Selon le dictionnaire Larousse, est dit textile (du latin textilis, tissé) ce qui est constitué de, ou peut-être divisé en fibres propres à faire des étoffes.

Un textile est donc un matériau dont on peut faire des fils ou des fibres susceptibles d'être tissés.

La laine, le chanvre, le lin, le coton, la soie par exemple sont des textiles naturels d'origine animale ou végétale ; la viscose, l'acétate de cellulose, …. sont des textile d'origine artificielle (obtenus par traitement chimique d'une substance naturelle) ; les fibres en polyesters, en polyamides, en acrylique constituent des textiles synthétiques.

On s'intéressera ici à deux textiles naturels, la laine et le coton.

2) La laine :

2-1) Origine :

Le mot français vient du latin lana

C'est l'une des premières fibres, utilisée par l'homme il y a plus de 5000 ans ; c'est un matériau d'origine animale.

- La laine commune ou ordinaire provient du mouton dont on recueille la toison au printemps.

- La laine dite mérinos, prélevée sur des moutons de la race du même nom (moutons d'origine espagnole), est très appréciée par sa finesse. Elle vient en très grande partie d'Australie ou de Nouvelle Zélande

D'autres animaux fournissent aussi des fibres appelées laines généralement de qualité supérieure à celle de la laine ordinaire :

- Le cachemire, l'une des plus précieuses laines, provenant de chèvres de la province du Cachemire (nord du Cachemire indien à l'extrême est du Tibet chinois).

- Le mohair provenant de chèvres de la région d'Ankara (Turquie).

- L'angora, laine haut de gamme, provenant de lapins albinos ou lapins angora, à poils longs dus à une mutation génétique.

- L'alpaga, fibre de très haut de gamme, provenant des poils d'un camélidé "cousin" du lama, l'alpaga mais plus petit et élevé notamment au Pérou. C'est ce pays qui fournit près de 80% de cette laine dans le monde.

- Les poils de chameau, une fibre généralement plus grossière que la laine ordinaire.

2-2) Traitement des laines après tonte :

Plusieurs opérations sont nécessaires avant d'obtenir la fibre prête à être tissée ; ce que nous allons dire concerne surtout la laine commune.

- Le triage : on sépare la toison, obtenue d'un seul tenant, en différentes fractions dépendant de l'emplacement qu'elles occupaient sur l'animal ; la laine provenant des flancs et des épaules est la meilleure ; celle provenant de l'arrière train, la moins bonne.

- Le trempage : on plonge la toison dans l'eau pour enlever la terre et différents débris végétaux.

- Le dégraissage : on enlève partiellement le suint qui est la graisse qui imprègne la toison des moutons dans le poids de laquelle elle entre pour 25 à 60% selon les races (annexe 1) ; cette opération nécessite l'utilisation d'eau chaude (environ 50°C) et de savons ou de tensio-actifs.

- Le rinçage : on la trempe plusieurs fois dans de l'eau claire.

- Le séchage : s'effectue à l'air et à l'ombre.

- Le cardage : sert à démêler et à aérer la laine brute, surtout pour les fibres courtes (laine commune ou laine mérinos), en la faisant passer sur des tambours parsemés de pointes très fines en acier, qui tournent à grande vitesse. Souvent on a imprégné au préalable la laine d'une émulsion d'huile et d'eau qui va faciliter l'opération, c'est l'ensimage.

- Le peignage s'effectue surtout sur les fibres longues (mohair, alpaga) pour obtenir des fibres lisses, alignées parallèlement comme cela se fait pour des cheveux longs. On utilise pour cela des peignes à dents assez longues et moyennement serrées.

- Le filage est l'opération consistant à obtenir des fils à partir de la laine cardée ou peignée. Autrefois on utilisait un fuseau ou un rouet qui en faisant tourner et en étirant les fibres permettaient de les lier pour donner des fils résistants. Dans les filatures industrielles le principe est le même mais on utilise des machines automatisées.

