Les colles en phase aqueuse sont polyvalentes et offrent un collage performant permettant de répondre aux exigences d'une grande variété d'applications couvrant de nombreux marchés. En tant que leader dans le développement de colles pour l'industrie, Henkel est l’un des fabricants de colles en phase aqueuse les plus reconnu. Les produits de notre gamme AQUENCE® de colles en phase aqueuse sont prêts à l’emploi, et leurs performances supérieures permettent à nos clients de maintenir la qualité de leurs produits et de réduire le coût total d'utilisation. 

Les colles en phase aqueuse Henkel sont utilisées pour réaliser de nombreux produits tels que des livres, des appareils ménagers, du ruban adhésif médical et des emballages. Nos colles représentent le choix idéal car elles permettent de résoudre de nombreux problèmes rencontrés par les fabricants, notamment les phénomènes d'étiquettes en drapeau et de transfert. Les fabricants peuvent choisir parmi des colles basées sur différents polymères pour trouver la solution qui convient parfaitement à leurs produits. 

Pour en savoir plus sur nos colles en phase aqueuse ou pour obtenir des informations spécifiques à cette industrie, contactez un membre de notre équipe.

La chimie des colles en phase aqueuse

Les colles en phase aqueuse sont développées à partir d’une combinaison de polymères, d’additifs et d'eau. Elles sont parfaites pour les supports poreux ou non poreux. Ces colles peuvent être formulées sous forme de solutions et sont activées lorsque l’eau s’évapore ou est absorbée par le support. Il existe plusieurs chimies différentes - que ce soit à base de matières premières d'origine naturelle ou bien synthétiques - qui comprennent :

  • Émulsions à base de VAM (émulsions EVA ou PVA)
  • Émulsions à base d’acrylique
  • Colles d'origine naturelle ou biosourcées
  • Colles à base de caoutchouc naturel
  • Polyuréthane liquide - ingénierie structurelle et emballage alimentaire/complexage (LIOFOL)
  • Additifs pour les applications de colles en phase aqueuse

Colles basées sur des émulsions de VAM

Il existe deux principaux types d’émulsions basées sur le VAM. Les premiers sont les colles à base d’acétate de polyvinyle (PVA). Il s’agit de polymères synthétiques caoutchouteux et aliphatiques, et ils sont considérés comme un type de thermoplastique. Les PVA sont conçus pour être utilisés sur des matériaux poreux, en particulier le papier, le bois, les tissus, les non-tissés et certains matériaux en pierre. Les applications liées au papier, telles que le carton ondulé, la reliure, les enveloppes et l’étiquetage représentent les utilisations les plus courantes.

Les seconds sont les colles à base d’éthylène-acétate de vinyle (EVA). Elles offrent des avantages considérables en termes de performances par rapport aux colles PVA. Les colles EVA possèdent des propriétés d’utilisation comparables à celles des références PVA, tout en ayant une meilleure adhérence sur les surfaces non poreuses. Les colles EVA offrent une meilleure flexibilité et une meilleure résistance à l’eau ainsi que des propriétés de collage supérieures.

L’emballage souple est l'application principale pour les colles EVA. Les applications de complexage constituent une autre grande catégorie en raison de leur flexibilité, de leur résistance à l’humidité et de leur adhérence supérieure sur les supports. Les colles EVA sont largement utilisées dans les applications liées au mobilier, à la reliure et aux textiles. Les colles EVA sont également populaires dans la fabrication de produits non-tissés, comme par exemple les applications pour l’hygiène personnelle.

Colles en émulsion à base d’acrylique

Les colles en émulsion à base d’acrylique sont fabriquées en émulsionnant de manière homogène des polymères d’acétate de vinyle, d’EVA ou de résine synthétique acrylique dans de l’eau. Ces colles offrent un équilibre entre :

  • Pelage : la force entre la colle et le support, qui augmente au fur et à mesure du processus de durcissement
  • Cisaillement : la capacité du produit à adhérer à lui-même
  • Tack : la vitesse à laquelle la colle adhère immédiatement au support

De nombreux polymères acryliques sont réticulés, ce qui améliore la résistance aux intempéries et au vieillissement, tout en empêchant la dégradation par d’autres solvants. Parmi les colles acryliques courantes, on trouve les adhésifs sensibles à la pression et les colles de contre-collage pour le papier. Les colles en émulsion à base d’acrylique sont couramment utilisées pour fabriquer des emballages, en particulier des boîtes en carton.

