Elément d'une fermeture à deux éléments séparables
Cette invention concerne un élément d'une fermeture à deux éléments séparables.
Cet élément de fermeture est similaire en beaucoup d'aspects aux éléments de fermeture vendus sous la marque déposée Velcro et fabriqués conformément aux brevets américains No 2717437 et No 3009235 délivrés à De Mestral. Les fermetures Velcro comprennent deux éléments destinés à être associés l'un à l'autre, l'un de ces éléments étant un ruban à crochets tissé et l'autre étant un ruban à boucles tissé.
On a déjà proposé de substituer à ces éléments tissés des bandes souples en matière plastique, entoilée ou non, présentant sur l'une de leurs faces des protubérances filamenteuses également en matière plastique, obtenues par moulage. On obtient de cette façon essentiellement des bandes à crochets.
Selon le brevet américain No 313011, délivré à
Izumi, on connaît encore des bandes mixtes comprenant à la fois des crochets et des boucles susceptibles d'être tissées sur un métier à ruban. Cela permet d'utiliser une même bande tissée mixte pour les deux éléments de la fermeture. Toutefois, à l'usage, les boucles et crochets d'une même bande ont tendance à s'entremêler de sorte que les éléments constitués de telles bandes mixtes perdent avec le temps la prise qu'ils ont l'un sur l'autre.
L'invention concerne un élément de fermeture mixte du genre précité, dans laquelle le risque d'entremêlage des boucles et crochets d'une même bande est notablement réduit.
Elle a pour objet un élément d'une fermeture à deux éléments séparables comprenant une feuille de base souple en matière textile plane et aplatie présentant un grand nombre de protubérances pileuses souples sous la forme de crochets et de boucles orientés verticalement par rapport à ladite feuille de base.
Cet élément est caractérisé en ce que ladite feuille de base est recouverte de bandes espacées parallèles de produit adhésif, dans lesquelles sont enfoncés des brins de matière élastique et souple formant deux séries de protubérances, la première série de protubérances constituant lesdites boucles, étant formée par deux groupes de brins parallèles les uns aux autres, orientés en diagonale par rapport auxdites bandes adhésives auxquelles ils adhèrent, les brins d'un des groupes formant un angle avec les brins de l'autre groupe et les croisant en plusieurs points entre les bandes adhésives adjacentes, ces brins étant libres de se déplacer l'un par rapport à l'autre à chaque croisement, définissant ainsi plusieurs ouvertures de mailles de grosseur variable et conçues pour offrir une prise aux crochets d'un autre élément de fermeture,
la seconde série de protubérances constituant lesdits crochets résultant d'une rupture entre les bandes adhésives adjacentes de brins, parallèles les uns aux autres, orientés transversalement par rapport auxdites bandes adhésives auxquelles ils adhèrent, les extrémités libres desdits crochets faisant saillie au-dessus des ouvertures de mailles formées par lesdites boucles.
Le présent élément de fermeture est de préférence mixte à trois niveaux et sa feuille de base peut être tissée, ou non tissée. La feuille de base est de préférence sous la forme d'une toile préfabriquée d'une manière désirée quelconque. Ainsi, elle peut être fournie avec une couche de matière adhésive puissante sur le côté opposé à celui sur lequel sont fixés les éléments crochets et les éléments boucles, de sorte que le produit final est prêt à être fixé à une surface par activation de l'adhésif. Egalement, la feuille de base peut comporter des repères imprimés tels que des symboles d'identification ou des instructions pour l'emploi.
Les parties crochets de fermeture sont, par exemple, constituées de monofilaments synthétiques thermodurcissables en nylon et sont fixées à la feuille de base en étant noyées dans des bandes continues de matière adhésive et sont ainsi fixées beaucoup plus solidement que dans le cas où les éléments crochet sont soudés par point ou collés par point, ainsi qu'il a été proposé dans le passé. Les parties crochet sont d'ordinaire disposées en rangées s'étendant longitudinalement sur la feuille base et sont disposées, de préférence, dans des directions opposées, généralement transversales par rapport aux rangées pour donner une puissance de retenue qui est approximativement égale dans les deux directions transversales de la fermeture.
