Les refroidisseurs sont des équipements essentiels de contrôle de la température dans l'industrie du cuir artificiel (PU, PVC, etc.), intervenant à travers de nombreux processus clés. Leur rôle est de garantir la qualité du produit, d'améliorer l'efficacité de la production et de réduire la consommation d'énergie grâce à un contrôle précis de la température. En se basant sur les principaux procédés de production du cuir artificiel, les scénarios d'application et les principes de fonctionnement des refroidisseurs sont les suivants :
I. Principaux procédés de production et exigences de contrôle de la température du cuir artificiel
Les principaux procédés de production du cuir artificiel comprennent le procédé à sec du PU, le procédé humide du PU et le calandrage du PVC. Chaque procédé a des exigences très différentes en matière de précision et de plage de contrôle de la température. Les refroidisseurs doivent fournir de l'eau de refroidissement à basse température (5 à 25 °C) selon les caractéristiques de chaque procédé. Certains procédés nécessitent l'utilisation de régulateurs de température de moule pour un contrôle coordonné de la température.
II. Applications spécifiques des refroidisseurs dans divers procédés
1. Procédé de séchage PU (le plus couramment utilisé pour la production de cuir artificiel fin)
Ce procédé consiste à appliquer de la résine PU sur un support textile ou un papier antiadhésif, puis à sécher, durcir et décoller le produit fini. Les refroidisseurs sont principalement utilisés aux étapes suivantes :
Refroidissement et mise en forme du papier antiadhésif
Après l’application de la résine PU sur le papier antiadhésif par la machine d’enduction, celui-ci doit être refroidi rapidement. Le refroidisseur, grâce à des rouleaux de refroidissement ou un système de ventilation, abaisse la température de surface du papier antiadhésif de 80-120 °C à 30-40 °C, permettant ainsi à la résine PU de gélifier et de durcir rapidement. Ceci évite les irrégularités d’application, l’adhérence aux rouleaux et la déformation du motif.
✅ Fonction clé : Garantit un transfert net du motif du papier antiadhésif sur le cuir artificiel, améliorant ainsi l’aspect du produit.
Contrôle de la température des rouleaux de la machine d'enduction
Les rouleaux principaux, tels que les rouleaux d'enduction et les rouleaux doseurs de la machine d'enduction, doivent être maintenus à une température basse et constante (15 à 25 °C). Le refroidisseur fait circuler de l'eau de refroidissement dans les canaux internes des rouleaux afin de prévenir les variations de température de surface dues au frottement ou à une augmentation de la température ambiante. Ceci permet d'éviter le durcissement prématuré de la résine PU pendant l'enduction et de garantir une épaisseur de revêtement uniforme.
Refroidissement en sortie de la chambre de séchage
Après le durcissement du revêtement PU dans la chambre de séchage (100 à 160 °C), un refroidissement en sortie est nécessaire. Le refroidisseur fournit de l'air froid ou des plaques de refroidissement pour abaisser la température du cuir artificiel en dessous de 40 °C, facilitant ainsi les opérations d'enroulement et de découpe ultérieures et évitant le collage et la déformation du produit causés par un enroulement à haute température.
2. Procédé de fabrication du PU par voie humide (Production de cuir artificiel épais et très élastique, comme le cuir pour canapés et chaussures)
Ce procédé consiste à appliquer de la résine PU sur un tissu de base, puis à l'immerger dans un bain de coagulation (solution aqueuse de DMF) pour induire une transformation de phase et former une structure poreuse. La fonction principale du refroidisseur est de contrôler la température du bain de coagulation :
Contrôle de la température du bain de coagulation :
La vitesse de transformation de phase de la résine PU dans le bain de coagulation détermine directement la structure poreuse, le toucher et les propriétés physiques du cuir artificiel. Une température excessive entraîne une transformation de phase rapide, ce qui se traduit par des pores larges et un produit plus dur au toucher ; une température trop basse entraîne une transformation de phase lente et une réduction de l'efficacité de la production.
Le refroidisseur doit contrôler avec précision la température du bain de coagulation entre 15 et 25 °C (ajustée selon la formulation du produit), en faisant circuler et en refroidissant la solution du bain de coagulation grâce à un échangeur de chaleur afin de garantir une température uniforme dans tout le bain et une structure poreuse homogène pour chaque lot de produit.
