Procédé de traitement de fibres naturelles et synthétiques, non textiles L'invention est relative à un procédé de traitement de fibres naturelles et synthétiques non textiles, en vue d'y produire une déformation pratiquement perma nente, et dans lequel on forme les fibres en une configu ration prédéterminée et on les maintient dans cette con figuration.
Il est connu des spécialistes en ce domaine que la plupart des fibres naturelles et beaucoup de fibres syn thétiques chimiquement apparentées sont d'une struc ture similaire à celle de la kératine protéique ou con tiennent un pourcentage élevé de cette kératine ou matière similaire. On croit que ces fibres comprennent de longues chaînes de polypeptide maintenues dans un agencement plissé par des liaisons d'hydrogène. Les lon gues chaînes de polypeptide sont reliées latéralement par au moins cinq types de forces attractives, à savoir des liaisons de peptide, des forces de Vander Walls et des liaisons de bisulfure.
Les positions d'équilibre que les chaînes de polypep tide peuvent prendre sous une série quelconque des con ditions dépendront de l'interréaction des diverses liai sons et de leurs forces relatives. C'est ainsi qu'à moins qu'un certain changement ne se produise dans les for ces à l'intérieur des molécules de fibre, par exemple les molécules de kératine, ce qui permettrait la transposi tion de la structure moléculaire, il est impossible d'impar tir, à des matières fibreuses, une configuration perma nente différente de celle qui est présente à l'origine.
Il est évident cependant que, lors de la rupture des liaisons attractives, les fibres peuvent être courbées ou frisées en une configuration donnée quelconque, après quoi les liaisons rompues peuvent être reconstituées dans leur conformation déformée, ce qui rend l'ondulation ou le frisage permanent.
Le problème en cause réside dans le fait que les pro cédés et les appareils de la technique antérieure, utilisés dans le traitement ou le frisage des cheveux humains ou d'autres fibres naturelles et synthétiques, ne sont pas suffisamment satisfaisants dans la rupture des liaisons de fibre qui maintiennent ensemble les chaînes de poly peptide, les fibres retournant inévitablement à leur con figuration initiale.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce qu'on applique aux fibres un milieu de cou plage ayant une structure de liaison plus faible et pou vant être rompue plus facilement que celle de l'eau en libérant des radicaux et des ions libres, et, par l'inter médiaire de ce milieu une énergie ultrasonique prove nant d'un transducteur ultrasonique, tandis que les fibres sont maintenues dans la configuration désirée.
Ces caractéristiques et les avantages de l'invention ressortiront mieux de la description suivante, donnée à titre d'exemple avec référence au dessin annexé.
La fig. 1 est une vue en élévation d'un tube creux d'une matière de transducteur autour de laquelle des fibres sont représentées en une configuration circulaire ; la<U>fi-.</U> 2 est une vue en coupe prise suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 ; la fig. 3 est une vue en élévation d'un transducteur incorporé dans un peigne pour réaliser le redressement des fibres ; la fig. 4 est une vue en élévation d'un autre agence ment de transducteur, dans lequel un transducteur tubu laire creux est introduit à l'intérieur d'un tube perforé autour duquel des fibres sont enroulées;
la fig. 5 est une vue en élévation d'un autre agence ment de transducteur utilisant une configuration à cor nes pour diriger une onde d'énergie longitudinale dans un sens radial; la fig. 6 est une vue en élévation d'un autre agence ment de transducteur intéressant dans le redressement de fibres ; la fig. 7 est une vue en élévation d'un autre agence ment encore de transducteur intéressant dans le redres sement de fibres ; la fig. 8 est une vue en élévation d'un autre agence ment de transducteur suivant l'invention, utilisant un élé ment de commande extérieur;
la fig. 9 est une vue en élévation d'un autre agence ment de transducteur suivant l'invention, englobant un courant à jet modulé; la fig. 10 est une vue en élévation d'un autre agence ment encore de transducteur suivant l'invention, utilisant un bain ultrasonique, la fi-. 11 est une vue en élévation d'un agencement de transducteur suivant la présente invention, sous forme d'une brosse et intéressant dans le redressement de fibres.
En se référant au dessin, on a représenté sur la fig. 1 un tube 20 fait en une matière pour transducteur, par exemple du titanate de baryum, avec ou sans additifs ou matières similaires, avec commande par un générateur d'ultrasons 22. Comme on le sait, un transducteur de cette allure vibrera suivant le mode radial en fonction de la fréquence de la sortie du générateur. La fibre 24 à traiter est enroulée autour du transducteur et maintenue dans l'état enroulé par un moyen convenable non repré senté. Un milieu de couplage décrit par la suite est appli qué aux fibres pour assurer un transfert efficace d'éner gie depuis le transducteur aux fibres.
