Procédé de fabrication d'un matériau en feuille
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un matériau en feuille. Ce procédé est caractérisé en ce que Fon presse l'un contre l'autre une couche de fibres textiles et un réseau à mailles de matière thermoplastique comportant des masses épaisses, pleines, uniformément et semblablement conformées, disposées à des espacements uniformes, chacune desdites masses étant reliée aux masses adjacentes par des cordons, des bandes, des fils ou similaires appelés ci-après cordons qui sont plus minces, dans la plupart des cas beaucoup plus minces,
que lesdites masses et qui agissent également comme espaceurs pour positionner facilement lesdites masses préalablement à leur fusion et en ce que l'on soumet le réseau à mailles, tandis qu'il est ainsi pressé, à un chauffage suffisant pour ramollir et fondre le matériau thermoplastique, de telle manière que l'espacement des masses solides épaisses soit maintenu tandis qu'elles sont à l'état fondu et ramolli, afin de les faire adhérer fortement à la surface de la couche de fibres textiles.
La couche de fibres textiles est, en règle générale, un tissu.
Le matériau en feuille avec les masses épaisses pleines, susceptibles de former adhésif, uniformément espacées, réparties sur lui, peut ultérieurement être solidarisé par chauffage sous pression avec une autre feuille d'un matériau convenable, flexible ou autre, pour former une feuille de complexe, la chaleur fondant lesdites masses pour amener la feuille supplémentaire à adhérer à la première.
On connaissait déjà un procédé de fabrication de doublures intermédiaires, par chauffage d'un film de polyéthylène perforé en contact avec une étoffe non tissée (voir brevet USA No 3186886). Si l'on remplace, sans autre modification, le film de polyéthylène perforé par le réseau à mailles défini ci-dessus, ce procédé ne donne pas un produit satisfaisant: le réseau adhère mal à l'étoffe et tend à se désagréger.
On savait d'autre part, d'après le brevet français
No 1214262, qu'il est possible de faire adhérer des grains de polyéthylène répartis sur une étoffe en les pressant sur l'étoffe alors qu'ils sont ramollis par chauffage.
Les réseaux à mailles en matériau thermoplastique utilisés dans le procédé, objet de la présente invention, peuvent être réalisés de nombreuses manières, y compris par moulage ou en disposant des cordons ou fils espacés, de section voulue, sur d'autres cordons ou fils espacés de façon similaire, en les disposant sous un angle convenable, par exemple à angle droit, par rapport aux premiers cordons ou fils ci-dessus mentionnés et en solidarisant les cordons ou fils au droit de leurs croisements ou encore en tissant ensemble de tels cordons ou fils.
Dans de nombreux cas cependant, il est préférable d'utiliser des réseaux à mailles du type décrit dans le brevet britannique No 914489 ou dans le brevet suisse
No 431040. Dans ces cas, ce que l'on a appelé ci-dessus les masses épaisses uniformément espacées, sont les saillies ou bossages et ceux-ci ont une épaiseur supérieure à celle des cordons radiaux. De plus, les cordons ont dans ces cas été soumis, lors de leur formation, à un étirage.
Le réseau à mailles de matériau thermoplastique, qui comprend les masses épaisses uniformément espacées et les cordons minces d'interconnexion, et la nappe textile, qui doit être munie sur une de ses faces de masses semblables uniformément espacées de matériau thermoplastique, peuvent être soumis à l'action d'un cylindre rotatif chauffé (qui peut être creux et chauffé depuis l'intérieur) avec le tissu disposé contre le cylindre et le réseau à mailles sur la face externe du tissu (avec les masses en saillie dirigées vers l'extérieur) et le réseau étant, dans la zone de chauffage par le cylindre chaud,
soutenu par une épaisseur d'un matériau en mousse convenable ou par un empilage important et serré d'un tissu convenable ou < tapis y qui est entraîné de façon correspondante et maintenu froid et qui presse avec une force relativement légère sur les masses en saillie du réseau à mailles pour maintenir lesdites masses à l'espacement uniforme tandis que le réseau à mailles se trouve chauffé pour ramollir et fondre lesdites masses qui se trouvent pressées et solidarisées avec la surface du tissu.
La température du cylindre chaud est en fonction de la température du point de fusion ou de ramollissement du matériau thermoplastique et le procédé est conduit de telle sorte que la chaleur ramollisse et fonde les cordons du réseau à mailles de manière que, ceux-ci étant soumis à une pression plus faible ou nulle, ils soient soumis à un retrait qui aboutit à leur absorption dans lesdites masses.
Il en résulte que des masses semblables constituant un réseau uniforme de gouttelettes du matériau thermoplastique, sont disposées sur et adhèrent étroitement avec la surface du tissu lequel est ainsi rendu susceptible d'adhérer à la surface de tout tissu ou autre matériau en feuille convenable avec lequel il doit être solidarisé.
Le dessin annexé illustre plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan à une échelle agrandie d'une partie d'un réseau à mailles en matériau thermoplastique en forme de feuille comportant des surfaces pleines épaisses formant des bossages, reliées par des cordons relativement fins, susceptible d'être utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention;
la fig. 2 est une vue en perspective fragmentaire de l'un des bossages représenté dans la fig. 1 avec les parties de cordons fins qui en sont solidaires,
la fig. 3 est une vue en coupe d'un tel bossage et des cordons;
les fig. 4, 5 et 6 sont des vues semblables aux fig. 1, 2 et 3 illustrant un autre tracé du réseau à mailles en matériau thermoplastique;
la fig. 7 est une vue en plan et la fig. 8 une vie en élévation latérale d'un autre réseau à mailles en matériau thermoplastique d'un type semblable à celui représenté dans les fig. 1 et 4;
la fig. 9 est une vue en coupe d'un bossage et des cordons adjacents du réseau représenté dans les fig. 7 et 8 ;
la fig. 10 est une vue en élévation et la fig. 11 est une vue en plan, à une échelle agrandie, d'une autre forme de réseau à mailles en matériau thermoplastique en forme de feuille comprenant des cordons parallèles espacés de section rectangulaire qui sont disposés sur et rendus solidaires de cordons semblables, perpendiculaires par rapport aux premiers, pour former des surfaces pleines épaisses au droit des croisements reliées par des cordons relativement minces, réseau qui est utilisable pour la mise en oeuvre de la présente invention;
la fig. 12 est une vue en élévation semblable à la fig.