Les fils peuvent ensuite être tissés pour former des étoffes.

2-3) Nature chimique de la laine :

La laine est essentiellement formée de kératine dure, une protéine fibreuse (ou scléroprotéine), élément de structure des phanères (poils, cheveux, plumes, ongles, griffes, sabots, becs, cornes, écailles) chez les animaux.

Son rôle est d'assurer une protection de l'animal vis-à-vis de son environnement naturel ; elle résiste donc bien aux agents chimiques et enzymatiques. Elle contribue aussi à sa régulation thermique.

2-3-1) Structure morphologique :

On peut en simplifiant considérer qu'une fibre de laine est un cylindre de 20 microns environ de diamètre et 4 à 6 cm de long, formé de 3 couches concentriques qui sont, en allant de l'extérieur vers l'intérieur, la cuticule, le cortex, la moëlle.

- La cuticule représente de 7 à 10% de la masse d'une fibre ; elle est constituée d'écailles, assemblées à la façon des tuiles d'un toit, qui protègent entièrement la fibre. A noter que ces écailles se recouvrent sur une longueur d'environ 1μm alors que dans les cheveux et les poils qui ont une structure tout à fait comparable ce chevauchement n'est qu'environ 0,5 μm.

La cuticule est composée de plusieurs éléments ayant des rôles différents :

v Une couche kératinisée, élément de soutien

v Une membrane majoritairement constituée d'acides gras qui vont donner à la cuticule son caractère hydrophobe.

C'est la structure en écailles de la cuticule qui est responsable des bouloches de la laine (les écailles s'accrochent les unes aux autres lorsqu'on frotte la surface de la fibre). On peut diminuer ce phénomène en enduisant la fibre d'une résine qui rend sa surface lisse.

- Le cortex constitue l'essentiel de la fibre (87% environ) ; il est formé de cellules organisées de la manière suivante :

v l'élément de base est la kératine, une protéine enroulée en hélice α.

v Deux de ces hélices sont regroupées pour former un protofilament lui-même enroulé en hélice.

v Trois protofilaments s'agrègent pour donner une protofibrille.

v Trois protofibrilles se torsadent pour donner une microfibrille. Autour de chaque microfibrille il y a un ciment riche en cystéine (un acide aminé soufré) ; les microfibrilles elles-mêmes étant pauvres en soufre.

v 600 à 700 microfibrilles se réunissent pour former une macrofibrille.

v Une cellule corticale contient 6 à 8 macrofibrilles.

- La moëlle qui n'existe que dans les fibres épaisses est constituée de cellules sans noyau servant à combler l'espace central vide éventuel de la fibre. Elle n'est pas la bienvenue dans l'industrie lainière car elle renforce l'hétérogénéité de la fibre ce qui rend sa teinture difficile.

Remarque : Bien que représentant moins que 5% de la masse totale de la fibre, il ne faut pas oublier un composé important qui est le liant entre les cellules de la cuticule, entre celles du cortex et entre les cellules de la cuticule et du cortex ; c'est le complexe cellulaire membranaire (CMC)

2-3-2) Composition chimique :

On trouve 17 à 18 acides aminés parmi les 20 naturels qui forment 170 protéines différentes réparties non uniformément le long d'une fibre :

Alanine, Arginine, Acide aspartique, Acide glutamique, Cystéine, Glutamine, Glycine, Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Méthionine, Phénylalanine, Proline, Sérine, Thréonine, Tyrosine, Valine.

On examine les compositions des différentes parties de la fibre :

- La cuticule : on peut distinguer 3 parties qui présentent des compositions chimiques différentes

* La face externe appelée épicuticule est une fine membrane protéinique (environ 10% de la cuticule) qui entoure chaque écaille de la cuticule et sur laquelle des acides gras, notamment l'acide 18-méthyleicosanoïque

METHYLEICOSANOIQUE

s'accrochent par liaisons covalentes. Ces acides gras confèrent à la cuticule son caractère hydrophobe.

