[0001] La présente invention a pour objet un support et notamment un support textile, revêtu
d'un film servant à protéger le support de la contamination extérieure et vice-versa,
son procédé de préparation ainsi qu'un procédé d'élimination du film éventuellement
contaminé.
[0002] Elle peut s'appliquer dans un grand nombre de domaines et en particulier dans les
domaines nucléaire, médical, agro-alimentaire et dans le domaine de la microélectronique.
[0003] De façon générale, l'invention peut être utilisée à chaque fois qu'il faut soit éviter
la contamination d'un procédé ou d'une opération industrielle par des souillures
prisonnières d'un support ou par des particules en provenance de celui-ci, soit éliminer
du support des souillures extérieures s'y étant accrochées.
[0004] En particulier, le support peut être un vêtement ou un ustensile, utilisé dans les
"salles blanches" (domaine de la microélectronique), traité de façon à empêcher la
sortie d'aérosols ou des particules initialement présentes sur le support par leur
emprisonnement sur ledit support.
[0005] Il peut être aussi un vêtement ou un ustensile, utilisé dans les zones à risque
de contamination nucléaire, traité de façon à empêcher la pénétration des aérosols
ou particules dans le support, voire leur accrochage, et permettre, dans le cas d'un
éventuel accrochage de ces aérosols, de les éliminer simplement, sans usure du support
et avec une faible production d'effluents contaminés.
[0006] Le support peut être encore un vêtement, un textile ou un ustensile, utilisé en salles
stériles (domaines médical et agro-alimentaire), traité de façon à piéger les bactéries,
et également un vêtement, un instrument ou une pièce devant être protégé temporairement
des souillures extérieures, tel qu'un vêtement de travail ou une pièce métallique.
[0007] Dans les "salles blanches", on utilise actuellement comme vêtements de protection
des vêtements en fils 100% polyester continu à structure lobée, avec tous les 20 fils
un fil de polycarbonate servant à éliminer l'électricité statique. Ces vêtements,
qui sont assemblés de manière très particulière afin qu'aucune particule ne s'échappe
de ces vêtements dans l'atmosphère de la salle blanche, sont peu confortables et coûteux.
[0008] Après utilisation, ces vêtements sont lavés et décontaminés en blanchisserie stérile
de façon à emprisonner les éventuelles particules accrochées. Ces traitements de lavage
et de décontamination ne font qu'accélérer l'usure des vêtements.
[0009] Comme pour les vêtements, les ustensiles utilisés en salle blanche sont traités en
décontamination préalable de particules ou enveloppés dans des fourreaux afin d'emprisonner
les éventuelles particules présentes sur le support.
[0010] Dans le domaine nucléaire, on utilise des vêtements réalisés en des tissus se prêtant
le mieux à la décontamination et en particulier des vêtements en majorité de coton.
Après usage, ces vêtements subissent un lavage spécial avec une technique dite à
contre-courant de façon à provoquer par un brassage hydraulique maximum une désincrustation
des particules des vêtements. Ceci entraîne une très forte usure des tissus lourds,
donc chauds, afin de conserver pendant un certain temps une texture après usure pouvant
jouer le rôle de barrière de protection.
[0011] Les pièces ou instruments utilisés dans une zone à risque de contamination sont soit
décontaminés manuellement, soit protégés, avant usage, par des fourreaux en matière
plastique et notamment en polychlorure de vinyle. L'emploi de ces fourreaux ne facilite
pas l'utilisation des instruments. Après usage, ces fourreaux constituent une partie
des déchets nucléaires.
[0012] Les effluents de lavage et de décontamination des vêtements ou ustensiles et les
fourreaux en matière plastique constituent un volume important de déchets radioactifs
de faible activité, encombrant les aires de stockage.
[0013] Dans le domaine médical, tous les effets textiles et les instruments, doivent généralement
être stérilisés en autoclave afin d'éliminer les germes et agents pathogènes ou bien
stérilisés à l'oxyde d'éthylène ou autres dérivés formolés. La stérilisation des vêtements
ou des instruments est généralement fastidieuse. Par ailleurs, elle accélère l'usure
des vêtements.