10 mais avec les cordons de section rectangulaire tissés au lieu d'être à recouvrement;
la fig. 13 est une vue en coupe par la ligne diagonale de la fig. 11 des cordons superposés au droit d'une surface pleine épaisse du réseau pour montrer la plus grande épaisseur de celle-ci comparée à l'épaisseur d'un cordon;
les fig. 14, 15, 16 et 17 sont des vues semblables aux fig. 10 à 13 pour d'autres réseaux à mailles en matériau thermoplastique en forme de feuille dans lesquels les cordons sont de section circulaire au lieu d'être de section rectangulaire;
la fig. 18 est une vue en plan à grande échelle, d'un réseau à mailles semblables à celui représenté à la fig. 1 et correspond à une micrographie d'un réseau à mailles produit par le procédé objet du brevet suisse No 431040 auquel il est fait référence ci-dessus;
la fig. 19 représente, approximativement à la même échelle que la fig. 18, une micrographie d'un matériau pour doublure formé par un tissu de coton écru à tissage serré sur lequel a été fixé par adhérence un réseau de gouttelettes uniformément espacées, c'est-à-dire de masses d'un matériau thermoplastique, réalisé par le procédé conforme à l'invention à partir d'un réseau à mailles substantiellement tel que celui représenté dans la fig. 18;
la fig. 20 est une vue en élévation schématique, à petite échelle, d'une machine pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention;
la fig. 21 est une vue en coupe verticale fragmentaire, à une échelle très agrandie, d'une partie de la machine représentée dans la fig. 20 destinée à illustrer et rendre explicite un procédé particulier de mise en oeuvre de l'invention;
les fig. 22 à 25 sont d'autres vues en élévation schématique, à plus petite échelle, de parties de machines pour mettre en oeuvre d'autres formes d'exécution du procédé conforme à l'invention;
la fig. 26 représente, à une échelle encore plus petite, une vue en perspective schématique d'une installation pour mettre en oeuvre les modes de réalisation de la présente invention sous forme d'un procédé en continu, en partant du matériau thermoplastique tel qu'il sort de l'extrudeuse et aboutissant au produit fini sous les formes désirées.
Les fig. 1 à 17 des dessins représentent des réseaux à mailles en un matériau thermoplastique convenable qui présentent des masses pleines épaisses disposées avec des espacements uniformes et dont chacune est reliée aux masses pleines épaisses adjacentes par des cordons, des bandes, des fils ou similaires, appelés ci-après cor dons y qui sont t plus minces, dans la plupart des cas beaucoup plus minces, que les masses pleines.
Il faut indiquer que les cordons ne relient pas seulement les masses pleines des structures mais que, dans la présente invention, ils agissent comme < tespaceursu préliminaires pour positionner lesdites masses pleines au moment du chauffage destiné à les amener en condition d'adhérence, dans le procédé conforme à la présente invention.
On décrira maintenant brièvement les réseaux.
Le réseau à mailles des fig. 1 à 3 comporte des bos
sages de forme hexagonale pleins et épais 28, interconnectés en quinconce, entre les côtés de leurs bases, par des cordons 29 qui laissent entre eux des ouvertures triangulaires 30, chaque bossage 28 comportant, comme
on le remarquera, six cordons partant de ses côtés laté
raux. Dans les fig. 4 à 6, les bossages de forme carrée 31 comportent des cordons 32 entre les côtés latéraux de leur base, lesquels forment des ouvertures carrées 33 et chaque bossage présente quatre cordons partant de ses quatre côtés latéraux.
Le réseau à mailles des fig. 7, 8 et 9 est, dans son ensemble, semblable à celui représenté dans les fig. 4 à
6 à l'exception du fait qu'il comporte des bossages épais
34 de section circulaire reliés à leur base par des cordons minces 35 qui donnent des ouvertures carrées 36.
Le réseau à mailles représenté dans les fig. 10, 11 et 13 est réalisé par des cordons 37 de section rectangulaire qui sont disposés parallèlement avec un espacement uniforme et qui sont superposés sur des cordons 38 espacés et disposés de manière semblable et solidarisés avec ceux -c-i. Ceci donne des ouvertures carrées 39 entre les cordons. La disposition est similaire lorsque les mêmes cordons, tels que 40 et 41, sont réunis par tissage comme représenté dans la fig. 12.
Dans les deux cas, il existe une masse épaisse 42 au croisement des cordons, épaisseul qui est indiquée par
T dans la fig. 13 et qui est double de celle des cordons.
On doit signaler que les masses telles que 42 d'épaisseur
T sont l'équivalent des bossages épais tels que 28, 31 et 34 des fig. 1, 4 et 8 et ont un effet semblable à ces bossages lorsqu'on met en oeuvre le procédé de la présente invention.
Les fig. 14 et 15 représentent un réseau à mailles semblable à celui représenté dans les fig. 10 et 11, à l'exception du fait que les cordons supérieurs 43 sont de section circulaire ainsi que les cordons inférieurs 44 et ils délimitent des ouvertures carrées 45. La section du réseau à mailles équivalent lorsque les cordons 46 et 47 sont tissés est représentée dans la fig. 16. Les surfaces de croisement des réseaux des fig. 14 et 15 ou de fig. 16 sont semblables et l'une est représentée dans la fig. 17.
Ceci donne une masse épaisse 48, l'épaisseur étant indiquée par T, qui a deux fois l'épaisseur d'un cordon et est équivalente, dans le but de la présente invention, aux bossages épais tels que 28, 31 et 34 des fig. 1, 4 et 8.
