Brevet FR2680478A1 — publié le 19930226

La présente invention concerne un produit industriel nouveau constitué par un matériau composite à base de cuir, ou de succédanés du cuir, ce produit étant utilisable notamment pour le revêtement de certains objets, dans le domaine de l'habillement, en particulier de la chaussure, ainsi que pour certaines applications industrielles. On sait que le cuir, obtenu depuis des temps immémoriaux par tannage de peaux d'animaux, est un matériau esthétique, résistant et imputrescible, qui a toujours été très apprécié dans la vie quotidienne et en particulier pour la fabrication de chaussures. Toutefois, le cuir étant pratiquement dépourvu d'élasticité, il est fréquent que les personnes affectées d'une déformation du pied, soient très gênées par des chaussures correspondant cependant à leur pointure, au point de ne pas pouvoir supporter ces chaussures de façon prolongée. L'utilisation de matériaux élastiques classiques en remplacement du cuir n'est pas satisfaisante notamment du fait de leurs caractéristiques mécaniques propres, car, soit le pied n'est pas suffisamment maintenu par rapport à la semelle, soit les différentes régions du pied concernées sont soumises à une pression relativement forte qui est défavorable pour la circulation sanguine. De plus, l'aspect des matériaux élastiques ne peut concurrencer le cuir d'un point de vue esthétique. La présente invention a pour but de présenter un matériau à base de cuir, de réalisation économique, conservant l'esthétique du cuir, sans présenter les inconvénients ci-dessus. La présente invention vise également un procédé pour la fabrication d'un tel matériau à base de cuir. Elle concerne encore des applications de ce matériau composite pour des usages de la vie courante ou des usages industriels. La présente invention a pour objet un matériau composite à base de cuir, caractérisé en ce qutil comprend: - une âme sensiblement plate constituée au moyen d'un élastomère naturel ou synthétique, pouvant être sensiblement allongée de façon réversible sous l'effet d'une traction selon au moins une direction d'élasticité; - sur l'une au moins des faces de l'âme et adhérant fermement à cette dernière, une feuille de cuir ou de succédané du cuir, mince et souple, soumise au repos par ladite âme à une rétraction résultant d'une contrainte en compression, correspondant sensiblement à ladite direction et capahle ainsi d'extension en cas d'allongement de l'âme sous une action extérieure dans la direction d'élasticité. Dans ces conditions, lorsqu'on soumet le matériau composite ainsi constitué à une traction compatible avec la direction d'élasticité de l'âme, on peut lui donner un allongement substantiel et de manière réversible. On a ainsi réalisé un "cuir élastique" dont le taux d'allongement élastique est sensiblement compris entre 5% et 40%. Grâce à l'invention, il est en outre possible de disposer d'un nouveau matériau présentant des caractéristiques mécaniques remarquables, car ce matériau, qui a l'aspect et le toucher du cuir, notamment du daim, possède une élasticité avec un taux d'allongement maximal et, au-delà de cet allongement maximal, on retrouve sensiblement les caractéristiques du cuir qui s'oppose pratiquement à un allongement complémentaire. En d'autres termes, on obtient un matériau à élasticité contrôlée selon au moins une direction déterminée. On comprend qu'on puisse en particulier réaliser avec ce matériau des chaussures qui présentent localement une certaine élasticité tout en maintenant convenablement le pied, et qui en définitive sont mieux adaptées pour chausser des personnes ayant les pieds sensibles ou déformés. La présente invention a ainsi pour objet un procédé pour fabriquer un matériau à base de cuir -ou produit similaire- ayant une forme générale plate et un contour prédéterminé et pouvant être allongé de façon réversible selon au moins une direction d'allongement, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:: a) on découpe une feuille d'un élastomère naturel ou synthétique de structure uniforme ou composite, ayant au moins une direction d'élasticité, en lui donnant une forme qui, lorsque la feuille élastique est détendue, est proche dudit contour prédéterminé, cette feuille constituant l'âme du