Colles à base naturelle ou bio-sourcées

Les polymères naturels sont développés à partir de matériaux organiques. Certains des polymères les plus courants sont dérivés de sources végétales, comme les amidons et les dextrines, ou de sources protéiques, comme le soja, la caséine et l’albumine de lait. Les colles à base naturelle contenant de la caséine présentent des temps de séchage relativement longs, forment des collages très forts et résistent à l’eau. Les dextrines sont couramment utilisées dans l’industrie du papier et très durables avec certains matériaux spécifiques. Cependant, elles sont susceptibles de se décomposer lorsqu’elles sont exposées à l’eau.

Les colles à base naturelle ou biologique sont disponibles sous forme de solutions liquides ou de poudres sèches, et l'une comme l'autre doivent être mélangées avec de l'eau avant application. La force adhésive découle de l’évaporation de l'eau ou de son absorption par le support. Les applications courantes impliquent un substrat perméable ; cependant, il existe d’autres méthodes impliquant un temps mort avant que l'adhésif puisse développer son « pouvoir collant » (tack humide) pour coller deux supports non perméables. De nombreuses colles à base naturelle sont périssables et leur stockage prolongé n’est pas possible.

Colles à base de caoutchouc naturel et de polychlorures

Les colles à base de caoutchouc naturel représentent l’une des premières substances utilisées pour coller les matériaux. En raison de leur capacité à devenir élastiques lorsqu’elles sont chauffées, ce sont les colles parmi les plus populaires sur le marché, et elles sont généralement utilisées pour coller des matériaux organiques et poreux tels que le cuir, le papier, les tissus, ainsi que d’autres produits en caoutchouc. 

Les colles à base de caoutchouc naturel permettent un collage efficace et instantané et ont un faible niveau de toxicité. Pour ce type de chimie, des agents tackifiants doivent être ajoutés pour obtenir différents niveaux d’adhérence. Les colles à base de caoutchouc offrent des propriétés de résistance à l'humidité, une grande flexibilité et une grande polyvalence, ce qui en fait un très bon choix pour la fabrication de vêtements et de chaussures, ainsi que pour renforcer l’arrière des moquettes et des tapis.

Colles liquides à base de polyuréthane

Conçus pour une utilisation dans des conditions environnementales extrêmes, les colles liquides à base de polyuréthane (PUR) sont des produits réactifs qui durcissent au contact de l’humidité. Ce type de réaction chimique permet à la colle d’adhérer à des supports à faible énergie de surface qui sont difficiles à coller. Leurs caractéristiques incluent une forte adhérence et une résistance exceptionnelle au froid, à la chaleur et à l’humidité. Ces colles sont couramment utilisées dans les applications d’emballage flexible.

Les colles liquides à base de polyuréthane produisent des liaisons extrêmement durables et très élastiques. Réagissant à l’humidité ambiante, ces colles forment par réticulation une liaison thermodurcissable. Ils présentent des temps ouverts courts, sont faciles à appliquer et à nettoyer. Ces produits sont conçus pour coller des matériaux tels que la moquette, le bois, la mousse, le métal et la plupart des plastiques entre eux. Ils ne sont pas recommandés pour le vinyle (PVC), le polypropylène, le polyéthylène et les polyoléfines.

Additifs pour applications à base d’eau

Certaines colles à base d’eau contiennent des additifs tels que des surfactants et des émulsifiants pour en stabiliser la chimie. D’autres ingrédients sont parfois ajoutés, comme des agents antimousse, des biocides, des pigments, des ignifugeants, des agents antistatiques et des agents mouillants, pour améliorer les performances de la colle suivant les besoins.

