Une sangle d'emballage en PP (abréviation de sangle d'emballage en polypropylène) est un matériau de cerclage plat et flexible fabriqué à partir de résine de polypropylène, utilisé pour unifier, regrouper, sécuriser ou renforcer des charges pour le stockage, la manipulation et le transport. Il s'agit du matériau de cerclage en plastique le plus utilisé au monde, que l'on retrouve dans pratiquement toutes les industries qui expédient ou stockent des biens physiques : des fabricants de briques et de carreaux regroupant des matériaux de construction aux centres de distribution de commerce électronique sécurisant les cartons sur des palettes. Le cerclage en PP fonctionne en s'enroulant autour d'une charge ou d'un emballage, en tirant fermement pour appliquer une tension, puis en scellant les extrémités du cerclage qui se chevauchent ensemble — soit par soudage thermique, par soudage par ultrasons ou par un clip d'étanchéité en métal ou en plastique — pour maintenir cette tension et maintenir la charge en toute sécurité tout au long de son trajet.
Le polypropylène en tant que matériau de cerclage offre une combinaison de propriétés qui le rendent pratique et économique pour une large gamme d'applications légères à moyennes. Il est nettement plus léger que le cerclage en acier, résistant à l'humidité et à la plupart des produits chimiques, sûr à manipuler sans risque de lacération associé au cerclage métallique et recyclable en fin d'utilisation dans la plupart des flux de recyclage du plastique. Le cerclage en PP est également considérablement plus élastique que le cerclage en acier ou en polyester (PET) — il peut s'allonger de 15 à 25 % avant de se briser — ce qui signifie qu'il absorbe les chocs pendant le transport plutôt que de les transmettre directement à l'emballage ou à la charge, réduisant ainsi les dommages dus aux vibrations et aux impacts.
Sangles d'emballage en PP sont produits et vendus sous forme de rouleaux, enroulés sur des mandrins en carton dans des poids de bobines standard allant généralement de 5 kg à 20 kg, dans des largeurs de 6 mm à 32 mm et des épaisseurs de 0,4 mm à 1,2 mm. La surface de la sangle est généralement gaufrée d'un motif en losange ou en hachures croisées qui améliore l'adhérence au niveau du joint d'étanchéité et empêche le glissement entre les couches de sangle qui se chevauchent avant que le scellage ne soit terminé. Des versions manuelles et machines sont disponibles, optimisées respectivement pour les outils de tension manuelle et les cercleuses automatisées.
Tous les cerclages en PP ne sont pas identiques. Les différences dans la qualité des matières premières, le processus de fabrication, la largeur, l'épaisseur et le traitement de surface produisent des sangles avec des caractéristiques de performance très différentes. Comprendre les principaux types permet d’adapter correctement le bracelet à l’application.
Le cerclage en polypropylène standard est produit à partir de résine PP vierge ou mélangée par un processus d'extrusion et d'orientation. Le ruban plat extrudé est étiré (orienté) dans le sens machine après l'extrusion, ce qui aligne les chaînes de polymère le long de la longueur de la sangle et augmente considérablement la résistance à la traction et la rigidité par rapport au film PP non orienté. Le cerclage PP standard est le produit de base pour les applications de regroupement légères à moyennes : sécurisation des cartons sur des palettes, regroupement de matériaux imprimés, cerclage de rouleaux de textile et unification de biens de consommation. Il est disponible en naturel (transparent ou blanc) et dans une gamme de couleurs pour l'identification des charges ou la différenciation des marques. La résistance à la traction du cerclage PP standard varie généralement de 80 à 250 kg en fonction de la largeur et de l'épaisseur, ce qui le rend adapté aux charges allant jusqu'à environ 500 kg avec une sélection de sangles appropriée et plusieurs courses de sangles.
Le cerclage PP de qualité machine est fabriqué selon des tolérances dimensionnelles plus strictes et avec des propriétés physiques plus constantes que le cerclage de qualité manuelle, afin de garantir des performances fiables dans les machines de cerclage automatisées. La cohérence dimensionnelle - en particulier la tolérance de largeur à ± 0,2 mm et l'uniformité de l'épaisseur - est essentielle pour les feuillards de qualité machine, car les cercleuses automatisées alimentent, tendent et scellent le feuillard grâce à des mécanismes de précision qui se bloquent ou ont des ratés si le feuillard n'est pas conforme aux spécifications. Le cerclage PP de qualité machine est également produit avec des caractéristiques d'allongement contrôlées afin que le réglage de la tension de la cercleuse produise une tension de sangle reproductible et prévisible à chaque cycle. La plupart des opérations d'emballage de gros volumes (distributeurs de boissons, entrepôts logistiques, fabricants de boîtes en carton ondulé) utilisent exclusivement du cerclage PP de qualité machine pour maintenir les taux de production et minimiser les temps d'arrêt des machines dus aux bourrages liés au cerclage.
