DOMAINE D’INVENTION

La présente invention se rapporte à un procédé de traitement d’un mélange des fibres textiles, en particulier pour isoler des fibres textiles en acide polylactique (PLA) d’un mélange de fibres contenant aussi bien des fibres en PLA appelées fibres textiles contenant du PLA que d’autres fibres textiles, d’origine naturelle ou chimique, appelées fibres textiles non-PLA présentes dans un produit textile.

Plus particulièrement le procédé de l’invention se rapporte au traitement des fibres textiles restantes après avoir isolé celles en PLA afin de pouvoir les réutiliser après recyclage

ETAT DE L’ART

En scrutant les étiquettes de composition des textiles de notre quotidien, il est frappant de constater la grande diversité des fibres textiles.

Chaque fibre textile possède des propriétés uniques ce qui explique qu’une si vaste variété existe. Les fibres textiles se divisent en deux grandes familles : les fibres naturelles et les fibres chimiques. Les fibres naturelles désignent les fibres déjà présentes à l’état de fibre dans la nature (coton, lin soie, laine...) en opposition aux fibres chimiques qui résultent d’une transformation chimique. Chaque fibre possède des propriétés uniques qui les distinguent les unes des autres. Le mélange de fibres consiste à associer dans un produit textile différentes fibres afin d’obtenir des propriétés uniques dans le produit fini. Les mélange de fibres sont aussi fait pour des raisons économiques (toutes les fibres n’ont pas le même coût et mélanger une fibre onéreuse avec une qui l’est moins va réduire le prix du produit fini).

Dans l’inconscient collectif, les fibres naturelles sont considérées comme plus écologiques car provenant de sources renouvelables. Or le coton en est le meilleur contre-exemple avec une culture nécessitant de grande quantité d’engrais et d’eau. Les fibres chimiques en partie pétrosourcées, ont une production énergivore et sont responsables du relargage de microplastiques dans l’environnement. L’impact à long terme des microplastiques faisant encore aujourd’hui l’objet d’étude d’impact.

Le manque de données sur le réel impact des fibres textiles sur l’environnement et la santé humaine ne permet pas de juger de l’aspect durable d’une fibre textile par rapport à une autre. Il apparaît pourtant essentiel pour les acteurs du textile de réduire l’impact de la deuxième industrie la plus polluante au monde. L’une des solutions envisagées est la réduction de déchets lors de la fin de vie des articles textiles (vêtements, textiles d’ameublement, etc. Appelé déchets postconsommateurs) mais aussi lors de la production (déchets pré-consommateurs). Un concept d’économie circulaire, favorise la réutilisation de produits en fin de vie pour servir à créer de nouveaux produits sans avoir recours donc à de nouvelles ressources naturelles de la planète. La finalité est de développer de nouvelles ressources de matières premières par réutilisation des matières de base recyclées à cet effet.

On sait que les procédés de recyclage textile sont considérés comme essentiels pour remplir cet objectif de circularité dans l’industrie textile.

On sait également que les techniques de recyclage existantes à ce jour, qui permettent à partir de textile de retourner à du textile, sont le recyclage mécanique et le recyclage chimique. Par contre, le recyclage thermique bien connu de l’homme de l’art, ne permet pas à ce jour de reproduire des fibres textiles à partir de déchets textiles, ce processus dégradant le polymère.

Le recyclage mécanique des textiles consiste en une succession d’étape de découpe et d’effilochage pour qu’un textile retourne à l’état de fibre. La fibre obtenue peut être ensuite de nouveau filée (transformation en fil) pour être ensuite retransformée en étoffe (tricot ou tissu). Cette fibre peut également servir de matière de remplissage (matelas par exemple) ou être transformée en non-tissé quand sa qualité est trop médiocre pour être refilée, cet inconvénient étant de préférence à éviter autant que possible.

Après leur cycle de vie dans un textile, les fibres sont déjà dégradées, de par l’usage normal, mais aussi par la succession d’étapes mécaniques qui vont d’avantage les solliciter mécaniquement jusque, dans certains cas les réduire en poudre. Même en partant de textiles neufs (invendus, chutes de production...), les fibres sont agressées par l’effilochage et leur longueur peut s’en retrouver si réduite qu’il sera impossible de les retransformer en fil par la suite.

Il est également connu dans l’état de l’art, que pour pouvoir être filée, une fibre textile doit mesurer au minimum 12 mm.

D’autre part il faut tenir compte que les mélanges de fibres textiles sont un frein important au recyclage mécanique. En effet, le recyclage mécanique ne permet pas de séparer les différentes natures de fibres, la composition du produit recyclé obtenue sera très difficile à contrôler et par extension ses propriétés et sa qualité seront également très difficile à contrôler. Il convient de noter que l'élasthanne est le frein principal au recyclage mécanique, au-delà de 8% d’élasthanne dans la composition d’une étoffe, l’effilochage sera compromis.

