Brevet FR2617064A1 — publié le 19881230

PROCEDE ET INSTALLATION DE FINISSAGE AUTOMATIQUE DE MATERIAUXSOUPLES, ET NOTAMMENT DE CUIRS OU PEAUX, ENTIERS OU PREDECOUPES La présente invention a pour objet un procédé ainsi qu'une installation de finissage automatique de matériaux souples et de cuirs ou peaux, entiers ou pré- découpés et l'utilisation des-produits qui en découlent dans les industries de la chaussure, de la maroquinerie, de l'automobile, du vêtement, de la sellerie et autres domaines utilisant des cuirs et des matériaux souples tels que tissus, non tissés. papiers, syndermes, enduits ou non. Actuellement, le finissage des cuirs est réa- lisé essentiellement en tannerie-mégisserie, de façon semi-automatique, avec des peaux entières. Ce finissage est réalisé en plusieurs étapes consistant à projeter par pistolettage sur les peaux des produits de finissage en solution ou en dispersion dans un milieu solvant ou aqueux et à faire sécher les peaux, généralement dans des tunnels à convection d'air chauffés à 70-80 C, ces étapes étant répétées jusqu'à l'obtention d'une couche de finition satisfaisante. Une telle technique de finissage nécessite un séchage de très longue durée, de façon à évaporer tota- lement les solvants ou l'eau utilisés, qui constituent 80 à 95 % du produit de finissage, ainsi que des installa- tions de séchage très importantes. Le séchage entraîne en outre- une certaine pollution, notamment par l'évaporation des solvants, et un stockage de peau important, puisqu'environ 8 jours sont nécessaires pour effectuer le finissage d'une seule peau. Cette technique de finissage classique implique également de nombreuses manipulations de prise et de reprises des peaux pour le séchage et l'application du produit et ne se conçoit donc en tannerie qu'avec des peaux, entières ou découpées en bandes. Enfin, les installations relativement lourdes nécessaires pour les opérations de finissage imposent le traitement de séries de peaux importantes pour être rentabilisées. Or, la tendance actuelle des marchés situés en aval de la tannerie-mégisserie, notamment dans le domaine de l'industrie de la confection et de la chaussure, est à la diversité de plus en plus grande des séries, cor- respondant à une demande croissante de la clientèle en collections nouvelles ou réassortiments. Cette grande diversité des séries impose des changements de couleur, de produits de finissage, difficiles à réaliser rapi- dement du fait de la lourdeur des installations existantes. Le but de la présente invention est donc de remédier à ces inconvénients et de concevoir un procédé ainsi qu'une installation de finissage permettant de raccourcir la durée de celui-ci afin de diminuer les stocks nécessaires, de pouvoir répondre plus rapidement aux tendances de la mode, de raccourcir les délais de livraison et de répondre aux demandes de réassortiment, ainsi que de réaliser cette opération de façon automa- tique. Un autre but de la présente invention est de concevoir une installation permettant le traitement de matériaux souples déformables. tels que tissus, non tissés, papiers, syndermes (enduits ou non) et de cuirs, déjà prédécoupés, immédiatement avant la fabrication de la chaussure, du vêtement ou des articles.destinés à la maroquinerie, l'ameublement et l'automobile, entre autres. Ce but est atteint en ce que le procédé selon l'invention comprend, en combinaison, les étapes suc- cessives effectuées en continu et consistant à: - appliquer sur la peau, à l'aide d'une machine d'im- pression en continu, un produit de finissage com- prenant de 90 à 100 % de matière active photopoly- mérisable sous rayonnement, - photopolymériser le produit de finissage, effectuer une opération de satinage ou de grainage, ces différentes étapes étant répétées jusqu'à obtention de l'aspect de finissage désiré. L'utilisation d'un produit de finissage à base de 90 à 100 % de matière active, et donc pratiquement sans solvant ni milieu aqueux, permet de supprimer la phase de séchage des procédés traditionnels et de la remplacer par une simple opération de polymérisation sous un rayonnement approprié, cette polymérisation s'effec- tuant très rapidement et pouvant donc être effectuée en continu avec les autres opérations d'application du produit et de satinage ou grainage de la peau. Ce procédé permet donc de supprimer toutes les manipulations de prise et de reprise des peaux dans le procédé traditionnel liées aux étapes de séchage. Il permet également d'éliminer le stockage des peaux entre deux opérations du fait que les peaux sont traitées en continu. Enfin, l'application du produit de finissage moyen