Pourquoi la carbonisation est-elle effectuée sur la laine ?

Introduction : L'importance de la laine carbonisée

Lorsque la laine est récoltée sur les moutons, le tissu brut contient non seulement les fibres de laine, mais aussi une grande quantité de matières supplémentaires : graisse (lanoline), saleté et poussière, et surtout, matières végétales (telles que les bavures, les graines, l'herbe et les brindilles). Si le lavage classique permet d'éliminer une grande partie de la graisse, de la saleté et de la poussière, la plupart des composants végétaux restants (VM) résistent à l'élimination mécanique et peuvent avoir une incidence négative sur le traitement en aval, la qualité, le coût et l'aspect du textile. L'Organisation internationale des textiles de laine (IWTO) indique que " certains échantillons de laine doivent être carbonisés, ce qui est réalisé en ajoutant un deuxième traitement avec de l'acide dilué et en plaçant l'échantillon dans un four chaud ; l'acide s'attache au contenu végétal de l'échantillon, qui devient alors sec et cassant ".

Dans cet article, nous aborderons les points suivants :

• Qu'entend-on par carbonisation de la laine (ou carbonisation) ?
• Pourquoi il est entrepris - pour quoi il est bénéfique.
• le mécanisme de la procédure et les aspects critiques
• Les avantages et les risques/paraphrase> les avantages et les inconvénients de ce système
• L'importance de la qualité et de la spécificité dans l'offre de produits textiles.
• L'impact environnemental et les solutions possibles au changement climatique dans la fabrication de la laine carbonisée.

Pour les personnes impliquées dans la conception de textiles, il est essentiel de comprendre la laine carbonisée pour prendre des décisions précises concernant la qualité, le coût, la performance et la fiabilité du tissu dans son ensemble et du produit final dans son ensemble.

Qu'est-ce que la laine carbonisée ?

• Définition

"Laine carbonisée"est le terme utilisé pour décrire la laine qui a subi un processus chimique spécialisé qui convertit les matières végétales résiduelles en dioxyde de carbone et qui est ensuite excisée mécaniquement, laissant les fibres de laine avec un degré de propreté nettement supérieur. Une source mentionne : "La laine carbonisée a été améliorée par une procédure supplémentaire... pour éliminer les débris végétaux, tels que les graines, les tiges et l'herbe."

Le traitement de la laine s'effectue généralement dans le système laineux plutôt que dans le système peigné. En effet, la laine est d'abord traitée dans le système laineux avant de passer à l'étape suivante.

• Le contexte de la chaîne d'approvisionnement en laine

Après la tonte des moutons, la laine est dite "grasse" parce qu'elle retient la lanoline et d'autres substances. La première procédure de traitement importante est le décreusage, qui permet d'éliminer la graisse, l'huile, le suint, la saleté et une partie du contenu végétal.

Cependant, pour les plantes qui ont un pourcentage élevé de matières végétales (%VM), ce pourcentage est généralement supérieur à 2-3%, et l'élimination mécanique (cueilleurs à bavures, cardage) peut s'avérer insuffisante. Dans ce cas, la carbonisation est utilisée pour obtenir la propreté requise des fibres dans le processus de fabrication de la laine.

La "laine carbonisée" est donc considérée comme une source de fibres plus hygiénique. Cela est très important lorsque les étapes en aval exigent moins de mouchetures et moins d'uniformité dans la couleur, moins d'erreurs dans le traitement et un tissu de qualité supérieure.

Pourquoi la carbonisation est-elle effectuée sur la laine ? Raisons principales

• Destruction de la densité végétale (DV)

Le but premier de la carbonisation de la laine est d'éliminer le contenu végétal - graines, tiges, herbes et brindilles - qui est composé de cellulose, d'hémicellulose et de lignine. Le processus de carbonisation utilise la dissemblance chimique entre la protéine de la laine (kératine) et la matière cellulosique des plantes. Un module d'enseignement indique ce qui suit : "Le processus de carbonisation tire parti de la différence de stabilité des protéines et de la cellulose aux effets des acides minéraux.

