Activité 4 : obtention des cuirs à partir des peaux

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Thème : Ennoblissement des textiles et des cuirs

Activité 4 : obtention des cuirs à partir des peaux

1) Etapes pour la transformation de la peau d’un animal en cuir :

(remarque : l’aniline (toxique) n’est plus utilisée mais on garde l’appellation) a) Lister les animaux dont on utilise la peau pour obtenir du cuir.

b) Nommer l’opération permettant de conserver la peau fraiche entre l’abattoir et le moment où elle arrive à la tannerie. Expliquer la fonction de cette opération.

c) Nommer l’opération permettant de transformer la peau en cuir. Nommer la propriété du cuir après cette opération. Nommer les principaux agents chimiques utilisés.

d) Nommer l’opération de finition permettant d’obtenir des cuirs velours ou nubucks.

e) Nommer l’opération de finition permettant de colorer le cuir.

f) Nommer l’opération de finition permettant de donner une texture en relief au cuir.

g) Lister les contraintes mécaniques, usures, paramètres climatiques….auxquels sont soumis les cuirs pendant l’usage du produit fini (chaussure, sac, ceinture, blouson…)

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2) Le tannage : (livre : « le cuir dans tous ses états (CTC), le tannage végétal (CTC))

Tannage au chrome (environ 80 à 85% des cuirs tannés au niveau mondial)

On utilise principalement des sels de chrome : les sulfates de chrome Cr2 (SO4)3 Dans cette molécule de sulfate de chrome, le chrome est trivalent :Cr(III) Ce sulfate de chrome est dissout dans l’eau et inséré dans un foulon (tambour cylindrique avec un brassage à l’intérieur) et pénètre dans la peau.

Le bain est alors acide. La fixation du sulfate de chrome dans les fibres de la peau dure 24 heures dans le foulon. Le dosage des bains est optimisé pour épuiser au maximum la quantité du liquide de tannage. A la fin de l’opération, le bain est neutralisé par l’adjonction de bicarbonate de soude. Le cuir est alors déshydraté. Le coût du tannage au chrome est moindre et le cuir tanné est très résistant mécaniquement et thermiquement.

Le tannage au chrome donne une couleur gris-bleuté, on l’appelle : « wet blue »

a) Donner le symbole de l’atome de chrome. Donner le nombre d’électrons « célibataires » du chrome III. En déduire la formule de l’ion chrome III.

b) Donner le domaine de pH du bain acide.

c) Donner la nature de la solution de bicarbonate de soude ainsi que le domaine de pH de cette solution. Expliquer.

d) Nommer les 3 étapes du tannage au chrome.

e) Donner la signification de « wet blue ».

f) Indiquer les valeurs de température et pH les plus optimales pour le tannage.

g) Nommer les fonctions chimiques réticulées —CO2H et —NH2 lors du tannage.

h) Expliquer ce qu’est la réticulation.

i) Indiquer sur quelle fonction chimique le tannage au chrome est le plus efficace en terme de réticulation.

j) Indiquer s’il y a beaucoup de rejets chimiques à l’issu de l’opération de tannage au chrome.

Expliquer.

Tannage végétal (environ 10% des cuirs tannés au niveau mondial)

C’est l’un des plus anciens procédés de tannage des cuirs. Les agents tannants sont issus de végétaux extraits de leurs feuilles (sumac, gambier…), écorces (chêne, mimosa, pin, épicéa, saule, bouleau ou palétuvier…), fruits (valonée, myrobolan, caroubier, rhubarbe), bois (chataigner, quebracho…) ou racines (bruyères, canaigre …)…

Deux étapes pour un tannage végétal de duré moyenne :

- la basserie (les peaux passent dans des séries de cuves communiquant entre-elles et renfermant les jus tannants d’astringence croissante, de concentrations en tanins croissante, de pH de 5 à 4 par exemple, de température de 18°C à 30°C par exemple) (30 jours environ)

- le tannage en foulon (pour homogénéiser et compléter le tannage, assouplir et nettoyer les cuirs, le foulon tourne à 5 tours/minute pendant 2 à 3 jours) Le cuir à une couleur marron clair qui fonce sous l’action de la lumière, odeur de bois.

a) Comparer la durée totale du tannage végétal par rapport au tannage au chrome.

b) Définir le terme « astringence ».

c) Expliquer l’évolution de la température et du pH lors du procédé de tannage afin d’obtenir un tannage optimal.

d) On dispose d’un cuir brut obtenu par tannage végétal. On souhaite l’utiliser en sellerie pour fabriquer un pouf cylindrique. Lister les contraintes mécaniques, physiques auxquelles sera soumis le pouf et les modifications ainsi produites.

