Brevet FR2503624A1 — publié le 19821015

On connaît l'emploi du copolymère éthylène/acétate de vinyle pour fabriquer des semelles de chaussures. La teneur en acétate de vinyle du polymère ainsi employé est de 14 à 28 %. A côté d'une souplesse particulièrement grande, les-matériaux de ce type se caractérisent par leur légèreté, leur bonne tenue à l'usure et leur bonne aptitude à la coloration dans la masse. Comme la structure cellulaire homogène extrêmement fine est très importante pour la plupart de ces propriétés avantageuses, la transformation et le façonnage de ces matériaux doivent toujours être effectués en ayant bien à l'esprit que les influences nuisibles à la structure ou des changements de la structure cellulaire sont à éviter autant que possible. La demande de brevet allemand DE-OS 16 85 383 décrit un procédé de fabrication d'une semelle de chaussure en caoutchouc à structure cellulaire selon lequel on introduit une quantité - dosée suivant la grandeur de la semelle - du mélange destiné à former le caoutchouc cellulaire dans un moule de semelle qui, pendant cette introduction, est plus grand que le volume de la semelle finie, on répartit ensuite le mélange de façon uniforme dans le moule creux par le relevage d'un poinçon formant le fond du moule puis on laisse s'expanser le mélange jusqu'aux dimensions finales en abaissant le poinçon avec un certain retard par rapport au processus d'expansion. La semelle, pouvant ensuite Etre démoulée, possède une structure cellulaire remarquablement fine et homogène. Ce procédé ne s'est pourtant pas répandu parce que la succession des différentes opérations prend beaucoup de temps et exclut ainsi la fabrication en masse à des prix avantageux. Une application appropriée à la fabrication d'une semelle profilée ou sculptée en copolymère éthylène/acétate de vinyle n'est pas possible pour cette raison. La demande de brevet autrichien no 67 57/78 décrit un procédé pour fabriquer une pièce moulée pour chaussure à surface structurée en relief d'une polyoléfine mousse réticulée à cellules fermées. On produit d'abord une ébauche en mousse à dimensions déterminées du matériau employé, que l'on transforme ensuite de la manière désirée dans un moule creux par application d'un traitement spécifique d'apport de chaleur combiné avec une pression. L'ébauche de mousse est ainsi rendue beaucoup plus dense sur toute la section, ce qui augmente le poids spécifique et réduit la souplesse. La taille des pores et leur distribution varient très fortement suivant le degré de compression, ce qui est nuisible à la tenue à l'usure. Il n'est pas possible pour cette raison de fabriquer une semelle de chaussure de cette manière. Le document cité ne fait pas état de l'utilisation du copolymère éthylène/acétate de vinyle. L'invention vise à indiquer un procédé rationnel pour la production en masse d'une semelle profilée d'une mousse réticulée à cellules fermées de copolymère éthylène/acétate de vinyle, qui assure l'obtention d'une structure cellulaire homogène et uniformément fine et, partant, la fabrication d'une semelle remarquable surtout par sa bonne souplesse, sa légèreté et sa bonne tenue à l'usure. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, on produit la mise en forme de plaque du matériau de départ employé, sa réticulation, son expansion par activation d'un porogène contenu dans le matériau puis son post-recuit, on divise la plaque dans le sens de l'épaisseur par fendage ou clivage en plaques élémentaires par au moins une coupe, on chauffe la surface des plaques élémentaires d'un ou des deux cOtés à au moins 1200C et au plus 200'C, en faisant en sorte que la température à la profondeur correspondant à celle du profil désiré ne dépasse pas 750C, et on confère un profil en relief à chaque surface ainsi chauffée par pressage contre elle d'un poinçon de gaufrage chauffé à 65-80 C. Contrairement à des procédés connus, le procédé selon l'invention permet de structurer en relief la surface plane de l'ébauche de mousse utilisée sans augmenter de façon notable le poids spécifique. La structure cellulaire homogène et uniformément fine qui existe au départ est conservée, ce qui est très avantageux pour les propriétés de la semelle