Faisant généralement partie des formulations de colle en phase aqueuse pour les applications d’emballage en papier, les additifs jouent un rôle important dans les différents processus d’application du papier. L’additif le plus courant sont les résines résistantes à l’eau. Ces formulations rendent le produit étanche ou résistant à l’humidité. Ces additifs se lient aux molécules d’amidon, ce qui rend la dissolution du mélange par l’eau plus difficile.

Les colles contenant des additifs résistants à l’eau (WRA) doivent être utilisées dans un certain délai après l’ajout de l’agent de réticulation. Dans de nombreux cas, un colorant est incorporé dans la formulation pour indiquer visuellement aux opérateurs que l’additif a été ajouté à la colle. Lors de l’utilisation d’additifs, les fabricants doivent tenir compte des points suivants:

  • Utilisation d'une colle fraîche (soit, moins de 4 heures après l’ajout de la résine)
  • Objectif de viscosité compris entre 32 et 38 secondes
  • L’obtention d'un extrait sec plus élevé (26% +) donne de meilleurs résultats

Types de colles en phase aqueuse

Les colles en phase aqueuse de haute qualité sont extrêmement rapides et faciles à appliquer. EIles peuvent être appliquées à l’aide de rouleaux, de pistolets pulvérisateurs et par trempage. Les colles en phase aqueuse n’altèrent ni les rouleaux ni les autres équipements lorsqu’elles sèchent. Les colles en phase aqueuse sont également plus faciles à retirer de l’équipement, ce qui limite davantage le risque d’obstructions. Les colles en phase aqueuse sont livrées en vrac dans des récipients tels que :

  • Fûts
  • Conteneurs (IBC)
  • Camion-citerne

En fonction du produit, il existe différents niveaux de concentration. Une étape additionnelle est nécessaire pour diluer les produits et répondre ainsi aux besoins de l’application. Dans certains cas, il existe des systèmes bi-composants. Pour chaque application, le mélange de la colle nécessite une étape supplémentaire.

Les colles en phase aqueuse présentent également des viscosités différentes adaptées à chaque application. Cela va d'un écoulement semblable à celui de l'eau jusqu'à des viscosités plus élevées, semblables à celle de la mélasse. La viscosité se mesure en centipoises (mPa.s) : il s’agit essentiellement des propriétés d'écoulement de la colle en phase aqueuse. Plus la valeur en centipoises est élevée, plus la substance est visqueuse. La viscosité de l'eau est de 1 mPa.s, celle de l’huile de ricin de 1000 mPa.s, et celle du beurre de cacahuète de 250 000 mPa.s.

Équipement pour les colles en phase aqueuse

Les colles en phase aqueuse sont utilisées avec une large gamme d’équipements pour leur application. Chacun possède de nombreuses propriétés uniques. Parmi les principaux équipements, citons :

Système de dilution Merlin

Les colles en phase aqueuse concentrées sont utilisées sur divers marchés. Il n’existe pas de norme industrielle concernant la dilution des colles à l'extrait sec ou à la viscosité souhaitée, ce qui peut entraîner des variations au niveau des performances et de l’utilisation. Le système de dilution Merlin est un système de dilution en ligne destiné aux colles concentrées, ce qui permet un processus entièrement automatisé et remplace ainsi la dilution manuelle. L’adhésif est fourni « à la demande » à partir des réservoirs de stockage. Cela élimine la manutention des seaux, ce qui protège les opérateurs de l’exposition aux produits chimiques.

Principalement utilisé par les fabricants de mouchoirs et serviettes, le système de dilution Merlin :

  • Élimine le risque de contamination
  • Contrôle/ajuste la concentration de l’adhésif
  • Fait correspondre l'extrait sec aux exigences de l'application
  • Réduit les variations de concentration de la colle

Système de transfert par extrusion

Pour les consommateurs, la douceur et l’absorption des mouchoirs et des serviettes sont des propriétés importantes. La qualité est souvent sacrifiée au profit de l’efficacité sur les chaînes de production des mouchoirs et serviettes. L'utilisation de bacs ouverts génère des problèmes de projections et de maintien des propriétés de collage. Le système de transfert par extrusion est un investissement courant car il permet une chaîne de production plus propre et plus efficace.