* La partie intermédiaire est appelée exocuticule et représente environ 60% de la cuticule. On constate une forte concentration en cystéine, un acide aminé contenant du soufre. Des ponts disulfures se forment entre les molécules de cystéine, assurant un maintien de la structure et une grande résistance aux traitements chimiques et enzymatiques. Une analyse plus fine de l'exocuticule fait apparaître deux zones, celle en contact avec l'épicuticule est plus riche en soufre que celle en contact avec l'endocuticule.

* L'endocuticule, environ 30% de la cuticule ; elle est en contact avec l'exocuticule et est moins résistante que celle-ci aux agressions chimiques et enzymatiques car moins riche en cystéine donc en ponts entre les chaînes peptidiques.

(extrait de la thèse de doctorat présentée par Frédérique Salpin le 14 mars 2008 université Pierre et Marie Curie)

- le cortex :

Une fibre de laine est naturellement bouclée ; cette propriété mécanique est liée à la structure chimique du cortex qui n'est pas uniforme. On peut considérer en reprenant le schéma morphologique exposé plus haut, qu'en coupant le cylindre matérialisant la fibre par un plan contenant l'axe de ce cylindre, on délimite deux hémicylindres, le paracortex et l'orthocortex de composition chimique différente. La fibre étant vrillée, le paracortex est à l'intérieur de la vrille et l'orthocortex à l'extérieur.

Le paracortex est plus riche en glycine, tyrosine, et cystéine que l'orthocortex ; les ponts disulfures y sont donc plus nombreux, la structure plus rigide.

Ces deux parties n'ayant pas la même souplesse (à l'image d'un bilame), la fibre se vrille :

- Le complexe cellulaire membranaire :

Il s'agit d'un ciment formé d'un matériau protéique très pauvre en ponts disulfures donc non kératineux entouré de lipides associés à deux membranes cellulaires.

C'est un liant intercellulaire.

2-3-3) Les différentes liaisons dans une fibre de laine :

Dans tout édifice moléculaire les interactions, qu'elles soient inter ou intramoléculaires, déterminent certaines de ses propriétés et en particulier ses caractéristiques physiques et mécaniques.

Dans une fibre de laine dont la morphologie révèle la complexité de sa structure il existe des interactions que le schéma suivant résume (extrait de la thèse de doctorat présentée par Frédérique Salpin le 14 mars 2008 université Pierre et Marie Curie) :

- Les ponts disulfures se forment entre deux groupements –SH de deux molécules de cystéine de la protéine ; ces groupements peuvent appartenir à des molécules appartenant à une même chaîne ou à des chaînes différentes. Le dimère ainsi formé par oxydation s'appelle cystine. Cette liaison est forte et rigidifie la fibre par la création d'un réseau tridimensionnel compact qui lui confère une grande stabilité (insolubilité dans les solvants habituels et résistance aux principaux agents chimiques).

La présence de ces nombreux ponts disulfures entre les chaînes de peptides qui rendent sa structure complexe et qui jouent un rôle important dans les propriétés mécaniques de la laine, différencie cette fibre d'une autre fibre naturelle de nature protéinique, la soie.

- Les liaisons isopeptidiques sont aussi des liaisons covalentes donc fortes et se forment, par exemple, entre le groupement carboxyle latéral de l'acide aspartique et le groupement amine latéral de la lysine (formation d'un amide).

- Les liaisons ioniques également fortes entre deux groupements ioniques voisins ; l'acide aspartique et la lysine qui peuvent réagir nous venons de le voir en donnant une liaison isopeptidique peuvent aussi suivant les conditions de pH donner une liaison ionique.

- Des liaisons hydrogène, plus faibles, par exemple entre l'hydrogène de la fonction alcool de la sérine ou de la thréonine et l'oxygène d'un groupement –C=O de la glutamine.

- Des interactions hydrophobes entre chaînes latérales hydrocarbonées donc non polaires.

