Article à paroi rigide formée par une composition de polypropylène moulée
et son procédé de fabrication
L'invention a pour objet un article ayant une paroi rigide formée par une composition de polypropylène moulée.
Les composés de polypropylène sont facilement disponibles comme produits du commerce. Le polypropylène peut être décrit comme étant un polymère d'oléfine ayant une structure moléculaire qui est stéréorégulière, cristalline ou isostatique, cette dernière expression désignant une structure moléculaire dans laquelle tous les groupes de méthyle se trouvent du même côté du plan de la chaîne d'hydrocarbures.
Le polypropylène du commerce contient en moyenne 95 O/o de structure isostatique.
Dans la fabrication de coquilles pour des articles de voyage par moulage par injection, on utilise en général un composé de polypropylène ayant une forte résistance au choc, ces composés contenant généralement un mélange de polypropylène et d'une fraction minime d'une autre matière ou d'un produit d'addition qui sert à augmenter la résistance du polypropylène au choc à basse température. Divers produits d'addition ont été utilisés dans ce but, tels que le caoutchouc de butyle, le polyisobutylène, et le caoutchouc de copolymère d'éthylène-propylène, le produit d'addition étant présent en fractions comprises entre 10 à 25 O/o en poids approximativement du polypropylène.
Pour l'extrusion en filaments en vue de la fabrication de fils, de filés, et d'étoffes tissées ou tricotées à partir de ces produits, la fibre de polypropylène utilisée est chimiquement la même que la résine de polypropylène.
Les articles de voyage faits avec des coquilles qui sont formés par du polypropylène moulé par injection ont reçu un accueil favorable dans le commerce. Le propylène présente un équilibre des propriétés physiques et chimiques bon, d'une manière inhabituelle pour la confection d'articles de bagages, de réservoirs, de récipients ou d'articles similaires.
Les coquilles moulées en polypropylène sont rigides, ont des dimensions stables et fournissent une résistance au choc inhabituellement élevée sur une grande zone de températures. On peut pigmenter la résine pour obtenir une variété de couleurs plaisantes et, à l'état de moulages, elle fournit un aspect plaisant de la surface.
Dans la mesure où il s'agit d'articles de voyage, le polypropylène possède la qualité importante d'avoir un poids inhabituellement léger, le poids spécifique du produit moulé étant égal à 0,905. Du point de vue de ses propriétés chimiques, le polypropylène fournit une résistance excellente à la plupart des solvants, des graisses, des huiles et à la plupart des produits chimiques communs, en produisant ainsi une résistance aux taches lorsqu'il se trouve sous la forme d'un produit moulé ou lorsqu'il est tissé ou tricoté en une étoffe textile.
Depuis l'introduction des articles de bagages en polypropylène moulé, on désire réaliser une doublure pour les coquilles moulées en une telle résine.
Les utilisateurs du bagage ont été habitués à porter ou à transporter des mallettes qui sont doublées et il est particulièrement désirable de réaliser des articles de bagages pour dames, avec une doublure en étoffe textile en raison de l'aspect et de la texture qu'un tel tissu présente.
On a eu l'habitude dans la technique, de doubler les coquilles des articles de bagages en y fixant une doublure par adhérence à l'intérieur des compartiments de la mallette en utilisant un moyen mécanique tel que des rivets pour l'assemblage. Lorsqu'on utilise des rivets ou un dispositif similaire pour immobiliser la doublure en place et pour obtenir un produit de bonne qualité et d'aspect satisfaisant, il a été nécessaire de cacher les parties des rivets qui s'étendent à travers les compartiments de la mallette et qui sont exposées à la surface extérieure. Un tel résultat a été généralement obtenu en réunissant par adhérence une couche de surface de matière plastique en feuille à l'extérieur à chaque compartiment de la mallette.
Le polypropylène, cependant, n'est pas réceptif pour les adhésifs et les procédés de la technique antérieure pour la doublure d'un article de voyage ne peuvent pas être utilisés pour les coquilles de bagages moulées en polypropylène.
L'absence de réceptivité du polypropylène pour les adhésifs et les revêtements est connue dans la technique. Cependant, un adhésif ou un moyen mécanique ou les deux sont utilisés pour fixer une doublure à l'intérieur des compartiments de la mallette et, outre le prix de la doublure elle-même, le prix de fabrication du produit est augmenté par le prix du travail et de l'équipement nécessaires pour incorporer la doublure dans la mallette. Ainsi, pratiquement tous les adhésifs sont moins que permanents en ce sens qu'éventuellement ils sèchent et ont pour résultat une séparation de la doublure et la partie à laquelle on désire qu'elle adhère.
Pour éviter ces inconvénients, l'article, selon l'invention, est caractérisé en ce qu'une étoffe textile est directement liée à la paroi par l'adhésion de la composition de propylène de la paroi.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication de cet article. Dans ce procédé un dispositif de moulage, présentant une cavité lorsqu'il est fermé, est utilisé pour mouler l'article et faire adhérer l'étoffe textile à la paroi rigide formée par la composition moulée. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on dispose et maintient une étoffe textile contre un élément de moulage du dispositif, ferme le dispositif de moulage, injecte la composition de propylène à mouler dans la cavité, maintient le dispositif de moulage à une température sensiblement inférieure à la température de la composition à mouler injectée dans la cavité, ce qui lie directement l'étoffe textile à la composition de propylène de l'article par la composition de propylène elle-même.
Selon la forme préférée de l'invention, lorsqu'on utilise une étoffe textile faite de fibre de polypropylène, la résistance aux taches et aux dommages est aussi bonne que celle de la matière moulée par injection elle-même.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution de l'article objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue perspective, partiellement arrachée et en coupe, d'une mallette de voyage.
