Brevet FR2214492A1 — publié le 19740819

La présente invention se rapporte aux balles de jeux, notamment aux balles de tennis, et elle concerne plus particuliè - rement le gonflement des noyaux de ces balles pour améliorer leur propriété de rétention de la pression. Mors que la présente invention s'applique également à toute balle de jeu comportant un noyau (ou une sphère) creux et sous pression, elle est particulierement utile dans la fabrication des balles de tennis, et on la décrira à ce sujet. De manière classique, les noyaux en caoutchouc des balles de tennis étaient gonflés à l'air, par exemple à partir du réseau d'air comprimé de l'usine, bien qutil soit connu également d'utiliser d'autres substances de gonflement comme la vapeur d'eau, l'ammoniac et d'autres gaz, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 2 278 292, i 969 128, 2 294 424, 1 575 988 et 2 453 143.---Oependant, du fait que la vapeur d'eau se condense aux températures plus basses, ce qui réduit sa pression, et que l'ammoniac est tres soluble dans le caoutchouc, ce qui lui permet de traverser le caoutchouc plus rapidement même que l'air, la substance la plus économique à utiliser, et de loin, était l'air. D'autres raisons pour utiliser l'air sont sa facilité d'utilisation pour le gonflement et son faible cott ainsi que sa disponibilité. Bien qu'unie balle de tennis gonflée à l'air présente initiaíement des propriétés de jeu satisfaisantes, elle n'est pas capable de les conserver de manière constante à moins de la garder dans une atmosphère pressurisée lorsqu'on ne l'utilise pas, car l'air traverse la matière du noyau en caoutchouc et s'échappe. Cette tendance à perdre la pression d'air interne oblige à present à emballer les balles de tennis gonflées à l'air dans un récipient pressurisé aussitôt qu'elles sont fabriquées, car leur "durée de vie" à l'extérieur de l'emballage pressurisé serait extr8mement courte avant que la pression interne des balles ne tombe au-dessous du minimum requis pour un bon comportement.. Les inconvénients résultant de ce qu'une balle gonflée à l'air soit incapable de conserver l'air comprennent le coat excessif de l'emballage des bottes pressurisées et étanches à l'air et le fait qu'il est improbable que le joueur puisse remettre la balle dans une botte pressurisée scellée chaque fois qu'il n'utilise pas la balle. MQme si la balle actuelle gonflée à I'air;est conservée dans sa botte pressurisée, il n'est cependant plus possible, une fois que l'obturation a été rompue, d'obtenir dans la botte une pression assez élevée pour empêcher l'air de fuir continuellement du noyau et, finalement, d'arriver à une médiocre propriété de jeu. Pour tenter de résoudre les problèmes associés aux balles gonflées à l'air, de nombreux efforts et beaucoup de travail ont été consacrés au domaine des balles "sans pression". l'approche générale était dirigée vers la mise au point d'une formule de noyau à densité relativement basse et à module relativement élevé, qui est alors moulée suivant une pièce de diamètre normalisé, mais avec une épaisseur de paroi augmentée car elle doit avoir le mime poids que le noyau classique. Cependant l'augmentation résultante de la quantité de matière requise pour le noyau augmente notablement le prix des balles "sans pression", ce qui supprime l'économie provenant de l'élimination de l'emballage pressurisé. De plus, l'épaisseur supérieure de paroi diminue le moment d'inertie du noyau, ce qui affecte le tournoiement de la balle et en change sa propriété de jeu. De manière plus précise, la solution des balles "sans pression" impliquait l-'augmentation du module du mélange de caoutchouc en ajoutant un haut copolymère ABA (styrènebutadiène-styrène), voir brevet britannique nO 700 544 s à ajouter un monomère de méthacrylate de méthyle, voir brevet britannique nO g 83 647 ; à remplacer la plus grande partie du caoutchouc naturel par du polybutadiène ou du polystyrène, voir brevet britannique no 991 806 ;ou à ajouter quelque autre agent de renforcement pour réduire la densité du mélange résultant et permettre une augmentation considérable d'épaisseur de paroi. Une autre approche est celle décrite dans le brevet britannique nO 543 967 pour une manière de fabriquer une balle sans centre ou sans noyau. le procédé consiste à imprégner le feutre d'un latex de caoutchouc et à coaguler le latex dans le feutre imprégné. On découpe des ébauches appropriées de feutre imprégné alors