2-4) Conductivité thermique, Hygrométrie, élasticité :

Ses structures chimique et morphologique donnent à la laine, différentes caractéristiques physiques et mécaniques qui justifient ses utilisations et conditionnent son comportement lors des traitements qu'elle subit.

2-4-1) Conductivité thermique

La conductivité thermique est une grandeur physique qui traduit l'aptitude d'un matériau à conduire la chaleur. Elle s'exprime en W.m^-1.K^-1 (Watt par mètre et par Kelvin ou par °C).

Plus le chiffre qui exprime cette grandeur est faible et plus le matériau est un bon isolant thermique.

La laine a une conductivité thermique de 0,045 W.m^-1.K^-1 à 20°C ce qui est une valeur faible. On comprend alors pourquoi les vêtements en laine "tiennent chaud en hiver" ; en effet la chaleur dégagée par le corps n'est pas facilement évacuée et reste au contact de la peau.

Cela explique aussi pourquoi on l'utilise parfois pour isoler certains bâtiments ; elle est à peine moins performante que la laine de verre, la laine de roche ou le liège qui ont une conductivité thermique d'environ 0,040 W.m^-1.K^-1 à 20°C.

C'est sa structure qui explique cette propriété ; en effet sa morphologie fait qu'il y a beaucoup d'air emprisonné (sa masse volumique est d'environ 20kg.m^-3) et l'air a d'excellentes propriétés isolantes (0,026 à W.m^-1.K^-1 à 20°C et une pression de 100kPa).

2-4-2) Hygrométrie

La laine peut absorber une grande quantité d'humidité atmosphérique sans que celle-ci soit perceptible au toucher, entre 16 et 18% de sa masse soit deux fois plus que le coton (entre 8 et 9%).

A noter que cette humidité absorbée diminue sensiblement son pouvoir isolant de la chaleur car l'eau a une conductivité thermique d'environ 0,6 W.m^-1.K^-1 à 20°C.

2-4-3) Elasticité – Résistance :

L'élasticité est la propriété qu'à une fibre de reprendre sa forme initiale après compression ou étirement. Pour la laine, on peut la considérer comme bonne à la compression, beaucoup moins à l'étirement.

On a une idée de la résistance d'une fibre en mesurant l'allongement de rupture. Il est pour la laine d'environ 20 à 30% de sa dimension primitive.

2-5) Teinture de la laine :

La laine prête à l'usage est, comme il a été dit, de nature protéinique.

Remarque : La présence d'une faible quantité d'acides gras au niveau de la cuticule aurait tendance à lui donner un caractère un peu hydrophobe qui n'est pas favorable à la teinture (qui se fait en phase aqueuse).

Les principales méthodes de teinture qui peuvent assurer la fixation des colorants sur les protéines font appel :

Aux colorants acides
Aux colorants à mordant
Aux colorants métallifères
Aux colorants réactifs

En annexe figurent des exemples pour chacune de ces catégories (Annexe 5).

LAINE2

La laine ne peut se teindre à froid mais à température modérée (50°C) ou à température plus élevée mais à condition d'y parvenir très progressivement sous peine de feutrage.

C'est pourquoi on ne peut pas utiliser des colorants développés qui mettent en jeu des procédés à froid (diazotation, copulation).

D'autre part, on ne peut pas, en principe, mettre en jeu des colorants de cuve et des colorants au soufre car les pH trop élevés altèrent la laine et, en outre, le procédé se fait le plus souvent à chaud. Cependant en opérant dans des conditions minimum de pH et de température, on peut teindre la laine avec l'indigo.

Remarque :

Un traitement de la laine que le teinturier réalise (il est indépendant de la teinture proprement dite) est la protection des laines contre les mites. On sait que les larves que les mites adultes déposent sur les laines se nourrissent de la kératine de celles-ci. Ces larves ont en effet une enzyme (une protéase) leur permettant de couper les chaînes de kératine.

Un des biocides qui a été utilisé est le sulcofuron (mitin FF), un insecticide de la famille des urées substituées qui inhibe la synthèse de l'enzyme.

