Utilisation d’un acrylate de polyuréthane synthétisé à l’échelle nanométrique comme liant en impression textile

Pourquoi cette histoire de tissu compte

Des vêtements de sport aux draps, la plupart des couleurs que nous voyons sur les tissus imprimés proviennent de minuscules particules solides appelées pigments. Contrairement aux colorants, ces pigments ne s’attachent pas naturellement aux fibres, si bien que les imprimeurs utilisent une « colle » appelée liant pour maintenir la couleur en place. Cette étude examine une nouvelle famille de liants de taille nanométrique qui visent à rendre les impressions plus lumineuses, plus durables et plus respectueuses de l’environnement — en utilisant moins de produits chimiques et d’énergie que de nombreux produits actuels.

Comment la couleur adhère au tissu

En impression pigmentaire, les particules de couleur restent à la surface du tissu plutôt que de pénétrer. Pour éviter qu’elles ne s’estompent ou ne se détachent au frottement ou au lavage, les fabricants mélangent les pigments à un liant liquide qui forme un film mince lors du chauffage. Les liants conventionnels, souvent constitués de polymères d’origine pétrolière, présentent plusieurs inconvénients : ils peuvent craqueler ou raidir le tissu, nécessiter des températures élevées et des temps de cuisson longs, pâlir ou jaunir avec le temps, et ne sont pas toujours respectueux de l’environnement. Étant donné que l’impression pigmentaire est utilisée pour plus de 80 % des textiles imprimés, même de petites améliorations de la chimie des liants peuvent avoir un fort impact sur le confort, la durabilité, le coût et la durabilité environnementale.

Une nouvelle nano-colle pour les textiles

Les auteurs ont travaillé avec quatre liants à base d’acrylate de polyuréthane étroitement apparentés, synthétisés à l’échelle nanométrique. Ces liants, produits principalement par chauffage micro-ondes plutôt que par bains d’huile traditionnels, forment des particules extrêmement petites et uniformes — de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres. L’équipe les a utilisés dans des pâtes d’impression à base d’eau contenant un pigment commercial à faible impact environnemental et a appliqué ces pâtes sur trois types de tissus courants : coton pur, polyester pur et un mélange coton–polyester 50/50. L’impression a été réalisée par sérigraphie plate, suivie d’un chauffage contrôlé à différentes températures et durées pour durcir le film de liant.

Tester la force et la résistance de la couleur

Pour évaluer les performances, les chercheurs ont mesuré la force de couleur (profondeur et intensité de l’impression) et une série de propriétés de « solidité », notamment la résistance au lavage, à la transpiration et au frottement à sec et à humide. Ils ont fait varier la concentration de liant de très faible (5 grammes par litre de pâte) jusqu’à 25 grammes par litre, et ont comparé ces résultats à ceux d’un liant commercial largement utilisé, recommandé par le fabricant à 50 grammes par litre. Ils ont également exploré des températures de cuisson de 80 °C à 160 °C et des durées de 4 à 8 minutes afin de trouver des réglages pratiques permettant d’économiser de l’énergie sans sacrifier la qualité.

Ce que révèlent les microscopes

Les images au microscope électronique des échantillons imprimés ont montré de près le comportement des nouveaux liants à la surface du tissu. En l’absence de liant, les particules de pigment restaient des taches isolées pouvant être facilement éliminées au lavage. Avec les liants à base d’acrylate de polyuréthane nanométrique, les fibres étaient recouvertes d’un film lisse et continu dans lequel les particules de pigment étaient uniformément incorporées. Ce revêtement uniforme est apparu sur le coton, le polyester et les tissus mélangés, montrant que la même chimie peut fonctionner sur une large gamme de matériaux utilisés dans l’habillement et le textile d’ameublement.

Des couleurs plus vives avec moins de produits chimiques et d’énergie

Sur l’ensemble des tissus, les nano-liants ont fourni une intensité de couleur égale ou supérieure au produit commercial tout en n’utilisant qu’un cinquième de la concentration en liant. Par exemple, sur du coton imprimé avec seulement 5 grammes par litre de plusieurs nano-liants, les valeurs de force de couleur dépassaient celles obtenues avec le liant commercial utilisé à 50 grammes par litre. Des avantages similaires ont été observés sur le polyester et les mélanges coton–polyester. Les meilleurs résultats ont été obtenus lorsque les tissus étaient cuits à environ 140 °C pendant 4 minutes ; augmenter la température ou la durée n’apportait que des gains mineurs, ce qui permettrait aux usines d’économiser de l’énergie. La résistance au lavage et à la transpiration allait généralement de très bonne à excellente. Le frottement à sec était bon à très bon pour tous les tissus, tandis que le frottement à humide restait plus difficile pour les matériaux riches en polyester, mais s’améliorait néanmoins avec certains des nouveaux liants.

Ce que cela signifie pour les tissus du quotidien

Pour le grand public, la conclusion est que ces liants nanométriques jouent le rôle d’une colle plus intelligente pour l’impression textile. Ils peuvent fixer des couleurs vives en utilisant moins de matière et des températures de cuisson plus douces, ce qui aide à réduire les coûts et l’impact environnemental. Parallèlement, ils conservent ou améliorent la durabilité, de sorte que les impressions restent lumineuses après de nombreux lavages et usages. S’ils sont adoptés à l’échelle industrielle, ces procédés pourraient aboutir à des textiles imprimés plus confortables et flexibles, qui conservent leur apparence plus longtemps tout en allégeant la consommation d’énergie et de produits chimiques.

Citation: Haggag, K.M., El-Molla, M.M., El-Shall, F.N. et al. Use of nano-scale synthesized polyurethane acrylate as a binder in textile printing. Sci Rep 16, 10477 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42613-w

Mots-clés: impression textile, liant pour pigments, acrylate de polyuréthane, revêtements nano, durabilité des tissus