Mechanical and physical study of creasing and de-creasing of cellulosic textiles containing cotton and linen
Étude mécanique et physique de froissement et dé-froissement des textiles cellulosiques à base de coton et lin
Résumé
Apparel and textiles creasing is an undesirable visual feature. Cellulose-based garments are more prone to wrinkling than other fabrics, despite their excellent wearing characteristics such as comfort, softness, breathability etc. The work in this thesis is part of a perspective of study, analysis and understanding of the phenomena of creasing and wrinkling of cotton and linen fabrics. The study focuses on the experimental conduct of hydrothermal de-creasing, known in everyday language as garment ironing. The creasing of the fabrics object of the study was carried out according to the standard NF G07-125 cylindre-creux method. The objective evaluation of the wrinkled and ironed textile surface is carried out using an innovative digital method in the field of garment ironing and consists of a 3D scan and image analysis of the linen and cotton fabrics surfaces. In order to establish a precise experimental protocol allowing to explain the wrinkling/de-wrinkling mechanisms, a structural and morphological characterization of the materials used was necessary because the structure-properties correlations, in this field, are essential, in particular the thermomechanical and hygroscopic properties. For this purpose, we studied the thermal properties of the fabrics according to two heat transfer modes and the viscoelastic properties by following the mechanical relaxation of cotton and linen specimens after ironing. A mathematical model for the heat transfer through the fabrics is proposed. It should be noted that the heat transfer mode is the relevant parameter in the ironing process. The results of the monitoring of the mechanical relaxation of the ironed fabrics showed that this relaxation exhibits two stages. These can be modelled by a mechanical system of the Maxwell type with two relaxation times. The study of stress relaxation shows that the wrinkling is not stable over time and that a return to the partially wrinkled state of a fabric without external intervention is possible. The speed of return to a highly relaxed state will depend on the ironing and storage conditions of the fabric.
Le froissement des textiles pour habillement est un état de surface visuellement indésirable. Les vêtements à base de fibres cellulosiques sont les plus sujets au phénomène de froissement que le reste des étoffes et ce malgré leurs excellentes caractéristiques au porté tels que le confort, la douceur, la respirabilité etc. Le travail de notre thèse s’inscrit dans une perspective d’étude, d’analyse et de compréhension des phénomènes de froissement et de dé-froissement de tissus en coton et en lin. L’étude porte sur la conduite expérimentale du dé-froissement hydro-thermique, qualifié dans le langage courant de repassage de vêtement. Le froissement des tissus soumis à l’étude est opéré selon la méthode standard de « Cylindre creux » NF G07-125. L’évaluation objective des états de surfaces textile froissées et repassées se fait grâce à une méthode numérique novatrice dans le domaine du repassage de vêtements et consiste en un scan 3D et analyse d’image des surfaces textiles soumises à l’étude. Afin d’établir un protocole expérimental précis permettant d’expliciter les mécanismes de froissement-dé-froissement, une caractérisation structurale et morphologique des matériaux utilisés a été nécessaire car les corrélations structure-propriétés, dans ce domaine, sont incontournables en particulier les propriétés thermomécaniques et hygroscopiques. Pour ce faire, nous avons étudié les comportements thermiques des étoffes et des propriétés viscoélastiques en suivant la relaxation mécanique des éprouvettes en coton et en lin après repassage. Les résultats obtenus nous ont permis de proposer un modèle de propagation de chaleur dans les étoffes repassées. Il est à noter que le mode de transfert thermique est le paramètre pertinent dans l’opération de repassage. Les résultats issus du suivi de la relaxation mécanique des tissus repassés ont montré que celle-ci a lieu en deux temps et modélisable par un modèle mécanique analogique de type Maxwell à deux temps de relaxation. Il ressort de l’étude de la relaxation de la contrainte que le dé-froissement n’est stable dans le temps et qu’un retour à l’état partiellement froissé d’un tissu sans intervention externe est possible. La vitesse de retour à état très relaxé dépendra des conditions de repassage et de stockage de l’étoffe.
Origine : Version validée par le jury (STAR)