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MANIERES TEXTILES INFROISSABLES ET LEUR PREPARATION.
On connaît des procédés permettant d'améliorer sensiblement l'in- froissabilité des tissus de cellulose ou de coton par une incorporation de ré- sines synthétiques, ces dernières étant fabriquées de préférence directement au sein même de la fibre textile. Les seules résines qui aient acquis jusqu'à présenteune certaine importance pratique dans ce domaine sont celles d'urée- formol et de mélamine-formol.
Dans ce cas, la fibre textile est imprégnée de produits de condensation à faible poids moléculaire durée et de formol ou de mélamine et de formol, ces produits de condensation étant encore bien solubles dans Peau au moment de 1?imprégnation; ils réagissent ensuitep lors des opéra- tions de séchage et de condensation, en formant non seulement des résines mais aussi des combinaisons avec la cellulose elle-même.
Ces procédés connus présen- tent deux inconvénients essentiels d'une part, les bains de traitement pré- parés à partir desproduits de condensation à faible poids moléculaire mention- nés sont peu stables, de sorte que leurs propriétés se modifient déjà dans un intervalle de quelques heures; d'autra part? les résines formées au sein de la fibre à partir de ces produits sont cassantes comme du verre. Par suite de 1'instabilité de ces bains, il n'est guère possible-9 lors du traitement de plus grandes quantités de fibres textiles., d'assurer des résultats constants sur les fibres traitées.
En outre, ces fibres présentent généralement, à cause de la fragilité des résines qui leur ont été incorporées, une diminution notable de la résistance au frottement de sorte qu'il est impossible d'appliquer par exemple un tel traitement à une fibre textile non tissée.
La présente invention a pour objet, en premier lieu;, un procédé de traitement de fibres textiles de la catégorie des matières cellulosiques et polypeptidiques à groupements actifs OH ou NH libres, plus spécialement de la cellulose, naturelle ou régénérée,et de la laine ou de la fibre de caséine, pour les rendre infroissables sans qu'il en résulte les inconvénients rappelés ci-dessus et inhérents aux procédés connus.
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L9invention permet, en outre, de diminuer le pouvoir de gonflement des fibres et ainsi d'empêcher celles-ci de se rétrécir,sans préjudice pour l'infroissabilité.
En plus de ces résultats, l'invention permet également, si on le désire,de rendre les fibres hydrofuges, aptes à repousser l'eau, ceci sans préjudice pour l'infroissabilité.
Une particularité essentielle du procédé, objet de l'invention, est la suivante :
On chauffe les fibres imprégnées d'un composé (a) et d'un compo- sé (b), tous deux spécifiés ci-après, ou du produit d'une réaction préalable entre (a) et (b) ou encore de (a), de (b) et de ce produit de réaction préa- lable entre (a) et (b) ou enfin d'un mélange de (a) ou de (b) et du produit en question.
Le composé (a) est un poly-ester d'acide poly-carboxylique (les acides dicarboxyliques étant considérés comme acides polycarboxyliques) ou un poly-uréthane (di-uréthane ou autre) et doit être porteur d'hydroxyles libres, en outreil doit avoir un poids moléculaire bas ou tout au plus moyen, afin de pouvoir être dispersé, pour la commodité de son application, soit dans l'eau, soit le cas échéant, dans un autre solvant, sous forme de solution vraie ou de solution colloïdale ou encore, moyennant l'addition d'un corps tensio-actif, sous forme d'émulsion.
Les composés (a) peuvent dériver d'alcools ayant au moins trois hydroxyles libres , la glycérine,en raison, à la fois de son aptitude à la production de composés du type' (a) et de la facilité qu'on a de se la procurer, est à cet égard, la matière première adoptée de préférence.
Les composés (a) peuvent également dériver du mélange d'un al- cool ayant au moins trois hydroxyles alcooliques avec un alcool qui en possède moins de trois; ils peuvent aussi dériver d'un alcool à fonction éther qui est le produit de l'éthérification d'au moins deux molécules d'un poly-alcool, par exemple la glycérine ou la triglycérine ou encore le produit de l'éthérifica- tion d'un poly-alcool par un di-alcool ou un mono-alcool., ce produit comportant des hydroxyles alcooliques libres.
