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Cuir artificiel souple et son procédé de fabrication
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Sous le nom de "cuir artificiel ou de "synderme" on comprend toute une série de produits pouvant remplacer le cuir naturel et qui sont à base -de matières fibreuses suscep- tibles d'être feutrées, telles que fibres textiles, fibres de verre, amiante, fibres de papier et fibres de cuir.Ces derniè- res présentent un grand intérêt et on peut utiliser tous les déchets de cuir tannés au chêne, au chrome, etc.,.
Pour fabriquer le cuir artificiel, on ajoute , d'ordinaire une émulsion de liant à une suspension aqueuse de
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cuir réduit en menues particules puis l'on provoque une précipitation du liant sur les particules de cuir, on sépare le précipité, on en exprime l'excès d'eau et on le sèche en bandes continues ou en plaues.Le liant peut être, par exem- ple du caoutchouc naturel ou un caoutchouc synthétique ou encore une résine synthétique avec ou sans plastifiant.
Le sèchage s'effectue habituellement soit à l'air'ordinaire, au soleil ou à l'ombre, soit dans des étuves à circulation d'air chaud, le chauffage étant assuré par la vapeur, l'électricité ou la lumière infra-rouge.
Dans tous les cas, le "cuir artificiel" obtenu et qui contient encore 15% d'humidité environ est raide et, si on l'expose assez longtemps à l'air sec, il devient quel- quefois cassant.
Lorsque pour obtenir un cuir artificiel plus souple, on augmente notablement la proportion de liant, on se heurte à un inconvénient: si on dépasse une certaine teneur en liant,les plaques de cuir artificiel n'ont .plus l'aspect de cuir naturel, et la tranche ressemble davantage à celle d'une plaque de caoutchouc assez foncé; de plus, le collage de ces plaques très plastifiées s'avère difficile et moins sur que celui.du cuir ordinaire; enfin, ce procédé est d'un prix de revient élevé.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'obtenir un "cuir artificiel" très souple sans addition exagérée du liant habituel, par un simple traitement physique ; le procédé consiste à soumettre à l'action du froid, pendant un certain temps,les plaques humides sortant de la presse avant de les sécher.Un froid minimum de - 5 environ est nécessaire pour obtenir rapidement des plaques complète- ment gelées mais on peut opérer à des températures allant de 0 centigrade jusqu'au voisinage du zéro absolu.Le temps de
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passage nécessaire varie suivant l'épaisseur des plaques obtenues, la température du frigidaire,la teneur en eau des plaques et le degré de porosité qu'on ésire obtenir.
On sèche ensuite ces plaques, soit par exposition à l'air, soit à l'étuve à circulation d'air chaud.
Le "cuir artificiel" obtenu est légèrement poreux mais'plus résistant et reste très souple, même dans l'air sec.
La Société Demanderesse a trouvé en outre que, dans la fabrication de cuir artificiel poreux selon la présente invention, la porosité finale dépend beaucoup de la teneur en eau de la pâte soumise au refroidissement;la température sem- ble être un facteur secondaire pourvu qu'elle soit inférieure à 0 et que la pâte,, une fois qu'elle est devenue très dure en tous points, soit maintenue dans cet état pendant àu moins deux heures.
Le temps requis pour un durcissement adéquat d'un gâteau de pâte déterminé varie avec l'épaisseur de ce gâ- teau et la température à laquelle il est soumis,par exemple, pour une plaque d'une épaisseur de 20 mm, la congélation com- plète jusqu'à dureté en tous points exige 4 heures à -8 et 3 heures à - 14 tandis qu'à une température de 0 à- 1%le temps nécessaire serait prohibitif en pratique.Toutefois, on a trouvé que les qualités du produit final de dépendaient pas sensiblement de la basse température choisie; de même la vites- se de refroidissement et la vitesse de retour à la température normale ont peu d'influence sur le résultat...
Ainsi l'on peut faire varier la durée totale de séjour de la pâte dans la glacière mais, dans la pratique, une durée d'environ 4 à 24 heures s'est révélée convenable lorsque la t'empérature de réfrigération est nettement au-dessou de 0 ,par.exemple à - 5 ou au-dessous; ainsi un temps de sé- jour de 12 heures environ à - 14 est tout à fait favorable mais une durée plus brève peut être adoptée, surtout avec des @
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feuilles relativement minces-. ^; de plus longues durées ne sont pas préjudiciables mais on n'a pas constaté de meilleurs ré- sultats en augmentant le temps d'exposition au froid;par exemple une durée supérieure à 24 heures ne s'est pas révélée plus avan- tageuse.
