Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
1313~62
I a présente invention a pour objet un procéclé ainsi qu'ulle ins-
tallation de finissa~e autom~tique de matériaux soupies et de cuirs ou
peaux, entiers ou prédécoupés et l'utilisation des pro~luits qui en découlent
dans les industries de la chaussure, de la marocluinerie, de l'autom.~bile,
d~l vêtemsnt, de la sellerie et autr~s domaines utilisant des cuirs et
des matériaux souples tels que tissus, non tissés, papiers, syndermes,
er~duits ou non.
Actuellement, le finissa~e des cuirs est réalisé essentiellement
en tannerie-mégisserie, de façon semi-automatique, avec des peaux en-
tières. Ce finissa~e est réalisé en plusieurs étapes consistant à projeter
par pistoletta~e sur les peaux des produits de Iinissa~e 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 70U-80
C, ces étapes étant répétées jusqu'à l'obtention d'une couche de fir~ition
satisfaisante.
Une telle tecl-nique ;le finlssage nécessite un sèchage de très
longue durée, de façon à évaporer totalement les solvants ou l'eau utilisés
qui constituent 8û à 95 % du procJuit de finissa~e, ainsi que des instal-
lations de sèchage très importantes.
2 0 Le sècha~e entraîne en outre une certaine pollution, notam~ent
par l'évaporation des solvants, et un stockage de peau important, puis-
qu'environ 8 jours sont nécessaires pour effectuer le finissa~e d'une seule
peau.
On connaî-t par ailleurs la demande de brevet
britannique, publiée le 16 avril 19~0 sous le no. 2.031.000,
qui d~crit un produit de revêtement de cuir. Ce produit est
un composé photopolymérisable sous U.V. constitué par 40 à
90% en poids d'un prépolym ere d'acrylates ou de
méthacrylates et de styrène et par 10 à 60% en poids
d'uréthanes-acrylates. Il ne comprend pas 100% de matières
actives mais contient également de la nitro-cellulose et est
dilué dans des solvants organiques de façon à pouvoir être
appliqué de manière non continue par vaporisation. Bien que
la réticulation se fasse SOU5 U.V., il est nécessaire
d'attendre l'évaporation totale du solvant ce qui demande
beaucoup de temps et entraîne une consommation importante de
ce produit coûteux et dangereux.
~3131~i~
En outre, il n'est pas possible de traiter en continu le cuir et
le produit de revêtement ne peut être appliqué qu'en une seule fois,
ce qui nuit considérablernent à sa qualité.
Ces techniques de finissage précitées impliquent également
de nombreuses manipulations de prises et de reprises des peaux pour
le sèchage et l'application du produit et ne se conçoivent 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 tan-
nerie-mégisserie, notamment dans le domaine de l'industrie de la confec-
tion et de la chaussure, est à la diversité de plus en plus grande des
séries, correspondant à une demande croissante de la clientèle en col-
lections nouvelles ou réassortiments. Cette grande diversité des séries
impose des changements de couleur, de produits de finissage, difficiles
à réaliser rapidement 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 de-
mandes de réassortiment, ainsi que de réaliser cette opération de façon
automatique.
Le procédé selon l'invention devra également exclure l'emploi
de solvant dans le produit de finissage, tout en permettant l'obtention
d'un finissage de qualité.
Un autre but de la présente invention est de concevoir une ins-
tallation permettant le traitement de matériaux souples déformables,
tels que tissus, non tissés, papiers, synderrnes (enduits ou non) et de cuirs,
déjà prédécoupés, immédiatement avant la fabrication de la chaussure,
du vêtement ou des articles destinés à la maroquinerie, I'ameuhlement
et l'automobile, entre autres.
