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La présente invention concerne une chaussure en matière plastique renforcée,moulée par coulage,et son procédé de fabrication,
Les chaussures en matière analogue au caoutchouc,telles que les bottillons en matière plastique, ont été fabriquées jusqu'à présent par le procédé dit de moulage par coulage,Ce procédé consiste à bhauffer un moule métalique creux' avant d'y introduire l amatière plastique démoulage ou aprés l'y avoir introduite .On remplit complètement le moule creux ou jusque? la hau- teur qu'on désire avec une matière plastique crémeuse qui doit constituer la pièce finie ;
et l' action de la chaleur sur le moule métallique a pour effet de provoquer le dépôt et l' adhérence sur les parois du moule de la matière plastique qui est à leur contact.Dés qu'un dépôt de l'épaisseur désirée s'est formé sur les parois intérieures du moule, on verse dans le moule le reste de la matière plastique crémeus, puison continu à bhauffer le moule pour faire fondre la couche sous forme de pièce tenace,flexible, caoutchouteuse, dont le contour est exactement conforme au contour intérieur du moule.
Grâce aux propriétés d'élasticité et de ténacité de la chaussure ainsi moulée, elle se détache facilement du moule sous forme de pièce fabriquée finie et, grâce à ses propriétés de flexibilité et de ténacité, elle ne s' endommage pas facilement au démoulage, ni à l'usage.La matière plastique qui sert à fabriquer par coulage une chaussure moulée de cette nature consiste de préférence en un plastisol préparé en dispersant une poudre de résine polyvinylique à l'état de fine division dans un plastifi- ant liquide de cette résine de façon à former un liquide crémeux.La prépa- ration et les applications des plastisols sont connues des spécialistes et sont décrites en détail dans le journal "Modern Plastios" 26, 78 avril
1949 par Perrone & Neuwirth.
Ainsi, qu'il ressort de ce qui précède, ce procédé de moulage par coulage est facile et peu coûteux à appliquer dans la pratique et per- met d'obtenir des chaussures sans coutures dont le contour est exactement conforme à celui du moule.Les chaussures fabriquées par ce procéda sont imperméables à l'eau et peu coûteuses et donnent toute satisfaction à l'usage.
Cependant, en raison de la nature de la chaussure et de l'usage auquel elle sert, il arrive souvent que la surface de sa semelle soit usée longtemps avant son empeigne.On peut évilemment donner aux semelles de ces chaussures des épaisseurs différentes, mais si l'on donne àla semelle une épaisseur suffisante pour qu'elle donne satisfaction à l'usage, il en résulte un gas- pillage considérable de la matière constituant l'empeigne de la chaussure où cette suépaisseur n'est ni nécessaire ni souhaitable.,
L'invention se propose notamment de réaliser un article renforcé moulé par coulage et de fournir un procédé de fabrication de cet article.
Plus spécialement, l'invention a pour objet une chaussure fabriquée par le procédé de moulage par coulage et dont la semelle est renforcé de façon à former dans la surface de la semelle une paroi résistant à l'usure et plus épaisse-que l'empeigne.
L'invention se propose en outre de fabriquer une chaussure moulée par le procédé de collage, sans coutures et qomportant un revêtement calo- rifuge recouvert d'une enveloppe extérieure résistant à l'usure et renfor- cée dans la surface de la semelle.
On peut fabriquer une chaussure à semelle ainsi renforcée suivant l'invention au moyen d'un moule métallique creux chauffé et en y moulait par coulage une matière résineuse crémeuse de la manière décrite ci-dessus, de façon à déposer sur les parois intérieures du moule une paroi de renfor- cement de la surface de la semelle.Suivant l'invention on remplit le moule métallique creux avec la matière résineuse crémeuse jusqu'à une profondeur
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suffisante pour en recouvrir la semelle, et si on le désire,on peut remplir le moule à une profondeur de l'ordre de 12 mm, suffisante pour former une surface renforcée se dirigeant vers le haut sur une courte distance à par- tir de la semelle .On peut chauffer le moule métallique au préalable,
ou le chauffer lors de l'opération pour provoquer le dépôt d'une couche mince de la matière résineuse sur les parois du moule dans la région de la semelle.