Le réseau à mailles représenté dans la fig. 18 ressemble à celui représenté dans la fig. 1 et a été produit par l'étirage biaxial contrôlé d'un film convenable de matériau thermoplastique, par exemple de polyéthylène, comportant sur une de ses surfaces des rangées uniformément disposées de bossages en saillie uniformément espacés l'un de l'autre, ayant une forme hexagonale tel qu'indiqué et décrit dans le brevet suisse No 431040 cidessus mentionné.
Dans l'exemple particulier considéré, la feuille en forme de réseau à mailles produite et représentée dans la fig. 18, comporte des bossages 49 (qui sont à l'origine de forme hexagonale) ayant une forme hexagonale quelque peu déformée. Ces bossages ont 0,4mu d'épaisseur et 0,8 mm de distance entre côtés avec une distance de 2 mm entre les côtés des hexagones adjacents. Ceci signifie que les cordons désignés par 50 ont 2mm de long mais ils ont beaucoup moins de 0,2 min d'épaisseur et, comme on le remarquera, ils sont eux-mêmes fendus dans le sens de la longueur.
Cependant on a obtenu une structure en réseau à mailles ayant un poids de 18 grammes par mo avec des bossages épais 49 uniformément espacés entre eux et disposés selon des lignes uniformément espacées.
La machine représentée schématiquement dans la fig. 20 est destinée à illustrer comment des matériaux interstitiels fusibles et des feuilles du complexe peuvent être réalisés conformément à la présente invention, en utilisant des réseaux à mailles comportant des masses épaisses uniformément disposées, interconnectées entre elles et espacées par des cordons plus minces tels que par exemple ceux décrits avec référence aux fig. 1 à 18.
La machine comprend un cylindre chauffé 51 entraîné en rotation et comportant une partie 52 d'un tapis calandreur 53 qui s'applique en serrant sur un secteur circonférentiel convenable de la périphérie dudit cylindre.
Ce tapis calandreur 53 passe autour des cylindres 54, 55 et 56 portés par des bâtis latéraux 57 (dont un seul est représenté dans le dessin) constitués chacun par des éléments ou bras articulés entre eux dont l'un est télescopique et ce tapis est contrôlé par un ressort de tension indiqué par 58 et par un ressort de compression non représenté dans l'élément creux du bras télescopique.
Le tapis calandreur est constitué comme représenté dans la fig. 21, par une courroie 59 recouverte par une mousse de matériau plastique 60 présentant la compressibilité requise et, en cours d'utilisation, ledit tapis est refroidi par une soufflerie telle que 61 (fig. 20).
Sur le cylindre chauffé 51 qui assure un apport calorifique suffisant pour ramollir et faire fondre le matériau thermoplastique, est appliqué sur approximativement 1800 ou plus de sa surface et pendant qu'il est en rotation, un tissu 62 qui se déplace avec et à la même vitesse que le cylindre et qui est tiré d'un rouleau d'alimentation 63 et passe autour d'un cylindre de guidage 64 vers ledit cylindre chauffé 51. Au cours de son trajet, il passe contre et est maintenu en contact avec le cylindre chauffé 51 par la pression de la partie 52 du tapis calandreur 53.
Un cylindre d'alimentation 65 reçoit une charge d'un réseau à mailles en un matériau thermoplastique, par exemple celui représenté dans la fig. 18, et celui-ci passe sur la partie du tapis 53 qui se trouve sur le cylindre 54, de là vers la partie de pression 52 du tapis calandreur de manière qu'il soit serré entre le support ou tissu chauffé 62 se déplaçant avec le cylindre 51 et la partie en mousse 60 du tapis.
Plus spécialement, on doit noter que les surfaces en saillie vers l'extérieur des bossages 49 du réseau, fig. 18, ne sont pas en contact avec le support ou tissu à enduire 62 mais que c'est la face inférieure du réseau qui est en contact avec ledit tissu à enduire.
La fig. 21 montre (à une échelle agrandie) une partie de la portion de serrage 52 du tapis qui se situe immédiatement après la zone de contact avec le cylindre 54.
Dans la fig. 21 les parties du cylindre 51 et du tapis 59, 60 sont représentées rectilignes pour plus de commodité (et non incurvées) la longueur vraie de la partie de tapis représentée dans la fig. 21 étant seulement d'environ 12 mu dans l'exemple considéré. Dans cette fig. 21, la portion d'entrée du réseau à mailles est constituée par des bossages en saillie 49 et des cordons d'espacement 50, comme représenté dans la fig. 18. La partie en mousse 60 du tapis appuie sur les extrémités externes ou surfaces des bossages 49 avec une pression de serrage indiquée par les flèches P mais, par contre, elle ne presse pas ou ne presse qu'avec une pression beaucoup plus faible sur les cordons 50.
Par suite de la chaleur du cylindre 51 agissant à travers le tissu à enduire 62, le matériau thermoplastique au contact du tissu 62 fond de telle sorte que les bossages adhérent à celui-ci et que les cordons minces et étroits d'interconnexion 50 se divisent comme indiqué en 66 et sont soumis à un retrait qui provoque leur absorption en augmentant la quantité de matériau dans lesdits bossages.
A la droite de la rupture désignée par la référence 66 dans la fig. 21, le bossage 49 est solidaire de cordons minces soumis à un retrait partiel et dans la position suivante à la droite de ce dernier, le bossage qui a absorbé les cordons soumis à un retrait apparaît sous forme d'une gouttelette 67 qui, par suite de la pression du tapis froid revêtu de mousse. se trouve pressée pour assurer un contact suffisant pour la liaison avec le tissu de base 62.
Il en résulte que le support ou surface à revêtir 62, lorsqu'il quitte la partie 52 où s'exerce le serrage du tapis, sort sous forme d'un tissu 62 recouvert d'un réseau de globules semblables régulièrement espacés de matériau thermoplastique qui, dans l'exemple considéré, est du polyéthylène capable d'être solidarisé avec un autre tissu.
