Brevet FR2589172A1 — publié le 19870430

SUPPORT REVETU D'UN FILM BIOLOGIQUE ASSURANT SON ISOLATION VIS-A-VIS DE L'EXTERIEUR ET RECIPROQUEMENT, SON PROCEDE DE PREPARATION ET PROCEDE D'ELIMINATION DU FILM La présente invention a pour objet un sup- port et notamment un support textile, revêtu d'un film servant à protéger le support de la contamination ex- térieure et vice-versa, son procédé de préparation ainsi qu'un procédé d'élimination du film éventuelle- ment contaminé. ElLe peut s'appliquer dans un grand nombre de domaines et en particulier dans les domaines nu- cléaire, médical, agro-alimentaire et dans le domaine de la microéLectronique. De façon générale, L'invention peut être utiLisée à chaque fois qu'iL faut soit éviter La con- tamination d'un procédé ou d'une opération industrieL- le par des souiLLures prisonnières d'un support ou par des particules en provenance de celui-ci, soit élimi- ner du support des souiLlures extérieures s'y étant accrochées. En particulier, le support peut être un vê- tement ou un ustensile, utilisé dans Les "salles blan- ches" (domaine de la microéLectronique), traité de façon à empêcher la sortie d'aérosols ou des particu- les initialement présentes sur le support par leur emprisonnement sur ledit support. Il peut être aussi un vêtement ou un usten- sile, utilisé dans les zones à risque de contamination nucléaire, traité de façon à empêcher la pénétration des aérosols ou particules dans le support, voire leur accrochage, et permettre, dans le cas d'un éventuel accrochage de ces aérosols, de les éliminer simple- ment, sans usure du support et avec une faible produc- tion d'effluents contaminés. a9172 Le support peut être encore un vêtement, ur textile ou un ustensile, utilisé en salles stériles (domaines médical et agro-alimentaire), traité de façon à piéger les bactéries, et également un vête- ment, un instrument ou une pièce devant être protégé temporairement des souillures extérieures, tel qu'un vêtement de travail ou une pièce métallique. Dans les "salles blanches", on utilise ac- tuellement comme vêtements de protection des vêtements en fils 100% polyester continu à structure lobée, avec tous les 20 fils un fil de polycarbonate servant à éliminer l'électricité statique. Ces vêtements, qui sont assemblés de manière très particulière afin qu'aucune particule ne s'échappe de ces vêtements dans l'atmosphère de la salle blanche, sont peu confortables et coûteux. Apres utilisation, ces vêtements sont lavés et décontaminés en blanchisserie stérile de façon à emprinsox er. Ls Éventue-lt-es particules accrochées. Ces traitements de lavage et de décontamination ne font qu'accélérer l'usure des vêtements. Comme pour les vêtements, les ustensiles utilisés en salle blanche sont traités en décontamina- tion préalable de particules ou enveloppés dans des fourreaux afin d'emprisonner les éventuelles particu- les présentes sur le support. Dans le domaine nucléaire, on utilise des vêtements réalisés en des tissus se prêtant le mieux à la décontamination et en particulier des vêtements en majorité de coton. Apres usage, ces vêtements subis- sent un lavage spécial avec une technique dite à con- tre-courant de façon à provoquer par un brassage hy- draulique maximum une désincrustation des particules des vêtements. Ceci entraîne une très forte usure des tissus lourds, donc chauds, afin de conserver pendant 258-9172 un certain temps une texture après usure pouvant jouer le rôle de barrière de protection. Les pièces ou instruments utilisés dans une zone à risque de contamination sont soit décontaminés manuellement si nécessaire, ce qui est long et coûteux, soit protégés, avant usage, par des fourreaux en matière plastique et notamment en polychtorure de vi- nyle. L'emploi de ces fourreaux ne facilite pas l'uti- lisation des instruments. Après usage, ces fourreaux constituent une partie des déchets nucléaires. Les effluents de lavage et de décontamina- tion des vêtements ou ustensiles et les fourreaux en matière plastique constituent un volume important de déchets radioactifs de faible activité, encombrant les aires de stockage. Dans le domaine médical, tous les effets textiles et les instruments, doivent généralement être stérilisés en autoclave afin d'éliminer les germes et agents pathogènes ou bien stérilisés à l'oxyde d'éthy- Lène ou autres dérivés formolés. La stérilisation des vêtements ou des instruments est généralement fasti- dieuse. Par ailleurs, elle accélère l'usure des vête- ments. Ces mêmes inconvénients existent aussi dans le domaine agroalimentaire, o un certain nombre d'opérations doivent être réalisées en enceinte stéri- le. Par ailleurs, un grand nombre de professions