Brevet FR2784385A1 — publié le 20000414

PROCEDE DE TRAITEMENT DE SURFACES TELLES QUE SURFACES TEXTILES, ET ARTICLES TRAITES La présente invention concerne un procédé de traitement de surfaces pour modifier les propriétés de surface de celles-ci, et les articles comprenant ces surfaces traitées. Elle se rapporte plus particulierement à un procédé de traitement permettant de déposer une couche de cellulose sur une surface en polymère synthétique. Dans le domaine des surfaces textiles, les tissus, tricots et autres surfaces sont réalisées avec des fibres ou fils naturels tels que le coton, la soie par exemple ou des fibres artificielles telles que la viscose ou la rayonne. Ces fibres naturelles et artificielles présentent des propriétés qui confèrent au tissu un confort au porter, un toucher remarquable. Ces surfaces textiles sont également réalisées à partir de fibres ou fils en matière synthétique qui présentent des propriétés mécaniques et de résistance aux agressions extérieures, telles que les solutions détergentes élevées. Ces fils ou fibres synthétiques peuvent tre également fabriqués de manière très économique et avec une productivité élevée. Toutefois, ces fibres synthétiques présentent un inconvénient majeur. En effet, sans traitement adapté ou conception particulière, les surfaces textiles obtenues à partir de telles fibres ont des propriétés de confort au porter et de toucher très médiocres et très éloignées de celles obtenues avec les fibres naturelles ou artificielles. De nombreux travaux ont été effectués pour proposer des solutions afin d'améliorer ses propriétés de confort et de toucher. Les solutions proposées consistent soit à déposer sur la fibre ou la surface textile un ensimage ou apprt, soit de modifier la matière synthétique pour lui conférer par exemple un caractère hydrophile. D'autres solutions consistent à utiliser des fils obtenus à partir de fibres, appelés filés de fibre, ou des fils comprenant un entremlement de filaments, permettant de rendre irrégulière la surface des fils et ainsi imiter la surface des fibres naturelles ou artificielles. Un but de la présente invention est de proposer une nouvelle solution pour modifier la surface des matières synthétiques contenues dans des surfaces ou articles pour conférer à celle-ci les propriétés de surface d'une matière artificielle telle que la viscose ou la rayonne, ou naturelle comme le coton ou la laine. A cet effet, I'invention propose un procédé de traitement de surfaces ou articles comprenant au moins une surface en matière synthétique permettant d'améliorer les propriétés de cette surface pour lui donner des propriétés équivatentes ou semblables à celles de la viscose ou de la rayonne ou du coton, ainsi que les articles traités. Le procédé de l'invention consiste à traiter des articles ou surfaces comprenant au moins une surface en matière synthétique, tels que des fils, fibres, films en matière synthétique ou articles obtenus au moins à partir de ces fils, fibres ou films. Le traitement de l'invention consiste à mettre en contact ladite surface et plus particulièrement la surface en matière synthétique avec une solution ou suspension d'au moins un dérive de cellulose, puis à provoquer la précipitation de cellulose sur la surface. Par cellulose, on entend la cellulose régénérée à partir du ou des dérivés de cellulose contenus dans la solution ou dispersion. Cette cellulose precipitée peut tre de la cellulose ou une cellulose modifiée, par exemple une cellulose contenant un ou plusieurs radicaux organiques liés à certains groupes hydroxyles de celle-ci. Cette précipitation est avantageusement obtenue par la régénération de la cellulose par coupure de liaison entre le ou les substituants de la cellulose et celle-ci. Cette coupure est généralement obtenue par lyse des liaisons entre le substituants et la cellulose. Cette coupure peut tre obtenue par modification de ! a température du milieu et/ou par addition d'un composé dans la solution ou suspension induisant la précipitation de la cellulose. Pour une plus grande clarté, la solution ou suspension de dérivés de cellulose der dénommée ci-après solution. Cette dénomination n'a pas de caractère limitatif et désigne aussi bien une solution du dérivé de cellulose qu'une suspension de celui-ci. Le revtement de cellulose ainsi obtenu adhère sur la surface en matière synthétique et ne peut tre éliminé au moins par lavage ou rinçage. Le