Formule de matière première pour revêtements de sol SPC : PVC, CaCO3, stabilisants et additifs

Une formule de matières premières pour revêtements de sol SPC combine de la résine PVC, du carbonate de calcium, des stabilisants thermiques, des lubrifiants, des auxiliaires technologiques et, si nécessaire, des modificateurs d'impact. Chaque ingrédient affecte la façon dont le composé est traité et les performances du noyau fini.

Pour les fabricants, le défi consiste à équilibrer le coût des matériaux avec une extrusion fiable, une stabilité dimensionnelle et des bords solides à verrouillage par clic.

Une formule qui produit une feuille lisse peut encore avoir des performances médiocres après un profilage ou une exposition à la chaleur. Une formulation réussie nécessite donc de tester le revêtement de sol fini, et pas seulement de vérifier si le matériau passe par l'extrudeuse.

Ce guide explique les principaux ingrédients de base du SPC, comment lire les ratios de formulation et comment évaluer une recette avant la production commerciale.

Quels matériaux sont utilisés dans les revêtements de sol SPC ?

SPC signifie pierre-plastique composite, également communément appelé pierre-polymère composite. Son âme rigide est constituée principalement de charge minérale contenue dans une matrice PVC.

La formule de base ne décrit pas la totalité de la planche finie. Le film décoratif, la couche d'usure, le revêtement de surface et le support fixé sont des matériaux distincts ayant leurs propres spécifications.

Comprendre les ratios de formule SPC : PHR par rapport au pourcentage de poids

Avant de comparer des recettes, établissez la base de calcul.

Les formulations de PVC utilisent souvent phr , c'est-à-dire parties en poids pour cent parties de résine.

Si le PVC est répertorié à 100 pce et le carbonate de calcium à 300 pce, la recette contient trois parties de carbonate de calcium pour chaque partie de PVC en poids.

Cela ne signifie pas que le composé fini contient 300 % de carbonate de calcium.

Comment convertir le PHR en pourcentage de poids

Utilisez ce calcul :

Pourcentage pondéral de l'ingrédient = PCE de l'ingrédient ÷ PCE totale de la formulation × 100

Pour un mélange simplifié contenant seulement 100 parts de PVC et 300 parts de carbonate de calcium :

• Le PVC représente 25% du mélange.

• Le carbonate de calcium représente 75%.

L'ajout de stabilisants et d'autres ingrédients modifie les deux pourcentages.

Lorsque vous comparez les recettes des fournisseurs, demandez si les chiffres se réfèrent au phr à base de résine, au pourcentage de poids total du composé ou aux kilogrammes par lot.

Une formule illustrative de matière première pour les revêtements de sol SPC

Les recettes SPC publiées varient. Par exemple, Repolyfine fournit une formulation de référence utilisant un rapport massique PVC/carbonate de calcium de 1:3, ainsi que des stabilisants et des additifs de transformation. Il s’agit d’une approche de formulation et non d’une spécification universelle.

L'exemple suivant illustre la comptabilisation des formulations et la conversion des lots.

Il s'agit d'un calcul illustratif et non d'une recette de production validée ou d'une recommandation de dosage d'additif. Les quantités réelles doivent être développées avec les fournisseurs de matériaux et vérifiées sur la ligne de production prévue.

Cet exemple suppose que toute lubrification déjà fournie par l'ensemble stabilisateur a été prise en compte avant de définir la quantité de lubrifiant ajoutée séparément.

Les packages d'additifs commerciaux diffèrent par leur composition. Remplacer un produit par un autre ayant le même poids peut modifier considérablement le comportement de transformation.

Pourquoi un tableau de formules n'est que le point de départ

Une spécification de production utilisable identifie également :

• Le fournisseur exact et la qualité de chaque ingrédient.

• Variation autorisée des matières premières.

• Tolérances de pesée et séquence de mélange.

• Conditions d’extrusion et de traitement en aval.

• Critères d'acceptation du produit fini.

Sans ces précisions, deux usines peuvent utiliser les mêmes ratios nominaux et obtenir des résultats différents.

Résine PVC : sélection de la matrice polymère

Le PVC fournit la matrice qui lie le noyau riche en minéraux.

Pour l'achat, une désignation de résine seule ne suffit pas. Demandez la fiche technique et convenez des propriétés qui doivent rester cohérentes entre les livraisons.

