Brevet FR2444110A1 — publié le 19800711

Domaine technique. La présente invention concerne un procédé de coupe de matériau plat fibreux difficilement fusible, tel qu'un tissu en matériau non the#rmoplastique, notamment, évitant l'effilochage des bords. Elle concerne aussi un dispositif permettant l'ampli cation dudit procédé. Problème posé. Lorsqu'on coupe un tissu ou même un produit freux non tissé, par exemple, les bords coupés ont tendance à se désagré- ger ou à s'effilocher. Depuis les temps lmmémoriaux où on a commencé à fabriquer des tissus, ce problème existe. Etat de la technique antérieure et inconvénients. Pour les tissus la solution classique consiste à effectuer un ourlet cousu. Ceci est long et onéreux et ne peut être utilisé pratiquement que pour les produits finis et non pas dans tous les stades intermédiaires de fabrication. Avec les textiles thermoplastiques, la thermocoupe a apporté une solution en pratiquant une fusion des fils ou fibres sur le bord, fusion qui réalise une soudure empêchant ledit effilochage. Il n'y a pratiquement pas de solution pour les fibres qui ne sont pas thermoplastique ou qui sont difficilement fusibles. La seule solution consiste à réaliser un -collage ou une soudure par un produit extérieur. La présente invention apporte une solution dans ce sens. Exposé-de l'invention. Le- procédé de l'invention est caractérisé principalement par le fait qu'on combine les opérations suivantes a) on dépose dans la zone où sera effectuée la coupe une pou dre de matière thermoplastique compatible avec le matériau fibreux et dont le point de fusion est tel que les fibres ne sont pas altérées à cette température, b) on applique, dans la zone définie en a), immédiatement après le dépôt de la poudre, un moyen ayant un effet thermique localisé suffisant pour détruire les fibres du matériau et déterminant, de part et d'autre de la coupe, une température allant rapidement en décroissant mais assurant la fusion de la poudre, c) on assure immédiatement après la coupe et l'échauffement des bords un pressage desdits bords coupés imprégnés de matière thermoplastique encore molle. La poudre thermoplastique utilisee a une granulométrie qui s'échelonne de 20 à 800 microns. Cette poudre peut être à base de polyamide, d'éthylène-acétate de vinyle, d'acéto-chlorure de vinyle, de caoutchouc nitrile en poudre, de polyuréthane linéaire, de polyéthylène basse pression, de polyéthylène haute pression, etc.... Suivant une première version du procédé, l'effet thermique localisé est produit par ultra-sons. Suivant une deuxième version du procédé, l'effet thermique localisé est produit par LASER. Le dispositif permettant d'appliquer le procédé tel qu'il vient d'être défini est caractérisé par le fait qu'il combine a) des moyens de défilement du matériau plat sous un distributeur de poudre thermoplastique déposant ladite poudre sur une largeur limitée, là où on prévoit la découpe, b) un moyen développant la chaleur localisée suffisamment importante pour détruire les fibres, c) un moyen assurant la distribution de la chaleur suivant le profil voulu de la coupe, d) un moyen de pressage des bords du matériau découpé. Suivant une forme préférée de réalisation, le distributeur de poudre est un ajutage surmonté d'une trémie, ledit ajutage comportant des moyens de réglage du débit,notamment un réglage de la hauteur de la couche au-dessus du matériau plat et un vibreur. Dans le cas où là chaleur localisée est fournie par ultra-sons, ceux-ci sont amenés par une sonotrode de profil choisi pinçant le matériau plat contre une enclume cylindrique tournante entraînant le matériau plat et possédant un disque à arête vive, le profil déterminant la forme de la coupe sous la sonotrode qui, simultanément, assure le pressage des bords du matériau découpé. Suivant une forme préférée, l'enclume cylindrique est intégrée à un cylindre entraineur. Dans la version du procédé où on utilise un LASER, la chaleur localisée est fournie par un dispositif émetteur de rayonnement à émission continue, le passage des bords du matériau découpé s'effectuant par pressage entre une paire de rouleaux tournant en sens inverses disposés immédiatement après la trajectoire du rayon LASER. Solution au problème et avantages. On comprend que la poudre fondue provoque une ag- glomération des fibres et fils qui améliore grandement la