L' épaisseur de ce dépôt augmente de seconde en seconde pendant que le li- quide crémeux reste dans le moule chauffé.Puis on peut verser dans le moule un supplément de matière résineuse crémeuse, jusqu'à ce qu'il=soit rempli à la hauteur nécessaire pour obtenir la chaussure finie .On soumet la matière résineuse contenue dans le moule à un nouveau chauffage.pour déposer une couche mince sur le reste des parois du moule,ainsi qu'une:
nouvelle couche à l'intérieure de la première couche formée.Puis on vide du moule 1*excès de matière résineuse crémeuse et on le chauffe de nouveau pour faire fondre la résine des couches déposées sur les parois intérieures des moules.En fondant, les diverses couches de la semelle forment une masse en une seule pièce, de sorte que la chaussure une fois démoulée comporte une empeigne relativement mince et une semelle renforcée relativement épaisse,ainsi qu' on le désire dans les chaussures de ce type.
Pour fabriquer par ce procédé une chaussure renforcée recouverte d'une couche de revêtement calorifuge, on chauffe le moule, après en avoir vidé l'excès de matière résineuse crémeuse, à une température suffisante pour provoquer la gélification, mais non la fusion des couches minces dé- posées sur ses parois intérieures.Puis on peut le remplir de nouveau avec
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une quazM-Ug-ItÈ ou moins grande àe r3ïatiêre ré'sineu pLa'stique analogt1è, mais con- tenant un agent de soufflage.La matière résineuse du moule est chauffée par le moule à une température suffisante pour provoquer le dépôt d'une couche contenant l'agent de soufflage à l'intérieur des autres couches déposées sur les parois du moule,
mais il faut avoir soin de maintenir la tempéra- ture à une valeur inférieure à celle qui provoque le dégagement de l'agent de soufflage.Une fois la couche contenant l'agent de soufflage déposée sur les parois du moule, on peut vider le moule de l'excès de liquide .Puis on chauffe le moule pour dégager l'agent de soufflage dans la couche et faire fondre la résine des diverses couches, en formant ainsi une chaussure en une seule pièce contenant à l'intérieur une couche de revêtement cellu- laire .On peut ensuite démouler la chaussure renforcée calorifugée sous forme de chaussure finie.
La"fusion" a lieu lorsque la température devient supérieure au point de ramollissement de la résine, température à laquelle l'action sol- vante du plastifiant s'intensifie de façon telle que la résine et le plasti- fiant forment une masse résineuse homogène et tenace, dans laquelle la ré- sine en poudre et le plastifiant liquide se sont agglomérés en formant une phase unique .Les expressions" fondu" et "fusion" désignent le traitement thermique permettant d'arriver à ce résultat.La fusion qui se produit pen- dant le dernier stade de chauffage est absolument indispensable pour trans- former la pellicule ou couche gélifiée, très peu résistance et de consis- tance caséeuse, en une pellicule homogène tenace analogue au cuir.Pour fa- briquer une chaussure calorifugée,
on constate qu'un chauffage d'une durée de 6 minutes à une température de 215 C convient à la fusion et au souf- flage bien que la température puisse varier suivant la nature de la compo- sition résineuse et de l'agent de soufflage choisi.En général, une tempé- rature supérieure à 95 C est nécessaire.
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Les caractéristiques qui précèdent, ainsi que d'autres caxactéris- tiques de l'invention apparaîtront à la description détaillée qui en est donnée ci-après avec le dessin ci-joint à l'appui, sur lequel:
La fig. 1 est une élévation latérale, avec arrachement partiel
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d'un moule métallique creux qui peut servir à mouler par coulage une ahaus- sure flexible caoutchouteuse suivant l'invention.
La fig. 2 est une coupe du moule à peu près suivant la ligne 2-2 de la fig.1, sur laquelle apparaît la couche de renforcement déposée sur ses parois.
La fig. 3 est une coupe semblable à celle de la fig. 2, sur la- quelle apparaît l'enveloppe de la chaussure déposée sur les parois du mou- le et renforcée dans la région de la semelle, et
La fig, 4 est une coupe d'une chaussure renforcée calorifugée suivant l'invention, obtenue dans le moule della fig. la coupe de la fig.
4 étant celle de la partie de la chaussure qui serait visible le long de la ligne 4-4 de la fig.l.