Le recyclage chimique est une dépolymérisation partielle ou complète des polymères qui composent les fibres textiles. Les monomères ou oligomères ainsi obtenus peuvent être utilisés tel quels ou réemployés dans la synthèse de nouveau polymères. La limite du recyclage chimique réside dans le fait qu’une étape de dissolution est nécessaire avant la réaction de dépolymérisation. Cette dissolution est responsable de coupures de chaînes, lesquelles coupures mènent à une diminution du degré de polymérisation soit du poids moléculaire. Le poids moléculaire est lié aux propriétés mécaniques d’une fibre textile. En diminuant ce poids, une perte de ténacité et d’élasticité est observée. Les fibres obtenues après recyclage chimique présentent des propriétés mécaniques dégradées, ce qui nécessite typiquement d’ajouter un pourcentage de fibres « vierges » pour assurer les propriétés de l’article textile final. En général ce pourcentage est supérieur à 40% pour les fibres cellulosiques (fibres textiles composé de cellulose) et 20% pour les fibres de polyester.

Cependant la dissolution constitue souvent la première étape qui permet la séparation des fibres textiles. Les solvants étant sélectifs, une seule fibre textile est mise en solution, les autres gardant leur aspect fibre mais subissant comme expliqué dans le paragraphe précédent, un vieillissement chimique les rendant impropre à une utilisation dans une application textile.

Le document brevet WO2021 148549 Al montre l’existence d’un procédé de recyclage chimique de fibres textiles de PLA sans compromettre la qualité du PLA recyclé. Ce PLA présente à la fin du cycle de recyclage des propriétés identiques et adéquates à une utilisation sous forme de fibre textiles pour la confection d’un article textile.

Il existe donc un besoin de développer des solutions de recyclage pour les textiles composés de mélange de fibres, et ce sans trop endommager les fibres du mélange, de manière à pouvoir les réemployer pour une application textile.

La présente invention s’inscrit dans la mise en œuvre d’un procédé pour isoler des fibres textiles en acide polylactique (PLA) d’un mélange de fibres contenant aussi bien des fibres en PLA que d’autres fibres textiles d’origine naturelle ou chimique présentes dans un textile.

Plus particulièrement le procédé de l’invention se rapporte au traitement des fibres textiles restantes après avoir isolé celles en PLA afin de pouvoir les réutiliser après avoir recyclé ces fibres textiles.

La présente invention s’inscrit dans un processus de recyclage chimique du PLA connu en soi de l’homme de l’art tout en permettant la séparation de fibres textiles non-PLA sans les détériorer dans le but d’une réutilisation dans un produit textile.

PRINCIPE DE L’INVENTION

Dans le cadre de la gestion de la fin de vie des textiles il existe deux grands challenges. Le premier concerne les textiles que l’on peut retransformer en monomères de départ, comme par exemple, les textiles polymères composés pratiquement d’une seule matière (voir document de brevet WO2021 148549 pour ce qui concerne le polymère PLA) alors que le deuxième concerne la manière de récupérer les fibres textiles sans trop les endommager de manière à les refiler. Ces deux challenges étant généralement adressé de manière séparée dans la littérature.

La Demanderesse a maintenant trouvé que l’on pouvait dans un procédé unique adresser ces deux challenges, en particulier dans le cadre des textiles formés de mélange de fibres comprenant des fibres textiles non-PLA et des fibres textiles contenant du PLA.

Le procédé combiné de la présente invention comprend un traitement des fibres textiles, permettant d’isoler des fibres textiles contenant du PLA des autres fibres textiles non-PLA afin de traiter les fibres textiles non-PLA résiduelles mais non endommagée pour pouvoir les refiler.

Cette étape comprend une dissolution dans un solvant du PLA, comme par exemple, un solvant choisi parmi les lactates d’alkyle.

Il est ainsi prévu selon l’invention un procédé de traitement d’un mélange de fibres textiles comprenant des fibres textiles non-PLA et des fibres textiles contenant du PLA, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

Introduire le mélange de fibres textiles dans une cuve

Introduire dans cette cuve un solvant du PLA en quantité prédéterminée, à une température comprise entre 100 et 130°C pour former d’une part une solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes, et d’autre part du PLA non dissout et des fibres textiles non-PLA en suspension

Laver les fibres textiles non-PLA au moyen du solvant du PLA,

Récupérer la solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes pour la soumettre à un traitement pour récupérer de l’acide lactique, et

Récupérer les fibres textiles non-PLA pour les traiter pour les recarder et les refiler dans lequel le solvant du PLA en quantité prédéterminée est ajouté de telle manière que le rapport massique entre la masse de PLA et la masse de solvant du PLA soit compris entre 0,05 et 0,6, le procédé comprenant en outre l’étape suivante :

Séparer les fibres textiles non-PLA et les fibres textiles contenant du PLA non dissoutes de la solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes par séparation liquide/solide pour récupérer d’une part les fibres textiles non PLA et les fibres textiles contenant du PLA non dissoutes et d’autre part la solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes.