Tannage synthétique : avec des tanins synthétiques, appellation « wet white »

foulon

http://www.sci-pak.org

Réticulation de l’agent tannant avec fonctions chimiques de la peau

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Pb environnementaux : http://www.terra-care.de Rendement

surfacique Eaux usées issues du tannage Eaux usées issues du corroyage humide m²/100 kg peau

brut DCO mg/l AOX mg/l G L20

Valeur DCO mg/l AOX mg/l G L20 Valeur Tannage au

chrome (sulfate de chrome III)

18 4300 5,9 14 6200 0,2 < 1400

Tannage végétal (glutardialdéhyde,

mimosa)

13 14900 8,4 340 16700 0,1 2200

Tannage

synthétique 15 7100 1 18 10600 0,2 9000

a) Nommer le tannage ayant le meilleur rendement surfacique.

b) Calculer la surface tannée de cuir pour 300 kg de peaux de vache pour le tannage végétal et pour le tannage au chrome.

c) Comparer la toxicité des différents types de tannage suivi du corroyage et indiquer celui qui correspond au moins toxique pour l’environnement et traitement de nettoyage.

Chrome III et chrome VI :

Le chrome III pendant l’opération de tannage peut se transformer en chrome VI si les conditions de préparation des bains et des normes de sécurité ne sont pas respectées.

Les cuirs tannés contiennent alors du chrome VI.

Impact sur la santé

On peut être exposé au chrome en respirant, en mangeant, en buvant ou par contact de la peau avec du chrome ou des composés chromés. Le niveau de chrome dans l'air et dans l'eau est en général faible. Le niveau de chrome dans l'eau potable est aussi faible en général, mais les puits d'eau contaminés peuvent contenir le chrome dangereux: le chrome (IV), le chrome hexavalent. Pour la plupart des gens, manger de la nourriture contenant du chrome(III) est la principale voie d'absorption de chrome. En effet, le chrome est présent naturellement dans beaucoup de légumes, fruits, viandes, graines et levures. Plusieurs façons de préparer ou de stocker la nourriture peuvent modifier la teneur en chrome de la nourriture. Quand la nourriture est stockée dans des réservoirs ou des boîtes en acier, les concentrations en chrome peuvent augmenter.

Le chrome (III) est un nutriment essentiel pour l'homme et, une carence peut provoquer des problèmes au cœur, des perturbations du métabolisme et du diabète. Mais l'absorption excessive de chrome (III) peut aussi provoquer des problèmes de santé, par exemple des éruptions cutanées. Le chrome (VI) est dangereux pour la santé, principalement pour les personnes travaillant dans l'industrie de l'acier et du textile. Les personnes qui fument du tabac ont aussi un risque plus important d'exposition au chrome. On sait que le chrome (VI) a divers conséquences sur la santé. Quand il est un composé dans les produits en cuir, il peut provoquer des réactions allergiques, telles que des éruptions cutanées. Lorsqu'on le respire le chrome (VI) peut provoquer des irritations nasales et des saignements de nez. Le chrome (VI) peut avoir d'autres conséquences qui sont: Eruptions cutanées, Estomac dérangé et ulcères, problèmes respiratoires, Système immunitaire affaiblis, Dommage au foie et aux reins, Cancer des poumons…

Impact sur l'environnement

Il y a plusieurs types de chrome qui n'ont pas tous les mêmes effets sur les organismes. Le chrome pénètre dans l'air, l'eau et le sol sous les formes chrome III et chrome VI lors des processus naturels et du fait de l'activité humaine. Les principales activités humaines qui augmentent les concentrations en chrome(III) sont la fabrication de l'acier, du cuir et des textiles. Les principales activités humaines qui augmentent les concentrations en chrome(VI) sont les fabriques de produits chimiques, de cuir et de textile, l'électro-peinture. Ces applications augmentent principalement les concentrations en chrome de l'eau. Lors de la combustion du charbon, le chrome peut aussi se retrouver dans l'air et lors de l'évacuation des eaux le chrome peut se retrouver dans le sol. La plupart du chrome de l'air se dépose finalement et finit dans l'eau ou dans le sol. Dans le sol, le chrome se lie fortement aux particules du sol et, par conséquent, il ne se déplace pas jusqu'aux eaux souterraines. Dans l'eau, le chrome est absorbé sur les sédiments et devient immobile. […]. L'acidification des sols influence aussi la consommation de chrome par les cultures. En général, les plantes absorbent uniquement le chrome (III). […] Le chrome n'est pas connu pour s'accumuler dans le corps des poissons, mais des concentrations élevées en chrome, du fait du rejet de produits en métal dans les eaux de surfaces peut endommager les ouïes des poissons nageant dans des eaux proches du point de rejet.

a) Le chrome III est trivalent. Nommer le chrome VI. Indiquer le nombre d’électrons célibataires que possède le chrome VI.

b) Rappeler le schéma de Lewis de l’atome d’oxygène.

c) Le chrome VI se trouve dans le trioxyde de chrome. Donner la formule brute et la formule développée du trioxyde de chrome.

d) Donner la composition de l’inox.

e) Voici la formule développée du chromate de plomb (pigment « jaune de plomb ») :

Indiquer si on peut utiliser ce pigment en peinture. Expliquer.

