Brevet FR2102271A1 — publié le 19720407

la présente invention concerne un procédé de soudage et de gaufrage de pièces d'une matière ramollissable par la chaleur, qui consiste à introduire les pièces entre une matrice présentant un dessin approprié et un élément presseur, à chauffer les pièces en les soumettant à une pression et à laisser refroidir les pièces. Avec l'introduction des matières plastiques, par exemple dans la fabrication des matériaux de tiges de chaussures, tel qu'un tissu enduit de chlorure de polyvinyle, il est souhaitable de conférer à ces matières divers effets décoratifs ou de souder ces matières en donnant à la soudure l'aspect d'une couture ou piqûre. Il est naturellement souhaitable d'effectuer le gaufrage et/ou le soudage de telles matières d'une manière aussi précise que possible, tout en utilisant un procédé rentable. En raison de la grande diversité des modèles, par exemple dans la fabrication des chaussures, et des changements fréquents de modèles, l'aspect économique prend une grande importance et il faut en tenir compte par rapport aux matériaux utilisés. Habituellement, pour des matériaux de tiges de chaussures, on utilise un tissu enduit de chlorure de polyvinyle. On a également adopté plus récemment d'autres matériaux synthétiques pour les tiges, tels que les matériaux dits poromères. Normalement, ces matériaux ont des propriétés thermoplastiques, c'est-à-dire qu'ils peuvent être ramollis dans certaines conditions d'application de chaleur et de pression. Dans l'industrie de la chaussure, pour qu'un nouveau modèle de chaussure soit accepté, le fabricant doit disposer d'un nombre limité d'échantillons de chaussures du nouveau modèle pour les sou mettre l'examen des acheteurs des magasins de détail. NaturAlle- ment, il est nécessaire de disposer d'une matrice de gaufrage pour chaque modèle comportant une tige gaufrée. Toutefois, étant donné que les matrices métalliques sont coûteuses, principalement à cause de la main-d'oeuvre expérimentée nécessaire pour les fabriquer, et en outre, étant donné que le taux de refus des échantillons par les acheteurs est relativement important, en rendant ainsi inutilisable un nombre relativement important de matrices , l'introduction de modèles comportant une tige de chaussure gaufrée a été limitée dans une très large mesure. Toutefois, dans la fabrication des matrices de gaufrage métalliques, lthabileté de l'opérateur joue un très grand racle pour reproduire dans le métal les dessins à conférer à la pièce terminée. Toutefois, une imprécision rend inacceptables tout le processus et les chaussures réalisées/par ce dernier. La présente invention a notamment pour objet un procédé de gaufrage et de soudage de matériaux ayant des caractéristiques superficielles thermoplastiques, de manière à éliminer la nécessité d'utiliser des matrices métalliques coûteuses de gaufrage ou de soudage. Selon une caractéristique de la présente invention, on utilise une matrice en caoutchouc aux silicones pour reproduire les dessins de la matrice sur la pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, on réalise une matrice en utilisant un modèle présentant un dessin désiré, en plaçant le modèle dans la cavité d'un moule, en coulant un caoutchouc liquide aux silicones dans ladite cavité, en faisant murer le caoutchouc et en enlevant du moule la matrice présentant le dessin du modèle reproduit sur sa surface destinée à venir en contact avec la pièce. On se rend compte qu'il est très avantageux d'utiliser un caoutchouc aux silicones dans un procédé de gaufrage ou de soudage du fait que le matériau de la pièce est gaufré et/ou soudé sans que le caoutchouc aux silicones subisse une déformation notable. De plus,# la matrice en caoutchouc aux silicones-offre un certain nombre d'avantages par rapport à la matrice métallique classique du fait qu'elle permet de compenser les irrégularités des plateaux ou des pièces et, en outre, du fait qu'il ne se produit pas de concentration du champ à haute fréquence à certains endroits en saillie s par suite, il se produit peu ou pas d'amorçage d'arc pendant la mise en oeuvre du procédé de la présente invention. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, des formes de réalisation de l'invention. Sur ce dessin la figure 1 est une coupe transversale d'une forme de matrice de gaufrage utilisée dans la présente invention la figure 2 est une coupe transversale d'une autre forme de matrice de soudage et de gaufrage utilisable dans le procédé de la présente invention ; et la figure 3 est une vue partielle en perspective, en partie en arrachement, d'une tige de chaussure qui a été traitée en utilisant la matrice de la figure 2. La matrice représentée sur la figure 1 est une matrice de gaufrage généralement plate 10 en caoutchouc aux silicones d'une dureté Shore de 70 à ltéchelle A et qui peut résister à des températures allant Jusqu'à 25000. La matrice présente un dessin 12 sur l'une de ses surfaces, qui constitue la surface venant en contact avec la pièce. Pour fabriquer la matrice, on utilise un modèle et le caoutchouc aux silicones à l'état non mûri est mélangé et mis sous vide, puis versé dans une chambre de moulage dans laquelle le modèle a été précédemment placé. On le laisse ensuite mtrir et, pendant son mflrissage, sa surface destinée à venir au contact de la pièce prend la forme du dessin du modèle. te caoutchouc aux silicones est une composition mûrissant à froid, mais son mûrissage peut être accdldré par application de chaleur. Pour mettre en oeuvre le procédé, un "sandwich" (voir figure 1) comportant la matrice 10, qui a une épaisseur d'au moins 3,18 mm, de préférence de 6,35 mm, une pièce 14 d'un tissu enduit de chlorure de polyvinyle, une couche intermédiaire 16 de caoutchouc mousse aux silicones d'une dureté Shore de 10 environ à l'échelle A et d'une épaisseur de 3,18 mm et un tampon 18 de caoutchouc aux silicones de mêmes caractéristiques que la matrice 10 et ayant également une épaisseur de 3,18 mm, est placé entre les plateaux d'une presse de soudage à haute fréquence (non représentée).Avec une pression de soudage s'élevant à 14 kg/cm2, un champ haute fréquence s'élevant jusqu'à 10 kilowatts, de préférence de 6 kilowatts, à une fréquence de 27 mégacycles est appliquée pendant 8 à 15 secondes, de préférence pendant 11 secondes environ et on laisse ensuite refroidir la pièce pendant qu'elle est encore soumise à la pression pendait une durée de 5 secondes environ. Pendant l'application de la chaleur et de la pression, le dessin 12 de la matrice 10 est transfJré à la surface de la pince 14. Lorsque la pièce est un tissu enduit de chlorure de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle Iui-même subit un fluage, après avoir été rendu fluide par la chaleur et la pression, et se solidiii + ans une nouvelle position correspondant au dessin 12 de la matrice. Le procédé est également satisfaisant pour appliquer des dessins aux pièces de cuir ou de matériaux poromères, mais dans ce cas le fluage du matériau est probablement moins important et la compression est plus forte. Une autre matrice (voir figure 2) comporte un bloc 20 en caoutchouc aux silicones ayant les mêmes caractéristiques que celui utilisé pour la matrice décrite en premier lieu. Le bloc 20 présente une partie découpée 22 qui se termine par un canal 24 généralement en forme d'U dans lequel peut être introduitqfine bande 26 de chlorure de polyvinyle plastifié (figure 3). Les extrémités de la bande 26 peuvent titre placées près d'épaulements formés dans les parties rentrantes 28 (figure 2)ménagées Aans le bloc 20. Une configuration 30 est menagée dans les parois latérales du canal 24, près de chacune des parties rentrantes 28, et forme une rangée de piqûres imitées 32 (figure 3) dans la pièce terminée. Pour mettre en oeuvre le procédé en utilisant la seconde matrice, on place une bande 26 de chlorure de polyvinyle dans la partie en U du canal 24 du bloc 20 de la matrice en introduisant ses bords dans les parties rentrantes 28.Pour empêcher un allongement ultérieur de la ligne des hauts de quartiers de la tige terminée, on peut alors introduire une bande de renforcement 34, connue en soi, dans la partie en U de la bande 26. la partie correspondante de la ligne des hauts de quartiers d'une tige de chaussure 36 en tissu enduit de chlorure de polyvinyle est alors intro- duite entre les "bras" de la partie en U de la bande et ce "sandwich" est disposé entre les plateaux d'une presse de soudage b haute fréquence. Le minutage du fonctionnement de la presse et la pression appliquée par cette dernière sont les mêmes que ceux indiqués ci-dessus. L'application o. chaleur et de pressier au 11san###h11 dans la presse a pour rffet de souder la bande 26 à la partie correspondant à la lignez des hauts de quartiers de la tige de chaussure 36 et de gaufrer en m8me temps une rage de fausses piqlires 32 sur les cotés opposés de la bande près de ses bords. Dans un procédé de soudage ou de formation de piques sur des composants de tiges de chaussures, on utilise une matrice en caoutchouc aux silicones ayant deux surfaces de s'##crt de la pièce se raccordant le long d'une nervure ou d'un épaulement. la matrice est placée de préférence sur le plateau inférieur d'une presse de soudage à haute fréquence. La surface de la matrice venant en contact avec la pièce peut comporter une rangée de fausses piqûres. Pour effectuer l'opération de soudage, on place deux pièces ayant des caractéristiques superficielles thermoplastiques de façon que les parties marginales butent l'une contre l'autre ou se chevauchent sur la matrice On applique alors la chaleur et la pression en engendrant un champ à haute fréquence entre un