WO1999019556A1 - Procede de traitement mecanique/biochimique de fibres textiles d'origine animale, ainsi que les fibres et articles ainsi obtenus - Google Patents

Procede de traitement mecanique/biochimique de fibres textiles d'origine animale, ainsi que les fibres et articles ainsi obtenus Download PDF

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WO1999019556A1
WO1999019556A1 PCT/FR1998/002156 FR9802156W WO9919556A1 WO 1999019556 A1 WO1999019556 A1 WO 1999019556A1 FR 9802156 W FR9802156 W FR 9802156W WO 9919556 A1 WO9919556 A1 WO 9919556A1
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scales
wool
treatment
bath
fibers
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PCT/FR1998/002156
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Bernard Leman
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Societe Commerciale Prouvost & Lefebvre
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    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/45—Shrinking resistance, anti-felting properties

Definitions

  • the present invention relates to the technical sector of spinning and the manufacture of textile products from natural fibers of animal origin, and more particularly, but not limited to, the technical sector of the preparation and spinning of wool , and the manufacture of woolen textile products and articles.
  • wool consists of a protein fiber, mainly eratin (amino acids).
  • wool fiber is mainly composed of the cortex, which is covered by scales.
  • the scales or cuticles are essentially composed of three layers, the epicuticle, the exocuticle and the endocuticle (from the outside of the fiber to the cortex).
  • the cuticle is fixed to the cortex by a keratin cement.
  • Times of the order of tens of minutes are sometimes mentioned, but these times are not applicable (or not with good results) and have never been used in industry.
  • an oxidizing treatment often precedes the enzymatic treatment, which does not represent a satisfactory formula.
  • the common objective of these techniques is mainly to fight against the felting of the fiber, which occurs by hooking the fibers together by their protruding scales. Logically, we therefore sought to eliminate the main factor of the felting, that is to say the scales, and / or to mask the residual roughness by a surface treatment with a resin.
  • Patent application WO 89/03909 describes a process comprising a light chlorination and a treatment with Bacillus subtillis, at pH 5 and at 40 ° C, for about 60 minutes.
  • a general problem of the prior art in addition to the serious implications of certain processes on the environment, in particular those using chlorine, is that the fibers are too little or too little free of scales and that the processes are very long. If the fiber is too little smoothed, a significant furrability remains, and it is necessary to try to remedy it for example by an additional step, therefore problematic and expensive, which consists in applying resin on the fiber so as to cover the scales. If the fiber is treated too powerfully, the cortex is attacked. On the other hand, the prior art does not allow satisfactory removal of the scales, except taking the risk of an overly powerful treatment which will damage the cortex.
  • the problem which the invention has tackled is therefore the improvement of the treatments of such fibers, in particular wool, in order to improve the properties, mainly the softness and the resistance to felting.
  • the invention provides a method comprising a general concept, a biochemical aspect and a mechanical aspect, which is based on a radically new approach to treatment, and leads to a fiber of a new type. Also surprisingly, the product new obtained has properties such that the entire chain of preparation of natural material and its spinning is improved and facilitated on an industrial level, which represents another decisive advantage.
  • FIG. 1 shows in longitudinal section a wool fiber, and shows the cuticle, cortex and bonding cement.
  • FIG. 8 shows a cross section of wool fiber, showing the external cuticles, the central cortex and the bonding cement.
  • - Figure 2 which consists of Figures 2a, 2b, 2c and 2d, schematically shows a preferred embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 3 shows a comparison between a section of wool fiber treated according to the invention ( Figure 3 b) and a section of identical fiber, treated identically except that its treatment does not include a step of opening scales (Figure 3 a), at 2000 magnification.
  • FIG. 4 shows a comparison between a section of wool fiber with open scales by the method according to the invention ( Figure 4b) and the same fiber with the closed scales ( Figure 4a).
  • FIG. 5 shows a view of a section of a new wool fiber according to the invention, at 3500 magnification, showing the trace left by the imprints of the scales which have been detached.
  • FIG. 6 shows the beginning of alteration of a section of the wool fiber, with attack of the cortex.
  • FIG. 7 shows the end of the alteration of a section of the wool fiber, with bursting of the fiber.
  • - Figure 9 shows a section of wool fiber undergoing flaking according to the invention (during flaking).
  • FIG. 10 shows a section of wool fiber undergoing flaking according to the invention (at the end of flaking, the scales have not yet fallen).
  • FIG. 11 shows the scales which, in the method according to the invention, detach themselves and fall into the treatment bath, before the "mechanical" step.
  • FIG. 1 appended it can be seen that the flake (formed by the exocuticle 3 - the epicuticle is not shown - and the endocuticle 4) is linked to the cortex 1 by a bond of keratinous cement 2.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a fiber on which we find the external arrangement of the scales (3,4), the central core formed by the cortex 1, and the binding zone or keratin cement 2.
  • the bonding area is much less regular than shown in Figure 1.
  • the invention relates generally to a process of flaking of fibers of animal origin, of protein type, which comprises at least one step in which one significantly weakens or destroys the layer of "support” keratin cement. forming the connection between the flaking (cuticle) and the cortex.
  • said step of weakening or destroying the keratinous "support" of the flake comprises a step during which an "opening" movement of the scales is carried out.
  • an "opening" movement of the scales By “one operates a movement of" opening “of the scales”, one indicates the fact that one seeks to cause a fault or a beginning of fault between the flake and its "keratinous" support.
  • the invention therefore also relates to a general method for treating the fibers considered, characterized in that it comprises a step in which the opening, as defined above, is caused, that is to say total or partial, part of the scales. It has been discovered that this stage plays a preponderant role in the process of embrittlement of the support of the flaking. The methods which incorporate such a step will therefore be clearly preferred.
  • the invention relates generally to a method of enzymatic treatment of the fiber which consists in selectively attacking, by enzymatic route, the layer of keratinous cement serving as connection between the flaking and the cortex.
  • the invention relates generally to a method which consists in combining an opening movement of the scales with a selective enzymatic treatment.
  • the invention relates generally to the combination of the above methods with at least one mechanical treatment making it possible to detach those from the scales whose support has been weakened or destroyed by said methods.
  • the invention relates to the new product which has been obtained by these processes, and which is characterized by a particular elimination of a certain number of flakes, leaving a surface state markedly different from that obtained in the prior art, in particular because it comprises scales which have not been eliminated or only partially eliminated, the imprint of the scales removed and, moreover, because the cortex has not been damaged.
  • the invention finally relates to the methods of treatment, preparation and spinning of natural fibers, in particular wool fibers, as well as of treatment and preparation of textile articles such as combed wool ribbons and the like, incorporating at least one step of the methods described above, as well as textile articles, or knitted items, or otherwise produced by textile or other means, from fibers obtained by these processes.
  • the invention results from a radically original approach.
  • the term “keratin cement” or “support” will denote the assembly formed by the cement itself and the part of the cuticle which is liable to be attacked.
  • significantly weakening here is meant the fact of weakening the support to the point that a subsequent mechanical treatment is sufficient to detach the scales from the cortex.
  • a short enzymatic treatment of wool fibers (or other animal fibers) is carried out under conditions such that the enzyme will preferentially and selectively attack the "support” or "keratinous cement” layer.
  • the invention therefore relates to a process for flaking animal fibers of the protein type, comprising a cortex and scales, characterized in that it comprises at least one step according to which the keratinous cement layer forming significantly is weakened or destroyed. connection between a sufficient part of the scales (cuticles) and the cortex.
  • a sufficient part of the scales designates the statistical proportion of scales from which the advantages of the invention are observed. Completely surprisingly, it is sufficient that an extremely small percentage of flakes be weakened and detached according to the method of the invention. The minimum threshold seems to be around 2 to 5% of statistically treated scales. Values below about 2 - 5% do not give any significant advantage. Values above about 7-10% are very difficult to obtain.