La fig. 2 est une coupe transversale verticale à plus grande échelle, prise dans un plan passant par la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue perspective d'une étoffe textile préformée pour être introduite dans un moule de coquille d'article de voyage et pour adhérer à la matière plastique devant être moulée.
La fig. 4 est une vue perspective de l'organe mâle ou noyau d'un ensemble de moule utilisé, représentant une doublure, partiellement arrachée et en coupe, placée sur l'organe de moule.
La fig. 5 est une vue perspective de l'organe femelle du moule, et représentant aussi une étoffe mise en place à son intérieur de facon que l'article de voyage possède un revêtement de surface extérieure en étoffe textile.
La fig. 6 est une vue perspective d'un crampon utilisable en liaison avec l'organe de moule de la fig. 4, ce crampon étant aussi utilisable avec l'organe femelle de moule de la fig. 5, lorsqu'on désire que la coquille terminée possède un revêtement de la surface extérieure en étoffe textile.
La fig. 7 est une coupe transversale horizontale dans le plan passant par la ligne 7-7 de la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe dans un plan passant par la ligne 8-8 de la fig. 6, représentant un moyen convenable pour relier, de manière qu'ils puissent être séparés, les organes du crampon de la fig. 6.
La fig. 9 est une coupe transversale verticale dans un plan passant par la ligne 9-9 de la fig. 4, pour illustrer la manière dont coulent les angles, cette vue représentant aussi l'organe associé de moule de la fig. 5 et représentant l'ensemble en position fermée.
La fig. 10 est une coupe transversale horizontale, par un plan passant par la ligne 10-10 de la fig. 4, cette vue représentant, comme celle de la fig. 9, l'organe associé de moule de la fig. 5 et le moule à l'état fermé.
La fig. 11 est une élévation par l'arrière, partiellement arrachée, en regardant vers l'intérieur d'une coquille moulée, terminée garnie et recouverte d'une étoffe textile lorsqu'elle quitte le moule et avant que le jet de coulée, les rainures de coulée et les masselottes de liaison aient été cassés.
La fig. 12 est une coupe transversale verticale par le plan passant par la ligne 12-12 de la fig. 11.
L'invention est particulièrement applicable à la fabrication d'articles de voyage et la fig. 1 représente une mallette qui comprend une paire de coquilles
S et S', articulées l'une à l'autre par une paire de charnières 20, 20', espacées latéralement. La coquille
S est munie le long de son bord périphérique libre, d'un organe de frange 24 destiné à être reçu lorsque la mallette est fermée dans une gouttière ou un organe femelle de frange 26, fixé au bord périphérique libre de la coquille S'. La coquille S est munie d'une paire de verrous 28 et 28'espacés latéralement et destinés à coopérer avec des fermoirs (non représentés) sur la coquille opposée. Une poignée 29 est fixée à l'organe de frange 24 entre les verrous et comme il est d'usage dans la technique, un compas (non représenté) est articulé à une des coquilles.
Comme on l'a représenté, les coquilles ont essentiellement la même configuration, étant de forme concave ou creuse.
Chacune des coquilles comprend une couche rigide P de polypropylène formée par moulage par injection. Si on le désire, les coquilles S et S' peuvent être fabriquées dans le même ensemble de moule.
Dans cette forme représentée de l'objet de l'invention, le polypropylène moulé est muni à la fois d'une doublure L d'une étoffe textile 30 et d'un revêtement extérieur de surface 0 d'une étoffe textile 32.
Sans la doublure et le revêtement extérieur, les coquilles de polypropylène moulé par injection et leur position relative l'une par rapport à l'autre comme partie d'une mallette de bagage et de leurs articles de quincaillerie (verrous, fermoirs, organes de frange, charnières et poignée) sont bien connus dans la technique.
L'invention consiste à lier sûrement une étoffe textile à une couche ou à un organe de polypropylène, et plus particulièrement, à réaliser une doublure pour une coquille de polypropylène moulé par injection, la réalisation d'un revêtement de surface extérieure d'étoffe textile pour une coquille ainsi formée et la combinaison de la doublure et du revetement de surface extérieure pour la coquille. La nature du lien de l'étoffe textile et de la couche rigide formée de polypropylène sera décrite ci-après.
Les fig. 4 et 5 représentent les organes correspondants du moule d'un ensemble de moule convenable pour produire des coquilles munies à la fois d'une doublure et d'un revêtement de surface exté- rieure. L'organe mâle ou le noyau du moule A comprend une partie de base 36 munie des blocs usuels de guidage 38a, 38b, 38c et 38d s'étendant vers le haut à partir de la face 40 de la base. La partie de noyau 42 s'étend vers l'avant à partir de la face de la base et possède une configuration et des dimensions qui fourniront la configuration et les dimensions désirées des surfaces intérieures de la coquille devant être moulée. Un orifice de coulée 44 s'étend à travers la base 36 pour être aligné avec l'ajustage d'une machine à mouler par injection (non représentée) de capacité convenable.
Les machines appropriées au moulage par injection de polypropylène sont bien connues dans la technique et ne constituent pas une partie de la présente invention. Une machine à mouler par injection qui comprend une commande actionnée par une vis et un déplacement axial de la vis, est celle qui est la mieux appropriée au moulage par injection de coquilles d'articles de bagage en polypropylène. Des machines de ce genre constituent un équipement classique disponible commercialement et elles sont représentées généralement dans le brevet aux Etats-Unis 2734226 du 17 février 1956.