En transformant le VM en une substance cassante (résidu de carbone) qui est ensuite broyée et excisée, le procédé réduit considérablement la quantité d'impuretés dans la laine.

Un lit de fibres impeccable permet de réduire le nombre de taches dans le tissu et le fil, le nombre de fibres cassées, le nombre de problèmes et le nombre de déchets. Sans carbonisation, la VM résiduelle peut entraîner des points faibles, des déchirures, des problèmes d'utilisation finale ou des remises plus élevées pour le classement.

• Augmenter l'efficacité de la transformation en aval

Les niveaux élevés de magnésium causent des dommages mécaniques aux cartes et aux peignes, nécessitent un retrait plus important des contre-cartes ou des noils, et diminuent le rendement des fibres. En utilisant des fibres carbonisées, les usines peuvent bénéficier des avantages suivants :

l'alimentation de la carde se fait plus facilement et il y a moins de perturbations.

diminution des déchets provenant des fibres cassées en cours de combustion

une augmentation de la productivité (meilleure qualité des intrants)

une uniformité accrue de l'épaisseur et de la topographie de l'argent.

Cela a un coût associé : moins de perte de fibres, un traitement plus cohérent et un nombre plus faible d'arrêts machine.

• Amélioration de la qualité de la teinture, de la finition et de l'apparence

Les matières végétales peuvent avoir un effet négatif sur la capacité à absorber les colorants (sous forme de taches ou de zones résistantes), elles peuvent également modifier l'aspect de surface du tissu et entraîner des défauts visuels dans le produit fini. Une analyse récente de l'industrie indique que "La production de laine plus propre : elle élimine jusqu'à 100% du contenu végétal qui ne peut pas être éliminé par récurage... amélioration des résultats de coloration... La laine plus propre a une réponse plus uniforme et plus vibrante aux teintures".

Dans le supérieur tissu de laine (costumes, combinaisons peignées, tricots fins), l'uniformité de l'aspect et du toucher est plus élevée ; par conséquent, la laine carbonisée a plus de valeur.

• Répondre aux normes de propreté et aux exigences des consommateurs

De nombreux marchés de la laine ont des critères pour le classement de la teneur en matières végétales (VM), qui est de 2 % du poids total du marché. Tout dépassement de ce critère entraîne la carbonisation du marché. La procédure est généralement lancée en amont (à la source des usines de carbonisation) afin de garantir la cohérence de la chaîne d'approvisionnement.

Par conséquent, la pratique consistant à s'approvisionner en "laine carbonisée" consiste aujourd'hui à fournir une fibre prête pour une qualité de fabrication supérieure, avec une probabilité plus faible de contenir des impuretés.

• Augmentation de la qualité du produit final (rendement, maniabilité, durabilité)

En diminuant la quantité d'impuretés dans la laine, la laine carbonisée a un toucher plus doux (moins de bavures rigides), elle a également une meilleure réputation en filature (moins de rupture de la fibre) et une composition structurelle plus intacte du fil et du tissu. Certains documents indiquent que "la carbonisation de la laine augmente la productivité par rapport aux procédés mécaniques d'un pourcentage d'environ 1,3%".

Dans le secteur concurrentiel du textile, cette augmentation du rendement est significative.

Comment la laine est-elle carbonisée ? Aperçu du processus et paramètres clés

• Les étapes de la carbonisation sont décrites plus en détail ci-dessous

La ressource pédagogique de l'industrie, couramment utilisée pour enseigner la méthode conventionnelle de carbonisation de la laine, comprend les étapes suivantes :

Grattage pour éliminer la graisse et la saleté

Egrenage et séchage ou préparation

Immersion/traitement à l'acide (acidification)

Déshumidification pour réduire le taux d'humidité de l'air

Cuisson de la machine virtuelle à une température élevée spécifique qui provoquera la combustion du charbon.

Action mécanique sur le rotor pour éliminer le VM compacté.

Dépoussiérage et nettoyage pour éliminer les débris et enlever la poussière

Élimination de l'acide résiduel (traitement alcalin)

Dernier nettoyage/rinçage (si nécessaire)

Séchage final et préparation pour le traitement en aval.

