Points clés de cet article
- De nombreux problèmes de qualité récurrents dans les productions en bande continue, tels que le curling, l’ondulation ou la rigidité, trouvent leur origine dans un déséquilibre d’humidité dans les substrats hygroscopiques.
- Une rehumidification contrôlée rétablit la stabilité dimensionnelle, la flexibilité et la fiabilité du processus.
- Le Fluid Applicator de Contiweb garantit une application précise et uniforme d’un mélange eau + tensioactif sur un ou deux côtés de la bande.
- Cette technologie contribue à une qualité constante, à une réduction des déchets et à un meilleur contrôle opérationnel sur différents matériaux tels que les non-tissés, le papier, les textiles et le bois.
- Maintenir le bon niveau d’humidité aide également à éliminer l’accumulation d’électricité statique, thème qui sera abordé dans notre prochain article.
Comprendre le déséquilibre d’humidité dans les matériaux hygroscopiques
À la suite de notre précédent article introduisant l’application de liquide, celui-ci se penche plus en profondeur sur le déséquilibre d’humidité. Dans de nombreux environnements de production bobine à bobine (R2R), les problèmes récurrents de qualité tels que les bords qui se courbent, l’ondulation ou la déformation de surface proviennent d’un seul facteur sous-jacent : une distribution inégale de l’humidité. Même lorsque les substrats proviennent du même fournisseur, sont stockés dans des conditions contrôlées et traités avec des paramètres identiques, des différences de teneur en humidité peuvent entraîner des variations importantes des propriétés mécaniques, des performances et de l’apparence. Pour la plupart des matériaux hygroscopiques — tels que les non-tissés, films, papier, carton, coton, laine, bois et cuir — l’humidité n’est pas simplement une condition ambiante : elle fait partie intégrante de la structure du matériau.
Cet article explique la rehumidification et pourquoi il est essentiel de la réaliser de manière très contrôlée.
Causes et effets du déséquilibre d’humidité
Lors de processus industriels continus à grande vitesse tels que le couchage, l’embossage, la lamination ou le séchage, les matériaux sont exposés à des températures élevées, à des efforts mécaniques et à des flux d’air. Cette combinaison chasse l’humidité hors des fibres, les laissant asséchées et sous tension interne. Lorsque les fibres cellulosiques ou naturelles perdent de l’eau (elles se dessèchent), leur structure interne se contracte et les microfibres rétrécissent (Figure 1A). Cette contraction se produit surtout du côté le plus exposé au différentiel d’humidité, créant un gradient de contraintes dans l’épaisseur du matériau. Une fois la bande ou la feuille refroidie, ce déséquilibre se manifeste par du curling, de l’ondulation ou de la rigidité, modifiant les propriétés mécaniques. Le matériau peut paraître correct immédiatement après la production, mais lorsqu’il réabsorbe progressivement l’humidité de l’air ambiant, des variations dimensionnelles apparaissent, affectant souvent les étapes suivantes — coupe, finition, mais aussi simple rembobinage.
Ajouter activement de l’humidité au substrat permet de corriger ce déséquilibre. Toutefois, en appliquer trop sur un ou deux côtés peut facilement créer de nouveaux problèmes. Une humidité non contrôlée ou une quantité d’eau excessive peut provoquer un gonflement inégal des fibres, entraînant gondolage, empilements bloqués, problèmes de pliage, défauts d’adhésion du coating ou arrêts machine dus à l’ondulation ou à d’autres déformations (Figure 1B). Le défi n’est donc pas simplement « ajouter de l’humidité », mais réintroduire exactement la bonne quantité, de manière uniforme, prévisible et au bon endroit du processus.
En résumé : les deux extrêmes — substrats trop secs ou trop humides — compromettent la production et la fiabilité de la qualité. La clé consiste à réintroduire précisément la quantité de liquide nécessaire pour rétablir l’équilibre.
Figure 1 — Explication schématique de l’effet de l’humidité sur les matériaux hygroscopiques.
A) Faible humidité ambiante : le substrat libère de l’humidité et se rétracte, ce qui entraîne un curling des bords d’un ou des deux côtés.
B) Forte humidité ambiante : le substrat absorbe l’humidité et gonfle de manière inégale, provoquant une ondulation.
Rehumidification contrôlée pour atteindre un nouvel équilibre
Chez Contiweb, nous considérons la gestion de l’humidité comme bien plus qu’un simple conditionnement. Grâce à notre compréhension approfondie du comportement hygroscopique et à notre technologie avancée d’application de liquides, nous aidons les fabricants à reprendre le contrôle d’un des paramètres les plus sous-estimés mais pourtant décisifs de la production : l’eau. Pour comprendre pourquoi une rehumidification contrôlée a un impact aussi fort sur le comportement des matériaux, il est utile de revenir aux principes physiques fondamentaux.
