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"Perfectionnement aux modes de fabrication des chaussures soudées et compositions pour la mise en oeuvre du nouveau procede"
Cetteinvention a trait $'un procédé perfectionné pour le soudage de certaines parties d'une chaussure à l'aide d'une colle de pyroxyline ou d'une autre colle obtenue à partir d'un éther-sel de cellulose, et elle comporte aussi des compositions inédites servant a détremper ou ramollir la colle qu'on a laissée sécher après en avoir enduit les pièces à réunir, cette colle étant de nature telle que, tout en donnant amplement le temps à l'ouvrier de placer lesdites pièces comme il faut l'une par rapport à l'autre et de les'introduire après cela dans un dispositif de pression convenable, elle séchera rapidement après cette
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mise sous presse,
abrégeant par suite notablement le temps durant lequel l'ouvrage devra rester dans ledit dispositif.
Le nouveau procédé et les compositions employées pour sa mise en oeuvre seront décrites en rapport avec la fabrication de c es chaussures dont la. semelle est collée à la portion d'empeigne rabattue par-dessus le fond de la chaussure au montage, au lieu d'y être fixée par une couture, par des clous ou par des chevilles bois; mais il est évident que les divers perfectionnements dont s',agit ne sont pas exclusivement réservés à ces travaux particuliers de collage.
Dans ces dernières années, la fabrication de chaussures munies d'une semelle soudée à l'empeigne avec de la. colle de pyroxyline a pris un grand essor. A cette fin, la portion d'empeigne rabattue sur le fond de la chaussure durant le montage sur forme, aussi bien que la partie marginale de la semelle à poser, sont cardées, c'est-à-dire rendues rugueuses, après quoi les deux surfaces ainsi traitées sont enduites d'une couche de colle de pyroxyline qu'on laisse sécher. L'enduit recouvrant l'une ou l'autre des pièces susdites ou les deux (la pratique la plus moderne veut que ce soit la semelle seulement) est alors détrempé en l'imbibant d'un solvant approprié, puis chaussure et semelle sont assemblées ensemble et pressées énergiquement l'une contre l'autre pendant que la colle sèche de nouveau.
Ces opérations d'assemblage et de pressage peuvent s'effectuer de la manière spécifiée dans l'addition n 39.029 rattachée au brevet français du 20 juin 1929 (n 691. 914).
Avec les solvants employés jusqu'à ce jour pour dé- tremper et ramollir la colle de pyroxyline, la pression nécessaire au soudage devait durer entre 20 et 30 minutes.
En effet, si elle durait moins longtemps, les pièces étaient sujettes à se décoller immédiatement ou au bout de quelques jours d'usage de la chaussure. De plus, il faut allouer de
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25 à30 secondes al'ouvrier pour l'application du solvant à la semelle, le placement des pièces en position de soudage et leur mise sous presse.
Or, des expériences faites avec des solvants de pyroxyline dont les points d'ébullition sont inférieurs a ceux des solvants employés d'ordinaire (par exemple, des mélanges d'acétone et d'éther éthylique) ont démontre que ces- solvants baissent àdésirer parce que, s'ils accélèrent la prise de la colle d'une façon qui permet à l'ouvrier de tenir les pièces sous presse bien moins longtemps que les vingt à trente minutes allouées d'ordinaire, en revanche ils s'évaporent si rapidement durant'l'assemblage des pièces à souder, de même que durant l'application du solvant à la semelle, que la colle qu'on a laissée sécher et durcir sur celle-ci ne se ramollit pas et, en conséquence, le joint obtenu manque de solidité.
Néanmoins%; d'autres expériences ont démontré que si, comme la chose peut se faire dans un laboratoire, un tel solvant est appliqué assez rapidement et les pièces assemblées et mises sous presse en ne prenant que de 5 à 10 secondes pour toutes ces opérations, on obtiendra une soudure indécollable.