• Les paramètres du processus et les contrôles critiques

La réussite de la carbonisation dépend de la maîtrise des principaux paramètres. Du point de vue technique :

Concentration d'acide et temps d'exposition : On utilise généralement des solutions ayant une composition typique de 6-7% en poids.

Taux d'humidité avant cuisson : La laine doit être séchée à un faible degré de reprise afin d'éviter que les fibres ne soient endommagées au cours du processus acide de la cuisson. L'article éducatif suggère que la phase de séchage est d'une importance capitale ; il suggère que la température initiale soit de 70 degrés Celsius, puis que la température augmente jusqu'à 95 à 120 degrés Celsius.

La température et le temps de cuisson sont respectivement de 95 à 120 degrés Celsius et de 4 à 8 heures.

Broyage/configuration des rouleaux : Après la cuisson, le VM est compacté entre des rouleaux cannelés, puis séparé par des dépoussiéreurs. Des rouleaux mal configurés peuvent endommager les fibres.

Neutralisation et rinçage : Après le traitement, l'acide doit être neutralisé (généralement avec une solution de carbonate de sodium) avant d'être blanchi et séché. Un défaut de neutralisation peut entraîner l'hydrolyse ou la déformation des fibres.

• Exemple illustratif : Processus illustratif

La laine est inondée avec 5-7% H₂SO₄ dans un mélange, puis essorée, séchée à faible regain, cuite à environ 95-120 °C pendant 1 minute (ou selon la vitesse de la ligne), puis passée dans des rouleaux de broyage lourds, décontaminée, neutralisée et blanchie.

• Applicabilité et limites du traitement

Le carbonisage est principalement utilisé sur la laine destinée au système lainier (carde/route à fibres courtes) plutôt que sur la laine peignée ; cette dernière se prête mieux à l'élimination mécanique de petites quantités de VM. Le document didactique précise que "Dans l'industrie lainière, la décision de carboniser ou non est basée sur le volume de VM présent... En pratique, les mélanges qui contiennent plus de 1,5% de VM sont généralement carbonisés".

Avantages de l'utilisation de la laine carbonisée

• Fibre plus propre - Moins de défauts liés à l'impureté.

La carbonisation a un effet significatif sur la réduction de la quantité de matières végétales résiduelles, ce qui se traduit par une diminution des mouchetures dans le tissu et le fil, une diminution des arrêts de machine et une réduction des déchets.

• Augmentation de l'efficacité et du rendement du processus.

En diminuant l'extraction mécanique des VM et en réduisant la taille des cartes utilisées pour l'ébarbage, la laine carbonisée diminue l'efficacité du processus et augmente le rendement. Certains documents industriels font état d'une augmentation des rendements de 1-1,3% par rapport à l'extraction mécanique.

• Une teinture plus efficace et un tissu plus attrayant.

La source de contamination étant moins importante, le colorant est absorbé plus uniformément, il y a moins de zones mortes et la couleur est rehaussée.

• Aide à l'assistance pour les produits Premium

Pour les tissus en laine délicate (combinaisons worsted, tricots mérinos, tissus d'ameublement haut de gamme), l'utilisation de la laine carbonisée est bénéfique car elle permet d'obtenir la qualité hygiénique, le toucher, la couleur et l'attrait visuel souhaités pour les produits haut de gamme.

• Permettre l'utilisation de pinces en peau de mouton de qualité inférieure

La toison qui contient un pourcentage élevé de VM peut être fortement réduite. La carbonisation permet de traiter ce type de lot et de le convertir en une ressource manufacturière utile, au lieu de le rejeter ou d'en faire un produit de mauvaise qualité. Cela présente des avantages pour la chaîne d'approvisionnement.

Risques, compromis et considérations de qualité

La carbonisation n'est pas sans danger. Un contrôle efficace est crucial ; s'il n'est pas efficace, des dommages aux fibres, une perte de rendement, des problèmes de couleur ou une coloration inégale se produiront.