  • this percentage which is a "statistical" representation of the effect of the treatment according to the invention, consists in placing in parallel between 200 and 300 fibers of approximately 60 mm in length, and placing under the microscope a " section "of length about 6 mm from the beam thus formed. On each section, the effect of the treatment is observed. The scales are either detached, and then their "imprint” remains, or are not detached, and then remain either intact, very slightly attacked on the surface, or else are broken. We can then easily establish the percentage of "attacked” fibers, the percentage of "loose” fibers and the percentage of fibers not affected (except a slight attack on the surface).
  • the fibers are taken individually from inside and outside the tuft of a batch of wool.
  • the fibers are fixed parallel to each other on a cardboard window. They are straightened but not stretched.
  • the preparation is positioned on a sample holder / it is immersed in an inert atmosphere of argon and then is metallized by sputtering of gold (Ion Sput ter 1100).
  • Each fiber is observed on a single field. At least 100 fibers are observed per batch of wool. Observations are repeated on n independent lots
  • the method according to the invention defined above is characterized in that the step according to which the keratinous cement layer is weakened or destroyed comprises a movement of opening a sufficient part of the scales.
  • the invention relates to a method characterized in that said step comprises the combination of an opening movement of a sufficient part of the scales with a selective enzymatic treatment.
  • the conditions of preferential attack of the keratinous cement are obtained when one combines an opening movement of the flake with the enzymatic treatment, and when also combined with a high ionic strength of the enzymatic treatment bath.
  • a surfactant consisting of a synergistic mixture of ethoxylates and special products is known under the brand name VALSOL ((TM), ICI).
  • VALSOL ((TM), ICI).
  • Other surfactants or mixtures of surfactants are within the reach of those skilled in the art on reading the description and examples given here.
  • the opening of the scales allows the penetration of the enzyme mainly at the level of the keratin cement layer ( Figure 2c).
  • an additive is added capable of increasing the ionic strength of the bath.
  • Such an additive will for example be a suitable buffer, such as a phosphate buffer, or a mixture of such buffers, or sodium hydroxide added until the desired pH is obtained.
  • a suitable buffer such as a phosphate buffer, or a mixture of such buffers, or sodium hydroxide added until the desired pH is obtained.
  • the bath will be very short and very little agitated.
  • the wool will be agitated only slightly or not in the bath to avoid felting. Good efficiency is thus obtained even if the percentage of flakes removed remains surprisingly low, of the order of 3 to 10%.
  • FIG. 2a represents a cross section of a wool fiber, before the treatment according to the invention.
  • Figure 2b shows the fiber when the scale initiates the opening movement.
  • a rupture occurs substantially at the interface between the endocuticle 4 and the keratin cement 2.
  • “Substantially” means in this context that it is very likely that the break does not happen exactly at the interface.
  • FIG. 4b clearly indicates the opening movement of the scales, compared with FIG. 4a.
  • FIG. 2c shows, in hatched lines, a probable zone of enzymatic attack. It is almost certain that the keratin cement 2 esc attacked quite preferentially, according to the "wavy" arrows shown purely by way of illustration in the figure. However, it seems that The endocuticle is only very little, or not at all, attacked. As will be seen below, this attack takes place either after the opening, or simultaneously with the opening. . Figure 2 shows for simplicity the simultaneous attack with the opening, without limitation.
  • FIG. 2d represents the section considered of the fiber substantially when the attack is finished.
  • the keratin cement 2 and possibly a small part of the flaking were destroyed.
  • the scale is therefore no longer attached to the cortex except by its base.
  • the shape of the latter and its location are probably responsible for the existence of a characteristic "imprint" 7 after the flaking has disappeared, as will be seen below and as shown in FIG. 5.
  • the invention therefore generally relates to a process for flaking animal fibers, characterized in that a statistically sufficient part of the scales is opened, before or simultaneously with an enzymatic treatment, in that the ionic strength is increased. of the bath before or during the enzymatic treatment, and in that the enzyme is allowed to act for a time sufficient to weaken or destroy the keratinous cement forming the "support" of the scales actually weakened, but insufficient to damage the cortex. It is believed that the selectivity of the process is due to the fact that the enzymatic treatment is carried out under a strong ionic force, equivalent to a phosphate buffer solution of molarity 0.05 to 0.2 M.
  • one of the originalities of the invention is to penetrate the enzyme at the place selected for attack, thanks to the opening of the scales, at a time when the enzymatic activity is high because the ionic strength is chosen at a high value , and paradoxically without damaging the cortex.
  • the enzyme will act effectively at the places where it has statistically penetrated, that is to say on the keratinous cement.
  • the appraisal of the processing time by a person skilled in the art can be carried out using simple routine tests on samples, and using the general knowledge of a person skilled in the art.
  • the contact time with the enzymatic bath is of the order of a few minutes, in particular two to six minutes.
  • the method of the invention can be implemented according to all the variants accessible to those skilled in the art, and in particular in a single bath for opening and enzymatic treatment, or in two successive baths for opening the scales and then treating enzymatic, or in two identical successive baths (each comprising the step of opening and enzymatic treatment, with a dosage of approximately 1/2 of the enzyme in each bath), or in two successive repeated baths (opening then enzyme then opening then enzyme, with appropriate dosages and times).
  • the decisive criterion will be to increase the probability that the scales are well accessible to treatment, for a maximum opening and detachment yield.
  • the suitable enzymes according to the invention are known proteases, and mixtures thereof. Mention will in particular be made of a strongly alkaline protease known under the brand name MAXACAL (TM) from the company GENENCOR and a biocatalyst based on selected enzymes known by the brand name BACTOSOL (TM) from the company SANDOZ. Such enzymes and their mixtures can be selected by a person skilled in the art on the basis of present description and some routine tests, in particular by checking the criterion of fast and selective attack of the "support". It is in particular possible to carry out counts with the electron microscope of the percentages of attacked fibers, of fibers with raised scales, of "exploded" fibers, etc., as described above or by other methods.
  • the concentration of enzyme (s) will be chosen according to the invention between 0.1 and 0.4%, preferably between 0.1 and 0.2%, by weight relative to the bath, that is to say approximately 5 to 10 times less than the manufacturers' recommendations.
  • the most important factor according to the invention is the percentage of open flakes. This factor is more important than the time of enzymatic treatment or the enzymatic activity.
  • optimal opening of the scales by a surfactant makes it possible to envisage a minimum enzymatic treatment time of the order of two minutes for different enzymes and different conditions, and a higher percentage of "open" scales, therefore a higher percentage of flakes removed.
  • the process can be carried out by adding a separate step (or bypass), that is to say, for example, carrying out the treatment on washed wool, or deriving the wool during washing.
  • the treatment can also be done following the washing operation of the raw wool. In this case, it is implemented following the last rinsing bath, in the same raw wool washing installation, by adding additional treatment tanks.
  • the advantage of the invention is that it can be applied to raw fibers already washed in an aqueous medium, or in a solvent medium (degreasing), or also to ribbons of combed fibers, for example on the trowel, or to any other semi-finished, woven or knitted product.
  • the conventional method and equipment can be adapted in order to optimize the benefits obtained.
  • the new product has a spinnability, or aptitude for undergoing spinning, much greater than the spinnability of previously known products. We can thus clearly improve the steps leading to spinning, and the spinning itself. In particular, the operations are much faster than in the prior art. This is indeed the mark of a new product, original in itself by its structure, and more precisely by its surface condition presenting the imprints of the scales removed, and residual scales.
  • the spinability of the new product according to the invention is close to that of cotton, which is the perfect model in this area (spinning at very high speed and nevertheless retaining "cohesion"), while wool untreated is, on the contrary, the opposite model (slow spinning, very strong cohesion due to scales).
  • the wool according to the invention therefore becomes a product very close to cotton and superior to synthetic fibers, in particular polyester (very quick spinning because the surface is very smooth, but lack of cohesion), and also very much superior to the products obtained by "filing" of the scales, in particular by filing with chlorine such as Supersoft ⁇ TMI.
