Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.
Les fibres synthétiques sont fabriquées à partir de polymères qui ont été produits synthétiquement à partir d'éléments chimiques ou de composés développés par l'industrie pétrochimique. Contrairement aux fibres naturelles (laine, coton et soie) qui remontent à l'Antiquité, les fibres synthétiques ont une histoire relativement courte remontant à la mise au point du procédé viscose en 1891 par Cross et Bevan, deux scientifiques britanniques. Quelques années plus tard, la production de rayonne a commencé sur une base limitée et, au début des années 1900, elle était produite commercialement. Depuis lors, une grande variété de fibres synthétiques a été développée, chacune conçue avec des caractéristiques particulières qui la rendent adaptée à un type particulier de tissu, seule ou en combinaison avec d'autres fibres. Leur suivi est rendu difficile par le fait que la même fibre peut avoir des noms commerciaux différents dans différents pays.
Les fibres sont fabriquées en forçant des polymères liquides à travers les trous d'une filière pour produire un filament continu. Le filament peut être directement tissé en tissu ou, pour lui donner les caractéristiques des fibres naturelles, il peut, par exemple, être texturé pour ajouter du volume, ou il peut être coupé en fibres et filé.
Classes de fibres synthétiques
Les principales classes de fibres synthétiques utilisées commercialement comprennent :
- Polyamides (nylons). Les noms des amides polymères à longue chaîne se distinguent par un nombre qui indique le nombre d'atomes de carbone dans leurs constituants chimiques, la diamine étant considérée en premier. Ainsi, le nylon d'origine produit à partir d'hexaméthylène diamine et d'acide adipique est connu aux États-Unis et au Royaume-Uni sous le nom de nylon 66 ou 6.6, puisque la diamine et l'acide dibasique contiennent 6 atomes de carbone. En Allemagne, il est commercialisé sous le nom de Perlon T, en Italie sous le nom de Nailon, en Suisse sous le nom de Mylsuisse, en Espagne sous le nom d'Anid et en Argentine sous le nom de Ducilo.
- Polyester. Introduits pour la première fois en 1941, les polyesters sont fabriqués en faisant réagir de l'éthylène glycol avec de l'acide téréphtalique pour former une matière plastique constituée de longues chaînes de molécules, qui est pompée sous forme fondue à partir de filières, permettant au filament de durcir à l'air froid. Un processus de dessin ou d'étirement suit. Les polyesters sont connus, par exemple, sous le nom de Terylene au Royaume-Uni, Dacron aux États-Unis, Tergal en France, Terital et Wistel en Italie, Lavsan en Fédération de Russie et Tetoran au Japon.
- Polyvinyles. Le polyacrylonitrile ou fibre acrylique, produit pour la première fois en 1948, est le membre le plus important de ce groupe. Il est connu sous diverses appellations commerciales : Acrilan et Orlon aux États-Unis, Crylor en France, Leacril et Velicren en Italie, Amanian en Pologne, Courtelle au Royaume-Uni, etc.
- Polyoléfines. La fibre la plus courante de ce groupe, connue sous le nom de Courlene au Royaume-Uni, est fabriquée par un procédé similaire à celui du nylon. Le polymère fondu à 300 ° C est forcé à travers des filières et refroidi dans de l'air ou de l'eau pour former le filament. Il est ensuite dessiné ou étiré.
- Polypropylènes. Ce polymère, connu sous le nom d'Hostalen en Allemagne, de Meraklon en Italie et d'Ulstron au Royaume-Uni, est filé à l'état fondu, étiré ou étiré, puis recuit.
- Polyuréthanes. Produit pour la première fois en 1943 sous le nom de Perlon D par la réaction du 1,4 butanediol avec le diisocyanate d'hexaméthylène, les polyuréthanes sont devenus la base d'un nouveau type de fibre hautement élastique appelée spandex. Ces fibres sont parfois appelées snap-back ou élastomères en raison de leur élasticité semblable à celle du caoutchouc. Ils sont fabriqués à partir d'une gomme de polyuréthane linéaire, qui est durcie par chauffage à des températures et des pressions très élevées pour produire un polyuréthane réticulé « vulcanisé » qui est extrudé sous forme de monofil. Le fil, qui est largement utilisé dans les vêtements nécessitant de l'élasticité, peut être recouvert de rayonne ou de nylon pour améliorer son apparence tandis que le fil intérieur assure « l'étirement ». Les fils Spandex sont connus, par exemple, sous les noms de Lycra, Vyrene et Glospan aux États-Unis et de Spandrell au Royaume-Uni.
PROCESS SPECIAUX
Agrafage
La soie est la seule fibre naturelle qui se présente sous la forme d'un filament continu ; d'autres fibres naturelles se présentent sous forme de petites longueurs ou "agrafes". Le coton a une fibre d'environ 2.6 cm, la laine de 6 à 10 cm et le lin de 30 à 50 cm. Les filaments synthétiques continus sont parfois passés à travers une machine de coupe ou d'agrafage pour produire des fibres courtes comme les fibres naturelles. Ils peuvent ensuite être refilés sur des machines à filer le coton ou la laine afin d'obtenir une finition dépourvue de l'aspect vitreux de certaines fibres synthétiques. Lors du filage, des combinaisons de fibres synthétiques et naturelles ou des mélanges de fibres synthétiques peuvent être réalisées.
