FR2503624A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A RELIEF PROFILE SHOE SOLE OF A CROSSLINKED FOAM WITH CLOSED CELLS OF ETHYLENE / VINYL ACETATE COPOLYMER - Google Patents
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Abstract
SELON CE PROCEDE, ON PRODUIT LA MISE EN FORME DE PLAQUE DU MATERIAU DE DEPART EMPLOYE, SA RETICULATION, SON EXPANSION PAR ACTIVATION D'UN POROGENE CONTENU DANS LE MATERIAU PUIS SON POST-RECUIT, ON DIVISE LA PLAQUE DANS LE SENS DE L'EPAISSEUR PAR FENDAGE OU CLIVAGE EN PLAQUES ELEMENTAIRES PAR AU MOINS UNE COUPE, ON CHAUFFE LA SURFACE DES PLAQUES ELEMENTAIRES D'UN OU DES DEUX COTES A AU MOINS 120 C ET AU PLUS 200 C, EN FAISANT EN SORTE QUE LA TEMPERATURE A LA PROFONDEUR CORRESPONDANT A CELLE DU PROFIL DESIRE NE DEPASSE PAS 75C, ET ON CONFERE UN PROFIL EN RELIEF A CHAQUE SURFACE AINSI CHAUFFEE PAR PRESSAGE CONTRE ELLE D'UN POINCON DE GAUFRAGE CHAUFFE A 65-80C.ACCORDING TO THIS PROCESS, THE PLATE SHAPING OF THE STARTING MATERIAL USED, ITS CROSS-LINKING, ITS EXPANSION BY ACTIVATION OF A POROGEN CONTAINED IN THE MATERIAL IS PRODUCED, THEN ITS POST-annealing, we divide the plate in the direction of the thickness BY SPLITTING OR CLIVING INTO ELEMENTARY PLATES BY AT LEAST ONE CUT, THE SURFACE OF THE ELEMENTARY PLATES IS HEATED BY ONE OR BOTH SIDES TO AT LEAST 120 C AND NOT MORE THAN 200 C, MAINTAINING THE TEMPERATURE TO THE DEPTH CORRESPONDING TO THAT OF THE DESIRED PROFILE DOES NOT EXCEED 75C, AND AN EMBEDDED PROFILE IS GIVEN TO EACH SURFACE SO HEATED BY PRESSING AGAINST IT WITH AN EMBOSSING PUNCH HEATED TO 65-80C.
Description
On connaît l'emploi du copolymère éthylène/acétate de vinyle pourThe use of the ethylene / vinyl acetate copolymer is known for
fabriquer des semelles de chaussures. La teneur en acétate de vinyle du polymère ainsi employé est de 14 à 28 %. A côté d'une souplesse particulièrement grande, les-matériaux de ce type se caractérisent par leur légèreté, leur bonne tenue à l'usure make shoe soles. The vinyl acetate content of the polymer thus used is from 14 to 28%. Besides a particularly great flexibility, materials of this type are characterized by their lightness, their good resistance to wear.
et leur bonne aptitude à la coloration dans la masse. and their good ability to color in the mass.
Comme la structure cellulaire homogène extrêmement fine est très importante pour la plupart de ces propriétés avantageuses, la transformation et le façonnage de ces matériaux doivent toujours être effectués en ayant bien à l'esprit que les influences nuisibles à la structure ou des changements de la structure cellulaire sont As the extremely fine homogeneous cell structure is very important for most of these advantageous properties, the transformation and shaping of these materials must always be carried out bearing in mind that harmful influences on the structure or changes in the structure cell are
à éviter autant que possible.to avoid as much as possible.
La demande de brevet allemand DE-OS 16 85 383 décrit un procédé de fabrication d'une semelle de chaussure en caoutchouc à structure cellulaire selon lequel on introduit une quantité - dosée suivant la grandeur de la semelle - du mélange destiné à former le caoutchouc cellulaire dans un moule de semelle qui, pendant cette introduction, est plus grand que le volume de la semelle finie, on répartit ensuite le mélange de façon uniforme dans le moule creux par le relevage d'un poinçon formant le fond du moule puis on laisse s'expanser le mélange jusqu'aux dimensions finales en abaissant le German patent application DE-OS 16 85 383 describes a process for manufacturing a cellular-structure rubber shoe sole according to which a quantity - dosed according to the size of the sole - of the mixture intended to form cellular rubber is introduced. in a sole mold which, during this introduction, is larger than the volume of the finished sole, the mixture is then distributed uniformly in the hollow mold by raising a punch forming the bottom of the mold and then leaving s '' expand the mixture to the final dimensions by lowering the
poinçon avec un certain retard par rapport au processus d'expansion. punch with a certain delay compared to the process of expansion.
