Brevet FR2005503A1 — publié le 19691212

La présente invention concerne un noyau de matière synthétique à structure cellulaire destiné à être utilisé dans la constitution de skis composites. On souhaite, de longue date, utiliser comme noyau de skis composites, à la place dgun noyau de bois, un noyau. de matière synthétique à structure cellulaire. Avec un tel noyau, il ne serait plus nécessaire de réaliser d'abord par collage un bloc de bois, par un grand nombre dlopérations de travail diverses, avec des bois choisis et disposés de façon appropriée et avec un soin particulier de découper ensuite dans ce bloc des planches de noyau brutes- et finalement de munir celles-ci, avant ou après leur déformation suivant des valeurs déterminées, de tous les éléments nécessaires tels que des surfaces de contact, des rainures etc.. On colle alors sur le noyau de bois ainsi préparé, dans un moule, une plaque supérieure et une plaque inSérieureF ainsi que des longerons latéraux.Chaque noyau de bois absorbe relativement beaucoup d'humidité, ce qui entraine une déformation néfaste du ski lors du séchage et le cas échéant lorsqu'il est exposé au soleil et le gel entraîne la formation de fentes dans le noyau ou un décollage des plaques supérieure ou inférieure. La fabrication de noyaux de skis à structure cellulaire n'a pas conduit jusqu'à présent à des solutions rationnelles. Dans le cas où le noyau a une structure microcellulaire en nid d'abeilles, ou un profil multicouches de plaques de matière synthétique, il reste l'obligation d'une pré fabrication onéreuse du noyau; pour obtenir sa forme extérieure définitive. De@plus des espaces creux miczo cellulaires dans des noyaux de skis présentent l'inconvénient que de l'eau peut y pénétrer, ce qui peut entraîner des endommagements du ski par suite des changements de température extrèmes. De plus, on se heurte à une diffi- culté de montage de la fixation amovible sur le noyau microcellulaire, car une telle structure de noyau ne permet pas de maintenir les vis. La fabrication de noyaux à structure microcellulaire à l'aide de masses de matière synthétique expansée durcissable nga pas non plus conduit à des solutions utilisables en pratique, avant tout par ce que si l'on soumet les masses expansées à la pression, des groupes de petites bulles se réunissent en des cavités plus grandes, de façon incontr81able. De plus on ne connaît pratiquement pas de masses expansées, en matière plastique durcissable qui restent stables pour des rayonnements solaires produisant des températures de 60 à 802 Ce sans se ramollir ni se gonfler, le cas échéant. Du reste des masses expansées durcies, n'offrent aucune garantie contre la pénétration de l'humidité car les parois des alvéoles cellulaires sont minces et peuvent se fendre, au moins au cours du temps, sous l'effet de contraintes dynamiques. On doi.t aussi coeisidérer qu'un ski est un instrument sollicité de façon extraordinairement élevée, tant du point de vue statique que du point de vue dynamique, et dont les propriétés d'humidité, d'élasticité et d'amortissement des efforts internes doivent être garanties pendant un temps d'utilisation relativement long, La présente invention a pour objet un noyau en matière synthétique de structure cellulaire pour ski composite caractérise, par ce qu'il. est constitué par un mélange de résine synthétique durcie et de fibres de verre, et de grains cellulaires d'une autre résine synthétique, avec un diamètre de moins de 2 mm, la répartition en volume étant régulière de sorte que le poids spécifique de la masse d.e noya.u, à petite cellule durcie, soit plus inférieur à 0,65, noyau de grande stabilité facilitant la constitution du ski L'invention s'étend également à un procédé pour la fabrication de noyaux de matière synthétique à structure cellulaire pour skis composites selon la revendication 1, procédé caractéri.sé par ce qu'on mélange une résine synthétique liquide, durcissable, ne donnant pas d'élimination de constituants lors du durcissement, avec des fibres de verre lâches et avec des grains cellulaires de matière synthétique ayant moins de 2 mm et 1 mm de diamètre, pour en faire un.e masse déformable plastiquement, après quoi on durcit 11 ensemble dans un moule fermé sous pression, pour obtenir une masse de structure cellulaire dense, monobloc, d'un poids spécifique inférieur å 0,65 kg/litre. Du fait qu'on me'lange à la résine synthétique liquide, des fibres de verre lâches et des grains de matière synthétique lâches, il résulte nécessairement que l'on peut adapter la résistance mécanique spécifique et 11 élasticité du noyau à toutes les exigences par un choix dus dimensions des grains cellulaires de matière synthétique prédéterminant les inclusions dans l'espace cellulaire d'une masse le résine synthétique à fibres de verre superposées par un choix correspondant