  • this new product is more easily dyed than similar products of the prior art, in particular untreated wool. It is therefore possible to use less dye to obtain the same pitch. Furthermore, the treatment method according to the invention makes it possible to obtain a significant whiteness gain compared to the wool which has not undergone this treatment. Finally, as shown in the examples which follow, the process according to the invention gives textile fibers of animal origin, such as wool, good resistance to felting.
  • the invention provides a product which is comfortable to wear, having, if desired, bright colors due to the dye affinity, and this by implementing an ecological process.
  • the invention also relates to the fibers obtained by implementing the method according to the invention, as well as textile articles such as ribbons, threads, spun articles, knitted articles, and the like, made from said fibers whether they are considered as being obtained by the process according to the invention or as a new raw material per se.
  • EXAMPLE 1 A 21.5 micrometer wool is used, taken up at about 60% humidity after the last rinsing tank and dried to about 1% humidity under conditions of the order of 1 / 4h at 105 °. vs.
  • the temperature of the bath is 60 ° C.
  • This solution also contains a surfactant consisting of a synergistic mixture of ethoxylates and special products which is known under the name of VALSOL LTA-N (TM>, the concentration of which is 1 g / 1.
  • VALSOL LTA-N VALSOL LTA-N
  • the enzymatic reaction is triggered by adding the mixture of enzymes, so that the respective final concentrations of MAXACAL 600,000 L (TM) and BACTOSOL WO (TM) are 2 g / 1 and 1 g / 1.
  • Mild mechanical treatment may or may not be carried out, which mechanical treatment consists of slight agitation of the treatment bath or of the wool in the treatment bath.
  • the enzymatic reaction is stopped at the end of 2 min 30 s by acidification of the treatment water or rise in temperature by new passage in the dryer.
  • Washed Australian wool of 21.5 micrometers is used, which is subjected to the treatment described below.
  • 500 g of wool are immersed for 5 minutes in 50 liters of water at 60 ° C containing VALSOL LTA-N, at a rate of 2% of the weight of wool.
  • the bath pH is brought to 9.0 by adding a sodium hydroxide solution at 36 ° Balm. The amount thus added depends on the pH of the wool being washed.
  • the wool is wrung by passage between the rollers of a press.
  • the wool thus wrung is then continuously passed through a bath of 50 liters of water at 60 ° C. containing the enzymes added continuously and the dosage by weight, relative to the weight of wool, being as follows: BACTOSOL WO: 13.5 % MAXACAL 600,000 L: 13.5%. After 5 minutes, the wool is spun by passing between the rollers of a press.
  • the wool then crosses, in 15 minutes, an oven whose temperature is maintained at 60 ° C by steam injection.
  • the residence time in this oven is such that the time between the immersion of the wool in the enzyme bath and the end of the stay in the oven does not exceed 20 minutes.
  • the wool at the exit of the oven, crosses for 5 minutes a bath of 50 liters of water at 50 ° C, whose pH is maintained at 2.5 by addition of acetic acid.
  • the wool is wrung by passage between the rollers of a press and then passes through a dryer from which it leaves with a humidity of 1 to 5%.
  • the wool After drying, the wool is carded and then combed. The wool is spun to obtain a thread of number 2/32 which is used to knit on a linear loom using a 12 gauge.
  • Washed Australian wool of 18.5 microns is used, which is subjected to the treatment described below.
  • the wool thus wrung is then continuously passed through a bath of 50 liters of water at 60 ° C. containing the enzymes added continuously and the dosage by weight, relative to the weight of wool, being as follows: BACTOSOL W 0: 13 .5% MAXACAL 600,000 L: 6.75%
  • the wool is spun by passing between the rollers of a press.
  • the wool then crosses, in 15 minutes, an oven whose temperature is maintained at 60 ° C by steam injection.
  • the residence time in this oven is such that the time between the immersion of the wool in the enzyme bath and the end of the stay in the oven does not exceed 20 minutes.
  • the wool at the exit of the oven crosses for 5 minutes a bath of 50 liters of water at 50 ° C, whose pH is maintained at 2.5 by addition of acetic acid.
  • the wool is wrung by passage between the rollers of a press and then passes through a dryer from which it leaves with a humidity of 1 to 5%.
  • the wool After drying, the wool is carded and then combed. The wool is spun to obtain a thread of number 1/60 which is used to knit on a circular loom using a 24 gauge.
  • Washed Australian wool of 17.9 microns is used and subjected to the treatment described below. 500 grams of wool are immersed for 5 minutes in 50 liters of water at 60 ° C containing VALSOL LTA-N at the rate of 2% of the weight of wool. The pH of the bath is brought to 9.0 by adding a sodium hydroxide solution at 36 ° Balm. The amount thus added depends on the pH of the wool being washed.
  • the wool is spun by passing between the rollers of a press.
  • the wool thus wrung is then continuously passed through a bath of 50 liters of water at 60 ° C. containing the enzymes added continuously and the dosage by weight, relative to the weight of wool, being as follows: BACTOSOL WO: 13, 5% MAXACAL 600,000 L: 3.4%.
  • the wool is spun by passing between the rollers of a press.
  • the wool then crosses, in 15 minutes, an oven whose temperature is maintained at 60 ° C by steam injection.
  • the residence time in the oven is such that the time .séparant diving 'wool in the bath of enzymes and the end of the stay in the oven does not exceed 20 minutes.
  • the wool at the exit of the oven, crosses for 5 minutes a bath of 50 liters of water at 50 ° C, whose pH is maintained at 2.5 by addition of acetic acid.
  • the wool is wrung by passage between the rollers of a press and then passes through a dryer from which it leaves with a humidity of 1 to 5%.
  • the wool After drying, the wool is carded and then combed. The wool is spun to obtain a thread of number 1/24 which is used to knit on a circular loom using a 28 gauge.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement et de fabrication de fibres textiles d'origine animale par voie biochimique et mécanique. Selon l'invention, on fragilise l'attache d'au moins une partie des écailles, notamment de la fibre de laine, en particulier par une ouverture des écailles et un traitement protéolytique court. Le procédé est de mise en oeuvre extrêmement simple et rapide. On obtient un nouveau type de fibres, qui se caractérise par un état de surface particulier du cortex après la perte d'une partie des écailles. Ce produit améliore de manière significative toute la chaîne de fabrication.

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT MECANIQUE/BIOCHIMIQUE DE FIBRES TEXTILES D'ORIGINE ANIMALE, AINSI QUE LES FIBRES ET ARTICLES AINSI OBTENUS
La présente invention concerne le secteur technique de la filature et de la fabrication de produits textiles à partir de fibres naturelles d'origine animale, et plus particulièrement, mais à titre non limitatif, le secteur technique de la préparation et de la filature de la laine, et de la fabrication de produits et articles textiles en laine.
On sait que la laine consiste en une fibre protéinique, principalement ératinique (aminoacides ) . On sait également que la fibre de laine se compose principalement du cortex, lequel est recouvert par des écailles. Les écailles ou cuticules sont composées essentiellement de trois couches, 1 ' épicuticule , 1 ' exocuticule et 1 ' endocuticule (de l'extérieur de la fibre vers le cortex) . La cuticule est fixée au cortex par un ciment kératinique.
L'industrie a développé de nombreux efforts depuis des décennies pour améliorer les propriétés des fibres textiles d'origine animale, et notamment de la laine (dans ce qui suit, on utilisera le terme " laine " dans ce sens général et non limitatif, par souci de simplicité). Plus particulièrement, l'industrie s'est attachée à améliorer les propriétés de la laine en ce qui concerne, surtout, la résistance au feutrage. On a également cherché à améliorer les caractéristiques à la teinture, la résistance au boulochage, la blancheur et les caractéristiques analogues .
