Brevet FR2710869A1 — publié le 19950414

La présente invention concerne un matériau multicouches comportant au moins une couche de base et une couche de revêtement en contact intime avec la couche de base. L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce matériau multicouches ainsi qu'un dispositif de fabrication de ce matériau multicouches. On connaît une grande variété de matériaux multicouches pour des applications différentes, une de ces applications étant notamment pour la réparation des chaussures. Dans ce domaine, on utilise couramment des matériaux multicouches formés par des laminés de cuir, caoutchouc, et/ou plastique, ces laminés étant couramment fabriqués par pressage à chaud ou par collage, les deux procédés exigeant notamment des pressions considérables compte tenu du fait que l'on souhaite effectuer ce pressage ou collage collage sous pression) sur une surface relativement grande, ce qui nécessite une pression élevée pour obtenir la force par unité de surface nécessaire afin d'effectuer correctement le collage ou le pressage. Un des objectifs de la présente invention est donc de mettre à disposition un matériau qui a été obtenu par un procédé sans application d'une pression élevée tout en garantissant une meilleure qualité de l'interface entre les couches que l'on peut obtenir par collage ou pressage. Selon l'invention, ce but est obtenu par un matériau comme mentionné ci-dessus qui est en outre caractérisé en ce que la couche de revêtement est directement en contact intime avec la couche de base et en ce qu'elle a été formée in situ sur la couche de base par moulage, ladite couche de revêtement consistant en un matériau différent du matériau de la couche de base et sa formation in situ sur la couche de base ayant été effectuée à partir de matériau liquide coulé dans un creux de moule dans lequel a été placé auparavant la couche de base. Selon une forme particulière de l'invention, le matériau de la couche de base est du caoutchouc, du cuir ou un matériau polymérisé. De façon avantageuse, le matériau de la couche de revêtement est un matériau polymérisé. Selon une forme préférée de la présente invention, le matériau de la couche de base est du caoutchouc et celui de la couche de revêtement est du polyuréthane coulé à chaud ou à froid, de préférence à chaud. Selon une forme particulière de la présente invention, la surface extérieure de la couche de revêtement porte une structure gaufrée, striée et/ou un dessin libre, ou bien une surface lisse. Le matériau selon l'invention peut avoir une épaisseur quelconque, toutefois, notamment pour une application comme un talon de chaussure, la couche de base est d'une épaisseur d'environ 5 mm et la couche de revêtement d'environ 2 mm. Dans une autre forme de réalisation, notamment pour un emploi du matériau multicouches comme semelle de chaussure, l'épaisseur de la couche de base peut être de 0,5-1,0 mm et l'épaisseur de la couche de revêtement se situe également entre 0,5-1,0 mm, de façon à ce que le matériau multicouches comporte une épaisseur totale entre 1,0 et 2,0 mm. Comme mentionné ci-dessus, la présente invention concerne également un procédé de fabrication du matériau multicouches, procédé qui comporte les étapes suivantes - mettre à la disposition un moule ayant un creux en forme essentiellement parallélépipédique dont une des trois dimensions est considérablement moins grande que les deux autres; - disposer dans ledit creux une feuille de matériau de la couche de base, de façon à essentiellement remplir le creux dans ses deux dimensions larges mais en laissant un espace vide s'étendant sur un parallélépipède correspondant aux deux dimensions larges et à une partie réduite de la petite dimension; - remplir l'espace vide par un liquide chaud ou froid susceptible de former la couche de revêtement après polymérisation; et - polymériser ledit liquide chaud ou froid en contact intime avec la couche de base. Selon une forme particulière de la présente invention, le creux du moule est disposé de façon à ce que sa petite dimension est disposée horizontalement, la feuille de matériau de la couche de base étant suspendue verticalement dans ledit creux. Ledit liquide peut être introduit dans le creux par un tube situé dans une partie basse du moule, et le liquide est amené à monter dans le creux jusqu'au remplissage complet du creux. Le liquide qui est coulé dans le moule peut être un mélange d'un prépolymère, d'un catalyseur de polymérisation et optionnellement d'un colorant. Selon une forme particulière de la présente invention, la coulée du liquide dans le moule s'effectue à basse pression, et dans le cas où on utilise une coulée à chaud, à une température d'environ SO0C. Les parois du moule étant maintenues à une température entre 1250C - 130 OC par un moyen de chauffage. Finalement, la présente invention concerne également un dispositif de fabrication d'un matériau multicouches. Ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte deux demimoules renfermant entre eux, à leur état fermé, un creux essentiellement parallélépipédique ayant une petite dimension et deux dimensions considérablement plus grandes que la petite dimension, un mécanisme de fermeture et ouverture du moule et un dispositif d'alimentation de liquide permettant d'introduire du liquide à l'intérieur du creux, ledit creux étant disposé de façon à ce que sa petite dimension soit orientée horizontalement, le dispositif d'alimentation étant connecté au moule dans un endroit bas du moule. Les deux demi-moules peuvent être équipés chacun d'un système de chauffage. Selon une forme particulière de la présente invention, un des deux demi-moules porte à sa surface formée par les deux dimensions larges, un gaufrage, des stries, et/ou un dessin, négatif d'un dessin libre ou une surface lisse. De façon avantageuse, un des deux demi-moules est équipé d'un dispositif de suspension pour une feuille de matériau de la couche de base. Le dispositif selon l'invention peut être également équipé d'un dispositif d'amenée de liquide qui est susceptible d'être connecté à un mélangeur pour un prépolymère, un catalyseur de polymérisation et optionnellement un colorant. De façon avantageuse, le dispositif d'amenée de liquide peut comporter un clapet. Le matériau multicouches selon l'invention peut trouver son application notamment dans la production de semelles ou de talons pour chaussures. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant aux dessins, dans lesquels la figure 1 montre un coin d'un matériau multicouches selon la présente invention, la figure 2 est une coupe verticale au travers d'un dispositif de fabrication selon 1 invention, et la figure 3 montre une coupe horizontale au travers du même dispositif. En se tournant maintenant vers la figure 1, on voit un matériau multicouches 1 comportant une couche de base 2 ainsi qu'une couche de revêtement 3, la couche de base étant constituée d'un caoutchouc et la couche de revêtement étant formée de polyuréthane. La couche de revêtement est intimement reliée à la couche de base de façon à ce que les deux couches 2 et 3 forment un ensemble inséparable présentant une forte résistance contre tout effort de séparation, une séparation pouvant se faire uniquement par destruction du matériau le plus faible. Notamment dans l'application d'un matériau multicouches visé dans la présente invention dans le domaine de la fabrication de semelles et de talons pour chaussures, la couche 2 en caoutchouc forme la semelle proprement dite de la chaussure, alors que la couche de revêtement 3 représente une couche de protection hautement résistante à l'abrasion pour obtenir une semelle de haute qualité. Il est connu dans l'art de la fabrication ou la réparation de chaussures d'utiliser des semelles en caoutchouc pur, et une telle semelle nécessite l'utilisation d'un caoutchouc de très haute qualité et en conséquence d'un prix élevé. L'utilisation d'une semelle en polyuréthane pur n'est pas pensable, car le polyuréthane ne peut pas être fixé sur la chaussure par collage, les artisans ayant un fort préjugé contre l'utilisation de colles industrielles avec lesquelles une adhésion suffisante pourrait être obtenue entre le polyuréthane et les cuirs du corps inférieur d'une chaussure. Dans tous les cas où l'on utilise aujourd'hui une surface inférieure de la semelle en polyuréthane, la couche de polyuréthane doit être combinée à une couche de base comme du caoutchouc ou du cuir par un procédé industriel, par lequel on parvient à effectuer une interface de qualité suffisante entre le polyuréthane et le cuir ou le caoutchouc pour résister aux efforts typiquement rencontrés lors de l'utilisation des chaussures. Selon l'invention, la couche de revêtement 3 est obtenue par un procédé de moulage, utilisant un moule dans lequel on place d'abord une feuille représentant la couche de base 2, moule qui comporte un creux qui, après le placement de la couche 2 représente un creux résiduel de la dimension de la couche de revêtement 3. La surface extérieure 6 de la couche de revêtement 3 peut comporter un gaufrage 4, des stries et/ou un dessin libre 5 par exemple un logo de la société productrice du matériau multicouches, bien entendu, cette surface extérieure 6 peut être également lisse. La figure 2 montre le principe d'un dispositif de fabrication du matériau multicouches selon la figure 1, et on distingue deux demi-moules 12, 13 qui renferment entre eux un creux 18 comportant une petite dimension dans le sens horizontal, et deux grandes dimensions afin d'obtenir un matériau multicouches en forme générale d'une feuille. Un des deux demi-moules comporte un moyen de suspension 17 servant à suspendre une feuille en matière de