matériau; b) on soumet ladite âme à une extension élastique sensiblement selon l'une des directions d'élasticité possibles et on la maintient temporairement en extension; c) on découpe au moins une feuille de cuir ou de succédané du cuir, mince et souple en lui donnant une forme telle qu'on puisse lui faire recouvrir entièrement au moins sur une face l'âme élastique en position d'extension; d) on enduit les faces concernées de l'âme élastique et de la feuille de cuir d'une colle souple du genre utilisé en cordonnerie;; e) on applique l'une contre l'autre les faces encollées respectivement de l'âme élastique et de la feuille de cuir; f) après collage, on libère l'âme élastique pour lui laisser reprendre par rétraction sa position naturelle en entrainant avec elle la feuille de cuir, ce qui crée dans celle-ci une contrainte de compression, lui conférant une capacité d'extension élastique ultérieure. La présente invention a enfin pour objet l'application du matériau à base de cuir, tel que défini plus haut, à la réalisation d'objets à élasticité contrôlée pour une utilisation individuelle ou industrielle. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront dans la description que l'on va donner maintenant, à titre non limitatif, de modes de réalisation de cette invention, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un premier mode de réalisation d'un matériau conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale selon II-II de la figure 1; - les figures 3 et 4 sont des vues de dessus respectives d'un morceau de cuir et d'un morceau de tissu élastique destinés à être combinés pour réaliser le matériau de la figure 1; - les figures 5 et 6 sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe transversale selon VI-VI, d'un deuxième mode de réalisation conforme à l'invention; - la figure 7 est une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation d'un matériau conforme à l'invention;; - la figure 8 est une vue schématique en perspective montrant l'une des phases d'un procédé de fabrication du matériau de la figure 7; - la figure 9 montre de façon similaire une étape suivante du procédé en question; - les figures 10 à 12 sont des vues schématiques en perspective de diverses chaussures réalisées conformément à l'invention. Un premier type de matériau à base de cuir conforme à l'invention est représenté sur les figures 1 et 4, où il est désigné par le repère 1. Dans l'exemple considéré, à élasticité unidirectionnelle, le matériau 1 se compose d'une âme constituée par une bande de tissu élastique 2 à élasticité longitudinale dans le sens F (figure 3), c'est-à-dire que par une traction selon cette direction, on peut amener le bord 4 en position 4a par déformation élastique, l'autre bord 5 étant supposé fixe. L'autre constituant du matériau composite 1 est une feuille de cuir souple et mince 3, du genre box ou cuir velours, ou velouté, ou tout autre succédané du cuir de texture similaire. Les composants 2 et 3 sont rendus fermement adhérents l'un à l'autre par une colle souple de cordonnerie, alors que l'âme 2 est en extension et présente une longueur au moins égale à celle de la feuille de cuir 3 au repos. Comme on le verra plus loin, on fait en sorte que dans le matériau fini 1, l'âme élastique 2 soit sous légère tension résiduelle selon G, alors que la feuille de cuir 3 adjacente est en compression longitudinale, ce qui lui confère une surface présentant des micro-ondulations, pratiquement invisibles à l'oeil nu, surtout dans le cas d'un cuir du genre daim ou velours. A titre d'exemple non limitatif, les constituants de départ peuvent être les suivants: La bande élastique 2, de dimensions 29 cm x 12 cm, peut être un tissu élastique de composition: I. Elastomère (caoutchouc):37% Coton: 34% Polyester: 29% ou bien: II. Elastomère: 45% Coton: 7% Polyamide: 48% Cette bande peut être étirée élastiquement dans le sens de la longueur. La bande de cuir souple 3, de dimensions 41 cm x 12 cm, a une épaisseur d'environ 0,3 mm et provient d'une peau d'animal tel que le veau ou la chèvre , traitée par un tannage au chrome ou au semichrome. La faible épaisseur du cuir est favorable à sa souplesse. Néanmoins, en adaptant le tannage, on peut obtenir un cuir souple d'épaisseur proche de 1 mm. A l'opposé, il