Le moule métallique convenant à 1' application du procédé dell' invention peut être fabriqué par galvano-plastie ou de toute autre matière, mais on obtient d'excellents résultats avec un moule en métal pulvérisé, fabriqué en pulvérisant de 1 aluminium fondu chaud sur un moule dont le contour est exactement conforme à celui de la pièce coulée finie qu'on dé- sire fabriquer,
On fabrique de préférence le moule 10 en aluminium pulvérisé au moyen d'un modèle en bois ou matière plastique des dimensions et de la forme qu'on désire faire acquérir à la chaussure finie.On se sert ensuite de ce modèle pour y mouler autour une enveloppe flexible en un composé de moulage élastomère durcissant à basse température.Cette enveloppe flexi- ble sert de moule femelle pour fabriquer un nombre quelconque de moules en plâtre sur lesquels on pulvérisé le métal.On pulvérise sur le moule en plâtre plein (non représenté) une couche de "nylon" pour obtenir une surface lisse de " nylon"qui sert à fabriquer le moule 10 en métal pulvérisé.On forme ce moule en métal en pojetant sur le moule plein recouvert de "nylond" une moompositon d'aluminium à l'état fondu jusqu'à l'épaisseur de paroi qu'on désire,
tout autour du moulé recouvert de "nylon" . On peut alors déturide le moule en plâtre plein et l'énlever du moule métallique creux, qui prend alors l'aspect de la fig.1 etiest prêt à servir au moulage par coulage de piècés en matière plastique.
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Pour appliquer le procédé de l'invention, on verse dans le moule 10 une quantité de matière résineuse crémeuse suffisante pour en recouvrir la semelle, et de préférence suffisante pour le remplir à une hauteur un peu plus grande qu'il n'est nécessaire pour ne recouvrir que la semelle de la chaussure, par exemple jusqu'à une hauteur d'environ 12mm.Après avoir versé dans le moule la matière résineuse crémeuse jusqu'à cette hauteur, le chauffage du moule a pour eifet de déposer sur les parois du@@@@@le une cou- che 11 de matière résineuse ayant la forme d'une enveloppe.Suivant la fig.2 qui pour la rendre plus claire ne représente pas la matière résineuse cré- meuse qui remplirait normalement l'enveloppe 11,
cette couche d'enveloppe 11 comporte une surface de semelle 12 d'où se dirigent vers le haut des pa- rois 13 jusqu'à une faible hauteur au-dessus du plan de la semelle.
Si on le désire, on peut chauffer le moule 10 avant d'y verser la matière résineuse crémeuse qui forme la couche 11,mais on le chauffe de pré- férence après avoir versé cette matière dans le moule.Quoique la température et la durée de chauffage du moule soient variables, ainsi qu'il est évident pour les spécialistes, on constate qu'en faisant passer le moule pendant en- viron 8 minutes dans un four chauffé à 93 C environ , on obtient le dépôt d'une couche de renforcement saitsfaisante 11 à l'intérieur du moule;
Une fois la couche de renforcement 11 ainsi déposée sur les parois du moule 10,on ver- se dans le moule un supplément de matière résineuse crémeuse de façon à le remplir à peu près jusqu'à une hauteur légèrement supérieure à celle de la partie supérieure de la chaussure qu'on désire fabriquer.Après que cette ma-
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tière résineuse est restée en contact avec les parois métalliques pendant quelques secondes, on vide le moule 10 en le renversant pour en faire sortir la totalité de la matière résineuse crémeuse qui n' adhère pas sous forme de pellicule mince sur les parois métalliques du moule.Les parois du moule sont alors recouvertes d'une couche mince de matière résineuse 14 qui forme les parois 15 de la chaussure (fig.4).Cette couche 14 (fig.3)
est formée à l'intérieur de l'enveloppe 11 de sorte que l'épaisseur de la matière résineuse déposée sur les parois du moule 10 dans la région de la semelle et sur une faible hauteur au-dessus d'elle excède celle de la couche 14 qui forme le reste des parois d'une quantité sensiblement égale à l'épais- seur de la couche 11.On peut alors faire fondre la matière résineuse des cou- ches 11 et 14 de façon à former une masse homogène et à obtenir une chaus- sure dont la semelle est renforcée comme l'indique la fig.3*
Toutefois, suivant une forme préférée de réalisation de l'inven- tion, la chaussure comporte à l'intérieur une couche de revêtement résineu- se cellulaire calorifuge.
Pour fabriquer une chaussure renforcée calorifugée, on chauffe le moule contenant les couches 11 et 14 à une température suffisante pour gélifier ces couches à l'état légèrement collant à sec, mais la tempéra- ture et la durée du chauffage ;le doivent pas être suffisantes pour faire fondre complètement les couches résineuses qui doivent former la paroi extérieure 16 de la chaussure finie.On a constaté que pour gélifier à 1' état solide la matière résineuse crémeuse déposée, sans la faire fondre,
il est nécessaire de la chauffer pendant environ 90 secondes dans un four à 21500.Le expression " gelification " désigne 1' état de transition obtenu par chauffage pour transformer le liquide de plastisol fortement visqueux déposé en une substance solide de consistance caséeuse, mais non à l'état dans lequel les particules de plastisol fondent pour former une feuille translucide, homogène et tenace.
