Brevet FR2481088A1 — publié le 19811030

Procédé et moule pour la fabrication d'une semelle à crampons de chaussure de sport. La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une semelle à crampons de chaussure de sport, notamment de football, de rugby ou autre et s'étend à un moule en deux parties ouvrantes pour la mise en oeuvre de ce procédé. Une première technique connue consiste à iurmouler la semelle sur la tige en faisant venir, lors de la même injection et avec la même matière plastique, les crampons. La chaussure se trouve terminée avec un nombre minimal d'opérations, mais la semelle ne possède pas les meilleures qualités requises pour le jeu de balle au pied en raison des impératifs liés au surmoulage. Une deuxième technique connue fait appel à une fabrica- tion séparée de la tige et de la semelle qui sont ensuite réunies par collage, cette opération finale accroissant le coût de la chaus- sure et la durée de fabrication. Mais la semelle peut alors être réalisée dans de meilleures conditions et ses propriétés peuvent, par conséquent, être mieux adaptées que précédemment aux sollicita- tions qu'elle subit et à l'assistance qu'elle doit porter au pied du joueur. Cependant, pour que la semelle proprement dite possède la souplesse souhaite, il est évident que les crampons, du fait qu'ils sont injectés en même temps et avec la même matière, ne pré- sentent pas la dureté et la résistance a l'abrasion les mieux appro- priées à l'usage. Une troisième technique connue réside, comme la précé- dente, en une fabrication séparée de la *tige et de la semelle, mais avec une semelle exempte de crampons. Ceux-ci sont généralement métalliques et vissables dans des embases rapportées après moulage sur la face interne de ladite semelle. Dès lors, la semelle peut être souple et les crampons peuvent être durs et résistants à l'usure. Mais la fixation ultérieure des embases et le montage des crampons constituent des opérations supplémentaires relativement longues et onéreuses; de plus, ces pièces rapportées entraînent un accroissement de poids auquel le joueur est sensible. 33 La présente invention a pour but de mettre au point une technique nouvelle qui réunisse les avantages des deux précédentes, 248 108 8 à savoir de réussir la fabrication, lors d'une opération unique de moulage, d'une semelle à crampons en assurant une solidité de liaison parfaite entre la partie souple de la semelle et la partie dure et résistante à l'abrasion des crampons. Dans ce but, le procédé de l'invention réside en ce que les têtes de certains au moins des crampons sont en une matière plastique ayant ces propriétés et en ce qu'elles se soudent, par accrochage chimique et/ou de fusion, à la matière plastique souple de la semelle lors de l'injection. A cet effet et conformément à l'invention, les matières plastiques à souder sont compatibles chimiquement entre elles et la température d'injection de la matière de surmoulage qui est au moins égale à l'une des températures de sa plage de fusion pSteuse est supérieure, avec un écart compris entre 10 et 250C et de préférence -15 égal à 150C, à la température moyenne de fusion p8teuse de la matière surmoulée. Selon un premier mode d'exécution du procédé, la matière dure surmoulée est un caoutchouc et la matière souple de surmoulage est également un caoutchouc. Selon un deuxième mode d'exécution, la matière dure surmoulée est un polyuréthane et la matière souple de surmoulage l'une quelconque des matières suivantes: un caoutchouc, un polyuré- thane un polyester, un polyamide. L'invention s'étend par ailleurs à un moule en deux parties ouvrantes mettant en oeuvre ce procédé. Selon l'invention, la première partie du moule, définis- sant la surface inférieure de la semelle et présentant des empreintes à crampons, délimite des logements récepteurs conformés complémentai- rement aux têtes surmoulées des crampons et aptes à recevoir les tètes correspondantes en assurant un contact parfait susceptible de s'opposer à toute infiltration de matière de surmoulage, tandis que la deuxième partie du moule, définissant la surface supérieure de la semelle et présentant en saillie des bossages situés en regard des empreintes, comporte des poussoirs sur les bossages conjugués avec les logements récepteurs pour maintenir en place dans ceux-ci, lors de la fermeture du moule, les têtes correspondantes. 