La fig. 19 est une reproduction au trait d'une micrographie d'une petite partie d'un tel tissu avec les gouttelettes ou masses 67, toutes semblables fixées par adhérence sur celui-ci dans des positions uniformément espacées telles que prédéterminées par les cordons ou espaceurs du réseau à mailles originel. Le tissu 62 peut être, comme dans l'exemple représenté, une cotonnade à tissage toile ayant une chaîne de 30+1 au centimètre et une trame de 28 + 1 au centimètre et un poids de 130 g/ par mo.
Ce tissu (avec les masses similaires uniformément espacées sur lui) est désigné dans la machine de la fig.
20 par la référence 68 et passe sur un cylindre de reprise 69 pour l'emmagasinage en vue de son utilisation ultérieure comme doublure fusible.
La fig. 22 représente un autre procédé simple de mise en oeuvre de l'invention pour former une doublure fusible ou similaire. Dans cette fig., 75 est un cylindre chauffé avec une surface lisse et 76 un cylindre refroidi avec une surface externe 77 en une mousse d'un matériau convenable. Ceux-ci sont des cylindres entraînés ayant une action de pression douce et le matériau en lame flexible 78, par exemple un matériau support ou à revêtir, est mis en contact avec le réseau à mailles 79 comportant des masses épaisses régulièrement espacées à ses points de jonction, tel que par exemple que ceux représentés dans les fig. 1 à 18, entre les cylindres de pression pour donner un support ou matériau pour doublure 80 présentant des masses uniformément espacées de matériau thermoplastique.
La fig. 23 représente un mode de réalisation du procédé simple décrit avec référence à la fig. 22, dans lequel le matériau en feuille flexible 81 est maintenu sous tension sur et se déplace avec et à la même vitesse que le cylindre chauffé 82, l'angle de contact étant important, par exemple et comme représenté, d'approximativement 2700, avant d'arriver au droit d'une zone de pression douce entre le cylindre 82 et un cylindre refroidi 83 muni d'un recouvrement 84 en un matériau sous forme de mousse. Le réseau à mailles 85 se trouve sous un angle voulu en contact sous pression avec le cylindre froid 83 avant d'atteindre la ligne de pression. La doublure interstitielle fusible finie 86 comportant en surface des masses uniformément espacées de matériau thermoplastique passe à un cylindre d'emmagasinage non représenté.
Dans la mise en oeuvre de l'invention représentée à la fig. 24, le tissu de base 87 se trouve en contact sous pression avec un secteur voulu du cylindre chauffé 88 avant d'atteindre la position de serrage doux entre ledit cylindre 88 et un cylindre froid 89 muni d'un recouvrement 90 en un matériau sous forme de mousse. Le réseau à mailles 91 arrive directement à la ligne de serrage et après cette ligne de serrage, le support 92, portant les masses de matériau thermoplastique uniformément espacées, passe partiellement autour d'un rouleau de guidage 93 jusqu'à un autre cylindre de refroidissement recouvert de mousse 94 puis à un cylindre d'emmagasinage ou autre.
Lorsqu'on ne désire pas soumettre le matériau sur lequel doivent être disposées les masses uniformément espacées de matériau thermoplastique, par exemple un tissu à poil (tel que le velours), à une pression par un cylindre chauffé, la chaleur peut alors être appliquée d'autres manières dont l'une est indiquée dans la fig. 25.
Dans cette figure, 95 est un cylindre d'entraînement froid avec un recouvrement 96 en une mousse de matériau convenable autour duquel passe en contact, sur 1800 de sa surface, le réseau à mailles 97 qui circule en contact avec le tissu 98, tous les deux se trouvant sous tension pour les maintenir pressés l'un contre l'autre pendant leur déplacement au contact du cylindre en rotation.
Comme on le verra, la partie inférieure du cylindre 95 se trouve dans un carter ou enceinte 99 dans lequel sont disposées un certain nombre de tuyères 100 pour diriger sur le matériau 98 des jets de gaz chaud, par exemple de l'air ou de la vapeur sèche, qui n'ont pas d'effet nuisible sur le matériau, de manière que la chaleur provoque la fusion nécessaire du réseau à mailles 97 et que le réseau soit amené à adhérer au tissu par la pression de contact des matériaux lorsqu'ils passent autour du cylindre 95. De cette manière on obtient un matériau 101 présentant des masses de matériau thermoplastique uniformément espacées sur sa surface dépourvue de poil.
La fig. 26 représente un schéma d'une installation complète pour un procédé en continu, conforme à rinvention, de formation d'une feuille depuis le mélange du matériau thermoplastique jusqu'au stade final du procédé. Les parties correspondant aux stades finals sont les mêmes que celles indiquées ci-dessus dans la fig. 20 et elles sont désignées par les mêmes références. Au début du procédé, la masse thermoplastique peut être chauffée et extrudée à travers une tuyère plate puis amincie et étendue jusqu'à l'épaisseur et à la largeur désirées par calandrage ou au moyen de cylindres.
Cependant, dans un but de simplicité, on a représenté dans le dessin une trémie 110 de la partie inférieure de laquelle sort, sous le contrôle d'une lame racleuse 111, une feuille 112, portée par une bande transporteuse sans fin non représentée, de la manière usuelle. Cette feuille doit présenter sur une de ses surfaces des rangées uniformément espacées de bossages en saillie espacés pour constituer le matériau de départ pour la réalisation des structures en réseau à mailles telles que décrites dans le brevet britannique No 914489 et le brevet suisse No 431040.
Dans ce but on prévoit, dans une position convenable, une paire de cylindres entraînés 113 et 114 qui gravent une des surfaces de la feuille 112, laquelle en sort sous forme d'une feuille convenablement gravée 115.