Cela est de grande importance lorsque la fermeture est utilisée sous forme de bandes allongées, pour fermer une jonction par exemple avec la contrainte la plus grande s'exerçant fréquemment dans le sens transversal.
Les parties boucles de l'élément de fermeture sont disposées de préférence dans un plan intermédiaire entre celui des extrémités ouvertes des crochets et celui du tissu de base, et sont constituées, par exemple, de monofilaments entrecroisés en nylon, formant des mailles comme un treillis avec des fils relativement mobiles et très rapprochés. L'espacement des fils est tel qu'il forme des ouvertures qui sont de préférence quelque peu plus petites que les dimensions latérales projetées des crochets qui, lorsque deux éléments sont pressés l'un contre l'autre, doivent pénétrer dans la maille en écartant les fils adjacents, Après la pénétration des crochets, les fils de la maille reviennent élastiquement saisir les crochets.
L'invention est exposée ci-après en se référant au dessin annexé dans lequel:
La fig. l est une vue en coupe verticale partielle très agrandie d'une fermeture comprenant deux éléments s'engageant l'un avec l'autre lorsqu'ils sont pressés ensemble.
La fig. 2 est une vue partielle en plan très agrandie d'une toile préfabriquée de matière pour la formation des crochets.
La fig. 3 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en plan partielle très agrandie d'une toile préfabriquée de matière pour la formation de boucles; et
la fig. 5 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la fig. 4.
Un mode de réalisation préféré de l'élément de fermeture terminé de la présente invention est représenté à la fig. 1 dans laquelle un tel élément est représenté en train de s'agrafer avec un autre élément identique.
Les éléments préfabriqués de l'élément de fermeture sont représentés aux fig. 2 à 5.
En se référant d'abord à la fig. 1, les deux éléments de fermeture terminés sont représentés en 10 et 12 respectivement. Chaque élément 10 et 12 comprend une feuille de base souple BS qui peut être une toile tissée forte. Des bourrelets allongés de matière résineuse thermoplastique 14 servent à fixer une toile femelle FM et une toile mâle ML à la feuille de base. La toile mâle ML a été coupée ainsi qu'il sera décrit ci-après, pour former des paires de crochets mâles 16 déplacées de façon opposée.
En se référant maintenant aux fig. 2 à 5, la fig. 2 représente la toile préfabriquée mâle ML avant son incorporation dans un élément de fermeture tel que l'un de ceux représentés à la fig. 1. Cette toile préfabriquée est constituée de rubans étroits 20 s'étendant longitudinalement, constitués de préférence par une pellicule de nylon, sur chacun desquels est formé le bourrelet 14 de matière résineuse thermoplastique présent dans les éléments de fermeture 10, 12, comme le représente la fig. 1.
En se référant maintenant à la fig. 3, les bourrelets 14 sont partie intégrante d'une couche 22 de la même matière thermoplastique qui adhère à la bande de nylon 20. Les bourrelets 14 et les bandes 20 sont constitués de préférence d'une matière thermoplastique telle que le aVersalon 1165 fournie par la General
Mills. Cette matière est un adhésif polyamide fusible à chaud et disponible sous une forme qui ramollit à une température inférieure à la température de ramollissement des bandes 20 en nylon.
La toile mâle ML telle que représentée aux fig. 2 et 3 comprend également un ensemble de monofilaments en nylon 24 qui s'étendent transversalement par rapport aux bourrelets d'adhésif 14. L'espacement longitudinal entre les monofilaments 24 adjacents est choisi de manière à fournir un élément de fermeture avec des crochets suffisamment rapprochés les uns des autres pour servir dans le but proposé. Pour une meilleure compréhension de l'invention, certaines dimensions caractéristiques seront données dans cette description, bien qu'il doive être compris que l'invention n'est pas limitée par ces dimensions particulières. Par exemple, la toile mâle ML représentée aux fig. 2 ou 3 peut être constituée de bandes de nylon 20 faisant 1,651 mm de large avec les bourrelets 14 qui font approximativement 0,813 mm de large et 0,508 mm de haut.
