Brevet FR2567067A1 — publié le 19860110

La préserve invention se rapporte à un procédé de fabrication de ousses de garniture pour divers usages, comme par exemple des coussins de siège ou-bien des garnitures décoratives appliquées à l'intérieur d'une automobile ou à un meuble. Les figures 1 à 5 montrent des housses de garniture selon l'art antérieur. Plus particulièrement, la figure 1 montre, en coupe, un coussin de siège comme comprenant une couche de surface 1, un capitonnage en polyuréthane mousse 2 et une couche d'appui 3 dans l'ordre nommé. Comme on peut le voir, la couche de surface 1 est soudée à la chaleur au capitonnage sousjacent 2 le long de lignes de soudure A, tandis que la couche d'appui 3 est soudée à la chaleur au capitonnage 2 qui la recouvre, le long de lignes de soudure 2a. Comme on peut le voir sur la figure 2, la couche de surface a des rainures ou gorges parallèles et obliques qui y sont formées en relief. Ces rainures parallèles et obliques a et b croisent les lignes de soudure 8 comme cela est indiqué, par exemple, en Aa et Ab. La figure 3 montre une partie de la couche de surface où deux rainures parallèles et obliques "a" et "b" croisent une seule ligne de soudure A.à échelle agrandie La figure 4 est une vue en coupe agrandie de la couche de surface faite suivant la ligne IV-iV de la figure 3. Quelquefois, ces rainures peuvent être courbées. Le problème d'une housse de garniture selon l'art antérieur réside dans le fait que la soudure est~incomplète dans les zones de croisement Aa, Ab où les rainures parallèles et obliques croisent les lignes de soudure, pour les raisons qui suivent (a) Lorsqu'un chauffage diélectrique ou autre dispositif de chauffage et de soudage est appliqué à une zone de croisement, l'espace vide empêche autant la production de chaleur qu'ailleurs dans la couche de surface 1. Plus particulièrement, dans le cas d'un chauffage diélectrique, la production de chaleur due au frottement intermoléculaire dans l'épaisseur du matériau diélectrique est insuffisante pour assurer un soudage complet en une zone de croisement.Même si l'espace vide dans la zone de croisement est comprimé pour réduire son volume, la densité apparente du matériau diélectrique reste encore à une faible valeur en comparaison à la partie solide de la couche de surface et en conséquence la quantité de chaleur produite dans la zone de croisement est inadéquate pour produire une soudure aussi bonne à la zone de croisement qu'ailleurs dans la couche de surface. Une méthode de chauffage et de soudage autre que le chauffage diélectrique ne permet pas non plus la formation d'une soudure complète en une zone de croisement. Plus particulièrement, on ne peut obtenir de soudure dans la zone de croisement ou bien l'on ne peut obtenir une soudure aussi forte et fiable qu'ailleurs dans la couche de surface. (b) Dans le cas où les lignes parallèles et obliques croisent les lignes de soudure à un angle relativement petit, il en résulte des zones allongées de croisement, et en conséquence le défaut ci-dessus mentionné est accru. (c) Un polyuréthane ordinaire, tel que celui utilisé dans un coussin en tissu cousu est moins motteux et a une meilleure élasticité ainsi que de meilleures autres caractéristiques physiques qu'un polyuréthane mousse à faible température de fusion ou un polyuréthane mousse imprégné d'un agent de soudage. Cependant, le polyuréthane ordinaire a une température de soudage relativement élevée et en conséquence une soudure parfaite aux zones de croisement est presqu'impossible. Par conséquent, un polyuréthane ordinaire, bien que souhaitable à utiliser, ne peut en réalité être utilisé. C'est la même chose avec l'article (e) ci-dessous. (d) Le polypropylène et d'autres matériaux qui ont uneperte diélectrique relativement faible, ou qui peuvent produire des étincelles lorsqu'ils sont soumis à un champ électrique à haute fréquence, ne peuvent être utilisés comme matériau de la couche de surface; des soudures incomplètes peuvent résulter dans les zones de croisement Aa, Ab dans une couche de surface à raies, ou bien dans les zones en creux dans une couche de surface en relief E voir article (e) ci-dessousj , et l'aspect plaisant de la couche de surface peut être abîmé par les étincelles. Quelquefois, les étincelles apparaissent sur une couche de surface enduite d'un revêtement ignifuge et analogue bien que l'aspect des étincelles dépende de la sorte du matériau de revêtement utilisé. (e) La figure 5 montre une couche de surface I en relief qui porte des zones en creux C. La soudure est presqutimpossible dans toute zone de croisement où une ligne de soudure croise un creux. Même si chaque zone de creux dans une couche de surface est très faible comme dans le cas d'espaces entre des points dans une étoffe tricotée ou en fil grossier, une soudure au rembourrage sous-jacent est presqu'impossible. On rencontre la même difficulté pour souder une couche de surface ayant un motif en relief à son dos. Une étoffe