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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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Les technologies1. Contexte
1.1 Historique de l’innovation dans le domaine textile
Les historiens associent l’apparition des premiers procédés textiles à la période néolithique (de 10 000 à 4 000 ans avant notre ère). L’histoire du textile commence donc bien avant l’Histoire... À cette époque de sédentarisation, l’Homme domestique quelques espèces animales et utilise ces ressources fibreuses pour fabriquer des fils et confectionner des vêtements. Le procédé utilisé correspond au tissage : entrecroisement de fils de chaîne et fils de trame. Bien après, les premiers métiers à tisser voient le jour, vers 4 000 ans avant J.-C. Puis au cours des siècles on améliore, sans profonde modification des techniques, à la fois les procédés de tissage et d’ennoblissement. Ainsi la teinture et l’impression se modernisent et la sérigraphie remplace l’ancienne technique asiatique dite du pochoir (XVIIe et XIXe siècles, prémices et essais de la sérigraphie au Japon).
La première révolution textile peut être qualifiée de mécanique. Elle correspond au XIXe siècle et à la révolution industrielle initiée en Europe de l’ouest. À l’époque le lyonnais Joseph-Marie Jacquard met au point le premier métier à tisser automatisé permettant un contrôle de chaque fil de chaîne de manière isolé. Il devient possible avec une main d’œuvre réduite de réaliser un motif complexe par un procédé programmé.
La seconde révolution textile est chimique. Elle est aussi plus récente puisqu’elle est consécutive aux progrès réalisés dans la transformation des ressources pétrolifères en produits manufacturés dits polymères synthétiques. Ainsi le milieu du XXe siècle verra l’explosion de l'apparition de nouvelles fibres polymères et des additifs et apprêts associés (figure 1). On recense aujourd’hui plusieurs centaines de natures de fibres synthétiques contre quelques dizaines seulement de natures de fibres naturelles.
L’apparition antérieure des fibres artificielles et de l’acétate de cellulose en particulier a contraint les scientifiques à concevoir de nouveaux types de colorants. Ils se présentent sous forme de poudres très finement divisées, en suspension dans l'eau, dont les dimensions...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - MEISTER (F.), GERSCHING (D.), MELLE (J.) - ALCERU-thermosorb – a innovative, active thermoregulating cellulose fiber - Chemical Fibers International, 6, 355-356 (2005).
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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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(4) - WENDLER (F.), MEISTER (F.), MONTIGNY (R.), WAGENER (M.) - A New Antimicrobial ALCERU® Fibre with Silver Nanoparticles - FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe, 15 (5-6), 64-65 (2007).
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(5) - VIGOLO (B.), PENICAUD (A.), COULON (C.), SAUDER (C.), PAILLER (R.), JOURNET (C.), BERNIER (P.), POULIN (P.) - Macroscopic Fibers and Ribbons of Oriented Carbon Nanotubes, Science - 290, 5495, 1331-1334 (2000).
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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.
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Method of preparing aramid polymers incorporating carbon nanotubes US2008287598.
Production of dyed textile...
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