Le coton, préparation des fibres cellulosiques à l'ennoblissement

Salut à tous! Après de longs moments passés à travailler, je reviens ENFIN sur mon blog textile... Ca va me permettre de faire quelques révisions avec vous, c'est déjà ça de pris.

Une partie qui m'avait bien plu était tout ce qui touche à l'ennoblissement du coton et autres fibres cellulosiques.

1. Qu'est-ce que l'ennoblissement?

Comme son nom l'indique, c'est l'ensemble des opérations permettant de rendre noble un textile, un fil, ou une fibre. Dans ces opérations, on retrouve:

- la préparation de la fibre avant sa teinture (ce qui nous intéresse aujourd'hui),

- la teinture ou l'impression,

- les apprêts.

2. Petite présentation des fibres de coton

Les fibres de coton sont constituées par un duvet de couleur blanche attaché aux graines du cotonnier (elle est néanmoins souvent salie par des morceaux de feuilles, parasites, etc... ce qui nécessite un nettoyage avant toute utilisation textile). Notez que le coton se cultive majoritairement dans les régions tropicales, au sud des USA (rappelez-vous de l'esclavage, les esclaves ramenés d'Afrique travaillaient au sein de champs de coton) et en Chine.

Plan de cotonnier

Le coton est une fibre naturelle, végétale, composée essentiellement de cellulose. C'est la fibre textile la plus manipulée au monde et elle représente à elle seule près de 19 million de tonnes traitées par an.

3. Morphologie des fibres de coton: la clé pour comprendre leur comportement

A/ Longueur

Les fibres de coton les plus utilisées sont des fibres appelées 'courtes' car la longueur d'une fibre se situe autour de 18 à 25mm (en Egypte, le coton peut présenter des fibres longues jusqu'à 60mm).

B/ Structure

La fibre de coton présente une forme spiroïdale, c'est à dire qu'elle dispose d'une section en forme de haricot avec un canal interne creux.

NDLR: c'est par ce canal interne que va pénétrer le bain de teinture par la suite.

Elle se décompose en trois parties:

• Ce fameux LUMEN qui constitue le canal interne de la fibre 
• La PAROI SECONDAIRE qui entoure le LUMEN, elle représente 90% du poids de la fibre. Elle se compose de 3 couches successives enroulées en spirale autour de l'axe de la fibre.
• La PAROI PRIMAIRE, qui entoure la PAROI SECONDAIRE.
• Puis la CUTICULE qui recouvre la fibre de coton. elle se compose principalement de graisses et de cires.

NDLR: la graisse n'aime pas l'eau, cette cuticule rend donc le coton hydrophobe. Il faudra l'éliminer avant de tenter quelque opération dans un milieu aqueux que ce soit...

4. Rentrons enfin dans le vif du sujet: la préparation des fibres de coton brutes

Cette préparation s'effectue en 5 étapes CRUCIALES. Si une seule n'est pas effectuée, les résultats du coton à la teinture ou au lavage risquent d'être désastreux...

A/ FLAMBAGE

B/ DESENCOLLAGE

C/ ALCALINISATION

D/ DEBOUILLISSAGE

E/ BLANCHIMENT

A/Flambage

Le but de cette opération est de 'flamber' le duvet de coton présent autour du tissu 100% coton. En effet, cela donnera un aspect plus net et propre au tissu, tout en assurant à la teinture une couleur uniforme (le duvet n'a pas la même affinité tinctoriale, c'est-à-dire qu'il n'absorbera pas la teinture de la même manière que le tissu ce qui risque de créer des différences de rendu).

Pour cela, le tissu passe dans une flambeuse, c'est à dire qu'il passe entre différents rouleaux pour qu'il soit bien tendu et qu'on le passe sous une rampe à gaz qui produit du feu sur toute la laize du tissu (sa largeur). Le tissu traité à plat, cela s'appelle également un passage "au large".