L’installation d’un système de transfert par extrusion élimine le besoin de nettoyer/retirer le bac, et cela réduit les risques liés à la sécurité qui sont associés au nettoyage de l’équipement. Autre avantage: les fabricants peuvent utiliser des adhésifs plus performants, adaptés à des besoins de production spécifiques. Les résultats de nombreuses installations de système incluent les points suivants:

  • Durée de fonctionnement améliorée de 5 à 22 minutes par période de 12 heures
  • Réduction des taux d’ajout de 15 à 50%
  • Réduction des déchets de 35 à 50%
  • Amélioration de la sécurité de l’opérateur grâce à un nettoyage réduit

Systèmes de surveillance des adhésifs à base d’eau

Le fait de comprendre l’utilisation des colles (niveaux d’application et facteurs environnementaux) fournit des informations opérationnelles pour les applications d’adhésifs à base d’eau. Ils sont conçus avec une série de capteurs qui transmettent des données en temps réel à un tableau de bord, ce qui permet d’optimiser la consommation de colle et de réduire les temps d’arrêt sur la chaîne de production. Le système peut également informer les opérateurs de toute défaillance ou de tout dysfonctionnement de l’équipement pour adhésif à base d’eau.

Lorsqu’un lot actif se trouve sur la chaîne de production, en marche ou non, des informations de base s’affichent. Ces données comprennent l’heure de début, l’heure de fin, si le lot est terminé et des informations générales sur les colles à base d’eau (par exemple, la marque, le nom de l’adhésif et les numéros d’identification). Cela fournit à l’opérateur des détails pertinents et permet de repérer toute divergence avec les conditions d’usine. Les systèmes de surveillance de Henkel sont les suivants:

  • Conditions environnementales pour garantir une adhérence optimale
  • Détails de consommation pour s’assurer que les quantités d’application sont comprises dans la plage
  • Données sur le processus d’application pour identifier les interruptions et suivre l’efficacité

Technologie de formation de mousse AEROBOND

Les applications de contrecollage et deformation de cannelure nécessitent un équilibre précis de l’humidité dans les adhésifs utilisés.  Si la densité est incorrecte, cela entraîne une ondulation déformée ou un gondolage. La technologie de formation de mousse AEROBOND injecte de l’air dans le flux d’adhésif pour abaisser la densité, ce qui réduit la quantité appliquée.  De plus, la rhéologie est améliorée et garantit une application précise de la colle.

Le moussage est un procédé clé des systèmes de dosage des films minces utilisés dans les applications de litho-lamination. Pour atteindre les vitesses de production les plus élevées possible, l’adhésif doit avoir un très fort tack humide pour éviter le soulèvement des bords. En diminuant la densité de la colle, on peut produire sur des vitesses de ligne élevées tout en limitant les effets de décomplaxge et de soulèvement des bords. Le procédé de moussage permet également un défibrage à 100%.

Pour en savoir plus sur nos équipements ou pour obtenir des informations spécifiques sur nos colles base aqueuse, contactez un membre de notre équipe.

Applications industrielles pour colles base aqueuse

Les colles base aqueuse contiennent un liant organique (le plus souvent PVAc) qui est finement dispersé dans l’eau. Lorsque cette eau s’évapore ou est absorbée dans le support, le film d’adhésif se forme, collant ainsi les deux surfaces. Les colles à base d’eau constituent un choix particulièrement judicieux pour adhérer des supports poreux tels que le papier, le carton, les textiles, les bois et certains plastiques.

Lorsqu’ils utilisent une colle à base d’eau de haute qualité, les fabricants bénéficient de la plupart des avantages des adhésifs à base de solvant, avec quelques avantages supplémentaires. Cela comprend des coûts plus faibles et une quantité inférieure de COV. Les adhésifs à base d’eau sont également plus sûrs à utiliser et meilleurs pour l’environnement que leurs alternatives à base de solvant.