Comme on peut le constater, le procédé selon la présente invention comprend une étape d’introduction du mélange de fibres textiles dans une cuve. Un solvant du PLA est ensuite introduit afin de solubiliser des fibres textiles contenant du PLA. Le rapport massique entre la masse de PLA et la masse de solvant du PLA est compris entre 0,05 et 0,6, de préférence entre 0,06 et 0,3, de manière préférée entre 0,06 et 0,09.

Il est avantageux de travailler avec un tel rapport massique pour la facilité de manipulation et le traitement de la solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes. Cette solution est engagée dans une étape de filtration et il est important que sa viscosité ne soit pas trop élevée. Au-dessus d’un rapport massique de 0,6, la solution devient très visqueuse, ce qui peut entrainer une filtration moins efficace.

Un autre avantage de travailler avec un tel rapport massique est d’éviter que la solution ne se solidifie lorsque la température diminue. En effet, si le rapport massique entre la masse de PLA et la masse de solvant du PLA est supérieur à 0,6, la solution peut se solidifier rapidement quand la température diminue, ce qui entraine des complications lors de la manipulation et du traitement de la solution.

Par solvant du PLA, nous entendons un ester lactique, tel que par exemple un lactate d’alkyle, ou par exemple du lactate d’éthyle.

Une séparation de la matière solide comprenant les fibres textiles non- PLA et les fibres textiles contenant du PLA non dissoutes de la matière liquide comprenant le solvant du PLA et les fibres textile contenant du PLA dissoutes s’effectue par séparation liquide/solide au moyen par exemple de filtres sous pression tels que filtre à tamis, filtre à cuve, filtre à cadres, filtre monoplaques, filtre presses, ou équivalent, au moyen de filtre sous vide tels que filtre Nutsche, filtre à disque, filtre à tambourrotatif à couteau ou à bande sortante, filtre à tambour rotatif à pré-couches, filtre à bande, filtre à plan horizontaux, filtre à godets ou équivalent, ou au moyen de filtre par gravité.

Le lavage de la matière solide par le solvant du PLA permet de diminuer la quantité de PLA résiduel dans la matière solide ainsi que d’augmenter la proportion de PLA dissout par rapport à la quantité de PLA initial.

Le traitement de la matière liquide comprenant le solvant du PLA et les fibres textiles contenant du PLA dissoutes permet de récupérer de l’acide lactique. Cet acide lactique pourra être utilisé pour différentes applications, par exemple pour former du PLA. Le PLA non dissout lors de l’étape d’introduction du solvant du PLA peut éventuellement être sous forme de fibre.

De préférence, les fibres textiles non-PLA sont des fibres naturelles.

De préférence, le mélange de fibres textiles comprend de 0 à 30% de fibres textiles non-PLA synthétiques, préférentiellement moins de 20% de fibres textiles non-PLA synthétique, préférentiellement moins de 10% de fibres textiles non-PLA synthétique.

Par fibres naturelles, au sens de la présente invention, on entend des fibres d’origine animale ou végétale.

Par fibre textile non-PLA synthétique, au sens de la présente invention, on entend des fibres textiles produite à partir d’une matière obtenue par synthèse de composés chimiques à l’exception du PLA et de l’acide lactique, comme par exemple des fibres textiles polyamides, polyesters (exemple2).

Selon la présente invention, l’ajout de solvant du PLA pour obtenir un rapport massique entre la masse de PLA et la masse de solvant du PLA compris entre 0,06 et 0,09 à une température comprise entre 100 et 130°C permet de solubiliser des fibres textiles contenant du PLA sans dégrader les fibres textiles non-PLA.

En effet, les autres polymères contenus dans le mélange de fibres textiles non-PLA, constituants les tierces fibres textiles sont sensibles à l’hydrolyse et/ou à l’alcoolyse. Si ces tierces fibres textiles polymère entrent dans le milieu réactionnel de dépolymérisation à savoir de l’étape de traitement pour récupérer l’acide lactique de la solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes, leur structure moléculaire sera altérée et par conséquent leurs propriétés physico-chimiques qui les rendent propre à des applications textiles aussi. En les récupérant rapidement, après dissolution du PLA via un procédé de séparation solide/liquide, mais avant le traitement pour récupérer l’acide lactique (dépolymérisation du PLA), leurs propriétés sont préservées et on peut envisager une nouvelle utilisation du polymère des tierces fibres textiles pour une nouvelle application textile ou autre. L’intérêt de séparer les autres fibres textiles avant la dépolymérisation selon la présente invention est donc double. Dans un mode de réalisation, le solvant du PLA est un ester lactique, de préférence un lactate d’alkyle et particulièrement le lactate d’éthyle. Cela présente l’avantage d’obtenir une dissolution rapide et importante du PLA.

Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, le solvant du PLA utilisé pour laver les fibres textiles non-PLA après la séparation liquide solide est enrichi en PLA résiduel et est récupéré pour le soumettre à un traitement pour récupérer de l’acide lactique. Cela présente l’avantage de diminuer la quantité de PLA résiduel dans les fibres textiles non-PLA. Un autre avantage est d’augmenter la quantité de PLA dissout, ce qui conduit à l’augmentation de la quantité d’acide lactique récupéré après traitement.

Le PLA résiduel provient de PLA captif des fibres non-PLA et du PLA des fibres contenant du PLA non dissoutes.

Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le traitement pour récupérer de l’acide lactique du solvant du PLA utilisé pour laver les fibres textiles non-PLA après la séparation liquide solide, enrichi en PLA résiduel et le traitement pour récupérer de l’acide lactique de la solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes est effectué simultanément ou séparément. Cela présente l’avantage de diminuer les étapes de traitement si les fractions peuvent être rassemblées ou à l’inverse de traiter de manière différente les fractions comprenant du PLA dissout.

Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon la présente invention, le solvant du PLA utilisé pour laver les fibres textiles non-PLA après la séparation liquide solide, enrichi en PLA résiduel est ajouté à la solution formée du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes. Cela présente l’avantage de simplifier le procédé en rassemblant les fractions contenant du PLA dissout.

Dans un mode de réalisation préférentiel du procédé selon la présente invention, le traitement pour récupérer de l’acide lactique s’effectue soit par hydrolyse soit par alcoolyse de la solution du solvant du PLA et des fibres textiles contenant du PLA dissoutes formant une solution de solvant du PLA contenant du PLA en solution. Cela présente l’avantage de récupérer de l’acide lactique avec un haut rendement par rapport à la quantité de PLA dissous initial. Dans un mode de réalisation particulier du procédé selon la présente invention, la séparation liquide/solide est une filtration ou une extraction liquide/solide et s’effectue de préférence dans un filtre presse, préférentiellement dans un filtre à piston, un filtre à tamis, un filtre à cuve, un filtre à cadres, un filtre monoplaques, un filtre Nutsche, un filtre à disques un filtre à tambour rotatif à couteau ou à bande sortante, un filtre à tambour rotatif à précouche, un filtre à bande, un filtre à plans horizontaux ou un filtre à godets, à une température comprise entre 20 et 80°C. Cela permet de séparer la matière solide de la matière liquide avec le maximum d’efficacité. Étant donné que la majorité du PLA se trouve sous forme dissoute dans la matière liquide, il est important de récupérer un maximum de ce liquide afin de pouvoir d’une part obtenir des fibres textiles non-PLA les moins contaminés par du PLA résiduel et d’autre part de former un maximum d’acide lactique à partirdu traitement de la matière liquide contenant le PLA dissous.

Dans un mode de réalisation avantageux selon la présente invention, les fibres textiles non-PLA récupérée sont soumises à un traitement de fibres textiles non PLA avant d’être recardées et refilées comprenant un rinçage des fibres textiles non PLA agencé pour éliminer du solvant résiduel, à l’aide d’une solution aqueuse et un séchage des fibres textiles non PLA rincées. Le rinçage à l’aide d’une solution aqueuse permet de nettoyer les fibres textiles non-PLA en éliminant le solvant résiduel utilisé pour dissoudre le PLA. Ce rinçage combiné à un séchage permet d ’obtenir dans certains cas une fine poudre comprenant du PLA. Cette poudre pourra par la suite être isolée permettant d’obtenir des fibres textiles non-PLA purifiées pouvant être recardées et refilées.

Dans un mode de réalisation préférentiel selon la présente invention, le traitement des fibres textiles non-PLA comprend en outre une étape de récupération de PLA résiduel sous forme de poudre, formé durant le rinçage et séchage des fibres textiles non-PLA, par exemple par sonication, vibration, criblage, mise en mouvement, trituration, et analogue. Cela présente l’avantage d’augmenter la quantité de PLA récupérée durant le procédé. Ce PLA pour par la suite être traité, par exemple en le dissolvant dans un solvant du PLA et engagé dans une étape de traitement pour récupérer de l’acide lactique.