Ce but est atteint en ce que le procédé selon l'invention comp-
rend, en combinaison, les étapes successives suivantes effectuées en
continu:
~3~316~
~ application sur un matéri.el sou~le cJ l'aide d'une
machine d'impresslon en continu, du type mille points, d'une
faible quantite d'un produit de fini.ssage, comprenant de 90
à 100% de matière active photopolymérisable, comprenant des
prépolymères insatures, des rnonomères liquides et des photo-
initiateurs à raison de 5 à 35 g/m2 de produit déposé par
passage à la machine d'impression;
- photopolymérisation du produit de finissage; et
- exécution d'une operation de satinage ou de grainage;
ces différentes étapes etant répétées jusqu'à l'obtention du
finissage désiré sur le matériel souple.
Ce but est aussi atteint à l'aide d'une
installation de finissage pour la mise en oeuvre d'un
procédé de finissage automatique de matériaux souples,
comprenant au moins un module constitué par une machine
d'impression en continu,un four à rayonnement ultra-violet
et une machine de satinage et de grainage, ces machines
étant disposées de façon à réaliser un transport continu
d'un matériel souple devant être travaillé d'une machine à
l'autre,
De préférence, 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 d'evaporation des procédés traditionnels
et de la remplacer par une sirnple opération de
polymérisation sous un rayonnement approprié, cette
polymérisation s'e:Efectuant très rapidement et pouvan-t donc
être effectuée en continu avec les autres opérations
d'application du produit et de satinage ou grainage de la
peau.
De préférence, ce procédé permet 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
~316~
- 3a -
deux opérations du Eait que les peaux sont traitées en
continu.
De préEérence, l'application du produit de
finissage moyen d'une machine d'impression du t~pe rnille
points, permet d'assurer le dépôt en surface de la peau
d'une couche très mince et uniEorme de ce produit.
De préférence, suivant une variante intéressante
du procédé, l'étape d'application du produit de finissage
sur la pièce est précédée d'une étape de teinture par
imprégnation en continu.
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 realisation,
Figure 3 est un schéma du principe de
fonctionnement en direct de la machine d'lmpression,
~3~3~
Figure 4 est un schéma du principe de fonctionnement en inverse
de la machine d'impression.
Ainsi que le montre la figure 1, I'installation de finissage selon
l'invention comprend une succession de rnachines disposées en modules,
5en 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 rayon-
nement ultra-violet 12, 22 permettant de polymériser le produit de finis-
sage et une machine de satinage ou grainage 13, 23 destinée à l'obtention
10de 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
15machine d'impression 11,21 est une machine 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 comprenant une multitude d'alvéoles 1 4a destinées à recevoir le
produit de finissage 16.
20Une 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 quantité 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
25de la couche de finition.
Les deux cylindres 14, 15 peuvent tourner en sens inverse l'un
de l'autre comme indiqué par les flèches 1 4b et 1 5b, comme montré
à la figure 3, le cylindre supérieur 14 tournant dans le sens inverse du
sens de déplacement 19b du tapis transporteur 19.
30De 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 1 4a
du cylindre 14 ainsi qu'à la vitesse de rotation du cylindre 14. '-F
Dans ce cas, le dépôt de produit de finissage 16 sera donc d'au-
tant plus important que le cylindre 14 tournera plus vite.
35Les deux cylindres 14, 15 peuvent également tourner -dans le
même sens comme indiqué par les flèches 20 (cf fig.4), ce sens étant
le mêmc que le sens de déplacement 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 perme-ttent l'application d'une
couche uniforrne 16a de produit de finissage sur les pièces de cuir ou
de peau 18.
Le produit de finissage 16 est un liquide comprenant de 90 à
100 % de matières actives photopolymérisables sous rayonnement ultra-
-violet. ~e produit comprend des prépolymères insaturés, et des mono-
10 mères liquides auxquels sont ajoutés des photo-initiateurs.
Les prépolymères sont constitués par des uréthanes acrylates
di-ou-tri-fonctionnels comportant des insaturations acryliques et se pré-
sentant sous forme de liquides de faible masse molaire. Ils peuvent comp-
rendre également des polyesters acrylates.
