Test qualité sur les lames nouvelle génération (coextrudées)

Qu’est-ce qui différencie une lame coextrudée (c’est-à-dire revêtue d’une peau protectrice en polymère) de qualité d’une lame de mauvaise qualité ? Dans cet article nous allons nous pencher sur la tenue de la peau sur la lame. Il convient en effet que celle-ci soit parfaitement soudée au cœur de la lame, et donc quasiment impossible à décoller. Pourtant, le test ci-dessous nous montre que ce n’est pas toujours le cas. Nous vous expliquons pourquoi, et comment le vérifier.

Test de la NF 514 : 5h dans l’eau bouillante.

Afin de garantir la qualité de nos produits, les lames composites de terrasse Océwood sont toutes soumises aux tests de la NF 514, et notamment celui de l’eau bouillante. Il s’agit de faire bouillir les lames composites pendant 5h dans de l’eau afin de vérifier leur résistance à l’humidité.

Ici, le test a été réalisé avec 2 lames :

  • Des lames composites à base de PVC (Océwood®)
  • Des lames composites à base de PE/PP (marque masquée)

>>> Découvrez la différence entre les différents composants de lames composites ici.

Pourquoi ?

3 raisons expliquent une coextrusion de mauvaise qualité.

1. Un problème d’agencement

Les lames composites sont composées de plusieurs éléments : un polymère + une fibre cellulosique ainsi que des additifs.

Nous vous expliquions dans cet article « Lames pleines vs lames alvéolaires » que par nature, dans la majorité des cas, et pour des raisons parfaitement mécaniques :

 Les lames pleines sont habituellement composées :

  • d’une majorité de fibre cellulosique (farine de bois par exemple),
  • et d’une minorité de polyoléfines (PE/PP, principalement utilisé en sacherie).

Les lames alvéolaires sont habituellement composées :

  • D’une majorité de polymère (PVC, principalement utilisé en menuiseries extérieures)
  • D’une minorité de fibre cellulosique (farine de bois par exemple)

Ici, la lame testée avec les lames Océwood est en Polypropylène mais alvéolaire. Cette première combinaison n’est pas des plus recommandées car elle a des impacts sur la solidité de la lame.

Par nature, lors d’une coextrusion de peau PVC sur lames à base de PVC, les molécules s’attirent, se mélangent et se « marient » car elles font partie de la famille des polymères dits « Amorphes » (un peu comme un plat de spaghettis)

Les polyoléfines (PE/PP) ont quant à eux une structure semi-cristalline. Ainsi, les molécules son rangées en maillage régulier (plutôt comme un plat de lasagnes). La coextrusion nécessite alors impérativement un agent de liaison. Cet exercice est particulièrement compliqué pour faire adhérer une couche dite « vierge » à une couche recyclée !

2. Le comportement à la température

Les 2 types de polymères (PVC et PE/PP) ne réagissent par ailleurs pas de la même façon à la montée en température. Pourtant il s’agit d’une étape obligatoire tant en matière d’extrusion que de coextrusion : il faut effectivement ramollir la matière afin de la faire passer par les outillages et ainsi lui donner la forme souhaitée pour réaliser des lames composites.

Comme le montre les 2 schémas ci-dessous, états amorphe (PVC) et cristallin (PE/PP) ne réagissent pas de la même manière à la montée en température :

Le PVC – Etat amorphe : rigide à température ambiante, il ramollit quand on le chauffe (il prend un état caoutchoutique) mais ne deviendra jamais liquide. La plage de transformation durant laquelle il peut être utilisé pour la coextrusion est particulièrement large (environ 100° d’écart).

Le PE/PP – Etat cristallin : comme le montre le schéma de droite ci-dessous, la plage de transformation avant liquéfaction est très limitée (environ 30°c d’écart), et la transformation en liquide se fait de façon brutale. Or, si la peau et le cœur de la lame ne sont pas à la même température au même moment, la coextrusion ne fonctionne pas.

3. Part de fibre cellulosique vs part de polymère

Comme nous le disions dans la première partie, les lames composites à base de PVC se distinguent de celles à base de PE/PP par la proportion polymère / fibre cellulosique. Ainsi :

Le PE/PP (structure semi-cristalline) nécessite un plus fort ratio de fibre cellulosique pour assurer sa résistance.

Ce grand taux de fibre va lui conférer sa résistance, car le PE/PP, principalement utilisé en sacherie ne possède pas des propriétés mécaniques aussi idéales que celles du PVC. La solidité va donc être assurée par l’épaisseur de la lame et la quantité de fibre cellulosique (farine de bois ou anas de lin par exemple), d’où un ratio important de bois, souvent aux alentours de 60 à 70%.

Le PVC (structure amorphe) requière une bonne qualité de bois, mais grâce à sa solidité ne nécessite pas un profilé plein.

De son côté, le PVC est un polymère extrêmement résistant (d’où son utilisation dans le bâtiment). Grâce à sa haute résistance mécanique, il a donc besoin de moins de fibre cellulosique (proportion maximale en masse inférieure à 50% du PVC), une grosse épaisseur serait donc inutile pour assurer la solidité de ses lames ! D’où son profilé alvéolaire.

La part de fibre cellulosique peut elle aussi être problématique en matière de coextrusion. Essayez par exemple de mélanger d’un côté une grande quantité de liant (un œuf par exemple), dans une quantité égale ou supérieure de farine (de blé par exemple).

Essayez ensuite de mélanger une grande quantité de farine avec un tout petit peu d’œuf. Compliqué n’est-ce pas ?

*

Pour résumer…

Pour résumer, la coextrusion sur lames à base de PE/PP sera plus compliquée à réaliser que de la coextrusion sur lames à base de PVC car :

PVCPE/PP
Les molécules s’attirent et se mélangent par nature (structure Amorphe)

Les molécules se rangent en alignement régulier, par couches. Il faut donc un agent de liaison (structure Semi-cristalline)
La plage de transformation des structures amorphes est très large, donc simple à manier. Le PVC ne se liquéfie pas
La plage de transformation des structures semi-cristallines est très restreinte, donc compliquée à manier. Risque de liquéfaction brutale. 
La composition des lames contient une grande part de liant, qui va d’autant mieux fusionner avec la peau lors de la coextrusionLa composition des lames contient une grande part de fibre cellulosique, qui apporte un frein supplémentaire à la fusion avec la peau lors de la coextrusion.

Quelles conséquences sur la peau des lames composites ?

Lorsqu’une lame dont la coextrusion n’est pas bien réalisée est soumise au test de la NF 514 et donc plongée durant 5h dans l’eau bouillante, la matière ramolli et l’eau s’infiltre entre la peau et le cœur de la lame. En effet, parce qu’il est cristallin, le PE/PP devient très fluide quand il est chauffé et contribue à mouiller la fibre cellulosique avec laquelle il compose la lame.

Le risque : En utilisation réelle, les lames sont soumises aux eaux pluviales, aux grandes chaleurs et au gel. En cas d’infiltration dans les lames, et de gelées hivernales ou printanières, l’eau finira par gonfler en gelant et soulèvera la peau qui risquera de s’enlever par endroits au fil de son utilisation. 

A gauche une peau coextrudée de bonne qualité / au milieu et à droite une peau coextrudée de mauvaise qualité

Comment éviter les lames coextrudées de mauvaise qualité ?

N’hésitez pas à demander un échantillon avant de finaliser votre commande, et vérifiez si la peau peu potentiellement se décoller de la base.

Retrouvez aussi tous nos conseils pour choisir une lame composite de qualité dans cet article.

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