Historique

Un des premiers rubans adhésifs a certainement été un bandage adhésif dès la fin du 19ème siècle plus communément connu sous le nom sparadrap (inventé en 1901).

Il a fallu attendre les années 1920 et le développement très rapide de l’industrie notamment automobile aux Etats-Unis pour voir apparaitre des utilisations industrielles des rubans adhésifs tels qu’on les connait maintenant.

Et c’est en 1925 que le premier ruban adhésif de masquage a été inventé par Richard Drew, chercheur chez 3M, afin de répondre à la demande des carrossiers qui utilisaient du papier journal pour peindre les voitures en deux couleurs. Quand les employés des carrosseries découvrirent ce nouveau ruban adhésif de masquage, ils conclurent immédiatement que 3M avait cherché à faire des économies de colle. Ils baptisèrent alors le produit « Scotch® écossais » ou « Scotch® Tape » car c’est bien connu, ne dit-on pas « avare comme un Ecossais » ! 3M adopta alors ce nom et en fit sa marque de fabrique. Tous les rubans adhésifs Scotch® sont, encore et toujours, parés du fameux tartan écossais.

Puis dans les années 30, d’autres adhésifs sont lancés dans des applications telles que l’emballage. Et C’est surtout dans les années 40 pendant la guerre que le ruban adhésif a connu un essor remarquable, comme beaucoup d’autres technologies émergentes. Il se diffuse à l’après-guerre largement dans les bureaux, les écoles, les entreprises et les foyers dans différents domaines d’utilisation tels qu’on les connaît aujourd’hui, comme la fixation, le masquage, l’emballage, la protection de surface, la réparation de secours, l’isolation électrique et thermique.

Composition et typologie

Le ruban adhésif est un support constitué d’une matière enduite d’une masse adhésive adhérant par simple pression généralement à température ambiante, et en mesure de s’adapter à une grande variété de substrats.

Les deux grandes familles de rubans adhésifs

Il existe deux sortes de rubans adhésifs :

• Le ruban adhésif simple face
• Le ruban adhésif double face.

Le double face est constitué d’un support recouvert des 2 côtés par une masse adhésive.

Le simple face est constitué d’un support recouvert d’un seul côté par la masse adhésive.

La nature des supports et des masses sont différentes en fonction de l’application. Ainsi les rubans peuvent répondre à un nombre extrêmement important d’exigences telles que la tenue en température haute ou basse, la résistance au vieillissement UV, à l’humidité, aux produits chimiques, aux solvants, aux chocs, aux efforts mécaniques etc…
C’est en choisissant le bon support et la bonne masse adhésive que l’on va pouvoir répondre aux contrainte de l’application.

Les différents types de masses adhésifs

Les principaux adhésifs sont :

• adhésif caoutchouc :
  Il peut-être de synthèse : ruban adhésif obtenu par la fusion de résine synthétique et de gommes thermoplastiques. Ou en caoutchouc naturel avec solvant : composé de caoutchouc naturel et de résines diluées dans un mélange solvant.
  Ses principales propriétés sont :
  • Grande polyvalence, faible coût
  • Tack et adhésion initiale élevés
  • Durabilité limitée, faible résistance aux agressions chimiques
  • Faible résistance à basse et haute température
  • Application intérieure, résistance faible aux plastifiants

Les principales applications sont le masquage (peinture, carrosserie…), l’emballage, le bureau, le collage temporaire…

• adhésif acrylique
  Base aqueuse : adhésif composé de résines acryliques en dispersion aqueuse.
  Base solvant : adhésif composé de résines acrylique en solution solvant.
  Ses principales propriétés sont :
  • Adhésion initiale moyenne, mais finale élevée
  • Résistance aux solvants, aux UV et à l’humidité, aux contraintes chimiques
  • Température de -40°c à + 230°c, transparence
  • Application extérieure, haute résistance au vieillissement
  • Haute résistance mécanique

Ils sont destinés à des applications performantes comme le collage permanent.

