La semaine dernière, j’ai promis de jeter un coup d’œil aux finis anti-salissures et antitaches pour voir comment chacun est appliqué et / ou formulé. Certaines de ces finitions déposées revendiquent des références vertes impeccables, il est donc important que nous puissions évaluer leurs revendications – ou du moins en connaître le jargon! La chimie ici, comme je l’ai dit dans le post de la semaine dernière, est dense. La chose importante à retenir de toutes ces finitions est qu’elles dépendent toutes de la chimie à base de flurocarbone pour être efficaces.
Les finis hydrofuges les plus anciens pour les tissus étaient simplement des revêtements de paraffine ou de cire – et ils finissaient généralement par être lavés. Les composés perfluorochimiques (PFC) sont les seuls produits chimiques capables de repousser l’eau, l’huile et d’autres liquides responsables des taches. Les tissus finis avec des PFC ont des propriétés antiadhésives; cette famille de produits chimiques est utilisée dans presque toutes les finitions antitaches sur le marché aujourd’hui. D’autres matériaux peuvent être fabriqués pour remplir certaines de ces fonctions, mais souffrent lorsqu’ils sont soumis à l’huile et sont considérablement moins durables.
Le premier type de finition résistant aux taches (utilisant ces PFC) empêchait le sol de pénétrer dans la fibre en enduisant la fibre. Pour une utilisation sur un textile, les produits chimiques sont assemblés sur des liants (polyuréthane ou acrylique) qui agissent comme une colle pour les coller à la surface du tissu. Le Gore Tex est l’un de ces premiers revêtements – un film mince a été stratifié sur le tissu; un autre, fabriqué par 3M Corporation depuis près de 50 ans, est le Scotchgard. Scotchgard était si populaire et est devenu si omniprésent que « Scotchgard » est entré dans la langue en tant que verbe. 
Le produit chimique utilisé à l’origine pour fabriquer le Scotchgard et le Gore Tex se décompose en sulfonate de perfluorooctane, ou SPFO, une substance fabriquée par l’homme qui fait partie de la famille des composés perfluorochimiques. Le SPFO et l’APFO ont des chaînes de huit atomes de carbone; le groupe de matériaux liés à l’APFO et au SPFO est appelé C8 – on parle souvent de « chimie du C8 ».
Un aparté sur la chimie du C8:
Si vous vous souvenez de l’article de la semaine dernière, la famille des PFC est constituée de molécules ayant un squelette carboné, entièrement entourées de fluor. Divers « cousins » ont des os dorsaux en carbone de différentes longueurs: le SPFO ou le C8, par exemple, a 8 atomes de carbone, le C7 en a 7, etc. Il y a aujourd’hui une controverse sur les soi-disant « mauvais » fluorocarbones (C8) et les « bons » (C6) que j’aborderai ci-dessous.
C8 – (l’épine dorsale est constituée d’une chaîne de 8 atomes de carbone) : deux méthodes sont utilisées pour produire deux produits légèrement différents :
1) électrofluoration: utilise l’électrolyse pour remplacer les atomes d’hydrogène dans une molécule par des atomes de fluor pour créer la chaîne unitaire 8 contenant uniquement du carbone et du fluor. Une petite quantité de SPFO (sulfonate de perfluorooctane) est créée au cours de ce processus.
2) Télomérisation: équivalent chimique de la fabrication d’une guirlande: produit des mini polymères en assemblant des unités individuelles en chaînes. L’objectif habituel est de produire des chaînes d’une longueur moyenne de 8 unités, mais le processus n’est pas parfait et une plage de longueur de chaîne en résultera – allant de 4 à 14 unités de longueur. Vous pouvez donc avoir un C4, C6, C12, etc. Dans cette méthode, une petite quantité de sous-produit appelé PFOA (acide perfluorooctanoïque) est produite.
