Texturation de la surface des moules : une alternative physique au PTFE
L'interdiction progressive des PFAS pousse les industriels à rechercher des alternatives fiables à l'utilisation de ces polluants persistants. Acteur innovant de la plasturgie en santé, Clayens s’inscrit pleinement dans cette dynamique en développant des solutions sans additif, à la fois performantes, durables et sûres.
La technologie de fonctionnalisation de surface développée par Clayens repose sur la texturation directe des cavités de moules d’injection, par des formes à l’échelle micro et nanométrique. Ces motifs gravés dans l’outillage sont ensuite parfaitement répliqués sur chaque pièce plastique injectée, ce qui permet de conférer aux surfaces des propriétés fonctionnelles nouvelles (hydrophobie, antifriction, effet antibactérien…) sans ajout de traitement chimique ni d’additif.
Une alternative écologique mais aussi économique
L’objectif de cette nouvelle application est clair : elle vise à supprimer le recours aux matériaux fluorés comme le polytétrafluoroéthylène (PTFE), ou à d'autres lubrifiants couramment utilisés pour améliorer le glissement des plastiques techniques.
Non seulement ces substances sont sources de risques environnementaux, réglementaires et sanitaires, mais elles sont également coûteuses. En les remplaçant par une texturation physique intégrée dès la fabrication, Clayens propose une solution plus propre, stable dans le temps et économiquement avantageuse car elle supprime le surcoût des matières additives.
Des tests rigoureux d'hydrophobicité et de glissement
Des essais ont été menés sur des plaquettes injectées dans des moules texturés, selon deux axes de tests distincts : l'hydrophobicité et le glissement.
Pour l'hydrophobicité, l’angle de contact de gouttes d’eau a été mesuré sur des surfaces en polyéthylène (PE) texturées, en comparaison des surfaces en PTFE.
Pour le glissement, le test a consisté à mesurer la force de mise en mouvement pour une surface de polyamide (PA) classique (naturel et non texturé) et pour les surfaces à comparer :
- un PA "lubrifié PTFE" (granulé de PA chargé PTFE utilisé pour des applications diverses notamment médicales)
- un PA texturé (50 textures testées).
Les protocoles ont été conçus de façon à assurer la reproductibilité des résultats en laboratoire, avec des conditions de friction rigoureusement identiques.
Des résultats significatifs
Côté hydrophobicité, les surfaces texturées ont atteint un angle de contact de 142° (contre des valeurs moyennes d’angle de contact comprises entre 110° et 126° pour le PTFE). Cette différence confirme l’intérêt de la texturation dans la répulsion des liquides, sans ajout de fluor.
Côté glissement, 9 des 50 textures testées ont permis une réduction de la force de frottement d’au moins 20 % par rapport à la configuration PA/PTFE. Deux d’entre elles ont même atteint des gains proches de 40 %.
Une approche également avantageuse économiquement
Ces performances démontrent que la texturation de surface peut non seulement remplacer, mais surpasser les solutions fluorées, avec une approche 100 % physique, sans migration, et adaptée aux exigences des environnements critiques comme le médical ou l’agroalimentaire.
De plus, cette solution étant réplicable sur de nombreuses pièces produites, elle permet, selon Clayens, de réaliser des économies substantielles, en évitant le surcoût lié au recours de matériaux chargés PTFE. Celui-ci peut aller jusqu'à tripler le prix de la matière sur certains cas concrets que le plasturgiste a étudiés. L'avantage peut alors devenir considérable dans le cas des grandes séries de production.
Elargir les essais à de nouvelles variables fonctionnelles
« Ces résultats confirment la pertinence de la fonctionnalisation de surface comme levier d’innovation durable », déclare Matthieu Besse, Responsable R&D Santé de Clayens Healthcare. « Non seulement nous éliminons les additifs controversés comme le PTFE, mais nous obtenons de meilleures performances avec des matériaux standards, adaptés aux contraintes réglementaires de nos clients. Ces avancées ouvrent aussi la voie à de nouvelles combinaisons texture/matériau, notamment avec d'autres polymères techniques utilisés dans des engrenages, pistons, valves et connecteurs. »
Clayens poursuit activement l’exploration des opportunités offertes par la fonctionnalisation de surface, avec des résultats déjà confirmés sur plusieurs axes majeurs : hydrophobie et écoulement[1], antifriction[2] et réduction de l’adhésion bactérienne[3].
Les prochaines étapes viseront à élargir les essais à de nouvelles matières.
À propos de Clayens :
CLAYENS HEALTHCARE, la division Santé du Groupe CLAYENS, accompagne les acteurs industriels de la santé (dispositifs médicaux, pharmaceutiques et diagnostics) dans le développement, l'industrialisation et la fabrication de dispositifs médicaux et composants plastiques sur mesure, en conformité avec les normes réglementaires internationales.
CLAYENS Healthcare offre un service complet, de la R&D à la production, en passant par l’industrialisation, la qualification, la validation et l’accompagnement réglementaire.
Présent dans 9 pays, le Groupe CLAYENS compte près de 5 000 personnes et 32 sites de fabrication. Les 8 salles blanches du Groupe sont situées en France (ISO7), aux États-Unis (ISO8) et au Mexique (ISO7).
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