de la résine synthétique et de la quantité de fibres de verre. Comme grains cellulaires de matière synthétique on peut par exemple, utiliser des grains de polystyrène expansé d'un diamètre de 05 à a,5 mm ou masse à micro-structure constituée de sphères creuses à parois très minces, par exemple à base de résine phénolique, avec un diamètre de 0,1 à 0,2 mm. I1 est à remarquer que les propriétés de résistance mécanique et d'élasticité de la structure micro cellulaire du noyau sont exclusivement déterminées par la quantité relative des fibres de verre mélangées qui ont des longueurs préférentielles-de 3 à 6 mm et des épaisseurs de 0003 à 09006 mm, alors que les grains cellulaires de matière synthétique mélangés ne servent qu'à la création et la répartition régulière du nombre désiré de micro-cellules, de dimensions maximales fixées à l'avance dans le mélange de résine synthétique et de fibres de verre. I1 est possible sans difficulté, lors du pressage et du durcissement du noyau de ski, de réaliser l'ensemble du ski composite en une seule opération de travail. La plaque supérieure et la plaque inférieure ainsi que les longerons latéraux, peuvent être disposés dans le moule7 des,éléments étant collés sur la masse du noyau lors du durcissement. Linvention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe d7un moule comportant des éléments constitutifs d'un ski composite avant la fermeture du moules A la figure 2 représente une vue en coupe du moule fermé, la figure 3 représente un schéma pour la fabrication de la masse granuleuse plastique, la figure 4 represente un extrait de la figure 2, montrant à échelle agrandie les espaces de la structure obtenue, Selon les figures 1, 2 et 4 le moule utilisé pour la fabrication d-7un noyau de ski ou d'un ski composite terminé, est constitué avec une partie inférieur 1 et un couvercle 2 susceptible d'être enfoncé dans la forme creuse. Dans la partie inférieure du moule 1 et dans la partie de couvercle 2 sont placés des dispositifs de chauffage 10S 20r ayant par exemple la forme de conduites pour le passage d'un fluide chaud ou encore la forme d'éléments de chauffage à résistance électrique. Dans la partie inférieure du moule 1 sont placées et superposées une plaque de glissement 3* encollée le cas échéant, une plaque de fond 4 en tablez deux longerons d'arête 5, un mélange 7 homogène, déformable plastiquement, constitué de résine époxy liquidez avec une addition de durcisseurs de fibres de verre laces et de petits grains cellulaires de matière synthétique9 l'ensemble étant recouvert d7une plaque de couverture 8.Il faut choisir le volume du mélange plastique 7- et le répartir dans le moule de telle façon que lors de la fermeture du moule il soit réduit de façon régulière d'environ 5 à 15 % par pressages afin obtenir un bourrage correspondant serré des grains cellulaires de matière synthétique 71 qui sont répartis ou d'obtenir des parois de matière synthétique dvépaisseur régulière9 sans que les grains cellulaires 71 soient écrasés et que trop de résine synthétique liquide soit éjectée au cours du pressage. Selon le schéma de la figure 3, on mélange de façon intime en une masse déformable plastiquement9 dans un malaxeur 702 en vue de la fabrication de la masse 7 une masse liche de grains cellulaires 71 de matière synthétique avec un diamètre maximal de 2 mm de préférence, toutefois inférieur à 1 mm, une masse liche de fibres de verre 72 courtes et une résine 73 liquide d'époxy et d9uréthane. On peut également prévoir avantageusement de mélanger la résine synthétique liquide 73 avec les fibres de verre 72, puis de rajouter seulement après, les grains cellulaires de matière synthétique 71 pour les y mélanger. Un mélange avantageux pour la fabrication de la masse 7 a la composition suivante - Une partie en poids de microbilles creuses en résine de phénol avec un poids d'environ 0p1 kg par litre, - Deux à trois parties en poids de résine époxy très fluide avec une addition de durcisseur selon les prescriptions du fabricant9 avec un poids environ d kg/litre. - Une à deux parties en poids de fibres de verre laches avec une épaisseur de fibres d'environ 0S003 à 0p006 mm pour une longueur de 3 à 6 mm. Par mélange intime de ces constituants, on réalise une masse 7 déformable plastiquement, peu collante, et par suite relativement facile à travailler. On introduit une quantité de cette masse dans le moule 1 de façon que lors de la fermeture du moule, celle-ci soit comprimée pour que le volume final soit environ de 90 % du volume initial. Dans le moule fermé, la masse 7 est ensuite durcie à une température de 100 à 1300 C environ pendant 30 minutes. Avec le mélange donné à titre d'exemple, on obtient, après le durcissement sous pression, un noyau ayant un poids spécifique d'environ 0,5 kg/litre, une résistance à la traction et à