Pour appliquer sur cette chaussure un revêtement résineux cellu- laire possédant des propriétés calorifuges satisfaisantes, on recommance l'opération de moulage par coulage à peu près della manière décrite ci-des- sus à propos du dépôt de la couche 14, en remplissant le moule métallique chauffé 10 sur les parois intérieures duquel sont déposées les couches ré- sineuses gélifiées 11 ,14 avec une matière résineuse crémeuse qui contient un agent de soufflage.Après avoir rempli le moule métallique chauffé,dont les parois intérieures sont recouvertes des couches 11, 14 avec cette ma- tière,résineuse contenant un agent de soufflage pour y déposer une autre couche crémeuse contenant cet agent, on vide le moule de nouveau rapidement.
On bhauffe le moule métallique 10, sur lequel sont déposées les couches résineuses 11, 14 et la couche résineuse contenant l'agent de soufi flage, à une température supérieure à 177 C et de préférence de 215 C pendant une durée suffisante, par exemple de 5 à 10 minutes, pour dégager dans la couche résineuse l'agent de soufflage qu'elle contient et former ainsi un révêtement cellulaire possédant des propriétés calorifuges satifaisantes, Il y a lieu de continuer à chauffer jusqu'à ce que les couches, Il$ 14 et la couche contenant l'agent de soufflage aient fondu à l'état tenace, ura- ble,
analogue au caoutchouc ou au cuir et que les diverses couches soient réunies entre elles en une seule pièce.Il est évident que la température nécessaire à la fusion de la matière résineuse varie suivant la proportion de plastifiant et la nature de la résine choisie dans la composition @ neuse.La température de décomposition de l'agent de soufflage doit être aussi voisine que possible de la température de fusion de la matière ré- sineuse.Si l'agent de soufflage se décompose avant que la fusion commence, la pellicule n'est pas assez ferme pour retenir le gaz.La pellicule à l'état
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gélifié permet au gaz de s'échapper à travers la surface.
Après que les diverses couches ont fondu de la manière décrite ci-dessus et que le moule métallique 10 s'est refroidi dans une certaine mesure, de préférence à une température inférieure au point de ramollis- sement de la matière résineuse, on démoule la chaussure plastique qui y a été moulée et qui a sensiblement l'aspect de la fig.4, comportant une cou- che intérieure cellulaire calorifuge 17, une portion de semelle renforcée 18, mais des parois latérales 15 relativement plus minces, Cette chaussure ne comporte aucune couture et sa'surface extérieure est lissé tenace,
dura- ble et son contour est l'inverse du contour de finissage lisse des.parois intérieures du moule métallique 10-.On rogne de préférence cette chaussure à 1' extrémité de l'empeigne au-dessus du bourrelet 19 de façon à rendre lisse le bord de l'empeigne.Si le moule comporte des ailettes telles que 20, la chaussure comporte une poche extensible qui permet d'y introduire le pied.
Les matériaux qui servent à former les couches 11, 14 et la cou- che isolante 17 sont de préférence ceux qui sont connus sous le nom de plastisol ou de vinyl plastisol, dont là compositions-est choisie -avec ' soin pour, leur faire acquérir une viscosité leur permettant dense confor- mer avec précision au contour de'la cavité du moule, de former les parois résineuses de l'épaisseu qu'on désire à la température dé chauffage du moule et d'obtenir la rigidité, la résistance au déchirement;
la durée, la couleur, etc, qu'on désire, La, chaussure finie est tenace et durable et peut 'être de diverses couleurs, et on peut faire varier l'épaisseur des couches 11, 14 et 17,en faisant varier le traitement thermique, la viscosité''du plastisol et là proportion''de l'agent de soufflage,
Une composition satisfaisante pour les couches 11 et 14 est celle du plastisol suivant:
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On mélange de préférence le plastifiant, le stabilisant et le pigment colorant dans un récipient approprie,puis on ajoute lentement la résine en agitant à grande vitesse.Il est important de faire en sorte que la résine déjà ajoutée soit complètement mouillée avant d'en ajou- ter davantage, et le mélange doit être agité jusquta ce qu'il ne contienne plus -de grumeaux.