[0014] Ces mêmes inconvénients existent aussi dans le domaine agro-alimentaire, où un certain
nombre d'opération doivent être réalisées en enceinte stérile.
[0015] Un problème à résoudre est de procurer des moyens permettant de réduire la quantité
de particules introduites dans des salles blanches ou stériles par des vêtements ou
autres objets venant de l'extérieur ou transportées à l'extérieur par des vêtements
ou autres objets sortant de salles contaminées par des particules radioactives ou
par des microorganismes.
[0016] Un autre problème à résoudre est de réduire la fixation de particules radioactives
ou de microorganismes sur les objets introduits dans des salles contaminées afin d'éviter
la contamination de ces objets et de permettre de décontaminer facilement ces objets
en éliminant les particules radioactives ou les microorganismes qui se seraient fixés
sur ceux-ci.
[0017] Le brevet BE.A. 433.455 (PIRELLI) décrit des procédés selon lesquels on enduit un
tissu d'une couche de colle ou de gélatine pour le rendre imperméable aux gaz de combat
et on applique sur cette couche imperméable un vernis à base de protéines insolubilisées
pour qu'elle résiste à l'humidité.
[0018] Le brevet U.S. A. 2.396.923 (MENDELSOHN) décrit des procédés de fabrication de revêtements
protecteurs contre les gaz de combat selon lesquels on applique sur un support une
solution de gélatine dans l'eau contenant un agent oxydant (chromate ou bichromate
alcalin) qui décompose les gaz.
[0019] Les objectifs de l'invention sont atteints en faisant une application nouvelle des
procédés décrits dans ces documents dans un autre domaine, pour obtenir un résultat
très différent.
[0020] La solution proposée par l'invention est un procédé selon lequel on applique un film
protecteur à base de protéines polymérisées sur des supports destinés à être introduits
dans des salles blanches ou stériles pour empêcher la libération dans lesdites salles
de particules présentes sur ledit support ou sur des supports destinés à sortir de
salles contaminées pour éviter la fixation de particules sur lesdits supports, de
telle sorte que dans les deux cas, on réduit la quantité de particules transportées
par lesdits supports entre l'extérieur et l'intérieur de celles-ci ou inversement
et on évite la contamination de l'extérieur ou des supports.
[0021] Par film on désigne une couche continue et mince ayant une épaisseur inférieure à
40 µm.
[0022] L'emploi du film protecteur selon l'invention permet d'éviter toute pénétration ou
accrochage de particules solides extérieures sur le support ainsi qu'une rétention
des graisses et une réaction au liquide, notamment corrosif; ceci est lié à l'effet
de film qui accroît considérablement l'effet de ruissellement.
[0023] En plus de ces avantages, le film protecteur selon l'invention permet d'utiliser
comme support d'autres matériaux ou formes que ceux généralement utilisés, dès l'instant
où l'on n'a plus la contrainte de barrières de protection ni celle, comme on le verra
ci-après, de l'efficacité du traitement de décontamination ou de lavage du support.
En particulier, ce film autorise l'emploi de supports textiles plus légers et plus
souples augmentant le confort.
[0024] Selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, le procédé de préparation
consiste à soumettre le support à l'action d'un brouillard d'une solution de protéines,
à sécher puis irradier thermiquement le support imprégné de cette solution afin de
déshydrater puis copolymériser les protéines en film.
[0025] L'imprégnation par atomisation garantit que toutes les parties du support ont été
en contact avec les particules du brouillard. En outre la polymérisation se fait
simplement par effet de dessication, donc par un procédé physique ; cette polymérisation
est donc complète.
[0026] De façon avantageuse, la solution de protéines a un pH allant de 6 à 8,5. L'emploi
d'un pH neutre pour la solution protéinique et donc du film résultant permet d'éviter
tout endommagement du support, puis par la suite tout endommagement des surfaces en
contact avec ledit support ; en particulier, l'emploi du pH neutre est bien adapté
pour un support textile devant être placé au contact de la peau.
[0027] Par ailleurs, l'emploi d'un film protecteur de pH voisin de 7 entraîne un nombre
de sites électriquement actifs de surface très faible, d'où un accrochage très difficile
des particules ou aérosols extérieurs.