Le milieu de cou plage peut également contenir des colorants, des agents de blanchiment et/ou d'autres agents de traitement des fibres en vue d'une action concourante sur celles-ci. On alimente un courant alternatif haute fréquence depuis le générateur 22 au transducteur 20, où il est converti en énergie mécanique agissant sur les fibres 24 par l'inter médiaire du milieu de couplage. On a trouvé qu'après l'application d'une énergie pendant une courte période de temps, les fibres resteront dans la configuration où elle sont enroulées sur le transducteur, et ce d'une manière presque illimitée. Cette configuration sera con servée même si les fibres sont ensuite lavées, blanchies ou soumises à d'autres traitements similaires.
Le milieu de couplage employé pour traiter les fibres en vue d'un meilleur transfert d'énergie depuis le transducteur aux fibres est caractérisé en ce qu'il a une faible structure de liaison plus faible que celle de l'eau, ces liaisons pouvant aisément être rompues, en compa raison de l'eau, avec libération de radicaux et d'ions li bres. De telles matières semblent rehausser fortement la rupture ultrasonique des liaisons moléculaires des fibres et elles aident également à la réorientation de celles-ci. Le milieu de couplage peut être choisi parmi un certain nombre de matières chimiques qui appartiennent à la classification générale susdite.
Cependant, les substan ces préférées pour l'utilisation suivant la présente inven tion sont l'iodure de méthyle, soit sous la forme pure, soit sous forme d'une solution avec de l'eau, de préfé rence une solution d'environ 15 à 20 % de concentration en volumes et la triéthanolamine, également sous la forme pure ou sous une forme diluée de manière simi laire avec de l'eau. Cependant, l'iodure de méthyle est toxique et ne devrait être utilisé que dans le traitement de fibres naturelles non associées aux être humains, par exemple des perruques, etc. Il n'y a pas de toxicité importante à noter pour la triéthanolamine et elle peut être employée avec succès dans le traitement des che veux humains sans que l'on ait à craindre des effets nui sibles quelconques.
La manière exacte suivant laquelle le procédé de la présente invention agit n'est pas comprise totalement. On croit que l'énergie ultrasonique rompt rapidement la plupart des liaisons moléculaires qui relient latéralement les chaînes de polypeptide dans les fibres de kératine ou similaires. Ceci permet à ces chaînes de former de nou velles liaisons et de nouvelles connexions moléculaires, et de ce fait de se réorienter à la configuration dans laquelle ces fibres ont été maintenues de force.
La manière suivant laquelle les matières liquides humidifiant les fibres durant l'application de l'énergie ultrasonique agissent n'est pas non plus comprise com plètement mais il semble que les matières se dissocient pour libérer et fournir une abondance d'ions et de radi caux libres qui se combinent avec les liaisons rompues et les liaisons moléculaires des fibres pour rehausser consi dérablement la réorientation moléculaire de ces fibres dans la configuration maintenue.
On croit qu'en pré sence d'ions libres, les liaisons sont plus facilement rom pues par l'application d'une énergie ultrasonique, avec de nouvelles liaisons avec ces ions dans la nouvelle confi guration telle que maintenue. Les ions libres sont nor malement portés par un support fluide, tel qu'un liquide, mais les ions peuvent former leur propre support, comme dans le cas d'un gaz ou liquide pur.
La fig. 3 illustre un peigne 26 présentant un alésage 28 recevant un transducteur 20. Lorsque le transducteur est commandé par un signal ultrasonore, et que les fibres mouillées par un milieu de couplage sont amenées à passer dans les dents 30 du peigne, ces fibres pren dront la configuration qu'elles avaient au moment du passage dans les dents 30.
La fig. 4 montre une bobine 32 qui peut être perforée, comme montré en 34, et autour de laquelle des fibres peuvent être enroulées et maintenues, cette bobine étant destinée à recevoir le transducteur 20. Des fibres, par exemple des cheveux humains, sont enroulées autour de plusieurs bobines de ce genre, le milieu de couplage est appliqué aux fibres et, à son tour, le transducteur est introduit dans les bobines et excité par un générateur. L'utilisation de bobines 32 permet l'emploi d'un seul transducteur 20 et d'un seul dispositif de commande 22 pour assurer un certain nombre d'opérations séparées de traitement de fibres comme lors de la réalisation d'ondulations permanentes aux cheveux des dames.