Que doivent vérifier les acheteurs ?

Une évaluation de la résine doit couvrir sa valeur K ou sa spécification de viscosité, sa densité apparente, ses caractéristiques de particules, sa teneur en matières volatiles et les contrôles de contamination.

La question pratique est de savoir si la nuance sélectionnée produit une fusion reproductible et des performances mécaniques acceptables au rendement prévu.

Comparez les résines candidates dans des conditions contrôlées. Le changement simultané de la résine, de la charge et du lubrifiant rend difficile l'identification du changement à l'origine d'une amélioration ou d'un défaut.

Carbonate de calcium : plus qu'un agent de remplissage à faible coût

Le carbonate de calcium est un composant majeur du noyau SPC, la consistance de la charge mérite donc une attention particulière.

Les fournisseurs de minéraux font la distinction entre les qualités des différents systèmes de revêtement de sol en vinyle. Omya, par exemple, identifie des qualités de carbonate de calcium fines et traitées pour les applications LVT rigides avec une charge élevée en charges. 

Taille des particules et traitement de surface

N'achetez pas de carbonate de calcium uniquement sur la base d'une description de maillage.

Demandez aux fournisseurs :

• Taille médiane des particules, telle que D50.

• Informations sur les particules grossières, telles que D97.

• Spécification d'humidité et méthode de test.

• Informations sur la pureté et les impuretés.

• Type et consistance du traitement de surface.

• Certificats d'analyse spécifiques aux lots.

Ces détails créent une spécification d'achat plus utile que la « poudre fine de calcium ».

Un ratio de carbonate de calcium plus élevé est-il préférable ?

Une charge minérale plus élevée peut réduire le coût du composé par kilogramme, mais ce n’est qu’une partie de la décision.

Évaluez le changement proposé par rapport à la résistance au verrouillage par clic, aux performances aux chocs, au rendement réalisable, aux rebuts et à la densité du noyau fini. Rejeter une réduction des coûts qui empêche le produit de répondre aux spécifications prévues.

Le meilleur rapport est celui qui permet d’obtenir le revêtement de sol requis de manière constante à un coût acceptable.

Stabilisateurs thermiques : protéger le PVC pendant le traitement

Le PVC nécessite une stabilisation thermique pendant le traitement. Le choix du stabilisant dépend de la méthode de traitement et des exigences du produit fini.

Baerlocher explique également que les monocomposants de stabilisateurs peuvent combiner la stabilisation, la lubrification et d'autres fonctions additives. Par conséquent, le poids d’un emballage commercial ne représente pas à lui seul sa teneur en stabilisant actif.

Ensembles de stabilisateurs calcium-zinc

Lors de l’évaluation d’un emballage calcium-zinc, demandez au fournisseur de confirmer :

• Son application prévue et sa base posologique recommandée.

• Qu'il s'agisse de lubrifiants ou d'autres ingrédients fonctionnels.

• Sa compatibilité avec la résine et le mastic sélectionnés.

• Les preuves étayant ses performances de traitement.

Testez le package lors d’une exécution de production soutenue. L’apparence initiale de la feuille ne suffit pas à déterminer si le système restera stable dans le temps.

Évitez le double comptage des additifs

Si un pack unique contient déjà du lubrifiant, l’ajout de la quantité complète de lubrifiant provenant d’une recette sans rapport peut perturber l’équilibre.

Construisez la formulation complète autour du package sélectionné.

Lubrifiants : équilibrer le flux de fusion et la libération du métal

Les lubrifiants internes réduisent principalement la friction au sein du PVC fondu. Les lubrifiants externes réduisent principalement l'adhérence entre le PVC et les surfaces métalliques. Certains produits procurent les deux effets, la distinction n’est donc pas absolue.

Lubrification interne

La lubrification interne aide à ajuster la viscosité de la matière fondue et le comportement d'écoulement.

Évaluez-le avec la sélection des auxiliaires technologiques et les conditions d’extrusion. Une charge moteur inférieure, en soi, ne prouve pas que la carte a développé des propriétés adéquates.

Lubrification externe

La lubrification externe favorise la libération des surfaces de traitement. Les cires de paraffine et de polyéthylène sont des exemples de matériaux utilisés à cette fin.