[0028] De façon avantageuse, on soumet le film à base de protéines à l'action d'un agent
tannant permettant de conférer à ce film protecteur une bonne résistance aux agressions
extérieures et une bonne so lidité.
[0029] Après utilisation du support, revêtu de son film protecteur, on peut éliminer le
film afin de récupérer le support intègre.
[0030] A cet effet, l'invention a aussi pour objet un procédé d'élimination d'un film protecteur
à base de protéines revêtant un support, ce film étant éventuellement contaminé par
des aérosols extérieurs, caractérisé en ce que l'on soumet le film protecteur à l'action
d'une enzyme protéolytique, cette enzyme digérant sélectivement le film protecteur
éventuellement contaminé.
[0031] On rappelle qu'une enzyme protéolytique est une enzyme qui détruit complètement les
protéines en leur composants.
[0032] Ce procédé d'élimination est d'une efficacité absolue en ce qui concerne la décontamination
des quelques substances qui ont pu s'accrocher sur le film protecteur, en effet, il
garantit l'élimination totale du film et des éventuelles particules piégées par ledit
film. Il permet aussi de régénérer le support sans l'endommager, donc sans l'user.
Par ailleurs, le volume d'effluents est très faible.
[0033] L'invention a encore pour objet un support revêtu au moins en partie d'un film protecteur,
caractérisé en ce que le film est un film à base de protéines capable d'empêcher
la libération d'aérosols éventuellement présents sur le support et/ou la fixation
d'aérosols extérieurs sur ledit support.
[0034] De façon avantageuse, le film protecteur est à base de collagène. Ce matériau conduit
par hydrolyse à chaud à ce qu'on appelle ordinairement la gélatine. Il est le principal
constituant de la peau et des os des mammifères (homme compris). Ce matériau est donc
naturel et permet d'éviter toute allergie avec la peau.
[0035] Par ailleurs, ce matériau en film, bien que ne permettant pas la traversée des liquides
ou aérosols, permet le passage de l'air. Le collagène est donc parfaitement bien
adapté pour recouvrir un support textile.
[0036] De préférence, on utilise comme collagène l'osséine acide qui est une protéine animale
dont la gélatine correspondante présente avantageusement un point iso-électrique allant
de 6,5 à 8,5. Comme son nom l'indique, l'osséine provient des os des mammifères.
Le point iso-électrique d'une gélatine est défini ci-après.
[0037] Une gélatine, dans une solution acide, devient un ion chargé positivement se déplaçant
vers la cathode, tandis que, dans une solution basique, elle devient un ion chargé
négativement qui se déplace vers l'anode. Il existe donc un pH pour lequel les charges
positives et négatives sont équilibrées ; c'est ce pH qui est appelé point iso-électrique.
[0038] La gélatine provenant de l'osséine acide présente un faible pouvoir de gonflement,
ce qui permet un tannage important et donc l'obtention d'un film très résistant aux
agressions extérieures et mécaniquement. Le pouvoir de gonflement de la gélatine
est minimum au point iso-électrique.
[0039] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description
qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif en référence à l'unique
figure représentant, sous forme d'un schéma bloc, les différentes étapes de traitement,
selon l'invention, d'un support.
[0040] Le procédé de revêtement selon l'invention d'un support quelconque permet d'éviter
la contamination du support par les poussières extérieures ou inversement de piéger
les poussières contaminantes sur ledit support.
[0041] Ce procédé consiste à recouvrir le support, avant usage, d'un film protecteur continu
d'environ 1 µm d'épaisseur. Ce film est constitué d'un copolymère de protéines animales
se présentant sous forme d'une gelée durcie et rigidifiée par un agent tannant. Cette
gelée provenant par exemple de l'hydrolyse à chaud du collagène peut présenter un
point iso-électrique compris dans l'intervalle 4,5-9,5. Toutefois, pour notamment
éviter tout endommagement du support et par suite des surfaces devant être au contact
de celui-ci (cas d'un support textile et de la peau), il est préférable d'utiliser
une gelée ou gélatine dont le point iso-électrique est voisin de la neutralité, c'est-à-dire
compris dans l'intervalle 6 à 8,5. L'un des composés organiques satisfaisant parfaitement
à ce critère est l'osséine acide dont la gélatine correspondante présente un point
iso-électrique allant de 6,5 à 8,5. Une telle gélatine est notamment produite par
la société Rousselot (France).