Avantageusement, selon la présente invention, le procédé comprend en outre, une étape de décontamination du mélange de fibres textiles avant l’introduction du solvant du PLA au mélange de fibres textiles. Cela présente l’avantage de réduire les contaminants éventuels et de ne traiter qu’un mélange de fibre textiles comprenant des fibres textiles non-PLA et des fibres textiles contenant du PLA. Une étape de décontamination peut être, par exemple, un lavage dans une solution aqueuse.

De manière préférentielle, selon la présente invention, la décontamination du mélange de fibres textiles consiste à effectuer entre 3 et 12 lavages de matières textiles, plus particulièrement de 3 à 10 lavages, de préférence entre 8 et 10 lavages, dans une eau à une température comprise entre 30 et 40°C, plus particulièrement à une température d’environ 35°C. Dans le cas du recyclage de textile, une ou plusieurs étapes de lavages peuvent être nécessaire avant de procéder au recyclage du PLA. Il est possible que des contaminants soient soluble dans le solvant du PLA et perturbent l’étape de traitement pour récupérer de l’acide lactique. Il est donc avantageux de procéder à une décontamination du mélange de fibres textiles. Il est apparu qu’il peut être nécessaire d’effectuer plusieurs lavages pour obtenir un mélange de fibres textiles décontaminés.

Dans un mode de réalisation préférentiel du procédé selon la présente invention, un ou plusieurs des 3 à 12 lavages, plus particulièrement des 3 à 10 lavages, de préférence des entre 8 et 10 lavages, est effectué dans une eau comprenant un détergent. La présence d’un détergent permet la solubilisation de contaminant qui ne sont pas soluble dans l’eau. L’utilisation de détergent permet de réduire de manière avantageuse la quantité de contaminants dans le mélange de fibres textiles. Les résidus de détergent éventuels peuvent être éliminés par un lavage dans une eau ne comprenant pas de détergent.

Dans un mode de réalisation préféré selon la présente invention, le procédé comprend en outre, une étape de séchage du mélange de fibres textiles décontaminé, avant l’introduction du solvant du PLA au mélange de fibres textiles. Cela est avantageux car la présence d’eau lors de la dissolution des fibres contenant du PLA peut entrainer la formation d’acide lactique. La présence d’acide lactique diminue le rendement lors de l’étape de traitement pour récupérer de l’acide lactique. Il a été constaté que l’étape de séchage doit avantageusement être réalisée quelle que soit la composition chimique des fibres textiles car leur nature physique est encline à emprisonner l’eau dans leur structure. Dans un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, le séchage du mélange de fibres textiles décontaminé est un séchage dans un sécheur à tambour à conduction externe, un séchage aéroporté, un séchage sur tapis à percussion ou à rayonnement, ou encore un séchage sur sécheur pertes diélectriques.

Plus particulièrement, selon la présente invention, l’étape de séchage du mélange de fibres textiles décontaminé s’effectue à une température comprise entre 60 et 75°C.

Avantageusement, selon la présente invention, l’étape de séchage du mélange de fibres textiles décontaminé s’effectue en atmosphère ventilée.

Dans un mode de réalisation particulier selon la présente invention, l’étape de séchage du mélange de fibres textiles décontaminé est un séchage dans un tambour à conduction externe, dans un sécheur aéroportant, dans un sécheur à tapis à percussion ou à rayonnement, ou encore dans un sécheur à pertes diélectriques.

Dans un mode de réalisation préférentiel, le procédé comprend en outre une étape de dosage du PLA dans le mélange de fibres textiles permettant d’ajuster la proportion de solvant du PLA à ajouter dans la cuve pour que le rapport massique entre la masse de PLA et la masse de solvant du PLA soit compris entre 0,06 et 0,09.

Brève description des dessins

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins et aux exemples.

La figure 1 est un spectre FTIR-ATR d’un échantillon de t-shirt contenant un mélange de fibre textile comprenant du PLA, du modal et de l’élasthanne avant d’être engagé dans le procédé selon l’invention.

La figure 2 est un spectre FTIR-ATR d’un échantillon de fibres textiles non- PLA, provenant dudit t-shirt, récupérées à la fin du procédé selon l’invention.

Ces spectres sont analysés à l’exemple 5. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D’UN MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ

Afin de gérer la fin de vie des vêtements en matière textile avec efficacité, et assurer un rendement en recyclage très élevé, de préférence supérieur à 90% des textiles à traiter, la Demanderesse a mis au point un procédé unique comportant une isolation des fibres contenant du PLA, des autres fibres, et un traitement des fibres résiduelles non endommagées afin de les réutiliser pour une nouvelle filature.

