Procédé de fabrication de chaussures ou d'éléments de chaussures
et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de chaussures ou d'éléments de chaussures en matière thermoplastique.
En général la fabrication de chaussures en matière thermoplastique a lieu au moyen d'un injecteur coopérant avec un moule ou, plus fréquemment, avec une série ininterrompue de moules fixés sur une table tournante ou sur un autre dispositif d'entrainement, l'agencement étant tel que le moule ou que chaque moule, est relié à l'injecteur, la matière thermoplastique étant alors injectée à l'état fluide dans le moule où elle se solidifie, après quoi le moule est séparé de l'injecteur, puis ouvert pour permettre au produit d'tre enlevé du moule, lequel est ensuite refermé, prt pour une nouvelle injection.
Les injecteurs employés jusqu'à présent dans la fabrication en question comprennent un cylindre contenant soit une vis rotative d'alimentation, soit un piston rétractile, le cylindre étant alimenté par gravité, à partir d'une trémie, au moyen de granulés de matières thermoplastiques prégélifiées, ces matières étant portées à liquéfaction par chauffage du cylindre et injectées sous cette forme, à l'aide de la vis ou du piston, dans le moule où elles refroidissent et se solidifient.
Le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'on alimente un injecteur en plastisol non gélifié sous pression et à l'état fluide, en ce qu'on chauffe le plastisol dans l'injecteur pour l'amener d'abord à une gélification passagère et le transformer ensuite en une matière thermoplastique fondue à l'état liquide, et en ce qu'on injecte cette matière dans un moule où elle se refroidit et se solidifie.
L'invention comprend également une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Cette installation comprend un injecteur pourvu d'un cylindre, d'un ajutage et d'un mécanisme d'injection mû par moteur, logé dans le cylindre pour chasser la matière à travers le cylindre jusqu'à l'ajutage, et est caractérisée par un mélangeur auquel les ingrédients de la matière plastique sont fournis et à partir duquel le plastisol fluide est introduit dans le cylindre de l'injecteur, l'injecteur étant pourvu de moyens de chauffage.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, quelques mises en oeuvre du procédé et représente également à titre d'exemple une forme d'exécution de l'installation.
La fig. 1 est un schéma de l'installation;
la fig. 2 est une vue latérale, partiellement en coupe, de l'ensemble d'un moule ouvert;
la fig. 3 est une coupe verticale d'une partie de l'injecteur.
L'installation représentée comprend un mélangeur principal 10 pour les ingrédients qui composent la matière thermoplastique fournie à l'injecteur et constituée par du chlorure de polyvinyle, un jeu de récipients 11, chacun étant conçu comme un mélangeur, deux pompes 12 et 13, une valve d'admission 14 et une valve d'éjection 15 pour chacun des récipients 11, et un injecteur 16.
Une conduite 17 est disposée entre le mélangeur principal 10 et les récipients, la première pompe 12 et la valve d'admission 14 étant connectée entre elles au moyen de cette conduite.
Une conduite 18 est disposée entre les récipients et l'injecteur, la seconde pompe 13 et la valve d'éjection 15 étant connectées entre elles par cette conduite 18.
Un désaérateur 20 est connecté par une conduite 21 à la conduite 17 au moyen de valves d'admission et d'éjection 22 et 23.
L'installation comprend une table rotative 24 à mouvement pas à pas portant des moules 25 venant coïncider successivement avec l'injecteur 16. Une partie seulement de la table rotative et du moule est reproduite dans la fig. 1. Chaque moule comporte un noyau 25A, un élément-semelle 25B, un élément-tige supérieure 25C et un élément-tige inférieure 25D.
Ces éléments 25A à 25D sont des pièces fixées amoviblement aux pièces 26A à 26D de l'emboîtage du moule. La pièce 26D est fixée à la table 24, les pièces 26A, 26C pivotent séparément autour d'une goupille 27A et la pièce 26B pivote autour d'une goupille 27B. Les différents éléments 25A à 25D forment un moule pour la production d'une sandale.
Lorsque ce moule est ouvert (fig. 2), le noyau 25A est libéré pour l'extraction de la sandale moulée sur lui. Si on le désire, l'installation peut comprendre un ventilateur dirigeant un courant d'air froid sur les moules pour les refroidir; une température de 400 C pour les moules est considérée comme satisfaisante.
Le mélangeur principal et chacun des récipients est un réservoir, non chauffé contenant une hélice 24 dont les pales brassent vigoureusement le contenu du réservoir de façon à empcher toute sédimentation.
Les pompes 12, 13 sont chacune du type cylindre/piston, fonctionnant à l'air comprimé. Chacune d'elles, en fonctionnant, extrait la matière fluide du mélangeur correspondant et l'introduit sous pression dans l'injecteur. Chaque pompe doit pouvoir débiter sous une pression d'environ 25 à 30 kg par cm2 mais, dans des conditions normales de travail, environ la moitié de cette pression suffit.