est préférable de ne pas rechercher une épaisseur inférieure à 0,2 mm, car les qualités mécaniques d'un cuir plus mince deviendraient insuffisantes. La colle utilisée est une colle de cordonnerie, telle qu'une colle à base de néoprène et de solvants cétoniques, connue dans le commerce sous le nom de CORAFIX P44. On peut également utiliser des colles à base de latex ou de polyuréthane. Le matériau fini 1 présente un taux d'allongement réversible supérieur à 25% (position d'extension la, figure 1), sous l'effet d'une traction longitudinale F, ce qui lui confère les propriétés d'un cuir élastique. Un deuxième type de matériau conforme à l'invention est représenté sur les figures 5 et 6 où il est désigné par la référence 9. Ici, les deux faces de l'âme de tissu élastique 2 à élasticité longitudinale sont recouvertes d'une feuille de cuir 8 qui enveloppe complètement la bande lastique 2 et a par conséquent une largeur initiale double de celle de l'âme 1, la longueur de la feuille 8 correspondant sensiblement à celle de l'âme 2 en position d'extension élastique maximale selon F (positions en traits mixtes sur la figure 5). Les deux bords longitudinaux de la feuille de cuir 8 se rejoignent sensiblement selon une ligne de jonction 11 suivant une des faces de la bande composite ainsi formée. On peut aussi, si on le désire, faire en sorte que la ligne de jonction 11 suive l'un des bords longitudinaux de la bande 2. Les autres caractéristiques des composants du matériau 9 étant identiques à celles précédemment indiquées pour le matériau 1, le taux d'allongement réversible d'un tel matériau à deux couches de cuir est compris entre 20 et 25%. Un troisième type de matériau conforme à 1 invention est représenté sur la figure 7 où il porte la référence 13. I1 comporte une âme centrale formée par une feuille de caoutchouc 14 ayant une épaisseur sensiblement comprise entre lmm et 2mm, par exemple une épaisseur d'environ lmm, sur laquelle sont collées respectivement de part et d'autre deux couches de cuir d'épaisseur égale à environ 0,3 mm. La colle utilisée est identique à celle correspondant aux deux premiers matériaux 1 et 9. Ce troisième type de matériau 13 a l'intérêt de présenter une élasticité multidirectionnelle (schématisée par les diverses flèches), ce que ne possédaient pas les deux premiers types. Toutefois, son taux d'allongement réversible, compris entre 10% et 15%, est sensiblement inférieur. On notera que dans l'exemple considéré l'un des bords de l'âme 14 est également recouvert par la feuille de cuir. Le procédé de fabrication d'un matériau conforme à l'invention à double face garnie de cuir, y compris l'un des bords de l'âme élastique, est illustré sur les figures 8 et 9. On part d'une bande de tissu élastique 21 à élasticité longitudinale, analogue par exemple à la bande 2 de la figure 3, cette bande ayant à l'état détendu une longueur L0 proche de celle du matériau fini, puis parallèlement, on découpe une feuille de cuir souple 22 en lui donnant une longueur M légèrement inférieure à la longueur LI de l'âme 21 en position d'extension élastique maximale selon F. On donne aussi à la feuille 22 une largeur K sensiblement double de celle k de l'âme 21. Après avoir encollé les deux faces de l'âme 21 et la face supérieure de la feuille 22, supposée mise à plat sur un support S, on fixe par des moyens quelconques tels que des pointes 23 sur ledit support S l'âme 21, on l'amène par traction suivant F à sa position d'extension élastique maximale 21a en l'appliquant sur la feuille 22 et on la fixe en cette position par d'autres pointes 24. On rabat alors suivant R la feuille 22 autour du bord 21b de l'âme 21 de manière que les trois bords longitudinaux de l'âme 21 et de la feuille 22, coïncident (figure 9). On maintient le matériau sandwich ainsi constitué sous forte pression jusqu'à prise finale de la colle, laquelle doit rester souple à ce stade. Puis on retire les pointes 24. Le matériau composite se rétracte alors suivant G, l'âme 21 reprenant une longueur voisine de L0. Le collage intime des pièces 21 et 22 empêche le cuir de gondoler de sorte qu'extérieurement il ne se forme que des plis pratiquement invisibles. On obtient ainsi une feuille composite 25 qui peut ensuite être découpée à la demande selon