Un dosage excessif peut créer des problèmes liés à la surface. Gardez une trace de toutes les contributions de lubrifiant, y compris celles provenant du pack de stabilisateurs, plutôt que de surveiller uniquement la cire ajoutée séparément.

Auxiliaires technologiques et modificateurs d’impact

Les auxiliaires technologiques et les modificateurs d'impact remplissent des fonctions différentes, même lorsqu'un produit particulier influence plus d'une propriété.

Aides au traitement de l'acrylique

Les auxiliaires de transformation acryliques peuvent soutenir la fusion et la résistance à la fonte dans les systèmes en PVC chargé.

Modificateurs d'impact

Les modificateurs d'impact aident à améliorer la ténacité. Pour les revêtements de sol, l'évaluation doit inclure l'assemblage à rainure et languette usiné, où les sections minces doivent résister à la manipulation et à l'installation.

Un auxiliaire technologique et un modificateur d’impact ne doivent pas être considérés comme interchangeables.

Les revêtements de sol SPC ont-ils besoin de plastifiants ou d'agents moussants ?

Les noyaux SPC solides conventionnels sont généralement formulés sous forme de composites PVC-minéraux rigides et non expansés. Ils n’utilisent pas la charge importante de plastifiant associée aux revêtements de sol en vinyle flexible.

Le mot « plastification » dans une discussion sur l'extrusion peut faire référence à la fusion du PVC sous chaleur et cisaillement. Cela ne signifie pas nécessairement qu'un plastifiant est ajouté.

De même, une recette pour un noyau de revêtement de sol en mousse de PVC ou en WPC ne doit pas être copiée directement dans la production conventionnelle de SPC solide. Confirmez la structure de base prévue avant de comparer les formulations.

Les matériaux recyclés peuvent-ils être utilisés dans une formule SPC ?

Le contenu recyclé nécessite ses propres spécifications matérielles et son propre programme d’essai.

Les déchets de production propres et traçables offrent un niveau de contrôle différent des matériaux mélangés dont la composition est inconnue.

Tenez compte de ce que le rebroyé contient déjà

Le rebroyé SPC contient déjà de la résine, des charges minérales et des additifs. Il doit donc être inclus dans le bilan massique de la formulation.

Par exemple, considérons que 50 kg de rebroyé contiennent :

Ce sont des valeurs illustratives. La composition réelle du rebroyé doit être établie.

L'ajout de rebroyé par-dessus une recette inchangée modifie la composition efficace. Il introduit également du matériel avec un historique de traitement antérieur.

Faites correspondre la formule à la chaîne de production

Une recette doit être qualifiée sur l'équipement qui fabriquera le produit.

Pendant les essais, enregistrez la vitesse de la vis, la charge du moteur, la pression de fusion, la température de fusion mesurée si disponible, le rendement et la qualité de la feuille. Enregistrez également les paramètres en aval, car le calandrage et le refroidissement affectent la carte finale.

Mélange et alimentation

Créez une procédure de mélange écrite avec un ordre contrôlé des ingrédients, la taille du lot, les conditions de mélange et les critères de décharge.

Vérifiez la précision de la balance, en particulier pour les additifs à faible dose. Une erreur de pesée sur un petit ingrédient peut être importante même lorsque le poids total du lot semble correct.

Sélection de l'extrudeuse

Lors de l’achat d’équipement, précisez le système de matériaux prévu dans le cadre de la discussion sur les performances.

Demandez que le rendement et la qualité soient démontrés à l’aide d’une formule et d’une épaisseur de produit représentatives.

Pour en savoir plus sur la sélection d'équipement, lisez notre Guide de l'extrudeuse de revêtement de sol SPC : double vis parallèle ou double vis conique.

Dépannage de la qualité du noyau SPC

Utilisez le tableau suivant pour organiser une enquête. Il s’agit de contrôles à effectuer et non de diagnostics à cause unique.

Changez une variable contrôlée à la fois lorsque cela est possible. Conservez les échantillons et enregistrez le résultat par rapport à une référence.

Comment calculer le coût des matières premières SPC

Commencez par le coût composé :

Coût composé par kg = Somme de la fraction pondérale de chaque ingrédient × son prix rendu par kg

Convertissez ensuite à l'unité utilisée pour vendre des revêtements de sol.