En agissant sur la puissance de la flamme ou sur sa proximité avec le tissu et sur la vitesse de passage de celui-ci, il est possible de louper son flambage ou de mettre le feu au tissu, c'est donc une opération très délicate. Une fois que le réglage est validé, il n'est plus changé pour un même tissu.

Le coton en l'état initial est brut, mais a été traité en filature (on a donc du fil de coton) et éventuellement en tissage (on a alors un tissu de coton) ou en tricot (on a alors un tricot de coton). Toujours est-il que pour ne pas casser 

B/ Désencollage

Le tissu coton a à présent une structure bien nette et n'a plus de duvet (dessus/dessous).

Lors du processus de filature et de tissage du coton, celui-ci a été recouvert de produits chimiques d'encollage permettant de lui assurer une bonne résistance mécanique lors de ces opérations (ce serait dommage que le fil casse dans la machine à tisser...). Le tissu doit donc être débarrassé de ces produits chimiques avant la teinture, il va donc passer dans un bain de désencollage (qui va également servir, suite au flambage, à refroidir le tissu pour éviter son ignition - combustion sans flamme du tissu).

Selon le produit chimique utilisé pour l'encollage (encollage amylacé = dérivés d'amidon, encollage PVA ou encollage CMC ou PAC), il faut d'abord tester le tissu pour savoir quel produit d'encollage a été utilisé (ces informations ne sont que très rarement transmises à l'ennoblisseur)...

Une fois le produit déterminé, voici les traitements à mener:

a. il s'agit d'un encollage amylacé:

Alors il faut mettre le tissu en contact avec des enzymes qui éliminent les amidons, à savoir les AMYLASES.

b. Il s'agit d'un encollage hydroculoble (PVA, CMC, PAC, etc...)

Alors il faut mettre le tissu dans un bain contenant un détergent, avec du mouillant et du dispersant, à une température de 60 à 90°C.

NDLR: Ces traitements de désencollage peuvent être menés :

- par épuisement : le tissu est mis dans son bain et il absorbe la totalité des produits chimiques,

- par imprégnation: le tissu est trempé dans un bain puis passé au foulard (compressé entre deux rouleaux) pour s’imprégner des produits chimiques.

C/ Alcalinisation

Ce procédé s'appelle également caustification ou mercerisage.

Le coton est mis en contact avec une solution alcaline (basique) diluée de soude ou d'ammoniac. Ce traitement rend la fibre de coton plus gonflante et plus résistante mécaniquement, tout en augmentant l'affinité tinctoriale (la capacité du coton à absorber le colorant).

Cette opération n'est pas obligatoire, mais elle garantit une fibre de coton de meilleure qualité pour la suite du processus.

D/ Débouillissage

Sur le tissu restent encore des graisses, cires (rappelez-vous de la cuticule)... qui rendent le coton hydrophobe  il faut les éliminer.

Comme vous pouvez vous en souvenir de vos cours de chimie de 1ère... ou pas, il est facile d'utiliser le procédé de SAPONIFICATION pour supprimer ces graisses.

En effet, GRAISSE + SOUDE --> SAVON SOLUBLE dans l'eau

Il est ensuite important de laver le tissu pour éviter que les impuretés ne se redéposent dessus, et pour éliminer le savon formé.

E/ Blanchiment

Le but de cette opération est de rendre le coton blanc, c'est à dire de supprimer ses pigments naturels jaunâtres éventuellement présents sur la fibre et les 'puces' du coton (rassurez-vous, il s'agit des petites particules foncés prises dans le coton issues de débris végétaux).

Il est possible de procéder par deux façons, ou en les utilisant l'une après l'autre:

- en utilisant de l'eau de javel (technique la moins utilisée),

- en utilisant de l'eau oxygénée en milieu alcalin(basique).

Notez que toutes ces opérations, comme tout ce qui concerne l'ennoblissement, nécessite l'utilisation de beaucoup d'eau et de produits chimiques. C'est pour cela, étant donné l'entrée en vigueur de REACH et des réglementations en faveur du respect de l'environnement, que toutes ces opérations d'ennoblissement textile ne se font plus que très rarement en Europe (beaucoup de frais dans le retraitement des eaux et le remplacement des produits chimiques par d'autres moins néfastes), mais plutôt dans les pays en voie de développement n'ayant pas encore mis en place ce type de réglementation.

