Brevet FR2460118A1 — publié le 19810123

La présente invention concerne des moyens de calage destinés à venir combler le volume variable laissé libre entre une enveloppe externe rigide non-expansible et une partie du corps humain située dans ladite enveloppe pouvant servir de moyens de transmission d'efforts et/ou de moyens de protection tels que des chaussures de ski, des casques, etc. L'invention ne se limite pas seulement aux accessoires d'habillement, mais peut également s'étendre de manière avantageuse au domaine de l'emballage d'objets nécessitant la meilleure protection possible contre les chocs lors des transports... Dans des chaussures de ski connues par exemple, possédant ce genre de calage entre le pied et une coque extérieure rigide, l'adaptation de la chaussureeest réalisée par une garniture intermédiaire destinée, dans une pointure donnée, à se conformer aussi étroitement que possible aux différentes morphologies de pieds de skieurs. Bifférentes solutions ont été développées pour former cette garniture et parmi celles-ci, beaucoup utilisent les mousses de matières plastiques de diverses natures, four réaliser des chaussons dont le volume interne correspond plus ou moins à la forme du pied. Cependant, les résultats obtenus ne sont que partiellament satisfaisants tant sur le plan du confort que de la tenue de pied, du fait que les diverses morphologies de pied varient de manière conséquente pour une même pointure. De plus, les mousses employées, de type compressible, exercent de façon constante des pressions localisées importantes sur toutes les protubérances osseuses venant localement repousser et déformer ladite mousse, sans pour autant assurer une meilleure tenue du pied. D'autres formes de réalisation ont fait appel à l'emploi de matériaux dits auto-moulants remédiant aux inconvénients des mousses compressibles dans la mesure où le pied pénétrant dans le chausson d'une chaussure de ski, repousse ladite matière automoulante qui est amenée à fluer sous l'action conjointe de la pression exercée par le pied, et de la chaleur qu'il dégage de sorte que les zones de pression localisées disparaissent au profit d'une meilleure répartition desdites pressions et d'un enveloppement de la surface du pied. Si ce mode de réalisation apporte un certain progrès dans la tenue du pied, il implique malheureusement un coût de revient élevé du fait que la structure du chausson doit être conçue avec des aménagements permettant de recevoir la matière automoulante, elle-même d'un prix de revient élevé et de manipulation peu pratique. On connait également la solution qui consiste dans le cas d'un skieur par exemple, à venir enrober son pied avec une mousse expansée injectée au préalable dans une enveloppe entourant ledit pied placé dans une chaussure extérieure rigide. La réaction chimique qui provoque l'expansion du mélange injecté est fortement exothermique, donc préjudiciable à la sécurité du client se faisant faire ce type d'adaptation; d'autre part, il est difficile de contrôler parfaitement~le processus de l'ex- pansion de la mousse, ce qui rend la mise en oeuvre délicate pour un résultat qui n'est pas garanti. Enfin, la manipulation des produits du mélange moussant (mousse de PU) n'est pas sans danger du fait que certains d'entre eur sont toxiques (isocyanates).Aussi les fabricants de chaussures de ski ont-ils tendance à abandonner ces produits à injecter directement aux pieds des skieurs, pour réaliser des chaussons injectés de façon industrielle; cependant on obtient dans ce cas, des produits qui ne sont pas aussi satisfaisants car il est nécessaire de faire appel à des formes de pieds standard, ce qui met en évidence les inconvénients déjà décrits avec l'emploi des mousses compressibles. De plus, les matériaux du type mousse de PU ne permettent d'obtenir que des chaussons d'un poids relativement élevé et d'un pouvoir calorifique et isolant assez faible. I1 a été proposé alors de réaliser des chaussons en mousse de polyéthylène dont on-connait les hauts pouvoirs calorifique et isolant associés à une grande légèreté d matériau. Pour cela, certains fabricants élaborent des chaussons dont les parois sont obtenues à partir de deux demi-coquilles de mousse de PE thermoformées à partir de découpes planes d'une bande de ladite mousse de PE existant dans le commerce, puis réunies entre elles selon l'axe longitudinal du pied par des moyens connus d'assemblage, tels que collage, soudage, couture, etc.L'inconvénient d'un tel moyen de calage et d'enveloppe du pied dans une chaussure exté- rieure rigide réside dans le fait que les parois de cotte enveloppe sont d'épqisseur constante et ne remplissent pas totalemen I volume laissé libre entre le pied duun skieur et la coque rigide de la chaussure extérieure. En effet, ce volume libre étant variable selon e morphologies du pied, il s'ensuit que, pour une pointure donnée, la aussi réalisée à partir de formes et de matrices de formage standard, certaines zones du pied ne sont pas suffisamment maintenues dans la chaussure, ce qui est préjudiciable à la pratique correcte du ski. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients de l'art antérieur ci-dessus décrit, et plus particulièrement d'assurer un bon contact et une bonne adaptation de la morphologie d'une partie du corps humain par exemple, à un contenant plus ou moins rigide, en l'occurence une coque de chaussure de ski de telle sorte que l'on obtienne une garniture interne dont l'intérieur épouse exactement la morphologie du pied et dont la surface extérieure vienne au contact de la surface interne de ladite coque, réalisant ainsi une enveloppe dont la paroi est d'épaisseur variable et obtenue à partir d'une mousse de polyéthylène préalablement comprimée pour être portée ensuite à une température permettant son expansion dans le volume laissé libre entre la partie à contenir et l'enveloppe rigide contenante. Dans ce but, on réalise un élément de calage et de rembourrage destiné à envelopper un objet ou une partie du corps humain placé dans une enceinte extérieure non-extensible se composant d'un matériau thermo-expansible souple, destiné à combler le volume laissé libre entre ledit objet ou partie de corps humain et ladite enceinte, caractérisé en ce que ledit élément de calage définit une enveloppe dont la cavité intérieure constitue l'ébauche d'un logement recevant ledit objet ou partie du corps humain, les dimensions de ce logement étant supérieures aux dimensions correspondantes de cet objet ou partie du corps humain. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication pour réaliser un élément de calage et de rembourrage destiné à s'adapter à la conformation d'un objet ou à la momphologie d'une partie du corps humain placé dans une enceinte non-extensible. A cet effet, on confectionne une ébauche d'un élément de aalage dont les contours épousent approximativement les formes de l'objet ou de la partie du corps humain qu'il doit contenir. Cette ébauche est obtenue à partir d'un matériau thermo-expansible, souple, préalablement comprimé et relativement compact.La confection de l'ébauche est réalise selon des moyens de mise en forme connus tels que thermo-formage de parties assemblées entre elles, assemblages par coutures, collage, etc, de découpes prélevées dans un film de matériau à expanser, de manière à ce que ladite ébauche comporte un volume interne dont les dimensions soient supérieures à celles de l'objet ou de la partie du corps humain à envelopper. L'objet à caler étant enveloppé par ladite ébauche, est introduit dans l'enceinte non-extensible, et soumis à la chaleur telle qu'elle provoque l'expansion du matériau qui vient alors combler le volume laissé libre entre idit objet et l'enceinte Quoique l'on fasse essentiellement état dans ce qui va suivre, de l'invention appliquée à une chaussure de ski, on ne saurait se limiter à ce seul champ d'application qui reste valable pour d'autres domaines, tels que l'adaptation de casque, les emballages de pièces craignant les chocs, etc. Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple, un mode de réalisation et quelques variantes possibles du procédé objet de l'invention appliqué à l'adaptation d'une chaussure en utilisant un élément de calage selon l'invention. Les figures 1 à 8 représentent les différentes phases opératives d'un procédé d'adaptation d'une forme placée à l'intérieur d'une coque rigide de chaussure de ski, par exemple, utilisant un élément de calage selon l'invention. Ainsi, les figures 1 et 2 représentent une forme découpée dans une feuille de PE expansée, laquelle est soumise ensuite à un formage par thermo-compression pour former une demi-partie de chausson (figure 3) dont l'épaisseur des parois comprimées est illustrée par la figure 4. La figure 5 illustre en vue de dessus une ébauche de chausson de ski ou élément de calage selon l'invention dont le volume interne est supérieur au volume du pied ou de la forme qu'il doit contenir. La figure 6 nous montre schématiquement en vue en coupe l'élément de calage placé dans un moule et laissant clairement apparaitre le volume laissé libre entre les parois dudit volume, alors que les figures 7et 8 nous montrent ledit élément ayant subi l'action de la chaleur dans le moule et venant combler le volume situé entre le pied (ou la forme) et les parois intérieures dudit moule par la réexpansion de la mousse de PE préalablement comprimée. Les figures 9 à 12 illustrent plus spécialement un élément de calage selon l'invention possédant un dispositif de chauffage