On a utilisé tout d'abord, à partir de 1930 environ, des enzymes animales ou végétales comme la trypsine ou la papaïne. On a plus récemment utilisé des techniques de chlorage ou de traitement par des produits chimiques de même fonction oxydante comme 1 ' eau oxygénée ou un "wolframate" , ou un bisulfite, qui présentent pour la plupart de lourds inconvénients pour l'environnement. On connaît encore des traitements mécaniques par les ultrasons, ou des traitements de surface par décharge Corona, tous ces procédés sont mis en oeuvre éventuellement en association avec des traitements par des résines ou des polymères visant à lisser la surface de la fibre. Les techniques comportant une étape biochimique se sont par ailleurs développées, dans le sens général d'un "limage" enzymatique des écailles, selon lequel on détruit la cuticule par un traitement enzymatique puissant et long, de 1 ou 2 à 6 h généralement. Des durées de l'ordre de dizaines de minutes sont quelquefois mentionnées, mais ces durées ne sont pas applicables (ou pas avec de bons résultats) et n'ont jamais été mises en oeuvre dans l'industrie. Par ailleurs, un traitement oxydant précède souvent le traitement enzymatique, ce qui ne représente pas une formule satisfaisante. L'objectif commun de ces techniques est principalement de lutter contre le feutrage de la fibre, qui se produit par accrochage des fibres entre elles par leurs écailles protubérantes. Logiquement, on a donc cherché à- éliminer le facteur principal du feutrage, c'est-à-dire les écailles, et/ou à masquer les rugosités résiduelles par un traitement de surface par une résine.
La demande de brevet WO 89/03909 (Schoeller) décrit un procédé comprenant un léger chlorage et un traitement par Bacillus subtillis, à pH 5 et à 40°C, durant environ 60 minutes.
Le produit "Bactosol" (marque de Sandoz) permet d'effectuer un "limage enzymatique" de la laine. Le traitement de chloration est supprimé, mais le limage endommage le cortex. Une telle altération du cortex est représentée sur les figures 6 (début) et 7 (éclatement de la fibre) . La demande de brevet WO 96/19611 (Novo Nordisk) décrit un procédé applicable sur les rubans de laine peignée ou "tops" ou éventuellement sur des fibres individuelles, dites "loose". Selon ce procédé, on effectue un traitement de type Delhey (eau oxygénée ou "wolframate" ) ou au plasma, associé à un traitement protéolytique. Les temps de traitement par l'enzyme sont de l'ordre de 45 à 120 minutes.
Un problème général de l'art antérieur, outre les graves implications de certains procédés sur l'environnement, notamment ceux employant du chlore, est que les fibres sont trop ou trop peu débarrassées des écailles et que les procédés sont très longs. Si la fibre est trop peu lissée, une feutrabilité importante subsiste, et il faut tenter d'y remédier par exemple par une étape supplémentaire, donc problématique et coûteuse, qui consiste à appliquer de la résine sur la fibre de façon à recouvrir les écailles. Si la fibre est traitée trop puissamment, le cortex est attaqué. D'autre part, l'art antérieur ne permet pas une élimination satisfaisante des écailles, sauf à prendre le risque d'un traitement trop puissant qui va endommager le cortex.
Il existe donc un besoin important pour un procédé qui, partant de la constatation que les écailles doivent être éliminées - dans une mesure à déterminer -, conduirait à un produit amélioré tout en présentant moins d'inconvénients que les procédés antérieurs.
Le problème auquel s'est attaquée l'invention est donc l'amélioration des traitements de telles fibres, notamment de la laine, pour en améliorer les propriétés, principalement la douceur et la résistance au feutrage.
L'invention propose un procédé comportant un concept général, un aspect biochimique et un aspect mécanique, qui repose sur une approche radicalement nouvelle du traitement, et conduit à une fibre d'un type nouveau. Également de manière surprenante, le produit nouveau obtenu présente des propriétés telles que toute la chaîne de préparation de la matière naturelle et de sa filature est améliorée et facilitée au plan industriel, ce qui représente un autre avantage décisif. D'autres caractéristiques et avantages de 1 ' invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, et en se référant au dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente en coupe longitudinale une fibre de laine, et montre la cuticule, le cortex et le ciment de liaison.
- la figure 8 représente une coupe transversale de fibre de laine, montrant les cuticules externes, le cortex central et le ciment de liaison. - la figure 2, qui se compose des figures 2a, 2b, 2c et 2d, représente schématiquement un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention.
- la figure 3 représente une comparaison entre un tronçon de fibre de laine traitée selon 1 ' invention (figure 3 b) et un tronçon de fibre identique, traitée identiquement sauf en ce que son traitement ne comporte pas d'étape d'ouverture des écailles (figure 3 a), au grossissement 2000.
- la figure 4 représente une comparaison entre un tronçon de fibre de laine à écailles ouvertes par le procédé selon l'invention (figure 4b) et de la même fibre avec les écailles fermées (figure 4a).
- la figure 5 représente une vue d'un tronçon d'une nouvelle fibre de laine selon l'invention, au grossissement 3500, montrant la trace laissée par les empreintes des écailles qui ont été détachées.
- la figure 6 représente le début d'altération d'un tronçon de la fibre de laine, avec attaque du cortex.
- la figure 7 représente la fin de l'altération d'un tronçon de la fibre de laine, avec éclatement de la fibre. - la figure 9 représente un tronçon de fibre de laine subissant l'écaillage selon l'invention (en cours d' écaillage) .
- la figure 10 représente un tronçon de fibre de laine subissant l'écaillage selon l'invention (en fin d' écaillage, les écailles n'étant pas encore tombées) .
- la figure 11 représente les écailles qui, dans le procédé selon l'invention, se détachent d'elles-mêmes et tombent dans le bain de traitement, avant l'étape "mécanique" .
Sur les figures, les mêmes références ont les mêmes significations, qui sont les suivantes:
1 cortex de la fibre
2 ciment kératinique 3 exocuticule (écaille)
4 endocuticule (écaille)
5 zone d'ouverture des écailles
6 (en hachures) zone d'attaque du ciment kératinique et du joint avec 1 ' endocuticule, les flèches indiquant la progression probable de l'attaque
7 " empreinte " de l'écaillé.
Sur la figure 1 annexée, on voit que l'écaillé (formée de 1 ' exocuticule 3 - 1 ' épicuticule n'est pas représentée - et de 1 ' endocuticule 4) est liée au cortex 1 par une liaison de ciment kératinique 2.
La figure 8 est une vue en coupe transversale d'une fibre sur laquelle on retrouve la disposition extérieure des écailles (3,4), le noyau central formé par le cortex 1, et la zone de liaison ou ciment kératinique 2. On voit sur la figure 8 que la zone de liaison est beaucoup moins régulière que représentée sur la figure 1. Dans la présente demande, lorsque l'on évoquera l'attaque enzymatique sur le ciment kératinique, ou sur le ciment kératinique et la partie de la cuticule fixée au ciment, on se référera à une structure relativement irrégulière du type de la figure 8. Ceci correspond à la zone d'attaque enzymatique que l'on a tenté de représenter en hachures sur la figure 2c. L'homme du métier comprendra, sans qu'on le précise à nouveau dans ce qui suit, que cette représentation de la zone d'attaque est .donnée à titre purement illustratif et non limitatif.
Selon un premier aspect, l'invention concerne de manière générale un procédé d' écaillage de fibres d'origine animale, de type protéinique, qui comprend au moins une étape dans laquelle on fragilise significativement ou on détruit la couche de ciment kératinique "support" formant la liaison entre l'écaillé (cuticule) et le cortex.
Selon un mode préféré de réalisation, ladite étape de fragilisation ou destruction du "support" kératinique de l'écaillé comprend une étape durant laquelle on opère un mouvement d' " ouverture" des écailles. Par "on opère un mouvement d' "ouverture" des écailles", on désigne le fait que l'on cherche à provoquer une faille ou un début de faille entre l'écaillé et son "support" kératinique. L'invention concerne donc également un procédé général de traitement des fibres considérées, caractérisé en ce qu'il comprend une étape dans laquelle on provoque l'ouverture, telle que définie ci-dessus, c'est-à-dire totale ou partielle, d'une partie des écailles. Il a été découvert que cette étape joue un rôle prépondérant dans le processus de fragilisation du support de l'écaillé. On préférera tout à fait nettement donc les procédés qui incorporent une telle étape.