Et maintenant... voici les réponses !!!

1.A/ C'est un PRIS. Le fil de trame est pris par le fil de chaîne, la duite est en-dessous de la chaîne, donc c'est une case grisée.

=

1.B/ C'est un LAISSE. La duite est au-dessus du fil de chaîne, donc c'est une case blanche.

=

2.A/  C'est une toile, de rapport d'armure 2, sans effet CH ni effet TR car il y a autant de pris que de laissés, avec un décochement de 1.

2.B/ Il y a 7 lignes et 7 colonnes, le rapport d'armure R est donc de 7.

Il s'agit d'un effet CH car il y a beaucoup plus de cases grisées que de cases blanches (on voit plus souvent la chaîne au-dessus avec les pris que la trame).

Pour un effet CH, on raisonne en vertical. Prenons le premier fil de chaîne et recherchons le décalage qu'il y a avec le deuxième fil de chaîne.

 Il y a un décochement de 5 vers le haut, donc c'est un cordon à droite.

Le décochement est >1, ce n'est donc ni un sergé ni une toile, c'est un Satin.

CONCLUSION : Cette armure est un satin de 7 effet CH, décochement de 5 et cordon à droite.

2.C/ Il y a 4 lignes et 4 colonnes, c'est donc un rapport d'armure de 4.

Il y a plus de cases blanches (laissés) que de cases grisées (pris), donc c'est un effet TR car on voit plus souvent la trame que la chaîne.

 On voit nettement une diagonale, c'est donc un Sergé.

Pour le confirmer, il faut vérifier que le décochement est de 1 entre deux fils de chaîne :

Le décochement est de +1 vers le haut, c'est donc un cordon à droite.

CONCLUSION : Il s'agit d'un Sergé de 4 effet TR avec cordon à droite.

3.A/ Sergé de 4 effet CH cordon à gauche :

• effet CH --> il y a plus de cases grisées que de cases blanches, donc le point d'accroche sera un laissé.
• Sur le premier fil de chaîne, on a (R-1)=3 pris et 1 laissé.

• Cordon à gauche --> décochement de -1 vers le bas entre le fil 1 et le fil 2.

• On continue ainsi jusqu'à avoir totalement rempli la carte.

CONCLUSION : Voici ce qu'on obtient

3.B/ Satin de 7 effet TR décochement de 3 cordon à droite.

• effet TR --> il y a plus de cases blanches (laissés) que de cases grisées (pris), le point d'accroche se fait donc en PRIS.
• effet TR --> on raisonne à l'horizontale, par rapport aux fils de trame (duites).
• sur la première duite (A), on place (R-1)=6 laissés et 1 pris.

• Décochement de 3 cordon à droite veut dire décalage de 3 cases vers la droite entre la duite A et la duite B.

• Continuer ainsi jusqu'à avoir rempli toute la carte. On obtient au final :

 

Le dernier message vous a plu ? C'est ce que nous allons voir...

Je vous propose de réaliser quelques exercices concernant les armures de base.

Je vous donnerai la correction d'ici quelques jours... alors patience !

1. Expliquez comment sont entrecroisés le fil de chaîne et la duite pour chaque cas.

A/

B/

2. Donnez le nom complet de l'armure (avec le raccord d'armure R, l'effet CH ou TR, le décochement et le cordon à gauche ou à droite).

A/ 

B/ 

C/ 

 3. Construisez les armures suivantes sur les modèles proposés:

A/ Sergé de 4 effet CH cordon à gauche.

B/ Satin de 7 effet TR décochement de 3 cordon à droite.

Bon courage !!!!

Chaîne et Trame, armures de base

CHAINE ET TRAME = TISSU

Un tissu est un entrecroisement de fils de Chaîne (appelés fils) et de fils de Trame (appelés duites).