revtement de cellulose procure ainsi à la surface traitée des propriétés de surface comparable à celles des articles fabriqués à partir de fils, fibres de coton ou des fils viscoses ou rayonnes ou des films de cellulose. Ainsi, le traitement de l'invention permet d'améliorer notamment le caractère hydrophile des surfaces. On entend par surfaces, plus particulièrement des surfaces textiles obtenues par tissage, tricotage, flocage ou des surfaces non tissées, des feutres ou mats comprenant au moins des fils, fibres ou files de fibres en matière synthétique. Ces surfaces peuvent également comprendre des fils, fibres ou filés de fibres en matière naturelle telle que coton, soie, laine, lin ou en matière artificielle telle que viscose, rayonne. De mme, les filés de fibre peuvent comprendre un mélange de fibres en matière synthétique et de fibres en matière naturelle et/ou matière artificielle. Comme matière synthétique convenable pour l'invention on peut citer les polyamides aliphatiques, les polyamides aromatiques ou semi-aromatiques, les polyesteramides, polyimidazoles, les polyesters, les polyamide-imides. A titre d'exemple de polyamides ou copolyamides convenables pour l'invention, on peut citer le polyadipamide d'hexaméthylène, le polycaprolactame, les copotymères de ces deux polyamides ou leurs mélanges. Ces polyamides peuvent egalement comprendre d'autres unités récurrentes telles que des unités aromatiques sulfonates comme t'unité récurrente dérivée de I'acide sulpho-5 isophtalique ou analogue, ou des unités dérivées d'autres diacides carboxyliques comme les acides iso ou téréphtaliques ou diamines, comme la méthyl-5 pentaméthytène diamine. Comme polyesters convenables, on peut citer le polyethylène téréphtalate, les copolymères à base de potyéthytène téréphtalate et d'acide sulfo-5 isophtalique, les polyéthylène naphtalénate, les polypropylène naphtalenate, les polypropylène téréphtatate, les polybutylène téréphtatate, leurs mélanges ou copolymères. A titre d'exemple de polyamide aromatique on peut citer les méta et paraphénylène téréphtalamide. La matière synthétique polyamide-imide permet notamment la fabrication de fibres commercialisées sous la marque KERMEL. Les matières synthétiques peuvent également tre utilisés avec différents additifs tels que pigments, matifiants, agents de stabilisation chaleur ou lumière, des agents de protection chaleur, des agents anti-microbiens, des agents antisalissure ou analogue. Cette liste n'a aucun caractère exhaustif. A titre de matières synthétiques préférées, on citera le polyadipamide d'hexaméthylène et les copolyamides ou mélange comprenant majoritairement des unités d'adipamide d'hexaméthytène, le polycaprolactame, les polyesters. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la mise en contact de la surface et de la solution de dérivés de cellulose est obtenue par immersion de l'article dans ladite solution. Pour permettre le contrôle de la quantité de cellulose déposée, on peut utiliser la technique du foulardage qui permet d'exprimer la quantité de solution retenue par la surface. Le traitement de l'invention peut tre appliqué sur des surfaces textiles 6crues ou teintes, avant ou après application d'apprts. Selon une autre caractéristique de l'invention, la solution de dérivé de cellulose est obtenue à partir de solvants tels que l'eau ou des solvants organiques comme l'acétone, les alcools, le chloroforme, le dichlorométhane, le diméthylacétamide, le diméthylformamide. Plus généralement, tout solvant des dérivés de celluloses qui n'est pas solvateur de la cellulose précipitée ou des matières constituants la surface à traiter est convenable pour l'application de l'invention. Les solvants présentant un faible effet gonflant des matières constituant la surface peuvent tre utilisés pour l'invention. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les solvants tels que t'eau, I'alcool, t'acétone ou les mélanges alcool/eau, acétoneleau sont avantageusement utilisés. La concentration pondérale de dérivé de cellulose dans la solution peut varier et n'est pas critique pour la mise en oeuvre de l'invention. Toutefois, cette concentration est avantageusement inférieure à la limite de solubilité du dérivé de cellulose. Avantageusement, cette concentration pondérale est comprise entre 0,1 et 200 g/l. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dérivé de cellulose est soluble dans le solvant utilisé par exemple l'eau. Cette solubilité est obtenue par traitement de la cellulose avec des agents de substitution tels que, par exemple, des agents d'esterification comme l'acide acétique ou l'anhydride acétique. Le degré de substitution qui représente le nombre de radical OH substitué par unité de cellulose, peut varier entre 0,1 et 3. De préférence, on utilisera des esters de cellulose solubles présentant un degré de substitution faible, de préférence compris entre 0,5 et 1,2. D'autres agents de substitution, comme les propionates, acétopropionates, butyrates, acetobutyrates, sulfoacétates, esters d'acides gras peuvent salement tre utilisés. Par ailleurs, il est également possible d'utiliser des dérivés de cellulose comprenant des agents de substitution tels que les carbamates ou des radicaux silylés. De manière analogue aux esters de cellulose, la liaison entre le substituant et la cellulose est rompue par modification des conditions du milieu solvant pour régénérer la cellulose et provoquer sa précipitation sur la surface à traiter. La lyse des fonctions esters, urée-carbamates ou éther silylés est obtenue par modification des conditions du milieu solvant. Un des procédés préférés est I'hydrolyse de ces fonctions par modification du pH de la solution et/ou augmentation de la température. Ce procédé préféré de l'invention n'est donné qu'à titre indicatif, la précipitation de la cellulose pouvant tre obtenue par tout autre moyen approprié tel que addition d'un non-solvant du dérivé de cellulose par exemple. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, I'agent induisant provoquant la précipitation de la cellulose est un sel provoquant la lyse de l'ester, par exemple, la désacetylation de la cellulose et donc son insolubilisation. Avantageusement ces sels comprennent d'une part un cation qui donne un sel soluble avec l'anion acétate et d'autre part un anion qui se décomposera en milieu aqueux. Comme anions préférés on peut citer à titre d'exemple, les anions carbonate, oxalate, hydrogénate, tartrate. Comme cations, on citera à titre d'exemple les alcalins et plus particulièrement le sodium. Le compose provoquant la précipitation est ajouté, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, sous forme de solution aqueuse. Avantageusement, la quantité d'agent de précipitation ajoutée est en large excès par rapport à la quantité stoechiométrique nécessaire pour déplacer les substituants fixés sur la cellulose. Ainsi le rapport molaire agent de précipitation/substituants est avantageusement supérieur à 5, de préférence supérieur à 10. Après précipitation, la surface textile traitée est séparée de la solution par tout procédé connu. Cette surface est ensuite lavée puis séchée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dérivé de cellulose peut comprendre en plus des substituants permettant de rendre soluble la cellulose et dont la liaison avec celle-ci peut tre coupée, d'autres substituants. Ce second type de substituants est lie à la cellulose par des fonctions non détruite lors de la modification des conditions de la solution pour provoquer la précipitation de la cellulose. Ainsi, ces substituants sont présents dans la cellulose déposée sur la surface à traiter. Un des rôles de ces substituants est de fonctionnaliser la cellulose pour apporter de nouvelles propriétés à celle-ci ou renforcer certaines propriétés de la cellulose. Avantageusement, des substituants sont liés à la cellulose par des fonctions éthers. A titre d'exemple de fonctionnalisation on peut citer les fonctions carboxy, carboxyalkyle, alkyle, alkylaryle, hydroxyalkyle, aryle, cationique, sulfate, sulfonate, phosphorée, nitrile. Le procédé de l'invention permet donc de modifier notamment les propriétés de surface de matière synthétique, de manière durable. Ainsi, les propriétés des surfaces textiles contenant des matières synthétiques sont modifiées, notamment le toucher de ces surfaces. Cette modification est conservée après lavage des textiles. Dans le cas des surfaces textiles contenant des fils ou fibres en polyamide, le traitement de l'invention permet également de modifier la reprise en eau notamment de la surface. D'autres détails, avantage de l'invention sont illustrés par la description détaillée d'exemples de réalisation donnés uniquement à titre indicatif, et en référence à la figure 1 annexée représentant une vue en microscopie électronique à balayage de la surface