Quant à l'acide poly-carboxylique, il peut, le cas échéant,com- porter lui-même des hydroxyles libres dans sa molécule et/ou des hétéro-atomes tels que N,S ou Si.
Un cas particulier important est celui dans lequel un groupe car- boxylique est attaché directement à un atome d'azote, l'acide polycarboxylique étant alors un acide poly-carbamique et le poly-ester un poly-uréthane.
Les substances (b) sont, d'une fagon générale, celles qui sont connues comme susceptibles d'établir des ponts, au besoin moyennant l'inter- vention de catalyseurs, entre deux hydroxyles ou entre un hydroxyle et un groupement d'amine secondaire.
Parmi les substances de ce genre qui conviennent pour la mise en oeuvre de l'invention, il faut citer, tout d'abord, celles que l'on désignera sous le nom de substances aldéhydiques et qui comprennent, d'une part, des al- déhydes proprement dites, d'autre part, des composés méthylolés assimilables, du point de vue de leur réactivité, à des aldéhydes vraies.
Les aldéhydes auxquelles est accordée la préférence, en raison de leur réactivité particulière dans le traitement considéré, sont les aldéhy- des aliphatiques à un et deux atomes de carbone, plus spécialement la formal- déhyde et le glyoxal. Ce dernier corps, en tant que composé bi-fonctionnel, est particulièrement approprié à la formation de ponts.
A la place des aldéhydes elles-mêmes on peut, comme il a été dit ci-dessus, employer les composés mé- thylolés qu'elles forment avec les amides de 1-'acide carbonique et des acides carboxyliques (par exemple la diméthylol-urée, la méthylol-mélamine, le compo- sé diméthylolé de la diamine adipique et celui de l'oxamide) ou les produits de condensation méthylolés plus complexes obtenus, par exemple à partir du gly-
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oxal, de l'urée et de la formaldéhyde à partir du glyoxal, de la mélamine et de la formaldéhyde etc...
Si l'on utilise des composés méthylolés (tels que la diméthylol-urée ou la méthylol-mélamine) capables de se résinifier eux-mê- mes, la formation de pont est accompagnée d'une. formation de résines à partir de ces amides méthylolées et les polyesters ou les polyuréthanes forment avec ces résines des combinaisons dans lesquelles ils viennent jouer le rôle de plastifiants.
On obtient dans ce cas une amélioration très importante de l'in- froissabilité sans diminuer la résistance au frottement, ce qui représente un progrès très notable vis-à-vis des procédés connus à la diméthylol-urée ou subs- tances analogues; des tissus ainsi traités présentent un toucher dur, du même ordre que celui que l'on obtient avec les procédés d'infroissabilisation jusque à présent connus..:
Si, cependant, on emploie, pour la fixation et la condensation des polyesters ou polyuréthanes mentionnés,.des aldéhydes proprement dites ou des composés méthylolés tels que des produits de condensation du glyoxal, de l'urée et de la formaldéhyde ou de glyoxal, de mélamine et de formaldéhyde qui, dans les conditions'de la condensation, ne sont pas capables de former des ré- sines, l'infroissabilité est également améliorée d'une manière très importante mais, dans ce cas, le toucher des tissus n'est guère modifié; ceux-ci restent très souples et au toucher-on peut à peine les distinguer des tissus non trai- tés.
Comme autres substances du type (b), on peut citer,par exemple les poly-isocyanates (y compris les diisocyanates), les polyéthylène-imines (y compris la diéthylène-imine) et les composés halogénés comportant au moins deux atomes d'halogène réactifs.