L'orifice de coulée 44 (fig. 4) est en communication avec des pots de coulée 46 et 47 disposés en face et formés dans la face 40 de la base de l'organe de moule 36. Le mode de coulée est réalisé de préférence par la coulée d'angle de manière à supprimer les dommages causés à la surface exposée de la coquille terminée là où la coquille est munie d'une doublure. Lorsque la coquille est aussi munie d'un revêtement de surface extérieure d'étoffe textile, la coulée d'angle est essentielle. La portée de l'invention consiste à situer les ouvertures dans la face 40 de la base 36 et à prévoir aussi les rigoles de liaison pour la communication avec les rigoles à partir du jet de coulée dans une telle surface plane. Jusqu'à ce point le même moule que celui qui est utilisé pour faire une coquille sans doublure peut être utilisé sans modification pour produire une coquille avec une doublure.
Dans un tel cas, la doublure L peut être maintenue en position désirée sur la partie de noyau 42 du moule en communiquant à l'étoffe une charge électrostatique de polarité opposée à celle de la charge inhérente exercée sur le moule. L'équipement de charge électrostatique est bien connu dans la technique et il est disponible commercialement. Un tel équipement comprend une baguette ou une barre qui communique une charge à l'étoffe lorsqu'on la fait passer au-dessus.
On préfère, cependant, prévoir un moyen pour serrer mécaniquement la doublure en place dans le moule afin que l'étoffe soit sûrement maintenue dans l'aire adjacente aux orifices de coulée en éliminant ainsi la possibilité de choc avec le flux de matière plastique dans son trajet au-dessus de la doublure et en direction de la cavité. On préfère utiliser une ferrure C (fig. 4) pour maintenir la doublure sur la partie de noyau 42 et en relation exacte avec les orifices de coulée. Pour accommoder le moyen de ferrure, on prévoit que la base 36 du moule A est munie d'un évidement correspondant 48 adjacent immédiatement à la périphérie de la base du noyau 42.
La ferrure C comprend une paire d'organes 50 et 51 (fig. 6), ayant un contour identique et de même développement. La ferrure est en forme de U.
L'organe 50 visible lorsque la ferrure située dans le moule est le long de la partie de base 52 de celui-ci est perforé d'orifices 54, 56, 58 et 60. Le nombre d'orifices dépend de la dimension de la pièce à mouler. Les orifices 54 et 56 sont en communication avec une rigole de coulée 62, disposée horizontalement et les orifices 58 et 60 le sont avec une rigole de coulée 64. Les rigoles de coulée 62 et 64 communiquent avec les rigoles de coulée 46 et 47 menant respectivement au jet de coulée 44. Comme il est d'usage dans la technique du moulage, les rigoles de coulée et les orifices dans un organe de moule ont la forme de gorges semi-circulaires destinées à coopérer avec des gorges semi-circulaires situées visà-vis dans l'organe de moule opposé et qui sont indiquées avec les mêmes chiffres de référence, mais avec l'indice.
L'organe de cavité de moule B destiné à coopérer avec l'organe de noyau de moule A est représenté sur la fig. 5 et comprend la base 66 ayant une face antérieure 68 à partir de laquelle un renflement essentiellement rectangulaire 69 fait saillie. Une cavité 70 est formée dans la base et à l'intérieur de la base, en ayant une forme et des dimensions telles, qu'elles fournissent le contour et les dimensions désirées pour la surface extérieure de la coquille terminée. Le renflement 69 a des dimensions qui lui permettent de s'ajuster à l'intérieur des blocs de guidage 38a, 38b, 38c et 38d, et qui assurent que la face frontale 71 de ce renflement s'engagera dans la face 40 de l'organe associé A du moule lorsque l'ensemble de moule est fermé.
Le noyau 42 sur l'organe mâle de moule et la cavité 70 sur l'organe femelle de moule ont des dimensions telles qu'elles produisent, lorsque le moule est fermé, un intervalle qui fournira l'épaisseur désirée de paroi pour la coquille.
Lorsqu'on désire réaliser une coquille ayant un revêtement de surface extérieure en étoffe, on réalise l'organe de moule B de manière qu'il s'adapte aussi à un moyen mécanique destiné à serrer l'étoffe qui fournira le revêtement extérieur de surface 0. Dans ce but, le renflement 69 est muni d'un évidement 72 directement adjacent à la périphérie de la cavité 70 pour s'adapter à une seconde ferrure C'. Cette ferrure, comme la ferrure C, est munie, sur sa surface exposée dans le moule, avec des moitiés de rigoles de coulée et des orifices pour coïncider avec les parties analogues sur la ferrure C, ces organes similaires de la ferrure C' étant indiqués avec les mêmes chiffres de référence, mais avec l'indice prime (').
Lorsqu'on désire produire une coquille munie d'une doublure sans revêtement extérieur, on peut utiliser un organe de cavité de moule du genre non modifié, en ne munissant pas le renflement 69 d'un évidement pour une ferrure et en disposant l'orifice et les moitiés des rigoles de coulée dans la partie supérieure, disposée horizontalement, de la face 71 du renflement 69 au lieu de l'être dans la ferrure. La surface de la cavité 70 forme alors le fini de surface extérieure pour la coquille. De même, l'organe mâle de moule ordinairement non modifié peut être utilisé là où on le désire pour mouler une coquille avec un revêtement extérieur d'étoffe textile et sans doublure.
Il est évident, en outre, que l'arrangement représenté de chaque organe de moule et de ferrure associée peut être utilisé pour produire une coquille munie d'une doublure ou seulement une étoffe textile recouverte d'une coquille aussi bien qu'une coquille munie d'une doublure et revêtue d'une étoffe extérieure à la fois.
Les organes de moule A et B sont munis chacun d'un moyen servant à faire circuler un réfrigérant à travers. Dans l'organe de moule mâle, un conduit 74, en communication avec la source de réfrigérant, amène de l'eau à travers un conduit en serpentin 76 s'étendant vers l'arrière et vers l'avant à travers le moule pour évacuer cette eau à travers le conduit 78. De manière similaire, l'organe femelle de moule B est muni d'un conduit 80 pour le liquide réfrigérant qui est amené dans l'organe de moule par le conduit 82 et est évacué en 84. Le réfrigérant évacué est recyclé dans les conduits d'admission 74 et 82.