C6 – cette chimie produit un sous-produit appelé PFHA (acide perfluorohexanoïque), qui est censé être 40 fois moins bioaccumulable que l’APFO. Mais c’est aussi moins efficace, donc plus de produit chimique doit être utilisé pour obtenir le même résultat. Les fabricants essaient de trouver des segments de perfluorocarbone de plus en plus petits dans leurs produits, et même du C4 a été utilisé. Plus le fluorocarbone est petit, plus il se décompose rapidement dans l’environnement. Malheureusement, la performance textile souhaitée diminue à mesure que la taille du perfluorocarbone diminue. « Le C6 est le plus proche chimiquement du C8, mais il ne contient pas d’APFO. Il se décompose dans l’environnement – un trait positif – mais il ne colle pas aussi bien aux vêtements de dessus et il ne repousse pas l’eau et l’huile ainsi que le C8, ce qui signifie qu’il ne répond pas à une vague norme de l’industrie, ainsi qu’aux normes individuelles de l’entreprise en matière de durabilité et de répulsion. »
Retour à Scotchgard:
Les scientifiques ont remarqué que le SPFO (le fluorocarbone C8) commençait à apparaître partout: chez les ours polaires, les dauphins, les bébés aigles, l’eau du robinet et le sang humain. Tout comme son cousin C8, l’APFO. Ces deux composés perfluorochimiques artificiels (SPFO et APFO) ne se décomposent pas dans la nature. Ils tuent les rats de laboratoire à des doses plus élevées, et il existe des liens potentiels avec des problèmes tissulaires, des retards de développement et certaines formes de cancer. Vous trouverez ci-dessous des tableaux de résultats que l’Environmental Protection Agency des États-Unis a publiés à partir des données recueillies par 3M et DuPont; certains humains ont plus d’APFO dans leur sang que les concentrations estimées chez les animaux dans cette étude. Pour un examen complet de cette étude, voir le site Web du Groupe de travail sur l’environnement, http://www.ewg.org/node/21726.
PFOA et SPFO, selon l’EPA des États-Unis:
- Sont très persistants dans l’environnement.
- Se trouvent à des niveaux très faibles à la fois dans l’environnement et dans le sang de la population américaine.
- Restent très longtemps chez les personnes.
- Provoquent des effets sur le développement et d’autres effets indésirables chez les animaux de laboratoire.
Finalement, 3M a arrêté la production de Scotchgard. Pourtant, les comptes divergent quant à savoir si 3M a volontairement éliminé la chimie problématique du C8 ou s’il a été soumis à des pressions de la part de l’EPA après que la société a partagé ses données à la fin de 1999. Quoi qu’il en soit, l’élimination progressive a commencé en décembre 2000, bien que 3M fabrique encore de petites quantités d’APFO pour son propre usage en Allemagne. 3M, qui surveille toujours les usines chimiques de Cottage Grove, Decatur et Anvers, en Belgique, insiste sur le fait qu’il n’y a aucun risque pour les employés qui ont manipulé ou ont été exposés aux produits chimiques. La radio publique du Minnesota a publié une chronologie des jalons du Scotchgard de 3M, accessible ici.
L’élimination progressive est passée inaperçue pour la plupart des consommateurs, car 3M a rapidement remplacé un autre spray moins efficace pour les consommateurs et a commencé à chercher un Scotchgard reformulé pour les usines de tapis, les fabricants de vêtements et de tissus d’ameublement. Pour son substitut, 3M a opté pour le sulfonate de perfluorobutane, ou PFBS, un cousin à quatre carbones du produit chimique de l’ancien Scotchgard, comme élément constitutif de la nouvelle génération de Scotchgard. Ce nouveau Scotchgard à base de C4 est complètement sûr, dit 3M. La société ajoute qu’elle a travaillé en étroite collaboration avec l’EPA et a réalisé plus de 40 études, qui sont confidentielles. Ni 3M ni l’EPA ne les publieront.
Selon 3M, les résultats montrent que, selon les directives fédérales de l’EPA, le PFBS n’est pas toxique et ne s’accumule pas comme le faisait l’ancien produit chimique. Il persiste dans l’environnement, mais 3M a conclu que ce n’est pas un problème s’il ne s’accumule pas ou s’il n’est pas toxique. Les PFBS peuvent pénétrer dans la circulation sanguine des personnes et des animaux, mais « ils sont éliminés très rapidement » et ne nuisent pas à des niveaux typiques très bas, a déclaré Michael Santoro, directeur des affaires réglementaires de la Santé environnementale, de la Sécurité et de la Sécurité de 3M &. 3M limite les ventes aux applications où les émissions sont faibles.
3M affirme que convaincre les consommateurs que Scotchgard est sûr n’est pas son défi numéro 1; il s’agit simplement de sortir le nouveau Scotchgard. La marque, maintient 3M, est sans tache. « Curieusement, cette question de sécurité n’a jamais été enregistrée sur l’écran radar des clients », a déclaré Michael Harnetty, vice-président de la division des matériaux de protection de 3M.