Pour Inexécution du procédé qui fait l'objet de l'invention, on peut condenser à chaud un acide polycarbonique (ou un de ses dérivés tels que anhydrides, esters, etc..) ou un poly-isocyanate avec un alcool polyvalent à au moins trois fonctions alcooliques libres, par exemple la glycérine, ou avec un mélange d'un tel alcool et d'un ou plusieurs alcools bi-fonctionnels, tels que l'éthylène-glycol, le butane-diol, l'hexane-diol, etc..., en quantités tel- les que le produit de condensation formé ne renferme pratiquement plus d'acide libre ou plus d'isocyanate, mais qu'il contienne encore une quantité suffisan- te d'hydroxyles libres pour pouvoir être dissous ou émulsifié dans l'eauo Il est généralement indiqué,
notamment lors de l'utilisation de composés méthylo- lés d'amides d'acide carbonique ou d'acides carboxyliques comme agents de for- mation de ponts, d'introduire 'préalablement le poly-ester ou le poly-uréthane dans la solution aqueuse concentrée du composé méthylolé et de chauffer ce mélange au reflux pendant un temps suffisant pour obtenir une réaction entre les hydroxyles du poly-ester ou du poly-uréthane et ceux du composé méthylo- lique. De tels produits précondensés sont généralement plus faciles à dis- soudre ou à émulsionner dans l'eau que les poly-esters ou poly-uréthanes eux- mêmes.
Abstraction faite de cet avantage, une telle précondensation donne aus- si notamment lors de l'utilisation de composés méthylolés instables, tels que la diméthylol-urée, le méthylol-mélamine, etc... des produits de condensation qui, en solution aqueuse, ont une stabilité considérablement améliorée par rap- port à celle du composé méthylolé lui-même.
Ce mode opératoire par précondensation n'est toutefois pas in- dispensable.
Pour le traitement des fibres, par exemple, sous forme de tissus, on utilise les composés (a) et les substances (b) (éventuellement après une con- densation préalable comme il vient d'être décrit), de préférence en disper- sion aqueuse; en général, des concentrations de l'ordre de 5 à 10% en poids de matières sèches sont les plus indiquées.
Afin de favoriser la formation des ponts, il y a avantage à uti- liser un catalyseur et, à cet égard:, on peut, d'une manière générale, employer les catalyseurs habituellement utilisés dans la réaction d'aldéhydes ou de com- posés méthylolés avec la cellulose. Comme exemples, on peut citer ceux du chlo-
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rure de zinc, du chlorure d'aluminium, de l'azotate d'ammonium, de l'acide oxalique, etc...
La dispersion aqueuse, dans certains cas, est une solution mo- léculaire ou colloidale et ne nécessite pas l'intervention d'un agent de dis- persion auxiliaire. Néanmoins, même en pareil cas, et, en outre,dans les au- tres cas, il est avantageux ou nécessaire d'ajouter à la dispersion aqueuse en faible proportion, une substance tensio-active apparenant, de préférence, à la catégorie des mouillants, ce qui facilite l'imprégnation rapide et uni- forme des fibres.
Les substances tensio-actives neutres ou non ionogènes sont particulièrement recommandées, par exemple les produits de la condensation de l'oxyde d'éthyléne sur des alcools gras supérieurs tels que l'alcool cétyli- que.
Si l'on utilise des composés du type (a) dont le poids molécu- laire est relativement élevé et ne permet pas la dispersion dans l'eau, on peut tout d'abord imprégner les fibres d'une solution de ces composés dans un de leur solvants et ensuite d'une dispersion aqueuse des substances (b) géné- ratrices de ponts. Après l'imprégnation, la fibre textile est essorée, puis séchée et enfin chauffée pendant quelques minutes à 100-160 .
Les détails des conditions de condensation dépendant des propriétés de la substance (b) em- ployée comme agent de formation de-ponts : si l'on utilise comme substances de ce type des produits de condensation qui se distinguent par une réactivité élevée,tels que ceux du glyoxal, de l'urée et de la formaldéhyde, ou du glyo- xal, de la mélamine et de la formaldéhyde, on peut, par exemple utiliser comme catalyseur l'azotate d'ammonium, corps qui n'est que très faiblement acide ; dans ce cas, un rinçage de la matière textile devient inutile alors qu'un tel rinçage, après le chauffage à 100-160 , peut être nécessaire si l'on emploie des catalyseurs plus acides.
Puisque par un tel traitement, notamment lors de l'utilisation, comme substances (b), de produits de condensation ci-dessus mentionnés, de glyo- xal, d'urée et de formaldéhyde ou de glyoxal, de mélamine et de formaldéhyde, les propriétés mécaniques et physiques de la fibre textile ne sont, en.aucune manière, influencées défavorablement, le présent procédé peut être appliqué, contrairement aux procédés jusqu'à présent connus, non seulement au traitement de tissus finis, mais également au traitement de fibres humides venant de fila- ture.