incorporé permettant l'adaptation individuelle du pied d'un individu à une coque de chaussure de ski. Ainsi, la figure 10 nous indique une coupe partielle du dispositif de chauffage incorporé et placé sur la surface extérieure de l'élément de calage; la figure Il nous montre l'élément de calage placé dans la chaussure et chaussé par le pied d'un individu dont il faut adapter la morphologie à cette coque de chaussure. Cette vue en coupe longitudinale fait apparaitre le volume laissé libre entre le pied et l'élément de calage qui ne remplit pas toute la cavité laissée libre entre la coque et le pied, et qui va être comblée par l'expansion de la paroi dudit élément de calage soumis à la chaleur (figure 12). Les figures 13 à 17 illustrent une autre variante d'un procédé d'adaptation ê une forme,utilisant l'élément de calage selon l'invention. Dans une variante du procédé d'adaptation d'un élément de calage selon l'invention, on utilise la propriété de la mousse de PE expansée, de pouvoir être thermo-comprimée à une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la feuille de mousse expansée initiale, et de retrouver sous l'action de la chaleur, jusqu'à environ 80% de l'épaisseur expansée ini tiale. A cet effet, on réalise un chausson de chaussure de ski (figures 1 et 2) à partir de découpes planes 1 d'une feuille de mousse de PE expansée 2, contenant des additifs améliorant les caractéristiques mécaniques tels que l'acétate de vinyle, etc, de préférence réticulée et d'épaisseur "E" telle que représentée à la figure 2, selon des méthodes connues de formage à chaud par exemple.On produit alors par compression entre deux parties de moule, deux moitiés de chausson 3, 3' intérieur, d'épaisseur "e" que l'on relie entre elles par collage, soudage, ou autres moyens (figures 3 et 5). Le chausson 4 ainsi obtenu est alors enfilé sur une forme de pied standard 5 et l'ensemble est placé dans un moule de chauffe 6. Le volume 7 laissé libre entre les parois du moule 8 et de la forme n'est que partiellement comblé par le chausson 4 dont le volume intérieur 9 est supérieur au volume 10 de la forme 5 qu'il contient. Le chausson est ensuite soumis à la chaleur à une température comprise entre 600 et 1000C pendant une durée de l'ordre de 2 à 10 mn durant lesquelles la mousse de PE du type précité va se réexpanser et combler le volume 7 total compris entre le moule et la forme.Cette nouvelle expansion est due, sous l'action de cette chaleur, à la libération des contraintes induites au moment de la phase de coression de la matière. En effet, la chaleur provoquant un ramollissement de la matière, autorise simultanément une déformation des parois des cellules de ladite matière et une augmentation de leur volume qui se traduit alors par une augmentation de l'épaisseur des parois (figure 8) d'une valeur de E'=80% de E. Bien entendu, les durées et les températures de chauffe de la mousse de PE sont appliquées en fonction des épaisseurs de feuilles employées provenant de matériaux de commerce tels que'lveolui' A et E, E,tAlveolit', tPlastazotdt,"Icolled', etc. Pour la mise en oeuvre de ce type de chausson réalisé selon l'invention, les moules de chauffe comportent par exemple (figures 6, 7) un système de chauffage 12 incorporé dans la forme 5 et un circuit de refroidissement Il situé dans les matrices du moule. D'autre part, il est aussi possible de soumettre simplement les moules de chauffe à un passage en étuve. Dans une autre variante (figures 13 à 17) du procédé d'adaptation d'un élément de calage selon l'invention, on réalise un chausson de chaussure de ski à partir de feuille de mousse de PE expansée 2 ayant été au préalable doublée par des revêtements textiles (13 et 14) ou autres, et que l'on comprime ensuite selon des moyens connus (figure 13) pour obtenir une feuille de mousse de PE revêtue et plus mince 15 que la feuille initiale. Il est procédé ensuite (figure 14) à la découpe de formes planes 16 ayant la silhouette générale d'une chaussette que l'on prélève dans la feuille comprimée.Les découpes 16, 16' sont alors assemblées (figure 15) entre elles pour confectionner une ébauche de chausson 17 dont le volume intérieur est plus grand que le volume de la forme 10 sur laquelle il est appliqué (figure 16), puis de la même façon que précédemment décrit aux figures 6 et 7, on soumet l'élément de calage à l'action de la chaleur dans un moule de chauffe identique au cas précédent. L'avantage de ce mode opératoire réside dans le fait que la réalisation de chausson à plat diminue les chutes de découpe et que l'on profite de la température nécessaire à la thermo-compression pour réaliser l'affichage des revêtements. Les figures 9 à 12 illustrent une autre variante du procédé d'adaptation d'un élément de calage du