Les organes en paire 59 et 51 (fig. 6 à 10) de la ferrure C et, de manière similaire, les organes 50' et 51' de la ferrure C', sont formés chacun, le long de leurs bords intérieurs longitudinaux de manière à saisir le bord de l'étoffe placé sur l'organe de moule.
Dans ce but, l'organe de ferrure 50 comprend un gradin à angle droit 86 et l'organe de ferrure 51 a la forme d'un gradin correspondant à angle droit 87.
Par conséquent, le bord périphérique de l'étoffe placé sur le moule est replié et est maintenu sûrement sur la partie supérieure et sur les côtés du noyau et de manière similaire, immédiatement à proximité de la cavité située sur l'organe de moule opposé, où l'on désire que l'étoffe soit maintenue le plus sûrement.
Un tel maintien de l'étoffe sur trois côtés retient étroitement l'étoffe contre l'organe de moule où l'on a besoin d'un contact intime avec l'organe de moule, c'est-à-dire notamment près des orifices.
La matière plastique est injectée dans le moule au-dessus de la doublure et sous le revêtement 0 de la surface extérieure. Les organes 50 et 51 (fig. 9) à la fois et leurs contreparties 50' et 51' ont leurs extrémités libres formées de parties 88 et 90, tournées vers l'intérieur, de manière à s'ajuster étroitement sur une petite distance, sous la face inférieure de la partie de noyau 42 du moule mâle et sous la face inférieure de la partie de cavité 70 du moule femelle. La fig. 10 représente la position respective des ferrures C et C'l'une par rapport à l'autre, lorsque le moule est fermé. Le bord frontal de la face 52 de l'organe de ferrure 50 est situé de manière à délimiter le bord périphérique libre de la coquille terminée, désigné ici par 91.
Les organes de serrage des ferrures identiques
C et C' sont reliés de manière à être séparés par un moyen convenable quelconque. Comme on le voit sur la fig. 8, on peut utiliser un dispositif de piston à ressort, un piston se trouvant près de l'extrémité libre de chaque bras d'un ensemble de ferrure. Les pistons à ressort de ce genre sont connus dans la technique et sont constitués par un organe de corps creux 92 qui est fileté sur sa surface extérieure pour se visser dans un alésage taraudé. A l'intérieur du corps 92, un piston 94 est mis en place et poussé vers l'avant sous flexion au moyen d'un ressort 96.
La compression exercée sur le ressort est réglable par une vis de réglage 98. L'extrémité 100 du piston est située extérieurement au corps 92. Comme on l'a représenté ici, le dispositif de piston à ressort est logé dans un alésage prévu dans l'organe de serrage 50 de manière que l'extrémité 100 du piston actionné par un ressort puisse coopérer avec une gorge annulaire 102 formée dans la partie centrale d'une broche 104. La tête de la broche est logée dans l'organe de serrage 51 avec sa partie centrale s'étendant dans un alésage 106 prévu dans l'organe de serrage 50. Lorsque les organes de serrage 50 et 51 sont poussés l'un vers l'autre, la pointe 100 du piston pénètre dans la gorge 102 pour maintenir les organes de serrage ensemble.
Lorsque les organes de serrage sont saisis et écartés l'un de l'autre, la force du ressort 96 est surmontée en permettant à la pointe du piston de se retirer de la gorge et de permettre la séparation des organes de serrage.
On préfère conformer préalablement ou former d'avance la ou les étoffes textiles qui sont mises en position dans le moule. Pour réaliser la doublure L pour la coquille, on découpe une pièce de tissu plat aux dimensions totales convenables, et on la coupe ensuite aux angles et on la coud de manière à réaliser un contour tel que celui représenté sur la fig. 3.
Lorsque l'étoffe tissée ou tricotée est en coton ou en autre fibre végétale ou animale, les coutures sont cousues aux angles 108a, 108b, 180c et 108d. Lorsque, si on le préfère, l'étoffe textile est faite en une fibre de polypropylène, la couture est faite, de préférence, à chaud par exemple à l'aide d'une lame chauffée. Les côtés de la doublure formée d'avance 110a, 110b, 110c et 1 1 0d ont une hauteur légèrement plus grande que les côtés de la coquille terminée, cette quantité extrêmement petite de matière, comprise approximativement entre 6,3 et 12,7 mm, constituant la partie qui sera saisie entre les gradins 86 et 87 des organes de serrage ou ferrures 50, 51. Cette petite quantité d'étoffe de déchet 112 sera enlevée après moulage.
De manière similaire, une longueur d'étoffe est coupée à la dimension et est cousue pour former le revêtement de surface extérieure 0, dont le bord périphérique est saisi par la ferrure C' pour être mis en place dans la cavité 70 de l'organe de moule B.
L'étoffe de surface extérieure 0 est faite de préférence de manière à enserrer étroitement la surface adjacente de la cavité 70, et ceci peut être réalisé en faisant passer la barre d'un chargeur électrostatique au-dessus de l'étoffe serrée au moule. La ferrure C' assure que le jet de matière plastique, lorsqu'il passe à travers les orifices, s'écoule sous l'étoffe du revêtement extérieur 0 juste au moment ou la ferrure
C assure que le jet passe proprement au-dessus de l'étoffe de la doublure L. La petite quantité d'étoffe de déchet 112' est enlevée après moulage et la carotte, les rigoles et les orifices de matière plastique, sont enlevés, comme on l'a représenté sur les fig. 11 et 12.