• adhésif silicone
  Composé de résines silicone en solution solvant
  Ses principales propriétés sont :
  • Excellente adhésion sur matériaux siliconés
  • Excellente résistance aux températures extrêmes (-70°c à +315°c)
  • Faible tenue aux hydrocarbures et aux plastifiants
  • Adhésion initiale généralement faible

Il existe d’autres adhésifs tels que le polyuréthanne.

Les différents supports

Les supports peuvent être regroupés en 5 familles

• Les supports films polymères : polypropylène (PP), polychlorure de vinyle (PVC), polyéthylène téréphtalate (PET), polyuréthanne (PU), EVA.
• Les supports papiers
• Les supports tissés – toile verre, PET
• Les supports mousses polyéthylène (PE), acrylique, PU…
• Les supports en métal – Aluminium….

Ainsi en prenant en compte les paramètres de l’application (température, durée, sollicitations mécaniques, support à adhérer, mise en œuvre…), l’industriel définit le type d’adhésif, et de support les plus adaptés. Des centaines de combinaisons peuvent être possible et il existe aujourd’hui des milliers d’adhésifs différents répondant à des applications aussi basiques que la fermeture de carton, qu’à celles plus techniques comme le collage des smartphones, batteries de véhicule, le masquage de peinture dans les transports (automobile, aéronautique…).

Les différents protecteurs

Les supports peuvent être regroupés en 2 familles.

• Papier : papier siliconé (solution standard) ou papier enduit de Polyéthylène (papier résistant à l’humidité et pouvant être imprimé)
• Films : Polypropylène (PP), Polyéthylène (PE) ou polyéthylène téréphthalate (PET)

Les protecteurs ne sont présents que dans la composition des rubans adhésifs « double-face ».

Process d’utilisation

Le ruban adhésif peut être utilisé manuellement mais aussi en automatique dans l’industrie, notamment parce qu’il peut être présenté sous différentes formes comme, des rouleaux, des formes prédécoupées (ex : pastilles), des bobines de grande longueur (jusqu’à 20 000 mètres dans certaines applications)

Les principaux marchés

Automobile

La production mondiale d’automobiles (voitures particulières et véhicules utilitaires) avoisine les 100 millions d’unités, 19 millions d’unités sont assemblés en Europe, plus de 2 millions en France. Le marché d’entretien / réparation porte sur un parc automobile de 390 millions d’unités en Europe et 39 millions d’unités en France (Source : OICA – CCFA)

La Filière « Amont » compte 4 000 entreprises, et représente 440 000 salariés

La filière « Aval » : 145 000 entreprises et 550 000 salariés

Chiffres d’affaires : 155 Mds € dont 49 Mds € à l’exportation et 6 Mds € d’investissement R&D par an (Source CNI – France)

Aviation

La filière française est structurée autour d’un nombre restreint de grands constructeurs ensembliers (Airbus, Airbus Helicopter, Dassault Aviation,), de motoristes (Snecma et Turbomeca du groupe Safran), d’équipementiers fournisseurs de sous-ensembles complets (Safran, Thales, etc.) et de grands sous-traitants de rang 1 (Latécoère, Daher-Socata, Stelia, Lisi, Liebherr, Aubert & Duval, etc.), qui font travailler un tissu de sous-traitants et prestataires estimé à plus de 3 000 entreprises, principalement des PME.

300 000 emplois directs et indirects

CA 2017 : 54,8 Mds € dont 90 % à l’exportation

1er contributeur au solde positif du commerce extérieur de la France (Source : CNI)

Bâtiment

Le marché du bâtiment se structure autour de trois segments :

• Construction de logement : 420 000 logements mis en chantier en 2018 en France dont 60 % en collectif (Source Sit@del2)
• Construction de locaux : bureaux, bâtiment commercial administratif industriel, entrepôts, hébergement hôtelier… 27 millions de m2 mis en chantier en France en 2018
• Entretien / réparation d’un parc estimé, en France, à 36 millions de logements + locaux non résidentiel

Paper et impression

La filière s’organise autour de plusieurs activités :

• Fabrication de papier et carton
• Impression (journaux, imprimés, catalogue, livres, emballages ménagers, étiquette…) par offset, sérigraphie, numérique ou encore flexographie.