La semelle, pouvant ensuite Etre démoulée, possède une structure cellulaire remarquablement fine et homogène. Ce procédé ne s'est pourtant pas répandu parce que la succession des différentes opérations prend beaucoup de temps et exclut ainsi la fabrication en masse à des The sole, which can then be demolded, has a remarkably fine and homogeneous cellular structure. However, this process has not spread because the succession of different operations takes a long time and thus excludes mass production at
prix avantageux.competitive price.
Une application appropriée à la fabrication d'une semelle profilée ou sculptée en copolymère éthylène/acétate de vinyle n'est A suitable application for the manufacture of a profiled or sculpted sole made of ethylene / vinyl acetate is not
pas possible pour cette raison.not possible for this reason.
La demande de brevet autrichien no 67 57/78 décrit un procédé pour fabriquer une pièce moulée pour chaussure à surface structurée en relief d'une polyoléfine mousse réticulée à cellules fermées. On produit d'abord une ébauche en mousse à dimensions déterminées du matériau employé, que l'on transforme ensuite de la manière désirée dans un moule creux par application d'un traitement spécifique d'apport de chaleur combiné avec une pression. L'ébauche de mousse est ainsi rendue beaucoup plus dense sur toute la section, ce qui augmente le poids spécifique et réduit la souplesse. La taille des pores et leur distribution varient très fortement suivant le degré de compression, ce qui est nuisible à la tenue à l'usure. Il n'est pas possible pour cette raison de fabriquer une semelle de chaussure de cette manière. Le document cité ne fait pas état de l'utilisation du Austrian patent application no. 67 57/78 describes a process for manufacturing a molded part for a shoe with a surface structured in relief from a cross-linked closed-cell polyolefin foam. A foam blank with predetermined dimensions of the material used is first produced, which is then transformed in the desired manner into a hollow mold by application of a specific heat supply treatment combined with pressure. The foam blank is thus made much denser over the entire section, which increases the specific weight and reduces flexibility. The size of the pores and their distribution vary greatly depending on the degree of compression, which is detrimental to the wear resistance. It is therefore not possible to manufacture a shoe sole in this way. The cited document does not mention the use of the
copolymère éthylène/acétate de vinyle. ethylene / vinyl acetate copolymer.
L'invention vise à indiquer un procédé rationnel pour la production en masse d'une semelle profilée d'une mousse réticulée à cellules fermées de copolymère éthylène/acétate de vinyle, qui assure l'obtention d'une structure cellulaire homogène et uniformément fine et, partant, la fabrication d'une semelle remarquable surtout par sa The invention aims to indicate a rational process for the mass production of a profiled sole of a cross-linked foam with closed cells of ethylene / vinyl acetate copolymer, which ensures the production of a homogeneous and uniformly fine cell structure and , therefore, the manufacture of a remarkable sole especially by its
bonne souplesse, sa légèreté et sa bonne tenue à l'usure. good flexibility, lightness and good wear resistance.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, on produit la mise en forme de plaque du matériau de départ employé, sa réticulation, son expansion par activation d'un porogène contenu dans le matériau puis son post-recuit, on divise la plaque dans le sens de l'épaisseur par fendage ou clivage en plaques élémentaires par au moins une coupe, on chauffe la surface des plaques élémentaires d'un ou des deux cOtés à au moins 1200C et au plus 200'C, en faisant en sorte que la température à la profondeur correspondant à celle du profil désiré ne dépasse pas 750C, et on confère un profil en relief à chaque surface ainsi chauffée par pressage contre elle d'un poinçon According to an essential characteristic of the invention, the plate-forming of the starting material used is produced, its crosslinking, its expansion by activation of a porogen contained in the material and then its post-annealing, the plate is divided in the thickness direction by splitting or cleaving into elementary plates by at least one cut, the surface of the elementary plates of one or both sides is heated to at least 1200C and at most 200'C, ensuring that the temperature at the depth corresponding to that of the desired profile does not exceed 750C, and an embossed profile is imparted to each surface thus heated by pressing against it with a punch
de gaufrage chauffé à 65-80 C.embossing heated to 65-80 C.