Le cerclage en PP de qualité manuelle est utilisé avec des outils de tension et de scellement manuels ou alimentés par batterie plutôt qu'avec des machines entièrement automatisées. Elle est généralement plus douce et plus souple que la sangle de qualité machine, ce qui la rend plus facile à manipuler et à manipuler à la main autour de formes de charge irrégulières. Les tolérances dimensionnelles sont moins strictes que celles de qualité machine, car les outils manuels pardonnent mieux les variations mineures. Le cerclage PP de qualité manuelle dans des largeurs de 12 mm et 16 mm est la norme pour les opérations de regroupement manuel dans les petits entrepôts, les réceptions de vente au détail, les chantiers de construction et les ateliers où une machine de cerclage complète n'est ni économique ni pratique. La sangle est fournie en bobines plus légères (5 à 10 kg) pour une manipulation plus facile et est utilisée avec des clés de tension simples et des outils d'étanchéité – soit des outils manuels de sertissage des joints pour les joints métalliques ouverts, soit des outils manuels de soudage par friction qui créent un joint thermosoudé sans joints métalliques.
Les cerclages en PP produits à partir de polypropylène recyclé (contenu recyclé post-industriel ou post-consommation) sont de plus en plus disponibles à mesure que les propriétaires de marques et les acheteurs d'emballages cherchent à réduire la teneur en plastique vierge dans leurs chaînes d'approvisionnement. Les cerclages en PP à contenu recyclé contiennent généralement 30 à 70 % de résine PP recyclée mélangée à du PP vierge pour maintenir des propriétés mécaniques acceptables. Le contenu recyclé réduit l'empreinte environnementale du cerclage et, sur certains marchés, qualifie le produit pour les certifications d'écolabel. Les compromis en matière de performances sont réels mais gérables : les cerclages à contenu recyclé ont généralement une résistance à la traction légèrement inférieure, une résistance aux UV plus faible et un allongement plus variable par rapport aux équivalents entièrement vierges, ce qui signifie que les spécifications du feuillard (largeur et épaisseur) doivent être sélectionnées avec une marge supplémentaire appropriée pour la même application. Pour les applications non alimentaires et non pharmaceutiques dans des environnements couverts ou intérieurs, les cerclages en PP à contenu recyclé constituent une amélioration pratique et crédible en matière de durabilité.
Le cerclage en PP est facilement pigmenté dans une gamme complète de couleurs lors de l'extrusion, ce qui permet d'utiliser différentes couleurs de cerclage comme système de codage visuel : ceinture bleue pour une ligne de produits, rouge pour une autre, verte pour les marchandises fragiles nécessitant une manipulation soigneuse. Les cerclages à code couleur éliminent le besoin d'un étiquetage séparé pour communiquer les instructions de manutention des charges ou les informations d'acheminement dans les environnements d'entrepôt et de logistique. Certains fournisseurs proposent également l'impression en ligne sur des cerclages en PP, en appliquant du texte, des logos, des codes-barres ou des instructions de manipulation directement sur la surface du cerclage pendant la fabrication. Le cerclage en PP imprimé est utilisé par les fabricants soucieux de leur marque qui souhaitent que des informations de marque ou de sécurité figurent sur le cerclage lui-même, ainsi que par les opérateurs logistiques qui utilisent l'impression du cerclage comme mesure de sécurité, car le cerclage portant un texte de sécurité ne peut pas être retiré et remplacé sans que le retrait ne soit évident.
Pour sélectionner la bonne sangle d'emballage en PP, il faut comprendre les spécifications qui déterminent si une sangle maintiendra solidement une charge donnée malgré les rigueurs du stockage et du transport. Ce sont les paramètres qui comptent le plus.
| Spécification | Gamme typique | Ce que cela affecte |
| Largeur | 6mm – 32mm | Résistance à la traction, zone de contact avec la charge, compatibilité machine |
| Épaisseur | 0,40 mm – 1,20 mm | Résistance à la traction, rigidité, mètres par bobine |
| Résistance à la rupture | 80kg – 450kg | Charge maximale que la sangle peut supporter avant panne |
| Allongement à la rupture | 15% – 25% | Absorption des chocs, maintien de la tension dans le temps |
| Poids de la bobine | 5 kg – 20 kg | Mètres de sangle par rouleau, fréquence de chargement de la machine |
| Diamètre intérieur du noyau | 200 mm / 280 mm / 406 mm | Compatibilité avec le distributeur de cercleuses |
| Efficacité conjointe | 55 % à 80 % de la résistance à la rupture | Capacité de maintien de charge efficace au niveau du joint scellé |
La résistance à la traction d’une sangle PP est directement proportionnelle à sa section transversale – largeur multipliée par l’épaisseur. Une sangle de 16 mm × 0,8 mm a exactement deux fois la section transversale d'une sangle de 16 mm × 0,4 mm et environ deux fois la résistance à la traction. En pratique, les fabricants optimisent le rapport largeur/épaisseur pour des applications spécifiques : des sangles plus larges et plus fines couvrent une plus grande surface de chargement et réduisent le risque de sectionner des produits mous sous tension ; les feuillards plus étroits et plus épais sont plus rigides, plus résistants au flambage pendant l'alimentation de la machine et produisent un profil de feuillard plus compact sur le paquet fini. Les largeurs de cerclage PP les plus courantes sont de 12 mm, 15 mm et 19 mm pour un usage industriel général, les 25 mm et 32 mm étant réservées au regroupement de marchandises lourdes et de matériaux de construction.
La résistance à la rupture indiquée sur une fiche technique de cerclage en PP est la force à laquelle la sangle se brise lors d'un essai de traction en ligne droite sur une longueur de sangle non sécurisée. Il ne s'agit pas de la charge de travail sur laquelle la sangle doit pouvoir résister en service. La capacité de maintien sécurisée réelle d'un paquet cerclé est déterminée par trois facteurs agissant ensemble : la tension appliquée pendant le cerclage (généralement 40 à 60 % de la résistance à la rupture pour le PP), l'efficacité du joint (le rapport entre la résistance du joint et la résistance à la rupture de la sangle, généralement 55 à 75 % pour les joints en PP thermosoudés et 65 à 80 % pour les joints soudés par friction) et le nombre de sangles passant autour de la charge. Une règle empirique prudente consiste à concevoir de manière à ce que la capacité totale des sangles appliquées (nombre de sangles multiplié par la tension de travail par sangle) soit au moins deux fois la force de charge maximale attendue, fournissant ainsi un facteur de sécurité qui tient compte des charges de choc dynamiques pendant le transport.
Les cerclages en PP ont un allongement nettement plus élevé que les cerclages en PET ou en acier : ils s'étirent davantage sous la charge avant de se rompre. C'est à la fois un avantage et une limitation selon l'application. L'avantage est l'absorption des chocs : lorsqu'une palette chargée heurte une bosse pendant le transport, la sangle PP s'étire élastiquement et absorbe l'énergie de l'impact plutôt que de la transférer à la charge ou de se briser soudainement. La limite est la rétention de la tension dans le temps : le cerclage en PP flue – s’allonge lentement sous une charge soutenue – ce qui signifie que la tension initiale du cerclage appliquée pendant le cerclage diminue au fil des heures et des jours à mesure que les chaînes de polymère se détendent. Dans les applications où une tension de cerclage serrée et soutenue est critique (balles compressées, charges étroitement liées), la tension initiale doit être réglée à un niveau supérieur à la tension de service souhaitée pour compenser la relaxation attendue, ou un matériau de cerclage à module plus élevé (PET ou acier) doit être envisagé à la place.
Les sangles d'emballage en PP sont l'une des trois familles dominantes de matériaux de cerclage. Choisir entre le cerclage en PP, en polyester (PET) et en acier nécessite de comprendre les différences de performances significatives et de les adapter aux exigences de l'application.