Les rubans adhésifs sont employés en tant que raccords et fermetures de bobines, fixations de clichés en Flexographie…

Electronique

Les industries électroniques comptent 1 100 entreprises spécialisées en France et emploient 100 000 personnes. Son chiffres d’affaires s’élève à 15 Mds €

Autres

Médical

Papeterie

Ecorchés : les différents types de rubans adhésifs sur une auto, avion, bâtiment…

Avantages

Les industriels sont aujourd’hui confrontés à de nombreux enjeux :

• Améliorer l’efficacité énergétique des produits
  • Allègement de structure (transports…)
  • Isolation (bâtiment…)
• Respecter, voire anticiper, les attentes (réglementaires & sociétales) environnementales
• Hygiène et Sécurité
• Améliorer la productivité des process
• Faciliter le design des pièces
• Améliorer la fiabilité et durabilité des produits

Les atouts des rubans adhésifs par rapport aux autres technologies d’assemblage

Atouts des Rubans adhésifs par rapport aux fixations mécaniques

• Possibilité de fixer différents types de matériaux
• Design pièce moins complexe (pas de taraudage…)
• Allègement de structure
• Etanchéité
• Réduction des vibrations et du bruit

Atouts des rubans adhésifs par rapport aux colles

• Gain de productivité : pas de temps de polymérisation
• Gains financiers
  • Surface d’atelier moindre vs espace nécessaire au temps de prise des pièces
  • Protection inutile contre les composés Organiques Volatiles (vs colles solvant)
  • Moindre investissement pour les équipements de mise en production

Faciliter le design des pièces

L’usage de rubans adhésifs permet un design épuré :

• De simplifier le design des pièces à assembler (pas de perçages, de soudures…). Le matriçage, c’est-à-dire le découpage de l’adhésif à la géométrie précise de la pièce à assembler constitue une solution couramment utilisée.
• un assemblage non visible contrairement aux fixations mécaniques (vis, rivets…)
• une fixation de matériaux de natures hétérogènes (métal/composite/plastique…)
• des assemblages amovibles ou définitifs
• un allégement des structures réalisées
• d’étanchéifier les assemblages réalisés
• de réduire les vibrations et les bruits

Réduire l’impact sur l’environnement

Le recours aux rubans adhésifs permet de réduire l’impact sur l’environnement en permettant :

• d’alléger les structures (source d’efficacité énergétique dans les transports) du fait
  • d’une possibilité d’assemblage de matériaux légers et hétérogènes
  • d’un poids intrinsèque d’une fixation à base de ruban adhésif inférieur à celui d’une fixation mécanique
• de filtrer les vibrations
• de réduire les émissions sonores
• de réduire, voire de supprimer, les émissions de Composés Organiques Volatils (COV) (*)

(*) L’emploi de rubans adhésifs est peu ou pas émetteur comparativement aux colles. Il n’est donc pas nécessaire d’installer des équipements coûteux pour la récupération des COV.

Améliorer la productivité de l’assemblage

L’assemblage de pièces avec des rubans adhésifs, par dépose automatique ou semi- automatique, s’effectue à faible coût faible comparativement à un assemblage par soudure, vis, rivetage, ou encore par collage. Le temps de mise en œuvre est moindre et la qualité meilleure.

La découpe à façon du ruban adhésif, matriçage “Die Cut“, permet d’optimiser l’assemblage des pièces et génère un sérieux gain de temps lors de la mise en œuvre.

L’absence de temps de polymérisation, contrairement aux assemblages par colles, réduit les temps de production.

Enfin, la simplification du design des pièces à assembler (pas d’opération de perçage…) baisse les coûts de développement et de fabrication.

Simplification du design pour la fixation vs vis/soudure=> baisse des coûts de développement et de fabrication