d'une machine d'impression permet d'assurer le dépôt en surface de la peau d'une couche très mince et uniforme de ce produit. De toute façon. le procédé et l'installation selon l'invention seront bien compris et d'autres caractéristiques de ceux-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé illustrant à titre d'exemples non limitatifs plusieurs formes de réalisation de cette installation. figure 1 est un schéma de l'installation selon une première forme de réalisation, figure 2 est un schéma de l'installation selon une seconde forme de réalisation, figure 3 est un schéma du principe de fonc- tionnement en direct de la machine d'impression, figure 4 est un schéma du principe de fonc- tionnement en inverse de la machine d'impression. Ainsi que le montre la figure 1, l'installa- tion de finissage selon l'invention comprend une succes- sion de machines disposées en modules, en l'occurence deux modules, 1 et 2, les unes à la suite des autres. Chacun des modules 1 et 2 comprend une machine d'impression 11, 21, permettant d'appliquer le produit de finissage, un four à rayonnement ultra-violet 12, 22 permettant de polymériser le produit de finissage et une machine de satinage ou grainage 13,23 destinée à l'ob- tention de l'état de surface désiré. Bien entendu, le nombre de modules est fonction du nombre de couches de produit de finition devant être appliquées et peut être augmenté ou diminué par rapport à celui indiqué dans le présent exemple. Ainsi que le montrent notamment les figures 3 et 4, chaque machine d'impression 11, 21 est une ma- chine dite de type mille points. Elle est constituée de deux cylindres 14,15 d'axes horizontaux disposés l'un au-dessus de l'autre. Le cylindre supérieur 14 est un cylindre gravé com- prenant une multitude d'alvéoles 14a destinées à rece- voir le produit de finissage 16. Une racle 17 s'étendant parallèlement à l'axe du cylindre 14 dans la partie supérieure de celui-ci permet d'appliquer sur la surface de celui-ci la quan- tité désirée de produit de finissage 16. Un tapis transporteur 19 passe entre les deux cylindres 14 et 15 et amène entre ceux-ci la pièce de cuir ou peau 18 devant être revêtue de la couche de fini- tion. Les deux cylindres 14,15 peuvent tourner en sens inverse l'un de l'autre comme indiqué par les flèches 14b et 15b, comme montré à la figure 3, le cy- lindre supérieur 14 tournant dans le sens inverse du sens de déplacement 19b du tapis transporteur 19. De ce fait, la quantité de produit de finissage 16 déposée sur les pièces de cuir ou de peau 18 est liée à la taille des alvéoles 14a du cylindre 14 ainsi qu'à la vitesse de rotation du cylindre 14. Dans ce cas, le dépôt de produit de finissage 16 sera donc d'autant plus important que le cylindre 14 tournera plus vite. Les deux cylindres 14,15 peuvent également tour- ner dans le même sens comme indiqué par les flèches 20 (cf fig. 4), ce sens étant le même que le sens de dépla- cement 19b du tapis transporteur 19. Dans ce cas, la quantité de produit de finissage déposée est simplement proportionnelle à la dimension des alvéoles 14a. On notera que les cylindres 14,15 permettent l'application d'une couche uniforme 16a de produit de finissage sur les pièces de cuir ou de peau 18. Le produit de finissage 16 est un liquide com- prenant de 90 à 100 % de matières actives photopolyméri- sables sous rayonnement ultra-violet. Ce produit com- prend des pré-polymères insaturés, et des monomères li- quides auxquels sont ajoutés des photo-initiateurs. Les prépolymères sont constitués par des uréthanes acrylates di ou trifonctionnels comportant des insaturations acryliques, se présentant sous forme de liquides -de faible masse molaire. Les photo-initiateurs sont de préférence des cétones aromatiques pouvant être associés à des amines tertiaires entant que co-initiateurs. Le produit de finissage comprend également des matières colorantes pouvant être constituées par des: - pigments minéraux,noir de carbone, - pigments organiques, - - colorants métallifères. Ces formulations peuvent également contenir de O à 5 %-de solvants organiques, destinés à règler la viscosité du produit de finissage 16 et à faciliter l'ap- plication de celui-ci. Lors du passage dans le four à rayonnements ultra-violets 12, 22, les photo-initiateurs provoquent la réticulation des monomères et des prépolymères de façon à donner des polymères finaux. On notera que cette polymérisation du produit s'effectue quasiment instantanément. Les monomères jouent dans ce cas le rôle de diluants des pré-polymères mais du fait de leur réacti- vité, ils sont intégrés au film de polymères se pro- duisant et il n'y a donc pas d'évaporation de produit mis à part celle de O à 5 % de solvants organiques éventuel- lement contenus dans le produit de finissage. On comprend donc bien que dans ce cas, plus aucune opération de séchage n'est donc nécessaire et qu'à la sortie du premier four 12 une seconde couche de produit de finissage peut être immédiatement appliquée dans le second module 2 de l'installation. Les fours de rayonnements ultraviolets 12. 