Au stade suivant elle est soumise, par tout procédé convenable, à un étirage biaxial, par exemple l'un des procédés indiqués dans le brevet britannique No 914489 ou dans le brevet suisse No 431040, auxquels il est fait référence ci-dessus. Comme illustré dans le schéma, l'étirage longitudinal est assuré par deux paires de cylindres d'étirage 116, 117 et 118, 119, la deuxième paire ayant une vitesse périphérique plus grande que la première paire.
L'étirage transversal est assuré par tout appareil d'étirage convenable, non représenté mais qui provoque la divergence des bords des feuilles de matériau thermoplastique passant à travers la machine comme indiqué par la partie en forme 120 dudit maté riau disposée entre les cylindres 116, 117 et 118, 119, pour donner le réseau à mailles désigné par 121 qui. comme indiqué ci-dessus, comporte à ses jonctions ou nceuds des bossages en saillie épais réunis par des cordons fins et par exemple tel que décrit sous forme générale avec référence aux fig. 1, 4 et 7 et dont un exemple particulier est représenté dans la fig. 18.
Le réseau à mailles 121 passe dans la partie de contact sous pression entre le tapis 53 et le cylindre chauffé 51 et l'opération est ensuite la même que celle décrite avec référence à la fig. 20 mais dans laquelle le réseau à mailles venait d'un cylindre d'emmagasinage 65.
Le réseau à mailles utilisé dans le procédé de la présente invention peut être réalisé en tout matériau plastique convenable, par exemple en polyéthylène et en les copolymères de celui-ci.
I1 peut être de toute épaisseur convenable et mesurer par exemple au droit des parties épaisses entre 0,025 et 0.65 mm d'épaisseur.
Les températures de fusion peuvent se trouver dans la gamme comprise entre 800 C et 1600 C.
Dans la plupart des cas, la surface des vides du réseau à mailles utilisé dans le procédé de l'invention est beaucoup plus grande que la surface des masses pleines épaisses de celui-ci. La maille du réseau peut naturellement être modifiée à volonté et varier depuis une maille fine jusqu'à une maille grossière. De plus la forme et la disposition des ouvertures peuvent être celles désirées.
La couche de fibres textiles sur laquelle adhèrent les masses semblables peut être en tout matériau textile qui convient en vue de l'utilisation envisagée pour ledit matériau en feuilles muni des masses adhérentes.
Par exemple, lorsqu'elle est destinée à raidir ou à renforcer certains tissus tels que ceux employés dans la fabrication des chemises d'hommes, des cols et similaires, la couche de fibres textiles peut être un coton tissé toile qui peut être tissé serré ou un tissu non tissé.
Cependant lorsqu'elle doit être utilisée sous forme d'une doublure flexible légère, de faible poids, la couche de fibres textiles peut être un tricot d'acétate ou autre matériau léger semblable qui convient pour le doublage de tissus externes tels que spécialement la rayonne tissée indémaillable (par exemple) étant donné que ces matériaux sont largement utilisés dans l'industrie de l'ha- billement pour les sous-vêtements féminins. De tels matériaux complexes sont flexibles, perméables à l'air et supportent le nettoyage à sec et le lavage.
D'autres tissus qui conviennent pour être mis sous forme de matériaux complexes, conformément au procédé de l'invention, comprennent les matériaux tissés, tricotés ou non tissés en laine, coton, superpolyamide, cellulose régénérée et acétate de cellulose, polyester et différents types de papiers et les fibres acryliques et vyniliques.
Les matériaux complexes réalisés conformément à Invention peuvent être utilisés dans un très grand nombre de buts, par exemple pour la réalisation de vêtements, de semelles pour chaussons et autres chaussures, de tapis pour planchers tels que les tapis mousse, de couvertures de table, des tapisseries d'ameublement, de garnitures de siège et autres.
Manufacturing process of sheet material
The present invention relates to a method of manufacturing a sheet material. This process is characterized in that Fon presses against each other a layer of textile fibers and a mesh network of thermoplastic material comprising thick, solid masses, uniformly and similarly shaped, arranged at uniform spacings, each of said masses being connected to the adjacent masses by cords, bands, wires or the like hereinafter called cords which are thinner, in most cases much thinner,
that said masses and which also act as spacers to easily position said masses prior to their melting and in that the mesh network is subjected, while it is thus pressed, to sufficient heating to soften and melt the thermoplastic material , such that the spacing of the thick solid masses is maintained while they are in the molten and softened state, in order to make them adhere strongly to the surface of the layer of textile fibers.
The layer of textile fibers is, as a rule, a fabric.
The sheet material with the thick solid masses, capable of forming adhesive, uniformly spaced, distributed over it, may subsequently be joined by heating under pressure with another sheet of a suitable material, flexible or otherwise, to form a sheet of complex. , heat melting said masses to cause the additional sheet to adhere to the first.
A method of manufacturing intermediate liners by heating a perforated polyethylene film in contact with a nonwoven fabric was already known (see US Pat. No. 3,186,886). If the perforated polyethylene film is replaced without any other modification by the mesh network defined above, this process does not give a satisfactory product: the network adheres poorly to the fabric and tends to disintegrate.
We also knew, from the French patent
No. 1214262, that it is possible to adhere polyethylene grains distributed on a fabric by pressing them onto the fabric while they are softened by heating.
Mesh networks of thermoplastic material used in the process, object of the present invention, can be produced in many ways, including by molding or by arranging spaced cords or wires, of desired section, on other spaced cords or wires. similarly, by arranging them at a suitable angle, for example at right angles to the first cords or threads mentioned above and by securing the cords or threads to the right of their crossings or else by weaving together such cords or son.
In many cases, however, it is preferable to use mesh networks of the type described in British Patent No. 914489 or in the Swiss Patent.
No. 431040. In these cases what have been referred to above as the uniformly spaced thick masses are the protrusions or bosses and these have a thickness greater than that of the radial beads. In addition, the cords were in these cases subjected, during their formation, to stretching.