Selon un second aspect, l'invention concerne de manière générale un procédé de traitement enzymatique de la fibre qui consiste à attaquer sélectivement, par voie enzymatique, la couche de ciment kératinique servant de liaison entre l'écaillé et le cortex.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne de manière générale un procédé qui consiste à combiner un mouvement d'ouverture des écailles avec un traitement enzymatique sélectif. Selon un quatrième aspect, l'invention concerne de manière générale la combinaison des procédés ci-dessus avec au moins un traitement mécanique permettant de détacher celles des écailles dont le support a été fragilisé ou détruit par lesdits procédés.
Selon un cinquième aspect, l'invention a pour objet le produit nouveau qui a été obtenu par ces procédés, et qui se caractérise par une élimination particulière d'un certain nombre d'écaillés, laissant un état de surface nettement différent de celui obtenu dans l'art antérieur, notamment car il comporte des écailles non éliminées ou seulement partiellement éliminées, l'empreinte des écailles éliminées et, de plus, car le cortex n'a pas été endommagé. L'invention concerne enfin les procédés de traitement, préparation et filature de fibres naturelles, notamment de fibres de laine, ainsi que de traitement et préparation d'articles textiles tels que rubans de laine peignée et analogues, intégrant au moins une étape des procédés décrits ci dessus, ainsi que les articles textiles, ou tricotés, ou autrement fabriqués par voie textile ou autre, à partir des fibres obtenues par ces procédés .
L'invention résulte d'une approche radicalement originale.
Selon l'aspect le plus général de l'invention, on cherche à fragiliser significativement ou à détruire la couche de ciment kératinique et la partie de cuticule fixée à celle-ci et formant la liaison entre 1 ' écaille (cuticule) et le cortex. On désignera dans la présente demande par "ciment kératinique" ou "support" l'ensemble formé par le ciment lui-même et la partie de la cuticule, susceptible d'être attaqué. Par "fragiliser significativement" , on entend ici le fait de fragiliser le support au point qu'un traitement mécanique ultérieur suffit à décoller les écailles du cortex. Dans ce but, on effectue un traitement enzymatique court de fibres de laine (ou autre fibres animales) dans des conditions telles que l'enzyme va attaquer préférentiellement et sélectivement la couche "support" ou de "ciment kératinique" .
L'invention concerne donc un procédé d' écaillage de fibres animales du type protéinique, comportant un cortex et des écailles, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape selon laquelle on fragilise significativement ou on détruit la couche de ciment kératinique formant la liaison entre une partie suffisante des écailles (cuticules) et le cortex.
"Une partie suffisante des écailles" désigne la proportion statistique d'écaillés à partir de laquelle les avantages de l'invention sont observés. De manière totalement surprenante, il est suffisant qu'un pourcentage extrêmement faible d'écaillés soit fragilisé et détaché selon le procédé de l'invention. Le seuil minimal semble se situer autour de 2 à 5 % d'écaillés statistiquement traitées . Les valeurs inférieures à environ 2 - 5 % ne donnent pas d'avantage significatif. Les valeurs supérieures à environ 7 - 10% sont très difficiles à obtenir.
La détermination de ce pourcentage, qui est une représentation "statistique" de l'effet du traitement selon l'invention, consiste à disposer en parallèle entre 200 et 300 fibres d'environ 60 mm de longueur, et à placer sous le microscope un "tronçon" de longueur environ 6 mm du faisceau ainsi formé. Sur chaque tronçon, on observe l'effet du traitement. Les écailles soit sont détachées, et il subsiste alors leur "empreinte", soit ne sont pas détachées, et restent alors soit intactes, soit très légèrement attaquées en surface, ou bien sont cassées. On peut alors facilement établir le pourcentage de fibres "attaquées", le pourcentage de fibres "détachées" et le pourcentage de fibres non affectées (sauf une légère attaque en surface) .
Méthode d'examen des fibres au microscope électronique: Echantillonnage des fibres:
Les fibres sont prélevées individuellement à l'intérieur et à l'extérieur de la touffe d'un lot de laine. Les fibres sont fixées parallèlement les unes aux autres sur une fenêtre de carton. Elles sont défrisées mais non tendues. La préparation est positionnée sur un porte-échantillon/ elle est immergée dans une atmosphère inerte d'argon puis est métallisée par pulvérisation cathodique d'or { Ion Sput ter 1100) .
Visualisation : La préparation est observée par microscopie électronique à balayage ( JEOL-T330A-Scanning microscope) dans les conditions de réglage suivantes: vide 10~^ Pa, différence de potentiel lOkV, grossissement 2000, incidence du faisceau sur la platine échantillon 45°. Acquisition statistique des données:
Chaque fibre est observée sur un seul champ. Au moins 100 fibres sont observées par lot de laine. Les observations sont renouvelées sur n lots indépendants
(n=6 à 8) de laine ayant subi un unique type de traitement.
Critères d'observations dénombrés:
L'observation de l'aspect de surface de chaque fibre permet de "ranger" ou classifier celle-ci dans une des catégories ci-dessous: - fibre modifiée: cette catégorie regroupe les fibres présentant des images de surface modifiées au regard de celles de fibres non traitées. Ces modifications peuvent être rangées dans les sous- catégories suivantes: * surface altérée
* bords d'écaillés gonflés
* écailles soulevées * écailles cassées
* perte de structure écailleuse fibre non modifiée : fibre dont 1 ' aspect de surface ne permet pas de la classer dans la catégorie précédente et qui peut être considérée comme "normale" par 1 ' homme de 1 ' art .
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé selon l'invention défini plus haut est caractérisé en ce que 1 ' étape selon laquelle on fragilise ou détruit la couche de ciment kératinique comprend un mouvement d'ouverture d'une partie suffisante des écailles.
Selon un autre mode particulier de réalisation, 1 ' invention concerne un procédé caractérisé en ce que ladite étape comprend la combinaison d'un mouvement d'ouverture d'une partie suffisante des écailles avec un traitement enzymatique sélectif.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, représenté sur la figure 2 annexée, les conditions d'attaque préférentielle du ciment kératinique sont obtenues lorsque 1 ' on combine un mouvement d'ouverture de l'écaillé avec le traitement enzymatique, et lorsque l'on combine également avec une force ionique élevée du bain de traitement enzymatique. On va alors chercher, dans un premier temps, à ouvrir les écailles (par l'adjonction notamment d'un tensio-actif dans le bain) avant, ou simultanément avec, le traitement enzymatique. Un tensio-actif approprié constitué d'un mélange synergique d ' éthoxylates et produits spéciaux est connu sous le nom de marque VALSOL ( (TM) , ICI ). D'autres tensio-actifs ou mélanges de tensio-actifs sont à la portée de l'homme du métier à la lecture de la description et des exemples donnés ici. L'ouverture des écailles (figure 2b) permet la pénétration de l'enzyme principalement au niveau de la couche de ciment kératinique (figure 2c). Avant ou au moment du traitement enzymatique, on ajoute un additif capable d'augmenter la force ionique du bain. Un tel additif sera par exemple un tampon approprié, comme un tampon phosphate, ou un mélange de tels tampons, ou de la soude ajoutée jusqu'à obtention du pH souhaité. Ces tampons sont à la portée de l'homme du métier à la lecture de la description et des exemples donnés ici. Il est surprenant de constater que l'on attaque ainsi sélectivement le ciment kératinique formant le "support" des écailles, et surtout que l'attaque est efficace malgré le fait que le traitement est court (de l'ordre de quelques minutés, par exemple 2 minutes) .
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le bain sera très court et très peu agité. De la même manière, on n'agitera que peu ou pas la laine dans le bain pour éviter le feutrage. On obtient ainsi une bonne efficacité même si le pourcentage d'écaillés éliminé reste étonnamment faible, de l'ordre de 3 à 10 %.
La figure 2a représente une coupe transversale d'une fibre de laine, avant le traitement selon 1 ' invention.