La condensation simultanée des poly-esters ou des poly-uréthanes ci-dessus mentionnés avec des substances intervenant comme agents de formation de ponts sur la matière textile, par exemple la cellulose, n'influence en au- cune manière les qualités particulières que ces substances génératrices de ponts conféreraient à cette matière textile si elles réagissaient seules avec elle.
Si l'on condense, par exemple, un tel poly-ester ou poly-uréthane avec de la for- maldéhyde ou du glyoxal ou avec des composés méthylolés et si l'on fixe ensui- te le produit de condensation sur la fibre cellulosique, on obtient non seule- ment une amélioration importante de l'infroissabilité mais, en même temps, une diminution du pouvoir de gonflement de la fibre et celle-ci devient irrétrécis- sable. Par un choix approprié de l'agent de formation de pont, il est égale- ment possible de conférer au tissu, en plus de tous les effets mentionnés, d'excellentes propriétés hydrophobes.
L'invention comprend, au titre de produits industriels nouveaux, les fibres cellulosiques et poly-peptidiques qui comportent,comme substituants de leurs groupements réactifs, des ponts qui les relient à des atomes d'oxy- gène hydroxylique de composés du type (a).
Les exemples suivants, non limitatifs et dans lesquels les par- ties sont exprimées en poids, illustreront l'invention.
EXEMPLE 1 :
Dans un alambic à distiller, muni d'un réfrigérant descendant,
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on chauffe un mélange de 51,4 parties d'acide adipique et de 48,6 parties de glycérine dune densité de 1,26 en présence d'un faible courant de gaz iner- te, par exemple d'azote ou de gaz carbonique. Dès que la température a atteint environ 110 à 120 , une distillation deau commence; celle-ci est entraînée par le courant gazeux.
On élève alors la température progressivement à envi- ron 180 à 190 dans un intervalle d'environ 4 à 5 heures, de manière que Peau de réaction provenant de l'estérification distille d'une façon continue.La réaction est terminée lorsque la quantité d'eau distillée s'élève à environ 12,5 parties et lorsque le produit de la réaction présente un indice d'acide inférieur à 20. Ce produit est alors visqueux et presque incolore.
25 parties de ce produit de réaction sont mélangées avec 75 parties d'une solution à environ 50% d'un produit de condensation de glyoxal, durée et de formaldéhyde, fabriqué par exemple de la façon suivante (procédé décrit dans la demande de brevet français du 26 Avril 1948 au nom de la deman- deresse pour "Produits de condensation solubles dans Peau, pour l'ennoblisse- ment des textiles 11).
Dans 5,8 parties d'une solution aqueuse de glyoxal à environ 10% on dissout 1,6 partie d'urée; on ajoute ensuite 0,02 partie d'acide chlor- hydrique concentré et l'on chauffe le mélange à l'ébullition. Dès que le glyo- xal est combiné, on laisse refroidir. Le précipité blanc qui se forme au re- froidissement est, de préférence, séparé puis mélangé avec 4 parties d'une so- lution aqueuse de formaldéhyde à 30%, qui a été alcalinisée à un pH de 10 à 11.
Le mélange s'échauffe spontanément. On le chauffe enfin encore pendant envi- ron une demi-heure à l'ébullition, puis on acidifie avec de l'acide formique jusqu'à un pH de 3 à 4; la solution obtenue renferme environ 50% du produit de condensation glyoxal-urée-formaldéhyde.
Le mélange mentionné, de 25 parties du produit de réaction dé- crit plus haut et de 75 parties de la solution à environ 50% du produit de condensation glyoxal-urée, -formaldéhyde, est chauffé au reflux jusqu'à ce que, par dilution à l'eau, le produit de la réaction se dissolve sous forme colloïdale.
