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Plasma froid : traitement de surface textile

Traitement detextile par plasma ADRE (Atmospheric Discharge with Run-away Electrons)

Un plasma correspond à un gaz partiellement outotalement ionisé dans lequel les atomes neutres sont transformés en ions et électrons.Les ions, les électrons, les radicaux libres et les autres particules générésinteragissent en surface avec le matériau placé dans le plasma au contact de celui-ci.

Lespropriétés du plasmaseront déterminées par le gaz utilisé pour générer le plasma, ainsi que par les caractéristiquesde l'énergie électrique appliquée et les électrodes (matériau, géométrie,taille, etc.)

Letraitement du textile par plasma est une nouvelle branche de l’industrie detextile. Son avantage réside dans la possibilité de modifier les propriétéssurfaciques des fibres sans changer leurs qualités utiles liées à la structureintérieure. (Sauf pour les photons, laprofondeur du substrat influencée est limitée à 10 nm ou moins.)

Bien que la fraction des particuleschargées dans un plasma est généralement très faible (ordre de 1% ou moins), elles sont cruciales car elles peuvent donner de l’énergievia un champ électrique. Pour letraitement des matériaux, l'objectifest de créer des réactions physico-chimiques. Ces réactions n’auront lieu que si certainesbarrières d'énergie peuvent êtresurmontées. Traditionnellement, cela est effectué en chauffant le matériau. Mais c’estun processus inefficace car toutesles particules sont alors soustension, alors que seule une fraction d'entre elles est nécessaire pour la réaction. Dans un plasma énergisant un seul groupe limité de particules, il est possible de lancer les réactionsphysico-chimiques grâce à l'interaction des particuleschargées avec le champ électriqueappliqué. Cette réaction explique pourquoi le traitement des matériaux par l'intermédiairedu plasma peut être très efficace.

Par rapport aux procédés de finition traditionnelle, les plasmas ontl'avantage crucial de réduire l'utilisation de produits chimiques, d'eau et d'énergie. C’estune technologie «sèche» et intrinsèquement écologique etrespectant l'environnement.

Certains types de plasma peuvent être générés à pression réduite. Les plasmasà basse pression sont généralementd’une pression de l’ordre de 0.1 kPa.Une chambre à vide et des pompes à vide sont nécessaires,ce qui signifie un coût d'investissement pour une telle pièce d'équipement assez élevé. Un autre inconvénient résidedans le fait que la matière à traiter doit être également mise sous vide, ce quicomplique énormément l’organisation dutraitement continu, quand bien même ce type d’équipement existe et est utilisé.

Parmi les différents types deplasmas utilisés pour le traitement des textiles, les plus avantageux sont ceuxà pression atmosphérique, permettant considérablement de simplifierl’équipement utilisé. Ilsfonctionnent à pression normale vers uneou plusieurs atmosphères. Des systèmesouverts utilisant l'air environnant existent, ainsi que des systèmes avec un réacteurconditionné utilisant des gaz différents sont possibles. Ces systèmes sont facilement intégrés dans les lignes de finitionexistantes, ce qui est un avantage majeur d’un point de vue industriel.

Parmi les plasmas atmosphériquesles plus utilisés, on peut citer: la couronne, la déchargeà barrière diélectrique (DBD), une décharge luminescente et de jet de plasma. Les trois premières sont très limitées par l’épaisseurde matière à traiter (< 3 – 5 mm). La dernière n’a pas cet inconvénient,mais est limitée en espace par le diamètre du jet.

Lesapplications les plus fréquentes sont :