Pendant que la pâte est dans la glacière, il y a intérêt à brasser légèrement l'air dans celle-ci.
Quelle que soit la composition de la pâte, la poro- sité du produit final dépend de la teneur en eau de cette pâte.
On peut faire varier ladite teneur ëans une large mesure car tout excès d'eau après réfrigération peut être éliminé au cours du séchage final.Par exemple, lorsqu'on désire fabriquer un cuir artificiel ayant une teneur en eau d'environ 15% par rap- port au cuir, ce qui représente l'humidité normale du cuir na- turel à la température ambiante, on peut partir d'une pâte contenant environ 95 à 65% d'eau.
Dans la fabrication de cuir artificiel selon la pratique courante, on ajoute du latex à une suspension aqueuse de matières fibreuses susceptibles d'être feutrées puis, pour précipiter le caoutchouc sur les fibres,on ajoute un agent de coagulation du caoutchouc tel qu'un sel d'un métal bivalent ou trivalent, de préférence une solution aqueuse de sulfate d'alu- minium; on peut aussi se servir de tanin ou de matières organi- ques synthétiques.-Le précipité est une pâte aqueuse qui, après filtration sur une toile métallique, contient environ 95% d'eau,, Dans la pratique courante, on soumet-cette pâte à une forte aspiration puis on la presse et finalement on la sèche jusqu'à ce que sa teneur en eau soit d'environ 15% par rapport au cuir.
Une composition avantageuse pour le cuir artificiel final est la suivante: Cuir 68% Caouchouc sec 20%
Eau 12% Selon la présente invention, on soumet la pâte à la
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la réfrigération soit directement soit, de préférence, après aspiration et compression en uen feuille contenant,par exemple,
65% d'eauµ
On a trouvé que suivant la teneur en eau de la pâte soumise à une réfrigération, on pouvait obtenir un produit final de composition déterminée à l'avance, par exemple la composition Indiquée ci-dessus, mais de porosité variable; c'est-à-dire de densité apparente variable;
ainsi, l'on peut préparer un cuir artificiel ayant une densité apparente de 0,4 à 1,00 tandis que la densité normale d'un cuir comprimé est de 1,07.Il suffit pour cela de régler la teneur en eau de la pâte.Ainsi, les résultats suivants on été obtenus :
Teneur en eau de la pâte Densité apparente
70% 1,000
83% 0,650
95% 0,300
On peut obtenir une pâte ayant une teneur de 95% en eau par simple égouttage du précipité semi-liquide mentionné ci- dessus sur une toile métallique pendant deux heures.Pour obtenir une pâte à moindre teneur en eau, on peut appliquer une pression déterminée afin de chasser l'excès d'eau.
Comme on l'indique ci-dessus, un cuir artificiel préparé par le procédé de congélation objet de l'invention est particulièrement souple si on le compare aux cuirs artificiels du commerce,,
A titre d'exemple, dans la fabrication d'un cuir artificiel contenant 20% de caoutchouc sec, 6 * de cuir défibré et 12% d'eau, on prépare deux échantillons A et B à partir d'une pâteà 95% d'eau.On soumet l'échantillon A à une forte aspiration puis à une compression et finalement on le sèche à l'air sec jus- qu'à ce que sa teneur en eau soit de 12%.pour obtenir l'échantil- lon B, on fome une plaque comprimée cont-enant encore 65% d'eau puis on la soumet à l'action d'une température de - 7 pendant 8
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heures et on la laisse sécher normalement.
Le tableau ci-dessous indique les caractéristi- ques de ces deux variétés de produits.
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Produits <SEP> : <SEP> Densités <SEP> : <SEP> Charge <SEP> de <SEP> Allongement <SEP> : <SEP> Déformation <SEP> : <SEP> Souplesse
<tb>
<tb> : <SEP> : <SEP> rupture <SEP> : <SEP> : <SEP> permanente <SEP> : <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> : <SEP> au <SEP> cm2 <SEP> : <SEP> à <SEP> 20% <SEP> d'al- <SEP> :
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<tb>
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> longement
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A 0,940 65 kg 39% 6 (Raide t) (non cassant) B e,745 80 kg 2819 3,5% rJta .et1:pl.$
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<tb> à <SEP> 20
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Les avantages du produit B sont grands.La densité étant plus faible, à épaisseur égale, le prix de revient est moins élevé que celui du produit A.La souplesse de ce "cuir artificiel" est telle, qu'il peut être utilisé, non seulement dans l'industrie de la chaussure mais encore dans la maroqui- nerie, sans présenter les inconvénients d'un cuir susceptible de devenir cassant.