Contrairement à des procédés connus, le procédé selon l'invention permet de structurer en relief la surface plane de l'ébauche de mousse utilisée sans augmenter de façon notable le poids spécifique. La structure cellulaire homogène et uniformément fine qui existe au départ est conservée, ce qui est très avantageux pour Unlike known methods, the method according to the invention makes it possible to structure in relief the planar surface of the foam blank used without significantly increasing the specific weight. The homogeneous and uniformly fine cell structure that exists at the start is preserved, which is very advantageous for
les propriétés de la semelle pendant le port de la chaussure. the properties of the sole while wearing the shoe.
Les plaques nécessaires en mousse réticulée à cellules fermées de copolymère éthylène/acétate de vinyle peuvent ttre formées The necessary plates of cross-linked foam with closed cells of ethylene / vinyl acetate copolymer can be formed.
et vulcanisées dans les presses habituelles à plateaux multiples. and vulcanized in the usual multi-plate presses.
Grace à l'incorporation uniforme par mélange d'un porogène dont le Thanks to the uniform incorporation by mixing of a porogen, the
point de décomposition est plus bas que la température de vulcani- decomposition point is lower than the vulcani-
sation, il se produit, après ouverture de la presse à plateaux multiples, une augmentation spontanée du volume au triple environ, avec formation de la structure cellulaire fine désirée. Les surfaces sont lisses et planes et il n'est donc pas nécessaire d'effectuer en plus un planage mécanique par enlèvement de matière avant l'opération sation, there occurs, after opening the multi-plate press, a spontaneous increase in volume approximately threefold, with formation of the desired fine cellular structure. The surfaces are smooth and flat, so there is no need to additionally perform mechanical leveling by removing material before the operation.
suivante qui consiste à fendre la plaque. Les surfaces sont complète- next which is to split the plate. The surfaces are complete-
ment fermées en raison de la structure cellulaire fermée. Le diamètre de cellule ou de pore varie entre 30 et 1001um pour une valeur closed due to the closed cell structure. The cell or pore diameter varies between 30 and 1001um for a value
moyenne de 60Pm.average of 60Pm.
Le fendage de la plaque en plusieurs plaques élémentaires produit l'ouverture des pores situées dans le plan de coupe, ce qui donne aux surfaces de coupe un aspect qui ressemble à l'aspect du velours et qui se distingue nettement des surfaces tournées vers les plateaux de presse pendant la vulcanisation. Cette modification superficielle n'est cependant liée à aucun changement de propriétés mécaniques et il suffit donc de trier les plaques élémentaires selon des critères de mode ou esthétiques. Cela n'exclut pas, bien The splitting of the plate into several elementary plates produces the opening of the pores located in the cutting plane, which gives the cutting surfaces an appearance which resembles the appearance of velvet and which is clearly distinguished from the surfaces facing the plates. release during vulcanization. This surface modification is however not linked to any change in mechanical properties and it therefore suffices to sort the elementary plates according to fashion or aesthetic criteria. That doesn't rule out, well
entendu, que l'aspect des surfaces peut être uniformisé éventuelle- understood, that the appearance of the surfaces can be uniform if necessary-
ment par un traitement superficiel à la meule ou par revêtement par un polymère, par exemple, après traitement mécanique de la surface et avant le chauffage, par un film continu d'un polyuréthanne ment by a surface treatment with a grinding wheel or by coating with a polymer, for example, after mechanical treatment of the surface and before heating, with a continuous film of a polyurethane
élastomère d'une épaisseur de 0,1 à 0,3 mm. elastomer with a thickness of 0.1 to 0.3 mm.
Il est absoliment indispensable de chauffer les plaques élémentaires de manière à obtenir le gradient de température indiqué plus haut sur l'épaisseur correspondant à la profondeur du profil produit par la suite. Ce chauffage est réalisable le plus simplement par un radiateur puissant aux rayons infrarouges. La durée de pressage pour le profilage consécutif de la surface par ou dans un outil de gaufrage n'est que de quelques secondes. Une reprise de forme notable après retrait du poinçon de gaufrage ou de pression n'a pas été observée. Les procédés habituels permettent ensuite de découper des semelles des formes et pointures désirées It is absolutely essential to heat the elementary plates so as to obtain the temperature gradient indicated above on the thickness corresponding to the depth of the profile produced subsequently. This heating is most easily achieved by a powerful radiator with infrared rays. The pressing time for subsequent profiling of the surface by or in an embossing tool is only a few seconds. A noticeable recovery in shape after removal of the embossing or pressure punch was not observed. The usual procedures then make it possible to cut soles of the desired shapes and sizes
dans les plaques élémentaires profilées ainsi obtenues. in the elementary profiled plates thus obtained.
