CH712301A2 - Flexible composite article and its manufacturing process. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un article flexible en composite (10), par exemple un bracelet de montre, avec un élément de base (60) en élastomère, un insert composite (55) comprenant une couche superficielle de revêtement (30) sur une matrice (20) en élastomère, soudée par vulcanisation sur l’élément de base (60) de façon à ce que la couche superficielle de revêtement (30) soit visible. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un article flexible en composite.The invention relates to a flexible composite article (10), for example a watchband, with an elastomer base element (60), a composite insert (55) comprising a surface coating layer (30) on a matrix ( 20) of elastomer, vulcanized on the base member (60) so that the surface coating layer (30) is visible. The invention also relates to a method of manufacturing a flexible composite article.
Description
Description Domaine technique [0001] La présente invention concerne un article flexible en composite et un procédé de fabrication d’un tel article.TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a flexible composite article and a method of manufacturing such an article.
Etat de la technique [0002] On connaît des articles flexibles en composite formés par superposition de plusieurs couches de composants. Cependant, la plupart des composites sont formés par des processus qui ne permettent pas de solidariser les composants de façon à ce que l’article ne se délamine pas.STATE OF THE ART [0002] Flexible composite articles formed by superposition of several layers of components are known. However, most composites are formed by processes that do not allow to secure the components so that the article does not delaminate.
[0003] De plus, les processus d’assemblages existant ne permettent pas d’obtenir des assemblages esthétiquement satisfaisants et utilisables pour des articles comme des bracelets de montre.In addition, the existing assembly processes do not provide assemblies aesthetically satisfactory and usable for items such as watchbands.
Bref résumé de l’invention [0004] Un but de la présente invention est de proposer un article exempt ou qui minimise les limitations des articles connus.BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION [0004] An object of the present invention is to provide an article which is free or which minimizes the limitations of known articles.
[0005] Selon l’invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d’un article flexible en composite avec: - un élément de base en élastomère; - un insert composite comprenant une couche superficielle de revêtement sur une matrice en élastomère, soudée par vulcanisation sur l’élément de base de façon à ce que la couche superficielle de revêtement soit visible.According to the invention, these objects are achieved in particular by means of a flexible composite article with: - an elastomer base element; a composite insert comprising a surface coating layer on an elastomer matrix, vulcanically welded to the base element so that the surface coating layer is visible.
[0006] L’invention concerne également de procédé de fabrication d’un article flexible en composite comprenant: i) vulcanisation partielle d’une feuille en un matériau élastomère; ii) superposition d’une couche de revêtement sur la feuille d’élastomère partiellement vulcanisée; iii) vulcanisation de l’assemblage jusqu’à obtention d’une feuille de composite comprenant une couche superficielle de revêtement sur une matrice en élastomère; iv) découpage de la feuille composite en inserts composites ayant une forme déterminée; v) surmoulage des inserts composites sur des éléments de base en élastomère; vi) vulcanisation complète de surmoulage jusqu’à obtention d’un article flexible en composite avec un élément de base en élastomère, et un insert composite comprenant une couche superficielle de revêtement sur une matrice en élastomère, sur l’élément de base de façon à ce que la couche superficielle de revêtement soit visible.The invention also relates to a method of manufacturing a flexible composite article comprising: i) partial vulcanization of a sheet of an elastomeric material; ii) superimposing a coating layer on the partially vulcanized elastomeric sheet; iii) vulcanizing the assembly until a composite sheet is obtained comprising a surface coating layer on an elastomeric matrix; iv) cutting the composite sheet into composite inserts having a defined shape; v) overmoulding the composite inserts on elastomeric base elements; vi) complete vulcanization of overmoulding until a flexible composite article is obtained with an elastomeric base member, and a composite insert comprising a surface coating layer on an elastomeric matrix, on the base member so as to that the surface layer of coating is visible.
[0007] Dans un mode de réalisation du procédé: a) La vulcanisation est complète à l’étape iii) lorsque l’étape v) comprend le surmoulage des inserts composites sur des éléments de base en élastomère avec interposition d’une couche de liaison en un matériau élastomère partiellement vulcanisé pour obtenir un article flexible en composite (10) comprenant une couche de liaison entre l’insert composite (55) et l’élément de base (60) à l’étape vi); ou b) La vulcanisation est partielle à l’étape iii) en absence de couche de liaison intermédiaire.In one embodiment of the method: a) The vulcanization is complete in step iii) when step v) comprises overmolding the composite inserts on elastomer base elements with interposition of a bonding layer a partially vulcanized elastomeric material to provide a flexible composite article (10) comprising a tie layer between the composite insert (55) and the base member (60) in step vi); or b) The vulcanization is partial in step iii) in the absence of intermediate bonding layer.