Cette physique est simple, mais critique, et repose sur les liaisons hydrogène (liaisons OH) :
- Les matériaux hygroscopiques absorbent naturellement l’eau présente dans l’air.
- Les molécules d’eau forment des liaisons hydrogène avec la structure fibreuse, permettant des micro-mouvements au sein du substrat. Cela assouplit les fibres, accroît leur flexibilité et réduit les tensions internes.
- Lorsque l’humidité est perdue à cause d’un séchage excessif ou de frottements, ces liaisons se rompent : les fibres deviennent rigides, fragiles et instables dimensionnellement. Les micro-mouvements sont bloqués, entraînant des difficultés de manipulation et de traitement.
- Réintroduire de l’humidité restaure ces liaisons hydrogène et permet au réseau de fibres de se relâcher à nouveau, retrouvant flexibilité et stabilité dimensionnelle, et revenant vers une forme idéale (ou une nouvelle forme d’équilibre).
Les liaisons hydrogène ne se reforment pas toujours exactement aux mêmes endroits dans le réseau de fibres, ce qui signifie que la structure interne — et donc les propriétés mécaniques — peut évoluer si l’humidité est réintroduite de manière inégale. Le nombre de liaisons actives joue également un rôle déterminant : trop peu rendent le substrat fragile et instable ; trop nombreuses peuvent provoquer gonflement, ondulation ou déformation.
C’est pourquoi il est essentiel d’ajouter exactement la bonne quantité d’humidité, de manière hautement contrôlée et uniforme. L’objectif est de rétablir l’équilibre optimal sans introduire de nouveaux problèmes mécaniques.
Applications et avantages de l’application de liquides
Les avantages de la rehumidification vont bien au-delà du simple aplatissement des substrats flexibles. Dans la production de bandes de non-tissé, par exemple, l’humidité influence la cohésion des fibres et la densité de la bande, en particulier à mesure que les fabricants utilisent davantage de fibres recyclées ou biosourcées présentant des caractéristiques d’absorption différentes. Dans l’industrie du bois et des panneaux, une teneur en humidité stable empêche le gauchissement et garantit une liaison homogène lors de la lamination. Dans le traitement textile ou coton, une rehumidification contrôlée maintient l’élasticité des fibres et une tension uniforme sur la bande. Dans toutes ces applications, le principe reste le même : maintenir l’équilibre entre le substrat et son environnement est essentiel pour assurer une qualité constante. La rehumidification stabilise les conditions du substrat autour des étapes critiques du processus, réduit la nécessité d’ajustements entre lots grâce à une meilleure prévisibilité et maintient les autres variables sous contrôle. Plus de qualité et gain de temps.
Une rehumidification efficace ne se limite donc pas à corriger un défaut visible : elle stabilise l’ensemble du processus. Un substrat dont la teneur en humidité est équilibrée reste plat et prévisible, même après égalisation. Cela se traduit par moins de rejets, moins de déchets et des performances plus fiables en aval. Et surtout, elle redonne le contrôle aux fabricants, leur permettant d’adapter les conditions à différents matériaux, largeurs ou vitesses de ligne, tout en garantissant le même niveau de qualité du début à la fin.
Principaux avantages d’un bon équilibre de l’humidité dans les matériaux hygroscopiques
- Stabilité dimensionnelle
- Performances mécaniques
- Fiabilité du processus
- Qualité constante
- Réduction des déchets
- Exploitation facilitée grâce à la prévisibilité
- Réduction de l’électricité statique
Notre technologie de rehumidification, basée sur des systèmes avancés d’application de liquides, offre précisément ce contrôle en permettant d’ajouter exactement la quantité nécessaire d’humidité à votre substrat. En appliquant un film liquide précisément dosé et réparti uniformément, les fibres se réhydratent progressivement et les tensions internes sont relâchées. Le matériau retrouve sa flexibilité naturelle et sa stabilité dimensionnelle. Dans nos systèmes avancés, la quantité d’humidité peut même être réglée par face afin de compenser, par exemple, une asymétrie de séchage ou des contraintes induites par le coating.
Demandez un test de substrat sur notre ligne de demonstration
Si vous souhaitez évaluer l’impact de l’application de liquides sur le comportement de votre substrat spécifique, nous vous invitons à le tester sur notre ligne de démonstration. Au cours de ces essais, notre équipe d’ingénierie analyse l’absorption d’humidité, la stabilité dimensionnelle et le comportement en aval, le tout dans des conditions de processus contrôlées. Les résultats fournissent des recommandations pratiques pour les réglages de process, ainsi qu’une indication claire des améliorations attendues et de la faisabilité dans votre environnement de production.
Pour discuter des options d’essai ou des exigences techniques, vous pouvez contacter Irene Eggink (Application Engineer) via les coordonnées figurant à côté de cet article.