ordinaire, une étoffe tricotée ou une étoffe non tissée a une surface irrégulière et par conséquent cette étoffe ne peut être fermement soudée au capitonnage sous-jacent. De même, on ne peut obtenir aucune soudure parfaite en un point de croisement où une ligne de soudure croise des couches qui se chevauchent. (f) Dans le cas où l'on utilise une étoffe teinte comme couche de surface 1 et dans le cas où la teinture utilisée contient un métal, la partie teinte de l'étoffe quand elle est soumise au chauffage diélectrique, peut avoir son aspect gEté. (g) Dans le cas ou le chauffage diélectrique ou toute autre technique conventionnelle de chauffage et de soudage ne peut produire une soudure ferme d'une couche de surface au rembourrage sous-jacent, la couche de surface et le rembourrage sous-jacent doivent être cousus ensemble. C'est un travail fastidieux. La présente invention a pour objet un procédé de soudage d'une couche de surface, d'un capitonnage et d'une couche d'appui, sans présenter les inconvénients décrits ci-dessus. Pour atteindre cet objectif, dans un procédé de fabrication de housses de garniture selon l'invention, on utilise un soudage par ultrasons pour ainsi souder une couche de surface, un capitonnage et une couche d'appui quel que soit le matériau utilisé pour former ces trois couches ou quelle que soit la condition de surface de ces couches. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la descriprion explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'une housse de garniture; - la figure 2 montre, en plan, un fragment de la housse de garniture; - la figure 3 montre des zones de croisement Aa et Ab où une ligne de soudure "A" coupe deux gorges "a" et "b" à échelle agrandie; - la figure 4 est une vue en coupe schématique d'une partie de la housse de garniture faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3; ; - la figure 5 montre, en plan, un fragment d'une housse de garniture en relief; - la figure 6 est une vue en coupe schématique d'un corps en trois couches pris en sandwich entre des plaques opposées de support de cornes à souder par ultrasons; - la figure 7 est une vue en coupe du corps à trois couches pris en sandwich entre des supports opposés; et - la figure 8 est une vue en coupe schématique de l'une des cornes à souder par ultrasons, faite suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7. Sur la figure 6, une couche de surface 1, un capitonnage 2 et une couche d'appui 3 sont disposés dans l'ordre nommé, et le corps à trois couches ainsi formé est pris en sandwich entre deux plaques opposées de support 4 et 5. Plus particulièrement, le support inférieur 5 est poussé contre la couche de surface 7 avec des protubérances associées Sa (largeur "t") appliquées le long des lignes de soudure n, qui s'étendent à travers des gorges "a", "b tl comme le montre la figure 3.Le support supérieur 4 est poussé contre la couche d'appui 3 avec les cornes associées 4A (largeur 11T'!) appliquées à la couche d'appui en relation face aux protubérances Sa. Comme on l'a précé demment mentionné, il apparat un espace vide à chaque zone de croisement où la ligne de soudure croise des gorges. Une force est appliquée à la plaque supérieure de support 4 pour comprimer le corps à trois couches , et ensuite une vibration ultrasonique est transmise par chaque corne de la plaque supérieure 4 à la contreprotubérance de la plaque inférieure 5 à travers la couche d'appui 3, le capitonnage 2 et la couche de surface I. La couche de surface 1 est comprimée de façon que les espaces vides aux zones de croisement ka, Ab se réduisent de volume et l'onde ultrasonique traverse ces espaces vides diminués. Alors, de la chaleur est produite en particulier autour des zones de la couche d'appui 3 juste en dessous des cornes à souder par ultrasons 4A (largeur 'Te') et autour des zones de la couche de surface 1 juste au-dessus des protubérances (largeur 't3 et par suite, la couche de surface I se trouve soudée au capitonnage 2 qui la recouvre le long des lignes de soudure comme indiqué en 2a sur la figure 1.Comme on peut le voir, la corne à souder par ultrasons a une largeur PPT relativement importante en comparaison à la largeur 19t de la protubérance opposée et par conséquent l'onde ultrasonique de la corne converge vers la contre-projection, pour ainsi chauffer efficacement et souder la couche de surface 1 au capitonnage la recouvrant 2 le long de chaque ligne de soudure. De même, la couche d'appui 3 est chauffée et soudée au capitonnage sous-jacent dans les zones choisies de la couche d'appui juste en dessous des cornes à souder par ultrasons. La méthode de chauffage diélectrique nécessite une feuille d'isolement. Usuellement, la méthode de chauffage ultrasonique ne nécessite pas de feuille d'isolement. il y a cependant certaines occasions où l'utilisation d'une feuille d'isolement est efficace pour améliorer la production de chaleur, bien que cela dépende de la sorte de matériau qui est utilisé . Alors, une