nécessite l'emptoi des vêtements de travail (bleus, blouses, tabliers) et la protection temporaire de piè- ces, notamment lors de leur stockage. Ces vêtements de travail doivent être souvent nettoyés, lavés ou blan- chis entraînant une usure rapide. Par ailleurs, une inscrustation des taches rebelles, de graisse par exemple, reste fréquemment sur ces vêtements. La présente invention a notamment pour but un procédé de revêtement biologique d'un support quel- conque et en particulier textile, servant à éviter la contamination dudit support par l'environnement et vice-versa, ainsi qu'un procédé d'élimination du re- vêtement en vue d'une décontamination du support, per- mettant de remédier aux différents inconvénients don- nés ci-dessus. En particulier, ces procédés permettent d'empêcher l'usure du support, notamment textile lors de son nettoyage et/ou de sa décontamination. Ils per- mettent de réduire considérablement les déchets nu- cléaires et en particulier Le volume des effluents de traitement de décontamination ainsi que Le coût des procédés de décontamination et de stérilisation. De façon plus précise, l'invention a pour objet un procédé de préparation d'un support revêtu en partie d'un film protecteur, caractérisé en ce qu'il consiste à revêtir le support d'un film protecteur à base de protéines capable d'empêcher La libération d'aérosols éventuellement présents sur le support et/ou la fixation d'aérosols extérieurs sur Ledit sup- port. Par film, il faut comprendre une couche con- tinue et mince d'épaisseur inférieure à 40 pm. L'emploi du film protecteur selon l'inven- tion permet d'éviter toute pénétration ou accrochage de particules solides extérieures sur le support ainsi qu'une rétention des graisses et une réaction au li- quide, notamment corrosif; ceci est lié à l'effet de film qui accroit considérablement l'effet de ruissel- lement. En plus de ces avantages, le film protecteur selon l'invention permet d'utiliser comme support d'autres matériaux ou formes que ceux généralement utilisés, dès l'instant o l'on n'a plus la contrainte de barrières de protection ni ceLLe, comme on le verra ci-après, de L'efficacité du traitement de décontami- nation ou de Lavage du support. En particulier, ce film autorise l'emploi de supports textiles plus lé- gers et plus souples augmentant le confort. Selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, le procédé de préparation consiste à sou- mettre le support à l'action d'un brouillard d'une solution de protéines, à sécher puis irradier thermi- quement le support imprégné de cette solution afin de déshydrater puis copolymériser les protéines en film. L'imprégnation par atomisation garantit que toutes les parties du support ont été en contact avec les particules du brouillard. En outre la polymérisa- tion se fait simplement par effet de dessication, donc par un procédé physique; cette polymérisation est donc complète. De façon avantageuse, la solution de protéi- nes a un pH allant de 6 à 8,5. L'emploi d'un pH neutre pour la solution protéinique et donc du film résultant permet d'éviter tout endommagement du support, puis par la suite tout endommagement des surfaces en con- tact avec ledit support; en particulier, l'emploi du pH neutre est bien adapté pour un support textile de- vant être placé au contact de La peau. Par ailleurs, l'emploi d'un film protecteur de pH voisin de 7 entraîne un nombre de sites électri- quement actifs de surface très faible, d'o un accro- chage très difficile des particules ou aérosols exté- rieurs. De façon avantageuse, on soumet le film à - base de protéines à l'action d'un agent tannant--per- mettant de conférer à ce film protecteur une bonne résistance aux agressions extérieures et une bonne so- lidité. Après utilisation du support, revêtu de son film protecteur, on peut éliminer le film afin de ré- cupérer le support intègre. A cet effet, l'invention a aussi pour objet un procédé d'élimination d'un film protecteur à base de protéines revêtant un support, ce film étant éven- tuellement contaminé par des aérosols extérieurs, ca- ractérisé en ce que l'on soumet le film protecteur à l'action d'une enzyme protéolytique, cette enzyme di- gérant sélectivement le film protecteur éventuelle- ment contaminé. On rappelle qu'une-enzyme protéolytique est une enzyme qui détruit complètement les protéines en leur composants. Ce procédé d'élimination est d'une effica- cité absolue en ce qui concerne la décontamination des quelques substances qui-ont pu s'accrocher sur le film protecteur, en effet, il garantit l'élimination totale du film et des éventuelles particules piégées par le- dit film. Il permet aussi de régénérer le support sans l'endommager, donc