[0042] L'agent tannant confère au film protéinique une dureté et une inertie à l'eau et
au liquide (pouvoir perlant, hydrophobe) ainsi qu'un effet de charge électrostatique
de surface nul. Cet effet de charge surfacique nul permet d'éviter la rétention de
particules ou aérosols solides ou liquides et en particulier des graisses. Comme
agent tannant, on peut utiliser des tannins, tels que l'acide tannique, des aldéhydes
ou dialdéhydes tels que le formol ou le glyoxal ou bien des sels de métaux trivalents
tels que l'alun de chrome ou de fer.
[0043] La première étape du procédé de traitement d'un support selon l'invention, référencée
en 1 sur la figure annexée, consiste à soumettre ce support à l'action d'un brouillard
d'une solution de protéines dont les particules liquides présentent un diamètre centré
sur une courbe de Gauss de 5 µm. L'utilisation de particules extrêmement fines permet
un bon enrobage du support.
[0044] La production de particules ou d'aérosols aussi ténus est facilitée par la formation
d'une solution de protéines de viscosité relativement faible, c'est-à-dire comprise
entre 1,7 et 7,5 mPa.s. Cette viscosité est mesurée par le temps d'écoulement d'une
solution de gélatine de 6,67% en poids de concentration à travers une pipette viscosimétrique,
à une température de 60°C.
[0045] Etant donné que la viscosité de la solution dépend de la force en gelée initiale
de la gélatine, on choisira avantageusement une gélatine présentant une force en gelée
initiale inférieure à 200 Blooms et de préférence inférieure à 150 Blooms. On rappelle
que le Bloom correspond au poids nécessaire pour enfoncer de 4 mm un piston de 12,70
mm de diamètre dans une gelée de 6,67% en poids de concentration préalablement maintenue
pendant 16 à 18 heures la température de 10°C.
[0046] En outre, la viscosité de la solution est fonction du pH de celle-ci. En particulier,
elle présente un minimum au point iso-électrique de la solution. Par ailleurs, la
viscosité augmente avec la concentration en gélatine ; la concentration en poids
de gélatine pourra varier de 4 à 14%.
[0047] Afin notamment d'éviter tout endommagement du support ainsi que des surfaces risquant
d'être mises en contact avec celui-ci, la solution protéinique pulvérisée présente
un pH neutre et en particulier un pH compris entre 6 et 8,5.
[0048] Cette opération 1 de pulvérisation de la solution protéinique peut éventuellement
être réalisée à chaud, c'est-à-dire à une température comprise entre 30 et 90°C, de
façon que la solution pulvérisée ait une concentration en protéines et une viscosité
optimales.
[0049] Le temps d'exposition du support au brouillard varie de 1 à 30 min. suivant la nature
du support, la protéine pulvérisée et l'épaisseur du fil de protection que l'on désire
obtenir ; il doit être suffisant pour permettre la pénétration et l'ancrage des particules
protéiniques à la surface du support.
[0050] Lorsque le support est un vêtement, celui-ci pourra être placé dans une première
enceinte hermétique dans laquelle est produite le brouillard, suspendu à un fil passant
entre les manches avec un ou plusieurs fils tenant le col droit et les pans du vêtement
ouverts, de façon à ce que ce dernier soit soumis totalement à l'action du brouillard.
[0051] L'étape suivante du procédé de revêtement, référencée en 2 sur la figure, consiste
à sécher puis irradier thermiquement le support imprégné de la solution protéinique
afin de provoquer une dessication puis une copolymérisation en film des protéines
de la solution.
[0052] La dessication peut être réalisée en disposant le support dans une seconde enceinte
hermétique où règne une atmosphère de vapeur sèche surchauffée entretenue par des
radiateurs et des lampes infrarouges. La puissance thermique développée ne doit pas
être trop élevée, c'est-à-dire rester inférieure à une température au contact de 250°C
de façon à éviter l'endommagement du support.