pied dans une chaussure rigide 22. On réalise ledit élément de calage 18 à partir de la phase opératoire permettant d'obtenir une ébauche de chausson 18 dont le volume intérieur 19 est supérieur au volume du pied 20 ou de la forme que l'on y chausse, selon l'une ou l'autre des variantes précédemment décrites, et l'on y adapte une résistance chauffante 21 située de préférence sur la surface externe dudit chausson. De la sorte, le porteur de l'élément de calage n'est pas soumis à l'effet de la chaleur qui se dégage de la résistance mise sous tension.Le pied 20 d'un individu étant placé à l'intérieur de l'ensemble coque-chausson, on procède à la mise sous tension de la résistance chauffante qui provoque l'expansion des parois 23 en mousse de PE thermo-comprimée composant ledit élément de calage qui vient remplir tout le volume laissé libre entre le pied et la paroi interne de la coque rigide. L'adaptation et le calage du pied à la coque de chaussure étant effectués, on réalise avantageusement un chausson 24 de chaussure de ski, léger et confortable. Dans cet ordre d'idées, il est évidemment possible de prévoir la confection d'éléments de rembourrage partiels destinés à venir caler le pied en des zones localisées. On introduit alors dans l'espace laissé libre entre le coque et le pied, un élément de calage matérialisé par une pastille de contour anatomique déterminé (correspondant à la zone que l'on désire caler) et d'épaisseur inférieure audit espace. On soumet ensuite cette pastille à l'action de la chaleur, soit en chauffant localement avec une source d'air chaud depuis l'extérieur, ou également en incorporant une petite résistance à ladite pastille de mousse PE. Ainsi qu'il en a déjà été fait mention ci-dessus, l'invention ne saurait se limiter au domaine de la chaussure, mais peut être appliquée notam ment aux domaines de l'habillement en général, de l'emballage et du conditionnement d'objets, 1 'ameublement,etc Lexique PU = Polyuréthane PE = Polyéthylène. Revendications 1. Elément de calage et de rembourrage destiné à envelopper au moins partiellement un objet placé dans une enceinte extérieure non-extensible se composant d'un matériau thermo-expansible souple destiné à combler le volume laissé libre entre idit objet et ladite enceinte non-extensible caractérisé en ce que ledit élément de calage définit une enveloppe dont la cavité intérieure constitue l'ébauche d'un logement recevant ledit objet, les dimensions de ce logement étant au moins égales aux dimensions correspondantes de cet objet. 2. Elément de calage et de rembourrage destiné à envelopper au moins partiellement une partie du corps humain placé dans une enceinte extérieure non-extensible se composant d'un matériau thermo-expansible destiné à combler le volume laissé libre entre ladite partie du corps humain et ladite enceinte, caractérisé en ce que ledit élément de calage définit une enveloppe dont la cavité intérieure constitue l'ébauche d'un logement recevant ladite partie du corps humain, les dimensions de ce logement étant au moins égales aux dimensions correspondantes de cette partie du corps. 3. Elément de calage et de rembourrage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'enveloppe en matériau thermo-expansible est en polyéthylène de préférence réticulé relativement compact. 4. Elément de calage et de rembourrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe en matériau thermo-expansible est confectionnée selon des moyens d'assemblage connus à partir d'une mousse de polyéthylène réticulé et comporte des parois formées par thermo-compression à partir de plaque de mousse expansée du commerce. 5. Elément de calage et de rembourrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe en matériau thermo-expansible est confectionnée selon des moyens connus d'assemblage à partir d'une feuille souple de polyéthylène extrudé et réticulé. 6. Procédé d'adaptation d'une enceinte non-extensible contenant un objet placé dans un élément de calage et de rembourrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet au moins partiellement ledit élément de calage à l'action de la chaleur pendant une durée et à une température déterminées de telle sorte que l'on provoque l'expansion du matériau thermo-expansible composant ledit élément qui vient combler le volume laissé libre entre ledit objet et ladite enceinte non-extensible 7. Procédé d'adaptation d'une enceinte non-extensible contenant un objet placé dans un élément de calage et de rembourrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet au moins partiellement le dit élément de calage à l'action de la chaleur pendant une durée de l'or- dre de 2 à 10 mn et à une température comprise entre 600 et 800C pour des épaisseurs de mousse comprimée comprises entre 20 et 2 mm.