Une nouvelle méthode de compoundage efficace pour le mélange-maître noir de carbone à forte concentration
L’une des difficultés de la fabrication de mélange-maître (masterbatch) noir de carbone à forte concentration consiste à introduire dans l’extrudeuse bivis une poudre aussi fine et légère. Le noir de carbone n’est pas seul en cause : toutes les charges fines et pulvérulentes, comme le graphite, le talc ultrafin ou le CaCO₃, posent les mêmes problèmes d’alimentation et de distribution.
Les méthodes traditionnelles font appel à un malaxeur discontinu ou à un mélangeur rapide associé à un broyeur. Dans les deux cas, le procédé se déroule en deux étapes, avec davantage d’opérations et de main-d’œuvre. Notre méthode innovante en une seule étape supprime le prétraitement tout en conservant une bonne distribution du noir de carbone à forte concentration.
Baptisée CKC (Continuous Kneader Compounding, compoundage par malaxeur continu), cette nouvelle installation est un système d’extrusion tandem composé d’un malaxeur continu et d’une extrudeuse bivis. Le diamètre du malaxeur continu étant bien supérieur à celui de l’extrudeuse bivis, il offre une excellente capacité d’avalement. Ses éléments de malaxage spécifiques font pénétrer et distribuent le noir de carbone dans la résine polymère avant son entrée dans l’extrudeuse bivis, où s’effectue le mélange dispersif.
Plus important encore, le système CKC peut fonctionner avec des doseurs pondéraux (à perte de poids), ce qui automatise entièrement l’alimentation, contrairement à la méthode traditionnelle qui impose de peser chaque ingrédient par lots et de le prémélanger. Le malaxeur continu se consacre au convoyage, à la plastification et à la distribution, ce qui permet à l’extrudeuse bivis de se concentrer sur la dispersion des charges.
Ce nouveau système CKC (Continuous Kneader Compounding) convient aux matériaux pour câbles ignifugés sans halogène (HFFR) à fort taux de charge, aux compounds PP/PE contenant plus de 80 % de CaCO₃ ultrafin (>3 000 mesh) ou de talc (>3 000 mesh), ainsi qu’aux mélanges-maîtres PP/PE contenant plus de 40 % de noir de carbone ou de graphite. Nous l’avons déjà utilisé pour fabriquer des mélanges-maîtres de graphite et de noir de carbone destinés à la production de billes de PSE et à la production d’XPS.
Avec ce nouveau système CKC, la productivité peut augmenter de 50 %, voire de 100 % lorsque la concentration en charges fines est élevée.