Les bourrelets parallèles 14 sont espacés, de centre à centre, de 7,62 mm. Les monofilaments 24 peuvent avoir un diamètre de 0,203 mm et peuvent être espacés le long des bourrelets 14 par des intervalles d'environ 2,286 mm.
Ces dimensions caractéristiques donnent un produit final tel que représenté à la fig. 1 dans lequel il y a environ 12 crochets par 25,4 mm de longueur linéaire de l'élément de fermeture et environ 16 crochets par 25,4 mm de largeur comme on le voit à la fig. 1. Cet espacement latéral et longitudinal des crochets sur le produit terminé a été choisi à titre d'exemple simplement parce qu'il est similaire à une forme bien connue de fermeture Velcro, fabriquées conformément au brevet américain No 3009235 délivré à De Mestral. On constatera que l'espacement peut être varié comme on le désire.
La toile mâle ML représentée aux fig. 2 et 3 est préfabriquée par l'emploi d'un matériel approprié, non représenté, sur lequel les bandes de nylon 20, avec les bourrelets 14 dessus, sont espacées à la distance désirée l'une de l'autre. Les bandes sont chauffées pour ramollir les bourrelets et les monofilaments de nylon sont posés en travers et pressés dans les bourrelets ramollis 14.
A titre d'exemple, on suppose que la largeur du produit fini doit être de 254 mm. Dans ce cas, les bandes 20, 14 seront positionnées sur des points distants de 7,62 mm avec huit bandes pour chaque 25,4 mm de large du produit fini Ainsi, la largeur de la bande préfabriquée d'origine ML doit être de 610 mm.
Les monofilaments de nylon 24 peuvent être assemblés avec les bandes 20, 14 en les posant en travers des bandes préchauffées 20 et 14. Alternativement, les monofilaments peuvent être enroulés sur un mandrin pour former une hélice dont le pas est tel que les tours successifs sont espacés de la distance choisie pour l'espacement longitudinal des crochets définitifs.
La circonférence du mandrin, pour les dimensions caractéristiques supposées ici peut être de 610 mm ou un multiple quelconque de celle-ci. Les bandes 20, 22 sont préchauffées à la température de ramollissement pour les bourrelets 14 et sont amenées axialement au mandrin et en avant du point d'enroulement de sorte que l'hélice de monofilaments est enroulée sur les bourrelets 14 ramollis. Après refroidissement de l'adhésif, le tissu maintenant tubulair progresse hors du mandrin et est coupé en deux pour former une ou plusieurs plaques minces de 610 mm de large chacune, par exemple. Ainsi qu'on l'observera à la fig. 3, les monofilaments de nylon 24 sont noyés dans les bourrelets 14 et dans la couche 22 intégrée aux bourrelets 14 de manière à former, avec les bandes 20, 14, une structure de toile comme un tissu qui peut évidemment avoir une longueur indéfinie.
Cette toile préfabriquée ML est enroulée, de préférence sur des bobines et est fournie à la machine fabriquant l'élément de temps à autre, selon nécessité.
La toile femelle représentée aux fig. 4 et 5 est également une toile préfabriquée. Cette toile est constituée de monofilaments de nylon 26 et de bandes espacées de matière adhésive thermoplastique 28. La toile femelle FM telle que fournie à l'origine est quelque peu plus étroite que la toile mâle ML, mais est encore plus large que le produit fini. Ceci du fait que la toile femelle n'a pas une largeur réduite au même degré que la toile mâle, lorsque les deux sont assemblées.