tout contour approprié. En particulier, les parties débordantes de l'âme 21 peuvent être éliminées par découpe. Le procédé que l'on vient de décrire, qui correspond à la réalisation d'un matériau à base de cuir à élasticité contrôlée unidirectionnelle, est immédiatement transposable à la réalisation d'un matériau conforme aux figures 1 et 2 ou 5 et 6. Ce procédé est également aisément transposable à la réalisation d'un matériau à élasticité multidirectionnelle, à partir d'une âme élastique dotée elle-même d'une élasticité multidirectionnelle. On peut, dans ce cas, tendre l'âme élastique selon deux directions perpendiculaires l'une à l'autre, et la fixer dans ce double état de tension, sur un support en ajoutant au premier groupe de pointes 23, 24 correspondant à une première direction de tension, un deuxième groupe de pointes correspondant à une deuxième direction de tension perpendiculaire à la première. De nombreuses applications du matériau de l'invention sont envisageables, en particulier dans le domaine de la chaussure et de l'habillement. Des chaussures réalisées conformément à l'invention sont représentées sur les figures 10 à 12. La chaussure de la figure 10, comporte une tige 31 constituée en totalité par le matériau à base de cuir de l'invention, ce matériau ayant une élasticité unidirectionnelle orientée longitudinalement (flèches F et G) par rapport à la chaussure. La chaussure de la figure 11 comporte une tige 32 ayant seulement les parties latérales centrales 33 en matériau de l'invention à élasticité unidirectionnelle orientée longitudinalement (flèches F, G). La chaussure de la figure 12 comporte une tige 36 dont une partie 37, correspondant approximativement au cou-de-pied, est formée d'un matériau conforme à l'invention à élasticité multidirectionnelle. On pourrait aussi prévoir seulement une direction d'élasticité transversale par rapport à la chaussure. Dans le domaine de l'habillement, le matériau de l'invention présente un grand intérêt pour réaliser au moins en partie une bande de ceinture. Une telle ceinture, qui a l'aspect esthétique du cuir et qui conserve sa capacité de maintien transversal, a de plus une intéressante possibilité d'allongement longitudinal qui permet de rattraper commodément un écart éventuel trop important entre deux crans successifs de la ceinture. Une autre application est la réalisation de courroies de transmission de faible puissance, où l'on a à la fois les propriétés d'adhérence du cuir et d'élasticité évitant les à-coups. D'autres applications du matériau selon l'invention sont prévues en chapellerie (par exemple casquettes), dans les vêtements en peau pour donner souplesse et élasticité, ainsi que dans l'ameublement pour équiper notamment des sièges garnis de cuir. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut leur apporter de nombreuses modifications sans sortir du cadre de cette invention. Ainsi, dans le domaine vestimentaire, il peut être avantageux de coller sur une même âme élastique plusieurs pièces de cuir d'origine ou de coloration différentes, afin de varier la présentation. REVENDICATIONS 1. Matériau composite (1, 9, 13) à base de cuir, caractérisé en ce qu'il comprend: - une âme (2, 14, 21) sensiblement plate constituée au moyen d'un élastomère naturel ou synthétique, pouvant être sensiblement allongée de façon réversible sous l'effet d'une traction (F) selon au moins une direction d'élasticité; - sur l'une au moins des faces de l'âme et adhérant fermement à cette dernière, une feuille (3, 16, 22) de cuir ou succédané du cuir, mince et souple, soumise au repos par ladite âme à une rétraction (G) résultant d'une contrainte en compression, correspondant sensiblement à ladite direction et capable ainsi d'extension en cas d'allongement de l'âme sous une action extérieure dans la direction d'élasticité. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que son taux d'allongement élastique est sensiblement compris entre 5% et 40%. 3. Matériau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'âme (2) est formée par un tissu élastique dont l'une des directions de tissage est parallèle à ladite direction d'élasticité, ce matériau présentant ainsi une direction d'élasticité privilégiée. 