| Propriété | Cerclage PP | Cerclage PET | Cerclage en acier |
| Résistance à la traction | Faible – Moyen | Moyen – Élevé | Très élevé |
| Allongement à la rupture | 15 à 25 % | 8 à 15 % | 1 à 3 % |
| Rétention de tension | Pauvre (fluage) | Bien | Excellent |
| Résistance à la corrosion | Excellent | Excellent | Pauvre (rouilles) |
| Sécurité du chargement (risque de coupure) | Coffre-fort | Coffre-fort | Arêtes vives, risque de retour élastique élevé |
| Coût unitaire | Le plus bas | Moyen | Le plus haut |
| Recyclabilité | Bien (#5 PP) | Bien (#1 PET) | Bien (scrap metal) |
| Meilleure application | Charges légères à moyennes, cartons, paquets | Palettes lourdes, charges comprimées | Charges très lourdes et à arêtes vives |
Le cerclage en PP constitue le bon choix pour la majorité des applications générales d'emballage impliquant des charges allant jusqu'à environ 500 kg par cerclage, où la résistance à l'humidité est nécessaire, où la sécurité de l'opérateur est une préoccupation et où le coût est une considération primordiale. Les étapes de cerclage en PET sont là où la tendance au fluage et la résistance inférieure du PP sont des facteurs limitants : pour les balles lourdes compressées, les palettes de pierre et de carrelage, ainsi que les charges qui doivent maintenir une tension de sangle constante pendant des périodes de stockage prolongées. Le cerclage en acier reste le choix pour les charges les plus lourdes, les arêtes les plus vives (telles que les sections en acier de construction ou le fil enroulé) et pour les formes de charge qui nécessitent un allongement quasi nul de l'acier pour maintenir avec précision la géométrie du faisceau.
Le joint est le point le plus faible de tout paquet sanglé : le point où les extrémités des bandes qui se chevauchent sont jointes pour compléter la boucle. La méthode d'étanchéité, la qualité et l'efficacité déterminent la part de la résistance à la rupture nominale de la sangle qui est réellement disponible pour maintenir la charge. Le cerclage PP est compatible avec trois méthodes principales de scellement.
Des joints métalliques ouverts – de petits manchons rectangulaires en acier galvanisé ou inoxydable – sont enfilés sur les extrémités des bandes qui se chevauchent et fermés par sertissage à l'aide d'un outil de sertissage de joint ou de la mâchoire de scellement d'un tendeur-scellant combiné. Le joint serti enserre mécaniquement le bracelet. Les joints à joint métallique atteignent une efficacité de joint de 55 à 65 % sur les cerclages en PP, ce qui signifie qu'un cerclage ayant une résistance à la rupture de 200 kg relié à un joint métallique a une résistance de joint fiable d'environ 110 à 130 kg. Les joints métalliques constituent la méthode traditionnelle et sont encore largement utilisés dans les opérations manuelles et dans les applications où l'outil de scellement doit être simple et peu coûteux. Le principal inconvénient est que le joint métallique ajoute un petit composant métallique au flux de déchets d’emballage, ce qui peut compliquer le recyclage de la sangle en PP et de l’emballage dans son ensemble.
Le soudage par friction, également appelé soudage par entaille ou soudage par vibration, utilise une plaque vibrante dentelée qui oscille rapidement contre les couches de sangles qui se chevauchent, générant une chaleur de friction qui fait fondre les surfaces en PP et les fusionne sans aucun composant de joint métallique supplémentaire. Lorsque la vibration s'arrête, l'interface fondue refroidit et se solidifie en une soudure polymère solide. Les joints soudés par friction sur les cerclages en PP atteignent une efficacité de joint de 65 à 75 % (ce qui est significativement plus résistant que les joints à joint métallique) et ne produisent aucun composant de déchet métallique, ce qui simplifie leur élimination. Les outils de soudage par friction sont disponibles sous forme d'unités portatives alimentées par batterie pour les applications manuelles et comme mécanisme de scellement standard dans la plupart des cercleuses semi-automatiques et entièrement automatiques. La qualité de la soudure est sensible à la contamination de la surface (la poussière, l'humidité ou l'huile sur la surface du feuillard peuvent empêcher une fusion correcte) et à la profondeur du motif de gaufrage du feuillard. C'est pourquoi un feuillard de qualité machine avec une texture de surface constante est recommandé pour les applications soudées par friction.
Le thermoscellage utilise une lame chauffée électriquement pressée entre les couches de sangles qui se chevauchent pour faire fondre les surfaces en regard, qui fusionnent lorsque la lame est retirée et que les surfaces sont pressées l'une contre l'autre sous la force de serrage de l'outil. Les joints thermoscellés sur les cerclages en PP atteignent généralement une efficacité de joint de 70 à 80 % - la plus élevée des trois méthodes - car le soudage thermique contrôlé produit une zone de fusion plus uniforme et plus grande que le soudage par friction. Le thermoscellage est la méthode standard dans les cercleuses à arc entièrement automatiques utilisées pour le cerclage de palettes à grande vitesse dans les opérations de logistique et de fabrication. Les outils de thermoscellage nécessitent une période de préchauffage et consomment de l'énergie électrique en permanence pour maintenir la température, ce qui les rend moins pratiques que les outils de soudage par friction pour une utilisation manuelle peu fréquente, mais idéaux pour les applications automatisées à grand volume où la machine fonctionne en continu.