3) Le coton :

3-1) Généralités :

Le mot coton vient de l'arabe "qtoun" via l'italien "cotone" ou le castillan "algodon".

C'est une fibre végétale provenant du cotonnier, un arbuste de la famille des Malvacées et du genre Gossypium qui pousse dans les régions tropicales ou subtropicales arides.

Pouvant atteindre dix mètres de haut, mais souvent limité à 1,5 mètre pour faciliter la récolte, cet arbuste a une floraison annuelle et une durée de vie d'environ dix ans ; ses fleurs blanches ou jaunes à cinq pétales donnent des capsules qui lorsqu'elles s'ouvrent libèrent des graines entourées d'une multitude de fibres blanchâtres et soyeuses de 2 à 7 centimètres de long selon les variétés.

En 2010-2011 la production mondiale de coton s'est élevée à environ 25 millions de tonnes dont 26% en Chine, 22% en Inde, 16% aux Etats-Unis …

Connu en Egypte depuis 14000 ans et cultivé en Inde depuis plus de 3000 ans, le coton a fortement marqué l'histoire des relations entre les Britannniques et les Indiens ; c'est en grande partie à lui qu'est due la conquête de l'Inde par les Britanniques.

3-2) Structure d'une fibre de coton :

Une fibre de coton se présente sous forme d'un ruban plutôt plat, torsadé, creux, donc spiroïdal (sa section droite est en forme de haricot), de quelques centimètres de long.

On peut schématiser ainsi son organisation en donnant, pour simplifier, une représentation cylindrique de cette fibre:

POILDECOTON

En allant de l'extérieur vers l'intérieur,on distingue :

- Une cuticule formant un film protecteur ; c'est un édifice complexe formé de cutine et de cires.

* La cutine est un assemblage d'hydroxyacides gras comme

· l'acide 16-hydroxypalmitique

· l'acide 9,16-dihydroxypalmitique

· l'acide 10,16-dihydroxypalmitique

1016hydroxypalmitique

· l'acide 18-hydroxyoléique

· l'acide 9,10,18-trihydroxystéarique

91018trihydroxystéarique

· l'acide 9,10-époxy-18-hydroxystéarique

Des estérifications intermoléculaires conduisent à un maillage tridimensionnel imperméable à l'eau et légèrement perméable aux gaz qui peut se fermer plus ou moins suivant la sécheresse et limiter ainsi la transpiration en empêchant une perte d'eau excessive.

* Les cires forment un dépôt sur ou dans la cutine ; ce sont des cérides c'est-à-dire des esters d'acides gras à longue chaîne comme par exemple l'acide palmitique

avec des alcools gras à longue chaîne comme l'alcool cétylique

Un exemple de céride étant le palmitate de cétyle

Le rôle de ces cires totalement imperméables à l'eau et aux gaz est aussi de limiter la transpiration de la plante.

- Une paroi primaire qui constitue la gaine de la fibre ; d'épaisseur environ 0,1µm elle est formée de cellulose, de cires, de lipides et de pectines.

* La cellulose est le polymère le plus abondant sur terre ; présente dans la fibre de coton, elle est aussi le principal constituant de la paroi cellulaire des plantes et du bois et représente à peu près 50% de la biomasse.

C'est une macromolécule formée de cycles enchaînés linéairement, c'est-à-dire environ 500 à 5000 unités monomères de glucose reliées les unes aux autres par des liaisons β-1,4-glycosidiques ; le motif est un motif de cellobiose :

CELLOBIOSE

En représentation de Haworth :

CELLOBIOSEHAWORTH

La flexuosité de chaque chaîne est limitée par des liaisons hydrogène internes :

Les différentes chaînes placées côte à côte sont liées par de nombreuses liaisons hydrogène ce qui donne à ce matériau une très grande rigidité et qui explique qu'elle est la substance de soutien (parois) des cellules jeunes des végétaux :

Outre la rigidité, ces nombreuses liaisons hydrogène confèrent aux fibres de cellulose d'autres caractéristiques, comme le fait qu'elles soient difficilement solubles car il est difficile de rompre toutes ces liaisons, difficilement fusibles car la température nécessaire à la rupture de toutes ces liaisons est supérieure à celle nécessaire à la rupture du cycle glucopyranose c'est-à-dire à la décomposition de la molécule.

