filtres de cigarette fabriqués à partir d’acétate de cellulose
L’acétate et le triacétate de cellulose sont considérées comme des « matières plastiques ». Il s’agit de fibres artificielles d’origine végétale, issues de cellulose transformée. Ils sont le résultat d’une réaction chimique entre la cellulose et l’acide acétique (vinaigre).
Histoire de l’acétate
Le triacétate de cellulose a été découvert en France en 1865 par Paul Schützenberger.
En 1905, les travaux successifs de Cross et Bevan, puis G.W. Miles parviennent à le rendre soluble dans l’acétone.
En parallèle, les frères Dreyfus développent un procédé capable de produire l’acétate de manière industrielle sous la forme de film. Cette version aboutie du triacétate de cellulose remplacera bientôt le celluloïd (très inflammable) dans la fabrication des pellicules photographiques et cinématographiques. Les brevets se multiplient : l’acétate et ses dérivés sont d’abord utilisés en tant que vernis, enduits pour tissus, matériau isolant pour les fils électriques ou comme produit de moulage à la place du celluloïd.
Durant la première Guerre Mondiale, la Société Chimique des Usines du Rhône (devenue plus tard Rhône-Poulenc) produit de l’acétol et du vernis à l’acétate de cellulose, utilisé pour l’entoilage des avions.
En 1904, la firme allemande Bayer transforme l’acétate en fil textile (Acétol), mais le développement d’applications textiles est freiné par l’incompatibilité de la fibre avec les colorants utilisés à l’époque. L’acétate peut être filé, mais pas encore teint… Il faut attendre les années 1919-1920 pour voir apparaître le premier textile entièrement en acétate, une soie artificielle dont le fil est teinté dans la masse.
Au début des années 1950 apparaissent de nouvelles fibres moins coûteuses, issues de la pétrochimie : les polyamides et le polyester. Face à cette concurrence, la production de fibres d’acétate décline rapidement. En France, la société Rhodiaceta (filiale de Rhône-Poulenc), leader dans le domaine de l’acétate, poursuit son activité textile jusqu’en 1977.
En 2013, la production annuelle est estimée à plus d’un million de tonnes, dont 70 % sont destinés à la fabrication de filtres de cigarettes.
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Procédé de fabrication
- Transformation chimique
Tout comme le papier, l’acétate et le triacétate de cellulose sont fabriqués à partir de végétaux divers : linters de coton (duvet de fibres courtes), pâte de bois…
La cellulose est mélangée avec de l’acide acétique et de l’anhydride acétique de manière à obtenir un précipité. Après avoir été séchés, les « flocons » formés sont dissous dans un solvant (acétone ou autre). On obtient alors une solution d’acétate de cellulose visqueuse qui peut être extrudée et filée. Elle peut également être utilisée telle quelle en tant que vernis polymère, ou moulée pour confectionner des objets.
- Extrusion
Pour obtenir des filaments, la solution d’acétate doit être extrudée à travers une filière (instrument percé de trous par lesquels on fait passer une matière pour l’étirer en fil). Elle circule dans des colonnes à air chaud de manière à accélérer l’évaporation du solvant et provoquer le durcissement des fils. Les fibres extraites peuvent être coupées, embobinées, enchevêtrées en fonction du type de fibre à produire.
- Propriétés
L’acétate et le triacétate partagent de nombreuses caractéristiques : ce sont des fibres soyeuses, lustrées, agréables au toucher, sensibles à la chaleur mais aussi aux acides et à certains solvants.
Leurs propriétés :
– faible pouvoir d’absorption
– séchage rapide
– tendance à accumuler l’électricité statique
– infroissabilité
– bonne résistance à l’usure, à l’abrasion, à la lumière
– anti-mites
– teinture facile
Le triacétate de cellulose se distingue de l’acétate par une meilleure résistance à la chaleur et aux traitements chimiques. En revanche, une fois mouillé, il résiste moins bien à la traction.
L’acétate est soluble dans l’acétone. Le triacétate est soluble dans le chlorure de méthylène.
- Applications
Aujourd’hui, l’acétate de cellulose est surtout utilisé par l’industrie textile pour la fabrication de produits absorbants ou filtrants :
– filtres de cigarettes,
– réservoirs d’encres pour stylos,
– couches, produits chirurgicaux,
– membranes de filtration de l’eau…
En confection, l’acétate de cellulose peut se substituer à la soie. On l’utilise pur ou en mélange (avec de la viscose, du polyamide) pour la confection de doublures de vêtements, d’articles d’habillement légers (robes, chemisiers, lingerie…) ou d’éléments de décoration (rideaux, couvre-lits, etc.)
C’est aussi une matière plastique appréciée pour confectionner des objets du quotidien robustes (montures de lunettes, stylos, manches d’outils, etc.)
Le triacétate de cellulose est utilisé pour le flocage, l’imitation de fourrure et comme support de films photo et vidéo.
- Environnement
Le processus de fabrication de l’acétate est conçu pour réduire l’utilisation de produits chimiques et la consommation d’eau. L’acétate est techniquement biodégradable, mais il se composte très lentement.
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