La combinaison du faible coût, de la résistance adéquate pour la plupart des charges générales, de la résistance à l'humidité et des propriétés de manipulation sûres du cerclage PP en fait le matériau de cerclage dominant dans un large éventail d'industries et d'applications.
Le cerclage en PP peut être appliqué à une large gamme de niveaux d'automatisation - depuis la simple tension manuelle avec des outils manuels jusqu'aux systèmes de cerclage à grande vitesse entièrement automatisés - et la sélection du bon outil ou du bon niveau de machine est aussi importante que la sélection des bonnes spécifications de cerclage.
Pour les opérations de cerclage manuel de faible volume, un ensemble de deux outils constitue l'approche standard : un outil de tension qui saisit et tire la sangle autour de la charge à l'aide d'un mécanisme à cliquet ou à guindeau, et un outil de sertissage de joint séparé qui ferme le joint métallique sur les extrémités de la sangle qui se chevauchent. Des outils combinés qui effectuent à la fois la tension et l'étanchéité dans une seule unité sont disponibles et réduisent le nombre d'outils qu'un opérateur doit manipuler. Pour le scellement par soudure par friction sans joints métalliques, les tendeurs-soudeurs combinés alimentés par batterie (unités portatives compactes qui tendent la sangle avec un engrenage motorisé puis soudent par friction le joint automatiquement) sont désormais la recommandation standard pour les opérations de cerclage manuelles en PP en raison de leur vitesse, de leur qualité de joint constante et de l'élimination des joints métalliques consommables. Les outils de cerclage manuels en PP sont disponibles auprès de plusieurs fournisseurs et sont conçus pour être utilisables sur site avec des pièces d'usure de remplacement.
Les cercleuses semi-automatiques sont les bêtes de somme des opérations d’emballage de moyens volumes. L'opérateur place la charge sur la table de la machine et la positionne dans l'arc de sangle, puis active le cycle : la machine fait automatiquement passer la sangle à travers l'arc, la tend au niveau prédéfini, scelle le joint (par soudure thermique ou par friction) et coupe la sangle de la bobine. Les machines semi-automatiques typiques effectuent un cycle de cerclage en 1,5 à 3 secondes et peuvent fonctionner en continu pendant des heures avec une attention minimale de l'opérateur au-delà du rechargement des bobines de sangle. Ils sont disponibles dans une gamme de tailles d'arc (de 400 mm × 300 mm pour les petits cartons à 900 mm × 700 mm pour les grandes palettes) et constituent l'équipement standard pour le cerclage de cartons dans les centres logistiques, les fabricants de boîtes en carton ondulé et les entrepôts de distribution. Les bobines de feuillard PP pour machines semi-automatiques utilisent un diamètre intérieur de noyau de 280 mm ou 406 mm pour s'adapter au distributeur de feuillard de la machine.
Les systèmes de cerclage entièrement automatiques intègrent la machine de cerclage dans un convoyeur de ligne de production ou de conditionnement, cerclant les charges en continu sans intervention de l'opérateur. Des capteurs de position détectent la charge lorsqu'elle entre dans la zone de la machine, déclenchent le cycle de cerclage et libèrent automatiquement la charge sanglée sur le convoyeur de sortie. Les systèmes automatiques multi-têtes peuvent appliquer simultanément deux ou plusieurs cycles de cerclage (cerclage croisé d'une palette avec des cerclages horizontaux et verticaux en un seul passage dans la machine) à des vitesses de ligne allant jusqu'à 40 à 60 cycles par minute pour les opérations à volume élevé. Les systèmes entièrement automatiques nécessitent un cerclage PP de qualité machine, cohérent et de haute qualité, pour maintenir un fonctionnement fiable à ces vitesses. Une variation dimensionnelle du feuillard qui serait tolérable dans une machine semi-automatique provoque des erreurs d'alimentation et des bourrages dans les équipements automatiques à grande vitesse.
La sélection des spécifications de cerclage PP appropriées pour une application donnée nécessite de répondre à un ensemble de questions pratiques sur le poids de la charge, la forme de la charge, les conditions de stockage et de transport, la méthode d'application et les contraintes de coût. En les respectant systématiquement, vous évitez les deux erreurs les plus courantes : sous-spécifier (la sangle se casse pendant le transport) et sur-spécifier (payer pour plus de sangle que ce dont l'application a besoin).