The mesh network of thermoplastic material, which comprises the thick uniformly spaced masses and the thin interconnecting cords, and the textile web, which must be provided on one of its faces with similar uniformly spaced masses of thermoplastic material, can be subjected to the action of a heated rotating cylinder (which can be hollow and heated from the inside) with the fabric placed against the cylinder and the mesh network on the outer face of the fabric (with the protruding masses directed outwards ) and the network being, in the heating zone by the hot cylinder,
supported by a thickness of a suitable foam material or by a heavy and tight stacking of a suitable fabric or carpet which is correspondingly entrained and kept cold and which presses with relatively light force on the protruding masses of the mesh network for maintaining said masses at uniform spacing while the mesh network is heated to soften and melt said masses which are pressed and secured to the surface of the fabric.
The temperature of the hot roll is a function of the temperature of the melting or softening point of the thermoplastic material and the process is conducted in such a way that the heat softens and melts the beads of the mesh network so that, these being subjected at a lower or zero pressure, they are subjected to a shrinkage which results in their absorption in said masses.
As a result, like masses constituting a uniform network of droplets of the thermoplastic material, are disposed on and adhere tightly to the surface of the fabric which is thus made capable of adhering to the surface of any fabric or other suitable sheet material with which it must be united.
The appended drawing illustrates several examples of implementation of the method according to the invention.
Fig. 1 is a plan view on an enlarged scale of part of a mesh network of thermoplastic material in the form of a sheet having thick solid surfaces forming bosses, connected by relatively thin cords, capable of being used for the construction. practice of the present invention;
fig. 2 is a fragmentary perspective view of one of the bosses shown in FIG. 1 with the parts of fine cords which are integral with it,
fig. 3 is a sectional view of such a boss and the cords;
figs. 4, 5 and 6 are views similar to FIGS. 1, 2 and 3 illustrating another layout of the mesh network made of thermoplastic material;
fig. 7 is a plan view and FIG. 8 a life in side elevation of another mesh network of thermoplastic material of a type similar to that shown in FIGS. 1 and 4;
fig. 9 is a sectional view of a boss and the adjacent cords of the network shown in FIGS. 7 and 8;
fig. 10 is an elevational view and FIG. 11 is a plan view, on an enlarged scale, of another form of sheet-like thermoplastic mesh network comprising spaced parallel cords of rectangular cross section which are disposed on and secured to like cords, perpendicular to each other. to the former, to form thick solid surfaces in line with the crossings connected by relatively thin cords, which network can be used for the implementation of the present invention;
fig. 12 is an elevational view similar to FIG.
10 but with the cords of rectangular section woven instead of being overlapped;
fig. 13 is a sectional view taken along the diagonal line of FIG. 11 cords superimposed to the right of a thick solid surface of the network to show the greater thickness thereof compared to the thickness of a cord;
figs. 14, 15, 16 and 17 are views similar to FIGS. 10 to 13 for other mesh networks of thermoplastic material in the form of a sheet in which the cords are of circular section instead of being of rectangular section;
fig. 18 is a plan view, on a large scale, of a mesh network similar to that shown in FIG. 1 and corresponds to a micrograph of a mesh network produced by the process which is the subject of Swiss patent No. 431040 to which reference is made above;
fig. 19 represents, approximately on the same scale as FIG. 18, a micrograph of a lining material formed by a tightly woven unbleached cotton fabric to which has been adhesively attached a network of uniformly spaced droplets, i.e. masses of a thermoplastic material, made by the method according to the invention using a mesh network substantially such as that shown in FIG. 18;
fig. 20 is a schematic elevational view, on a small scale, of a machine for carrying out the method according to the invention;
fig. 21 is a fragmentary vertical sectional view, on a greatly enlarged scale, of part of the machine shown in FIG. 20 intended to illustrate and make explicit a particular method of carrying out the invention;
figs. 22 to 25 are other schematic elevational views, on a smaller scale, of parts of machines for carrying out other embodiments of the process according to the invention;
fig. 26 shows, on an even smaller scale, a schematic perspective view of an installation for carrying out the embodiments of the present invention in the form of a continuous process, starting from the thermoplastic material as it emerges. from the extruder and resulting in the finished product in the desired shapes.
Figs. 1 to 17 of the drawings show mesh networks of a suitable thermoplastic material which have thick solid masses arranged with uniform spacings and each of which is connected to the adjacent thick solid masses by cords, bands, wires or the like, called ci -after cor donations y which are t thinner, in most cases much thinner, than the solid masses.
It should be pointed out that the cords do not only connect the solid masses of the structures but that, in the present invention, they act as preliminary spacers for positioning said solid masses at the time of heating intended to bring them into a condition of adhesion, in the method according to the present invention.
Networks will now be briefly described.
The mesh network of FIGS. 1 to 3 has bos
wise full and thick hexagonal 28, interconnected staggered, between the sides of their bases, by cords 29 which leave between them triangular openings 30, each boss 28 comprising, as
we will notice, six cords starting from its lateral sides
raux. In fig. 4 to 6, the square-shaped bosses 31 comprise cords 32 between the lateral sides of their base, which form square openings 33 and each boss has four cords starting from its four lateral sides.
The mesh network of FIGS. 7, 8 and 9 is, on the whole, similar to that shown in FIGS. 4 to
6 except for the fact that it has thick bosses
34 of circular section connected at their base by thin cords 35 which give square openings 36.
The mesh network shown in fig. 10, 11 and 13 is formed by cords 37 of rectangular section which are arranged in parallel with a uniform spacing and which are superimposed on cords 38 spaced and arranged in a similar manner and secured therewith. This gives square openings 39 between the cords. The arrangement is similar when the same cords, such as 40 and 41, are joined by weaving as shown in fig. 12.
In both cases, there is a thick mass 42 at the intersection of the beads, thick which is indicated by
T in fig. 13 and which is double that of the cords.
It should be noted that masses such as 42 thick
T are the equivalent of thick bosses such as 28, 31 and 34 of fig. 1, 4 and 8 and have an effect similar to these bosses when carrying out the method of the present invention.