Mobilier et bâtiment

Il est important d’améliorer la qualité, l’efficacité et la durabilité du mobilier et des éléments de construction. Les adhésifs à base d’eau de Henkel permettent de coller différentes pièces en bois dans de nombreuses applications de construction de meubles et du batiment.

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Hygiène personnelle

Lorsqu’il s’agit de santé, de bien-être et de confort, les consommateurs veulent de la qualité. Henkel fabrique des colles à base d’eau pour l’industrie de l’hygiène et des non-tissés, ayant de fortes propriété d'adhésion tout en garantissant une bonne tolérance cutanée.

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Aliments et boissons

On retrouve très fréquemment les colles à base d'eau, étant très polyvalentes, dans les application d’étiquetage des emballages grand public. En choisissant nos colles pour vos applications d'étiquetage, vous optimiserez la vitesse de la ligne de production et minimiserez les déchets et les pertes de matières premières.

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Rubans et étiquettes

Le développement durable et la sécurité sont des éléments essentiels aux applications de rubans et d’étiquettes. Les adhésifs sensibles à la pression (PSA) de Henkel sont conçus pour répondre aux normes de sécurité les plus strictes et réduire votre consommation énergétique totale dans une large gamme d’applications.

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Emballages en papier

La demande des consommateurs a modifié les besoins en matière d’emballages en papier. Les colles base aqueuse de Henkel offrent des options plus durables pour les contenants et les emballages en papier à emporter; grâce à un collage flexible et des vitesses de chaîne de production plus rapides.

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Sports et mode

La hausse des coûts de main-d’œuvre et de production est le principal défi à relever dans le secteur du sport et de la mode. Henkel propose une large gamme de colles à base d’eau, associée à un savoir-faire spécifique en matière de processus pour répondre à vos besoins de fabrication.

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Dépannage lié aux adhésifs à base d’eau

Les adhésifs à base d’eau peuvent être utilisés sur toute une gamme de supports, notamment les plastiques, le papier, le carton, les films métalliques et les textiles naturels et synthétiques. Ils sont économiques à produire et faciles à utiliser. Dans la plupart des cas, il est plus facile de maintenir une consistance uniforme avec un collage humide. Les colles à base d’eau sont plus sûres pour l’environnement que les adhésifs à base de solvant.

La réduction ou l’élimination des temps d’arrêt est essentielle pour toutes les entreprises. L’utilisation de colles base aqueuse peut être à l’origine de nombreux arrêts de production. Face à cela, Henkel a développé des conseils de dépannage pour les problèmes les plus courants.

Projections ou éclaboussures: un problème courant des colles à base d’eau lorsque la force centrifuge projette de l’adhésif sur l’équipement et dans les zones environnantes. Plusieurs causes peuvent être à l’origine de la projection:

  • Accumulation de colles sur le bord des rouleaux
  • Séchage de la colle trop rapide
  • Le niveau de colle dans le pot est supérieur au niveau recommandé

Il existe plusieurs solutions simples pour réduire la projection de la colle à base d’eau. La plus courante est de vérifier la viscosité de la colle et d’ajuster son niveau. Il y a aussi également des réglages sur les équipements à faire, notamment le nettoyage ou le remplacement des rouleaux, l’application de graisse sur les bords extérieurs du rouleau pour contenir l’adhésif et le réglage des vitesses des rouleaux. La vérification de la quantité de colle appliquée est un autre élément car elle peut influer sur la projection.

Inégalité du grammage déposé: se produit lorsqu'il y a des variations dans l'application des colles à base d'eau. Certaines des causes courantes sont liées à une pression inégale entre les applicateurs et les supports Cela peut également être observé lorsque de la colle a séchée dans le système, ce qui affecte la bonne distribution de l’adhésif.