La présente invention a pour objet, entre autres, 1 'em- ploi, pour le détrempage ou ramollissement de la colle de pyroxyline, d'une composition de nature telle qu'on pourra prendre les 25 ou 30 secondes requises pour appliquer le solvant, assembler les pièces et les mettre sous presse et, malgré cela, terminer le pressage bien plus tôt qu'on n'a pu le faire jusqu'à ce jour, soit au bout de 5 à 6 minutes, ou même moins, suivant la nature du travail à exécuter.
Cette-réduction très importante du temps pendant lequel les chaussures doivent demeurer sous presse diminue d'autant le nombre de dispositifs de pression à fournir à chaque ouvrier pour la pose des semelles dans la fabrication des chaussures soudées ; et, comme ces dispositifs de pression sont
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relativement dispendieux, une fabrique désirant fabriquer 1,000 paires par jour sera en mesure de réaliser une écono- mie de plusieurs milliers de francs sur l'outillage dont elle aura besoin pour une telle production.
On verra par la suite de ce mémoire que le résultat visé s'obtient en faisant dissoudre, dans un solvant formé d'une pyroxyline a basse température d'ébullition, des substances qui, sans influencer défavorablement le solvant, en augmentant la viscosité à la condition d'en mettre des quantités relativement faibles, retardant par suite sa vaporisation durant l'application du solvant et pendant l'assemblage des pièces à souder (telles une chaussure et sa semelle), mais permettant tout de même à la colle de sécher rapidement après la mise sous:presse. Quand on procède ainsi, on dirait qu'il se forme, à la surface du solvant dont l'ouvrage est imbibé, une mince croûte ou pellicule qui retarde la vaporisation du solvant et le protège pendant qu'il détrempe la colle.
Toutefois, le pressage brise cette pellicule et le solvant extrêmement volatil se vaporise alors aussi rapidement qu'il le ferait en l'absence des substances ajoutées.
Voici, a titre d'exemple, une composition préparée conformément à la présente invention:
Acétone chimiquement pure, 300 cm3
Ether éthylique, 100 cm3
Camphre, 42 gr.
Baume rézyl, 15 gr.
Nitrocellulose, 9 8g
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Cette composition, on le voit, contient environ 83% d'un mélange d'une partie d'éther éthylique avec trois parties d'acétone, environ 11% de camphre, près de 4% de baume rézyl et un peu plus de 2% de nitro- cellulose d'une viscosité de 330 secondes. Le poids spécifique de l'acétone est supposé être ici 7,9 et celui de l'éther éthylique 7,2. Oes proportions peuvent cependant être variées dans une grande mesure. noter que la nitrocellulose entrant dans la oompo- sition en question possède une forte viscosité. Si on utilise une nitrocellulose de plus faible viscosité, il faudra en mettre une quantité proportionnellement plus grande.
Ainsi, 12 grammes de nitrocellulosed'une viscosité de 240 secondes donneront, a peu de chose prés, le même résultat que 9 grammes d'une viscosité de 330 secondes.
Le degré de viscosité de la nitrocellulose susmentionnée est celui indiqué dans un bulletin publié en 1929 et révisé en 1930 par l'"american Society for Testing Materials", sous le titre; Tentative spectfications and Tests for Soluble Nitrocellulose. On y lit ce qui suit:
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CONSISTANOE- ESSAIS DE DILUTION DE LA
CROUTE ET DU TOLUOL - SOLUTIONS RECUISES -
10.
Les solutions employées se conformeront aux formules suivantes:
EMI6.1
<tb> Formule <SEP> Formule <SEP> Formule <SEP> Formule
<tb>
<tb> A <SEP> B <SEP> 0 <SEP> D
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nitrocellulose <SEP> soluble
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<tb>
<tb> (dessiqée <SEP> a <SEP> 50 <SEP> 0.
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<tb>
<tb> jusqu'a <SEP> poids <SEP> constant),
<tb>
<tb>
<tb> pourcentage <SEP> au <SEP> poids, <SEP> 12,2 <SEP> 20,0 <SEP> 25,0 <SEP> 12,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétate <SEP> d'éthyl, <SEP> a
<tb>
<tb>
<tb> pourcentage <SEP> au <SEP> poids.