Il est possible aussi de profiler les deux faces des plaques élémentaires par un tel procédé, par exemple afin d'obtenir It is also possible to profile the two faces of the elementary plates by such a method, for example in order to obtain
une meilleure adhérence au collage de la semelle à la première. better adhesion to the bonding of the sole to the first.
Généralement, le profilage de la face interne ou face supérieure de la semelle n'est cependant pas nécessaire, de sorte que le profilage Generally, the profiling of the internal face or upper face of the sole is however not necessary, so that the profiling
est limité à la face venant en contact avec le sol. is limited to the face coming into contact with the ground.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois The following examples illustrate the invention without, however,
en limiter la portée.limit its scope.
Exemple 1Example 1
On introduit les ingrédients indiqués dans la liste suivante dans un mélangeur interne et on les mélange pendant 8 minutes environ à 1200C en une masse homogène. Les pourcentages sont ceux du poids total du produit fini: Copolymère éthylène/acétate de vinyle The ingredients indicated in the following list are introduced into an internal mixer and mixed for approximately 8 minutes at 1200 ° C. in a homogeneous mass. The percentages are those of the total weight of the finished product: Ethylene / vinyl acetate copolymer
avec une proportion de 20 X d'acétate de vinyle 60 7. with a proportion of 20 X vinyl acetate 60 7.
Acide silicique, précipité 17 % Carbonate de calcium, revêtu 13 % Savon zincique d'un acide gras comme adjuvant de transformation 2,5 % Azodicarbonamide comme porogène 1,7 % Silicic acid, precipitated 17% Calcium carbonate, coated 13% Zinc soap of a fatty acid as a processing aid 2.5% Azodicarbonamide as a porogen 1.7%
Pigment à base d'oxyde de fer comme colorant 5,4 7. Pigment based on iron oxide as a dye 5.4 7.
Après homogénéisation complète de ce mélange, on le retire du mélangeur interne et on le traite dans une calandre à friction, o l'on complète la composition à 100 % par addition de 0,4 % en poids d'un a,a'-bis-(tbutylperoxy)-diisopropylbenzène comme After complete homogenization of this mixture, it is removed from the internal mixer and treated in a friction calender, where the composition is made up to 100% by adding 0.4% by weight of a, a'- bis- (tbutylperoxy) -diisopropylbenzene as
agent de réticulation.crosslinking agent.
On transforme le demi-produit obtenu en.une plaque ayant une épaisseur de 2,3 cm, une longueur de 82 cm et une largeur de 58 cm. Cette grandeur correspond exactement à la grandeur de l'empreinte d'un moule préchauffé à 170C et dans lequel on introduit ensuite la plaque. On ferme le moule aussitôt, on lui applique une pression d'au moins 70 kg/dm et on chauffe la plaque à l'intérieur The semi-finished product is transformed into a plate having a thickness of 2.3 cm, a length of 82 cm and a width of 58 cm. This size corresponds exactly to the size of the imprint of a mold preheated to 170C and into which the plate is then introduced. The mold is closed immediately, a pressure of at least 70 kg / dm is applied to it and the plate is heated inside.
pendant 15 minutes par la chaleur que présente le moule à l'intro- for 15 minutes by the heat that the mold presents inside
duction de la plaque. Ce traitement produit la vulcanisation de la duction of the plate. This treatment produces the vulcanization of the
plaque et l'activation du porogène qu'elle contient. plaque and the activation of the porogen it contains.
A la fin du temps indiqué, on ouvre le moule; le porogène décomposé sous l'effet de la température indiquée produit l'expansion de la plaque jusqu'à un format de 120 x 85 cm pour une épaisseur de 3,4 cm. On introduit la plaque dans une étuve de recuit chauffée à At the end of the indicated time, the mold is opened; the porogen decomposed under the effect of the indicated temperature produces the expansion of the plate up to a format of 120 x 85 cm for a thickness of 3.4 cm. The plate is introduced into an annealing oven heated to
'C o s'effectue l'achèvement de la vulcanisation pendant 6 heures. 'C is completed vulcanization for 6 hours.