Puis on remplit un moule métallique creux, dont la cavité a la forme de la chaussure à fabriquer, avec le mélange précité jusqu'à la hauteur qu'on désire des parois de renforcement 13.Puis on fait passer le moule contenant ce mélange dans un four de chauffage à une température
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d'environ 93 C pendant environ 8 minutes, On verse ensuite un complément du mélange précité dans le moule 10 jusqu'à ce qu'il soit complètement rem- pli, et au bout de 4 secondes environ on le vide du mélange.A ce moment la température du moule est d'environ 79 C à la suite de son passage dans le four de chauffage précité.Lé.
mélange de résine qui adhère aux parois chauffées du moule forme la couche extérieure et la couche de renforcement de la chaussure plastique.Puis on gélifie sur place les couches déposées en introduisant le moule dans un four de chauffage à 215 C environ pendant environ 1 minute et demie de façon à former une masse solide peu résistante de consistance caséeuse et légèrement collante .Un traitement thermique plus prolongé fait fondre la résine sous forme de pellicule sèche,tenace et empêche la couche calorifuge antérieurement appliquée d'adhérer.
La composition de la couche calorifuge 17 peut être la suivante:
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<tb> Substances <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids.
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Chlorure <SEP> de. <SEP> polyvinyle <SEP> du <SEP> type <SEP> "plastisol" <SEP> (Gean <SEP> 121 <SEP> ou <SEP> QYVN <SEP> préparés <SEP> respectivement <SEP> par <SEP> B.F.Goodrich <SEP> et <SEP> par
<tb> Carbide <SEP> & <SEP> Carbon <SEP> 100
<tb>
<tb> Plastifiant
<tb> Phtalate <SEP> de <SEP> dioctyle <SEP> 41
<tb> Adipate <SEP> de <SEP> dioctyle <SEP> 15
<tb> Plastifiant <SEP> de <SEP> résine <SEP> du <SEP> type <SEP> d'un <SEP> polyester <SEP> ( <SEP> du <SEP> type <SEP> décrit <SEP> dans <SEP> "Ind.Eng.Chem
<tb> 37 <SEP> 504 <SEP> (1945) <SEP> par <SEP> exemple <SEP> " <SEP> Paraplex <SEP> G-80) <SEP> 14
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<tb> Stabilisant <SEP> ( <SEP> composé <SEP> organique <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> 3
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<tb> Esters <SEP> de <SEP> polyoxyéthylane <SEP> (Tween <SEP> 85)
<tb> "Atlas <SEP> Powder <SEP> Company" <SEP> 2
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<tb> tétramine <SEP> et <SEP> 60% <SEP> de <SEP> matière <SEP> inerte) <SEP> 5
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<tb> Pigment <SEP> colorant <SEP> 1
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On ajoute le " Tween 85" et"l' Unicel N.D.". qui sont respec- tivement un agent de mouillage et un agent de soufflageau mélange du plastifiant, du stabilisant et du pigment avant d'ajouter la résine.
On verse ce mélange,qui doit former la couche calorifuge inté- rieure 17 de la chaussure, dans le moule chauffé de façon à déposer une couche sur les parois gélifiées antérieurement formées et on le fait couler rapidement hors du moule .Puis on introduit le moule dans un four chauffé à une température de 215 C pendant environ 6 minutes de façon à dégager le gaz dans la couche intérieure pour former un revêtement cellulaire,faire fondre les parois intérieure et extérieure et les réunir.Etant donné qu'il peut y avoir lieu de donner au revêtement une couleur différente de celle de la paroi extérieure, les pigments peuvent être différents pour ces deux parois.
La viscosité de la composition au moment ou l'on verse la couche calorifuge et les couches extérieures est importante pour qbtenir des pa- rois intérieure et extérieure moulées par coulage de l'épaisseur qu'on désire et qui reproduisent à l'inverse avec précision la contour des pa- rois métalliques.Ainsi qu'il est connu des spécialistes, on peut règler la viscosité des plastisols en choisissant d'une manière appropriée la na-
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ture et les proportions des plastifiants et des résines, ainsi que par 1' addition d'agents de mouillage.On donne la préférence à une viscosité d' environ 8000 centipoises à 27 C pour les couches extérieures 11,
14 et d' environ 2500 centipoises pour la couche cellulaire 17.Une viscosité plus faible permet au gaz de se dégager plus facilement L' "Unicel N.D." peut être remplacé par d* autres produits chimiques dégageant un gaz, par exem- ple le "Celogen", (p, p'-oxy-bis (benzène-sulfonylhydrzaine), le "rorofor N' (dinitrile azoisobutyrique), l' "Unicel" (dizaoamino-benzène) et le bi- carbote de sodium.
La semelle de la chaussure fabriquée suivant l'invention est te- nace et relativement épaisse à l'endroit où la couche 31 est déposée.Par conséquent, cette chaussure doit durer plus longtemps que les chaussures de fabrication antérieure, et en particulier l'usure de la semelle qui est la plus forte doit être plus voisine de celle de l'empeigne,dont l'usure est moins rapide.