d'un film métallise à l'or, la figure 1 a correspondant à un film polyamide non traité et la figure 1 b A un film traité selon le procédé de l'invention. Les exemples ci-dessous illustrent l'utilisation d'un acétate de cellulose comme dérivé de cellulose pour le traitement de surfaces, films ou tissus, réalisées à partir de matières synthétiques telles que polyamide ou polyester. L'exemple 1 illustre la fabrication d'un acétate de cellulose soluble dans l'eau. ExemPle 1 : préparation d'un acétate de cellulose A Dans un réacteur, 340 ml d'acide acétique et 60 ml d'eau sont chauffés à 80 C, 63 grammes de triacétate de cellulose sont dissous dans cette solution acétique. Le milieu réactionnel est mélangé avec 140 ml de méthanol. Le mélange réactionnel mis sous atmosphère inerte est maintenu sous une pression autogène à 150 C pendant 4 heures. Une nouvelle addition de 100 ml de méthanol est réalisée, le mélange étant maintenue sous une mme pression et température pendant 8 heures. Après refroidissement, l'acétate de cellulose est précipitée par addition d'acétone, puis récupéré par filtration et lavage. Le degré de substitution et la masse moléculaire sont déterminés par analyse RMN du proton et chromatographie par perméation de gel. L'acétate de cellulose ainsi préparé a un degré de substitution de 0,55 et une masse molaire en poids de 14000. Le produit est soluble dans l'eau. Exemple 2 : traitement d'un film en polyéthylène téréphtalate (PET) Une solution aqueuse contenant 0,5 gel d'acétate de cellulose A est chauffée à 40 C et mélangée à volume égal avec une solution aqueuse de carbonate de sodium à 2 g/l. Un film de polyéthylène téréphtalate est immergé dans la solution ainsi préparée maintenue à 40 C sous agitation. Après 90 minutes d'immersion, le film est retiré et rincé avec de l'eau puis séché. L'hydrophilie de la surface du film est déterminée par mouillage en géométrie double-liquide. Cette méthode consiste à immerger le film dans une cuve contenant du n-octane. Une goutte d'eau est déposée sur le film. Après 3 min. on mesure l'angle forme entre la goutte d'eau et le substrat. Cet angle dépend des tensions interfaciales des 2 liquides et de l'énergie de surface du support ; il reflète donc I'hydrophilie du film. Plus I'angle est faible, plus le support est hydrophile. Un angle de 94 est mesuré sur le fil de PET traité, alors qu'une valeur de 120 est relevée sur un film non traité. Le film de PET est donc hydrophilisé par précipitation de cellulose à sa surface. Exemple 3 : traitement d'un film en polyamide 6.6. Une solution aqueuse contenant 0,5 g/l d'acétate de cellulose A, chauffée à 90 C est mélangée à volume égal, avec une solution de carbonate de sodium à 2 g/l. Un film de polyamide 6.6 est immergé dans ledit milieu maintenu à 90 C sous agitation pendant 5 minutes. Après rinçage et séchage, le film présente une hydrophilie de surface mesurée par la methode decrite à l'exemple 2, et illustrée par un angle de 54'Un angle de 84 est mesuré avec un film non traité. La figure unique qui représente une vue en microscopie électronique à balayage de la surface metallisée à l'or d'un film non traité (fig. 1 a) et du film selon l'exemple 3 (fig. 1b) illustre le d6p6t de cellulose à la surface du film traite. Ce dépôt se présente sous la forme d'une couche poreuse dont le diamètre moyen des pores est d'environ 0,5 pm. Exemple 4 : traitement d'un film PA 6.6 L'exemple 3 est répété mais en utilisant une solution de carbonate de sodium à une concentration de 8 g/l et une solution d'acétate de cellulose à 2 g/l. La température de traitement du film est de 40 C et la durée d'immersion est de 20 min. L'angle mesuré de la goutte est de 32 , le mme angle sur le film non traité étant de 84 . Exemple 5 : traitement d'un tissu en polyamide 6 De manière analogue, un milieu de traitement est obtenu par mélange à volume égal d'une solution aqueuse à 0,5 gel d'acétate de cellulose A et d'une solution aqueuse de carbonate de sodium à 2 g/l. Un tissu obtenu avec des fils en polyamide 6 est immergé dans ledit milieu maintenu sous agitation et à une température de 60 C. Le tissu est retiré après 30 minutes puis rincé et séché. L'hydrophilie de la surface textile est déterminée par la mesure du temps d'imbibition d'une goutte d'eau déminéralisée de 2 ut qui est déposée sur le tissu en atmosphère contrôlée (20 C, humidité relative 65 %). Plus ce temps est faible, plus le support