Les monomères liquides sont choisis parmi les composés suivants:
- N - Vinylpyrolidone
- Isobornyl acrylate
- Dioctylphtalate
- Tertiobutylcyclohexane acrylate
- Octyldecylacrylate
- Ethyltriglycol acrylate.
Les photo-initiateurs sont de préférence des cétones arornatiques
pouvant être associés à des amines tertiaires en tant que co-initiateurs.
On utilise de préférence un mélange de diéthyléthioxantone/diméthyl-
25 aminobenzoate.
Le produit de finissage peut également comprendre des matières
colorantes pouvant être constituées par des:
- pigments minéraux, noir de carbone,
- pigments organiques,
- colorants métallifères.
Ces formulations peuvent également contenir de 0 à 5 % de
solvants organiques, destinés à régler la viscosité du produit de finissage
16 et à faciliter l'application de celui-ci. --
A titre d'exemple non limitatif, on peut mentionner une for-
35 mulation du produit de finissage conforme à l'invention.
~3~3:~32
Pour 100 g de formulation incolore, on a:
- lJréthane-acrylate tel que celui commercialisé
sous la dénomination "Ebecryl 210" 55 g
- Polyester acrylate tel que celui commercialisé
sous la dénomination "PE 55 F" 11 g
- N- Vinylpyrolidone 11 g
- Isobornyl acrylate 11 g
- Dioctyphtalate 12 g
Les photo-initiateurs utilisés sont constitués par un mélange
Diethylethioxantone/Diméthyl-aminobenzoate (DETX/DMBI) (11) dissous
à raison de 4 à 8 % en poids dans les monomè~es liquides de N-Vinyl-
pyrolidone.
La viscosité du produit de finissage est réglée entre 0,2 et 5
15 pascals/secondes par l'intermédiaire du mélange N-Vinylpyrolidone/lso-
bornyl-acrylate.
Si le produit de finissage est coloré, le pourcentage de pigments
par rapport à la formulation incolore est variable et dépend de la cou-
verture recherchée et de la nature du pigment qui peut être plus ou
20 moins absorbante du rayonnement U.V. Ceci influe donc également sur
le pourcentage de photo-initiateurs intégrés à la formulation.
Lors du passage dans le four à rayonnement ultra-violet 12,
22, les photo-initiateurs provoquent la réticulation des monomères et
des pré-polymères de façon à donner des polymères finaux.
On notera que cette polymérisation du produit s'effectue quasi-
ment instantanément.
Le monomeres jouent dans ce cas le rôle de diluants des pré-
-polymères mais du fait de leur réactivité, ils sont intégrés au film de
polymères se produisant et il n'y a donc pas d'évaporation de produit
30 mis à part celle de 0 à 5 % de solvants organiques éventuellement conte-
nus dans le produit de finissage.
On comprend donc bien que dans ce cas, plus aucune opération
de sèchage n'est donc nécessaire et qu'à la sortie du premier four 12
une seconde couche de produit de finissage peut être immedi~tement
35 appliquée dans le second module 2 de l'installation. Les fours de rayon-
nements ultra-violets 12, 22 sont des fours de type classique.
~31~
lls 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 la-npes
focalisantes (non représentées sur le dessin) et émettant un rayonnement
5ultra-violet de fréquence com?rise entre 150 et 700 mm.
A la suite de chaque four 12,22 est disposée une machine de
satin ~ge ou grainage 13, 23 dont le but est soit d'augm~nter le brillant
de la couche de finition (c'est l'oporation de satinage), soit d'im?rirn~r
sur cette cou^he de finition un relief déterminé (opération de grainage).
10Cllacune de ces machines est constituée de deux cylindres, I'un supérieur
26 dit d~ ~ravail et l'entre inférieur 27, et d'axes respective-n-nt 26a
et 27a horizontaux. Le cylindre de travail 26 est chauffé entre 60 et
160 C et appuie sur les pièces 18 avec une pression réglable.
Celles-ci sont a;nenées par un tapis transporteur 28 sans fin
15qui traverse la nachine et passe entre les deux cylindres 26,27.