Dans le cadre de la gestion de fin de vie des vêtements en matière textile, on peut dire, qu’au cours du temps les propriétés mécaniques des fibres des vêtements vont se détériorer et le vêtement perdra de sa tenue et de son lustre. Lorsque son aspect ne plaira plus au client soit en raison de cette détérioration soit en raison d’un effet de mode, il sera virtuellement arrivé en fin de vie.

Un des avantages du procédé de l’invention réside dans le fait qu’au départ il est conçu pour traiter tous les types de fibres sans nécessiter un tri préalable.

On introduit dans une cuve tous les vêtements à traiter pour les soumettre à une étape de décontamination.

La première étape de son recyclage permet d’enlever les divers contaminants qui restent accrochés à la fibre textile, comme les résidus de plusieurs colorations antérieures ; on a également aussi des oligomères ou trimères résiduels qu'il est avantageux de retirer avant traitement ultérieur.

Selon le procédé de l’invention, la décontamination des textiles s’effectue plus particulièrement en réalisant de 3 à 12 lavages, de préférence de 3 à 10 lavages, parfois de 3à 8 ou de 8 à 10 lavages, plus particulièrement 10 dans la forme de réalisation décrite ici, des textiles. Au moins un lavage est effectué, de préférence au moins 3, plus particulièrement au moins 5, voire 8, encore plus particulièrement tous les lavages sont effectués dans une eau à une température comprise entre 30 et 40 °C, de préférence 35 °C. Au moins un lavage est effectué, de préférence au moins 3, plus particulièrement au moins 5, voire 8, encore plus particulièrement tous les lavages sont effectués dans une eau contenant un détergent usuel, et ensuite un séchage sous flux d’air chaud à une température comprise entre 35 et 45 °C de préférence 40 °C. Cependant, cette étape de décontamination peut également être réalisée par n’importe quel autre procédé connu comme celui décrit dans le US6844307.

Le produit décontaminé ainsi récupéré va être soumis à une étape pour isoler les fibres des textiles contenant du PLA, par dissolution dans un solvant dérivé de l’acide lactique, de préférence un ester lactique, plus particulièrement un lactate d’alkyle et plus préférentiellement du lactate d’éthyle.

Après récupération de la solution d’ester lactique, les fibres textiles résiduelles sont versées dans une cuve munie d’un système d’extraction liquide/solide, comme par exemple, un filtre et un piston afin d’exercer une action de « presse », tandis que la solution dans l’ester lactique peut être traitée selon des procédés connus afin de retrouver l’acide lactique (dépolymérisation par hydrolyse). Le rendement de la réaction d’hydrolyse est de l’ordre de 98% ce qui signifie que l’on perd très peu et que l’on peut refaire des fibres sans pratiquement perdre quoi que ce soit du monomère de base.

Cette étape permet la séparation des fibres PLA des diverses fibres qui pourraient avoir été mélangées au PLA pour la confection du textile recyclé, sans impacter leur nature chimique ni leurs propriétés physiques à l’exception des fibres dites élasthanne (fibres textiles composées au moins à 80% en masse de polyuréthane).

Le système d’extraction liquide/solide permet de séparer les fibres textiles non PLA du solvant d’ester d’acide lactique contenant le PLA en solution. Le système d’extraction liquide/solide est de préférence un système d’extraction liquide/solide sous presse, plus particulièrement un système comprenant un filtre et un piston. Ce système applique une force de pression à l’aide d’un piston équipé d’un filtre, qui empêche les fibres non-solubles à migrer vers la phase liquide. Ainsi, nous obtenons une phase liquide qui est essentiellement solvant dérivé lactique et du PLA dissous dedans, et une phase solide contenant les fibres résiduelles de l’action de presse appelées « gâteau ».

La filtration exercée sur les fibres est conduite à une température comprise entre 20 et 80°C à l’aide d’un filtre à piston, de préférence de type Nutsche ou de tout autre procédé de filtration similaire comme décrit précédemment, exerçant une pression afin de séparer le solide du liquide, et connu en soi de l’homme de l’art. Plusieurs dissolutions suivies de filtrations successives permettent alors d’optimiser le rendement et enlever tout résidu de PLA dissous.

Les fibres textiles filtrées sont ensuite rincées pour éviter tout résidu de solvant. Après être cardée pour éliminer toutes impureté aux fibres courtes, le voile obtenu pourra être filé pour recréer du fil et mis en œuvre sous la forme de textile adéquat aux propriétés des fibres filtrées.

Le rendement de cette opération est proche de 96 % ce qui montre l’avantage du procédé qui permet de récupérer pratiquement 100 % à la fois sous forme de fibres réutilisables et de monomère.