Figs. 14 and 15 show a mesh network similar to that shown in FIGS. 10 and 11, except for the fact that the upper cords 43 are of circular section as well as the lower cords 44 and they define square openings 45. The section of the equivalent mesh network when the cords 46 and 47 are woven is shown. in fig. 16. The crossing surfaces of the networks of FIGS. 14 and 15 or fig. 16 are similar and one is shown in fig. 17.
This results in a thick mass 48, the thickness being indicated by T, which is twice the thickness of a bead and is equivalent, for the purpose of the present invention, to thick bosses such as 28, 31 and 34 of Figs. . 1, 4 and 8.
The mesh network shown in fig. 18 looks like the one shown in FIG. 1 and has been produced by the controlled biaxial stretching of a suitable film of thermoplastic material, for example polyethylene, having on one of its surfaces uniformly arranged rows of protruding bosses evenly spaced apart from each other, having a hexagonal shape as indicated and described in Swiss Patent No. 431040 above mentioned.
In the particular example considered, the sheet in the form of a mesh network produced and shown in FIG. 18, has bosses 49 (which are originally hexagonal in shape) having a somewhat deformed hexagonal shape. These bosses are 0.4mu thick and 0.8mm apart between sides with a distance of 2mm between the sides of adjacent hexagons. This means that the cords designated 50 are 2mm long but they are much less than 0.2 min thick and, as will be appreciated, they are themselves split lengthwise.
However, a mesh network structure was obtained having a weight of 18 grams per mo with thick bosses 49 uniformly spaced between them and arranged in evenly spaced lines.
The machine shown schematically in FIG. 20 is intended to illustrate how fusible interstitial materials and sheets of the complex can be made in accordance with the present invention, using mesh networks having thick masses evenly arranged, interconnected with each other and spaced by thinner strands such as by example those described with reference to FIGS. 1 to 18.
The machine comprises a heated cylinder 51 driven in rotation and comprising a part 52 of a calender belt 53 which is applied by clamping on a suitable circumferential sector of the periphery of said cylinder.
This calender belt 53 passes around the cylinders 54, 55 and 56 carried by side frames 57 (only one of which is shown in the drawing) each consisting of elements or arms articulated between them, one of which is telescopic and this belt is controlled. by a tension spring indicated by 58 and by a compression spring not shown in the hollow element of the telescopic arm.
The calender belt is made as shown in fig. 21, by a belt 59 covered by a foam of plastic material 60 having the required compressibility and, in use, said belt is cooled by a blower such as 61 (FIG. 20).
On the heated cylinder 51 which provides sufficient heat input to soften and melt the thermoplastic material, is applied to approximately 1800 or more of its surface and while it is in rotation, a fabric 62 which moves with and at the same speed that the cylinder and which is pulled from a supply roller 63 and passes around a guide cylinder 64 towards said heated cylinder 51. During its path, it passes against and is kept in contact with the heated cylinder 51 by the pressure of part 52 of the calender belt 53.
A feed cylinder 65 receives a load from a mesh network of a thermoplastic material, for example that shown in FIG. 18, and this passes over the part of the belt 53 which is on the cylinder 54, thence to the pressing part 52 of the calender belt so that it is clamped between the heated backing or fabric 62 moving with the cylinder 51 and the foam part 60 of the carpet.
More specifically, it should be noted that the outwardly projecting surfaces of the bosses 49 of the array, FIG. 18, are not in contact with the support or fabric to be coated 62 but that it is the underside of the network which is in contact with said fabric to be coated.
Fig. 21 shows (on an enlarged scale) a part of the clamping portion 52 of the belt which is located immediately after the zone of contact with the cylinder 54.
In fig. 21 the parts of the cylinder 51 and of the belt 59, 60 are shown straight for convenience (and not curved) the true length of the part of the belt shown in FIG. 21 being only about 12 mu in the example considered. In this fig. 21, the entry portion of the mesh network consists of projecting bosses 49 and spacer cords 50, as shown in FIG. 18. The foam part 60 of the mat presses against the outer ends or surfaces of the bosses 49 with a clamping pressure indicated by the arrows P but, on the other hand, it does not press or press with much less pressure on it. the cords 50.
As a result of the heat of the cylinder 51 acting through the fabric to be coated 62, the thermoplastic material in contact with the fabric 62 melts so that the bosses adhere to it and the thin and narrow interconnecting cords 50 split. as indicated at 66 and are subjected to a shrinkage which causes their absorption by increasing the amount of material in said bosses.
To the right of the break designated by the reference 66 in FIG. 21, the boss 49 is integral with thin beads subjected to partial shrinkage and in the next position to the right of the latter, the boss which has absorbed the beads subjected to shrinkage appears in the form of a droplet 67 which, as a result pressure from the cold foam-coated mat. is pressed to ensure sufficient contact for bonding with the base fabric 62.
As a result, the support or surface to be coated 62, when it leaves the part 52 where the tightening of the carpet is exerted, comes out in the form of a fabric 62 covered with a network of similar globules regularly spaced of thermoplastic material which , in the example considered, is polyethylene capable of being made integral with another fabric.
Fig. 19 is a line micrograph reproduction of a small portion of such tissue with the droplets or masses 67, all alike adhered thereto in uniformly spaced positions as predetermined by the strings or spacers of the fabric. original mesh network. The fabric 62 may be, as in the example shown, a plain weave cotton fabric having a warp of 30 + 1 per centimeter and a weft of 28 + 1 per centimeter and a weight of 130 g / per mo.
This fabric (with the similar masses evenly spaced over it) is designated in the machine of fig.
20 with the numeral 68 and passes over a take-up cylinder 69 for storage for later use as a fusible liner.
Fig. 22 shows another simple method of carrying out the invention to form a fusible liner or the like. In this Fig. 75 is a heated cylinder with a smooth surface and 76 is a cooled cylinder with an outer surface 77 made of foam of a suitable material. These are driven rolls having a gentle squeezing action and the flexible blade material 78, for example a backing or coating material, is contacted with the mesh network 79 having thick masses evenly spaced at its points of contact. junction, such as, for example, those shown in FIGS. 1-18, between the pressure cylinders to provide a backing or liner material 80 having uniformly spaced masses of thermoplastic material.