<SEP> 17,5 <SEP> 16,0 <SEP> 15,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Alcool <SEP> dénature <SEP> du <SEP> com-
<tb>
<tb>
<tb> merce <SEP> (N <SEP> 1, <SEP> distille
<tb>
<tb>
<tb> a <SEP> 188 )
<tb>
<tb>
<tb> pourcentage <SEP> au <SEP> poids, <SEP> 22,0 <SEP> 20,0 <SEP> le,75 <SEP> ....
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> b
<tb>
<tb>
<tb> Toluol,
<tb>
<tb> pourcentage <SEP> au <SEP> poids, <SEP> 48,3 <SEP> 44,0 <SEP> 41,25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétate <SEP> normal <SEP> de <SEP> butyle, <SEP> c
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> pourcentage <SEP> au <SEP> poids, <SEP> 87,8
<tb>
Acétate d'éthyle préparé conformément aux instructions de la Société' susnommée, au titre de 85 à SS pour cent.
Désignation: D 302-30T. b Toluol non-corrosif dont le point d'ébullition est un degré en dessus ou en dessous de celui du toluene qui bout a 110,7 0. c Acétate nommal de butyle préparé conformément aux instructions de la Société susnommée, au titre de 88 à 92 pour cent. Désignation: D 303-30T.
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CONSISTANCE 11. (a) Cylindre. - Un tube en verre cylindrique qui mesure 25,4 mm. (¯ 0,5 mm. ) comme diamètre intérieur et 355,6 mm. comme hauteur, et qui porte sur le côté des graduations sur une étendue de 254,0 mm. (¯0,25 mm.), ces graduations commençant âenviron 50,8 mm. du haut pour se terminer a peu pres a la même distance du bas.
(b) Bille en acier. - Une bille en acier présen- tant un diamètre de 0,794 or;. (¯ 0,001 cm.) et pesant 2,035 gr. (¯ 0,010 gr.).
12. Oonsistance (Viscosité). - La consistance est vérifiée en amenant en solution la nitrocellulose soluble suivant une formule uniforme, puis en notant le temps de chute de la bille d'acier susdite jusqu'au fond du tube contenant la solution.
En général, la consistance est déterminée à l'aide de la Formule A, B au 0. Employer la Formule A hormis qu'elle donne à l'échantillon une viscosité de 6 secondes ou moins, alors qu'i faudra recourir à la Formule B. Si la viscosité est en dessus de 3 secondes avec la Formule B, employer la Formule 0.
La nitrocellulose prendra un peu moins de temps pour se dissoudre complètement si l'alcool et le toluol sont ajoutes en premier lieu et si l'acétate d'éthyle est ajoute après avoir laisse le mélange reposer pendant 5 ou 10 minutes. Dissoudre a fond l'échan- tillon dans le solvant ainsi préparé, en agitant dans un vase hermetiquement clos. Remplir de cette solution le tube en verre. Boucher le tube et laisser reposer jusqu'à ce que toutes les bulles d'air se soient dégagées .de la solution. Chauffer alors , une temperature de 25,,0 0. (¯ 0,1 0.).
Mettre le tube debout, puis laisser tomber,la bille d'acier au centre de la surface supérieure de la solution pour qu'elle descende jusqu'au fond.
Le nombre de secondes que la bille devra prendre pour traverser une colonne de solution de 254 mm. entre les graduations supérieure et inférieure du,cylindre donnera le degré de consistance de l'échantillon.
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Le baume rézyl mentionné plus haut est une résine synthétique qu'on trouve dans le commerce, et il constitue. un éther balsamique d'anhydride phtalique et de glycol diéthylénique, contenant aussi de préférence une huile siccative ou demi-siccative (par exemple, de l'huile d'éléocoque extraite d'une euphorbiacée originaire de la Chine) qu'on peut obtenir par les procédés décrits da.ns le mémoire annexé au brevet Etats-Unis octroyé le 6 novembre 1928 au sieur Harry M. Webber sous le n 1. 690.515, en substitua.nt un glycol diéthylénique à la glycérine mentionnée audit brevet.