la couche de base 16, cette couche de base remplissant une partie du creux 18 en laissant un creux résiduel entre elle et entre l'autre demimoule 13. Un dispositif d'amenée de liquide 15 est situé dans la partie basse du demi-moule 13 et un liquide susceptible de solidification sous les conditions physiques du moulage, est prévu pour permettre l'introduction de ce liquide à l'intérieur dudit creux résiduel. Le dispositif d'amenée de liquide étant situé dans la partie basse du moule, le liquide qui est injecté dans le creux résiduel au travers de ce dispositif d'amenée de liquide monte dans le creux résiduel jusqu a ce qu'il arrive en haut du moule, où on le laisse légèrement dépasser afin de garantir un remplissage complet du creux résiduel. Le liquide injecté comporte un mélange d'un prépolymère de polyuréthane, un catalyseur de polymérisation et un colorant, ces trois composants étant mélangés dans un système accessoire juste avant l'injection dans le moule. Les deux demi-moules peuvent être séparés afin de sortir le matériau multicouches formé par le moulage décrit, et pour l'insertion d'une nouvelle feuille 16 en matériau de la couche de base pour recommencer un nouveau cycle d'injection. Le dispositif d'amené de liquide 15 est muni d'un clapet 19 afin d'éviter le retour du liquide injecté avant sa solidification une fois que la connexion entre le dispositif 15 et le système mélangeur de liquide est disconnectée. La figure 3 est une coupe horizontale du même moule et on distingue de nouveau les deux demi-moules 12, 13, qui sont reliés d'un côté par une charnière 31, alors qu'un système de fermeture 30 permet le maintien des deux demi-moules 12 et 13 dans un état rigoureusement parallèle, le creux 18 étant formé entre les deux surfaces intérieures des demi-moules 12 et 13 et par des baguettes d'étanchéité 14 fermement maintenues entre les deux surfaces intérieures parallèles des deux demi-moules 12 et 13. Ces deux baguettes 14 sont en métal et font office également de butées pour assurer le parallélisme des deux surfaces intérieures des demi-moules 12 et 13. Le moyen de suspens ion 17 comporte trois crochets situés au niveau supérieur sur le demi-moule 12 et la feuille 16 est munie de trois trous afin de s'engager sur les trois crochets 17. Les deux demi-moules 12, 13 comportent un moyen de chauffage 32 qui peut être exécuté en forme d'un serpent de tuyau de circulation d'un liquide chaud, tel qu'une huile chauffée. Lors du moulage d'un matériau multicouches comportant une couche de revêtement en polyuréthane, la température de surface intérieure des demi-moules 12, 13 est maintenue entre 125 et 1300C. La feuille 16 en matériau de couche de base peut être préchauffée à une température voisine de la température du moule afin de permettre une cadence élevée de la fabrication du matériau multicouches sans être gênée par des phases de réchauffement du moule ou de l'insert 16. Après la préparation du moule comportant des étapes de nettoyage, la suspension de la feuille 16 et la refermeture du moule, le liquide polymérisable est injecté par le dispositif 15 qui est disposé dans la partie basse du moule jusqu'à ce qu'il dépasse de la partie supérieure du moule qui est ouverte. Ensuite, l'amenée du liquide est interrompue et le liquide est soumis à la polymérisation durant une période d'environ 10 à 15 mn. Ensuite, le moule est ouvert par l'action du dispositif d'ouverture 30 et les deux demi-moules 12, 13 sont ouverts par pivotement relatif autour de l'axe de la charnière 31, ce qui permet d'enlever le matériau multicouches formé comportant la couche de base 16 et une couche de revêtement formée par le polymère du liquide injecté remplissant l'espace résiduel du creux 18. L'état ouvert des deux demi-moules est montré en ligne pointillée. Après enlèvement de ce matériau multicouches, le matériau est stocké dans un four permettant sa cuisson définitive et le moule est de nouveau préparé pour le prochain cycle de moulage. Plusieurs moules peuvent être groupés en parallèle sur des rails permettant de tirer un moule, comme un livre dans une bibliothèque, pour l'ouvrir, alors que les autres moules restent dans leur position proche l'un de l'autre pour maintenir l'encombrement aussi faible que possible. Alternativement, on peut aussi placer plusieurs moules sur une table rotative, le moule à ouvrir étant amené à un endroit élargi par rotation de ladite table rotative, alors que les autres moules restent dans des endroits soit non-accessibles ou encombrés par les moules d'autres tables rotatives. La présente invention a été décrite ci-dessus en se référant à une forme particulière de l'invention, étant entendu que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Matériau multicouches (1) comportant au moins une couche de base (2) et une couche de revêtement (3) en contact intime avec la couche de base, caractérisé en ce que la couche de revêtement (3) est directement en contact intime avec la couche de base, et en ce qu'elle a été formée in situ sur la couche de base (2) par moulage, ladite couche de revêtement consistant en un matériau différent du matériau de la couche de base et sa formation in situ sur la couche de base ayant été effectuée à partir d'un matériau liquide chaud ou froid (18a) coulé dans un creux du moule (18) dans lequel a été placée auparavant la couche de base (16). 