qu'il est toujours humide et on les façonne en hémisphères que l'on réunit alors pour former une balle et que l'on durcit. On peut trouver une approche analogue dans le brevet britannique n0 598 71t. Dans les-brevets britanniques nO 702 174 et 719 467, on décrit l'utilisation de nervures moulées sur l'intérieur du noyau en caoutchouc. Le but de ces nervures est simplement de renforcer le centre et d'aider à maintenir l'uniformité de forme et de dimension. Du fait que toutes ces approches impliquent des processus de fabrication supplémentaires et plus compliqués, il est évident que tous les avantages résultant sont à nouveau supprimés par un cotit nettement supérieur. Il est également possible que les nervures, si elles ne sont pas uniformes, pourraient changer le centre de gravité de la balle, ce produirait un effet de "balle soufflée", en plus du changement du moment d'inertie comme indiqué précédemment. La présente invention a par conséquent pour objet - un milieu de gonflement pour balles de tennis, qui ne traverse pas le noyau aussi facilement que l'air ; - un milieu de gonflement pour balles de tennis qui rende inutiles I'emballage et le stockage des balles en atmosphère pressurisée - une balle de tennis gonflée qui conserve la pression gazeuse interne exigée pour une bonne propriété de jeu pendant au moins cinq mois environ. La présente invention réalise ces objets en gonflant la sphère élastique creuse d'une balle de tennis, à une pression supérieure à la pression atmosphérique avec un hydrocarbure halogéné gazeux, ce qui améliore l'aptitude de la sphère à conserver la pression interne désirée. Selon un autre aspect de l'invention, on gonfle la sphère par l'hydrocarbure halogéné gazeux jusqu'à environ deux fois au moins la pression atmosphérique normale. la présente invention est applicable à tout; type de balle de jeu comportant une sphère élastique creuse, dans laquelle on désire maintenir ladite sphère à l'état pressurisé au moyen d'un fluide ou d'un gaz. la présente invention peut titre tout aussi utile pour différents types de balles comportant des sphères creuses faites en de nombreuses matières, mais elle est particulièrement utile dans la technique des balles de tennis dans lesquelles la sphère creuse est faite de l'un quelconque des nombreux mélanges de caotchouc naturel bien connus dans cette technique.Il est evident cependant, que la présente invention ståpplique également à une balle de jeu dont le noyau creux ou la sphère creuse est fait de l'un quelconque des mélanges de caoutchouc synthétique du autres matières élastomères. Dans le cas des balles de tennis, il est spécialement souhaitable que la pression interne dans la sphère creuse puisse être maintenue pendant au moins cinq mois environ, ce qui correspond approximativement à la longueur moyenne de la saison de tennis en plein air. Bien que les moitiés de noyau de la balle de tennis puissent à 1' origine entre fabriquées et gonflées à une pression d'air interne d'environ 1,2 kg/cm2 eff., on considère que l'on peut encore jouer avec une balle aussi longtemps qu'une pression d'environ 0,9 à 1,1 kg/cm2 est maintenue dans le noyau. Il faut bien comprendre que la présente invention concerne seulement un milieu de gonflement amélioré pour balles de jeux, et en particulier pour balles de tennis, et qu'elle n'est pas limitée à une technique particulière de fabrication ou méthode d'injection du gaz de gonflement. Il est par contre du domaine de l'invention de gonfler des balles de jeux par les gaz. décrits plus loin au moyen de l'une quelconque des méthodes bien connues utilisées actuellement pour injecter de l'air ou d'autres gaz dans les noyaux de ces balles. Avant la présente invention, et dans un effort pour résoudre les problèmes-de la technique antérieure comme décrit précédemment, une tentative a consisté à gonfler des balles de -tennis au moyen d'un gaz vendu par DU PONT DE NEAIOURS sous le nom de "Fréon 12". Il s'est avéré cependant que l'aptitude du noyau creux de la balle de tennis ainsi gonflée à conserver sa pression interne n1 était pas matériellement améliorée- par l'utilisation du 1,Fréon 12". Il s'est ensuite avéré que le perfluoropropane gazeux réalisait l'objectif de constituer un milieu de gonflement que la sphère creuse conservait pratiquement pendant une période prolongée. Le perfluoropropane gazeux a été choisi parmi plusieurs gaz présentant les propriétés d'ininflammabilité et de