Le cylindre de travail 26 a une surface lisse dans le cas où
l'on dasire réaliser une opération de satinage et a une surface grain-e
pour réaliser une opération de grainage.
La machine de satinage ou de grainage est conçue d~ façon
20à perin-ttre un hangement facile du cylindre 26. Ainsi que le montre
la fig.l, les cylindres 26 et 27 tournent en sens inverse (llèches 26b et
27b), le cylindre de travail tournant dans le m-^ me ,ens que le tapis trans-
porteur 28 (flèche 28b).
Ainsi que l'on le concevra aisément, I'installation de finissage
25selon l'invention permet d'obtenir au ml~yen d'un seul passage dans les
différents modules 1 et 2 de _elle-ci, la CO`J^h" de finissage désirée et
sans nécessité de sèchage ultérieur. Dans le cas do cuir pleine fleur,
le dép~t par passage est environ de 10 à 15 g/m~ et la vitesse de passage
est comprise entre 5 à 10 rnètres/minute.
30On peut noter que la couche d- finissage ap?liquée, bien que
générale,nent colorée, p_ut êtrc également incolore.
Le nombre de couches de finissage appliquées dépend bien entendu
de l'aspect de finissage souhaité.
Cependant, avec une machine d'impression permettant, par
35passage 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
~3~
.
de cuirs ne deviennent pas rigicles et soient facilemerlt manipulables
et ernpilables.
On notera également que la viscosité de la formulation pigmentée
est comprise entre 0,2 et 5 pascals-secondes.
Enfin, les cuirs obtenus, sous forme de pièces prédécoupées
par le présent procédé, doivent à titre d'illustration, répondre aux carac-
téristiques suivantes: ~
- bonne tenue au flexomètre ~ALLY *: 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:
100 va et vient en hum ide
. 200 va et vient à 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 réalisation de l'invention
dans laquelle l'installation est également constituée de deux modules
101, 102 qui sont disposés ici non pas en ligne, mais paralièlement l'un
à l'autre.
Dans cette installation, de même que dans l'installation précé-
demment décrite, chaque module 101, 102 est constitué respectivement
d'une machine d'impression 111, 121, d'un four 115 et d'une machine
de satinage ou grainage 113, 123. La seule différence pa rapport à l'ins-
tallation de la figure I 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 identiques aux machines 11, 13, 21 et 23 décrites précédemment.
Cette disposition permet de n'avoir qu'un seul iour 115 pour
deux modules successifs et est donc particulièrement avantageuse.
Dans ce cas, la machine de satinage ou de grainage 113 du pre-
mier module ~ 101 est reliée à la machine d'impression 121 du second
module 102 par un convoyeur 130 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 transporteurs 19, 25 et 28
A * ( marques de commerce)
~3~31~i~
des clifférentes rnachines de chaque module sont conçus de façon à réaliser
un transport 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'accouplement entre
5 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.
Conformément à une variante avantageuse de l'invention, I'ins-
10 tallation de finissage comprend un poste de teinture par imprégnationclassique non représenté sur le dessin et disposé en continu avant la
machine d'impressic,n en continu (11,111) située en tête de l'installation.
Cette disposition permet de compléter l'installation et de produire
15 des matériaux souples finis possédant de plus une coloration stable et
de qualité.
Dans le cas d'un cuir effleuré, c'est-à-dire, poncé et imprégné
classiquement dans le poste de teinture, deux à trois applications d'une
couche de finissage avec réticulation après chaque passage sont néces-
20 saires- Le dépôt de produit de finissage par passage est de l'ordre de
20 à 25 ~/m2.
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,
25 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
30 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
35 être prévu au niveau de chaque tapis transporteur pour maintenir les
pièces.
-
13131~
Si nécessaire également, un système de type racle pourra être
prévu au niveau des rouleaux d'impression 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
5 seuls exemples de réalisations, mais en englobe, au contraire, toutes
les formes de réalisations.