2. Matériau multicouches selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de la couche de base (2, 16) est du caoutchouc, du cuir ou un matériau polymérisé. 3. Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau de la couche de revêtement (3) est un matériau polymérisé, coulé à chaud. 4. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau de la couche de base (2, 16) est du caoutchouc, celui de la couche de revêtement (3) est du polyuréthane. 5. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure (6) de la couche de revêtement (3) porte une structure gaufrée (4), striée et/ou un dessin libre (5), ou une surface lisse. 6. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de base (2) a une épaisseur d'environ 5 mm et la couche de revêtement (3) environ 2mm. 7. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1-5 caractérisé en ce que la couche de base (2) a une épaisseur entre 0,5 et 1,0 mm, et la couche de revêtement également entre 0,5 et 1,0 mm. 8. Procédé de fabrication de matériau multicouches comportant les étapes suivantes - mettre à la disposition un moule ayant un creux en forme essentiellement parallélépipédique dont une des trois dimensions est considérablement moins grande que les deux autres; - disposer dans ledit creux une feuille de matériau de la couche de base de façon à essentiellement remplir le creux dans ses deux dimensions larges mais en laissant un espace vide s'étendant sur un parallélépipède correspondant aux deux dimensions larges et à une partie réduite de la petite dimension; - remplir l'espace vide par un liquide polymérisable à chaud ou à froid susceptible de former la couche de revêtement après polymérisation; et - polymériser ledit liquide en contact intime avec la couche de base. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le creux du moule est disposé de façon à ce que la petite dimension est disposée horizontalement, la feuille de matériau de la couche de base étant suspendue verticalement dans ledit creux. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit liquide est introduit dans le creux par un tube situé dans une partie basse du moule et en ce que le liquide est amené à monter dans le creux jusqu'au remplissage complet du creux. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le liquide est un mélange d'un prépolymère, d'un catalyseur de polymérisation et optionnellement d'un colorant. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la coulée du liquide dans le moule s'effectue à basse pression et, dans le cas où on utilise une coulée à chaud, à une température d'environ 800C, les parois du moule étant maintenues à une température de 125 à 1300C par un moyen de chauffage. 13. Dispositif de fabrication de matériau multicouches selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux demimoules (12, 13), renfermant en leur état fermé un creux (18) essentiellement parallélépipèdique ayant une petite dimension et deux dimensions considérablement plus grandes que la petite dimension, un mécanisme de fermeture et ouverture (30) du moule et un dispositif d'alimentation de liquide (15) permettant d'introduire du liquide (18a) à l'intérieur du creux (18), ladite petite dimension du creux étant orientée horizontalement et l'alimentation de liquide étant connectée au moule à un endroit bas du moule. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que dans le cas de la coulée à chaud, les deux demi-moules (12, 13) sont équipés chacun d'un système de chauffage (32). 15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'un demi-moule (13) porte à sa surface formée par les deux dimensions larges un gaufrage, des stries, et/ou un dessin négatif d'un dessin libre (5), ou une surface lisse. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'un demi-moule est équipé d'un dispositif de suspens ion pour une feuille de matériau de la couche de base. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le dispositif d'amenée de liquide (15) est susceptible d'être connecté à un mélangeur pour un prépolymère, un catalyseur de polymérisation et optionnellement un colorant. 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le dispositif d'amenée de liquide (15) comporte un clapet (19). 19. Utilisation d'un matériau multicouches selon l'une des revendications 1 à 6 pour des semelles et/ou des talons de chaussures.