La souplesse dépend principalement de la composition c'est-à-dire des proportions relatives entre le cuir ou matière analogue, le liant et l'eau.En règle générale, la souplesse est d'autant plus difficile à obtenir que l'on désire un cuir artificiel plus léger et plus poreux et il peut être nécessai- re d'employer une plus grande quantité de liant ou d'ajouter des plastifiants ou de recourir à ces deux mesures à la fois pour préparer un cuir artificiel particulièrement léger et poreux.Par exemple, dans la fabrication de cuir artificiel ayant une densité apparente de 0,3 à'partir d'une pâte à 95% d'eau, on trouve les résultats suivants:
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<tb> Teneur <SEP> du <SEP> cuir <SEP> artificiel <SEP> en <SEP> : <SEP> Souplesse
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<tb> caoutchouc <SEP> naturel <SEP> ou <SEP> synthétique <SEP> :
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<tb> 20% <SEP> légèrement <SEP> cassant
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<tb>
<tb>
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<tb> 50% <SEP> souple
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 20%+20% <SEP> d'un <SEP> plastifiant <SEP> tel
<tb>
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<tb>
<tb> que <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> souple
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Un caoutchouc'artificiel souple et poreux ,préparé conformément à l'invention, se distingue surtout par son extrê- me légèreté par rapport à tous les cuirs artificiels connus.
Il peut donc servir de matière de remplacement . dans l'industrie de la chaussure ,à la place du liège naturel par exemple. Il est à présumer que l'eau ou le liquide aqueux disséminé dans la masse exposée à l'action du froid provoque, en se congelant et par suite en augmentant de- volume, des compressions locales et, en même temps, une augmentation générale de volume se traduisant, d'une part, par l'augmentation de la porosité et l'accroissement de la cohésion de la partie fibreuse, d'autre part, par une dimi- nution de la densité.La diminution de la compacité générale et la présende de pores plus au moins remplis d'air après séchage expliquent probablement l'augmentation de souplesse.Bien entendu,
la réfrigération doit être suffisante pour que la congélation se produise et, à cet égard. il faut noter que divers facteurs,en particulier:la présence de substances eh solution dans l'eau, peuvent abaisser le point de congélation.
Le procédé objet de l'invention peut donc aussi être regardé comme consistant à disséminer au sein de la masse de cuir artificiel, au cours de sa fabrication, une substance faci- .lement dilatable et éventuellement susceptible de s'éliminer ai- sément, à provoquer.la dilatation de cette substance, à la main- tenir dilatée pendant le temps jugé convenable, puis à ramener la masse dans les conditions normales. après l'avoir ainsi rendue poreuse.
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R e v end 1 c a t ion s. le) Procédé de fabrication de cuir artificiel sou- ple à partir d'une suspension aqueuse de cuir .ou d'autres matiè- res fibreuses ou de mélanges de cuir et de telles matières et d'un liant en émulsion ou en suspension, avec coagulation du liant sur les fibres, séparation du coagulum et séchage de ce
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dernier, procédé caractérisé par le fait qu'on soumet le coa- gulum encore humide à une réfrigération à une température inférieure à 0 .
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on exécute la réfrigération à une température suffisamment basse pour que, pratiquement dans toute la masse, le liquide aqueux emprisonné se congèle.
3 ) Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé par le fait qu'on effectue la réfrigération après égout- tage et.mise en forme du coagulum par compression.
4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes. caractérisé par le fait que lion maintient le coagulum à une température inférieure à 0 pendant environ 4 à 24 heures,
5 ) Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé par le fait que l'on opère à une température qui n'est pas supérieure à - 5 .
6 ) Procédé de fabrication de cuir artificiel caractérisé par le fait qu'au cours de cette fabrication, on dissémine dans la masse génératrice de cuir artificiel une subs- tance facilement dilatable et éventuellement susceptible de s'éliminer aisément, on provoque la dilatation de cette substan- ce, on la maintient dilatée pendant le temps convenable puis on fait cesser la dilatation.
7 ) Le cuir artificiel souple et poreux qui a été fabriqué par le procédé revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes.