Procédé de fabrication de cuir artificiel et machine pour la mise en aeuvre de ce procédé. (?n a déjà proposé un grand nombre de procédés divers pour la, fabrication du cuir artificiel.
D'une manière générale, tous ceG procédés ont un point commun. En effet, dans tous ces procédés, on part de fibres d'un type quelconque (fibres animales, végétales, mi nérales, etc.) que l'on agglomère en masse compacte et uniforme au moyen de divers agents. agglutinants.
Dans beaucoup de cas, l'agglomération des fibres est obtenue à l'aide de solutions ou de latex de caoutchouc naturel ou syn thétique. Dans les cas où l'on utilise du latex, on se heurte, par ,suite des propriétés physi ques et chimiques de ce produit, à certains inconvénients qui rendent difficile et déli cate l'application industrielle dudit latex.
C'est ainsi que la fabrication des cuirs artificiels qui doivent atteindre une certaine épaisseur, tels que ceux utilisés comme cuirs à semelles, présente divers inconvénients lors que l'agglutinant @ utilisé est du latex; ces inconvénients peuvent être résumés comme suit: 10 lenteur et irrégularité d'imprégnation des fibres par le mélange de latex;
20 rétention fréquemment insuffisante, par les fibres imprégnées, de la phase sèche du latex, pendant les opérations de calan- drage et de pressage; parallèlement à cette rétention, se présente une difficulté d'élimi nation de la phase liquide du latex (sérum et eau ajoutée) et,de déshydratation du pro duit final;
30 difficulté d'obtenir, d'une part, une coagulation définitive du latex à l'intérieur de la masse des fibres imprégnées et, d'autre part, la stabilisation chimique et physique du caoutchouc d'agglutination au moyen d'une vulcanisation ou d'une introduction d'un corps chimique quelconque .susceptible de s'opposer à la putréfaction de la masse fibres-caoutahouc, lorsque la stabilisation par vulcanisation est impossible. .
La présente invention permet d'obvier aux inconvénients précités.
Dans le procédé selon l'invention, les fibres sont soumises à un traitement méca nique, par exemple un cardage, pour en for mer une feuille extrêmement mince qui est amenée sur une surface chauffante, sur la quelle la feuille est imprégnée avec un mé lange à base de latex, plusieurs épaisseurs étant ensuite superposées pour la formation du cuir.
On peut imprégner la feuille par appli cation à l'aide d'un organe portant le mé lange, par exemple un rouleau. De plus, on peut ajouter au latex, en vue de remédier à la lenteur et à l'irrégularité d'imprégna tion -des fibres: a.) une certaine quantité d'un solvant or ganique du caoutchouc (par exemple de ben zol, de l'essence de pétrole, etc.), cette quan tité pouvant aller jusqu'à 5 % en poids par rapport au poids du caoutchouc sec contenu dans le latex.
Cette addition provoque le gonflement et le ramollissement des parti cules de caoutchouc, dont le volume est ainsi augmenté par rapport à la surface totale des fibres, ce qui rehausse le pouvoir couvrant du latex et ce qui assure, par suite de la dé formation des particules de caoutchouc, un meilleur contact et une meilleure adhésion desdites particules sur les fibres;
b) une certaine quantité de savon résino- ammoniacal, quantité pouvant aller jusqu'à 7 % en poids par rapport au poids total de toutes les matières solides contenues dans le mélange (caoutchouc sec + charges); cette addition abaisse la tension superficielle du mélange, ce qui détermine un meilleur mouil lage des fibres;
c) une quantité suffisante d'ammoniac pour que la totalité de la masse des fibres et du mélange soit assez alcaline pendant l'imprégnation, de manière que l'on atteigne une valeur finale du pH non inférieure à 6,8; cette addition d'ammoniac permet d'éviter la coagulation -du latex pendant l'opération d'imprégnation, disposition grâce à laquelle on obtient une bonne pénétration de l'agglu tinant dans la masse des fibres.
20 On peut faciliter chimiquement, d'une part, le pouvoir qu'ont les fibres imprégnées de retenir une quantité suffisante de phase solide du latex et, d'autre part, la déshydra tation du produit final en ajoutant: d) au mélange, en même temps que le savon résino-ammoniacal, une quantité de silicate de soude sous forme liquide, suffi sante pour provoquer une gélification du mélange retenu dans la masse -de fibres, ad dition qui facilite en partie la déshydrata tion du produit final par une transformation chimique d'une partie de l'eau contenue dans le latex;
e) aux fibres, une certaine quantité de charges telles que du plâtre ou du ciment de Portland, charges dont le poids peut aller jusqu'au tiers du poids total des fibres. Cette addition permet la rétention, dans la masse des fibres, d'une partie plus grande de la phase sèche du caoutchouc, étant donné que les charges considérées provoquent la coagu lation retardée (coagulation lente) obtenue par la fixation chimique de l'eau, fixation due à l'hydratation des charges en question.
On peut réaliser la stabilisation physique et chimique soit par utilisation d'un latex vulcanisé, soit par l'addition au mélange à base de latex d'ingrédients de vulcanisation usuels à la condition que soient observées les dispositions spécifiées sous; c) et sous e).
Enfin, pour empêcher la putréfaction du latex et des fibres, dans, le cas où toute vul canisation serait impossible, les fibres en question peuvent être traitées, avant leur im prégnation avec le mélange à basse de latex, par une immersion dans un bain d'acide chromique à une concentration de cinq pour mille et mainteng à une température com prise entre 65 et 70 C, traitement à la suite duquel les fibres sont séchées. L'im prégnation des fibres ainsi traitées doit se faire avec. un mélange à base de latex dont l'alcalinité doit être la plus faible tout en restant dans les limites spécifiées sous c).
L'imprégnation des différentes couches ou voiles de fibres peut .se fa-ire sur une table ou un tambour chauffant et peut être réali sée, par exemple, soit par projection du mé lange à base de latex sur les fibres au moyen de pistolets pulvérisateurs, soit par applica tion de ce même mélange à base de latex au moyen d'un rouleau mouilleur et d'une racle.
La combinaison des moyens physiques et des moyens chimiques spécifiés ci-dessus per met d'obtenir les résultats les meilleurs. En effet, la combinaison de ces moyens permet: de retenir dans la feuille de cuir artificiel tous les ingrédients :du mélange à ba)so de latex, à l'exclusion de l'eau pure; d'impré gner progressivement et très régulièrement les fibres en même temps qu'a lieu le séchage individuel de chaque couche de fibres, ce qui donne une uniformité parfaite à l'article fa briqué;
d'obtenir, enfin, une vulcanisation complète en raison de l'usage direct de la chaleur pendant toute la durée de formation de la feuille de cuir artificiel, vulcanisation grâce à laquelle on obtient une stabilisation physique et chimique parfaite.
La machine pour la mise en ceuvre du procédé ,suivant l'invention est caractérisée par un tambour avec moyens de chauffage, coopérant (avec un cylindre de calandrage muni de moyens pour le refroidir et l'humi difier pour empêcher le collage, sur ledit cylindre, du voile de fibres appliqué sur le tambour chauffé, et par des moyens pour imprégner la couche de fibres sur ce tambour avec le mélange à base de latex.
Une forme d'exécution de cette machine est représentée schématiquement et à titre d'exemple sur le dessin annexé, sur lequel: La fig. 1 est une vue en coupe verticale, transversale d'une machine comportant l'uti lisation de pistolets pulvérisateurs pour l'im prégnation; La fig. 2 est une vue sensiblement ana logue à la précédente d'une variante dans. la- quelle les pistolets pulvérisateurs sont rem placés par un rouleau mouilleur et une racle.
Comme on peut le voir sur le dessin an nexé, les fibres ayant subi un traitement mé canique approprié dans une machine 1 telle qu'une carde, sont acheminées sous la forme d'un voile très fin de fibres entreliées 2, par l'intermédiaire d'un transporteur sans fin 3 qui délivre le voile de,fibres 2 à un tambour 4 chauffé à la vapeur ou par tout autre moyen convenable. Le voile est légèrement appliqué sur la surface extérieure du tam bour 4 au moyen d'un petit rouleau libre 5.