Scotchgard reste une marque puissante: « Nous recevons toujours de très bonnes demandes comme: « Voulez-vous Scotchgard ce tissu avec du téflon? » » a déclaré Robert Beaty, vice-président des ventes du groupe Synthetic, une grande maison de finition.
Une autre finition résistante au sol précoce est le téflon, qui a été produit par DuPont. Le téflon est basé sur la chimie du C8, et l’APFO est un sous-produit de la fabrication de fluorotélomères utilisés dans la chimie du téflon.
Il y a eu beaucoup d’informations sur 3M, DuPont et ces deux produits, Scotchgard et Téflon, sur le web. Le Groupe de travail sur l’environnement http://www.ewg.org/ a des descriptions détaillées de ce que ces produits chimiques nous font, ainsi que des informations sur les nombreuses combinaisons, contre-combinaisons et études de recherche. Les entreprises affirment que leurs nouveaux produits reformulés sont entièrement sûrs – et d’autres groupes tels que le Groupe de travail sur l’environnement, remettent en question cette hypothèse.
Au fait, DuPont et 3M annoncent tous deux leurs produits comme étant « à base d’eau » – et ils le sont, mais ce n’est pas le but et ne résout pas les problèmes critiques. Dans « Seven Sins of Greenwashing » de TerraChoice, cela serait considéré comme le péché #5: le péché de non-pertinence, qui est: « Une revendication environnementale qui peut être véridique mais qui n’a pas d’importance ou n’aide pas les consommateurs à la recherche de produits préférables pour l’environnement. « Sans CFC » est un exemple courant, car il s’agit d’une revendication fréquente malgré le fait que les CFC sont interdits par la loi. »
En janvier 2006, l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis a approché les huit plus grands producteurs de fluorocarbures et a demandé leur participation au Programme de gérance de l’APFO pour 2010-2015, et leur engagement à réduire de 95 % les émissions d’APFO et les produits chimiques connexes à l’échelle mondiale, à la fois dans les émissions des installations et dans la teneur en produits d’ici 2010, et de 100 % d’ici 2015.
Les fabricants de fluoropolymères améliorent leurs procédés et réduisent leurs déchets afin de réduire la quantité de matériaux d’APFO utilisés. La quantité d’APFO dans les formulations de finition est considérablement diminuée et continue de baisser, mais même des parties par billion sont détectables. Les formulateurs de finition continuent d’évaluer de nouveaux matériaux qui peuvent éliminer l’APFO tout en maintenant leur performance, mais une solution est toujours à l’horizon. Un élément essentiel de ce casse–tête est que l’APFO est également produit indirectement par la dégradation progressive des fluorotélomères – de sorte qu’un fini résistant aux taches peut être formulé sans quantités détectables d’APFO tout en produisant de l’APFO lorsque les produits chimiques commencent à se décomposer.
Récemment, une nouvelle dimension a été ajoutée aux formulations résistantes aux taches, et c’est l’utilisation de la nanotechnologie.
La nanotechnologie est définie comme la manipulation précise d’atomes et de molécules individuels pour créer des structures en couches. Dans le monde des nanosciences, les matériaux ordinaires présentent des propriétés uniques à l’échelle nanométrique. La prémisse de base est que les propriétés peuvent changer radicalement lorsque la taille d’une substance est réduite à la plage nanométrique. Par example, les céramiques normalement fragiles peuvent être déformables lorsque leur taille est réduite. Sous forme de masse, l’or est inerte, cependant, une fois décomposé en petits groupes d’atomes, il devient très réactif.
Comme toute nouvelle technologie, les nanomatériaux comportent un potentiel à la fois bénéfique et nocif. Les inquiétudes les plus saillantes ne concernent pas des visions apocalyptiques, mais plutôt la possibilité plus prosaïque et probable que certains de ces nouveaux matériaux puissent s’avérer dangereux pour notre santé ou l’environnement. Comme le rapportent John D. Young et Jan Martel dans « The Rise and Fall of Nanobacteria », même les nanoparticules d’origine naturelle peuvent avoir un effet délétère sur le corps humain. Si les nanoparticules naturelles peuvent nous nuire, il serait sage d’examiner attentivement les actions possibles des nanomatériaux d’ingénierie. La taille des nanoparticules signifie également qu’elles peuvent plus facilement s’échapper dans l’environnement et s’infiltrer profondément dans les organes internes tels que les poumons et le foie. Ajoutant au souci, chaque nanomatériau est unique. Bien que les chercheurs aient mené un certain nombre d’études sur les risques pour la santé de matériaux individuels, cette approche par dispersion ne peut pas fournir une image complète des dangers — des données quantitatives sur quels matériaux, à quelles concentrations, affectent le corps sur quelles échelles de temps.