La cellulose présente des régions cristallines et des régions amorphes. Dans le coton, le taux de cristallinité est d'environ 60% ; il est dû notamment aux nombreuses liaisons hydrogène dont nous venons de parler. La structure cristalline est très complexe et on distingue différentes organisations.

En traitant le coton par de la soude concentrée à 300g/L pendant 40 à 50 secondes, opération appelée mercerisage ou mercerisation, en même temps qu'on détruit la cuticule, on modifie les liaisons hydrogène et la configuration change ce qui modifie son aspect (il devient plus brillant), le rend plus résistant et fait qu'il accepte plus d'eau ce qui facilite la pénétration des colorants lors des teintures.

Remarque : Le glucose présent dans la cellulose (glucose β) ne peut être utilisé en tant que tel, ni par les plantes ni par les animaux. Dans l’alimentation humaine, la cellulose est présente sous forme de fibres. Seuls les herbivores peuvent en profiter car durant leur digestion des microorganismes parviennent à diviser les macromolécules, qui deviennent alors assimilables (annexe 3).

* Les pectines

C'est un ensemble complexe de macromolécules.

Une chaîne principale constituée d'acide galacturonique

GALACTURONIQUE

et de galacturonate de méthyle

GALACTDEMETHYLE

La proportion de ces deux monomères est variable.

PECTINE1

Quelques molécules de rhamnose

viennent s'intercaler dans cette chaîne principale où des chaînes latérales constituées d'oses variés sont fixées :

- Une paroi secondaire environ 4 fois plus épaisse que la paroi primaire (0,4 µm) et formée de cellulose enroulée en spirale ( trois couches).

- Une membrane plasmique correspond à la partie de la cellule qui synthétise la cellulose.

3-3) Conductivité thermique, Hygrométrie, élasticité

3-3-1) Conductivité thermique :

Le coton a un pouvoir isolant moyen ; on peut améliorer ses performances en le grattant et en rendant sa surface pelucheuse ; ce faisant on augmente considérablement la quantité d'air qu'il emmagasine et on parvient à une conductivité thermique de l'ordre de 0,040 W.m^-1.K^-1à 20°C, tout à fait comparable à celui de la laine, ce qui permet de l'utiliser comme isolant thermique dans le bâtiment. L'étoffe résultant de ce traitement (coton "gratté") porte le nom de pilou.

3-3-2) Hygrométrie et absorption d'eau :

Comme la laine, le coton peut absorber l'humidité atmosphérique sans que celle-ci soit perceptible au toucher, entre 8 et 9% soit deux fois moins que la laine.

A noter que cette humidité absorbée diminue sensiblement son pouvoir isolant car l'eau a une conductivité thermique d'environ 0,6 W.m^-1.K^-1 à 20°C.

Le coton brut est hydrophobe et de couleur écrue ; par une opération nommée débouillissage, on le "dégraisse" c'est-à-dire qu'on enlève la cutine et les cires ainsi que les pectines et les protéines, ce qui a pour conséquence de le rendre hydrophile (il peut alors retenir environ 25 fois son poids d'eau), et blanc. Cette opération se fait par traitement à la soude ou au carbonate de sodium simultanément avec des produits auxiliaires : tensio-actifs non ioniques, agents complexants (EDTA,….), agents dispersants (polyacrylates, phosphonates …) et des agents réducteurs comme sulfite et hydrosulfite de sodium.

3-3-3) Elasticité – Résistance- Froissement :

La fibre de coton possède une très faible élasticité, mais par contre une bonne résistance à l'abrasion (la plupart des toiles de jean sont en coton).

On incorpore parfois une fibre synthétique l'élasthanne (annexe 4) pour améliorer l'élasticité d'un tissu de coton.

