Procédés de transformation

Il existe plus de vingt catégories de produits entrant dans la formulation d’une recette de caoutchouc : 

• Les polymères (caoutchouc naturel ou synthétique). 
• Les charges (une poudre utilisée en grande quantité - par exemple le noir de carbone et la silice). 
• Les agents de mise en œuvre (par exemple les plastifiants qui se présentent sous forme d’huile ou de cire). 
• Les agents de cuisson (principalement le souffre, utilisé en des quantités relativement petites). 
• Les autres ingrédients (accélérateurs de cuisson, activateurs, pigments, antidégradants, agents gonflants, etc ; des poudres utilisées en petite quantité). 

C’est à l’opérateur du mélangeur que revient la responsabilité de réaliser la recette de caoutchouc. Il s’agit d’une étape importante de la production puisque la qualité des produits qui sortiront de l’usine est directement liée à la qualité de ce mélange. 

La recette de caoutchouc à réaliser est fournie à l’opérateur du mélangeur sous forme de fiches de contrôle où sont inscrits les noms des ingrédients qui composeront le mélange, la quantité de ces ingrédients ainsi que l’ordre dans lequel ils doivent être incorporés dans le mélangeur. Cette recette comprend aussi des conditions d’opération des équipements de mélange. 

L’opérateur dispose de différents instruments pour mesurer les ingrédients de la recette. Les poudres sont pesées sur des balances analogiques ou numériques. Selon le type de machinerie de l’usine, les huiles sont mesurées manuellement à l’aide d’une chaudière graduée ou mises dans le mélangeur à l’aide d’un système d’alimentation automatique. Les polymères sont pesés, au besoin, leur quantité est ajustée à l’aide d’une guillotine.

Entourée d’un système de refroidissement à l’eau situé dans ses parois, la chambre de mélange renferme deux grosses pièces de métal en forme d’hélice : les rotors. Muent par un puissant moteur, ces rotors ont pour fonction de briser les matières premières en fines particules, de les disperser puis, de les homogénéiser en une masse uniforme. Lorsque le temps de résistance et la température du mélange exigés pour la recette ont été atteints, une porte de déchargement située à la base du mélangeur s’ouvre et laisse tomber le caoutchouc sur le moulin.

Le moulin est constitué de deux cylindres parallèles tournant en sens inverse l’un de l’autre et de guides-gommes conçus pour diriger le mélange de caoutchouc entre les cylindres. L’intérieur des cylindres est creux et permet la circulation de liquides qui servent à en contrôler la température. L’écart entre les cylindres peut être modifié selon le type de caoutchouc à produire.

Les nombreux équipements que comporte une ligne d’extrusion permettent de rendre une bande de mélange de caoutchouc non cuit à l’état de produit fini. L’extrudeuse constitue la principale composante de la ligne. Selon le produit à fabriquer, il est possible de combiner plus d’une bande. On l’alimente en languettes de caoutchouc provenant directement du moulin ou d’un entrepôt à température contrôlée. Cisaillées et poussées par la vis sans fin de l’extrudeuse, les languettes de mélange passent à travers une filière conçue pour lui donner un profil déterminé. Une bande de métal ou de plastique provenant de l’accumulateur puis, pliée sur des rouleaux préformeurs peut être intégrée au profilé à sa sortie de la filière. Le profilé subit ensuite une première cuisson dans une série de fours ; il est refroidi dans un bassin d’eau froide puis asséché.

Une unité de traction entraîne ensuite le profilé dans une chambre de revêtement où il reçoit une couche d’un enduit protecteur. Il subit une dernière étape de cuisson avant d’être coupé en sections. En plus d’être soumis à un contrôle de qualité visuel, on s’assure de la bonne dimension du profilé grâce à un comparateur optique. Après avoir été emballés et identifiés, les profilés sont expédiés au client ou soumis à une autre étape de transformation.

Par un contrôle rigoureux de la température d’alimentation, les pièces peuvent être vulcanisées en moins de quelques minutes. Ce procédé peut être complètement automatisé par la programmation de l’alimentation de l’injection et des cycles de démoulage; on obtient ainsi un faible taux de rejet et une baisse des coûts de production.

Après la cuisson dans le moule, la pièce de caoutchouc est démoulée, ébarbée puis, parfois recouverte d’un enduit protecteur.

Il existe plusieurs configurations de calandre. Les calandres à deux cylindres sont utilisées pour la fabrication de simples feuilles de caoutchouc. On se servira de calandres à trois et à quatre cylindres pour recouvrir de caoutchouc une bande de tissu sur l’une ou sur ses deux faces. La technique du grainage permet d’imprimer une texture à la feuille de caoutchouc. On la réalise en ajoutant un cylindre gravé à la calandre ou en remplaçant un des cylindres par un cylindre gravé.

On alimente la calandre en bandes de mélange préalablement chauffées et cisaillées sur des moulins réchauffeurs. Acheminées par tapis convoyeur entre les cylindres de la calandre, les bandes de mélange en ressortent sous forme de feuilles. Après avoir été refroidies sur des rouleaux refroidisseurs ou aspergées d’eau, les feuilles de mélange sont entreposées un court moment avant d’être cuites entre les cylindres chauffés du « rotocure » ou lors de leur moulage.