Points clés de cet article :
- Les revêtements à base d’eau nécessitent une approche du séchage différente de celle des autres types de revêtements.
- Les conditions de séchage influencent la formation du film et les propriétés finales du matériau enduit.
- Les revêtements barrières contribuent à protéger le papier et le carton contre l’humidité, les graisses, les huiles et d’autres agressions extérieures.
- Une bonne maîtrise du processus de séchage est essentielle pour intégrer de nouvelles applications d’enduction dans la production industrielle.
Dans notre précédent article, nous avons expliqué comment l’essor des revêtements barrières à base d’eau ouvre de nouvelles perspectives aux fabricants d’emballages, tout en soulevant de nouveaux défis pour la production industrielle. Mais que se passe-t-il une fois le revêtement appliqué sur une bande de papier ou de carton en mouvement ?
Vient ensuite l’étape du séchage. Si elle peut sembler simple à première vue, l’élimination de la phase liquide d’un revêtement sans compromettre ses performances nécessite une maîtrise rigoureuse du procédé.
Que sont les revêtements barrières et pourquoi sont-ils importants ?
Les revêtements barrières sont des couches fonctionnelles qui confèrent à un produit certaines propriétés de résistance mécanique ou protègent un matériau contre des substances telles que l’eau, l’humidité, les huiles, les graisses ou l’oxygène. Ils permettent ainsi au papier et au carton d’acquérir les propriétés nécessaires à des applications spécifiques, notamment dans le domaine de l’emballage.
Par exemple, les emballages alimentaires en papier peuvent nécessiter une résistance aux graisses, tandis que ceux destinés aux produits secs doivent parfois offrir une protection contre l’humidité. Selon l’application, les revêtements barrières peuvent également apporter des propriétés de thermoscellabilité, permettant de fermer les emballages sans recourir à une couche de plastique conventionnelle.
Traditionnellement, certaines de ces fonctions sont assurées par des films plastiques ou des structures multicouches laminées. Cependant, les fabricants cherchent de plus en plus à réduire l’utilisation du plastique, notamment à usage unique, et à améliorer la recyclabilité des emballages à base de fibres. Dans ce contexte, les revêtements barrières à base d’eau s’imposent progressivement comme une alternative intéressante.
Ces revêtements sont appliqués sous forme liquide. L’eau doit ensuite être éliminée pour permettre la formation de la couche fonctionnelle recherchée. Leurs performances dépendent non seulement de leur formulation, mais aussi des conditions d’application et de séchage.
Le séchage constitue donc une étape essentielle du procédé d’enduction. Il ne s’agit pas simplement d’éliminer l’eau, mais d’obtenir les propriétés barrières requises pour l’emballage final.
Comment fonctionne le séchage industriel des revêtements à base d’eau ?
Lorsqu’un revêtement liquide est appliqué sur une bande de matériau en mouvement, sa phase liquide doit être éliminée pour laisser place à une couche fonctionnelle. Dans le cas des revêtements barrières à base d’eau, cette opération repose sur l’évaporation de l’eau. Parallèlement, la température joue un rôle déterminant dans la formation du film et, selon la composition chimique du revêtement, dans les phénomènes de durcissement ou de réticulation. Le sécheur remplit donc deux fonctions essentielles : éliminer le véhicule liquide et créer les conditions nécessaires au développement des propriétés recherchées du revêtement.
Pour y parvenir, il faut trouver le juste équilibre entre l’apport énergétique nécessaire à l’évaporation et les conditions de température favorables à la formation du film et à son durcissement. L’eau doit pouvoir migrer de l’intérieur du revêtement vers sa surface, où elle s’évapore. Si la surface sèche trop rapidement, de l’humidité peut rester emprisonnée dans les couches inférieures. Un débit d’air excessif peut également perturber le revêtement encore humide, tandis qu’une répartition irrégulière de la température risque d’entraîner des défauts d’homogénéité ou l’apparition de trous dans la couche déposée.
La maîtrise du flux d’air et de la température est donc primordiale. Le débit d’air doit être suffisant pour évacuer l’humidité issue de l’évaporation, sans altérer le revêtement. Une température homogène favorise quant à elle la formation d’un film uniforme et continu.
C’est également pourquoi le chauffage infrarouge ne constitue pas toujours la solution la plus adaptée. Une répartition inégale du rayonnement et la formation de points chauds localisés peuvent compliquer l’obtention d’un séchage homogène et d’une qualité de revêtement constante.
Le défi consiste à éliminer la quantité d’humidité nécessaire avec une efficacité énergétique optimale, tout en maintenant le revêtement et le support dans les plages de température requises pour assurer une bonne formation du film.
Un séchage insuffisant peut laisser subsister de l’humidité résiduelle, susceptible d’altérer les propriétés finales du revêtement ou de perturber les étapes de production suivantes. À l’inverse, des températures trop élevées ou un séchage trop agressif peuvent endommager le support ou compromettre la formation du film.
Le bon équilibre dépend de la formulation, du grammage de la couche appliquée, des caractéristiques du support et de la vitesse de production. Un séchage efficace ne consiste donc pas simplement à augmenter l’apport de chaleur. Il s’agit avant tout de fournir la quantité d’énergie appropriée dans des conditions de procédé parfaitement maîtrisées.
Un même concept de séchage pour différentes applications
Les exigences de séchage peuvent varier considérablement entre un revêtement conventionnel, un revêtement barrière à base d’eau et une nouvelle formulation biosourcée. Les différences de teneur en eau, de grammage du revêtement, de nature du support et de vitesse de production influencent à la fois les besoins énergétiques et les paramètres de pilotage du séchage.
C’est là que la flexibilité dans la conception des sécheurs prend tout son sens. Le Contiweb Modular Dryer repose sur un principe simple : les exigences de séchage varient selon les applications. Sa conception modulaire permet d’adapter la solution aux besoins spécifiques de chaque procédé, plutôt que d’imposer une configuration unique à toutes les applications.
Pour les fabricants qui souhaitent introduire de nouveaux revêtements ou augmenter les volumes de production d’applications existantes, la question essentielle est de savoir comment obtenir les performances requises du produit sans compromettre la vitesse de production, la stabilité du procédé ou l’efficacité énergétique.
Comprendre les exigences du séchage constitue une première étape. C’est toutefois leur mise en application dans un environnement de production réel qui permet d’en mesurer pleinement l’intérêt pratique.
Dans notre prochain article, nous donnerons la parole à une entreprise qui utilise déjà un Contiweb Modular Dryer dans sa production. Nous reviendrons sur son expérience et sur le rôle que joue le séchage dans son procédé de fabrication.