Fig. 23 shows an embodiment of the simple method described with reference to FIG. 22, wherein the flexible sheet material 81 is held under tension over and moves with and at the same speed as the heated cylinder 82, the contact angle being large, for example and as shown, approximately 2700, before to arrive at a zone of gentle pressure between the cylinder 82 and a cooled cylinder 83 provided with a covering 84 of a material in the form of foam. The mesh network 85 is at a desired angle in pressurized contact with the cold cylinder 83 before reaching the pressure line. The finished fusible interstitial liner 86 having on the surface uniformly spaced masses of thermoplastic material passes to a storage cylinder, not shown.
In the implementation of the invention shown in FIG. 24, the base fabric 87 is in pressurized contact with a desired sector of the heated roll 88 before reaching the soft clamping position between said roll 88 and a cold roll 89 provided with a cover 90 of shaped material. of foam. The mesh network 91 arrives directly at the clamping line and after this clamping line, the support 92, carrying the masses of thermoplastic material evenly spaced, passes partially around a guide roller 93 to another cooling cylinder covered with foam 94 and then to a storage cylinder or the like.
When it is not desired to subject the material on which the uniformly spaced masses of thermoplastic material are to be placed, for example a pile fabric (such as velvet), to pressure by a heated cylinder, heat can then be applied d 'other ways one of which is shown in fig. 25.
In this figure, 95 is a cold drive roll with a covering 96 of a foam of suitable material around which passes in contact, over 1800 of its surface, the mesh network 97 which circulates in contact with the fabric 98, all two being under tension to keep them pressed against each other during their movement in contact with the rotating cylinder.
As will be seen, the lower part of cylinder 95 is located in a casing or enclosure 99 in which are arranged a number of nozzles 100 to direct jets of hot gas, for example air or gas, onto the material 98. dry steam, which has no detrimental effect on the material, so that the heat causes the necessary fusion of the mesh network 97 and the network is caused to adhere to the fabric by the contact pressure of the materials when pass around the cylinder 95. In this way a material 101 is obtained having masses of thermoplastic material uniformly spaced on its surface devoid of pile.
Fig. 26 shows a diagram of a complete plant for a continuous process, according to the invention, for forming a sheet from the mixing of the thermoplastic material to the final stage of the process. The parts corresponding to the final stages are the same as those shown above in fig. 20 and they are designated by the same references. At the start of the process, the thermoplastic mass can be heated and extruded through a flat nozzle then thinned and extended to the desired thickness and width by calendering or by means of rolls.
However, for the sake of simplicity, there is shown in the drawing a hopper 110 from the lower part of which issues, under the control of a scraper blade 111, a sheet 112, carried by an endless conveyor belt not shown, of the usual way. This sheet should have on one of its surfaces evenly spaced rows of protruding bosses spaced apart to form the starting material for making mesh network structures as described in British Patent No. 914489 and Swiss Patent No. 431040.
For this purpose there is provided, in a suitable position, a pair of driven rollers 113 and 114 which etch one of the surfaces of the sheet 112, which comes out in the form of a suitably etched sheet 115.
At the next stage it is subjected, by any suitable method, to biaxial stretching, for example one of the methods given in British Patent No. 914489 or in Swiss Patent No. 431040, to which reference is made above. As illustrated in the diagram, the longitudinal stretching is provided by two pairs of stretching cylinders 116, 117 and 118, 119, the second pair having a greater peripheral speed than the first pair.
The transverse stretching is provided by any suitable stretching apparatus, not shown but which causes the divergence of the edges of the sheets of thermoplastic material passing through the machine as indicated by the shaped part 120 of said material disposed between the rolls 116, 117 and 118, 119, to give the mesh network designated by 121 which. as indicated above, has at its junctions or nodes thick protruding bosses joined by thin cords and for example as described in general form with reference to FIGS. 1, 4 and 7 and a particular example of which is shown in FIG. 18.
The mesh network 121 passes into the part of contact under pressure between the belt 53 and the heated cylinder 51 and the operation is then the same as that described with reference to FIG. 20 but in which the mesh network came from a storage cylinder 65.
The mesh network used in the process of the present invention can be made of any suitable plastic material, for example polyethylene and the copolymers thereof.
It can be of any suitable thickness and measure for example to the right thick parts between 0.025 and 0.65 mm thick.
Melting temperatures can be in the range of 800 C to 1600 C.
In most cases, the area of the voids of the mesh network used in the method of the invention is much larger than the area of the thick solid masses thereof. The mesh of the network can naturally be modified at will and vary from a fine mesh to a coarse mesh. In addition, the shape and arrangement of the openings may be those desired.
The layer of textile fibers to which the similar masses adhere can be made of any textile material which is suitable for the use envisaged for said sheet material provided with the adherent masses.
For example, when intended to stiffen or reinforce certain fabrics such as those used in the manufacture of men's shirts, collars and the like, the layer of textile fibers may be a plain woven cotton which may be tightly woven or a non-woven fabric.
However, when it is to be used as a light, low weight flexible liner, the layer of textile fibers may be a knitted fabric of acetate or other similar lightweight material which is suitable for lining external fabrics such as especially rayon. run-on woven fabric (for example) since these materials are widely used in the garment industry for women's underwear. Such complex materials are flexible, breathable, and withstand dry cleaning and washing.
Other fabrics which are suitable to be formed into complex materials, according to the process of the invention, include woven, knitted or non-woven materials of wool, cotton, superpolyamide, regenerated cellulose and cellulose acetate, polyester and various types. of paper and acrylic and vinyl fibers.
The complex materials produced in accordance with the invention can be used for a very large number of purposes, for example for the production of clothing, soles for slippers and other shoes, carpets for floors such as foam rugs, table covers, shoes. upholstery, seat upholstery and the like.