22 sont des fours de type classique. Ils comprennent chacun un convoyeur 25 en matériau inoxydable traversant ce four de part en part. Ces convoyeurs sont surmontés de façon connue en soi de lampes focalisantes (non représentées sur le dessin) et émettant un rayonnement ultra-violet de fré- quence comprise entre 150 à 700 nm. A la suite de chaque four 12,22 est disposée une machine de satinage ou grainage 13,23 dont le but est soit d'augmenter le brillant de la couche de finition (c'est l'opération de satinage), soit.d'imprimer sur cette couche de finition un relief déterminé (opération de grainage). Chacune de ces machines est constituée de deux cylindres, l'un supérieur 26 dit de travail et l'autre inférieur 27, et d'axes respectivement 26a et 27a hori- zontaux. Le cylindre de travail 26 est chauffé entre 60 et 160 degrés C et appuie sur les pièces 18 avec une pression règlable. Celles-ci sont amenées par un tapis trans- porteur 28 sans fin qui traverse la machine et passe entre les deux cylindres 26,27. Le cylindre de travail 26 a une surface lisse dans le cas ou l'on désire réaliser une opération de satinage et a une surface grainée pour réaliser une opé- ration de grainage. La machine de satinage ou de grainage est conçue de façon à permettre un changement facile du cy- lindre 26. Ainsi que le montre la fig. 1, les cylindres 26 et 27 tournent en sens inverse (flèches 26b et 27b), le cylindre de travail tournant dans le même sens que le tapis transporteur 28 (flèche 28b). Ainsi qu'on le concevra aisément, l'installation de finissage selon l'invention permet a'obtenir au moyen d'un seul passage dans les différents modules 1 et 2 de celle-ci, la couche de finissage désirée et sans néces- sité de séchage ultérieur. On peut noter que la couche de finissage appliquée, bien que généralement colorée, peut être également incolore. Le nombre de couches de finissage appliquées dépend bien entendu de l'aspect de finissage souhaité. Cependant, avec une machine'd'impression per- mettant, par passage à une vitesse d'environ 10 m/mn, un dépôt compris entre 10 et 25 g/m2. ce nombre de couches ne devra pas excéder trois, pour obtenir un film uniforme sec, de façon que pour des raisons pratiques, les pièces de cuirs ne deviennent pas rigides et soient facilement manipulables et empilables. On notera également que la viscosité de la formulation pigmentée est comprise entre 2 et 50 poises. Enfin, les cuirs obtenus, sous formes de pièces prédécoupées par le présent procédé, doivent, à titre d'illustration, répondre aux caractéristiques suivantes: - bonne tenue au flexomètre Bally: pas de fendillement visible ni de décollement du film après: 20.000 flexions en humide 100.000 flexions à sec. - bonne tenue aux frottements VESLIC: pas ou peu de dégorgement sur le feutre et pas d'élimination du film par décollement après: 5. 100 va et vientsen humide va et vientsà sec. L'obtention de ces deux caractéristiques essentielles ne devra pas l'être au détriment de l'aspect: uniformité de brillant et de couverture et toucher lisse et sec. La figure 2 montre un autre exemple de réa- lisation de l'invention dans laquelle l'installation est également constituée de deux modules 101, 102 qui sont disposés ici non pas en ligne mais parallèlement l'un à l'autre. Dans cette installation, de même que dans l'installation précédemment décrite, chaque module 101, 102 est constitué respectivement d'une machine d'impres- sion 111, 121. d'un four 115 et d'une machine de satinage ou grainage 113, 123. La seule différence par rapport à l'installation de la figure 1 réside dans le fait que le four 115 s'étend à la fois sur les deux modules 101 et 102, les autres machines 111, 113, 121. 