nontoxicité et qui, par conséquent, sont adaptables à l'utilisation en usines. On ne sait pas très clairement quelles propriétés spéciales du perfluoropropane gazeux le rendent capable de se comporter avantageusement dans la présente invention, mais on a émis lthypothèse que, puisque le perfluoropropane gazeux est un hydrocarbure gazeux, une petite partie de celui-ci entre en solution avec le mélange de caoutchouc naturel, ce qui augmente la difficulté pour les molécules gazeuses restantes de traverser la matière du noyau. Il semble probable que certains autres hydrocarbures gazeux, en particulier ceux qui sont halogénés de manière semblable au perfluoropropane, par exemple le 1,-diehioro-1,2,2,2- tétrafluoréthane (C12CFCP) vendu par DU PONT DE NBIçiOURS sous le nom de "réon-114" , et qui possèdent des propriétés physiques et chimiques semblables, pourraient aussi être utilisés avantageusement dans la présente invention. Par conséquent l'exemple suivant ne doit pas entre considéré comme limitatif, mais simplement pour démontrer un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention et pour illustrer les possibilités améliorées de conservation de la pression qui en résultent. Exemple On produit deux lots de balles de tennis ; on gonfle le premier à l'air comprimé normal de l'usine, et le second au perfluoropropane gazeux de formule générale Ce perfluoropropane est un gaz sans couleur, nontoxique et ininflammable dont les propriétés physiques générales sont les suivantes Poids moléculaire 188,02 Pression de vapeur à 21,1OC 7 kgjcm2 eff. Volume spécifique à 21,1 C 126 cm3/g 1 atm. Point d'ébullition à 1 atm. 1,140C. les pressions internes de toutes les balles le jour de leur fabrication sont d'environ 1,2 kg/cm2eff. Dans I'énumération ci-dessous, la colonne de gauche indique le nombre de -jours de vieillissement à la température et à la pression ambiantes entre la production des balles et les lectures de pression correspondantes; chaque lecture de pression indique l'intervalle des pressions pour le lot donné, en 2 kg/cm eff. Jours Air de l'usine Perfluororoane 5 1,1 - 1,12 1,18 - 1,19 18 0,95 - 0,96 1,18 - 1,19 25 0,88 - 0,89 1,14 - 1,15 70 0,53 - 0,56 1,1 - 1,11 102 0,46 - 0,49 1,1 - 1,11 135 0,35 - 0,37 1,09 - 1,1 224 0,14 - 0,16 0,98 - 0,99 il y a lieu de noter que, dans le cas des balles à noyaux gonflés au perfluoropropane, lesdits noyaux étaient d'abord remplis d'air à la pression atmosphérique. Du fait que la pression finale dans les noyaux était d'environ deux fois la pression atmosphérique, il semble qu'une estimation empirique assez précise consiste à dire que les balles considérées nominalement comme contenant du perfluoropropane contenaient en volume environ la moitié d'air et la moitié de perfluoropropane. Il est évident pour les techniciens que l'on pourrait utiliser de nombreux autres gaz dans le cadre de la présente invention, ctest-à-dire pour gonfler le noyau d'une balle de jeu par un gaz qui ne traverse pas facilement la matière du noyau, ce qui affecterait fâcheusement'la propriété de jeu de la balle. Ces variantes sont considérées comme étant incluses dans la présente invention. RSEENDICATIONS 1. Perfectionnement apporté à un procédé de fabrication d'une balle de jeu comportant une sphère élastique creuse sous pression, comprenant l'étape de gonflement de la sphère creuse par un fluide, caractérisé en ce qutil consiste à gonfler la sphère au-dessus de la pression atmosphérique par un hydrocarbure halogéné gazeux, de manière à améliorer l'aptitude de la sphère à conserver la pression désirée. 2. Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on gonfle la sphère creuse à environ deux fois au moins la pression atmosphérique. 3. Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrocarbure halogéné gazeux est un hydrocarbure boré fluoré gazeux ou un hydrocarbure chloré gazeux. 4. Perfectionnement selon la-revendication 1, caractérisé en ce que ledit hydrocarbure hydrocarboné halogéné gazeux est le perfluoropropane, de formule générale CF3CF2CF. 5. Balle de jeu comprenant une sphère élastique creuse sous pression contenant un fluide de gonflement, caractérisée par le perfectionnement selon lequel ledit fluide de gonflement est un hydrocarbure halogéné gazeux, de sorte que ledit fluide de gonflement est retenu pendant une plus longue période par la sphère creuse. 6. Balle de jeu selon la revendication 5, -caractérisée en ce qu'elle est une balle de tennis,