avant même l’arrivée d’un ingénieur sur site, pour vous aider à reprendre rapidement la production.

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Indiquez-nous la charge, sa finesse (mesh) et son taux, la résine support et le produit final. Nous dimensionnons ensemble l’alimentation, l’extrudeuse et la granulation. Des essais avec votre formulation peuvent être réalisés sur notre ligne de laboratoire avant votre commande.

Choisissez le pays ou saisissez l’indicatif international (+).

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  1. 01Formule, taux de charge et application finale
  2. 02Dosage, extrudeuse et granulation
  3. 03Essais en laboratoire avec votre formulation, sur demande
Souder Chen

Souder Chen

Responsable de la division Compoundage

Chez USEON depuis 2008. Lignes bivis de compoundage, de dévolatilisation et de recyclage.

Compoundage de mélange-maître de charges

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