• Future Fibre Destructive

Comme la procédure utilise des acides minéraux puissants et des températures élevées, les fibres de laine sont susceptibles de dégrader la protéine kératine si les conditions ne sont pas contrôlées avec précision. L'article éducatif précise : "Des niveaux d'acide élevés et des températures de cuisson élevées ont été associés à des pertes de masse significatives lors de la neutralisation des dommages causés par l'لياف.

La réduction de la résistance à la traction, l'augmentation de la rupture des fibres et la génération de fibres courtes peuvent être causées par.

• Problèmes d'apparence/de couleur

L'acide résiduel, une compensation inégale ou un surdosage peuvent faire jaunir ou grisonner la laine. L'article éducatif suggère que les "laines plus faibles" peuvent apparaître jaunes si elles ne sont pas manipulées correctement.

• Préoccupations en matière d'environnement et de sécurité

Les bains acides, les traitements de drainage, la séparation des poussières du charbon de terre et la neutralisation produisent des sous-produits qui doivent être manipulés en toute sécurité. Les tendances actuelles visent à réduire la quantité d'acide utilisée.

• Coût de l'équipement et de l'installation

Les lignes de carbonisation autonomes sont spécialisées et peuvent nécessiter un engagement financier ou opérationnel important. En raison de la perte d'usines de carbonisation (par exemple, le Royaume-Uni n'en a aucune qui fonctionne actuellement)

Les usines doivent mettre en balance le coût du traitement et la valeur ajoutée des fibres plus propres.

• Spécifications et risques liés aux fournisseurs

Si la laine est identifiée comme ayant subi une "carbonisation", sa qualité doit encore être évaluée - le VM résiduel, la résistance de la fibre, l'uniformité de la couleur et les résidus chimiques doivent être examinés de près. Des processus de carbonisation mal mis en œuvre peuvent entraîner des retours de flamme.

Spécification et approvisionnement en laine carbonisée : Ce que les professionnels du textile doivent savoir

• Indicateurs clés de qualité

Lors de l'achat de laine carbonisée, il convient de prendre en compte des paramètres tels que

La composition du sol avant et après la carbonisation, y compris la quantité de végétation, est indiquée ci-dessous.

La résistance de la fibre (traction) et la distribution de la longueur après carbonisation.

Solubilité résiduelle de l'acide/de la soude (moyen d'indiquer la quantité d'acide dégradée, également utilisé pour évaluer l'efficacité de la désoxygénation).

Aspect/couleur (efficacité du blanchiment, absence de jaunissement)

Hygiène (comptage des mouchetures, évaluation visuelle)

Dépoussiérage et teneur en charbon (pour s'assurer que le processus de dépoussiérage a été couronné de succès)

• Certification et traçabilité

Assurez-vous que le fournisseur fournit une documentation qui identifie le processus de carbonisation : la concentration de l'acide, la température ou le temps de cuisson, le système qui écrase ou dégrade le plastique et la méthode de neutralisation. La qualité des produits des usines (principalement ceux issus des anciennes lignes) peut être variable.

• Combinaison avec l'approche en aval

Les fabricants doivent s'assurer que la laine carbonisée est compatible avec leurs systèmes de cardage ou de peignage, que la diminution du VM est suffisante pour compenser le coût et que les propriétés de la fibre sont maintenues. Pour la voie peignée, la carbonisation n'est pas toujours nécessaire et peut au contraire nuire à la résistance de la fibre.

• Analyse coûts-avantages

L'achat de textiles doit prendre en compte le coût de la laine carbonisée par rapport aux alternatives non carbonisées, ainsi que le coût des retouches liées aux défauts, aux rendements inférieurs, à la moucheture, à la teinture et à l'actualisation du produit final. Pour les tissus de grande valeur, la laine carbonisée est souvent avantageuse.

• Surveiller la durabilité de la chaîne d'approvisionnement

Avec l'augmentation des préoccupations environnementales, les usines se concentrent de plus en plus sur l'empreinte environnementale de la carbonisation : le traitement des effluents, l'utilisation d'acides et la possibilité d'utiliser des solutions mécaniques ou enzymatiques. Les sources d'approvisionnement des usines qui suivent les pratiques les plus efficaces en matière de développement durable.