La figure 2b représente la fibre lorsque 1 ' écaille amorce le mouvement d'ouverture. Sans vouloir être liée par une quelconque théorie, la demanderesse considère qu'il se produit une rupture sensiblement au niveau de l'interface entre 1 ' endocuticule 4 et le ciment kératinique 2. "Sensiblement" signifie dans ce contexte qu'il est très probable que la rupture ne se produit pas exactement à l'interface. La figure 4b indique par contre clairement le mouvement d'ouverture des écailles, par rapport à la figure 4a.
On a représenté sur la figure 2c, en traits hachurés, une zone probable d'attaque enzymatique. Il est à peu près certain que le ciment kératinique 2 esc attaqué tout à fait préférentiellement , selon les flèches "ondulées" représentées à titre purement illustratif sur la figure. Par contre, il semble que 1 ' endocuticule ne soit que très peu, ou pas du tout, attaquée. Comme on le verra ci-dessous, cette attaque a lieu soit après l'ouverture, soit simultanément avec l'ouverture. .La figure 2 représente par simplicité l'attaque simultanée avec l'ouverture, à titre non limitatif .
La figure 2d représente le tronçon considéré de la fibre sensiblement au moment où l'attaque est terminée. Le ciment kératinique 2 et éventuellement une petite partie de l'écaillé ont été détruits. L'écaillé n'est donc plus rattachée au cortex que par sa base. La forme de celle-ci et son implantation sont probablement responsables de l'existence d'une "empreinte" 7 caractéristique après disparition de l'écaillé, comme on le verra ci-dessous et comme visualisé sur la figure 5.
Les écailles statistiquement "fragilisées" de la figure 2d sont ensuite très facilement détachées ou arrachées lors d'un traitement mécanique ultérieur même faiblement énergique. Cependant, au terme de l'étape d'attaque, les attaches des écailles sont déjà statistiquement fragilisées à un point tel qu'un fort pourcentage des écailles (parmi celles effectivement fragilisées) se détache spontanément sous la simple agitation du bain de traitement. On retrouve alors les écailles au fond du bain, où il est facile de les mettre en évidence (cf. figure 11 annexée).
L'invention concerne donc de manière générale un procédé d' écaillage de fibres animales, caractérisé en ce qu'on ouvre une partie statistiquement suffisante des écailles, avant, ou simultanément avec, un traitement enzymatique, en ce qu'on augmente la force ionique du bain avant ou durant le traitement enzymatique, et en ce qu'on laisse l'enzyme agir durant un temps suffisant pour fragiliser ou détruire le ciment kératinique formant le "support" des écailles effectivement fragilisées, mais insuffisant pour endommager le cortex. On pense que la sélectivité du procédé est due au fait que l'on met en oeuvre le traitement enzymatique sous une force ionique forte, équivalant à une solution tampon phosphate de molarité 0,05 à 0,2 M. Ainsi, l'une des originalités de l'invention est de faire pénétrer l'enzyme à l'endroit sélectionné pour l'attaque, grâce à l'ouverture des écailles, à un moment où l'activité enzymatique est élevée car la force ionique est choisie à une valeur forte, et ce paradoxalement sans endommager le cortex. Ainsi, l'enzyme va agir efficacement aux endroits où elle a pénétré statistiquement, c'est-à-dire sur le ciment kératinique.
Ceci est une explication possible, effectuée a posteriori, et qui ne lie pas la demanderesse. En réalité, il n'était pas évident de penser que l'on pouvait attaquer sélectivement une partie seulement de l'écaillé, puisqu'a priori la même enzyme attaque simultanément toutes les couches de l'écaillé. On n'avait également aucune raison de penser qu'un traitement court, de 10 à 100 fois plus court que dans l'art antérieur, et non accompagné de traitements oxydants, pourrait permettre d'éliminer les écailles, ni surtout que l'on éliminerait suffisamment d'écaillés pour obtenir un résultat favorable, ce qui n'est pas, et de très loin, accessible par l'art antérieur, ou alors avec des endommagements rhédibitoires du cortex (cf. les figures 6 et 7 représentant le début d'altération et respectivement l'éclatement des fibres en cas de traitement inapproprié) ou d'autres problèmes comme ceux nés de la pollution par des agents chimiques. Il n'était par ailleurs absolument pas évident qu'une élimination statistique de l'ordre de 3 à 5 % des écailles suffirait à produire un résultat appréciable en termes de feutrabilité notamment. Cette sélectivité permet de choisir un temps de traitement très court, car on ne s'attaque qu'à une petite partie de l'écaillé, et, statistiquement, qu'à une faible proportion d'écaillés, contrairement aux procédés de limage enzymatique où toutes les écailles sont intégralement attaquées. On choisira le temps de traitement de telle sorte qu'il soit suffisant pour fragiliser au moins " significativement " l'attache ou "support" de l'écaillé, mais insuffisant pour endommager le cortex. L'appréciation du temps de traitement par l'homme du métier pourra être effectuée à l'aide d'essais simples de routine sur des échantillons, et à l'aide des connaissances générales de l'homme du métier. De manière représentative, le temps de contact avec le bain enzymatique est de l'ordre de quelques minutes, notamment de deux à six minutes.
Selon la finesse des fibres, il peut être avantageux d'effectuer, à la sortie du bain de traitement enzymétique, un étuvage en continu à une température de 50 à 60°C, pendant une durée de 5 à 10 minutes .
Après cette étape de fragilisation, on fait agir un moyen ou un procédé mécanique pour détacher ou finir de détacher l'écaillé. Ce procédé est le plus doux possible. On obtient donc une fibre dont suffisamment d'écaillés sont statistiquement détachées, ou "tombent" de façon quasiment "naturelle" après la fragilisation. On obtient donc un produit inconnu à ce jour, dont le cortex présente un état de surface remarquable, qui est d'une part non endommagé et qui d'autre part conserve 1 ' empreinte des écailles éliminées . Cette conservation de l'empreinte est due au fait, comme indiqué ci-dessus, que le très faible pourcentage d'écaillés qui sont fragilisées tombent naturellement ou sont éliminées par un traitement mécanique relativement doux. Il s'agit donc d'une élimination physique dont le résultat est "naturel". Il est surprenant de constater que, malgré leur faible proportion statistique, les empreintes des écailles détachées, qui subsistent "naturellement" à la surface de la nouvelle fibre, favorisent l'aptitude à la filature, du fait sans doute que leur épaisseur (de l'ordre de 0,1 à 0,2 microns, au lieu de 0,8 - 0,9 microns pour les écailles) est parfaitement appropriée pour assurer une bonne "cohésion" des fibres au filage sans nuire à la vitesse de l'opération. Le pourcentage concerné est cependant si faible que la demanderesse ne souhaite pas être liée par une quelconque théorie.
Il est également remarquable, de constater qu'une grande partie des écailles fragilisées se détachent par elles-mêmes dans le bain comportant l'étape de traitement enzymatique, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un traitement mécanique. Ceci peut être constaté par les écailles qui se rassemblent au fond du bain ( fig. 11) . On pourra mettre en oeuvre le procédé de l'invention selon toutes les variantes accessibles à l'homme de métier, et notamment en un seul bain d'ouverture et de traitement enzymatique, ou en deux bains successifs d'ouverture des écailles puis de traitement enzymatique, ou bien en deux bains successifs identiques (chacun comportant l'étape d'ouverture et de traitement enzymatique, avec un dosage environ 1/2 de l'enzyme dans chaque bain), ou encore en deux bains successifs répétés (ouverture puis enzyme puis ouverture puis enzyme, avec des dosages et des temps appropriés) . Le critère déterminant sera d'augmenter la probabilité que les écailles soient bien accessibles au traitement, pour un rendement d'ouverture puis de décollement maximum. Les enzymes appropriées selon l'invention sont des protéases connues, et leurs mélanges. On citera notamment une protéase fortement alcaline connue sous le nom de marque MAXACAL (TM ) de la société GENENCOR et un biocatalyseur à base d'enzymes sélectionnées connu sous le nom de marque BACTOSOL (TM) de la société SANDOZ . De telles enzymes et leurs mélanges pourront être sélectionnés par l'homme du métier sur la base de la présente description et de quelques essais de routine, notamment par vérification du critère d'attaque rapide et sélective du "support". Il est notamment possible d'effectuer au microscope électronique des comptages des pourcentages de fibres attaquées, de fibres à écailles soulevées, de fibres "éclatées" etc.... comme décrit ci- dessus ou par d'autres méthodes.