sans l'user. Par ailleurs, le volu- me d'effluents est très faible. L'invention a encore pour objet un support revêtu au moins en partie d'un film protecteur, carac- térisé en ce que le film est un film à base de protéi- nes capable d'empêcher la libération d'aérosols éven- tuellement présents sur le support et/ou la fixation d'aérosols extérieurs sur ledit support. De façon avantageuse, le film protecteur est à base de collagène. Ce matériau conduit par hydrolyse à chaud à ce qu'on appelle ordinairement la gélatine. Il est le principal constituant de la peau et des os des mammifères (homme compris). Ce matériau est donc naturel et permet d'éviter toute allergie avec la peau. Par aiLLeurs, ce matériau en film, bien que ne permettant pas La traversée des liquides ou aéro- sols, permet Le passage de L'air. Le colLagène est donc parfaitement bien adapté pour recouvrir un sup- port textile. De préférence, on utilise comme coLLagène l'osséine acide qui est une protéine animale dont La gélatine correspondante présente avantageusement un point iso-électrique allant de 6,5 à 8,5. Comme son nom l'indique, L'osséine provient des os des mammifè- res. Le point iso-électrique d'une gélatine est défini ci-après. Une gélatine, dans une solution acide, de- vient un ion chargé positivement se déplaçant vers La cathode, tandis que, dans une solution basique, elle devient un ion chargé négativement qui se déplace vers L'anode. Il existe donc un pH pour lequel les charges positives et négatives sont équilibrées; c'est ce pH qui est appelé point iso-électrique. La gélatine provenant de L'osséine acide présente un faible pouvoir de gonflement, ce qui per- met un tannage important et donc L'obtention d'un film très résistant aux agressions extérieures et mécani- quement. Le pouvoir de gonflement de La gélatine est minimum au point iso-éLectrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de La description qui va suivre, donnée à titre iLLustratif et non limitatif en référence à L'unique figure représentant, sous for- me d'un schéma bloc, les différentes étapes de traite- ment, selon L'invention, d'un support. Le procédé de revêtement selon L'invention d'un support quelconque permet d'éviter la contamina- tion du support par Les poussières extérieures ou in- versement de piéger Les poussières contaminantes sur Ledit support. Ce procédé consiste à recouvrir le support, avant usage, d'un film protecteur continu d'environ 1 pm d'épaisseur. Ce film est constitué d'un copolymè- re de protéines animates se présentant sous forme d'une gelée durcie et rigidifiée par un agent tannant. Cette gelée provenant par exemple de L'hydrolyse à chaud du colLagène peut présenter un point iso-élec- trique compris dans l'intervalle 4,5-9,5. Toutefois, pour notamment éviter tout endommagement du support et par suite des surfaces devant être au contact de ce- Lui-ci (cas d'un support textile et de la peau), il est préférable d'utiliser une gelée ou gélatine dont le point iso-électrique est voisin de la neutralité, c'est-à-dire compris dans l'intervaLle 6 à 8,5. L'un des composés organiques satisfaisant parfaitement à ce critère est L'osséine acide dont La géLatine corres- pondante présente un point iso-électrique allant de 6,5 à 8,5. Une telLe gélatine est notamment produite par la société Rousselot (France). L'agent tannant confère au film protéinique une dureté et une inertie à l'eau et au Liquide (pou- voir perLant, hydrophobe) ainsi qu'un effet de charge électrostatique de surface nul. Cet effet de charge surfacique nul permet d'éviter La rétention de parti- cules ou aérosoLs solides ou liquides et en particu- lier des graisses. Comme agent tannant, on peut utiLi- ser des tannins, tels que L'acide tannique, des al- déhydes ou dialdéhydes tels que le formol ou le glyoxal ou bien des seLs de métaux trivalents tels que L'alun de chrome ou de fer. La première étape du procédé de traitement d'un support seLon l'invention, référencée en 1 sur la figure annexée, consiste à soumettre ce support à L'action d'un brouillard d'une solution de protéines dont Les particules liquides présentent un diamètre centré sur une courbe de Gauss de 5 Nm. L'utilisation de particules extrêmement fines permet un bon enrobage du support. La production de particules ou d'aérosols aussi ténus est facilitée par la formation d'une solu- tion de protéines de viscosité relativement faible, c'est-à-dire comprise entre 1,7 et 7,5 mPa.s. Cette viscosité est mesurée par le temps d'écoulement d'une solution de gélatine de 6,67% en poids de concentra- tion à travers une pipette viscosimétrique, à une tem- pérature de 60 C. Etant donné que la viscosité de La solution dépend de la