[0008] Dans le cas a), l’insert est complètement vulcanisé, la liaison entre l’insert et l’élément de base est assurée par la couche de liaison. La couche de liaison est complètement vulcanisée lors de la vulcanisation du surmoulage de l’insert composite sur l’élément de base (étape vi). Selon un mode de réalisation, lorsque l’étape iii) est une vulcanisation complète de la feuille de composite, cette étape est effectuée à une température comprise entre 100 °C et 200 °C pour une durée entre 20 s et 300 s.In case a), the insert is completely vulcanized, the connection between the insert and the base element is provided by the bonding layer. The tie layer is completely vulcanized upon vulcanization of overmoulding of the composite insert on the base member (step vi). According to one embodiment, when step iii) is a complete vulcanization of the composite sheet, this step is carried out at a temperature between 100 ° C and 200 ° C for a time between 20 s and 300 s.
[0009] Dans le cas b), en l’absence de couche de liaison, il est important d’effectuer dans un premier temps une vulcanisation partielle de l’insert pour permettre, dans un deuxième temps, la liaison entre l’insert et l’élément de base par vulcanisation complète après surmoulage de l’insert dans l’élément de base (étape vi). Dans un mode de réalisation, l’étape de vulcanisation partielle (étape i) ou iii)) est effectuée à une température comprise entre 100 °C et 150 °C pour une durée entre 20 s et 120 s.In the case b), in the absence of bonding layer, it is important to perform in a first time a partial vulcanization of the insert to allow, in a second step, the connection between the insert and the base element by complete vulcanization after overmoulding of the insert in the base element (step vi). In one embodiment, the partial vulcanization step (step i) or iii)) is carried out at a temperature between 100 ° C and 150 ° C for a duration between 20 s and 120 s.
[0010] Cette solution selon la présente invention présente notamment l’avantage par rapport à l’art antérieur de fournir un article flexible qui résiste mieux à la délamination. L’article selon la présente invention est assemblé en utilisant éléments initialement partiellement vulcanisés, puis complètement vulcanisé au cours de l’assemblage de l’article pour permettre une meilleure liaison entre les éléments qui composent l’article.This solution according to the present invention has the advantage over the prior art to provide a flexible article that is more resistant to delamination. The article according to the present invention is assembled using initially partially vulcanized elements, then completely vulcanized during the assembly of the article to allow a better connection between the elements that make up the article.
[0011] L’ article flexible selon la présente invention comprend un ou plusieurs composants en élastomère, l’élément de base, la matrice, ou la couche de liaison. Le caoutchouc est un des élastomères les plus utilisés mais la présente invention ne se limite pas au caoutchouc comme élastomère. Les élastomères sont formés par des chaînes de monomères, par exemple le caoutchouc est un polymère constitué de chaînes de monomères de cis-1,4 polyisoprène. Les élastomères sont formés par vulcanisation ce qui leurs confèrent des propriétés mécaniques remarquables: par exemple, les articles en élastomères ont des propriétés élastiques et une très bonne résistance à la déformation.The flexible article of the present invention comprises one or more elastomeric components, the base member, the matrix, or the tie layer. Rubber is one of the most used elastomers but the present invention is not limited to rubber as elastomer. The elastomers are formed by monomer chains, for example the rubber is a polymer consisting of cis-1,4 polyisoprene monomer chains. The elastomers are formed by vulcanization which gives them remarkable mechanical properties: for example, the elastomeric articles have elastic properties and very good resistance to deformation.