La concentration en enzyme (s) sera choisie selon l'invention entre 0,1 et 0,4 %, de préférence entre 0,1 et 0,2 %, en poids par rapport au bain, c'est-à-dire environ 5 à 10 fois moins que les recommandations des fabricants .
On a établi en fait, de manière surprenante, que le facteur le plus important selon 1 ' invention est le pourcentage d'écaillés ouvertes. Ce facteur est plus important que le temps de traitement enzymatique ou l'activité enzymatique. Ainsi, une ouverture optimale des écailles par un tensio-actif permet d'envisager un temps de traitement enzymatique minimal de 1 ' ordre de deux minutes pour différentes enzymes et différentes conditions, et un pourcentage plus élevé d'écaill s "ouvertes", donc un pourcentage plus élevé d'écaillés éliminées .
On pourra effectuer le procédé en ajoutant une étape séparée (ou en dérivation), c'est-à-dire, par exemple, effectuer le traitement sur de la laine lavée, ou dériver la laine en cours de lavage .
Le traitement peut également se faire à la suite de l'opération de lavage de la laine brute. Dans ce cas, il est mis en oeuvre à la suite du dernier bain de rinçage, dans la même installation de lavage de la laine brute, en y ajoutant des bacs de traitement supplémentaires.
Outre les critères économiques et industriels directs, on cherchera à éliminer la totalité des écailles en milieu aqueux, afin d'éviter le traitement de 1 ' air ambiant pour en retirer les fibres et se conformer aux réglementations sévères en la matière. L'avantage de l'invention est de pouvoir être appliquée à des fibres brutes déjà lavées en milieu aqueux, ou en milieu solvant (dégraissage) , ou bien également à des rubans de fibres peignées, par exemple sur la lisseuse, ou à tout autre produit semi-fini, tissé ou tricoté.
Selon l'invention, le procédé et les équipements classiques pourront être adaptés afin d'optimiser les avantages recueillis. Le nouveau produit possède une filabilité, ou aptitude à subir un filage, très supérieure à la filabilité des produits connus antérieurement. On peut ainsi améliorer nettement les étapes conduisant au filage, et le filage lui même. Notamment, les opérations sont nettement plus rapides que dans l'art antérieur. Ceci est bien la marque d'un nouveau produit, original en lui même de par sa structure, et plus précisément de par son état de surface présentant les empreintes des écailles éliminées, et des écailles résiduelles. II est surprenant de constater que la filabilité du nouveau produit selon l'invention est proche de celle du coton, qui est le modèle parfait en ce domaine (filage à très grande vitesse et néanmoins conservation de la "cohésion") , alors que la laine non traitée est au contraire le modèle inverse (filage lent, très forte cohésion due aux écailles). La laine selon l'invention devient donc un produit très proche du coton et supérieur aux fibres synthétiques, notamment de polyester (filage très rapide car surface très lisse, mais absence de cohésion) , et également très supérieur aux produits obtenus par "limage" des écailles, notamment par limage au chlore comme le Supersoft <TMI .
De plus, ce nouveau produit se teint plus facilement que les produits similaires de l'art antérieur, notamment la laine non traitée. Il est donc possible d'utiliser moins de colorant pour obtenir la même hauteur de ton. Par ailleurs, le procédé de traitement selon l'invention permet d'obtenir un gain de blancheur significatif par rapport à la laine n'ayant pas subi ce traitement . Enfin, comme le montrent les exemples qui suivent, le procédé selon l'invention confère aux fibres textiles d'origine animale, telles que la laine, une bonne résistance au feutrage.
L'invention fournit un produit confortable à porter, possédant, si on le souhaite, des coloris vifs en raison de l'affinité tinctoriale, et ceci par mise en oeuvre d'un procédé écologique.
L ' invention concerne également les fibres obtenues par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ainsi que les articles textiles tels que rubans, fils, articles filés, articles tricotés, et analogues, fabriqués à partir desdites fibres qu'elles soient considérées comme étant obtenues par le procédé selon l'invention ou comme une matière première nouvelle en soi.
Les exemples qui suivent sont destinés à illustrer 1 ' invention.
EXEMPLE 1 On utilise une laine de 21,5 micromètres reprise à 60% d'humidité environ après le dernier bac de rinçage et séchée jusqu'à environ 1% d'humidité dans des conditions de l'ordre de l/4h à 105°C.
La laine est immergée dans une solution tampon phosphate (0,2M, pH=8,2) avec un rapport de bain (p/v) de 1:80. La température du bain est de 60°C. Cette solution contient de plus un surfactant constitué d'un mélange synergique d' ethoxylates et de produits spéciaux qui est connu sous le nom de VALSOL LTA-N (TM> , dont la concentration est de 1 g/1. Après 5 min d'imprégnation de la laine dans le bain, la réaction enzymatique est déclenchée par adjonction du mélange d'enzymes, de telle façon que les concentrations finales respectives de MAXACAL 600 000 L (TM) et de BACTOSOL WO (TM) soient de 2 g/1 et 1 g/1.
On peut ou non effectuer un traitement mécanique doux, lequel traitement mécanique consiste en une légère agitation du bain de traitement ou de la laine dans le bain de traitement .
La réaction enzymatique est stoppée au terme de 2 min 30 s par acidification des eaux de traitement ou élévation de température par nouveau passage dans le séchoir.
Les résultats obtenus sont rassemblés dans le Tableau I .
TABLEAU I
Figure imgf000021_0001
( *) sans agi tation de la laine dans le bain
( **) avec une faible agi tation de la laine dans le bain
La différence observée de densité de la boule se traduit par une amélioration significative au niveau du feutrage.
EXEMPLE 2 :
On utilise une laine lavée d'Australie de 21,5 micromètres, que l'on soumet au traitement décrit ci- après . 500 g de laine sont immergés pendant 5 minutes dans 50 litres d'eau à 60°C contenant du VALSOL LTA-N, à raison de 2 % du poids de laine. Le pH de bain est porté à 9,0 par ajout d'une solution d'hydroxyde de sodium à 36° Baume. La quantité ainsi ajoutée est fonction du pH de la laine lavée.
A la fin des 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une pr'esse.
La laine ainsi essorée passe ensuite en continu dans un bain de 50 litres d'eau à 60°C contenant les enzymes ajoutées en continu et dont le dosage en poids, par rapport au poids de laine est le suivant : BACTOSOL WO : 13,5 % MAXACAL 600.000 L : 13,5 %. Au bout de 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse.
La laine traverse ensuite, en 15 minutes, une étuve dont la température est maintenue à 60°C par unjection de vapeur. Le temps de séjour dans cette étuve est tel que le temps séparant la plongée de la laine dans le bain d'enzymes et la fin du séjour en étuve ne dépasse pas 20 minutes.
La laine, à la sortie de l' étuve, traverse pendant 5 minutes un bain de 50 litres d'eau à 50°C, dont le pH est maintenu à 2,5 par ajout d'acide acétique.
A la fin des 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse puis traverse un séchoir d'où elle sort avec une humidité de 1 à 5 % .
Après séchage, la laine est cardée puis peignée. La laine est filée pour obtenir un fil de numéro 2/32 qui est utilisé pour faire un tricot sur un métier linéaire utilisant une jauge 12.
Des essais comparatifs, rassemblés dns le tableau II qui suit, ont été effectués sur deux échantillons, l'un de laine non traitée, l'autre de laine traitée. L'amélioration du toucher a été confirmée grâce au jugement de 10 experts qui ont pratiqué l'examen du toucher en aveugle .
L'amélioration de l'affinité tinctoriale a été vérifiée par teinture en fil de la laine non traitée et de la laine traitée. La même formule de colorant, à savoir le ROUGE LANASOL 2G, a été utilisée. les pourcentages de colorant ont été ajustés de façon à obtenir la même hauteur de ton.