Elle est sujette au froissement ; on l'explique par la présence des nombreuses liaisons hydrogène ; en présence d'eau (même à l'état de traces) l'organisation des liaisons (notamment celles des zones amorphes de la cellulose qui sont des zones peu organisées et dont la structure est facile à modifier) se modifie, l'eau est fixée, ce qui entraîne un gonflement de la fibre ; l'évaporation de l'eau accompagnée d'une pression contribue à une recomposition des liaisons hydrogène donc à un nouvel agencement des fibres, c'est la formation des plis. Cet enchaînement des choses explique aussi comment le trempage puis le repassage du coton permettent d'enlever les faux-plis.

Pour rendre le coton "infroissable", on substitue aux liaisons hydrogène présentes dans la cellulose, à partir des groupements hydroxyles (-OH), des liaisons covalentes beaucoup plus solides et qui ne seront pas modifiées par l'eau. On utilise pour cela des acides carboxyliques (-COOH) qui estérifieront les groupements hydroxyles. Pour ne pas perdre la réticulation, on utilise des acides polycarboxyliques qui réagiront sur plusieurs hydroxyles à la fois ; par exemple l'acide butane-1,1,4,4-tétracarboxyliques :

Le gonflement de la fibre due aux groupements hydroxyle, en présence d'eau ne pourra avoir lieu et le tissu ne se froissera pas.

3-4) Teinture du coton :

Le coton prêt à teindre (débouillissage) est formé essentiellement de cellulose ; celle-ci est susceptible de fixer des colorants grâce à ses multiples groupements –OH

De nombreuses méthodes de teinture peuvent être envisagées. Elles font appel

· Aux colorants substantifs

· Aux colorants réactifs

· Aux colorants développés

· Aux colorants à mordant

· Aux colorants de cuve

· Aux colorants au soufre

En annexe, figurent des exemples de chacune de ces catégories (Annexe 6).

On remarquera l'absence des colorants acides, en général à base de groupements réactifs –SO₃H, l'estérification des fonctions alcools ne donnant pas des résultats satisfaisants.

Les colorants métallifères, souvent fixés grâce à des groupements –SO₃H également, sont absents, pour la même raison.

Annexe 1 Le suint

C'est "la graisse de laine" qui provient de la sécrétion des glandes sébacées des ovins.

Il n'y a pas d'esters du glycérol comme dans la plupart des graisses animales ou végétales.

Les composés qu'on y trouve sont pour la plupart des esters d'acides gras comme

- l'acide cérotique (C₂₆)

CEROTIQUE

avec des alcools terpéniques et notamment

- le lanostérol, un triterpène tétracyclique

- l'agnostérol

- Le dihydroagnostérol

Mais on trouve également des alcools aliphatiques :

- Alcool cérylique

- Alcool cétylique

La lanoline extraite du suint de mouton possède de nombreuses fonctions bienfaisantes pour la peau (adoucissant, émollient, maintien de l'hydratation, …) et elle forme des émulsions très stables grâce à ses stérols.

Annexe 2 Les acides aminés présents dans la laine

Alanine (Ala)
Arginine (Arg)
Acide aspartique (Asp)
Acide glutamique (Glu)
Cystéine (Cys)
Glutamine (Gln)
Glycine (Gly)
Histidine (His)
Isoleucine (Ile)
Leucine (Leu)
Lysine (Lys)
Méthionine (Met)
Phénylalanine (Phe)
Proline (Pro)
Sérine (Ser)
Thréonine (Thr)
Tyrosine (Tyr)
Valine (Val)

Annexe 3

Lorsqu'on examine une chaîne de cellulose formée, ainsi qu'il a été dit d'une succession d'unités cellobiose

REDUCNONREDUC

on distingue :

- une extrémité réductrice, c'est celle dont le carbone anomérique n'est pas lié à une autre unité,

- une extrémité non réductrice, c'est celle dont le carbone anomérique est engagé dans une liaison glucidique.