L'aire étroite 124, le long du bord périphérique extérieur des coquilles moulées qui n'est pas couvert d'étoffe, est cachée dans la mallette de bagage terminée par les organes de frange 24 et 26.
Après que la doublure L et le revêtement de surface extérieure 0 ont été mis en place sur les organes respectifs de moule, on ferme le moule et on effectue la coulée. La température du composé de moulage de polypropylène est de 2780 C environ lorsqu'il est injecté dans le moule fermé ; le composé de moulage est soumis à une pression égale approximativement à 124 kg/cm2 à l'intérieur du moule fermé. La température des organes de moule, en raison du réfrigérant circulant dans les passages 76 et 80 dans les organes respectifs de moule, est comprise approximativement entre 43 et 460 C. I1 semblerait qu'avec une composition de moulage ayant une telle température et une telle pression de moulage, que la résine pénétrerait complètement dans des étoffes tissées ou tricotées. Cependant, on a trouvé que la résine ne pénètre pas complètement dans les étoffes.
Ceci est dû apparemment à la différence qui existe entre la température de la composition, lorsqu'elle pénètre dans le moule, et la température beaucoup plus basse des organes de moule dans l'ensemble du moule.
La fig. 2 représente la nature du lien à la face de contact de l'étoffe textile et de la couche moulée de polypropylène. La couche de polypropylène P fait adhérer les étoffes 30 et 32 à elle-même directement et avec un degré extraordinairement élevé d'adhérence. La matière plastique s'écoule dans les interstices de l'étoffe et entoure à la fois les fils de chaîne et les fils de trame (ou les fils transversaux et les côtes dans une étoffe tricotée) sur une partie de leur diamètre ou de leur périphérie extérieure. L'adhérence des étoffes à la couche de résine est limitée à la face de l'étoffe adjacente à la couche formée de polypropylène. La surface exposée de chacune des étoffes est débarrassée de matière résineuse et conserve la texture, la couleur et l'aspect de l'étoffe textile.
Lorsque l'étoffe textile utilisée est une fibre de polypropylène, il semble qu'il y ait une légère fusion à la face de contact de l'étoffe et de la couche de résine. Cependant, quel que soit le degré de fusion, qui se produise à la face de contact de l'étoffe et de la couche résineuse, la nature tissée ou tricotée, la texture, la couleur et l'aspect de l'étoffe textile sont conservés. Avec des étoffes de fibre de polypropylène, l'étoffe ne peut pas être séparée de la couche moulée de polypropylène.
Comme on l'a indiqué précédemment, les étoffes textiles peuvent être tissées ou tricotées et faites de fibres végétales, animales ou de résine synthétique.
On préfère utiliser une étoffe tissée de fibre de polypropylène parce qu'une telle étoffe présente une résistance aux taches, parce qu'elle fournit un lien inséparable avec la couche de polypropylène et parce qu'une étoffe en une telle fibre permet une couture à chaud des angles en formant d'avance l'étoffe pour l'ajuster sur un organe de moule. De même, des étoffes de fibre de polypropylène n'ont pas besoin d'être ajustées avec autant de précision sur les organes de moule que les étoffes de coton ou d'autres matières non thermoplastiques ; de légers plis ou froissements quelconques dans l'étoffe sont fondus dans le polypropylène moulé par injection et sont mélangés au dessin de l'étoffe.
Par exemple, des étoffes de fibre de polypropylène, tissées à partir de filés de chaîne de 60 deniers et 14/1 de fils de charge filés, 152 X 48 ou avec des fils de chaîne de 210 deniers et la même dimension de fil de charge, ont été trouvées des plus satisfaisantes pour être utilisées dans la fabrication des articles de bagage.
Rigid wall article formed by a molded polypropylene composition
and its manufacturing process
The invention relates to an article having a rigid wall formed by a molded polypropylene composition.
Polypropylene compounds are readily available as commercial products. Polypropylene can be described as an olefin polymer having a molecular structure which is stereoregular, crystalline or isostatic, the latter term denoting a molecular structure in which all methyl groups are on the same side of the plane of the chain. hydrocarbons.
Commercial polypropylene contains on average 95 O / o of isostatic structure.
In the manufacture of shells for travel articles by injection molding, a polypropylene compound having high impact resistance is generally used, these compounds generally containing a mixture of polypropylene and a small fraction of another material or an adduct which serves to increase the impact resistance of polypropylene at low temperature. Various adducts have been used for this purpose, such as butyl rubber, polyisobutylene, and ethylene-propylene copolymer rubber, the adduct being present in fractions ranging from 10 to 25 O / o by weight approximately of polypropylene.
For extrusion into filaments for the manufacture of yarns, yarns, and fabrics woven or knitted from these products, the polypropylene fiber used is chemically the same as the polypropylene resin.
Travel articles made with shells which are formed by injection molded polypropylene have received favorable reception in the trade. Propylene exhibits a good balance of physical and chemical properties, in an unusual way for the manufacture of luggage, tanks, containers or the like.
Molded polypropylene shells are rigid, dimensionally stable, and provide unusually high impact resistance over a wide temperature range. The resin can be pigmented to obtain a variety of pleasing colors and, as castings, provides a pleasing appearance of the surface.
In so far as these are travel items, polypropylene has the important quality of having an unusually light weight, the specific weight of the molded product being 0.905. From the point of view of its chemical properties, polypropylene provides excellent resistance to most solvents, fats, oils and most common chemicals, thus producing stain resistance when in the form. of a molded product or when it is woven or knitted into a textile fabric.
Since the introduction of molded polypropylene luggage items, it is desired to provide a liner for the shells molded from such a resin.
Users of the luggage have been accustomed to carrying or transporting briefcases which are lined and it is particularly desirable to provide articles of ladies' luggage with a textile lining due to the appearance and texture that a such tissue present.