force en gelée initiale de la géLatine, on choisira avantageusement une gélatine présentant une force en gelée initiale inférieure à 200 Blooms et de préférence inférieure à 150 Blooms. On rappelle que le Bloom correspond au poids nécessaire pour enfoncer de 4 mm un piston de 12,70 mm de diamètre dans une geLée de 6,67% en poids de concentration préalablement maintenue pendant 16 à 18 heures à la température de 10 C. En outre, la viscosité de la solution est fonction du pH de celle-ci. En particulier, elle pré- sente un minimum au point iso-éLectrique de la solu- tion. Par ailleurs, la viscosité augmente avec La con- centration en gélatine; la concentration en poids de gélatine pourra varier de 4 à 14%. Afin notamment d'éviter tout endommagement du support ainsi que des surfaces risquant d'être mises en contact avec celui-ci, la solution protéini- que pulvérisée présente un pH neutre et en particulier un pH compris entre 6 et 8,5. Cette opération 1 de pulvérisation de la so- lution protéinique peut éventuellement être réalisée à 2 5 8 9 1 7 2 chaud, c'est-à-dire à une température comprise entre et 90 C, de façon que la solution pulvérisée ait une concentration en protéines et une viscosité opti- males. Le temps d'exposition du support au brouil- lard varie de 1 à 30 min. suivant la nature du sup- port, la protéine pulvérisée et l'épaisseur du fil de protection que l'on désire obtenir; il doit être suf- fisant pour permettre la pénétration et l'ancrage des particules protéiniques à la surface du support. Lorsque le support est un vêtement, celui-ci pourra être placé dans une première enceinte herméti- que dans laquelle est produite le brouillard, suspendu à un fil passant entre les manches avec un ou plu- sieurs fils tenant le col droit et les pans du vête- ment ouverts, de façon à ce que ce dernier soit soumis totalement à l'action du brouillard. L'étape suivante du procédé de revêtement, référencée en 2 sur la figure, consiste à sécher puis irradier thermiquement le support imprégné de la solu- tion protéinique afin de provoquer une dessication puis une copolymérisation en film des protéines de La solution. La dessication peut être réalisée en dispo- sant le support dans une seconde enceinte hermétique o règne une atmosphère de vapeur sèche surchauffée entretenue par des radiateurs et des lampes infrarou- ges. La puissance thermique développée ne doit pas être trop élevée, c'est-à-dire rester inférieure à une température au contact de 250'C de façon à éviter l'endommagement du support. L'étape suivante du procédé de revêtement, référencée en 3 sur la figure, consiste à soumettre le support à un agent tannant en vue notamment de dó; cim le film protecteur déposé. L'agent tannant peut être 1 1 envoyé sur le support sous forme d'un brouiLlard; les particules en suspension de ce brouillard présentent * un diamètre centré sur une courbe de Gauss de 5 pm. La solution d'agent tannant est obtenue en dissolvant notamment dans de l'eau à une température allant de 30 à 90 C, un tannin, un aldéhyle ou un set d'un métal trivaLent. Comme agent tannant on peut ci- ter, l'acide tannique, le formol à 1% en volume, le glyoxal ou l'alun de chrome. Cette étape de tannage est généralement réa- lisée à chaud dans une troisième enceinte hermétique. Le taux de tannage augmente de façon logarithmique avec la température à laquelle celui-ci est réalisé, avec la concentration de l'agent tannant dans la solu- tion, et avec la durée de soumission du support à cet agent. En revanche, Le taux de tannage diminue quand le pH de la solution augmente. Les conditions optimales du tannage sont dé- terminées expérimentalement en fonction de La gélatine utilisée ainsi que de son usage spécifique. Le support recouvert de son film protecteur peut éventuellement être stocké, sans précaution par- ticulière, avant d'être utilisé. L'étape de stockage est symbolisée en 4 sur la figure annexée. Apres usage du support protégé, on procède à l'élimination du film protecteur. Cette élimination est réalisée en soumettant le support à un agent de "détannage" (élimination de L'agent tannin) tel qu'une solution d'hypochtorite froid dilué ou éventuellement de H202 puis en soumettant Le support à l'action d'une enzyme protéolytique digérant spécifiquement le film protéinique. L'étape de détannage est référencée en 5 sur la figure et l'élimination enzymatique en 6. Toutefois, il est possible de supprimer l'étape de détannage en utilisant une enzyme spécifi- que de La protéine constituant le film protecteur. Dans Le cas du coltagéne, et donc de L'osséine acide, on peut utiliser comme enzyme spécifique la coLLagéna- se, L'aLcase, ou la prolase dissoute dans de L'eau