[0053] L'étape suivante du procédé de revêtement, référencée en 3 sur la figure, consiste
à soumettre le support à un agent tannant en vue notamment de durcir le film protecteur
déposé. L'agent tannant peut être envoyé sur le support sous forme d'un brouillard
; les particules en suspension de ce brouillard présentent un diamètre centré sur
une courbe de Gauss de 5 µm.
[0054] La solution d'agent tannant est obtenue en dissolvant notamment dans de l'eau à une
température allant de 30 à 90°C, un tannin, un aldéhyle ou un sel d'un métal trivalent.
Comme agent tannant on peut citer, l'acide tannique, le formol à 1% en volume, le
glyoxal ou l'alun de chrome.
[0055] Cette étape de tannage est généralement réalisée à chaud dans une troisième enceinte
hermétique. Le taux de tannage augmente de façon logarithmique avec la température
à laquelle celui-ci est réalisé, avec la concentration de l'agent tannant dans la
solution, et avec la durée de soumission du support à cet agent. En revanche, le
taux de tannage diminue quand le pH de la solution augmente.
[0056] Les conditions optimales du tannage sont déterminées expérimentalement en fonction
de la gélatine utilisée ainsi que de son usage spécifique.
[0057] Le support recouvert de son film protecteur peut éventuellement être stocké, sans
précaution particulière, avant d'être utilisé. L'étape de stockage est symbolisée
en 4 sur la figure annexée.
[0058] Après usage du support protégé, on procède à l'élimination du film protecteur. Cette
élimination est réalisée en soumettant le support à un agent de "détannage" (élimination
de l'agent tannin) tel qu'une solution d'hypochlorite froid dilué ou éventuellement
de H₂O₂ puis en soumettant le support à l'action d'une enzyme protéolytique digérant
spécifiquement le film protéinique. L'étape de détannage est référencée en 5 sur la
figure et l'élimination enzymatique en 6.
[0059] Toutefois, il est possible de supprimer l'étape de détannage en utilisant une enzyme
spécifi que de la protéine constituant le film protecteur. Dans le cas du collagène,
et donc de l'osséine acide, on peut utiliser comme enzyme spécifique la collagénase,
l'alcase, ou la prolase dissoute dans de l'eau à une concentration de quelques % en
poids (2 à 15%), et à froid.
[0060] L'étape éventuelle de détannage est réalisée en immergeant le support dans la solution
de détannage correspondante.
[0061] L'étape d'élimination enzymatique du film protecteur peut être réalisée en soumettant
le support à un brouillard d'une solution enzymatique, engendré dans une quatrième
enceinte hermétique, ou bien en immergeant ledit support dans une solution enzymatique.
La durée d'exposition au brouillard ou d'immersion doit être suffisante pour détruire
complètement les protéines du film ainsi que les poussières qui y sont éventuellement
accrochées ; elle est voisine de l'heure pour le collagène.
[0062] Dans le cas d'une pulvérisation de la solution enzymatique, les particules pulvérisées
peuvent avoir un diamètre de 5 µm.
[0063] Lorsque le support est un vêtement, la digestion enzymatique peut être réalisée
en suspendant le vêtement, comme lors de l'étape de pulvérisation de la solution protéinique,
sur un fil de façon à exposer la majeure partie du support au brouillard enzymatique.
[0064] Dans le cas d'un frottement et éventuellement d'une érosion locale du film protecteur,
lors de son utilisation, il est possible de réaliser une décontamination locale de
la petite zone contaminée due à la rupture du film protecteur. Cette petite zone contaminée
peut être déterminée après un examen du support débarrassé de son film protecteur.
Ceci est une procédure usuelle en contrôle nucléaire.
[0065] Par ailleurs, il est éventuellement possible de réaliser juste avant l'élimination
enzymatique, une étape supplémentaire consistant à soumettre le support à l'action
de jets puissants d'air servant à éliminer une forte part des quelques aérosols ou
poussières piégés par le film protecteur. Après l'élimination enzymatique, le support
intègre est à nouveau prêt pour le dépôt d'un autre film protecteur selon l'invention.