Réglage de la position des applicateurs: soit entre les rouleaux/applicateurs, la couche ou les supports. L’applicateur doit à peine entrer en contact avec le support; on parle également « d’embrasser » le support. Il convient également d’évaluer la pression et de rechercher les zones où elles serait trop basse entre l’applicateur et le support. Les opérateurs doivent procéder régulièrement au nettoyage des rouleaux afin d’éviter les résidus secs de colles sur les rouleaux/applicateurs, qui peuvent affecter la dépose d'un bon grammage.

Les reliefs dans le motif: ils influent sur l’application de la colle et sont généralement causés par des problèmes de viscosité de l’adhésif. Les causes principales sont les suivantes:

  • Utilisation d’un mélange de colle après la fin de la durée de vie du pot
  • Formation d’une peau à la surface de la colle pendant les temps d’arrêt machine
  • Utilisation d’une colle mal mélangée ou rupture de sa structure avant l’application

Pour éviter ces problèmes avec les colles à base d’eau, il est important de s’assurer que le mélange est correct avant de commencer et de protéger la colle pendant les temps d’arrêt. La vérification des rouleaux pour s’assurer qu’ils n'y a pas de résidus est une étape que les opérateurs doivent faire régulièrement.

Formation de résidus : désigne les cas où la distribution de la colle s’éloigne du centre du cordon ou du motif et crée des résidus sur le substrat. Cela est généralement dû à une quantité excessive de colle déposée. 

La solution la plus courante consiste à réduire la quantité de colle distribuée ou présente sur les rouleaux. Les opérateurs doivent vérifier le débit de la pompe pour s’assurer qu’elle ne délivre pas trop de colle. Quelques conseils généraux de pompage: les cordons d’adhésif doivent avoir la largeur d’un crayon et le débit de la pompe doit être inférieur à 30coups/minute. La vérification de la viscosité de la colle à base d’eau et son ajustement peuvent également constituer une autre méthode de correction. On doit aussi entretenir l'équipement, notamment par le nettoyage ou le remplacement des rouleaux.

Fluctuations de la température de la colle: il est important de maintenir les colles à base d’eau aux températures de stockage et d'utilisation recommandées éviter tout problème. Qu’elle soit trop basse ou trop élevée, la température peut avoir un impact considérable sur les performances. Une colle à base d’eau trop froide présente une faible capacité de débit, une viscosité augmentée, une vitesse de séchage réduite et un transfert d’adhésif moins important. Une colle à base d’eau trop chaude présente une mauvaise stabilité de conservation et de recyclage, ce qui entraîne une augmentation des déchets.

Les fabricants peuvent utiliser de nombreuses solutions pour éviter les problèmes liés à la température. Tout d’abord, les adhésifs à base d’eau doivent être stockés dans un environnement à température contrôlée 7 jours avant l’utilisation et ne doivent pas être stockés sur un sol froid. Deuxièmement, des réchauffeurs pou les IBCs, les fûts ou les seaux sont disponibles dans les magasins de fournitures industrielles et peuvent limiter les problèmes liés à la température. Lors de l’utilisation d’adhésifs à base d’eau, il est recommandé de chauffer l’adhésif à au moins 20°C et de l’utiliser avant la date de péremption. Enfin, le fait de placer un flexible d’air en haut du bac pour créer une différence de pression peut également limiter les problèmes liés à la température.

Pour les régions dans lesquelles le gel est fréquent, il est important d’être proactif lors de la passation de commandes et de vérifier la colle à base d’eau lors de la livraison. Pendant la saison froide, Henkel donne des conseils et collabore avec ses clients pour:

  • Éviter de laisser des colles à base d’eau dans les véhicules de transport pendant le week-end lorsqu’il existe un risque important lié à la température
  • Prévoir des délais supplémentaires pour éviter les répercussions des retards des transporteurs dus au mauvais temps
  • Inspecter tous les matériaux lors de la livraison pour identifier immédiatement les matériaux gelés

Pour en savoir plus sur le dépannage lié aux adhésifs à base d’eau, contactez l’équipe technique du service client de Henkel. Nous répondrons à vos questions et vous fournirons des informations sur les produits et les applications.

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