Pour le traitement des tissus, on dissout, par litre de bain, 50 à 100 g du produit de condensation décrit. Dans certains cas, il peut être avantageux d'ajouter à ce bain, pour stabiliser la solution colloïdale, une faible quantité (par exemple environ 0,3 à 0,6 pour mille de la quantité de bain) d'un émulsifiant non ionisé. Pour obtenir, en même temps que l'effet d' infroissabilité, une diminution du pouvoir de gonflement des matières textiles à traiter,on ajoute en outre au bain de traitement, par litre, 50 à 100 g de la solution à 50% du produit de condensation glyoxal-urée-formaldéhyde ci-des- sus mentionnée. Enfin, on ajoute aussi une faible quantité d'un catalyseur fai- blement acide, par exemple environ 15g de nitrate d'ammonium par litre de bain.
Dans ce bain on trempe le tissu à traiter, par exemple un tissu de viscose-crêpe georgette, pendant 1 minute à 1 minute et demie, puis on es- sore entre des cylindres de telle manière que la quantité de bain restant sur le tissu corresponde approximativement au poids sec du tissu. Ensuite, on sè- che et l'on chauffe le tissu sec à 120 à 140 pendant 10 à 15 minutes.
Par ce traitement, le pouvoir de gonflement du tissu a été, dans le présent cas, abaissé à environ 50% de celui du tissu non traité et l'in- froissabilité, mesurée par l'angle de pliage, a été augmentée d'environ 100%; elle a passé de 60 degrés à 116 degrés. Ces effets résistent d'une manière pra- tiquement illimitée aux lessives bouillantes habituelles au savon et au carbo- nate de sodium.
Le présent traitement de fibres peut être appliqué non seulement à des tissus finis mais également à des fibres de viscose fraîchement précipi- tées, encore humides, venant par exemple de sortir de filature. A cause du grand pouvoir d'absorption d'une telle fibre vis-à-vis de 1?eau, la concentra- tion de bain à employer dans ce dernier cas est à abaisser à environ 1/3 de celle qui est indiquée pour les tissus. Les effets ainsi obtenus sur les fils
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humides sortant de filature correspondent entièrement à ceux qui sont obtenus sur tissus. Par le traitement,les propriétés mécaniques de la fibre ne sont abaissées en aucune manière; la fibre ne manifeste notamment aucune tendance à devenir cassante, de sorte qu'aucune difficulté ne se présente lors de l'éla- boration ultérieure d'un fil ainsi traité.
EXEMPLE 2 :
Un mélange de 51,4 parties d'acide adipique et de 48,6 parties de glycérine (densité = 1,26) est traité comme dans l'exemple 1. Le produit de la réaction est mélangé avec de la diméthylol-urée dans la proportion de 130 parties de diméthylol-urée pour 25 parties du produit en question ; ajou- te à ce mélange 1 partie d'acide acétique cristallisable puis on chauffe à 1, ébullition, avec reflux, pendant environ 2 heures. Le produit obtenu est trai- té par 100 parties d'une solution aqueuse d formol à 30% puis on le chauffe au reflux jusqu'à obtention d'une bonne émulsion ; émulsion aqueuse est stabilisée par addition de 0,6% d'Emulphor.
Pour le traitement d'un tissu en croisé fibranne on dissout le produit de condensation décrit dans de l'eau, de manière à obtenir un bain ren- fermant environ 200 g de ce produit par litre; à ce bain on ajoute 2g de chlo- rure de zinc par litre. On effectue l'imprégnation et la condensation du tis- su comme dans l'exemple n 1. Par ce traitement, l'infroissabilité du croisé fibranne mesurée par l'angle de pliage est augmentée d'environ 50%; elle passe de 67 degrés à.91 degrés.
EXEMPLE 3 :
Un mélange de 296 parties d'anhydride phtalique et de 276 parties de glycérine (densité = 1,26) est traité comme il est décrit pour le mélange d'acide adipique et de glycérine dans l'exemple 1; la réaction est terminée lorsque la quantité d'eau de réaction recueillie est d'environ 35 parties.
536 parties du produit obtenu sont mélangées avec 2000 parties d'une solution à environ 58% d'un produit de condensation de glyoxal, de méla- mine et de formaldéhyde fabriqué de la façon suivante (procédé de la demande d e brevet frangais citée plus haut) : introduit 2,52 parties de mélamine dans 5,8 parties,d'une solution aqueuse de glyoxal à 10%; on acidifie ensuite, par exemple au moyen d'acide chlorhydrique concentré, de façon à obtenir un pH de 1 à 2. Le mélange est alors chauffé à l'ébullition jusqu'à ce que le glyoxal soit combiné. On laisse refroidir, puis on alcalinise avec de la lessive de soude caustique de manière à obtenir un pH de 10 à 11.