cohésion des bords qui-viennent d'être coupés et qui ne s'effilochent plus. La conception du dispositif et son réglage permettent d'utiliser un minimum de poudre tandis que la forme de l'enclume où le mouvement latéral appliqué au rayon LASER permet d'obtenir des profils de coupe désirés. Brève de se riPtion des rizurcs. La ure I est un schene de profil du dispositif utilisant les ultra-sons. La figure 2 est une vue schématique en perspective de la sonotrode et de l'enclume cylindrique utilisée pour la figure 1. La figure 3 est une vue de profil du dispositif représenté à la figure 2 avec une enclume à disque à arête vive à profil rectiligne. La figure 4 est une vue d'une enclume à disque à arête vive à profil ondulé. La figure 5 est une vue schématique de profil de la version du dispositif à rayonnement LASER. Description de quelques modes de réalisation de l'invention. Suivant une première forme de réalisation du dispositif représenté dans les figures 1 à 4, on prévoit que le matériau plat fibreux 1, se déplaçant dans le sens des flèches 2 et 3 sous l'effet de l'enclume cylindrique 4 tournant dans le sens de la flèche 5 et des rouleaux 6 et 7 tournant dans le sens des flèches 8 et 9, passe sous un distributeur de poudre thermoplastique iO puis contre une sonotrode 11 appliquant le matériau 1 contre l'enclume 4. Le distributeur 10 comporte un ajutage 12 surmonté d'une trémie 13. La distance entre laJu-- tage 12 et le matériau I peut etre réglée, par une vis micrométrique, par exemple. Quand on écarte la bouche de l#a#utage 12 du matériau 1, le débit augmente, quand on l'en rapproche, le débit diminue.Le diamètre de l'ajutage 12 est de tordre de 4 mm quand on utilise une poudre ayant une granulométrie s'échelonnant entre 20 et 800 microns. Pour régulariser la distribution de la poudre dans le distributeur 10, on applique à la trémie 13 et à l'ajutage 12 des vibrations grâce à un vibreur de fréquence appropriée. On alimente régulièrement la trémie 13 en poudre en déversant celle-ci par le dessus (flèche 14). Naturellement, tout autre dispositif de distribution peut être utilisé, dans le cadre des équivalents, sans sortir du domaine de l'invention. Le matériau 1 recouvert d'une bande de poudre d'ervi- ron 4 mm de largeur et d'épaisseur convenable, est entraîné entre le rouleau 6 et l'enclume 4, Jusqu'à être pincé par la sonotrode 11 qui a une forme étroite mais arrondie, du côté de son contact, avec le matériau 1 pour concentrer les ultra-sons à l'endroit de la coupe. La sonotrode 11 est excitée par le bobinage 15 à une fréquence d'environ 30 000 Hz. L'enclume 4 est cylindrique et tourne mais elle possède un disque 16 à arête vive qui passe le matériau 1 entre ladite arête vive et l'extrémité de la sonotrode ll pour concentrer en cet endroit l'action des ultra-sons. L'arête du disque 16 amène une élévation importante de la température à l'endroit de son contact avec le matériau 1 et provoque un pressage des bords en cours de coupe. Dans l'exemple des figures 2 et 3, le disque 16 possède une arête vive circulaire qui provoque une coupure droite. Le disque 17 représenté dans l'enclume 4 de la figure 4 a un profil ondulé produisant une découpe ondulée de même profil. Naturellemerst d'autres profils peuvent être utilisés à condition que ltamplltude de la coupe se maintienne dans la largeur de la bande de poudre déposée sur le matériau 1, dans le cas présent une largeur de 4 mmo L'enclume 4 est prolongée par un cylindre entratneur 18 qui participe à l'avancement du matériau fibreux 1 sur au moins une partie de la#largeur de celui-ci. Naturellement, l'amplitude et la fréquence des ultra sons, c'est-à-dire leur puissance est choisie pour assurer la fusion de la poudre et la coupe du matériau 1. Dans la version utilisant un rayonnement LASER et représentée à la figure 5, le matériau 1 s'avance dans le sens des flèches 19, 20 pour passer sous le distributeur de poudre 10 puis en face d'un émetteur continu de rayons LASER 21 qui assure la coupe du matériau 1 dans la zone où aura été déposée la poudre par le distributeur 10. Un écran 22 intercepte le rayon LASER. Immédiatement après 1 émetteur 21, le matériau 1 est pincé par une paire de rouleaux 23, 24 tournant en sens inverse et assurant le pressage du matériau 1 et de la matière thermoplastique constituée par la poudre fondue pour assurer la cohésion