élément presseur et la matrice.Ainsi, la matière des pièces subit un fluage et forme une soudure entre elles le long de l'épaulement de la matrice. Un dessin quelconque formé sur la matrice, tel qu'une fausse piqûre, est reproduit sur une soudure réalisée selon ce procédé. Pour concentrer le champ haute fréquence dans la zone du joint à souder, la matrice peut comporter une électrode métallique dans la région de son épaulement ou de sa nervure de formation de la piqûre. Pour éviter que la matière thermoplastique s'écoule des bords latéraux des pièces, la matrice comporte une barre orientée perpendiculairement à l'épaulement ou nervure. Pour mettre en oeuvre un procédé de gaufrage, on peut modifier une matrice de manière qu'elle comporte une ou plusieurs rainures. Pour mettre en oeuvre ce procédé, on introduit un cordon de matière thermoplastique au moins dans l'une des rainures du dessin de la matrice avant le processus de gaufrage. La matière du cordon est de préférence la même que celle de la pièce ou au moins compatible avec cette dernière. Dans un procédé de gaufrage mis en oeuvre selon ce procédé, un "sandwich" formé d'une matrice, d'une pièce de tissu enduit de chlorure de polyvinyle, d'une couche intermédiaire de caoutchouc mousse aux silicones et d'un tampon de caoutchouc aux silicones, est assemblé sur le plateau inférieur d'une presse de soudage à haute fréquence. te plateau supérieur de la presse est ensuite abaissé et une pression est appliquée entre les plateaux. Pendant l'application de la pression, un champ électrique à haute fréquence est engendré et appliqué pendant 4 à 10 secondes, de préférence pendant 6 secondes. Ensuite, le champ est interrompu tout en main- tenant la pression et on laisse refroidir la pièce pendant une durée allant jusqu a 5 secondes.Pendant 11 application de la chaleur et de la pression, le dessin de la matrice est transféré à la surface en chlorure de polyvinyle de la pièce, le chlorure de polyvinyle proprement dit subissant un fluage après avoir été rendu fluide par la chaleur et la pression, et se solidifiant dans une nouvelle position conformément au dessin de la matrice. il est évident qu en utilisant dans la matrice un cordon, par exemple de chlorure de polyvinyle, le fluage chlorure de polyvinyle de la pièce est considérablement réduit, en particulier lorsque l'application du dessin implique la concentration d'une grande quantité de matière sur une surface relativement limitée, par exemple, pour former un mur. Bien qu'on ait décrit ce procédé en se référant à des pièces ayant une surface en chlorure de polyvinyle, il est également applicable à des matériaux poromères et au cuir. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible derecevoir diverses variantes entrant dans le cadre et ltesprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage et de gaufrage de pièces en matière ramollissable par la chaleur, qui consiste à introduire les pièces entre une matrice présentant un dessin désiré et un élément presseur, à chauffer les pièces en les soumettant à une pression et à laisser refroidir lesdites pièces, procédé caractérisé en ce que pour reproduire le dessin de la matrice sur la pièce, on utilise une matrice en caoutchouc aux silicones. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément presseur comporte un tampon en caoutchouc aux silicones et en ce qu'un champ électrique haute fréquence est engendré entre l'élément presseur et la matrice pendant le gaufrage ou le soudage. 3. Procédé de fabrication d'une matrice de soudage et de gaufrage selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, carac térisé en ce qu'il consiste à utiliser un modèle ayant un dessin désiré, à placer le modèle dans la cavité d'un moule, à couler du caoutchouc aux silicones liquide dans ladite cavité, à faire mtrir le caoutchouc et à enlever du moule la matrice présentant le dessin du modèle reproduit sur sa surface destinée à venir en contact avec la pièce. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une électrode métallique est noyée dans le caoutchouc aux silicones de la matrice. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on place une matrice en caoutchouc aux silicones sur un plateau chauffé de manière à la chauffer, on place la pièce sur la surface de contact de la matrice chauffée, on applique l'élément presseur à la pièce et on engendre un champ électrique haute fréquence entre la matrice et 1'Qlément presseur de manière que la matière thermoplastique-/pièce soit rendue fluide et soit déplacée sur ladite pièce conformément au dessin de la matrice. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dessin de la matrice comporte au moins une rainure, procédé caractérisé en ce qu'on introduit un cordon de matière thermoplastique dans la rainure du dessin de la matrice avant le processus de gaufrage ou de soudage.