It has been customary in the art to line the shells of luggage items by attaching an adhesion liner thereto within the compartments of the case using mechanical means such as rivets for assembly. When using rivets or the like to secure the liner in place and to obtain a good quality and satisfactory looking product, it has been necessary to conceal the parts of the rivets which extend through the compartments of the liner. case and which are exposed to the outer surface. Such a result has generally been achieved by adhering a surface layer of plastic sheet material to the exterior of each compartment of the case.
Polypropylene, however, is not receptive to adhesives, and prior art methods for lining a travel article cannot be used for molded polypropylene luggage shells.
The lack of receptivity of polypropylene for adhesives and coatings is known in the art. However, adhesive or mechanical means or both are used to secure a liner inside the compartments of the case, and besides the price of the liner itself, the cost of manufacturing the product is increased by the price of the case. labor and equipment required to incorporate the liner into the case. Thus, virtually all adhesives are less than permanent in that eventually they dry out and result in separation of the liner and the part to which it is desired to adhere.
To avoid these drawbacks, the article according to the invention is characterized in that a textile fabric is directly bonded to the wall by the adhesion of the propylene composition to the wall.
The subject of the invention is also a method of manufacturing this article. In this process a molding device, having a cavity when closed, is used to mold the article and adhere the textile fabric to the rigid wall formed by the molded composition. The method according to the invention is characterized in that one arranges and maintains a textile fabric against a molding element of the device, closes the molding device, injects the propylene composition to be molded into the cavity, maintains the molding device at a temperature substantially lower than the temperature of the molding composition injected into the cavity, which directly binds the textile fabric to the propylene composition of the article through the propylene composition itself.
According to the preferred form of the invention, when using a textile fabric made of polypropylene fiber, the stain and damage resistance is as good as that of the injection molded material itself.
The appended drawing illustrates, by way of example, various embodiments of the article which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a perspective view, partially broken away and in section, of a travel case.
Fig. 2 is a vertical cross section on a larger scale, taken on a plane passing through line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a perspective view of a textile fabric preformed for insertion into a travel article shell mold and for adhering to the plastic material to be molded.
Fig. 4 is a perspective view of the male member or core of a used mold assembly, showing a liner, partially broken away and in section, placed on the mold member.
Fig. 5 is a perspective view of the female mold member, and also showing a fabric placed therein so that the travel article has an outer surface coating of textile fabric.
Fig. 6 is a perspective view of a clamp which can be used in conjunction with the mold member of FIG. 4, this clamp also being usable with the female mold member of FIG. 5, when the finished shell is desired to have a textile fabric outer surface coating.
Fig. 7 is a horizontal cross section in the plane passing through the line 7-7 of FIG. 6.
Fig. 8 is a section in a plane passing through line 8-8 of FIG. 6, showing a suitable means for connecting, so that they can be separated, the members of the clamp of FIG. 6.
Fig. 9 is a vertical cross section on a plane passing through line 9-9 of FIG. 4, to illustrate the way in which the angles flow, this view also showing the associated mold member of FIG. 5 and showing the assembly in the closed position.
Fig. 10 is a horizontal cross section, taken on a plane passing through line 10-10 of FIG. 4, this view showing, like that of FIG. 9, the associated mold member of FIG. 5 and the mold in the closed state.
Fig. 11 is a rear elevation, partially broken away, looking inward of a molded shell, finished packed and covered with a textile fabric as it leaves the mold and before the casting, the grooves of the mold. casting and the connecting weights have been broken.
Fig. 12 is a vertical cross section taken through the plane passing through line 12-12 of FIG. 11.
The invention is particularly applicable to the manufacture of travel articles and FIG. 1 represents a case which includes a pair of shells
S and S ', articulated to each other by a pair of hinges 20, 20', spaced laterally. The shell
S is provided along its free peripheral edge, with a fringe member 24 intended to be received when the case is closed in a gutter or a female fringe member 26, fixed to the free peripheral edge of the shell S '. The shell S is provided with a pair of latches 28 and 28 'spaced laterally and intended to cooperate with clasps (not shown) on the opposite shell. A handle 29 is attached to the fringe member 24 between the latches and as is customary in the art, a compass (not shown) is hinged to one of the shells.
As has been shown, the shells have essentially the same configuration, being concave or hollow in shape.
Each of the shells includes a rigid layer P of polypropylene formed by injection molding. If desired, the S and S 'shells can be made in the same mold assembly.
In this illustrated form of the object of the invention, the molded polypropylene is provided with both a lining L of a textile fabric 30 and an outer surface coating 0 of a textile fabric 32.
Without the liner and outer coating, the injection molded polypropylene shells and their relative position to each other as part of a luggage case and their hardware (locks, clasps, fringe members , hinges and handle) are well known in the art.
The invention consists in securely bonding a textile fabric to a layer or to a member of polypropylene, and more particularly, in providing a liner for an injection-molded polypropylene shell, providing an outer surface coating of the textile fabric. for a shell so formed and the combination of the liner and the outer surface coating for the shell. The nature of the bond of the textile fabric and the rigid layer formed of polypropylene will be described below.
Figs. 4 and 5 show the corresponding mold members of a mold assembly suitable for producing shells provided with both a liner and an outer surface coating. The male member or the core of the mold A comprises a base part 36 provided with the usual guide blocks 38a, 38b, 38c and 38d extending upwards from the face 40 of the base. The core portion 42 extends forward from the face of the base and has a configuration and dimensions which will provide the desired configuration and dimensions of the interior surfaces of the shell to be molded. A tap hole 44 extends through base 36 to align with the fitting of an injection molding machine (not shown) of suitable capacity.