EXEMPLES.-

EXEMPLE 1.-

Soit deux vêtements propres de deux compositions différentes : l’un est composé de 50/50% cachemire/PLA que nous allons appeler mélange 1 et un deuxième de 47/47/6 % viscose/PLA/élasthanne que nous allons appeler mélange 2. Les deux vêtements ont été effilochés préalablement à la filtration, et représentent chacun une masse de 75 g. Les effilochés des deux vêtements ont été séparément mis en solution dans un volume de 500 ml de lactate d’éthyle, à 120 °C.

Le ratio masse PLA/lactate d’éthyle des deux mélanges sont de 0.075 et 0,08, pour les mélanges 1 et 2 respectivement. La dissolution du PLA est complète après 1 heure.

Au moyen d’une presse équipée d’un piston, préalablement chauffée, la solution de lactate d’éthyle contenant le PLA dissous est pressée hors du reste des fibres. Le résidu des fibres est rincé avec du lactate d’éthyle à 120°C et filtré une seconde fois. Les résultats sont montrés au tableau 1 .-

Tableau 1.-

Les fibres de cachemire sont séchées et le PLA restant apparaît sous forme de fine poudre blanche. Un nettoyage au moyen d’une sonde ultrason ou toute méthode de criblage connue de l’homme de l’art permet de récupérer cette poudre et d’améliorer significativement le rendement de la réaction.

Les fibres de viscose après avoir été séchées laissent apparaitre la même fine poudre blanche de PLA, mais semblent garder leur propriétés physique (morphologique et toucher). En revanche, les 6% initiaux d’élasthanne se sont fragmentés pendant le processus, et n’ont pas pu être récupérés. EXEMPLE 2.-

Afin de vérifier l’état morphologique des fibres post filtration, différentes fibres textiles sans contaminants ont été mises en solution dans du lactate d’éthyle à 120 °C, avec des prélèvements à 1 h puis à 4 h : coton, polyester, lin, laine, viscose, lyocell and élasthanne. Des prélèvements ont été fait avant la mise en solution, après une heure et après 4 heures.

Pour chaque prélèvement, les mêmes analyses ont été faites pour évaluer une possible dégradation des fibres dans le lactate d’éthyle dans les conditions de dissolution du PLA lors d’un processus de recyclage chimique par hydrolyse ou alcoolyse. Les résultats sont montrés au tableau 2.- Tableau 2.-

A partir de ces résultats, nous pouvons confirmer que le process de filtration/séparation des fibres PLA et les autres fibres textiles permet la réutilisation et la conservation des propriétés initiales de la fibre : aspect visuel et morphologique, dimensions (longueur et diamètre), et état de surface. Hormis l’élasthanne, qui a démontré une perte de qualité au bout d’une heure d’immersion dans le solvant chaud.

EXEMPLE 3.- : ILLUSTRATION DE L’IMPORTANCE DU SÉCHAGE

Au départ d’un vêtement à base de PLA, nous avons découpé des lanières de 1 x 8 cm et les avons soumis à une étape de décontamination consistant en 3 lavages dans une eau à 40°C, et ensuite séché dans une étuve ventilée, à une température de 70 °C pendant 15 h. On a pris 700 g de lanières en PLA séchées qui ont été ensuite mises en solution afin qu’elles soient recyclées chimiquement (dépolymérisées), dans 700 g de lactate d’éthyle. La dissolution des fibres a été faite à 1 10 °C et à pression atmosphérique. Une fois le PLA dissous dans le lactate d’éthyle, le mélange a été introduit dans un réacteur de laboratoire avec 900 g d’éthanol anhydre, et 7g d’un catalyseur connu pour ce type de réaction (tin bis(2- ethylhexanoate)). Le tout a été amené à une température de 160 °C, sous une agitation de 2000 RPM, jusqu’à l’obtention d’une pression de 7 bars. La réaction a été arrêté au bout de 4 h.

Le PLA introduit au début de la réaction a été presque intégralement converti en lactate d’éthyle (dépolymérisé). Le tableau 3 montre les résultats analytiques obtenus par Chromatographie en phase gazeuse (GC) :

Tableau 3.-: Résultats de l'analyse GC du produit de la réaction après 4 h. Nous avons obtenu 80,47 % de lactate d’éthyle à 4 h contre 30,25 % au début de la réaction. Le reste est principalement constitué d’éthanol restant de la réaction, et d’oligomères et dérivés de lactate d’éthyle.

Signification des abréviations :

EL : lactate d’éthyle

LA : acide lactique

L2Et : dimère de lactate d’éthyle

L2A : dimère d’acide lactique

L3Et : trimère de lactate d’éthyle

L3A : trimère d’acide lactique

La quantité d’eau limitée et contrôlée au départ montre l’effet bénéfique vu que la quantité de lactate d’éthyle convertie est très importante.

