Le CETI explore le potentiel du filage humide
La transformation de polymères naturels issus de sous-produits agricoles et textiles en nouvelles fibres textiles offre des perspectives passionnantes, mais pose également des défis technologiques de taille. Grâce à ses capacités de filage humide, le CETI soutient le développement de nouveaux filaments d’origine biologique, en aidant ses partenaires à évaluer la filabilité des polymères, à optimiser les conditions de traitement et à affiner les formulations des bains de filage.
Les installations de filage humide à l'échelle laboratoire du CETI permettent d'évaluer des formulations polymères innovantes et d'optimiser les conditions de mise en œuvre pour le développement de nouveaux filaments textiles.
Filage humide : de nouvelles perspectives pour les polymères naturels
Alors que l'industrie textile recherche des alternatives aux fibres synthétiques d'origine fossile, les polymères naturels issus de résidus agricoles, de déchets textiles et d'autres ressources de biomasse sous-exploitées suscitent un intérêt croissant.
La cellulose et les protéines telles que la kératine offrent des perspectives intéressantes pour le développement de nouveaux matériaux textiles. Cependant, contrairement à de nombreux polymères thermoplastiques classiques, ces matériaux ne peuvent généralement pas être transformés par filage à l'état fondu sans subir de dégradation.
Le filage humide offre une autre méthode pour transformer ces polymères en filaments continus.
Dans ce procédé, une solution de polymère, communément appelée « bain de filage », est extrudée à travers une filière dans un bain de coagulation, où le polymère se solidifie pour former des filaments. Les étapes de traitement suivantes peuvent inclure le lavage, l'étirage et le séchage afin d'obtenir les propriétés requises pour les fibres.
Bien que le principe soit bien établi, la filation réussie de polymères naturels non conventionnels reste un défi complexe, qui nécessite un ajustement minutieux tant de la formulation de la solution de filage que des conditions de traitement.
Des solutions polymères aux filaments continus : l'expertise du CETI en matière de filage humide
Au CETI, des installations de filage par voie humide à l'échelle du laboratoire et à l'échelle pilote sont utilisées pour étudier la faisabilité de la transformation de solutions de polymères naturels en filaments textiles.
Le principal défi ne consiste pas simplement à extruder une solution polymère, mais à obtenir une formation de filaments stable et reproductible tout en améliorant progressivement la qualité et les performances des fibres.
La composition de la matière première destinée au filage et les conditions de traitement sont étroitement liées. La concentration en polymère, la viscosité, l’homogénéité et la stabilité de la solution peuvent fortement influencer le comportement à l’extrusion, la coagulation et la formation des filaments.
Grâce à des essais expérimentaux de filage, les experts du CETI évaluent le comportement de différentes formulations dans les conditions de transformation et identifient les facteurs qui limitent leur filabilité.
Ces résultats fournissent des informations précieuses aux partenaires du projet chargés de la préparation des polymères et de la formulation des solutions de filage, ce qui les aide à affiner leurs formulations afin de mieux répondre aux exigences de l'procédé de filage.
Parallèlement, le CETI étudie l'influence des principaux paramètres de traitement, notamment les conditions d'extrusion, la coagulation et l'enroulement des filaments, afin de déterminer les plages de fonctionnement appropriées.
Cette approche itérative associe des ajustements de formulation et l'optimisation de l'procédé , chaque campagne expérimentale contribuant à une meilleure compréhension des relations entre les caractéristiques des polymères, le comportement lors du filage et les propriétés des filaments.
L'objectif est d'identifier progressivement les formulations et les conditions de traitement compatibles qui permettent une production fiable de filaments et favorisent la poursuite du développement des matériaux.
Deux projets collaboratifs consacrés au filage humide de la cellulose et de la kératine
OZOCELL : étude du filage humide de la cellulose issue du lin oléagineux
Le projet OZOCELL porte sur la valorisation de la cellulose extraite de la paille de lin oléagineux, un sous-produit agricole présentant un potentiel pour le développement de nouveaux matériaux textiles d'origine biologique.
Ce projet explore une voie alternative de traitement de la cellulose faisant appel à un traitement à l'ozone, dans le but de mettre au point des filaments sans recourir à certains des produits chimiques dangereux associés à la production conventionnelle de viscose.
Dans le cadre de ce projet collaboratif, le CETI se concentre sur l'évaluation du comportement au filage humide des formulations à base de cellulose mises au point par ses partenaires.
Les essais expérimentaux visent à évaluer leur aptitude à la formation de filaments, à identifier les difficultés de mise en œuvre et à étudier l'influence des conditions de filage sur la stabilité et la qualité des filaments.
Les observations recueillies au cours de ces essais fournissent des informations techniques qui permettront d'orienter les ajustements ultérieurs de la formulation de la pâte de filage.