Tendances futures et durabilité dans le traitement de la laine carbonisée

L'industrie textile évolue dans la manière de traiter et d'utiliser la laine carbonisée.

• Méthodes enzymatiques ou alternatives

Des recherches récentes ont démontré un intérêt accru pour l'utilisation de la cellulase, de la ligninase et des hydrolases à la place des acides minéraux afin de déconstruire les VM de manière plus douce et avec un impact/une charge d'effluent plus faible.

• Automatisation, surveillance des processus et installations environnementales.

Les usines modernes de carbonisation utilisent la détection en temps réel de l'acidité, de l'humidité et du réglage du rouleau pour réduire les dommages causés aux fibres et augmenter le rendement. En raison de la baisse mondiale du nombre d'usines de carbonisation, les lignes restantes ont de plus en plus recours à l'automatisation de haute technologie.

• Ouverture de la chaîne d'approvisionnement et recyclage

À mesure que la laine se développe dans les textiles de l'économie circulaire et les systèmes de laine recyclée, la carbonisation joue un rôle dans les flux de laine recyclée (élimination des inserts de cellulose, contamination par des fibres mélangées).

• Mesures de durabilité et profilage de la valeur

Étant donné que les consommateurs exigent des vêtements à la fois "propres" et "durables", les usines peuvent promouvoir la "laine carbonisée" en tant qu'élément de la proposition de valeur du produit, qui est associée à une plus faible quantité de matières végétales et à une meilleure performance de coloration. Il en résulte moins de déchets. Les certifications de durabilité peuvent inclure des paramètres liés au processus de carbonisation (effluents, utilisation de l'acide, amélioration du rendement).

Résumé : L'importance de la laine carbonisée

En conclusion :

La laine carbonisée est une laine qui a été soumise à un processus chimique qui purge les débris végétaux restants après le nettoyage habituel.

L'objectif principal est d'améliorer la qualité hygiénique des fibres, d'accroître l'efficacité du traitement, d'améliorer l'aspect du tissu et d'améliorer le comportement de la teinture.

La procédure comprend l'acidification, la cuisson, le broyage et la neutralisation. Les paramètres clés doivent être modifiés pour éviter d'endommager les fibres.

Les avantages comprennent une entrée de fibre plus pure, des capacités améliorées en aval, une qualité supérieure du produit final et la capacité d'utiliser des clips à teneur en magnésium plus élevée.

Les dangers et les compromis associés à cette méthode comprennent les dommages potentiels causés aux fibres, les coûts environnementaux, les coûts d'équipement et le risque de mauvaise spécification si elle n'est pas effectuée correctement.

Pour les concepteurs de textiles, l'utilisation de la laine carbonisée implique de respecter les paramètres clés (VM, résistance des fibres, qualité hygiénique), de s'intégrer aux processus en aval et de trouver un équilibre entre le coût et la valeur.

Les tendances futures favorisent une carbonisation plus respectueuse de l'environnement, à base d'enzymes ou à faible puissance, une plus grande transparence de la chaîne d'approvisionnement et une intégration plus directe dans le flux de laine recyclée.

Conclusion

Dans l'industrie textile de la laine, le processus de carbonisation de la laine semble spécialisé, mais il a un impact significatif sur la qualité, le coût et la performance des fibres, des fils et des produits finis. Que vous soyez un acheteur de fibres, un ingénieur d'une usine textile, une source de matériaux ou un développeur de marques, la compréhension du processus de carbonisation de la laine vous donnera les connaissances nécessaires pour évaluer les différents types de fibres, optimiser le flux de fabrication et obtenir des résultats supérieurs dans la création de produits.

En choisissant la laine carbonisée si nécessaire, vous augmentez la qualité hygiénique du tissu, vous réduisez le nombre de problèmes de traitement, vous augmentez le rendement et vous obtenez un tissu plus efficace. Inversement, en comprenant les dangers associés, vous vous assurez que les spécifications sont précises, que la qualité est garantie et que les fournisseurs sont contrôlés. À mesure que l'industrie devient plus durable et circulaire, la carbonisation joue toujours un rôle important, mais uniquement de manière contrôlée, efficace et respectueuse de l'environnement.