TABLEAU II
Figure imgf000023_0001
Blancheur* , plus la valeur est faible, plus la laine est blanche
EXEMPLE 3 :
On utilise une laine lavée d'Australie de 18,5 micromètres, que l'on soumet au traitement décrit ci- après .
500 grammes de laine sont immergés pendant 5 minutes dans 50 litres d'eau à 60°C contenant du VALSOL LTA-N à raison de 2 % du poids de laine. Le pH du bain est porté à 9,0 par ajout d'une solution d'hydroxyde de sodium à 36° Baume. La quantité ainsi ajoutée est fonction du pH de la laine lavée. A la fin des 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse.
La laine ainsi essorée passe ensuite en continu dans un bain de 50 litres d'eau à 60°C contenant les enzymes ajoutées en continu et dont le dosage en poids, par rapport au poids de laine, est le suivant : BACTOSOL W 0 : 13,5 % MAXACAL 600.000 L : 6,75 %
Au bout de 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse. La laine traverse ensuite, en 15 minutes, une étuve dont la température est maintenue à 60°C par injection de vapeur. Le temps de séjour dans cette étuve est tel que le temps séparant la plongée de la laine dans le bain d'enzymes et la fin du séjour en étuve ne dépasse pas 20 minutes.
La laine à la sortie de l' étuve, traverse pendant 5 minutes un bain de 50 litres d'eau à 50°C, dont le pH est maintenu à 2,5 par ajout d'acide acétique.
A la fin des 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse puis traverse un séchoir d'où elle sort avec une humidité de 1 à 5 % .
Après séchage, la laine est cardée puis peignée. La laine est filée pour obtenir un fil de numéro 1/60 qui est utilisé pour faire un tricot sur un métier circulaire utilisant une jauge 24.
Les résultats des essais comparatifs effectués sont rassemblés dans le tableau III. TABLEAU III
Figure imgf000025_0001
Blancheur*, plus la valeur est faible, plus la laine est blanche
EXEMPLE 4 :
On utilise une laine lavée d'Australie de 17,9 micromètres que l'on soumet au traitement décrit ci- après . 500 grammes de laine sont immergés pendant 5 minutes dans 50 litres d'eau à 60°C contenant du VALSOL LTA-N à raison de 2 % du poids de laine. Le pH du bain est porté à 9,0 par ajout d'une solution d'hydroxyde de sodium à 36° Baume. La quantité ainsi ajoutée est fonction du pH de la laine lavée.
A la fin des 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse.
La laine ainsi essorée passe ensuite en continu dans un bain de 50 litres d'eau à 60°C contenant les enzymes ajoutées en continu et dont le dosage en poids, par rapport au poids de laine, est le suivant : BACTOSOL WO : 13,5 % MAXACAL 600.000 L : 3,4 %.
Au bout de 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse. La laine traverse ensuite, en 15 minutes, une étuve dont la température est maintenue à 60°C par injection de vapeur. Le temps de séjour dans cette étuve est tel que le temps .séparant la plongée ' de la laine dans le bain d'enzymes et la fin du séjour en étuve ne dépasse pas 20 minutes.
La laine, à la sortie de l' étuve, traverse pendant 5 minutes un bain de 50 litres d'eau à 50°C, dont le pH est maintenu à 2,5 par ajout d'acide acétique.
A la fin des 5 minutes, la laine est essorée par passage entre les rouleaux d'une presse puis traverse un séchoir d'où elle sort avec une humidité de 1 à 5 %.
Après séchage, la laine est cardée puis peignée. La laine est filée pour obtenir un fil de numéro 1/24 qui est utilisé pour faire un tricot sur un métier circulaire utilisant une jauge 28.
Les résultats des essais comparatifs effectués sont rassemblés dns le tableau IV.
TABLEAU IV
Figure imgf000026_0001
Blancheur* , plus la valeur est faible, plus la laine est blanche .

Claims

REVENDICATIONS
1. - Nouvelle fibre d'origine animale, du type fibre protéinique, comportant un cortex revêtu d'écaillés, caractérisée par une élimination très régulière et très complète d'une partie suffisante des écailles, laissant un état de surface comportant l'empreinte des écailles statistiquement éliminées, des écailles résiduelles, et sans endommagement du cortex.
2. - Procédé d' écaillage de fibres d'origine animale, du type fibre protéinique, comportant un cortex revêtu d'écaillés, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape selon laquelle on fragilise significativement ou on détruit la couche de ciment kératinique "support" formant la liaison entre l'écaillé (cuticule) et le cortex, pour une proportion statistiquement suffisante d'écaillés.
3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape comprend un mouvement d'ouverture d'une proportion statistiquement suffisante d'écaillés.
4. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape comprend un traitement enzymatique sélectif.
5.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape comprend un mouvement d'ouverture d'une proportion statistiquement suffisante d'écaillés et, simultanément ou, postérieurement, un traitement enzymatique sélectif.
6. - Procédé selon la revendication 4 ou 5 , caractérisé en ce que l'on effectue le traitement enzymatique à forte force ionique, et en ce qu'on laisse l'enzyme agir durant un temps suffisant pour fragiliser ou détruire le ciment kératinique "support", mais insuffisant pour endommager le cortex.
7. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ladite proportion statistiquement suffisante d'écaillés est de l'ordre de 2 à 5 ou 10 %, de préférence de 3 à 10 %.
8. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 5 à 7 , caractérisé en ce que lesdites écailles sont ouvertes par un ou plusieurs tensio-actifs .
9. - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tensio-actif est un mélange synergique d' ethoxylates et de produits spéciaux, connu sous le nom de marque VALSOL (TM) de la société ICI.
10. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les enzymes sont choisies parmi les enzymes protéolytiques et leurs mélanges, notamment un biocatalyseur à base d'enzymes sélectionnées connu sous le nom de marque BACTOSOL <TM> et une protease fortement alcaline connue sous le nom de marne MAXACAL cm) et leurs mélanges.
1_. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la concentration en enzymes ou leurs mélanges est de 0,1 à 0,4 %, de préférence de 0,1 à 0,2 % en poids par rapport au bain.
12. - Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la concentration en mélange d'une protease fortement alcaline connue sous le nom de marque MAXACAL 600 000 L et d'un biocatalyseur à base d'enzymes sélectionnées, connu sous le nom de marque BACTOSOL WO, est respectivement de 2 g/1 et 1 g/1.
13. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 12 , caractérisé en ce que la durée du traitement enzymatique est de 1 ' ordre de quelques minutes, notamment de deux à six minutes.
14. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé en ce que le traitement enzymatique est effectué dans un bain à forte force ionique.
15. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 14, caractérisé en ce que le traitement enzymatique est effectué dans un bain de force ionique équivalant à une solution tampon de phosphate de molarité 0,05 à 0,2 M.
16. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, caractérisé en ce que l'on effectue, à la sortie du bain de traitement enzymatique, un étuvage en continu à une température de 50 à 60°C, pendant une durée de 5 à 10 minutes.
17. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 16, caractérisé en ce que l'on effectue ensuite ou simultanément un traitement mécanique doux pour détacher les écailles et les séparer du cortex.
18. - Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le traitement mécanique consiste en une légère agitation du bain de traitement ou de la laine dans le bain de traitement.
19. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 18, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement enzymatique dans une étape de dérivation de la laine en cours de lavage, sur de la laine lavée ou à la suite de l'opération de lavage de la laine brute, dans 1 ' installation de lavage munie de bacs supplémentaires .
20 - Procédés de traitement, préparation et filature de fibres naturelles, notamment de fibres de laine, caractérisés en ce qu'ils comprennent au moins un procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 2 à 19.
21. - Articles textiles, ou tricotés, ou autrement fabriqués par voie textile ou autre, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé selon la revendication 20.
22. - Articles textiles tels que rubans, fils, articles filés, articles tricotés, fabriqués à partir des fibres selon la revendication 1 ou de fibres obtenues par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 20.
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