Machines suitable for the injection molding of polypropylene are well known in the art and do not form a part of the present invention. An injection molding machine which comprises a screw actuated drive and axial displacement of the screw is most suitable for the injection molding of polypropylene luggage item shells. Machines of this type are conventional equipment available commercially and are generally shown in U.S. Patent 2734226 of February 17, 1956.
The pouring orifice 44 (Fig. 4) is in communication with pouring pots 46 and 47 arranged opposite and formed in the face 40 of the base of the mold member 36. The pouring mode is preferably carried out. by corner casting so as to remove damage to the exposed surface of the finished shell where the shell is lined. Where the shell is also provided with an outer surface covering of textile fabric, the corner casting is essential. The scope of the invention is to locate the openings in the face 40 of the base 36 and also to provide the connecting channels for communication with the channels from the casting stream in such a flat surface. Up to this point the same mold that is used to make an unlined shell can be used without modification to produce a shell with a liner.
In such a case, the liner L can be maintained in a desired position on the core portion 42 of the mold by imparting to the fabric an electrostatic charge of opposite polarity to that of the inherent charge exerted on the mold. Electrostatic charging equipment is well known in the art and is commercially available. Such equipment includes a rod or bar which imparts a load to the fabric when passed over it.
It is preferred, however, to provide a means for mechanically clamping the liner in place in the mold so that the fabric is securely held in the area adjacent to the pour holes thereby eliminating the possibility of shock with the flow of plastic material in its. path above the liner and towards the cavity. It is preferred to use a bracket C (Fig. 4) to hold the liner on the core portion 42 and in exact relation to the tap holes. To accommodate the fitting means, provision is made for the base 36 of the mold A to be provided with a corresponding recess 48 adjacent immediately to the periphery of the base of the core 42.
The fitting C comprises a pair of members 50 and 51 (FIG. 6), having an identical contour and of the same development. The fittings are U-shaped.
The member 50 visible when the fitting located in the mold is along the base part 52 thereof is perforated with orifices 54, 56, 58 and 60. The number of orifices depends on the size of the part. to mold. The orifices 54 and 56 are in communication with a pouring channel 62, arranged horizontally and the orifices 58 and 60 are in communication with a pouring channel 64. The pouring channels 62 and 64 communicate with the pouring channels 46 and 47 respectively leading casting 44. As is customary in the molding technique, the casting channels and the orifices in a mold member are in the form of semi-circular grooves intended to cooperate with semi-circular grooves located opposite screws in the opposite mold member and which are indicated with the same reference numbers, but with the index.
The mold cavity member B intended to cooperate with the mold core member A is shown in FIG. 5 and includes base 66 having an anterior face 68 from which a substantially rectangular bulge 69 protrudes. A cavity 70 is formed in the base and inside the base, having a shape and dimensions such as to provide the desired contour and dimensions for the outer surface of the finished shell. The bulge 69 has dimensions which allow it to fit inside the guide blocks 38a, 38b, 38c and 38d, and which ensure that the front face 71 of this bulge will engage with the face 40 of the associated member A of the mold when the mold assembly is closed.
The core 42 on the male mold member and the cavity 70 on the female mold member are dimensioned such as to produce, when the mold is closed, a gap which will provide the desired wall thickness for the shell.
When it is desired to make a shell having an outer surface coating of fabric, the mold member B is made such that it also adapts to mechanical means for clamping the fabric which will provide the outer surface coating. 0. For this purpose, the bulge 69 is provided with a recess 72 directly adjacent to the periphery of the cavity 70 to adapt to a second fitting C '. This fitting, like the fitting C, is provided, on its surface exposed in the mold, with halves of casting channels and orifices to coincide with the analogous parts on the fitting C, these similar members of the fitting C 'being indicated with the same reference figures, but with the prime index (').
When it is desired to produce a shell provided with a liner without an outer coating, an unmodified mold cavity member of the type can be used, by not providing the bulge 69 with a recess for a fitting and by providing the orifice. and the halves of the pouring channels in the upper part, disposed horizontally, of the face 71 of the bulge 69 instead of being in the fitting. The surface of the cavity 70 then forms the exterior surface finish for the shell. Likewise, the ordinarily unmodified male mold member can be used where desired to mold a shell with an outer fabric covering and unlined.
It is further evident that the illustrated arrangement of each mold member and associated hardware can be used to produce a shell with a liner or only a textile fabric covered with a shell as well as a shell with a shell. with a lining and covered with an outer fabric at a time.
The mold members A and B are each provided with a means for circulating a coolant therethrough. In the male mold member, a conduit 74, in communication with the source of coolant, supplies water through a serpentine conduit 76 extending rearwardly and forwardly through the mold to discharge. this water through the conduit 78. Similarly, the female mold member B is provided with a conduit 80 for the coolant which is fed into the mold member through the conduit 82 and is discharged at 84. The discharged refrigerant is recycled in the intake ducts 74 and 82.
The paired members 59 and 51 (Figs. 6 to 10) of the bracket C and, similarly, the members 50 'and 51' of the bracket C ', are each formed along their longitudinal inner edges in a similar manner. gripping the edge of the fabric placed on the mold member.
For this purpose, the fitting member 50 comprises a step at right angles 86 and the fitting member 51 has the form of a step corresponding to a right angle 87.
Therefore, the peripheral edge of the fabric placed on the mold is folded back and is held securely on the top and sides of the core and similarly immediately adjacent to the cavity on the opposing mold member, where it is desired that the fabric be held most securely.
Such retention of the fabric on three sides tightly retains the fabric against the mold member where intimate contact with the mold member is needed, i.e. especially near the orifices. .