feuille d'isolement est disposée entre-la plaque supe- rieure 4 et la couche d'appui 3 pour améliorer l'effet de soudure. Une feuille de tissu haute fréquence a été disposée sur la couche d'appui 3 et ensuite une feuille de tissu Empire a été disposée sur la feuille de tissu haute fréquence. Ces tissus ont été soumis à la chaleur produite par l'onde ultrasonique, pour ainsi accélérer le chauffage du corps à trois couches sous-jacent.Le tissu Empire, quand il est chauffé, peut s'amollir, mais le tissu haute fréquence ou un tissu enduit de silicone ne peut s'amollir à une température élevée, et il est facile à séparer d'un moule. Une feuille de fibre de verre enduite de résine de tétrafluorure d'éthylène, supérieure par sa résistance à la chaleur et facile à séparer d'un moule, peut être utilisée dans le même but. Dans un exemple de soudure à ultrasons en utilisant une feuille d'une fibre de verre enduite de résine de tétrafluorure d'éthylène, la machine à souder par ultrasons fonctionnait à 22 kHz. La figure 8 montre une vue en coupe schématique faite suivant la ligne Vili-Vili de la figure 7 et en regardant comme cela est indiqué par les flèches. Comme on peut le voir, la corne 4 se compose de sections 4A, 4B, 4C ... et ces sections peuvent fonctionner indépendamment. Cependant, dans le cas d'une ligne de soudure relativement courte, la corne ne doit pas être sectionnée. Lorsque 1ton entreprend en réalité un soudage par ultrasons, la relation de position de la corne, du corps à trois couches et des protubérances montrée sur les figures 6 et 7 peut être retournée. Comme on l'a déjà mentionné ci-dessus aux articles (b), (c), (d) et (e), les espaces vides dans les zones de croisement Aa, Ab empêchent des soudures complètes de la couche de surface et de la couche d'appui au capitonnage intermédiaire dans les zones de croisement lorsqu'un chauffage diélectrique ou tout autre chauffage conventionnel est appliqué.De même,comme on l'a déjà décrit ci-dessus aux articles (c), (d), (f) et (g), une soudure complète ne se produit pas dans un matériau dont la perte diélectrique reste à une faible valeur et lion ne peut obtenir une soudure satisfaisante dans un capitonnage de polyuréthane ordinaire ou un matériau pouvant provoquer des étincelles lorsqu'il est soumis à un champ électrique à haute fréquence Cependant, la soudure ultrasonique assure le soudage complet de tels matériaux ainsi que de matériaux à surface irrégulière ou en relief. La technique de soudure par ultrasons ne nécessite pas de feuille d'isolement. i#ême si cette feuille d'isolement est utilisée dans la soudure par ultrasons, elle n'est pas consommée comme elle-le serait avec un chauffage diélectrique. On n'obtint que quelques produits défectueux en comparaison à d'autres méthodes de chauffage et de soudage, et le prix de production est relativement bas. La résistance de la soudure est accrue, et un aspect plaisant est garanti. Le procédé selon l'invention ne doit pas être limité à des housses de garniture comprenant chacune une couche de surface, un capitonnage et une couche appui. Le procédé selon l'invention peut également s'appliquer à des housses de garniture comprenant chacune une couche de surface, un capitonnage et un panneau dur à la place de la couche d'appui. Alors, une telle housse de garniture peut être utilisée comme garniture d'ornement à appliquer à ltintérieur d'une portière d'automobile ou à un meuble dans des buts d'ornement ou de décoration. R E X E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de fabrication d'une housse de garniture, caractérisé en ce qu'il consiste à agencer des cornes à souder par ultrasons (4A) et des protubérances opposées (5a) de façon à être en conformité avec une forme finale donnée à laquelle doit correspondre ladite housse; mettre en sandwich une couche de surface (1), un capitonnage (2) et une-couche d'appui (3) ou un panneau dur entre l'agencement des cornes à souder par ultrasons et l'agencement des protubérances opposées; comprimer le corps en trois couches entre ces agencements; et soumettre le corps en trois couches à une onde ultrasonique pour chauffer et souder le corps en trois couches dans ses zones choisies. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape précitée de préparer un agencement de cornes à souder par ultrasons consiste à agencer un certain nombre de sections de corne pour qu'elles soient en conformité avec une forme finale donnée à laquelle ladite housse doit correspondre. 3. Housse de garniture, caractérisée en ce qu'elle comprend une structure à trois couches composée d'une couche de surface (î) avec des ondulations, d'un capitonnage (2) en mousse de polyuréthane ordinaire et d'un matériau d'appui (3), qui sont soudés ensemble en des parties données par la chaleur produite par une vibration à ultrasons, les ondulations de ladite couche de surface étant aplaties et soudées auxdites parties données par application de la pression d'un moyen formant corne à ultrasons (4A)