Au cours de sa rotation (dans le sens de la flèche), le tambour 4 amène le voile de fibres 2 sous un cylindre calandreur 6 qui est creux et convenablement refroidi, par exemple à. l'aide d'un courant d'eau qui le traverse. Ce cylindre calandreur est associé avec un dispo sitif d'humidification constitué par un bac à eau î , par -des rouleaux 8 et 9 et par une racle rigide articulée 10. Ce dispositif d'humidifi cation a pour but d'empêcher le collage dit voile de fibres au cylindre calandreur 6 qui a pour fonction d'appliquer, avec une grande pression, le voile précité contre le tambour 4.
Dans son mouvement de rotation, le tam bour 4 amène ensuite le voile de fibres entre- liées 2 sous les jets 11 de mélange de latex. jets projetés par des pistolets pulvérisa teurs 12.
Ces pistolets pulvérisateurs peuvent, ainsi que le montre la variante représentée sur la fig. 2, être remplacés par un rouleau mouil leur 13 qui est creux et convenablement re froidi à l'aide d'un courant d'eau qui le tra verse, et qui, associé à une racle 14, enduit le voile de fibres d'une mince pellicule du mé lange à base de latex emmagasiné en 15.
Dans les deux cas, le tambour 4 entraîne le voile et le force à s'enrouler sur lui-même en couches successives. Au cours de cette opé ration, chaque couche est donc successivement calandrée sur la précédente, puis imprégnée du mélange de latex jusqu'à ce que l'on ob tienne une feuille de cuir artificiel d'épais seur désirée.
Pour compléter le séchage dû à la.chaleur dégagée par le tambour 4, celui-ci est ren fermé dans un capot comportant une partie supérieure 16 organisée pour évacuer la va peur produite pendant le séchage de la feuille de cuir artificiel sur le tambour 4, et une partie inférieure 17 munie d'un radiateur de chauffage 17a, cette partie inférieure étant reliée à, la partie supérieure 16 par l'intermé diaire d'une tuyauterie 18 munie d'un venti lateur 19 et d'un bec 20 soufflant clans un cône de Venturi 21.
Grâce au système de ventilation spécifié ci-dessus, l'air qui est aspiré à travers le ra diateur 17a où il est réchauffé pour compléter le séchage produit par le tambour 4, est con duit le long de la partie inférieure 17; cet air monte ensuite par la tuyauterie 18 pour être soufflé, sous l'action du ventilateur 19, par le bec 20, dans le cône 21, ce qui produit une succion dans la partie supérieure 16 et une évacuation de la buée qui s'y trouve.
Dans l'exemple de réalisation de la fig. 1, la partie supérieure de capot 16 est munie d'un tunnel 22 à l'intérieur duquel sont dis posés les pistolets pulvérisateurs 12, de ma nière que les jets 11 (projetés par lesdits pul vérisateurs) soient bien canalisés sous l'action du courant de ventilation en direction du tambour 4. La force du courant de ventila tion, dans le tunnel 22, peut être réglée au moyen de volets 23 et 24 montés à l'entrée du tunnel précité, tunnel à l'autre extrémité du quel se trouve un écran 25 prévu pour proté ger le cylindre calandreur 6 du contact des jets de mélange de latex.
Lorsque la formation de la feuille de cuir artificiel est terminée, on arrête le tambour 4, on coupe la feuille de cuir qui s'y trouve le long -de la tranche de la racle 26, et on l'en lève du tambour en la tirant par en dessous du rouleau 27.
On utilise ensuite la racle 26 pour net <I>toyer</I> le tambour 4, c'est-à-dire pour le dé barrasser, par grattage, de tous les résidus de caoutchouc ou -de fibres qui y seraient restés collés. Après cette opération de nettoyage, la machine est prête pour un nouveau cycle d'opérations. -
Process for the manufacture of artificial leather and machine for the implementation of this process. (? n has already proposed a large number of various processes for the manufacture of artificial leather.
Generally speaking, all these processes have one thing in common. In fact, in all these processes, one starts with fibers of any type (animal, vegetable, mineral fibers, etc.) which are agglomerated into a compact and uniform mass by means of various agents. agglutinants.
In many cases, the agglomeration of the fibers is obtained using solutions or latex of natural or synthetic rubber. In the cases where latex is used, one comes up against, as a result of the physical and chemical properties of this product, certain drawbacks which make the industrial application of said latex difficult and delicate.