4. Matériau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'âme est formée par une feuille homogène (14) d'élastomère, extensible en toutes directions dans son plan et d'épaisseur sensiblement comprise entre 1 mm et 2 mm. 5. Matériau selon l'une des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que l'adhésion entre la feuille de cuir et l'âme est réalisée au moyen d'une colle souple disposée sur la totalité de la surface de contact. 6. Matériau selon la revendication 5, caractérisé en ce que la colle mise en oeuvre est du genre utilisé en cordonnerie pour coller le cuir, telle qu'une colle à base de néoprène ou de polyuréthane ou de latex. 7. Matériau selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la feuille de cuir (3, 16, 22) est du genre box, à l'aspect velours ou velouté et a une épaisseur sensiblement comprise entre 0,2 mm et 1 mm. 8. Matériau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux feuilles de cuir encollées de part et d'autre de l'âme. 9. Procédé pour fabriquer un matériau à base de cuir -ou produit similaire- ayant une forme générale plate et un contour prédéterminé et pouvant être allongé de façon réversible selon au moins une direction d'allongement, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on découpe une feuille (2, 14, 21) d'un élastomère naturel ou synthétique de structure uniforme ou composite, ayant. au moins une direction d'élasticité, en lui donnant une forme qui, lorsque la feuille élastique est détendue, est proche dudit contour prédéterminé, cette feuille constituant l'âme du matériau; b) on soumet ladite âme à une extension élastique (F) sensiblement selon l'une des directions d'élasticité possibles et on la maintient temporairement en extension;; c) on découpe au moins une feuille de cuir (3, 14, 22) ou de succédané du cuir, mince et souple en lui donnant une forme telle qu'on puisse lui faire recouvrir entièrement au moins sur une face l'âme élastique en position d'extension; d) on enduit les faces concernées de l'âme élastique et de la feuille de cuir d'une colle souple du genre utilisé en cordonnerie; e) on applique l'une contre l'autre les faces encollées respectivement de l'âme élastique et de la feuille de cuir; f) après collage, on libère l'âme élastique pour lui laisser reprendre par rétraction sa position naturelle en entrainant avec elle la feuille de cuir, ce qui crée dans celle-ci une contrainte de compression, lui conférant une capacité d'extension élastique ultérieure. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que on découpe la feuille de cuir selon deux contours identiques à celui de l'âme élastique en extension que l'on applique symétriquement de part et d'autre de ladite âme élastique. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que on découpe la feuille de cuir (22) selon un contour de surface sensiblement double de celle de l'âme élastique (21) en position d'extension, et qu'après avoir appliqué la feuille de cuir (22) sur l'une des faces de l'âme (21), on rabat cette feuille pour recouvrir l'autre face. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les positions relatives de l'âme élastique (21) en extension et de la feuille de cuir (22) sont telles que ladite feuille recouvre l'un des bords (21b) de l'âme. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les positions relatives de l'âme élastique (2) en extension et de la feuille de cuir (3) sont telles que ladite feuille recouvre les deux bords de l'âme, les bords (11) de la feuille (3) se rejoignant sur l'une des faces de l'âme (2). 14. Application du matériau à base de cuir selon l'une des revendications 1 à 8, à la réalisation d'objets à élasticité contrôlée pour une utilisation individuelle ou industrielle. 15. Chaussure caractérisée en ce qu'elle comprend une tige (31, 33, 37) constituée au moins partiellement d'un matériau conforme à l'une des revendications 1 à 8. 16. Ceinture caractérisée en ce qu'elle comprend une bande constituée au moins partiellement d'un matériau conforme à l'une des revendications 1 à 8, cette bande présentant une direction d'élasticité dans le sens longitudinal. 17. Courroie de transmission caractérisée en ce qu'elle comprend une bande en matériau conforme à l'une des revendications 1 à 8 et présentant une direction d'élasticité dans le sens longitudinal.