la pression d'environ 0,4 kg/mmS et un module d'élas ticité qui est plus faible que celui de bois de même poids spécifique.De façon générale, la rigidité de la masse du noyau9 à structure micro-cellulaire durcie, fabriquée de cette façon, est voisine de celle d'un noyau à assemblage de bois fabriqué de façon connue, mais elle est cependant plus élastique et a des propriétés d'amortissement améliorées, pour les vibrations. De plus, cette masse de noyau ainsi fabriquée ne prend pratiquement aucune humidité et laisse à peine apparatre des signes de vieillissement, si bien que, par exemple, sa forme courbée,réalisée lors de la fabrication, puisse être maintenue inchangée, même après des sollicitations assez longues Le matériau se laisse raboter comme le bois et maintient de façon remarquable les vis à bois que l'on y fixe.Ainsi il est très avantageai de fabriquer un noyau de ski de la façon décrite ci-dessus-- et de coller celui=ci après, le cas échéant, une réalisation de forme de détail par rabotages de façon plus appropriée; avec le restant des éléments d'un ski composite. Par l'utilisation d'une quantité relative de résine et de fibres de verre plus grande et naturellement aussi d'une composition de résine correspondante; on peut améliorer les caractéristiques de résistance du noyau de ski pour des sollicitations particulières, le poids spécifique devenant toutefois plus grand. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d!autres variantes de réalisation sans pour celà sortir du cadre de l'invention. L'invention s'étend également à des skis conformes à ceux construits avec un noyau conforme ou similaire au précédent. REVENDICATIONS 1 - Noyau de matière synthétique de structure cellulaire, pour ski composite, cara@térisé par ce qu'il est constitué par un mélange de résine synthétique durcie et de fibres de verre, et de grains cellulaires d'une autre résine synthétique avec un diamètre de moins de 2 mm, la répartition en volume étant régulière de sorte que le poids spécifique de la masse de noyau, à petite cellule durcie, soit inférieur à 0,65, noyau de grande stabilité facilitant la constitution du ski. 20 - Ncyau de matière synthétique à structure cellulaire selon a revendication 19 caractérisé par ce que les grains cellulaires de résine synthétique, noyés dans le mélange de résine synthétique et de fibres de verre, sot des grains de polystyrène expansé. 30 - Noyau de matière synthétique à structure cellulaire selon la revendication 1, caractérisé par ce que les grains de résine synthétique, noyés dans te mélange de résine synthétique et de fibres de verre, sont des billes creuses de diamètre inférieur à 0,5 mm. 40 - Noyau de matière synthétique à structure cellulaire selon la revendication 1 et 1'une des revendications 2, 3, caractérisé par ce que les grains cellulaires sont noyés dans de la résine époxy durcie. 50 - Procédé pour la fabrication de noyaux de matière synthétique à structure cellulaire, pour skis composites, selon la revendication 1, procédé caractérisé par ce qu'on mélange une résine synthérique liquide, durcissable, ne adonnant pas d'élimination de eonstituants lors du durcissement, avec des fibres de verre liches et avec des grains cellulaires de matière synthétique ayant moins de 2 mm ou 1 mm de diamètre, pour en faire un.e masse déformable plastiquement, après quoi on durcit l'ensemble dans - moule fermé, sous pression, pour obtenir une masse de structure cellulaire dense, monobloc, d'un poids spécifique inférieur à 0,65 kg/litre. 60 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par ce que on disposé dans le moule9 an plus du mélange de résine synthétique et de fibres de verre, également la plaque de fond, les longerons latéraux, d'un côté, et la plaque supérieure, d'un autre côté, pour la fabrication du ski, de façon à réaliser, par une opération de travail, l'ens@@ble du ski composite par le collage de tous les éléments lors du durcissement de la masse du noyau. 70 w Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 62 caractérisé par ce que, pour la fabrication de la masse de noyau, on utilise - Une partie en poids de billes creuses de résine synthétique à paroisminces, d'un diamètre inférieur à 095 mm, avec un poids de 0907 à 0,15 kg/litreO - Deux à trois parties en poids de résine synthétique très liquide, durcissable et ne donnant pas de résidu lors du durcissement. - Une à deux parties en poids de fibres de verre liches d'une épaisseur de 0,003 à 09006 mm et dune longueur de 3 à 6 mm, qu'on mélange de façon régulière pour obtenir une masse déformable plastiquement9 après quoi on durcit cette masse dans le moule à noyau, sous pressionS afin obtenir un volume final de 5 à 15 % plus faible que le volume initial. 80 - Skis conformes à ceux construits avec un noyau conforme ou similaire à leun des paragraphes précédents.