des bords découpés du matériau 1. La poudre utilisée qui a, comme on lta dit ci-dessus, une granulométrie comprise entre 20 et 800 microns, peut avoir une nature très diversifiée. On peut utiliser un polyamide, un éthylène acétate de vinyle, de llacéto-chlorure de vinyle, du caoutchouc nitrile en poudre, du poyuréthane linéaire, du polyéthylène basse pression et du polyéthylène haute pression ; d'autres corps similaires peuvent être utilisés pour obtenir le même résultat. Les ultra-sons utilisés ou le rayonnement LASER employa, sont évidemment choisis pour assurer la coupe convenable du matériau plat qui passe dans le dispositif. Ce matériau peut être très divers, dans le domaine des tissés comme des non tissés en fibres naturelles, artificielles ou synthétiques. Evidemment, si on utilise un matériau en fibre thermoplastique} le distributeur de poudre 10 devient inutile. REVENDICATIONS 10/ Procédé de coupe de matériau plat fibreux, diffi- cilement fusible, tel qu'un tissu en matériau non thermoplastique, notamment, évitant l'effilochage des bords, c a r a c t é r i s é par le fait qu'on combine les opérations suivantes a) on dépose dans la zone où sera effectuée la coupe une poudre de matière thermoplastique compatible avec le matériau fibreux et dont le point de fusion est tel que les fibres ne sont pas altérées à cette température, b) on applique, dans la zone définie en a), immédiatement après le dépôt de la poudre, un moyen ayant un effet thermique localisé suffisant pour détruire les fibres du matériau et déterminant, de part et d'autre de la coupe, une température allant rapidement en décroissant mais assurant la fusion de la poudre, c) on assure, immédiatement après la coupe et l'échauffement des bords, un pressage desdits bords coupés imprégnés de matières thermoplastiques encore molles. 20/ Procédé, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que la poudre thermoplastique a une granulométrie s'échelonnant de 20 à 800 microns et qu'elle est du genre polyamide, éthylène-acétate de vinyle ou polyéthylène. 30/ Procédé, tel que défini dans lune ou l'autre des revendications 1 ou 2 > prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que l'effet thermique localisé est produit par ultrasons. 40/ Procédé, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, prise isolément, c a r a c t 6 r i s é par le fait que l'effet thermique localisé est produit par;LASER. 5 / Dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé défini dans l'une quelconque des revendications 1 a 4, prise isolément, caractérisé par le fait qu'il combine a) des moyens de défilement du matériau plat sous un distributeur de poudre thermoplastique déposant ladite poudre sur une largeur limitée, là où on prévoit la découpe, b) un moyen développant la chaleur localisée suffisamment importante pour détruire les fibres, c) un moyen assurant la distribution de la chaleur suivant le profil voulu de la coupe, d) un moyen de pressage des bords du matériau découpé. 60/ Dispositif, tel que défini dans la revendication TI c a r a c t é r i s é par le fait que le distributeur de poudre est un ajutage surmonté d'une trémie, ledit ajutage comportant des moyens de réglage du débit, notamment un réglage de la hauteur de la couche au-dessus du matériau plat et un vibreur. 70/ Dispositif, tel que défini dans l'une ou lau- tre des revendications 5 ou 6, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que la chaleur localisée est fournie par ultra-sons amenés par une sonotrode de profil choisi, pinçant le matériau plat contre une enclume cylindrique tournante entraînant le matériau plat et possédant un disque à arête vive de profil déterminant la forme de la coupe sous la sonotrode qui, simultanément, assure le pressage des bords du matériau découpé. 80/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 7, c a r a c t é r i s é par le fait que l'enclume cylindrique est intégrée à un cylindre entraîneur. 9 / Dispositif, tel que défini dans ltune ou ltau tre des revendications 5 ou 6, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que la chaleur- localisée est# fournie par un dispositif émetteur de rayonnement LASER à émission continue, le pressage des bords du matériau#découpé s'effectuant par passage entre une paire defrouleaux tournant en sens inverses disposés immédiatement après la trajectoire du rayon LASER.