Ainsi que le montre la fig. 3, l'injecteur 16 comprend un cylindre 30 dans une extrémité duquel s'étend une vis rotative d'alimentation 31 et à l'autre extrémité duquel se trouve un ajutage d'injection 32 présentant un petit orifice. Cet ajutage s'engage dans une ouverture 32A (fig. 2) à travers la pièce d'emboîtage du moule 26B et l'élément-semelle 25B.
L'arbre 33 de la vis s'étend à l'intérieur d'un caisson de support fixe 34 jusqu'à une poulie 35 entraînée par un moteur. L'arbre repose sur des coussinets comprenant un manchon 36 avec un flasque 37, assujetti à l'arbre et soutenu par un palier à rouleaux 38 et par une butée à rouleaux 39 insérée entre le manchon à flasque et le caisson de support 34. Ces roulements sont protégés du contact de la matière thermoplastique fluide par des moyens d'isolation comprenant une couronne d'étanchéité 40 renforcée par un tronçon cylindrique à rainures 41 de l'arbre 33, ledit tronçon étant interposé entre la vis d'alimentation 31 et les roulements. Les rainures comprennent une rainure annulaire 42, une rainure hélicoïdale 43, et une rainure 44 coupant la rainure 43. Le tronçon 41 est ajusté sans jeu dans un manchon disposé à l'extrémité du cylindre.
Les roulements 38, 39 sont maintenus à l'abri de l'encrassement par le plastisol liquide en cas de défaillance du dispositif d'étanchéité 40-45 au moyen d'une couronne de fermeture 46 fixée au caisson 34 et délimitant un espace annulaire 47 à proximité des roulements. Cette couronne est pourvue de canaux d'admission et d'évacuation 48 et 49, au premier desquels est raccordé un tuyau d'arrivée d'air 50.
De l'air comprimé est envoyé à travers l'espace annulaire 47. En cas de défaillance du dispositif d'étanchéité 40-45, le plastisol pénétrant dans l'espace 47 s'en écoule par gravité, à travers le canal d'évacuation 49. Lorsque le canal est obstrué par le plastisol, la pression de l'air accroît rapidement dans l'espace 47 de telle sorte que le plastisol est expulsé par le canal sous l'effet de cette pression. Ainsi, les refoulements sont préservés et l'opérateur averti.
L'injecteur présente aussi un tube d'admission 51 fixé sur le cylindre 30, près de l'extrémité de la partie entraînée de la vis d'alimentation. Le tuyau 18 est connecté au tube 51.
Des éléments chauffants consistant en bracelets 60 sont placés à intervalles sur toute la longueur du cylindre 30, un bracelet supplémentaire 61 étant placé sur l'ajutage 32.
Les produits suivants sont fournis au mélangeur principal 10: une résine de chlorure de polyvinyle, un stabilisant convenant à cette résine, un pigment choisi, un plastifiant adapté à la résine et au degré désiré de gélification, par exemple du phtalate diamylique. Les ingrédients peuvent aussi comprendre des déchets de matières thermoplastiques provenant de sandales moulées mises au rebut, préalablement désagrégées et moulues, et d'une couleur identique ou se combinant bien au pigment choisi. On peut choisir l'un quelconque d'une série de stabilisants, par exemple une poudre ayant pour base des composés de baryum et de cadmium, ou un fluide ayant pour base des composes de baryum, de cadmium et de zinc, ou des agent gélifiants fluides.
Le plastifiant est fluide, le stabilisant est pulvérulent ou fluide, les déchets de matières thermoplastiques, s'il en est ajouté, sont habituellement granuleux et les autres composants sont pulvérulents.
En cours de fonctionnement, le mélange est porté, dans le mélangeur, à un degré satisfaisant de fluidité, le mélange tournant à ce moment un plastisol. Ce plastisol fluide non gélifié est pompé sous pression au moyen de la pompe 12 à travers la conduite 17 vers celui des récipients 1 1 réservé au plastisol d'une couleur donnée. Les divers récipients 1 1 sont destinés à contenir des plastisols de couleurs différentes, de préférence un jeu de couleurs fondamentales. Cela signifie que l'alimentation du mélangeur principal 10 consiste en une charge d'ingrédients contenant un pigment qui donnera la couleur choisie au plastisol; ce plastisol coloré sera fourni à l'un des récipients.
D'autres fois, les autres récipients seront alimentés en plastisols de couleurs différentes. Ensuite, le plastisol sera pompé par la seconde pompe 13 à partir de n'importe lequel ou de plusieurs des récipients 11, par l'ouverture ou la fermeture des valves appropriées 14, 15, vers l'injecteur 16 en vue de la production de sandales de la couleur requise. Lorsque l'alimentation s'opère simultanément à partir de deux ou de plusieurs récipients 11, les quantités fournies sont dosées selon les nécessités sous le contrôle des valves 14, 15. Si on le désire, des compteurs peuvent tre adjoints à des valves pour réaliser le mélange approprié des couleurs.
