Fabrication textile

De nos jours, il est difficile d’imaginer un monde sans textiles. Cela s’applique en particulier aux vêtements que chacun d’entre nous porte au quotidien. Les vêtements offrent confort et protection, et pour un grand nombre de personnes, c’est aussi un moyen extrêmement important d’exprimer son style et sa personnalité. L’industrie textile est souvent considérée comme l’une des chaînes industrielles les plus longues et les plus complexes. Elle se compose d’un grand nombre de sous-secteurs qui couvrent l’ensemble du cycle de production, en commençant par la production de matières premières (par exemple les fibres synthétiques), en passant par les produits semi-finis (par exemple les fils et les tissus), jusqu’aux produits prêts à l’emploi tels que les tapis, les vêtements et les textiles à usage industriel.

Les fibres textiles sont constituées d’une énorme quantité de matériaux. La plupart d’entre eux sont caractérisés par une construction polymère. Les principales matières premières pour la production de fibres sont :

1. fibres naturelles – ce sont des fibres animales (également appelées : fibres protéiques – par exemple la soie, la laine, les cheveux), végétales (fibres de cellulose – par exemple le lin, le chanvre, le coton, l’ortie) ou minérales, présentes dans de nombreux minéraux naturels,
2. fibres artificielles – fibres synthétiques. Il peut s’agir de fibres à base de cellulose (par exemple, d’acétate de cellulose) ou de polymères synthétiques, par exemple de fibres de nylon, de polyacrylonitrile (anilana), de polyester (elana) et de polyuréthane (lycra),
3. matériaux recyclés (appelés rPET) – il s’agit de matériaux issus de ressources naturelles renouvelables, par exemple le PLA (polylactide), produit principalement à partir de maïs et biodégradable, ou les fibres cupro, créées à la suite de la précipitation de fibres de cellulose dans un bain de cuivre.

Le premier processus auquel sont soumises les fibres naturelles et artificielles est le filage. Dans un premier temps, les fibres lâches passent par une série d’opérations mécaniques différentes (desserrage, mélange et cardage) avant de subir un filage approprié. Ce processus peut être divisé en deux types de base :

1. laine – est utilisé pour obtenir des fils à partir de fibres naturelles (laine) et des fils composés, qui contiennent de la laine et des fibres synthétiques, par exemple du polyester, du polyacrylonitrile ou du polyamide,
2. coton – utilisé pour la production de coton et de fils mélangés composés de fibres de coton et d’autres matériaux, par exemple des fibres de polyester, de viscose ou de polyamide.

Le processus de filage utilise des produits chimiques difficilement dégradables qui sont appliqués aux fibres à raison de 2 à 5 %de la masse des substances. Cela facilite le déroulement des étapes ultérieures du processus de fabrication du fil. Les huiles minérales et de silicone ainsi que les hydrocarbures aromatiques sont le plus souvent utilisés à ce stade et sont complètement éliminés du fil lors du traitement final. Le fil est utilisé pour produire deux assortiments de base de produits textiles plats, à savoir les tissus et les tricots.

Dans le cas des tissus, la première opération est le collage des chaînes. Il s’agit d’appliquer sur le fil des produits chimiques spéciaux qui augmentent sa résistance mécanique. Ce processus est appelé encollage. Les agents d’encollage des textiles peuvent être à base de polysaccharides (par exemple la carboxyméthylcellulose) ou de polymères synthétiques tels que les polyacrylates. Ce n’est pas le cas du processus de tricotage. Le fil pour tissu tricoté est spécialement préparé en appliquant des préparations glissantes. Ces substances sont destinées à réduire les contraintes dans le processus de tricotage qui résultent du frottement entre le fil et les éléments de guidage de la machine.

L’un des produits pouvant être utilisés au stade de l’encollage est Rokrysol JW20 , qui est un agent d’encollage synthétique efficace. Il confère au fil des propriétés conformes aux exigences garantissant un traitement ultérieur correct du fil dans le tissu. Rokrysol JW20 est soluble dans l’eau dans n’importe quelle proportion, ce qui permet une application et un revêtement uniformes du fil. Après l’application de Rokrysol JW20, les étapes ultérieures du traitement du tissu (décollage, blanchiment, teinture ou impression) se déroulent plus efficacement. En cas d’électrification du fil pendant le traitement, il est recommandé d’ajouter à l’encollage la préparation anti-électrostatique spécialisée Rostat A. Ce produit élimine presque complètement l’apparition d’électricité statique et confère également aux fibres de bonnes propriétés de glissement. Le produit est très efficace dans les processus de préparation des matières premières textiles en complément de l’encollage des chaînes, de la préparation des matières premières après teinture et de la finition finale des tissus et des tricots.

L’étape suivante du traitement des matières premières textiles est un prétraitement supplémentaire. Les fibres en vrac, les fils, les tissus et les tricots sont blanchis, teints et raffinés. La sélection et l’ordre des opérations unitaires dépendent du type de matière première et de la forme du produit (fil, tissu ou tricot).

Préparation de produits à base de fibres de coton

Le traitement des fibres de coton et d’autres fibres cellulosiques est très complexe. Il utilise principalement des procédés tels que le tannage, le désencollage, la mercerisation et le blanchiment.

Le premier processus consiste à déplacer la matière première sur la flamme du brûleur à gaz, grâce à laquelle les fibres élémentaires sont éliminées.

L’étape suivante est le désencollage. Dans le cas de l’encollage synthétique, il est généralement lavé au bain-marie avec du carbonate de sodium ainsi que des additifs mouillants. Le groupe PCC propose une gamme d’agents mouillants parfaitement adaptés à une utilisation dans l’industrie textile. La série POLIkol (PEG) est un groupe de polyoxyéthylène glycol qui, en raison de sa structure, possède des propriétés solubilisantes, adoucissantes, lubrifiantes, antistatiques et hydratantes. Les polyoxyéthylène glycols se caractérisent par une très bonne biodégradabilité. Ce sont également des substances sûres et non toxiques, elles réduisent donc la nocivité environnementale des bains-marie. Les produits de la série ROKAnol IT sont des alcools gras éthoxylés qui assurent un bon mouillage de la surface nettoyée et la dispersion des particules de saleté, ce qui affecte les performances élevées d’élimination de la saleté des tissus/tricots et des surfaces dures. Ces produits sont des ingrédients parfaits des détergents alcalins et acides utilisés pour le lavage professionnel et le nettoyage industriel. À leur tour, les produits ROKAnol NL sont utilisés dans le prétraitement des fibres. Ils peuvent être utilisés pour éliminer les taches d’huile des tissus et des tricots créées lors des processus de tricotage et de tissage industriels. Les produits ROKAnol NL améliorent également l’efficacité du blanchiment, ce qui affecte directement l’amélioration de la capillarité du colorant dans les processus de teinture.

Le processus suivant est la mercerisation, qui est conçue pour augmenter la résistance des fibres et leur donner la brillance appropriée.

La dernière étape de la préparation initiale des fibres de coton est le blanchiment. Il consiste à décolorer la couleur naturelle causée par les impuretés sur les fibres colorées (par exemple dans le cas du lin) qui n’ont pas pu être éliminées par lavage. Un exemple de ce composé chimique est l’hypochlorite de sodium , qui peut être utilisé pour blanchir les tissus tricotés en lin, chanvre et coton. Grâce à l’hypochlorite de sodium , on obtient un très haut degré de blancheur. Afin d’améliorer l’efficacité du blanchiment, des agents chimiques sont utilisés avant le début du processus pour neutraliser les résidus alcalins dans les fibres (par exemple l’acide chlorhydrique ).

Traitement des produits en laine

Les produits en laine doivent également subir une série de prétraitements avant de procéder à l’étape de teinture. Les processus de base pour les préparer sont la carbonisation, le prélavage et le blanchiment.

La carbonisation vise à éliminer complètement les impuretés végétales. Ce procédé consiste à traiter les fibres de laine avec une solution d’ acide sulfurique puis à les chauffer à une température supérieure à 100°C. Les fibres abîmées sont éliminées mécaniquement et l’ensemble est neutralisé avec de l’acétate de sodium. Une fois la carbonisation terminée, une étape de lavage suit afin d’éliminer les substances des fibres appliquées lors du filage. Le prélavage permet d’obtenir un degré élevé de mouillabilité et d’absorption des agents de blanchiment et des colorants. La dernière étape est le blanchiment de la laine. Le peroxyde d’hydrogène est le plus souvent utilisé dans ce procédé.