D'autres résines synthétiques tendres, qui sont des dissolvants solides de la nitrocellulose et qui sont solubles dans les solvants de pyroxyline employés (par exemple, la résine tendre de santolite) peuvent remplacer le baume rézyl, quoique ce dernier ait l'avantage de coûter aujourd'hui bien moins cher que d'autres résines propres a cet emploi.
Divers liquides dans lesquels la pyroxyline ou la nitro- cellulose sont solubles peuvent entrer dans la composition.
Cependant, il est essentiel,que le solvant soit relativement volatil a la température ordinaire. En d'autres termes, son point d'ébullition devra être peu élevé et préférblement voisin de 40 à 50 C. Ainsi, à la place de l'acétone (bouillant vers 56 c). et de l'éther d'éthyle (bouillant vers 35 c.) susmentionnée, on peut employer un mélange de sofa d'alcool éthylique (bouillant vers 78 C.) et de 40% d'éther d'éthyle. L'éther isopropylique (bouillant vers 39 C.) peut être substitué à l'éther d'éthyle. D'autre part, l'acétate d'éthyle (bouillant vers 77 C.) peut rem- placer une portion au moins de l'acétone, mais s'il est employé à l'exclusion de l'acétone, le mélange ac- querra la consistance d'une bouillie.
L'inventeur a constate aussi que divers hydrocarbures peuvent être employés
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au lieu de l'éther d'éthyle et en plus fortes doses que ce dernier quand il est mélangé à l'acétone. Ainsi,un mélange de 50% de pentanes mixtes bouillant entre 30 et 40 0. et de 50% d'acétone donne de bons résultats comme la partie liquide du mélange. En outre, quand on emploie soit un éther d'éthyle soit un éther propylique secondaire (isopropylique) avec de l'acétone pour la partie liquide de la composition, on peut, si l'on veut, remplacer une partie de ces éthers par un hydrocarbure léger (par exemple, les pentanes dont il vient d'être parlé). Pour l'obtention d'un solvantplus volatil que ceux décrits plus haut, on peut employer, par exemple, une partie d'acétone pour deux parties d'éther d'éthyle.
Cela donnera, il est vrai, moins de temps a l'ouvrier pour appliquer le solvant et manoeuvrer l'ouvrage avant la mise sous presse, mais la colle séchera encore plus vite après l'application de la pression.
Il ressort de ce qui précède que la nature de la partie liquide du solvant n'a rien de oritique. L'essentiel est - qu'elle soit capable de ramollir aisément la colle durcie, et assez volatile pour se vaporiser rapidement après la mise sous presse.
Une des fonctions de la nitrocellulosee à viscosité élevée est de réduire la tension de la vapeur émanant du solvant et d'empêcher par suite celui-ci de se vaporiser durant l'assemblage des pièces à souder, lesquelles ont été préalablement enduites d'une couche de colle de pyroxyline qu'on a laissée durcir. On dirait que l'évaporation de la partie liquide du solvant appliqué sur l'ouvrage forme à la surface une mince croûte ou pellicule qui retarde après cela l'évaporation et, dès lors, protège le reste du liquide pendant que le solvant continue de ramollir la couche de colle de pyroxyline' dont l'ouvrage est revêtu.
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Le camphre et le baume rézyl aident tous deux a retarder la vaporisation de la partie liquide du solvant pendant l'assemblage des pièces à. souder. Bien que l'inventeur ne considère pas comme absolument nécessaire l'emploi de l'une ou l'autre de ces substances ou des deux, il les croit tout de même utiles, de même que leurs équivalents, vu qu'elles accroissent beaucoup l'efficacité de la nitrocelluloee à viscosité' élevée et ne produisent comme elle aucun mauvais effet. Le camphre et le baume rézyl étant des solvants solides de la nitrocellulose, ils tendent à stabiliser la composition en empêchant la nitrocellulose de se précipiter durant l'application du solvant par un temps humide.