Système de refroidissement pour la récupération du DMF :
Le procédé par voie humide génère une grande quantité de gaz résiduaire contenant du DMF, qui doit être récupéré par un système de récupération (colonne de distillation). Le refroidisseur sert à refroidir le condenseur de la colonne de distillation, condensant ainsi le DMF gazeux en liquide, ce qui améliore l’efficacité de la récupération et réduit la consommation d’énergie.
3. Procédé de calandrage du PVC (Production de cuir artificiel PVC rigide ou souple)
Ce procédé consiste à mélanger de la résine PVC, des plastifiants, etc., puis à calandrer le mélange en un film à l'aide de plusieurs rouleaux dans une calandre. Ce film est ensuite laminé sur un support textile. Un refroidisseur est principalement utilisé pour le contrôle de la température des rouleaux de la calandre :
Les rouleaux de la calandre (tels que les rouleaux de préchauffage, de calandrage et de refroidissement) nécessitent un contrôle strict de la température. Plus précisément, les rouleaux de refroidissement doivent être alimentés en eau froide à 10-20 °C par un refroidisseur afin de refroidir rapidement le film PVC calandré de 150-180 °C à moins de 40 °C. Ceci permet aux chaînes moléculaires du PVC de se solidifier rapidement, évitant ainsi le retrait, la déformation ou la formation de points cristallins en surface du film, et garantissant la précision de l'épaisseur et la régularité de la surface du produit.
III. Critères de sélection des refroidisseurs pour l'industrie du cuir artificiel
Précision du contrôle de la température :
Un contrôle précis de la température à ±1 °C près est indispensable, notamment pour le bain de coagulation des procédés humides et le refroidissement du papier antiadhésif des procédés secs. Les fluctuations de température affectent directement la qualité du produit.
Capacité de refroidissement adaptée :
Choisissez un refroidisseur adapté à l'échelle de production (largeur d'enduction, cadence de la ligne, etc.) et au nombre de procédés (plusieurs machines d'enduction, calandres, etc.). En général, une ligne de production unique nécessite un refroidisseur de 10 à 100 CV ; pour plusieurs lignes, un groupe frigorifique centralisé peut être envisagé.
Protection contre la corrosion :
Le bain de coagulation des procédés humides contient des agents corrosifs comme le DMF. Si le refroidisseur est en contact direct avec ce produit, un échangeur de chaleur en acier inoxydable 316L est obligatoire ; pour les procédés secs et les procédés PVC, des échangeurs de chaleur en acier inoxydable 304 ou en alliage de titane conviennent.
Conception écoénergétique :
Les refroidisseurs à fréquence variable sont privilégiés car ils adaptent automatiquement leur capacité de refroidissement aux variations de charge de la ligne de production, réduisant ainsi la consommation d'énergie.
IV. Valeur ajoutée de l'utilisation des refroidisseurs
Garantie de la qualité du produit : Un contrôle précis de la température évite les irrégularités de revêtement, les défauts de surface et les déformations dimensionnelles, améliorant ainsi le toucher, l'aspect et les propriétés physiques du cuir artificiel.
Amélioration de l'efficacité de la production : Un refroidissement et un formage rapides raccourcissent les temps de traitement, notamment le temps de transformation de phase dans les procédés humides et les temps de séchage et de refroidissement dans les procédés secs.
Réduction des coûts de production : Le refroidissement via un système de récupération du DMF améliore les taux de récupération des solvants et réduit le gaspillage de matières premières ; les refroidisseurs à fréquence variable peuvent réduire la consommation d'énergie de 20 à 30 %.
Dans la production de cuir artificiel, les refroidisseurs sont souvent utilisés conjointement avec d'autres équipements auxiliaires pour le plastique :
Refroidisseur d'eau + régulateur de température du moule : Certains procédés (comme le préchauffage du rouleau de la machine d'enduction) nécessitent des températures élevées. Le régulateur de température du moule fournit de l'huile de transfert thermique haute température, tandis que le refroidisseur récupère la chaleur résiduelle de ce régulateur, permettant ainsi le recyclage de l'énergie.
Refroidisseur d'eau + Broyeur de plastique : Les déchets de production doivent être broyés et recyclés à l'aide d'un broyeur de plastique. Le refroidisseur refroidit les rouleaux de coupe du broyeur, empêchant ainsi la fusion et l'agglomération des matériaux PVC/PU dues aux fortes frictions.
Tours de refroidissement en circuit fermé pour la fabrication du fromage
Tour de refroidissement à circuit fermé pour le refroidissement de procédés
refroidisseurs d'eau sont-ils utilisés dans l'industrie cosmétique
Refroidisseurs utilisés dans l'industrie de la fabrication de détergents