Dans certains cas, le plastisol peut tre tiédi au début jusqu'aux environs de 400 C, dans la tubulure 18, avant son admission dans le cylindre 30, mais, ordinairement, le tiédissement préalable n'est pas indispensable. Dans le cylindre, le plastisol est chauffé et passe, à mesure et approximativement, par trois phases successives au cours de sa progression entre le tube d'admission et l'ajutage sous la pression de la pompe 13 et l'action de la vis d'alimentation.
Ces phases sont, primo, un état de préfluence au voisinage du premier bracelet chauffant 60, à environ 700 C; secundo, un état de gelée molle au niveau des deuxième et troisième bracelets 60 à environ 1900 ; tertio, transformation de la gelée, au niveau du quatrième bracelet 60 et du bracelet de l'ajutage, à la température quelque peu réduite d'environ 1700 C, en une masse thermoplastique homogène complètement liquéfiée, prte pour l'injection.
La chaleur de friction produite par l'action de la vis d'alimentation sur le plastisol gélifié contribue, avec les bracelets chauffants, à l'élévation de la température jusqu'au niveau approprié.
Au moment où chaque moule est relié à l'ajutage 32, l'orifice est ouvert sous l'action automatique de la valve et une charge de liquide thermoplastique chaud est injecté dans le moule par la valve d'admission 32A, la basse température du moule assurant une solidification rapide de la matière thermoplastique.
La séparation de l'ajutage et du moule est réalisée par le retrait latéral de la table rotative 24, à la suite de quoi le moule est amené par la table rotative jusqu'à une position dans laquelle il est ouvert, soit automatiquement, soit manuellement, et l'ouvrier enlève la sandale (avec ou sans enlèvement et remise au noyau) et referme le moule.
Dans la forme d'exécution décrite du procédé un pigment est fourni à l'état pulvérulent au mélangeur principal, bien que ce pigment puisse tre fourni, prt à l'usage, sous forme de colorant liquide. Le pigment choisi ou le colorant liquide peut autrement aussi tre fourni au récipient 1 1 approprié et y tre mélangé au plastisol.
Les chaussures produites conformément à l'un quelconque des exemples cités sont composés d'une matière thermoplastique de structure modérément dense. Si l'on désire des matières de plus forte densité, on peut connecter à la tubulure 17, au-delà du mélangeur principal 10, le désaérateur 20 susmentionné, de manière à chasser les globules d'air du plastisol. Un tel dés aérateur peut consister en un récipient à vide d'air à travers lequel le plastisol circule en minces couches sur des plaques de manière à évacuer l'air qu'il entraîne.
Bien que le dés aérateur ait été montré connecté à la tubulure 17, il pourrait autrement tre connecté à la tubulure 18 au-delà des récipients 11.
Inversement, si l'on désirait produire des articles en matière thermoplastique de structure microcellulaire, une aération pourrait tre réalisée, c'est-à-dire que de l'air ou un gaz approprié pourrait tre chassé dans les tubulures à plastisol 17 ou 18, ou encore dans le mélangeur 10 ou dans les récipients 11.
Les moules peuvent ne pas tre refroidis par courant d'air ou par un autre moyen. Dans ce cas, le liquide thermoplastique peut tre injecté dans les moules et abandonné à la solidification.
Dans une variante non représentée, les récipients 1 1 pour des couleurs variées et la seconde pompe 13 peuvent tre supprimés, le plastisol étant chassé directement par la pompe 12 (avec ou sans désaération ou aération) dans l'injecteur 16.
Dans la forme d'exécution décrite, les moules sont destinés à la production de sandales, chacun constituant une unité effectivement complète, avec semelle et brides en connexion permanente. Mais le moule peut tre conformé pour la fabrication d'autres chaussures. Par exemple, chacun des moules peut présenter une cavité constituée en forme de semelle par les éléments latéraux du moule et l'élémentsemelle, l'embouchure de la cavité étant obturée par une partie constituante de la chaussure ou de la partie à produire, cette partie constituante étant soit un sachet, soit une chaussette pourvue d'une empeigne et d'une première piquées ou autrement assemblées, et étant maintenue par une forme, semblable à la forme 25A, dans une position appropriée par rapport aux autres éléments du moule, de façon que la partie constituante mise sur la forme serve d'obturateur à la cavité du moule.
La partie constituante en question peut tre composée soit entièrement, soit partiellement, de cuir ou de textile par exemple. La cavité du moule est munie d'un orifice d'admission, correspondant au canal d'admission 32A, dans lequel s'engage l'ajutage 32 de l'injecteur et à travers lequel le liquide thermoplastique est injecté, après quoi il se solidifie en refroidissant et s'unit entièrement à la première et, si c'est nécessaire à la partie attenante de l'empeigne.
Ce moule peut tre unique ou tre adjoint à plusieurs autres ensembles identiques fixés sur une table rotative, comme dans la forme d'exécution décrite ci-dessus.