Ce mode opératoire a été répété en modifiant les quantités de PLA initiales et de lactate d’éthyle engagées dans le procédé (voir tableau 4). Ces modifications de quantités de matière n’induisent pas de changement dans le rendement de conversion du PLA en lactate d’éthyle.

Tableau 4.- : Quantité de PLA et de lactate d'éthyle engagée dans le procédé

EXEMPLE 4.- : Quantité de matière récupérée après lavage et séchage.

Un t-shirt composé intégralement de 250g de PLA a été engagé dans une étape de décontamination consistant en 8 lavages dans une eau à 35°C, l’eau du troisième lavage comprenant également un détergent. Le t-shirt est ensuite engagé dans une étape de séchage en atmosphère ventilée à 70°C. Le t-shirt est ensuite pesé et sa masse est de 250g.

EXEMPLE 5.- : Analyse du textile avant et après le procédé Un t-shirt contenant un mélange de fibres textile comprenant du PLA, du modal et de l’élasthanne a été analysé avant et après être engagé dans le procédé selon l’invention par analyse FTIR-ATR avec les paramètres suivants :

Résolution : 2cm ^-1

Scans d’échantillon : 64 scans (>140s) - Scans du bruit de fond : 32 scans

Gamme spectrale : 4000-400cm’ ¹

L’ensemble d'échantillons est analysé à l'aide d'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) avec une fenêtre de réflectance totale atténuée (ATR) pour obtenir des données d'absorbance FTIR-ATR. Les procédés décrits utilisent un spectromètre tel qu'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) avec une fenêtre de réflectance totale atténuée (ATR). Pendant toutes les mesures d'absorbance FTIR-ATR, chaque échantillon est pressé contre la fenêtre ATR avec une pression suffisante pour assurer un contact intime entre l'échantillon et la fenêtre ATR. Une pression suffisante pour déformer l'échantillon augmentera l'étendue du contact de l'échantillon avec la fenêtre ATR et entraînera une bonne absorbance FTIR-ATR de l'échantillon.

Les spectres d’analyse FTIR-ATR d’un échantillon dudit t-shirt avant et après le procédé se trouvent en figure 1 et figure 2 respectivement. La description des pics se trouve dans le tableau 5. Tableau 5.- : Pics principaux lors des analyses FTIR-ATR avant et après le procédé.

Le procédé selon l’invention a permis de récupérer plus de 95% du PLA se trouvant initialement dans le t-shirt et plus de 95% des fibres textiles non-PLA composant le t- shirt.

EXEMPLE COMPARAT! F. - Nous avons procédé de la même manière que dans l’exemple 3 pour recycler chimiquement un vêtement à base de PLA. Or, cette fois ci le vêtement n’a pas été séché. Nous avons dissous 700 g de lanières en PLA non séchées dans 700 g de lactate d’éthyle. Une fois dissous, le mélange a été introduit dans un réacteur de laboratoire, avec 900 g d’éthanol anhydre, et 7 g de catalyseur. Les paramètres de la réaction ont été les mêmes que l’exemple précédent. Au bout de 4 heures, nous avons arrêté la réaction, et le produit obtenu a été analysé également par GC. Les résultats sont présentés dans le tableau 6.- Tableau 6.- : Résultats de l’analyse GC du produit de la réaction après 4 h.

Nous avons 67,1 1 % de lactate d’éthyle à 4 h contre 30,25 % au début de la réaction. Le reste est principalement constitué d’éthanol restant de la réaction, et d’oligomères et dérivés de lactate d’éthyle.

Nous en déduisons que les rendements à la suite du recyclage chimique sont bien supérieurs lorsque le textile initial, ici PLA, a été séché préalablement.

Le traitement des fibres textiles non-PLA récupérées en fin de procédé peut comprendre, de manière optionnelle, une séparation des différentes fibres en fonction de leur nature.

Les fibres textiles non-PLA récupérées en fin de procédé gardent leurs propriétés physico-chimiques, même après dissolution des molécules de PLA.

Il est possible de séparer les fibres textiles non-PLA lors de l’étape de récupération des fibres textiles non-PLA. Il est possible, par exemple si ces fibres textiles non-PLA comprennent du polyester et des fibres naturelles, d’engager ces fibres textiles non-PLA dans un procédé de dissolution et de dépolymérisation dudit polyester, en suivant par exemple l’enseignement de US2021 /0261748. Il est également possible de ne pas séparer les fibres textiles non-PLA récupérées lors de l’étape de récupération. Ce mélange de fibres textiles non-PLA peut alors être utilisés pour des applications où la pureté des fils n’est pas requise, tel que du bourrage de matelas ou de l’isolation.

D’autres formes de réalisation sont décrites dans les revendications annexées. Il est bien entendu que la présente invention n’est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.