On ajoute ensuite 4 par- ties d'une solution aqueuse de formaldéhyde à 30% et l'on chauffe à l'ébulli- tion jusqu'à ce que la formaldéhyde soit combinée. On neutralise alors, par exemple au moyen d'acide chlorhydrique ou d'acide nitriqueo
Le mélange mentionné des 536 parties de produit de condensation glycérine-anhydride phtalique et des 2000 parties de la solution à 58% de pro- duit de condensation de glyoxal-mélamine-formaldéhyde est chauffé avec reflux jusqu'à ce que, par dilution à l'eau, le produit de la réaction se dissolve sous forme colloidaleo
Pour le traitement d'un tissu en crêpe de Chine on dissout le produit de réaction indiqué ci-dessus dans de l'eau de manière à obtenir un bain renfermant environ 60 à 120g de ce produit par litre ;
àce bain on ajoute 15g de nitrate d'ammonium par litre. On effectue l'imprégnation et la conden- sation comme dans l'exemple 1. Par ce traitement, l'infroissabilité du crêpe de Chine, mesurée par l'angle de pliage, est augmentée d'environ 45%; elle passe de 60 degrés à 87 degrés.
EXEMPLE 4. :
Un mélange de 51, 4 parties d'acide adipique et de 48, 6 parties de glycérine (densité = 1,26) est traité comme dans l'exemple 1. Le produit de la réaction est mis en suspension colloidale dans de l'eau puis additionné d'une solution de glyoxal et de nitrate d'ammonium de telle manière que le bain obtenu renferme par litre, environ :
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150g du produit de réaction défini ci-dessus,
1,5g de nitrate d'ammonium,
84,g de glyoxalcompte à 100%.
Un tissu de crêpe de Chine est imprégné du liquide de ce bain de la manière dé- crite dans l'exemple 1 et condensé comme dans le même exemplePar ce traite- ment le pouvoir de gonflement du tissu est abaissé à environ 25% de celui du tissu non traité et l'infroissabilité, mesurée par l'angle de pliages est aug- mentée d'environ 100%; elle passe de 60 degrés à 128 degréso EXEMPLE 5 :
Un mélange de 51,4 parties d'acide adipique et de 48,6 parties de glycérine (densité = 126) est traité comme dans l'exemple 1.
Le produit de la réaction est mis en suspension colloïdale dans de l'eau puis additionné d' une solution de formol et de chlorure de zinc de telle manière que le bain ob- tenu renferme par litre, environ :
230g du produit de réaction défini ci-dessus.
82g de formaldéhyde., comptée à 100%.
4,5g de chlorure de zinc.
Un tissu de crêpe de Chine est ensuite imprégné du liquide de ce bain de la manière décrite dans l'exemple 1 et condensé comme dans le même exem- ple. Par ce traitement le pouvoir de gonflement du tissu est abaissé à environ 37% de celui du tissu non traité et l'infroissabilité,mesurée par l'angle de pliage, est augmentée d'environ 62%; elle passe de 60 degrés à 97 degrés.
REVENDICATIONS
1 Procédé permettant de rendre infroissables des fibres tex- tiles cellulosiques ou polypeptidiques, c'est-à-dire des fibres comportant des groupements actifs (OH ou NE), procédé caractérisé par le fait qu'on chauf- fe ces fibres imprégnées d'un composé (a) et d'un composé (b) et/ou d'un com- posé résultant de la réaction préalable entre (a) et (b) ou d'un mélange entre le composé (a) ou le composé (b) et le produit de la réaction préalable entre (a) et (b), le composé (a) étant un poly-ester diacide poly-carboxylique ou un poly-uréthane à poids moléculaire bas ou moyen quicomporte, dans sa molécule., des hydroxyles libres, tandis que le composé (b) est une substance capable d' établir des ponts entre les hydroxyles libres du composé (a)
et les groupements actifs des fibres.