est hydrophile. Un temps de 51 s est mesuré sur un tissu PA non traité, alors qu'une valeur de seulement 13 s est relevée sur le tissu traité. Ceci montre que la cellulose régénérée egalement sur le tissuen polyamide et modifie de manière substantielle son caractère hydrophile. Après lavage du tissu ainsi traité avec une lessive habituellement utilisee dans le domaine du lavage des vtements, la concentration de la lessive étant de 7 g/l, la température de lavage de 40 C et la durée de 20 minutes. Après rinçage, I'hydrophilie du tissu est à nouveau déterminée par la méthode décrite ci-dessus. A titre comparatif, un tissu non traité a été soumis au mme cycle de lavage/rinçage. Les résultats du test sont un temps de 48 s pour le tissu non traité lavé et de 26 s pour le tissu traite lavé. Ce résu) tat démontre) a persistance de 1effet du traitement après lavage. REVENDICATIONS 1.-Procédé de traitement de surfaces comprenant au moins une surface en matière synthétique, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en contact la surface avec une solution d'au moins un dérivé de cellulose, à provoquer la précipitation de la cellulose sur la surface. 2.-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dérivé de cellulose est une cellulose comprenant des substituants, dont la liaison avec la cellulose est susceptible d'tre coupée pour régénérer celle-ci. 3.-Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la liaison entre le substituant et la cellulose est coupée par une réaction de lyse. 4.-Procédé selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le degré de substitution de la cellulose par lesdits substituants est compris entre 0,1 et 3. 5.-Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le degré de substitution est compris entre 0,5 et 1,2. 6.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison entre la cellulose et lesdits substituants est une liaison ester, urée-carbamate ou éther silylee. 7.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dérivé de cellulose est choisi dans le groupe comprenant t'acétate de cellulose, le carbamate de cellulose, les celluloses silylées. 8.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution de dérivés de cellulose comprend un solvant choisi dans le groupe comprenant t'eau, les alcools, I'acetone, le chloroforme, le dichlorométhane, le diméthyl acétamide, le diméthylformamide ou leurs mélanges. 9.-Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le solvant est l'eau ou un mélange eau/alcool, eau/acétone. 10.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la concentration en dérivés de cellulose dans la solution est comprise entre 0,1 et 200 g/l. 11.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dérivé de cellulose comprend un second type de substituant lié à la cellulose par des liaisons ne pouvant tre coupées. 12-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la précipitation de la cellulose est induite par une modification de la tampérature de la solution ou suspension. 13-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la précipitation de la cellulose est provoquée par I'addition d'un compose dans la dite solution ou suspension. 14.-Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que le compose provoquant la précipitation de la cellulose est une solution d'un composé basique. 15.-Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le composé basique est choisi dans le groupe des bases, sels alcalins. 16.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mise en contact de la surface à traiter et de la solution est réalisée par immersion ou par foulardage. 17.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière synthétique est choisie dans le groupe comprenant les polyamides aliphatiques, polyamides aromatiques, polyamides semi-aromatiques, polyesters, polyamide-imide, polyimidazoles. 18.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface est un film, un tissu, un tricot, une surface non-tissée, un mat, une surface floquée, un feutre. 19.-Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la surface obtenue à partir de fils, fibres comprend des fils ou fibres en matières synthétiques et des fils ou fibres en matière naturelle et/ou artificielle. 20.-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface à traiter est écrue ou teintée. 21.-Article comprenant au moins une surface traitée selon le procédé de l'une des revendications 1 à 20.