L'inventeur croit encore que la présence du baume rézyl assure une répartition du solvant en une couche partout égale, ce qui évite l'apparition sur l'ouvrage de parties non recouvertes et forme comme un matelas élastique.
L'omission du camphre atténue l'effet retardateur durant l'application du solvant et l'assemblage des pièces à souder.
Tout de même, on obtiendra un bon joint si l'assemblage est effectué assez vite.
En pratiquant la présente invention, la colle est amenée à faire prise rapidement parce que l'application de la pression diminue la viscosité du solvant, ainsi que de la colle détrempée, la, tension des vapeurs y contenues devenant par suite plus grande et facilitant la dispersion et l'évaporation du solvant aussi bien que la prise de la colle. L'augmentation de la viscosité du solvant, augmentation due aux substances dissoutes, obvie en outre à une dispersion excessive du solvant dans le cuir de la semelle lors de la mise sous presse, de sorte qu'il n'apparaît aucune tache sur la face plantaire de celle-là, comme cela arrive parfois en d'autres circonstances.
Enfin, cette augmentation de viscosité évite tout retard dans l'évaporation du solvant, retard produit
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par un tel excès de dispersion, et le corps de la semelle demeure par conséquent imprégné de solvant comme si c'était une éponge.
Des essais faits par l'inventeur ent vérifié qu'on peut employer, dans les compositions susdécrites, de l'acétate de cellulose à la place d'une nitrocellulose à viscosité élevée pour le ramollissement des colles de nitrocellulose. Cette substitution est tout particulièrement utile, peut-être même nécessaire, quand il s'agit de détremper une colle faite d'acétate de cellulose. Et comme le procédé et l'émollient prévus par la présente invention peuvent être utilisés lorsqu'on fait usage d'une colle d'acétate de cellulose ou bien de colles de nitrocellulose pour souder ensemble certaines parties d'une chaussure ou d'autres articles, le mot "pyroxyline" employé au cours de ce mémoire doit être pris dans un sens assez large pour sous-entendre l'acétate de cellulose aussi bien que la nitrocellulose.
En fabriquant des chaussurepar le procédé que l'on vient de décrire, une couche de colle de pyroxyline est appliquée comme d'habitude sur la portion d'empeigne rabattue par-dessus le fond de la chaussure au montage, de même que sur le bord de la semelle, ces deux parties de l'ouvrage ayant été "cardées" immédiatement avant l'enduisage. Cela fait, on laisse sécher et durcir la colle comme ci-devant.
Quand la colle est complètement sèche, elle est détrempée et ramollie sur l'une ou l'autre des parties encollées, préférablement la semelle, en l'imbibant, à la main ou autrement, d'une des compositions susdécrites, après quoi la semelle est affichée sur le fond de la chaussure et toutes deux sont mises sous presse, par exemple dans une machine du type de celle ayant fait l'objet du brevet français n 691. 914 cité au commencement, correspondant au brevet belge du 11 octobre 1929 (n 364.440).
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En faisant usage du nouvel émollient, on trouve que le temps durant lequel semelle et chaussure doivent rester sous presse n'est pas plus de quatre à six minutes (ou bien moins long- temps, si les pièces sont chauffées) suivant la nature et le conditionnement des parties à souder et suivant le galbe du pavé de la forme, alors que jusqu'ici il a fallu les laisser de vingt à trente minutes dans le dispositif de pression, l'ouvrier ayant malgré cela amplement le temps (jusqu'à 30 secondes, s'il le désire) d'appliquer la couche d'émollient, d'assembler et placer dans la relation voulue la semelle et la chaussure et, enfin, de mettre le tout sous presse.
Cette réduction du temps pendant lequel la chaussure doit rester sous presse permet de tenir un ouvrier occupé constamment avec pas plus de dix à vingt dispositifs de pression, tandis qu'avec les dissolvants employés jusqu'à ce jour il fallait mettre à sa disposition de soixante à quatre-vingts de ces dispositifs, et même davantage.