Thus the manufacture of artificial leathers which must reach a certain thickness, such as those used as sole leathers, has various drawbacks when the binder @ used is latex; these drawbacks can be summarized as follows: slowness and irregularity of impregnation of the fibers by the latex mixture;
Frequently insufficient retention, by the impregnated fibers, of the dry phase of the latex during the calendering and pressing operations; in parallel with this retention, there is a difficulty in eliminating the liquid phase of the latex (serum and added water) and in dehydration of the final product;
30 difficulty of obtaining, on the one hand, a definitive coagulation of the latex within the mass of the impregnated fibers and, on the other hand, the chemical and physical stabilization of the agglutination rubber by means of vulcanization or of an introduction of any chemical body .susceptible to oppose the putrefaction of the fiber-rubber mass, when stabilization by vulcanization is impossible. .
The present invention obviates the aforementioned drawbacks.
In the process according to the invention, the fibers are subjected to a mechanical treatment, for example carding, to form an extremely thin sheet which is brought to a heating surface, on which the sheet is impregnated with a mixture. latex-based, several layers then being superimposed to form the leather.
The sheet can be impregnated by application with the aid of a member carrying the mixture, for example a roller. In addition, in order to remedy the slowness and irregularity of impregnation of the fibers, the following can be added to the latex: a.) A certain quantity of an organic solvent for the rubber (for example ben zol, petroleum gasoline, etc.), this amount being up to 5% by weight relative to the weight of the dry rubber contained in the latex.
This addition causes the swelling and softening of the rubber particles, the volume of which is thus increased in relation to the total surface area of the fibers, which enhances the covering power of the latex and which, as a result of the deformation of the particles, ensures of rubber, better contact and better adhesion of said particles to the fibers;
b) a certain quantity of resino-ammoniacal soap, an amount which may range up to 7% by weight relative to the total weight of all the solids contained in the mixture (dry rubber + fillers); this addition lowers the surface tension of the mixture, which determines better wetting of the fibers;
c) a sufficient quantity of ammonia so that the whole of the mass of the fibers and of the mixture is sufficiently alkaline during the impregnation, so that a final pH value of not less than 6.8 is reached; this addition of ammonia makes it possible to prevent the coagulation of the latex during the impregnation operation, an arrangement by which good penetration of the binder into the mass of the fibers is obtained.
The ability of the impregnated fibers to retain a sufficient amount of solid phase of the latex and, on the other hand, the dehydration of the final product can be facilitated chemically by adding: d) to the mixture, at the same time as the resino-ammoniacal soap, a quantity of sodium silicate in liquid form, sufficient to cause gelation of the mixture retained in the mass of fibers, addition which partly facilitates the dehydration of the final product by a chemical transformation of part of the water contained in the latex;
e) to fibers, a certain quantity of fillers such as plaster or Portland cement, fillers the weight of which may be up to one third of the total weight of the fibers. This addition allows the retention, in the mass of the fibers, of a greater part of the dry phase of the rubber, given that the loads considered cause the delayed coagulation (slow coagulation) obtained by the chemical fixation of the water, fixation due to hydration of the charges in question.
The physical and chemical stabilization can be achieved either by the use of a vulcanized latex or by the addition to the latex-based mixture of customary vulcanization ingredients, provided that the provisions specified under; c) and under e).
Finally, to prevent the rotting of the latex and the fibers, in the event that any vulcanization is impossible, the fibers in question can be treated, before their impregnation with the low-latex mixture, by immersion in a bath of chromic acid at a concentration of five per thousand and maintained at a temperature between 65 and 70 ° C, treatment after which the fibers are dried. The impregnation of the fibers thus treated must be done with it. a latex-based mixture the alkalinity of which must be the lowest while remaining within the limits specified under c).
The impregnation of the various layers or veils of fibers can .se fa-ire on a heating table or drum and can be carried out, for example, either by spraying the latex-based mixture onto the fibers by means of spray guns , or by applying the same latex-based mixture using a wet roller and a doctor blade.