Le développement de la formulation et l'optimisation du filage se poursuivent, dans le but d'améliorer progressivement la stabilité de l'procédé e et les caractéristiques des filaments.
KEWOOL : étude de la filabilité de la kératine issue de la laine
Le projet KEWOOL étudie la valorisation de la kératine issue de ressources lainières sous-exploitées, dans le but de développer de nouveaux filaments textiles à base de protéines.
La kératine pose des défis particuliers dans le cadre du filage humide, notamment parce que les caractéristiques et la stabilité de la solution polymère peuvent fortement influencer la formation des filaments et les propriétés ultérieures des fibres.
Dans le cadre de ce projet, le CETI apporte son expertise en matière de filage humide afin d'évaluer la transformabilité des formulations à base de kératine et d'identifier les conditions nécessaires à la formation de filaments.
Les essais en laboratoire visent à étudier le comportement des solutions de filage lors de l'extrusion et de la coagulation, ainsi que l'influence des paramètres de traitement sur la formation et la stabilité des filaments.
Les résultats sont communiqués aux partenaires chargés de mettre au point les formulations de polymères, ce qui leur fournit des indications pour procéder à de nouveaux ajustements visant à améliorer leur aptitude au filage humide.
Comme pour OZOCELL, l'optimisation de la formulation et de l'procédé e se poursuit, les travaux expérimentaux visant à surmonter les difficultés liées au filage et à améliorer progressivement la qualité des filaments.
Une approche itérative alliant souplesse expérimentale et partage des connaissances
Le développement de fibres à partir de polymères naturels non conventionnels suit rarement un parcours sans embûches.
Une formulation qui semble adaptée au vu de ses caractéristiques initiales peut néanmoins poser des difficultés lors de l'extrusion, de la coagulation ou de la manipulation des filaments. À l'inverse, des essais expérimentaux peuvent mettre en évidence des comportements de mise en œuvre prometteurs, qui contribuent à orienter les développements ultérieurs.
C'est là que la combinaison des capacités d'essais à l'échelle pilote et de l'expertise technique du CETI apporte une valeur ajoutée particulière.
Plutôt que de se contenter d'exécuter une série d'essais prédéfinis, les experts du CETI analysent les observations expérimentales, étudient les limites de traitement et adaptent les paramètres de fonctionnement en fonction des résultats obtenus.
Chaque essai, qu'il soit concluant ou non, permet de mieux comprendre le matériau et aide à définir les prochaines étapes pour améliorer la filabilité.
Grâce à des échanges permanents avec nos partenaires en formulation, ces résultats permettent d'orienter les ajustements apportés aux matériaux et de sélectionner progressivement les combinaisons de formulation et de procédés les plus prometteuses.
Cette approche collaborative permet aux partenaires de tirer profit non seulement des résultats expérimentaux, mais aussi d'une meilleure compréhension du comportement de leurs matériaux lors de la transformation textile.
Le CETI intervient ainsi en tant que partenaire de co-développement technologique, contribuant à combler le fossé entre les formulations polymères innovantes et leur transformation potentielle en fibres textiles.
Vers de nouvelles perspectives pour les matériaux textiles d'origine biologique
Le filage humide offre des perspectives prometteuses pour le développement de fibres textiles innovantes à partir de polymères naturels qui ne se prêtent pas aux technologies classiques de filage à l'état fondu.
Les projets OZOCELL et KEWOOL illustrent la diversité des ressources pouvant être exploitées, de la cellulose agricole aux protéines issues de la laine.
Bien que les travaux de mise au point des formulations et des procédés soient toujours en cours, ces projets contribuent à acquérir les connaissances nécessaires pour évaluer la faisabilité technique de nouvelles solutions à base de fibres d'origine biologique.
Au-delà de la démonstration de la filabilité, les développements futurs devront porter sur les propriétés des filaments, la reproductibilité de l'procédé , la productivité et les exigences des applications textiles en aval.
En associant le filage humide en laboratoire et à l'échelle pilote à son expertise plus large en matière de traitement des textiles et de caractérisation des matériaux, le CETI aide ses partenaires à passer de formulations polymères expérimentales à des voies de développement de fibres techniquement viables.
Développez-vous des polymères innovants ou de nouveaux matériaux d'origine biologique pouvant trouver des applications dans le secteur textile ?
Le CETI peut aider à évaluer leur aptitude au filage humide, à analyser les difficultés liées à leur mise en œuvre et à identifier les possibilités d'amélioration de ces fibres.
Contactez notre équipe pour découvrir comment l'expertise de CETI en matière de filage humide peut vous aider dans votre prochain projet d'innovation en matière de matériaux.