pendant le port de la chaussure. Les plaques nécessaires en mousse réticulée à cellules fermées de copolymère éthylène/acétate de vinyle peuvent ttre formées et vulcanisées dans les presses habituelles à plateaux multiples. Grace à l'incorporation uniforme par mélange d'un porogène dont le point de décomposition est plus bas que la température de vulcani- sation, il se produit, après ouverture de la presse à plateaux multiples, une augmentation spontanée du volume au triple environ, avec formation de la structure cellulaire fine désirée. Les surfaces sont lisses et planes et il n'est donc pas nécessaire d'effectuer en plus un planage mécanique par enlèvement de matière avant l'opération suivante qui consiste à fendre la plaque. Les surfaces sont complète- ment fermées en raison de la structure cellulaire fermée. Le diamètre de cellule ou de pore varie entre 30 et 1001um pour une valeur moyenne de 60Pm. Le fendage de la plaque en plusieurs plaques élémentaires produit l'ouverture des pores situées dans le plan de coupe, ce qui donne aux surfaces de coupe un aspect qui ressemble à l'aspect du velours et qui se distingue nettement des surfaces tournées vers les plateaux de presse pendant la vulcanisation. Cette modification superficielle n'est cependant liée à aucun changement de propriétés mécaniques et il suffit donc de trier les plaques élémentaires selon des critères de mode ou esthétiques. Cela n'exclut pas, bien entendu, que l'aspect des surfaces peut être uniformisé éventuelle- ment par un traitement superficiel à la meule ou par revêtement par un polymère, par exemple, après traitement mécanique de la surface et avant le chauffage, par un film continu d'un polyuréthanne élastomère d'une épaisseur de 0,1 à 0,3 mm. Il est absoliment indispensable de chauffer les plaques élémentaires de manière à obtenir le gradient de température indiqué plus haut sur l'épaisseur correspondant à la profondeur du profil produit par la suite. Ce chauffage est réalisable le plus simplement par un radiateur puissant aux rayons infrarouges. La durée de pressage pour le profilage consécutif de la surface par ou dans un outil de gaufrage n'est que de quelques secondes. Une reprise de forme notable après retrait du poinçon de gaufrage ou de pression n'a pas été observée. Les procédés habituels permettent ensuite de découper des semelles des formes et pointures désirées dans les plaques élémentaires profilées ainsi obtenues. Il est possible aussi de profiler les deux faces des plaques élémentaires par un tel procédé, par exemple afin d'obtenir une meilleure adhérence au collage de la semelle à la première. Généralement, le profilage de la face interne ou face supérieure de la semelle n'est cependant pas nécessaire, de sorte que le profilage est limité à la face venant en contact avec le sol. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple 1 On introduit les ingrédients indiqués dans la liste suivante dans un mélangeur interne et on les mélange pendant 8 minutes environ à 1200C en une masse homogène. Les pourcentages sont ceux du poids total du produit fini: Copolymère éthylène/acétate de vinyle avec une proportion de 20 X d'acétate de vinyle 60 7. Acide silicique, précipité 17 % Carbonate de calcium, revêtu 13 % Savon zincique d'un acide gras comme adjuvant de transformation 2,5 % Azodicarbonamide comme porogène 1,7 % Pigment à base d'oxyde de fer comme colorant 5,4 7. Après homogénéisation complète de ce mélange, on le retire du mélangeur interne et on le traite dans une calandre à friction, o l'on complète la composition à 100 % par addition de 0,4 % en poids d'un a,a'-bis-(tbutylperoxy)-diisopropylbenzène comme agent de réticulation. On transforme le demi-produit obtenu en.une plaque ayant une épaisseur de 2,3 cm, une longueur de 82 cm et une largeur de 58 cm. Cette grandeur correspond exactement à la grandeur de l'empreinte d'un moule préchauffé à 170C et dans lequel on introduit ensuite la plaque. On ferme le moule aussitôt, on lui applique une pression d'au moins 70 kg/dm et on chauffe la plaque à l'intérieur pendant 15 minutes par la chaleur que présente le moule à l'intro- duction de la plaque. Ce traitement produit la vulcanisation de la plaque et l'activation du