[0012] La vulcanisation est un processus thermique qui permet de créer un réseau tridimensionnel au sein du polymère. Classiquement, on utilise des agents de vulcanisation pour créer des ponts entre les chaînes de monomères. Par exemple, pour les chaînes de monomères insaturés, comme le caoutchouc, on utilise des agents à base de souffre pour créer des ponts entre les chaînes de monomères, par exemple des ponts mono-di ou poly sulfures. Lors de la vulcanisation de chaînes de monomères saturés, on utilise classiquement des dérivés peroxydes pour créer les ponts entre les chaînes.Vulcanization is a thermal process that creates a three-dimensional network within the polymer. Conventionally, vulcanizing agents are used to create bridges between monomer chains. For example, for unsaturated monomer chains, such as rubber, sulfur-based agents are used to create bridges between the monomer chains, for example mono-di or poly-sulfide bridges. When vulcanizing saturated monomer chains, peroxide derivatives are conventionally used to create the bridges between the chains.
[0013] Dans la présente invention, la vulcanisation a un double rôle. D’une part, elle permet de conférer des propriétés mécaniques aux composants de l’article qui sont en élastomère. D’autre part, la vulcanisation permet aussi de souder les composants en élastomère avec les composants qui ne sont pas en élastomères, par exemple la couche superficielle sur l’élément de base. En particulier, l’article selon la présente invention comprend des composants en élastomères au moins partiellement vulcanisés soudées à des composants non élastomère lors de vulcanisations complémentaires pour former des composites. Ces vulcanisations complémentaires servent principalement à souder les composants du composite pour lui conférer des propriétés mécaniques telles que l’élasticité et la flexibilité. En même temps, le procédé de l’invention permet d’éviter tout dérapage ou déplacement des couches de revêtement lors du moulage.In the present invention, vulcanization has a dual role. On the one hand, it makes it possible to confer mechanical properties on the components of the article which are made of elastomer. On the other hand, the vulcanization also makes it possible to weld the elastomer components with the components that are not elastomers, for example the surface layer on the base element. In particular, the article according to the present invention comprises at least partially vulcanized elastomer components welded to non-elastomeric components during complementary vulcanizations to form composites. These complementary vulcanizations serve mainly to weld the components of the composite to give it mechanical properties such as elasticity and flexibility. At the same time, the method of the invention makes it possible to avoid any skidding or displacement of the coating layers during molding.
[0014] L’article selon la présente invention est un composite qui comprend plusieurs composants en élastomères, par exemple en caoutchouc. Ces composants sont vulcanisés dans des conditions particulières ce qui permet d’obtenir un article flexible.The article according to the present invention is a composite which comprises several elastomeric components, for example rubber. These components are vulcanized under special conditions which makes it possible to obtain a flexible article.
[0015] Selon un mode de réalisation, l’article comprend en outre une couche de liaison (couche intermédiaire de liaison) en élastomère entre l’élément de base et la couche composite. Cette couche de liaison assure la liaison entre l’élément de base et l’insert.According to one embodiment, the article further comprises a bonding layer (intermediate bonding layer) of elastomer between the base element and the composite layer. This bonding layer provides the connection between the base member and the insert.
[0016] Dans un mode de réalisation, ledit insert composite est dans un logement de l’élément de base. Le logement est une cavité aménagé dans l’élément de base, les dimensions du logement sont définies pour accueillir au moins l’insert et la couche de liaison lorsque cette dernière est présente.In one embodiment, said composite insert is in a housing of the base element. The housing is a cavity formed in the base element, the dimensions of the housing are defined to accommodate at least the insert and the bonding layer when the latter is present.
[0017] Selon un mode de réalisation, l’élément de base et la matrice d’élastomère sont réalisés du même matériau élastomère.According to one embodiment, the base element and the elastomer matrix are made of the same elastomeric material.
[0018] Les modes de réalisation décrit pour l’article selon la présente invention s’appliquent également au procédé selon la présente invention mutatis mutandis.The embodiments described for the article according to the present invention also apply to the method according to the present invention mutatis mutandis.
Exemple(s) de mode de réalisation de l’invention [0019] La fig. 1 illustre un mode de réalisation d’un article flexible 10 selon la présente invention. La fabrication de l’article commence par une étape de vulcanisation partielle de la matrice 20 ou feuille. La matrice 20 est dans ce mode de réalisation en caoutchouc partiellement vulcanisé. Ensuite, une étape de vulcanisation complémentaire permet former le composite 50 en soudant une couche superficielle 30 sur la matrice 20 (voir fig. 1, flèche S1).Example (s) of Embodiment of the Invention [0019] FIG. 1 illustrates an embodiment of a flexible article 10 according to the present invention. The manufacture of the article begins with a step of partially vulcanizing the matrix or sheet. The die 20 is in this partially vulcanized rubber embodiment. Then, a complementary vulcanization step allows forming the composite 50 by welding a surface layer 30 on the matrix 20 (see Fig. 1, arrow S1).