Sertissage
Pour donner aux fibres synthétiques l'aspect et le toucher de la laine, les fibres coupées ou agrafées torsadées et enchevêtrées sont frisées par l'une des nombreuses méthodes. Ils peuvent être passés à travers une machine à sertir, dans laquelle des rouleaux chauds et cannelés confèrent un sertissage permanent. Le frisage peut aussi se faire chimiquement, en contrôlant la coagulation du filament de manière à réaliser une fibre de section asymétrique (c'est-à-dire avec un côté à peau épaisse et l'autre fin). Lorsque cette fibre est mouillée, le côté épais a tendance à s'enrouler, produisant une ondulation. Pour fabriquer du fil froissé, connu aux États-Unis sous le nom de fil sans torsion, le fil synthétique est tricoté dans un tissu, fixé puis enroulé à partir du tissu par rembobinage. La méthode la plus récente fait passer deux fils de nylon à travers un réchauffeur, qui élève leur température à 180 ° C, puis les fait passer à travers une broche rotative à grande vitesse pour conférer le sertissage. Les broches de la première machine tournaient à 60,000 1.5 tours par minute (tr/min), mais les modèles plus récents ont des vitesses de l'ordre de XNUMX million de tr/min.
Fibres synthétiques pour vêtements de travail
La résistance chimique du tissu en polyester rend le tissu particulièrement adapté aux vêtements de protection pour les opérations de manipulation d'acide. Les tissus en polyoléfine conviennent à la protection contre les longues expositions aux acides et aux alcalis. Le nylon résistant aux hautes températures est bien adapté pour les vêtements de protection contre le feu et la chaleur ; il a une bonne résistance à température ambiante aux solvants tels que le benzène, l'acétone, le trichloréthylène et le tétrachlorure de carbone. La résistance de certains tissus en propylène à une large gamme de substances corrosives les rend adaptés aux vêtements de travail et de laboratoire.
Le poids léger de ces tissus synthétiques les rend préférables aux tissus caoutchoutés ou plastifiés lourds qui seraient autrement nécessaires pour une protection comparable. Ils sont également beaucoup plus agréables à porter dans les ambiances chaudes et humides. Lors de la sélection de vêtements de protection fabriqués à partir de fibres synthétiques, il convient de prendre soin de déterminer le nom générique de la fibre et de vérifier des propriétés telles que le rétrécissement; sensibilité à la lumière, aux agents de nettoyage à sec et aux détergents ; résistance à l'huile, aux produits chimiques corrosifs et aux solvants courants ; résistance à la chaleur; et sensibilité aux charges électrostatiques.
Les dangers et leur prévention
Les accidents
En plus d'un bon entretien, ce qui signifie garder les sols et les passages propres et secs pour minimiser les glissades et les chutes (les cuves doivent être étanches et, si possible, avoir des déflecteurs pour contenir les éclaboussures), les machines, les courroies d'entraînement, les poulies et les arbres doivent être correctement protégés. . Les machines utilisées pour les opérations de filature, de cardage, de bobinage et d'ourdissage devraient être clôturées pour empêcher les matériaux et les pièces de s'envoler et pour empêcher les mains des travailleurs de pénétrer dans les zones dangereuses. Des dispositifs de verrouillage doivent être en place pour empêcher le redémarrage des machines pendant leur nettoyage ou leur entretien.
Feu et explosion
L'industrie des fibres synthétiques utilise de grandes quantités de matériaux toxiques et inflammables. Les installations de stockage des substances inflammables doivent être à l'air libre ou dans une structure spéciale résistante au feu, et elles doivent être entourées de digues ou de digues pour localiser les déversements. L'automatisation de la livraison de substances toxiques et inflammables par un système bien entretenu de pompes et de tuyaux réduira le risque de déplacement et de vidage des conteneurs. L'équipement et les vêtements de lutte contre l'incendie appropriés doivent être facilement disponibles et les travailleurs formés à leur utilisation par des exercices périodiques, de préférence menés de concert avec ou sous la surveillance des autorités locales de lutte contre l'incendie.
Lorsque les filaments sortent des filières pour être séchés à l'air ou au moyen d'un filage, de grandes quantités de vapeurs de solvant sont libérées. Ceux-ci constituent un risque toxique et explosif considérable et doivent être éliminés par LEV. Leur concentration doit être surveillée pour s'assurer qu'elle reste en dessous des limites d'explosivité du solvant. Les vapeurs évacuées peuvent être distillées et récupérées pour une utilisation ultérieure ou elles peuvent être brûlées ; ils ne doivent en aucun cas être rejetés dans l'atmosphère générale de l'environnement.
Lorsque des solvants inflammables sont utilisés, il convient d'interdire de fumer et d'éliminer les lumières nues, les flammes et les étincelles. L'équipement électrique doit être de construction antidéflagrante certifiée et les machines doivent être mises à la terre pour éviter l'accumulation d'électricité statique, qui pourrait conduire à des étincelles catastrophiques.
Dangers toxiques
Les expositions à des solvants et produits chimiques potentiellement toxiques doivent être maintenues en dessous des concentrations maximales admissibles pertinentes par une LEV adéquate. Un équipement de protection respiratoire doit être disponible pour être utilisé par les équipes d'entretien et de réparation et par les travailleurs chargés de répondre aux urgences causées par des fuites, des déversements et/ou un incendie.