Le fil de chaîne se trouve toujours dans le sens de la longueur du tissu,

La duite se trouve toujours dans la largeur du tissu.

Selon le mode d'entrecroisement des fils de chaîne et des fils de trame, il existe donc différents types de tissus qu'on appelle des ARMURES.

 1. Comment représenter une armure ? 

Si le fil de chaîne est au-dessus de la trame, c'est un "pris" (le fil de trame est pris).

=

Si la duite est au-dessus du fil de chaîne, c'est un "laissé" (le fil de trame est laissé).

=   

 Le rapport d'armure R est l'unité de répétition en nombre de duites x nombre de fils qu'on peut constater dans le tissu.

Effet chaîne ou effet trame ?

• Une armure est à effet chaîne si on voit plus les fils que les duites = si il y a plus de pris que de laissés (l'armure est visiblement plus noire que blanche).
  Effet chaîne --> le point d'accroche se fera en laissé (case blanche).

• Pour l'effet trame, c'est le raisonnement inverse. On voit plus la trame que la chaîne, il y a plus de laissés que de pris (plus de cases blanches que de noires).
  Effet trame --> le point d'accroche se fera en pris (noir).

Décochement : Le décochement correspond au décalage du point d'accroche entre 2 fils.
 Voir formation d'un sergé de 3 effet chaîne.

Cordon à droite ou à gauche ? 

Cordon à droite --> décochement vers le haut ou vers la droite,

Cordon à gauche --> décochement vers le bas ou vers la gauche.

Il existe trois armures fondamentales : la TOILE, le SERGE et le SATIN. 

Pour ces tissus, le rapport d'armure R est carré (nombre de duites = nombre de fils de chaîne), on dit alors que c'est un sergé de 3 (rapport d'armure 3x3) par exemple.

2. La Toile : c'est l'armure fondamentale la plus simple.

   

Rapport d'armure R = 2 (2 fils de chaîne pour 2 fils de trame),

décochement de 1,

autant de pris que de laissés, donc on ne parle ni d'effet chaîne ni d'effet trame.

        

Caractéristiques d'une toile :

• pas d'endroit ni d'envers car même aspect sur les deux faces,
• les fils sont très sollicités (changement de direction à chaque fois), donc une bonne toile nécessite des fils de duite et de trame de bonne qualité,
• si fils de bonne qualité, c'est l'armure la plus solide car il  n'y a pas de flottés (alternance à l'infini de pris/laissé),
• si les fils de chaîne ont un titre équivalent aux duites, le nombre de duites=nombre de fils.

Les différents types de toiles :

• la flannelle,
• le batiste,
• le taffetas = toile réalisée avec de la soie,
• le chambray= chaîne teinte en indigo (bleue), trame écrue (non teinte),
• la popeline = toile pesant aux alentours de 70g/m2 (très légère).

3. Le Sergé : Un sergé a un rapport d'armure R au minimum de 3, il a toujours un décochement de 1.

•  Sergé de R effet Chaîne : (R-1) pris et 1 laissé sur le premier fil de chaîne, décochement de 1
• Sergé de R effet Trame : (R-1) laissés pour 1 pris sur le premier fil de chaîne, décochement de 1. 

A/ Réalisation d'un sergé de 3 effet Chaîne :

• Rapport d'armure carré de 3 --> 3 fils de chaîne et 3 fils de trame (numéroter les fils comme suit).

• 3-1 = 2 pris et 1 laissé sur le premier fil de chaîne (fil 1) :

• Décochement de 1, cordon à droite (progression de +1 vers le haut) :   

• Décochement de 1, cordon à droite (progression de +1 vers le haut) :

Pour un décochement à gauche, nous aurions pris un progression de -1 vers le bas.

Caractéristiques d'un sergé :

• effet de diagonale, présence de flottés (dans l'exemple, flottés chaîne car deux carrés pris à la suite),
• face endroit différente de la face envers,
• présente un certain relief.