[0066] En outre, les procédés selon l'invention permettent d'incorporer dans le film de
protéines diverses substances telles que des substances permettant de détecter l'irradiation
par exemple l'alumine que l'on peut ensuite récupérer pour mesurer la dose totale
d'irradiation subie ou telles que des pigments colorés par exemple du noir de carbone
permettant d'absorber des radiations infrarouges ou ultraviolettes.
1. Application d'un procédé selon lequel on applique sur un support un revêtement
protecteur à base de gélatine ou de protéines pour rendre ledit support imperméable
aux gaz de combat ou pour décomposer ceux-ci, caractérisé en ce que l'on applique
un film protecteur à base de protéines polymérisées sur des supports destinés à être
introduits dans des salles blanches ou stériles pour empêcher la libération dans lesdites
salles de particules présentes sur ledit support ou sur des supports destinés à être
extraits de salles contaminées pour éviter la fixation de particules sur lesdits supports
ou pour empêcher que les particules ne traversent ledit support, de telle sorte que
l'on réduit la quantité de particules transportées par lesdits supports entre l'extérieur
et l'intérieur desdites salles ou entre l'intérieur de celles-ci et l'extérieur et
que l'on évite des risques de contamination de l'extérieur ou desdits supports.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prépare une solution
de protéines dans l'eau, on atomise ladite solution dans une première enceinte afin
de créer un brouillard, on fait séjourner ledit support dans ladite enceinte pendant
une durée comprise entre 1 minute et 30 minutes, on fait passer ledit support dans
une deuxième enceinte dans lequel on le sèche et on l'irradie thermiquement afin de
le déshydrater et de polymériser lesdites protéines sous forme dudit film protecteur.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on maintient dans ladite
première enceinte une température comprise entre 30°C et 90°C.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que
ladite solution de protéines a viscosité relativement faible, inférieure à 7,5 mpa/s.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que
ladite solution de protéines a un pH neutre compris entre 6 et 8,5.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que
ledit brouillard est formé de particules liquides dont les diamètres se répartissent
sur une courbe de Gauss centrée sur 5 µm.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'on
prépare une solution aqueuse d'un agent tannant en dissolvant celui-ci dans de l'eau
ayant une température comprise entre 30°C et 90°C, on atomise ladite solution dans
une troisième enceinte pour produire un brouillard et, après avoir déshydraté et polymérisé
le film de protéine dans la deuxième enceinte, on introduit ledit support dans cette
troisième enceinte.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit agent tannant est
un tannin, ou un aldéhyde ou un sel d'un métal trivalent.
9. Application nouvelle d'un procédé selon lequel on élimine un adhésif à base d'amidon
ou de protéines au moyen d'une solution contenant un enzyme protéolytique ou on élimine
des taches au moyen d'une lessive contenant des enzymes, caractérisée en ce que l'on
élimine un film protecteur à base de protéines obtenu par un procédé selon l'une quelconque
des revendications 1 à 8, en soumettant le support revêtu dudit film à l'action d'une
solution contenant une enzyme protéolytique.
10. Procédé selon la revendication 9 pour éliminer un film protecteur durci par tannage
selon un procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on met en contact
ledit support portant ledit film protecteur tanné avec une solution de "détannage"
avant de le soumettre à l'action de ladite solution contenant une enzyme protéolytique.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que
ledit film protecteur est à base d'osséine acide.
12. Article vestimentaire destiné à être introduit dans une salle blanche ou stérile
ou contaminée, caractérisé en ce qu'il porte, sur ses deux faces, un revêtement protecteur
constitué par un film à base de protéines polymérisées et durcies par un agent tannant
qui est perméable à l'air.
13. Instrument ou outil destiné à être introduit dans des salles blanches ou stériles
ou contaminées, caractérisé en ce qu'il est revêtu d'un film protecteur à base de
protéines polymérisées et durcies par un agent tannant.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que
l'on incorpore dans ledit film à base de protéines des substances permettant de détecter
l'irradiation des radiations.