[0020] Le terme 'partiellement vulcanisé’ indique, dans le contexte de la présente invention, un élément, par exemple une feuille, en élastomère dont les molécules ont été partiellement réticulés entre-elles, en sorte que l’élément peut être découpé et manipulé, mais qu’il est encore susceptible de se déformer et avoir un comportement de fluide lorsqu’il est soumis à de températures et pressions appropriés. La vulcanisation peut être complétée, en transformant les éléments partiellement vulcanisé en caoutchouc cuit, par l’application de chaleur et d’agents vulcanisants approprié.The term "partially vulcanized" indicates, in the context of the present invention, an element, for example a sheet, of elastomer whose molecules have been partially crosslinked to each other, so that the element can be cut and manipulated, but is still susceptible to deformation and fluid behavior when subjected to appropriate temperatures and pressures. The vulcanization can be completed by transforming the partially vulcanized elements into cooked rubber by the application of heat and suitable vulcanizing agents.
[0021] La présente invention est applicable à n’importe quelle combinaison d’éiastomère vulcanisables et de couches de revêtement. Des résultats particulièrement satisfaisants ont été obtenus en employant des fluoroélastomères, par exemple les élastomères des type FKM, FFKM, FEKM, vulcanisables avec des peroxydes ou des bisphénols, ou des caoutchoucs de type NBR ou HNBR, ou des silicones, caoutchouc EPDM.The present invention is applicable to any combination of vulcanizable elastomer and coating layers. Particularly satisfactory results have been obtained by using fluoroelastomers, for example elastomers of FKM, FFKM, FEKM, vulcanizable with peroxides or bisphenols, or type NBR or HNBR rubbers, or silicones, EPDM rubber.
[0022] Pour ce qui est de la couche flexible superficielle 30, elle peut comporter une grande variété de matériaux, en fibre ou en film. La couche superficielle de revêtement peut comprendre un ou plusieurs parmi: fibres ou films synthétiques, notamment d’aramide, Kevlar®, Nomex®, Polyamides, Nylon®, polyéthylène, fibres de carbone, fibres de verre, fibres métalliques, fibres végétales tels que coton, lin, chanvre, fibres de bois, papier, fibres animales, notamment laine ou soie, fibres minérales, tissu, velours, ou satin, couche formée par fabrication additive, notamment impression 3D.As regards the flexible surface layer 30, it may comprise a wide variety of materials, fiber or film. The surface coating layer may comprise one or more of: synthetic fibers or films, in particular of aramid, Kevlar®, Nomex®, polyamides, nylon®, polyethylene, carbon fibers, glass fibers, metal fibers, vegetable fibers such as cotton, linen, hemp, wood fibers, paper, animal fibers, especially wool or silk, mineral fibers, fabric, velvet, or satin, layer formed by additive manufacturing, especially 3D printing.
[0023] On peut réaliser par l’invention des revêtements superficiels en tissu noble, par exemple en soie, ou à partir de n’importe quelle fibre animale, végétale ou minérale. L’invention permet d’ajouter un revêtement superficiel en fibres de carbone tissés à un article flexible, ce qui lui confère non seulement des caractéristiques mécaniques supérieures, mais aussi un aspect particulièrement attrayant et adapté à des réalisations de haute technologie. On peut également utiliser des fibres spéciales telles que le Nomex® ou le Kevlar®.Can be achieved by the invention surface coatings noble fabric, for example silk, or from any animal fiber, vegetable or mineral. The invention makes it possible to add a woven carbon fiber surface coating to a flexible article, which gives it not only superior mechanical characteristics, but also a particularly attractive appearance and adapted to high technology achievements. Special fibers such as Nomex® or Kevlar® can also be used.
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CH3662016 | 2016-03-16 |
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Family Applications (1)
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CH00296/17A CH712301B1 (en) | 2016-03-16 | 2017-03-13 | Flexible composite article and its manufacturing process. |
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-
2017
- 2017-03-13 CH CH00296/17A patent/CH712301B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
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CH712301B1 (en) | 2021-07-15 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |