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RÉSUMÉ
Les nanotechnologies ont permis de générer toute sorte de nanomatériaux aux propriétés singulières, qu’il est opportun de marier aux fonctionnalités intrinsèques des textiles. Ainsi, nanoparticules d’argent aux effets antibactériens, membranes à base de nanofibres et revêtements nanostructurés imitant la feuille de lotus, se retrouvent déjà dans des produits textiles de grande consommation. Pour réaliser ces nanotextiles, les entreprises du secteur ont deux choix : incorporer des nanomatériaux préfabriqués avec les outils traditionnels ou faire évoluer cet outil industriel vers la production de nanocomposés (nanocouches, nanofibres principalement) directement intégrés aux textiles. Quelle que soit la stratégie adoptée, elle doit s’accompagner des précautions nécessaires à la manipulation de ces nouveaux produits, en particulier aujourd’hui dans un cadre règlementaire toujours en cours de définition.
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Yannick BRETON : Docteur de l’université d’Orléans en physico-chimie des matériaux - Ingénieur recherche et développement, METIS
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Bruno MOUGIN : Docteur de l’université Claude Bernard (Lyon I) en matériaux polymères et composites - Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie de Clermont-Ferrand (ENSCCF) - Ingénieur recherche et développement, METIS
INTRODUCTION
Les nanotechnologies ont permis de générer toutes sortes de nanomatériaux aux propriétés singulières, qu’il est opportun de marier aux fonctionnalités intrinsèques des textiles. Ainsi nanoparticules d’argent aux effets antibactériens, membranes à base de nanofibres et revêtements nanostructurés imitant la feuille de lotus se retrouvent déjà dans des produits textiles de grande consommation. Pour réaliser ces nanotextiles, les entreprises du secteur ont deux choix : incorporer des nanomatériaux préfabriqués avec les outils traditionnels ou faire évoluer cet outil industriel vers la production de nanocomposés (nanocouches, nanofibres principalement) directement intégrés aux textiles. Quelle que soit la stratégie adoptée, elle doit s’accompagner des précautions nécessaires à la manipulation de ces nouveaux produits, en particulier aujourd’hui dans un cadre règlementaire toujours en cours de définition.
Nanotechnology-based materials have singular properties that will bring textile products new opportunities. Nano-silver based antibacterial agents, nanofibres-based membranes, lotus leaf like coatings may already be found in mass market textiles. To produce these nanotextiles, companies have two choices : either incorporating manufactured nanomaterials using traditional equipments or integrating the production of nanomaterials on-site. Whatever the strategy, it will have to be compliant with the dedicated and future safety rules that occur when handling nanomaterials.
nanotechnologie, nanotextile, textile, nanomatériau, nanofibre, ennoblissement.
nanotechnology, nanotextile, textile, nanomaterial, nanofibre, finishing.
Jusqu’à aujourd’hui cantonnées à des domaines très pointus, les applications des nanotechnologies s’étendent depuis le début du XXIe siècle à des secteurs de la vie courante. Si quelques secteurs grand public comme la cosmétique ont été précurseurs en la matière, la rencontre de ces nouvelles technologies avec la population la plus large devait obligatoirement passer par un mariage réussi avec le secteur textile. Suivant une évolution des tricots et tissus vers des produits toujours plus techniques et fonctionnels, sur le marché apparaissent toutes sortes de textiles aux propriétés nouvelles, basées sur les utilisations de l’effet « nano ». Cependant la communication et la publicité qui accompagnent l’émergence des nanotechnologies et plus particulièrement des nanomatériaux dans des applications grand public doivent faire l'objet d'une attention particulière au regard des problématiques d'acceptation sociétale.
Le véritable intérêt des nanotechnologies vient de la capacité récente à structurer la matière à l’échelle nanométrique et de la découverte des propriétés insolites des matériaux ainsi conçus. Les applications de ces nanomatériaux confèrent des avantages à tous les stades de la chaîne textile, depuis la fabrication des fibres et des fils jusqu’à la confection et même l’usage quotidien du produit fini : résistance mécanique des fibres, durabilité des couleurs et textile électronique...
Chaque corps de métier de la filière textile est ainsi susceptible d'y trouver son intérêt.
Cet article se propose de faire un état de l’art des nanotextiles, issus de l’union de l’effet « nano » et du secteur textile, et d’en décrypter les avantages, les enjeux cachés et les problèmes classiques associés à la mise en œuvre de ces nouveaux matériaux.
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- Version courante de nov. 2020 par Yannick BRETON, Bruno MOUGIN
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Applications des nanotextiles2. Les technologies
2.1 Production de fibres et filaments
La nanostructuration d'un filament ou d'une fibre obtenue par coupage de ce filament peut se faire selon trois voies :
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la structuration à l'échelle nanométrique de la morphologie du filament (résultant de l'ingénierie des polymères). On obtient là aussi un filament nanocomposite ou nanohybride ;
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l'adjonction ou l'incorporation de nanomatériaux au filament. On obtient là aussi un filament nanocomposite ou nanohybride ;
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la production d'un filament dont le diamètre est de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres. On obtient un nanofilament (industriellement la production des filaments et du fil non texturé sont vus comme une seule et même étape).
2.1.1 Cas des fibres artificielles
La matière naturelle la plus utilisée pour les fibres artificielles est la cellulose principalement extraite du bois et régénérée pour être filable. D'autres fibres de ce type sont produites à partir de protéines de lait, de soja ou encore à partir d'alginates. Dans ce qui suit, nous nous concentrerons sur les fibres obtenues à partir de la cellulose, mais les procédés décrits s’adaptent en théorie à toutes les natures de fibres précitées.
Quelques rappels sur les procédés de régénération de la cellulose.
Le premier procédé mis au point pour la régénération de la cellulose est le procédé viscose qui donna son nom à la fibre textile éponyme. Il consiste en la solubilisation de la cellulose contenue dans les déchets du bois à l'aide d'une succession de traitements à la soude et au disulfure de carbone pour finir par son filage dans un bain de coagulation contenant de l'acide sulfurique.
Il existe d'autres procédés réputés moins polluants basés sur l'utilisation de solvants tels que le NMMO (N-méthylmorpholine-N-oxide, procédé Lyocell de la société Lenzing) ou une solution cuproammoniacale (basique) appelée liqueur de Schweitzer (hydroxyde de cuivre ammoniacal) pour solubiliser la cellulose des linters de coton (fibres composant le duvet des graines de coton) utilisé pour la fabrication de fibres Cupro® (Société...
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BIBLIOGRAPHIE
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(3) - BÜTTNER (R.), MARKWITZ (H.), KNOBELSDORF (C.) - ALCERU®silver – A new ALCERU® fibre with versatile application potential - Lenzinger Berichte, 85, 131-136 (2006).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Nanostructure Fiber Developed for Advanced Firefighting Suits
http://www.teijin.co.jp/english
3B the fiberglass company est à la pointe des composites renforcés fibre de verre grâce à un partenariat avec Nanocyl pour le développement d’une nouvelle génération de fibres à base de CNT (nanotubes de carbone).
HAUT DE PAGE
Nanotech Conference and expo 2009, SOM C. – Safe nanotextiles from a life cycle perspective
http://www.nsti.org/Nanotech2009
HAUT DE PAGE
ISO Nanotechnologies-Health and safety practices in occupational settings relevant to nanotechnologies ISO/TR 12885:2008.
HAUT DE PAGE
Method of preparing aramid polymers incorporating carbon nanotubes US2008287598.
Production of dyed textile...
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