The combination of the physical and chemical means specified above allows the best results to be obtained. In fact, the combination of these means makes it possible: to retain in the artificial leather sheet all the ingredients: of the mixture of latex, to the exclusion of pure water; to impregnate the fibers progressively and very regularly at the same time as the individual drying of each layer of fibers takes place, which gives perfect uniformity to the article made by brick;
to obtain, finally, complete vulcanization by virtue of the direct use of heat during the entire duration of the formation of the artificial leather sheet, vulcanization by virtue of which perfect physical and chemical stabilization is obtained.
The machine for carrying out the process according to the invention is characterized by a drum with heating means, cooperating (with a calendering cylinder provided with means for cooling it and moistening it to prevent sticking, on said cylinder. , the veil of fibers applied to the heated drum, and by means for impregnating the layer of fibers on this drum with the latex-based mixture.
One embodiment of this machine is shown schematically and by way of example in the appended drawing, in which: FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a machine comprising the use of spray guns for impregnation; Fig. 2 is a view substantially analogous to the previous one of a variant in. where the spray guns are replaced by a wet roller and a doctor blade.
As can be seen in the appended drawing, the fibers which have undergone an appropriate mechanical treatment in a machine 1 such as a card, are conveyed in the form of a very fine web of interlaced fibers 2, via an endless conveyor 3 which delivers the web of fibers 2 to a drum 4 heated by steam or by any other suitable means. The veil is lightly applied to the outer surface of the drum 4 by means of a small free roller 5.
During its rotation (in the direction of the arrow), the drum 4 brings the web of fibers 2 under a calender roll 6 which is hollow and suitably cooled, for example at. using a stream of water flowing through it. This calender roll is associated with a humidification device consisting of a water tank I, by rollers 8 and 9 and by a rigid articulated doctor blade 10. The purpose of this humidification device is to prevent so-called sticking. web of fibers to the calender roll 6 which has the function of applying, with great pressure, the aforementioned web against the drum 4.
In its rotating movement, the drum 4 then brings the web of interlinked fibers 2 under the jets 11 of latex mixture. jets projected by spray guns 12.
These spray guns can, as shown by the variant shown in FIG. 2, be replaced by a wet roller 13 which is hollow and suitably cooled with a stream of water which passes through it, and which, associated with a doctor blade 14, coats the web of fibers with a thin film of the latex mixture stored in 15.
In both cases, the drum 4 drives the web and forces it to wind up on itself in successive layers. During this operation, each layer is therefore successively calendered on the previous one, then impregnated with the latex mixture until a sheet of artificial leather of the desired thickness is obtained.
To complete the drying due to the heat released by the drum 4, the latter is closed in a cover comprising an upper part 16 organized to remove the vapor produced during the drying of the artificial leather sheet on the drum 4, and a lower part 17 provided with a heating radiator 17a, this lower part being connected to, the upper part 16 by the intermediary of a pipe 18 provided with a fan 19 and a blower nozzle 20 clans a Venturi cone 21.
By virtue of the ventilation system specified above, the air which is drawn in through the radiator 17a where it is reheated to complete the drying produced by the drum 4 is led along the lower part 17; this air then rises through the pipe 18 to be blown, under the action of the fan 19, through the nozzle 20, into the cone 21, which produces suction in the upper part 16 and an evacuation of the mist which therein find.
In the exemplary embodiment of FIG. 1, the upper part of the cover 16 is provided with a tunnel 22 inside which the spray guns 12 are arranged, so that the jets 11 (projected by said sprayers) are well channeled under the action of the ventilation current in the direction of drum 4. The force of the ventilation current in tunnel 22 can be regulated by means of shutters 23 and 24 mounted at the entrance of the aforementioned tunnel, tunnel at the other end of which is finds a screen 25 provided to protect the calender roll 6 from contact with the jets of latex mixture.
When the formation of the artificial leather sheet is complete, the drum 4 is stopped, the leather sheet located therein is cut along the edge of the doctor blade 26, and lifted from the drum at the same time. pulling from below the roller 27.
The doctor blade 26 is then used to clean <I> toyer </I> the drum 4, that is to say to remove it, by scraping, of all the rubber or fiber residues which have remained stuck to it. . After this cleaning operation, the machine is ready for a new cycle of operations. -