à une concentration de quelques % en poids (2 à 15%), et à froid. L'étape éventueltle de détannage est réali- sée en immergeant le support dans la solution de dé- tannage correspondante. L'étape d'élimination enzymatique du film protecteur peut être réalisée en soumettant Le support à un brouillard d'une solution enzymatique, engendré dans une quatrième enceinte hermétique, ou bien en im- mergeant ledit support dans une solution enzymatique. La durée d'exposition au brouillard ou d'immersion doit être suffisante pour détruire complètement les protéines du film ainsi que les poussières qui y sont éventuellement accrochées; elle est voisine de l'heu- re pour le coLLagène. Dans le cas d'une pulvérisation de la solu- tion enzymatique, Les particules pulvérisées peuvent avoir un diamètre de 5 pm. Lorsque le support est un vêtement, La di- gestion enzymatique peut être réalisée en suspendant 2; le --vê te.e.nt-s, - oies L.-r-s-de 4'-étape de pulvérisation de La solution protéinique, sur un fiL de façon à exposer la majeure partie du support au brouillard enzymati- que. Dans le cas d'un frottement et éventueLLe- ment d'une érosion LocaLe du film protecteur, Lors de son utilisation, il est possible de réaliser une dé- contamination locale de la petite zone contaminée due à la rupture du film protecteur. Cette petite zone contaminée peut être déterminée après un examen du support débarrassé de son film protecteur. Ceci est une procédure usuelle en contrôle nucléaire. Par ailleurs, il est éventuellement possi- ble de réaliser, juste avant l'élimination enzymati- que, une étape supplémentaire consistant à soumettre Le support à l'action de jets puissants d'air servant à éliminer une forte part des quelques aérosols ou poussières piégés par le film protecteur. Après l'éli- mination enzymatique, le support intègre est à nouveau prêt pour le dépôt d'un autre film protecteur selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Support revêtu au moins en partie d'un film protecteur, caractérisé en ce que le film est un film à base de protéines, capable d'empêcher la lib6- ration d'aérosols éventuellement présents sur le support et/ou la fixation d'aérosols extérieurs sur ledit support. 2. Support selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le film est à base de collagène. 3. Support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le film est à base d'osséine acide. 4. Support selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le film protec- teur contient un agent tannant. 5. Support selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le support est un textile. 6. Procédé de préparation d'un support revêtu au moins en partie d'un film protecteur, caracté- risé en ce qu'il consiste à revêtir le support d'un film protecteur à base de protéines capable d'empêcher la libération d'aérosols éventuellement présents sur le support et/ou la fixation d'aérosols extérieurs sur ledit support. 7. Procédé selon la revendication 6, caracté- risé en ce qu'il consiste à (1) soumettre le support à l'action d'un brouillard d'une solution de protéines, à (2) sécher puis irradier thermiquement le support imprégné de cette solution afin de déshydrater puis copolymériser les protéines en film. 8. Procédé selon la revendication 7, caracté- risé en ce que l'on soumet le support à chaud à l'action du brouillard. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la solution de protéines a une SP 2878 LC viscosité inférieure à 7,5 mPa.s. Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 7 à 9, caractérisé en ce que la solution de protéines a un pH allant de 6 à 8,5. 11. Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 7 à 10, caractérisé en ce que le brouillard est formé de particules liquides dont le diamètre est centré sur une courbe de Gauss de 5 gm. 12. Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 6 à 11, caractérisé en ce que l'on soumet le film à base de protéines à l'action (3) d'un agent tannant. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent tannant est choisi parmi un tannin, un aldéhyde et un sel d'un métal trivalent. 14. Procédé de traitement du support revêtu selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, contaminé par des aérosols présents sur le support non revêtu et/ou provenent de l'extérieur, caractérisé en ce qu'il consiste à éliminer le film protecteur en le soumettant à l'action (6) d'une enzyme protéolytique, digérant sélectivement le film. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que, le film protecteur contenant un agent tannant, on soumet ledit film à un agent "détannant" (5) puis à une enzyme protéolytique digérant sélectivement le film. SP 2878 LC