La densité volumique après refroidissement de la plaque est de 0,35 g/cm On divise la plaque ainsi obtenue au moyen d'un couteau ruban en plaques élémentaires d'une épaisseur de 6 mm. On découpe un échantillon mesurant 30 x 20 cm dans une telle plaque élémentaire et on soumet cet échantillon pendant 2,5 secondes au rayonnement, The volume density after cooling the plate is 0.35 g / cm. The plate thus obtained is divided by means of a ribbon knife into elementary plates with a thickness of 6 mm. A sample measuring 30 x 20 cm is cut from such an elementary plate and this sample is subjected for 2.5 seconds to radiation,
d'une puissance de 6,5 Wk-m, d'un radiateur obscur aux rayons infra- with a power of 6.5 Wk-m, a dark radiator with infrared rays
rouges. La température qui s'établit ainsi à la surface de la plaque élémentaire est de 1300C et la température à 3 mm sous la surface red. The temperature thus established on the surface of the elementary plate is 1300C and the temperature 3 mm below the surface
est de 70C.is 70C.
On introduit la plaque ainsi chauffée immédiatement dans un moule o l'on produit le profilage de la surface. Le poinçon The plate thus heated is immediately introduced into a mold where the profiling of the surface is produced. The punch
de gaufrage utilisé à cet effet est en acier et est chauffé à 800C. of embossing used for this purpose is steel and is heated to 800C.
Le profilage est constitué de cavités cylindriques d'un diamètre de mm et d'une profondeur de 3 mm, qui sont espacées mutuellement de 12 mm. La pression appliquée est de 6 kg/cm et la durée de séjour de la plaque dans la presse est de 10 secondes. Pendant l'opération, la surface de la plaque est transformée pour devenir complémentaire à la forme de l'outil de gaufrage; la surface profilée de la The profiling consists of cylindrical cavities with a diameter of mm and a depth of 3 mm, which are spaced apart by 12 mm. The pressure applied is 6 kg / cm and the residence time of the plate in the press is 10 seconds. During the operation, the surface of the plate is transformed to become complementary to the shape of the embossing tool; the contoured surface of the
plaque possède des contours particulièrement nets. La densité volu- plate has particularly sharp contours. The density
mique après refroidissement est de 0,37 g/cm et est donc restée mique after cooling is 0.37 g / cm and therefore remained
pratiquement inchangée. -practically unchanged. -
Exemple 2Example 2
On répète le processus décrit dans l'exemple 1 en utilisant un outil de gaufrage ayant une surface structurée en relief constituée de cavités tronconiques. Les cavités sont directement voisines les unes des autres, la longueur d'arête est de 4 mm et leur profondeur est de 3 mm. Ce dessin de gaufrage est également transféré à l'ébauche introduite dans le moule avec conservation des contours nets. Le poids volumique est de 0,36 g/cm et est donc resté pratiquement inchangé. La structure cellulaire est remarquable The process described in Example 1 is repeated using an embossing tool having a surface structured in relief made up of frustoconical cavities. The cavities are directly adjacent to each other, the edge length is 4 mm and their depth is 3 mm. This embossing design is also transferred to the blank introduced into the mold with conservation of the clear contours. The density is 0.36 g / cm and has therefore remained practically unchanged. The cell structure is remarkable
par une excellente homogénéité qui est restée pratiquement inchangée. by excellent homogeneity which has remained practically unchanged.
Exemple 3Example 3
On introduit un échantillon de plaque élémentaire mesurant 30 x 20 cm selon l'exemple 1 dans une chambre de chauffage o, contrairement à ce qui a été indiqué dans ce qui précède quant à l'établissement d'un gradient de température déterminé, on-le porte à une température égale sur toute la section de 13QOC. Ensuite, on introduit la plaque dans un moule o l'on structure sa surface A sample of elementary plate measuring 30 × 20 cm according to Example 1 is introduced into a heating chamber o, contrary to what has been indicated in the above as regards the establishment of a determined temperature gradient, on- bring it to an equal temperature over the entire 13QOC section. Then, we introduce the plate in a mold where we structure its surface
en utilisant l'outil de gaufrage décrit dans l'exemple 1 et en appli- using the embossing tool described in example 1 and applying
quant les m mes conditions. La surface profilée ainsi obtenue possède des contours flous et la densité volumique est montée - contrairement à ce que l'on désire - à 0,56 g/cm. De plus, la flexibilité et la tenue à l'usure ne correspondent pas à celles que doit présenter as for my conditions. The profiled surface thus obtained has fuzzy contours and the volume density has risen - contrary to what is desired - to 0.56 g / cm. In addition, the flexibility and the wear resistance do not correspond to those which must have
un bon matériau pour semelles.a good material for soles.
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