Certaines réactions de dégradation de cette chaîne commencent par l'extrémité réductrice.

Annexe 4

Le polymère élasthanne :

Annexe 5

Exemples de colorants pour teinture de la laine

Colorants acides

C'est un groupement –SO₃H qui est le plus souvent mis en jeu. Il réagit sur le groupement aminé –NH- de la structure

CONH

ACIDBLUE258

Acid Blue 258

Un colorant anthraquinonique acide.

Colorants à mordant

On évite aujourd'hui de plus en plus le chrome Cr³⁺ à cause de sa toxicité.

On préfère Al³⁺ de l'alun Al₂(SO₄)₃, K₂SO₄, 6H₂O.

L'alizarine et d'autres molécules anthraquinoniques hydroxylées (purpurine, rubiadine, …) se prêtent bien au mordançage.

Avec la purpurine

Colorants métallifères

On peut éviter l'opération de mordançage en incorporant le métal à la molécule organique au préalable. Le colorant se fixera sur la fibre par l'une des méthodes habituelles souvent en tant que colorant acide.

Exemple de colorant azoïque, complexe du chrome, et qui est un colorant acide :

COLMETAL3

Colorants réactifs

Dans le cas de la laine, le groupe fonctionnel mis en jeu est le plus souvent –SO₂-CH₂-CH₂-OSO₃H.

La réaction avec les groupes azotés de la laine en milieu alcalin peut être du type

Il en résulte un grand nombre de liaisons covalentes très solides.

Un exemple de ces colorants : le Remazolan ®, à chromophore azoïque

Annexe 6

Exemples de colorants pour teinture du coton

Colorants substantifs

Schéma de l'association rouge Congo – cellulose

Ainsi le rouge Congo se fixe très bien sur la cellulose parce que la longueur de la molécule de ce bis-azoïque est bien adaptée à celle du motif cellobiose. Les liaisons hydrogène sont très nombreuses et bien en place.

De longues structures moléculaires peuvent ainsi s'aligner en parallèle avec les macromolécules de cellulose.

Direct brown 44

Colorants réactifs

Dans le cas du coton, le groupe réactif est le plus souvent une structure triazine chlorée.

Par exemple

TRIAZINECHLOREE

Il se forme des liaisons covalentes, très solides, avec la cellulose, représentée ici par Cell-OH

Exemple de colorant réactif à chromophore azoïque, fixé en un point d'une molécule de cellulose

COLREACTIF

Colorants développés

Il s'agit d'une diazotation qui se fait sur la fibre qui a fixé au préalable un phénol, pratiquement toujours des β-naphtols.

Les arylamines à diazoter sont aussi très nombreuses.

Exemple : jaune soudan

JAUNESOUDAN

Colorants à mordants

Mettons en évidence 2 groupes –OH voisins dans la cellulose

CELLOH

Soit M³⁺ le cation du mordant (Al³⁺ Cr³⁺, ….).

Les molécules colorantes doivent avoir 2 atomes voisins donneurs d'électrons. Elles sont le plus souvent de nature anthraquinonique ou azoïque.

L'alizarine

ALIZARINE

Vue des atomes donneurs possibles dans le colorant azoïque Blue 2K

BLUE2K

Colorants de cuve

Ils permettent de teindre avec des couleurs vives dans toutes les nuances. La tenue de la teinture est remarquable ("grand teint")

Le réducteur le plus utilisé est le dithionite de sodium Na₂S₂O₄.

Outre l'indigo qui est le plus connu, on peut citer des dérivés d'anthraquinone et d'anthrone

VERTORANGE3

Vat Orange 3

La forme soluble, par réduction, est due au passage de à .

Colorants au soufre

Ils se fixent sur fibre par un processus tout à fait comparable aux colorants de cuve.

On peut citer le sulfur yellow 4

Mais beaucoup de colorants au soufre n'ont pas encore de formules bien définies.

Exemple : Sulfur black 1 à base de 2,4-dinitrophénol.