123 étant iden- tiques aux machines 11, 13, 21 et 23 décrites précé- demment. Cette disposition permet de n'avoir qu'un seul four 115 pour deux modules successifs et est donc parti- culièrement avantageuse. Dans ce cas, la machine de satinage ou de grai- nage 113 du premier module 101 est reliée à la machine d'impression 121 du second module 102 par un convoyeur en forme de demi-cercle apte à faire effectuer un demi-tour aux pièces sortant du premier module et entrant dans le second module. Bien entendu, les différents tapis transpor- teurs 19, 25 et 28 des différentes machines de chaque module sont conçus de façon à réaliser un transport 2.617064 continu de chaque pièce de cuir ou de peau 18 devant être traitée depuis l'entrée de l'installation jusqu'à la sortie de celle-ci. En outre,un système de régulation ou d'accou- plement entre ces différents tapis peut être prévu de façon à convoyer les pièces à la même vitesse. On notera que cette disposition permet d'avoir une alimentation et une évacuation de l'installation entièrement automatique. On concevra donc que l'installation selon l'invention est particulièrement adaptée au traitement de matériaux souples et en particulier de peaux déjà dé- coupées puisqu'il n'implique aucune manipulation de celles- ci. Elle peut, bien entendu, être également appliquée à des pièces entières. L'installation selon l'invention est donc particulièrement adaptée au traitement de matériaux souples et en particulier de pièces de cuir au sein même de l'entreprise de fabrication de chaussures ou similaire et elle permet donc une adaptation rapide aux tendances variables du marché. Bien entendu, dans ce cas, des systèmes seront prévus pour permettre un nettoyage rapide des machines d'impression ainsi qu'un changement rapide du produit de finissage utilisé. Si nécessaire, un système d'aspiration ou de dépression pourra être prévu au niveau de chaque tapis transporteur pour maintenir les pièces. Si nécessaire également, un système de type racle pourra être prévu au niveau des rouleaux d'impres- sion et de satinage afin d'empêcher l'adhérence sur ceux- ci des pièces traitées. Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisations mais en englobe. au contraire, toutes les formes de réalisa- tions. REVENDICATIONS 1- Procédé de finissage automatique de maté- riaux souples et notamment de pièces (18) de cuirs ou peau, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, les étapes successives effectuées en continu et consis- tant à: - appliquer sur la pièce (18) à l'aide d'une machine d'impression en continu (11, 21, 111. 121), un produit de finissage (16) comprenant de 90 à 100 % de matière active photopolymérisable sous rayonnement, - photopolymériser le produit de finissage (16), - effectuer une opération de satinage ou de grainage, ces différentes étapes étant répétées jusqu'à obtention de l'aspect de finissage désiré. 2- Procédé de finissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit de finissage (16) utilisé est un produit photopolymérisable sous rayonne- ment ultra-violet. 3- Procédé de finissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le produit de finissage (16) comprend des pré-polymères insaturés, des monomères li- quides ainsi que des photoinitiateurs. 4- Procédé de finissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le nombre de couches de finissage appliquées est limité à trois dans le cas d'une quantité de produit de finissage déposé comprise entre 10 et 25 g/m2 par passage à la machine d'impression. - Procédé de finissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la vis- cosité du produit de finissage est comprise entre 2 et poises. 6- Installation de finissage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un module constitué par une machine d'impression en continu (11, 21, 111, 121), un four à rayonnement ultra- violet (12, 22, 115) et une machine de satinage et de grainage (13, 23, 113, 123), ces différentes machines étant disposées de façon à réaliser un transport continu des pièces (12) d'une machine à l'autre. 7- Installation de finissage selon la revendi- cation 6,- caractérisée en ce que la machine d'impression en continu (11,21,111,121) est une machine de type mille points. 8- Installation de finissage selon la reven- dication 7, caractérisée en ce que la machine d'impres- sion en continu est constituée de 2 cylindres (14, 15) d'axes horizontaux et d'un tapis transporteur (19) passant entre les deux cylindres et amenant entre ceux-ci la pièce (18) devant être travaillée. 9- Installation de finissage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8. caractérisée en ce que l'installation est constituée de deux modules (101, 102) disposés parallèlement l'un à l'autre et en ce qu'un convoyeur (130) en forme de demi-cercle relie la machine de satinage ou grainage (113) du premier module (101) à la machine d'impression (121) du second module. - Installation de finissage selon la reven- dication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend un seul four (115) à rayonnement ultra-violet s'étendant à la fois sur les deux modules (101) et (102).