À la suite de ces préoccupations, en septembre 2009, les États-Unis. L’EPA a annoncé une étude des effets des nanomatériaux sur la santé et l’environnement – une étape que beaucoup préconisaient depuis des années. Et cela ne se produit pas trop tôt: plus de 1 000 produits de consommation contenant des nanomatériaux sont disponibles aux États-Unis et d’autres sont ajoutés chaque jour.
Et la nanotechnologie a été utilisée pour les textiles de nombreuses manières: au niveau des fibres comme au niveau des tissus, fournissant une gamme extraordinaire de produits textiles compatibles nano (le plus souvent des nanofibres, des fibres nanocomposites et des fibres nanocoatées) – ainsi que dans la résistance au sol et aux taches.
Pour les scientifiques qui essayaient d’appliquer la nanotechnologie au sol textile et à la résistance aux taches, ils se sont tournés, comme c’est souvent le cas en science, vers la nature: En étudiant la surface des feuilles de lotus, qui ont une incroyable capacité à repousser l’eau, les scientifiques ont remarqué que la surface de la feuille de lotus semble lisse mais est en fait rugueuse et naturellement répulsive à la saleté et à l’eau. La surface rugueuse réduit la capacité de l’eau à s’étaler. De minuscules crevasses à la surface de la feuille emprisonnent l’air, empêchant les gouttelettes d’eau d’adhérer au service. Au fur et à mesure que les gouttelettes se détachent de la surface, elles captent des particules de saleté qui se trouvent sur leur passage. En utilisant ce même concept, les scientifiques ont développé une finition basée sur la nanotechnologie qui forme une structure similaire à la surface des fibres. Les tissus peuvent être nettoyés en rinçant simplement à l’eau.
Nano-Tex (www.nano-tex.com ) était la première finition de tissu répulsif à base de nanoparticules disponible dans le commerce. Il a fait ses débuts en décembre 2000. Un autre répulsif du sol à base de nanotechnologies est GreenShield (www.greenshieldfinish.com ) qui a fait ses débuts en 2007. Ces deux finitions, bien qu’elles utilisent la nanotechnologie, basent également leur produit sur la chimie du fluorocarbone. Le site Web de Nano-Tex ne donne pas beaucoup d’informations sur leur formulation – fondamentalement, ils disent seulement qu’il s’agit d’une nouvelle technologie qui « transforme fondamentalement chaque fibre grâce à la nanotechnologie ». Vous n’obtiendrez pas beaucoup plus de spécifications techniques de Nano-Tex. GreenShield est beaucoup plus disponible avec des informations sur leur processus.
Dans les finitions GreenShield, la nanoparticule de base est de la silice amorphe, un matériau inerte qui a une utilisation bien établie dans des applications impliquant une consommation humaine directe, et est généralement reconnu comme sûr et approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) et l’Agence de protection de l’environnement pour de telles applications. L’utilisation de silice permet à GreenShield de réduire la quantité de flurocarbures d’un facteur 8 ou plus par rapport à toutes les autres finitions et de réduire la charge chimique globale d’un facteur trois, ce qui fait de GreenShield la finition qui utilise le moins de ces flurocarbures.
La finition GreenShield obtient cependant des notes environnementales mitigées. Les tissus en polyester Éco-intelligents de Victor Innovatix avec GreenShield ont obtenu une note d’argent dans le programme Cradle to Cradle. Cependant, le même textile sans finition GreenShield (ou n’importe quelle finition) a obtenu une note d’or plus élevée, reflétant le risque de toxicité introduit par GreenShield sur le produit. Les informations sur la disponibilité des produits sont à www.victor-innovatex.com .
Puzzle APFO – Perspectives textiles — http://www.textileinsight.com/articles.php?id=37
Bjorhus, Jennifer, « Scotchgard est à nouveau attrayant », St. Paul Pioneer Press, 27 mai 2003