L'espacement entre les bandes adhésives 28, pour aller avec la toile mâle décrite plus haut, sera à l'origine de 0,483mu, de centre à centre. Les monofilaments de nylon 26 sont plus fins que ceux utilisés dans la toile mâle, par exemple ils peuvent avoir un diamètre approximatif de 0,076 mm. Les bandes adhésives 28 peuvent être fabriquées à partir du même Versalon ou d'une matière résineuse thermoplastique équivalente telle que décrite plus haut concernant la toile mâle.
Les bandes adhésives 28 peuvent avoir 0,813 mm de large pour une utilisation avec l'ensemble de dimensions particulier supposé ici.
La toile femelle FM peut être fabriquée en une largeur désirée quelconque par enroulement des monofilaments de nylon sur un mandrin creux stationnaire ayant une partie d'enroulement cylindrique qui se confond avec une partie aplatie de prélèvement et avec un moyen de transfert approprié tel que des bandes ou des chaînes. Une hélice de pas très serré est enroulée de sorte que chacun des monofilaments occupera un angle d'approximativement 450 par rapport à l'axe longitudinal du mandrin. Il est évident qu'une tête à enroulements multiples doit être prévue et un nombre approprié de longueurs individuelles de monofilaments doit être fourni à partir d'une telle tête pour fournir l'espacement désiré entre les monofilaments adjacents 26 pour une coopération avec les crochets formés à partir de la toile mâle ML.
Par exemple, les monofilaments 26 peuvent être enroulés sur des centres de 0,635 mm. Les monofilaments 26 enroulés en hélice peuvent être progressivement retirés du mandrin par le moyen de transfert sous forme de structure tubulaire aplatie qui peut être alors aplatie davantage et assemblée avec les bandes adhésives 28 à mesure qu'elle sort du mandrin. Le nombre approprié de bandes adhésives 28, avec l'espacement latéral approprié, est introduit dans l'intérieur du tube, c'est-à-dire en guidant les bandes à travers le milieu creux du mandrin et, quand le tube est complètement aplati, les bandes 28 s'étendront entre les couches supérieure et inférieure de monofilaments entrecroisés en diagonale. Les bandes 28 peuvent être préchauffées ou l'ensemble aplati peut être chauffé, pour ramollir l'adhésif des bandes 28 qui adhèrera ainsi aux couches supérieure et inférieure de monofilaments.
Comme représenté à la fig. 4, les monofilaments 26 qui se croisent au-dessus des bandes 28 forment la couche supérieure de la structure tubulaire aplatie, tandis que les monofilaments 26 qui sont étendus au-dessous des bandes adhésives forment la couche inférieure de celles-ci. Les monofilaments 26 se croisent également en des points indiqués par le repère numérique 30.
Les filaments 26 ne sont pas fixés ensemble aux points de croisements 30, étant donné que la température à laquelle les filaments sont fixés aux bandes 28 est sensiblement inférieure à la température de ramollissement des monofilaments 26. Ainsi, la toile femelle FM est soutenue comme structure stable par collage entre les bandes adhésives 28 et les monofilaments 26, mais toutes les longueurs de monofilaments qui s'étendent angulairement entre les bandes adjacentes 28 sont libres de glisser l'une par rapport à l'autre.
On constatera, à partir des dimensions données, que chaque ouverture en forme de losange délimitée par les croisements des monofilaments 26 aux points 30, aura une dimension quelque peu inférieure à 0,635 mm X 0,635 mm. Néanmoins, un objet de section transversale supérieure peut être introduit de force dans l'une quelconque de ces ouvertures du fait que les monofilaments 26 glisseront par rapport l'un à l'autre aux points de croisement 30 pour recevoir un tel objet.
Dans le cas décrit, les crochets 16 (fig. 1) ont des dimensions projetées qui sont quelque peu supérieures à la taille des ouvertures dans la toile femelle FM.