Les différents types de sergés :

• le Denim = sergé avec chaîne teinte indigo (bleue) et toile écrue.

 3. Le Satin :Contrairement à ce qu'on pourrait croire, le satin n'est pas une fibre mais bien une armure du tissu, qu'on peut réaliser avec n'importe quels fils.


Le satin est une armure à décochement>1. 
Pour un satin de R (rapport d'armure), le décochement peut être égal à tout nombre premier<R sauf 1 et R-1.

ATTENTION ! Contrairement au sergé où l'on réalise le décochement toujours en vertical, le satin réalise le décochement à l'horizontale pour un effet trame et à la verticale pour un effet chaîne. 

 A/ Réalisation d'un satin de 5 effet TRAME cordon à gauche :

•  Satin de 5 --> 5 duites et 5 fils de chaîne, numérotées comme suit :

• R = 5 donc il existe comme nombres premiers 1, 2, 3. Or, 1 est impossible (décochement du sergé), donc on peut faire un décochement de 2 ou de 3. 

Choisissons un décochement de 2 pour cet exemple.

• Effet trame --> R-1 = 4 laissés pour 1 pris sur la première duite A  (on raisonne à l'horizontale).

•  Cordon à gauche et décochement de 2 --> décalage de -2 vers la gauche sur la duite B.

•  Et on continue ainsi jusqu'à la fin de la carte.

Caractéristiques d'un satin :

• fluide, lisse, doux et brillant,
• l'endroit est différent de l'envers,
• un seul point d'accrochage par fil de trame et par fil de chaîne,
• il y a de grands flottés (ici de la trame) et peu de points d'accroche,
• la surface est plus plate, c'est pourquoi la lumière s'y reflète mieux (effet brillant).
  

Avez-vous la fibre textile ?

PRODUIT TEXTILE : surface composée de fibres.

FIBRE : C'est un produit avec la dimension de longueur beaucoup plus élevée que les dimensions transversales (diamètre, surface ).

FILAMENT : Fibre très fine et très longue (longueur > à quelques centimètres).

TITRE : c'est l'une des caractéristiques d'une fibre textile.

Titre =masse/longueur (valeur sans unité). 

"Combien de fois j'ai la longueur de base pour atteindre la masse de base ?"

Plus le titre est grand, plus la fibre est lourde, dense, épaisse.

L'unité du titre est le TEX = nombre de grammes pour 1 km de fibre.

--> Une fibre de 5 tex pèse 5grammes pour 1km de fibre.

Il existe aussi le dTex = décitex = nombre de grammes pour 10 km de fibre,

                        kTex = kilotex = nombre de grammes pour 1 m de fibre.

Pour le commerce de la soie, on utilise le Denier = nombre de grammes pour 9000 m de fibre.

--> 1 Denier = 9 tex.

NUMERO : c'est le rapport inverse du titre, c'est à dire : longueur/masse.

"Combien de fois j'ai la masse de base pour atteindre la longueur de base ?"

Plus le numéro est élevé plus la fibre est légère, fine.

Il existe plusieurs unités pour exprimer le titre ou le numéro d'une fibre ou d'un fil, selon le pays ou l'usage.

Nm = Numéro métrique = Nombre de km de fibre pour atteindre un poids de 1kg.

--> Nm 20 = 20 km de fibre sont nécessaires pour atteindre un poids de 1 kg.

Nf = Numéro Français = Nombre de km de fibre pour atteindre 500g.

Ne = Nec = Numéro Anglais ou English Count, utilisé pour le coton.
Nec = Nombre de fois 840 yards pour atteindre le poids d'1 livre ( 1 yard = 0,914 m et 1 livre = 1 lb = 453,6g ).

Nw = utilisé pour la laine peignée (wool) =  nombre de fois 560 yds pour une livre de fibre.

Ny = utilisé pour la laine cardée = nombre de fois 256 yds pour une livre de fibre.

Nlea = utilisé pour le lin = nombre de fois 300 yds pour une livre de fibre.