The plastic material is injected into the mold above the liner and under the coating 0 of the outer surface. The members 50 and 51 (Fig. 9) both and their counterparts 50 'and 51' have their free ends formed of parts 88 and 90, turned inwards, so as to fit tightly over a small distance, under the underside of the core portion 42 of the male mold and under the underside of the cavity portion 70 of the female mold. Fig. 10 shows the respective position of the fittings C and C ′ relative to each other, when the mold is closed. The front edge of the face 52 of the fitting member 50 is located so as to delimit the free peripheral edge of the finished shell, designated here by 91.
Identical fitting clamps
C and C 'are connected so as to be separated by any suitable means. As seen in fig. 8, a spring-loaded piston device can be used, with a piston located near the free end of each arm of a fitting assembly. Spring pistons of this kind are known in the art and consist of a hollow body member 92 which is threaded on its outer surface to thread into a threaded bore. Inside the body 92, a piston 94 is placed and pushed forward under bending by means of a spring 96.
The compression exerted on the spring is adjustable by an adjusting screw 98. The end 100 of the piston is located outside the body 92. As shown here, the spring piston device is housed in a bore provided in the body 92. clamping member 50 so that the end 100 of the spring actuated piston can cooperate with an annular groove 102 formed in the central part of a pin 104. The head of the pin is housed in the clamping member 51 with its central portion extending into a bore 106 provided in the clamping member 50. When the clamping members 50 and 51 are pushed towards each other, the tip 100 of the piston enters the groove 102 to hold clamps together.
As the clamps are gripped and pulled apart from each other, the force of the spring 96 is overcome by allowing the tip of the piston to withdraw from the groove and allow the clamps to separate.
It is preferred to preform or to form in advance the textile fabric or fabrics which are placed in position in the mold. To make the lining L for the shell, a piece of flat fabric is cut to the appropriate total dimensions, and then cut at the angles and sewn so as to produce an outline such as that shown in FIG. 3.
When the woven or knitted fabric is cotton or other vegetable or animal fiber, the seams are sewn at angles 108a, 108b, 180c and 108d. When, if preferred, the textile fabric is made of a polypropylene fiber, the stitching is preferably made hot, for example using a heated blade. The sides of the preformed liner 110a, 110b, 110c and 110d have a height slightly greater than the sides of the finished shell, this extremely small amount of material ranging from approximately 6.3 to 12.7mm. , constituting the part which will be gripped between the steps 86 and 87 of the clamping members or fittings 50, 51. This small amount of waste fabric 112 will be removed after molding.
Similarly, a length of fabric is cut to size and is sewn to form the outer surface covering 0, the peripheral edge of which is gripped by the fitting C 'to be placed in the cavity 70 of the organ. mold B.
The outer surface fabric 0 is preferably made to tightly encompass the adjacent surface of the cavity 70, and this can be done by passing the bar of an electrostatic charger over the fabric clamped to the mold. The fitting C 'ensures that the plastic jet, when it passes through the openings, flows under the fabric of the outer covering 0 just as the fitting
C ensures that the jet passes cleanly over the liner fabric L. The small amount of waste fabric 112 'is removed after molding and the core, channels and plastic holes are removed, as it has been shown in FIGS. 11 and 12.
The narrow area 124, along the outer peripheral edge of the molded shells which is not covered with fabric, is hidden in the luggage case terminated by the fringe members 24 and 26.
After the liner L and the outer surface coating 0 have been placed on the respective mold members, the mold is closed and the casting is carried out. The temperature of the polypropylene molding compound is about 2780 C when it is injected into the closed mold; the molding compound is subjected to a pressure equal to approximately 124 kg / cm2 inside the closed mold. The temperature of the mold members, due to the coolant flowing through passages 76 and 80 in the respective mold members, is approximately between 43 and 460 C. It would appear that with a molding composition having such a temperature and such a temperature. molding pressure, that the resin would fully penetrate into woven or knitted fabrics. However, it has been found that the resin does not fully penetrate the fabrics.
This is apparently due to the difference between the temperature of the composition as it enters the mold and the much lower temperature of the mold members throughout the mold.
Fig. 2 shows the nature of the bond to the contact face of the textile fabric and the molded polypropylene layer. The polypropylene layer P adheres fabrics 30 and 32 to itself directly and with an extraordinarily high degree of adhesion. The plastic flows through the gaps in the fabric and surrounds both warp and weft threads (or cross threads and ribs in a knitted fabric) over part of their diameter or periphery exterior. The adhesion of the fabrics to the resin layer is limited to the face of the fabric adjacent to the formed layer of polypropylene. The exposed surface of each of the fabrics is stripped of resinous material and retains the texture, color and appearance of the textile fabric.
When the textile fabric used is a polypropylene fiber, there appears to be a slight fusion at the contact face of the fabric and the resin layer. However, regardless of the degree of melting which occurs at the contact face of the fabric and the resinous layer, the woven or knitted nature, texture, color and appearance of the textile fabric is retained. . With polypropylene fiber fabrics, the fabric cannot be separated from the molded polypropylene layer.
As previously indicated, textile fabrics can be woven or knitted and made from vegetable, animal or synthetic resin fibers.
It is preferred to use a woven fabric of polypropylene fiber because such a fabric exhibits stain resistance, because it provides an inseparable bond with the polypropylene layer and because a fabric of such a fiber allows for heat sewing. angles by forming the fabric in advance to fit it on a mold member. Likewise, fabrics of polypropylene fiber do not need to be fitted with as much precision on the mold members as fabrics of cotton or other non-thermoplastic materials; any slight creases or creases in the fabric are melted into the injection molded polypropylene and are mixed with the design of the fabric.
For example, polypropylene fiber fabrics, woven from 60 denier warp yarns and 14/1 spun filler yarns, 152 X 48 or with 210 denier warp yarns and the same dimension of filler yarn. , have been found to be most satisfactory for use in the manufacture of luggage articles.