Ainsi, quand deux éléments de fermeture 10 et 12 sont assemblée ensemble, les crochets du premier élément pénètrent dans la toile femelle de l'autre élément et se trouvent en prise avec la toile femelle FM après cette pénétration. Il se produira une certaine résistance à la séparation des éléments de fermeture en fonction de la raideur des crochets 16. Au-delà de ce point de résistance, les crochets 16 céderont à chaque point d'accrochage avec le tissu femelle et prendront une forme rectiligne qui leur permettra ainsi de se retirer de la toile femelle FM. La séparation de la fermeture s'effectue d'ordinaire en arrachant un élément de l'autre.
Il apparaîtra, de ce qui précède, que les éléments de fermeture fournis par la présente invention fonctionnent d'une manière qui est tout à fait similaire à celle des éléments de fermeture révélés dans le brevet américain No 3009235, de Mestral. Dans ledit brevet de Mestral, les crochets sont fournis sur un élément de la fermeture tandis que l'autre élément est pourvu d'un très grand nombre de boucles. Dans la présente invention, un type unique d'éléments de fermeture mixtes est susceptible de s'agrafer avec des éléments identiques dans la mesure où l'élément possède à la fois des crochets et des filaments relativement mobiles jouant le rôle de boucles.
L'élément de fermeture à agrafes décrit est particulièrement conçu pour une production continue à grande vitesse par des machines automatiques et est ainsi susceptible d'être fabriqué à un prix moins élevé que des éléments de fermeture similaires qui sont formés par tissage sur des métiers à rubans.
En considérant la fig. 1, il sera évident que l'élément de fermeture décrit est du type mixte comprenant une feuille de soutien BS en un matériau textile portant fixée fermement une toile femelle FM, qui possède des zones 32 qui saisissent les crochets, zones se trouvant dans un plan parallèle au plan de la feuille de soutien
BS, et les crochets 16 qui font généralement saillie verticalement à partir de la feuille de soutien BS et font saillie au-delà du plan des parties 32 de la toile
FM. Comme décrit ci-dessus, l'élément de fermeture obtenu sous forme d'une toile principale, peut être coupé pour former des éléments de fermeture individuels de largeurs appropriées et de longueurs appropriées en fonction des divers usages.
Chaque élément est conçu pour être accroché et décroché avec un élément similaire, comme représenté sur la fig. 1, ce qui résulte de l'accrochage ou du décrochage des crochets 16 et des parties accrochant les crochets 32 des deux éléments de fermeture.
L'élément de fermeture que l'on obtient à partir des toiles ML et FM représentées sur les fig. 2 et 4 respectivement aura des rangées de crochets 16 s'étendant longitudinalement (voir la fig. 1) dans lesquelles les crochets dans chaque rangée s'étendront dans des directions opposées l'une par rapport à l'autre et sensiblement transversalement par rapport à l'axe longitudinal des bandes adhésives 14. Elles ne sont pas précisément transversales, puisque la toile ML de la forme décrite ci-dessus est fabriquée en enroulant les monofilaments 24 sous une forme en hélice à partir d'une seule longueur de monofilament.
Il est possible d'enrouler les monofilaments 24 à partir de plusieurs longueurs de monofilaments parallèles, un peu de la façon dont est enroulée la toile FM, formant ainsi des hélices de pas plus étroit et, de ce fait, les crochets 16 dans le produit final seront disposés quelque peu en diagonale par rapport aux bandes adhésives 14. Egalement, la toile FM représentée sur la fig. 4 possède des monofilaments 26 qui se croisent à environ 450 par rapport aux bandes adhésives 28. Cet angle n'est pas essentiel, bien qu'on s'est rendu compte qu'il était généralement nécessaire d'avoir une relation en diagonale, afin que les écartements des monofilaments 26 entre des bandes adhésives adjacentes 28 ne deviennent pas trop longs.
Dans tous les cas, les éléments de fermeture 10 et 12 de la fig. I s'engageront fermement l'un dans l'autre, soit que les rangées de crochets 16 sur les deux éléments soient parallèles comme représenté sur la fig. 1, soit qu'elles se croisent sous n'importe quel angle, y compris un angle droit. Ainsi, les éléments de fermeture peuvent être utilisés sous forme de bandes allongées pour être amenées l'une contre l'autre pour fermer une fente allongée ou être utilisés sous forme d'attaches carrées qui n'ont pas besoins d'avoir une orientation spécifique quelconque lorsqu'elles sont amenées l'une contre l'autre.