Calculer le poids du noyau par mètre carré

Pour un noyau solide :

Poids du noyau, kg/m⊃2 ; = Densité du noyau, kg/m⊃3 ; × Épaisseur du noyau, m

Pour un noyau illustratif de 4 mm avec une densité mesurée de 2 000 kg/m⊃3 ; :

2 000 × 0,004 = 8 kg/m⊃2 ;

Si le coût composé hypothétique est de 0,40 $/kg :

8 × 0,40 $ = 3,20 $/m⊃2 ;

Il s’agit uniquement du coût théorique du matériau de base. Il exclut les autres couches, les coûts de conversion et les pertes. Les chiffres sont des hypothèses de calcul et non des cotations actuelles du marché.

Comparez le coût par mètre carré vendable

Une formule avec un coût par kilogramme inférieur peut néanmoins être plus coûteuse si elle augmente le poids du noyau, les rejets ou les temps d'arrêt.

Pour les comparaisons de production, utilisez :

Coût net des matériaux de base par m⊃2 vendable ; = Coût net des matériaux de base consommés pendant la période ÷ Surface de plancher acceptée produite

Comptabilisez systématiquement les déchets récupérés afin qu’ils ne soient pas facturés deux fois.

Comment valider une nouvelle formule de revêtement de sol SPC

Convenez des critères d’acceptation avant de commencer les essais.

Étape 1 : Définir le produit fini

Spécifiez l’épaisseur du noyau, les dimensions des planches, le profil de clic, la construction des couches et les exigences prévues du marché.

Étape 2 : Établir une référence

Utilisez des matières premières traçables et une formule documentée. Enregistrez à la fois les paramètres et les performances mesurées.

Étape 3 : Exécuter des comparaisons contrôlées

Évaluez un nombre limité de changements avec des objectifs clairs, tels que réduire l’écaillage des bords ou améliorer la cohérence de la sortie.

Étape 4 : Testez les planches finies

Incluez les dimensions, le comportement dimensionnel thermique, les performances aux chocs, les performances des joints clics et l'adhérence des couches, le cas échéant.

La formulation de base à elle seule n’établit pas la performance du système de revêtement de sol fini.

Étape 5 : Confirmer la répétabilité

Répétez la formulation réussie sur des lots supplémentaires et sur une série prolongée avant de l'approuver pour la production de routine.

Foire aux questions

Quelle est la principale matière première des revêtements de sol SPC ?

Le noyau contient principalement du carbonate de calcium et de la résine PVC, soutenus par des stabilisants et des additifs de transformation. Le carbonate de calcium est souvent l’ingrédient le plus important en poids.

Quel est le rapport PVC/carbonate de calcium correct ?

Il n’existe pas de ratio universel. Un rapport massique de 1:3 apparaît dans les recettes de référence publiées, mais l'équilibre approprié dépend des exigences en matière de matériaux, d'équipement et de produit fini.

Le carbonate de calcium 300 PHR représente-t-il 75 % du composé ?

Uniquement dans un mélange simplifié contenant 100 parts de PVC et 300 parts de carbonate de calcium sans aucun autre ingrédient. Une fois les additifs inclus, le pourcentage de carbonate de calcium est inférieur.

Deux stabilisants calcium-zinc peuvent-ils être utilisés au même dosage ?

Pas automatiquement. Leur composition active et la lubrification incluse peuvent différer. Suivez les instructions spécifiques au grade et validez le remplacement.

Plus de mastic peut-il réduire le coût de production des revêtements de sol SPC ?

Cela peut réduire le coût composé par kilogramme. Confirmez l’effet sur la densité, la production vendable et la qualité du produit avant de conclure que cela réduit le coût par mètre carré.

Une formule peut-elle fonctionner sur chaque extrudeuse SPC ?

Une formulation nécessite une qualification sur la ligne prévue. La configuration de l'équipement et les conditions de fonctionnement influencent son comportement de traitement.

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• Dimensions cibles du revêtement de sol et épaisseur du noyau.

• Débit requis en kg/h ou m²/jour.

• Qualités disponibles de PVC et de carbonate de calcium.

• Utilisation prévue de matériaux recyclés.

• Cibler les exigences de qualité.

• Problèmes de formulation ou de production existants, le cas échéant.