La fig. 5 montre une méthode différente de couplage d'une énergie ultrasonique à partir d'un transducteur 20a, par l'intermédiaire d'une barre 36, vibrant suivant un mode longitudinal, à des fibres 24 enroulées autour de la barre. A des intervalles espacés le long de cette barre 36, on a prévu une série de nervures 38 en forme de cornes, exponentielles et circonférentielles. Les cor nes des nervures 38 agissent suivant un mode de cisail lement et servent à réaliser un transfert d'une énergie ultrasonique aux fibres 24 depuis le transducteur 20a par l'intermédiaire d'une matière plastique 40 disposée entre les nervures 38.
La fig. 6 illustre un autre agencement suivant lequel une plaque 42 présente une série d'ailettes parallèles espacées 44. Un transducteur 20c est attaché à cette pla que pour transmettre une énergie ultrasonique à celle-ci et aux ailettes 44. On fait passer des fibres comportant un milieu de couplage entre les ailettes 44, ces fibres pre nant la configuration maintenue durant ce passage.
La fig. 7 illustre un transducteur 20d monté de manière à tourner sur un arbre 46 entraîné par un pignon 48. Une brosse cylindrique 50 est montée à rota tion sur un arbre 52 écarté de l'arbre 46 et parallèle à celui-ci. Les arbres 44 et 52 peuvent tourner dans le même sens ou dans des sens différents, comme on l'a représenté, et l'arbre 52 peut être entraîné grâce à un pignon 54 qui engrène avec le pignon 48. Un transduc teur 20d est commandé par un générateur d'ultrasons et on fait passer des fibres portant un milieu de cou plage entre le transducteur 20d et la brosse 50. Les fibres conserveront la configuration maintenue lors de leur pas sage sur le transducteur 20d.
La fig. 8 montre des fibres 24 portant un milieu de couplage, qui sont enroulées autour d'une barre pleine 56 qui est soumise à l'action d'un transducteur ultra- sonique 20e.
La fig. 9 illustre un agencement similaire, mais dans lequel l'énergie ultrasonique est couplée à la, barre 56 et aux fibres 24 par l'intermédiaire d'un courant d'un milieu de couplage liquide, tel que défini précédemment, modulé par un transducteur 20f en sortant d'un ajutage 58.
La fig. 10 montre un bain 60 d'un milieu de couplage soumis à l'action d'un transducteur ultrasonique 20g et à travers lequel on fait passer des fibres qui y sont soumi ses à une énergie ultrasonique.
La fig. 11 représente un transducteur ultrasonique 20h sous forme d'une brosse comportant des soies 62 attachées aux surfaces, le transducteur comportant une poignée 64. L'agencement de la fi-. 11, ainsi que ceux des fig. 3, 6, 7 et 10, sont particulièrement intéres sants dans le redressement de fibres.
La fréquence de l'énergie ultrasonique intéressante dans le traitement de fibres suivant la présente inven tion ne semble pas critique ; toutefois, des fréquences supérieures à l'intervalle audible semblent être les plus efficaces. Les fréquences qui conviennent le mieux à une application particulière sont déterminées par expérience et dépendront de la dimension et de la qualité de la fibre traitée. La puissance requise dépendra également de la dimension et de la qualité des fibres et de l'effi cacité du milieu de couplage, mais on croit toutefois qu'une somme suffisante de puissance doit être appli quée pour surmonter les forces maintenant les liaisons et pour rompre ces liaisons en vue de permettre une réorientation.
De la sorte, en mettant en oeuvre le procédé décrit, des brins de fibres, notamment des cheveux humains, sont enroulés et maintenus autour d'une forme, puis humidifiés ou soumis à l'action d'un milieu capable de fournir une quantité suffisante de radicaux et d'ions libres en vue d'une combinaison avec les liaisons rom pues, par exemple l'une des substances liquides définies précédemment. Après avoir été soumis à une courte exposition à l'énergie ultrasonique, les brins sont retirés de la forme. Les cheveux ont pris une déformation per manente, et des lavages, des fortes pressions et des sécha ges répétés ne peuvent pas supprimer ou modifier de façon importante la déformation.
D'autres fibres synthé tiques, ayant des structures chimiques apparentées, ont été traitées de façon similaire avec des résultats satis faisants. Pour supprimer une déformation préalable ment existante, les fibres sont soumises à une énergie ultrasonique, tandis qu'elles sont maintenues à l'état redressé.