La toile femelle FM représentée ici constitue un mode de construction préférentiel des filaments 26.
Cependant, on peut également utiliser des fils à multifilament continu. Les fils à multifilament de torsion élevée donneront à peu près le même résultat que les monofilaments. On peut également utiliser des multifilaments de très faible torsion dans lequel cas les filaments individuels tendront à se séparer entre les intervalles se trouvant entre les bandes adhésives 28 pour former ainsi une multitude d'éléments très minces et discontinus de boucles quelque peu semblables aux éléments de laine bouclée divulgués dans le brevet américain No 3009235 de De Mestral.
On préfère utiliser un adhésif sensible à chaud tel que les matériaux < Versalon décrits ci-dessus. On peut obtenir ces adhésifs sous des formes qui ramollissent et adhèrent aisément, mais ne perdent pas pour autant leur forme originale, même lorsqu'ils sont chauffés aux températures de pose à chaud du nylon ou des autres matériaux synthétiques utilisés pour les filaments.
On peut augmenter cette possibilité de garder la forme, si cela est nécessaire ou souhaitable, en ajoutant un matériau de remplissage à l'adhésif, par exemple on peut mélanger avec le Versalon ou avec un autre adhésif une certaine quantité de flocon.
Des matériaux adhésifs du type contact peuvent être utilisés au lieu des matériaux adhésifs sensibles à la chaleur dans le champ d'application de la présente invention, Par exemple, les bourrelets adhésifs 14 aussi bien que les bandes adhésives 28 des toiles ML et FM respectivement peuvent comprendre un adhésif du type contact qui adhérera seulement sous l'effet de la pression.
Dans ce cas, la feuille de soutien BS peut être munie de bandes appropriées espacées d'adhésif similaire du type contact. Lorsqu'on utilise de tels adhésifs, il n'est pas nécessaire de chauffer les matériaux adhésifs, bien que cela soit encore nécessaire pour stabiliser les filaments. Egalement, on peut causer l'adhérence finale de la feuille de soutien BS à la structure filamenteuse formée grâce à la pression.
Un appareil utilisable pour la fabrication des éléments de fermeture selon l'invention est décrit dans le brevet
No 504852. Cet appareil est adapté pour fonctionner avec des toiles préfabriquées, une toile mâle constituée de monofilaments de formation de crochets s'étendant transversalement aux bandes de matière adhésive et étant fixée à celles-ci et une toile femelle fabriquée à partir de fils constitués d'un seul brin entre-croisés s'étendant transversalement en diagonale et qui sont fixés aux bandes de matière adhésive. Les toiles préfabriquées ressemblent ainsi quelque peu aux étoffes tissées avec des bandes adhésives comme chaîne et monofilaments comme trame.
Les toiles préfabriquées sont fournies à la machine en grandes largeurs à plat et sont placées en coïncidence précise avec des bandes métalliques sans fin, espacées latéralement pour s'adapter exactement aux bandes adhésives des toiles et les bandes sont ainsi amenées à converger en rétrécissant ainsi progressivement les toiles et en formant des ondulations s'étendant ion- gitudinalement dans celles-ci. Lorsque les bandes ont convergé à la position finale, les bandes adhésives des toiles sont ramollies à la chaleur et les monofilaments thermodurcissables sont durcis en forme ondulée. Des parties des monofilaments de la toîle mâle sont découpées pour laisser des pièces en forme de crochet fixées aux bandes adhésives. La toile femelle est aplatie entre les bandes adhésives pour former une maille de calibre inférieur au crochet.
L'ensemble est alors fixé de façon adhésive à une toile de base préfabriquée et le produit final est refroidi et enroulé sur une bobine.