La valeur DCO (demande chimique en oxygène) des eaux usées indique les quantités d'acide et d'énergie requises pour leur épuration.

La valeur AOX (substances organochlorées adsorbables) est un paramètre total de l'analyse chimique qui mesure les substances toxiques présentes dans les eaux usées qui sont non ou très difficilement biodégradables.

La valeur G L20 indique la toxicité des eaux usées pour les poissons

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(livre : le cuir dans tous ses états)

Reconnaissance des cuirs ennoblis :

CUIR LISSE

appellations Animaux utilisés caractéristiques

Pleine fleur aniline Veau, vachette, buffle, chèvre, agneau, peaux exotiques Aspect naturel, usage délicat Pleine fleur semi aniline

Veau, vachette, buffle, chevreau, chèvre, moutons, porcs Vaste panel d’aspects possibles, cuir facile à utiliser, aspect moins naturel que les cuirs pleine fleur

Fleur corrigée pigmentée

Croute pigmentée Vachette, buffle, porc Imitant l’aspect du cuir, facile à utiliser, manquant de naturel

Croute enduite vachette Imitant l’aspect du cuir, facile à utiliser, manquant de naturel

Cuir ou croute finition double ton Tous types de cuirs pigmentés Aspect de surface contrasté : effet ombré, cuir grainé, effet coloré permettant d’accentuer le relief

Finition lissée Veau (box-calf), chevreau (chevreau glacé), peaux exotiques Bel aspect brillant et lisse, aspect naturel, usage délicat Cuir ou croute finition vernie Veau, vachette, chèvre Aspect brillant et lisse

Cuir ou croute finition transfert

ou métallisée Tous types de cuirs Aspect fantaisie, motifs colorés en surface ou aspect brillant

argent/or

Cuir gras, cuir ciré ou « pull up » Veau, vachette Toucher gras et aspect mat caractéristiques

CUIR SANS FINITION

Agneau plongé, veau naturel,

chevreau ganterie Agneau, veau, chevreau Très beaux cuirs sans finition, aspect naturel et toucher soyeux, usage délicat Basane, cuir tannage végétal Mouton, veau, vachette, chèvre Très beaux cuirs sans finition, aspect marron clair fonçant à la lumière, usage délicat

Cuir à semelle vachette Tannage végétal lent (plusieurs mois), cuir très dense et ferme

Cuir crispé Chèvre, veau Cuir au relief très prononcé et irrégulier

Cuir stretch agneau Matériau élastique constitué d’un assemblage (par collage) de cuir et d’un textile stretch

Parchemin, vélin Chèvre, veau Peau séchée, non tannée

CUIR ASPECT VELOUTEUX

nubuck Veau, vachette Velours d’aspect dense et serré, bel aspect velouteux, usage délicat

Cuir velours Veau, vachette, chevreau, chèvre, porc Cuir poncé sur l’envers, la finesse du velours est fonction de la peau utilisée, bel aspect velouteux, usage délicat

Croûte velours Veau, vachette, mouton, chèvre, porc Matériau provenant de la refente des cuirs, aspect velouteux, usage délicat Double face Agneau, mouton La laine est conservée sur une face, bel aspect velouteux, usage délicat

Peau façon chamois Croûte de mouton Tannage à l’huile

Grainage : compression du cuir entre des plaques métalliques chauffées (60°C à 80°C) et dont l’une est gravée d’un motif.

Pleine fleur : on a ôté l’épiderme à la surface, les pores sont bien visibles

Fleur corrigée : on a ôté l’épiderme et une fine pellicule du derme en surface : les pores sont plus fins, surface lisse Croûte : obtenue par refente du cuir, on obtient un cuir sans la fleur

Remarque : les vernis et enductions épaisses sont souvent faites sur de la croûte et non sur la fleur.

a) Echantillonner des cuirs.

b) Noter leurs caractéristiques.

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échantillon

animal Pleine fleur Fleur corrigée

croûte Croûte enduite finition naturelle

= sans finition Finition aniline Finition semi

aniline Finition pigmentée

Grainage Cuir plongé

Verni Finition métallisée

Velours Nubucks