porogène qu'elle contient. A la fin du temps indiqué, on ouvre le moule; le porogène décomposé sous l'effet de la température indiquée produit l'expansion de la plaque jusqu'à un format de 120 x 85 cm pour une épaisseur de 3,4 cm. On introduit la plaque dans une étuve de recuit chauffée à 'C o s'effectue l'achèvement de la vulcanisation pendant 6 heures. La densité volumique après refroidissement de la plaque est de 0,35 g/cm On divise la plaque ainsi obtenue au moyen d'un couteau ruban en plaques élémentaires d'une épaisseur de 6 mm. On découpe un échantillon mesurant 30 x 20 cm dans une telle plaque élémentaire et on soumet cet échantillon pendant 2,5 secondes au rayonnement, d'une puissance de 6,5 Wk-m, d'un radiateur obscur aux rayons infra- rouges. La température qui s'établit ainsi à la surface de la plaque élémentaire est de 1300C et la température à 3 mm sous la surface est de 70C. On introduit la plaque ainsi chauffée immédiatement dans un moule o l'on produit le profilage de la surface. Le poinçon de gaufrage utilisé à cet effet est en acier et est chauffé à 800C. Le profilage est constitué de cavités cylindriques d'un diamètre de mm et d'une profondeur de 3 mm, qui sont espacées mutuellement de 12 mm. La pression appliquée est de 6 kg/cm et la durée de séjour de la plaque dans la presse est de 10 secondes. Pendant l'opération, la surface de la plaque est transformée pour devenir complémentaire à la forme de l'outil de gaufrage; la surface profilée de la plaque possède des contours particulièrement nets. La densité volu- mique après refroidissement est de 0,37 g/cm et est donc restée pratiquement inchangée. - Exemple 2 On répète le processus décrit dans l'exemple 1 en utilisant un outil de gaufrage ayant une surface structurée en relief constituée de cavités tronconiques. Les cavités sont directement voisines les unes des autres, la longueur d'arête est de 4 mm et leur profondeur est de 3 mm. Ce dessin de gaufrage est également transféré à l'ébauche introduite dans le moule avec conservation des contours nets. Le poids volumique est de 0,36 g/cm et est donc resté pratiquement inchangé. La structure cellulaire est remarquable par une excellente homogénéité qui est restée pratiquement inchangée. Exemple 3 On introduit un échantillon de plaque élémentaire mesurant 30 x 20 cm selon l'exemple 1 dans une chambre de chauffage o, contrairement à ce qui a été indiqué dans ce qui précède quant à l'établissement d'un gradient de température déterminé, on-le porte à une température égale sur toute la section de 13QOC. Ensuite, on introduit la plaque dans un moule o l'on structure sa surface en utilisant l'outil de gaufrage décrit dans l'exemple 1 et en appli- quant les m mes conditions. La surface profilée ainsi obtenue possède des contours flous et la densité volumique est montée - contrairement à ce que l'on désire - à 0,56 g/cm. De plus, la flexibilité et la tenue à l'usure ne correspondent pas à celles que doit présenter un bon matériau pour semelles. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer une semelle de chaussure profilée en relief d'une mousse réticulée à cellules fermées de copolymère éthylène/acétate de vinyle, caractérisé en ce que l'on produit la mise en forme de plaque du matériau de départ employé, sa réticu- lation, son expansion par activation d'un porogène contenu dans le matériau puis son post-recuit, on divise la plaque dans le sens de l'épaisseur par fendage ou clivage en plaques élémentaires par au moins une coupe, on chauffe la surface des plaques élémentaires d'un ou des deux côtés à au moins 120'C et au plus 200'C, en faisant en sorte que la température à la profondeur correspondant à celle du profil désiré ne dépasse pas 750C, et on confère un profil en relief à chaque surface ainsi chauffée par pressage contre elle d'un poinçon de gaufrage chauffé à 65-80'C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique un traitement à la meule à la surface des plaques élémentaires avant le chauffage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, avant le chauffage, on recouvre les surfaces traitées mécani- quement d'un film d'élastomère de 0,1 à 0,3 mm d'épaisseur, d'un film de polyuréthanne élastomère par exemple.