Produits à base de fibres chimiques

Les produits fabriqués à partir de fibres synthétiques nécessitent également un certain nombre d’opérations, parmi lesquelles les plus importantes sont le prélavage et la stabilisation thermique.

Comme pour les fibres naturelles, le prélavage a pour tâche d’éliminer des fibres les substances appliquées pendant le filage. À son tour, la stabilisation thermique consiste à chauffer les produits qui sont transportés dans l’environnement d’air chaud à travers des chambres de chauffage ultérieures. La stabilisation thermique confère aux tissus une stabilité de forme dans les dernières étapes de fabrication ainsi que lors de l’utilisation de produits en fibres synthétiques.

Teinture de produits textiles

De nombreux produits textiles sont teints, tels que les fibres en vrac, les fils, les tissus, les tricots et même les produits finis. On distingue deux groupes de base de méthodes de teinture : périodique et continue, qui incluent également les méthodes semi-continues.

Les méthodes périodiques consistent à immerger un matériau textile dans une solution aqueuse d’un colorant pendant une période de temps déterminée. Des auxiliaires chimiques sont également ajoutés au bain, ce qui permet aux molécules de colorant de migrer à l’intérieur des fibres. Une fois ce processus terminé, le bain est vidangé dans les eaux usées et le produit textile est lavé pour éliminer les produits chimiques.

L’élément principal qui distingue les méthodes continues et périodiques est l’application d’un colorant par foulardage. De plus, dans les méthodes continues, les processus de teinture ultérieurs se déroulent en continu les uns après les autres, tandis que dans les méthodes semi-continues, après le foulardage, le processus est interrompu et d’autres étapes sont réalisées en tant qu’opérations indépendantes.

Un exemple de produit pouvant servir de support dans l’industrie textile est Rokelan OPD . Le produit peut être utilisé comme support dans le processus de teinture des fibres hydrophobes et polyester, pures ou mélangées. Il garantit l’obtention de couleurs vives quelle que soit leur teinte et leur intensité. Les colorations utilisant Rokelan OPD présentent une bonne résistance à la lumière. De plus, l’utilisation de ce produit garantit une haute performance du colorant.

Auxiliaires chimiques utilisés pour la teinture

Selon le type de fibres, différents additifs sont utilisés pour améliorer le processus de teinture. Dans le cas des fibres de cellulose, où les bains se déroulent dans un environnement alcalin, il est essentiel de maintenir le pH approprié du bain. Le plus couramment utilisé à cet effet est la lessive de soude , c’est-à-dire une solution aqueuse d’ hydroxyde de sodium ( soude caustique ).

Les autres additifs utilisés dans le processus de teinture des fibres de cellulose sont des agents oxydants (le plus souvent, le peroxyde d’hydrogène est utilisé ici) et des détergents qui assurent un déroulement efficace de l’opération de lavage après la teinture. La série Roksol ( PSWN, ICESOLDE PAN/35L et AZR ) est un groupe d’agents de lavage et de nettoyage efficaces. Ces produits peuvent être utilisés comme agents de lavage industriel des produits textiles. Ils se dissolvent très bien dans l’eau et améliorent l’efficacité de la teinture grâce à leurs propriétés pénétrantes. Les produits Roksol permettent d’éliminer un certain nombre de substances, telles que les graisses naturelles, les lubrifiants, les cires synthétiques et les encollages. Grâce à leurs propriétés peu moussantes, ils peuvent être utilisés dans de nombreux processus technologiques sur différents types d’appareils sans perturber leur travail.

Dans le cas des fibres de laine, où le processus de teinture se déroule dans un environnement acide, on utilise de l’acide sulfurique ou de l’acide acétique pour assurer un pH approprié au bain. De plus, des agents réducteurs (par exemple, le thiosulfate de sodium) et des agents d’égalisation sont également ajoutés à la solution, qui sont utilisés pour obtenir des colorants uniformes.

Lors de la teinture des fibres synthétiques, un certain nombre d’additifs sont également utilisés. Les fibres PES (polyester) nécessitent l’utilisation d’épaississants (par exemple des polyacrylates) pour limiter la migration du colorant pendant le séchage. Les fibres PA (polyamide) nécessitent un contrôle strict du pH et à cet effet, de l’acide sulfurique ou acétique est utilisé. De plus, un certain nombre d’agents d’égalisation et de dispersion sont également utilisés. Le groupe PCC propose un certain nombre de produits spécialisés qui peuvent remplir cette fonction. Le dispersant NNOC E est un produit utilisé dans les processus de teinture comme agent dispersant et égalisateur. Il maintient les colorants peu solubles dans une dispersion homogène dans les bains de coloration.

Impression textile

Le processus d’impression textile implique une teinture locale pour obtenir un motif prédéterminé. Tous les types de fibres nécessitent une préparation adéquate avant l’impression. Une pâte préalablement préparée, qui contient des colorants ou des pigments, est appliquée sur le substrat textile. Ensuite, les fibres déjà préparées sont soumises à un processus d’impression, qui peut être réalisé par diverses méthodes (par exemple, impression à plat, en rotation et par pulvérisation). Une fois le processus terminé, la fixation a lieu, autrement appelée séchage. L’étape finale est le lavage, grâce auquel les particules de colorant non fixées et divers produits chimiques utilisés pour préparer la pâte d’impression (tels que les dispersants ou les émulsifiants) sont éliminés des fibres. Les nonylphénols éthoxylés, c’est-à-dire les produits ROKAfenol , fonctionnent parfaitement dans cette application. Leurs propriétés détergentes, émulsifiantes et nettoyantes les rendent efficaces pour soutenir les processus de lavage. Les produits ROKAfenol peuvent être utilisés pour nettoyer différentes fibres, à la fois la laine et le coton, ainsi que les fibres chimiques, les poils et le cuir. Leur résistance aux hautes températures et à la forte concentration d’électrolytes garantit une utilisation dans des conditions difficiles dans l’industrie textile, par exemple dans le processus de lavage de la laine et d’ébullition du coton.

Finition textile

Le dernier processus auquel sont soumises les fibres est le traitement chimique. Son objectif est de conférer aux produits certaines propriétés utiles, par exemple l’imperméabilité ou la limitation de la tendance au froissement. Pour éviter le froissement des matériaux, des agents de réticulation et des additifs adoucissants appropriés sont utilisés.

Dans les processus de finition textile, des préparations telles que Roksol AT2 et Roksol AZR peuvent être utilisées. Ces produits permettent aux produits textiles d’obtenir un toucher doux et agréable. Ils ont des propriétés adoucissantes et antistatiques, grâce auxquelles ils empêchent l’électrification des fibres et facilitent leur traitement ultérieur. Roksol AZR a également des propriétés émulsifiantes, grâce auxquelles il favorise le processus de lavage et de nettoyage des taches. Le produit se caractérise également par une bonne capacité à pénétrer le colorant dans le bain.

Les finitions hydrophobes (imperméables) sont obtenues en ajoutant des polymères appropriés à la surface des fibres, qui forment un film imperméable. De plus, des agents à base de silicone et de fluorocarbone sont également utilisés pour les améliorer.

Le marché du textile dans le monde

La valeur estimée du marché mondial du textile est d’environ 830 milliards USD (données du rapport Grand View Research 2015) et ce chiffre devrait augmenter dans les années à venir. La sensibilisation croissante des employeurs et des employés à la fourniture d’équipements de protection individuelle et à la garantie de la sécurité au travail est l’un des moteurs importants de ce secteur. De plus, l’utilisation de fibres de plus en plus modernes, telles que le kevlar, donne la possibilité de développer des produits innovants qui créent de nouvelles applications sur le marché de l’habillement. Un autre aspect important du secteur textile est la baisse continue des prix du coton observée sur certains marchés (notamment en Inde), principalement en raison de la surproduction et des niveaux de stocks élevés dans les entrepôts.