48 1088 Selon quelques caractéristiques importantes, chaque poussoir coopère avec un manchon de guidage solidaire de la tête de crampon correspondante, ce manchon permettant en outre d'accroître la surface de soudure des deux matériaux en surmoulage; certains au moins des poussoirs présentent une section dissymétrique permettant d'orienter automatiquement les têtes de crampons correspondantes. Divers autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation du moule de l'invention et des variantes sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est un plan vu de dessous d'une semelle conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe partielle prise à plus grande échelle suivant la ligne II-II de la figure 1 et montrant la semelle dans le moule en position de fermeture; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 illus- trant, à plus grande échelle encore, une variante d'exécution d'un tel moule en position d'ouverture; - la figure 4 est une vue partielle analogue à la figure 2 se rapportant à une autre variante d'exécution; la figure 5 est une coupe transversale prise suivant la ligne V-V de la figure 4. Telle qu'elle est extraite de son moule de fabrication, la semelle 1 (figure 1) est en une matière plastique souple de même nature et de même composition dans toute sa masse. Sa partie inté- rieure avant la, d'aspect lisse et brillant, est un peu plus épaisse que sa partie restante lb, d'aspect mat et granité. Son bout antérieur présente en saillie des dents transversales d'accrochage 2 dont le profil est dissymétrique: pente en avant et épaulement en arrière. Des crampons 3 sont venus de moulage avec la semelle. Mais, ainsi que cela ressort clairement de la figure 1, leur implan- tation n'est pas quelconque. Des essais ont permis de déterminer leur répartition, leur situation, leur nombre, leur grosseur, leur hauteur, leur forme, la perpendicularité ou l'inclinaison de leur - 48 10 88 axe, l'assiette de leur tête, la présence ou non de nervures de raidissement 4, le choix d'une emplanture conique 5 ou oblongue et rejetée-en arrière 6, etc. Indépendamment du choix judicieux de ces paramètres, l'expérience montre que certains crampons doivent posséder une tête 7 très dure et résistante à l'abrasion. L'invention réside alors dans le choix astucieux d'une matière plastique ayant, non seulement ces propriétés, mais également une aptitude certaine à se souder, par accrochage chimique et/ou sou- dage, à la matière plastique de la semelle lors du surmoulage de celle-ci sur des têtes froides et consolidées. Les essais ont montré que certaines familles de matières plastiques sont compatibles chimiquement entre elles pour opérer le soudage recherché, par accrochage chimique et/ou soudage, dans les conditions précitées de mise en oeuvre. Il s'agit: - Matière duré surmoulée Matière souple de (têtes de crampons) surmoulage (semelle) caoutchoucs caoutchoucs polyuréthanes caoutchoucs polyuréthanes polyesters polyamides Mais il faut encore que la composition de ces matières soit choisie pour que, lors de l'injection de la matière plastique ramollie de la semelle, la matière plastique des têtes de crampons s'échauffe suffisamment par contact pour se ramollir à son tour au point de se souder à la précédente. L'expérience a montré que la température d'injection de la matière de surmoulage (semelle) doit être supérieure de 10 à 250C, de préférence de 15'C, à la température moyenne de fusion pfteuse de la matière surmoulée (têtes de crampons), dite température de fusion pour faciliter l'exposé qui suit. Quelques exemples pratiques sont donnés ci-après pour illustrer l'enseignement évoqué dans ce qui précède. 248 1088 Exemple 1: caoutchouc-caoutchouc Le caoutchouc des crampons (duretd Shore à 80) est com- posé, pour une masse totale de 180,2 g, de: - 100 g de caoutchouc SBR fourni par Shell, - 60 g de silice renforçante, - 7 g de plastifiant, - 1 g d'acide stéarique, - 5 g d'oxyde de zinc, - 2 g d'antioxygènes, - 2,5 g d'accéldrateurs, - 2,7 g de soufre. Les têtes de crampons sont moulées avec ce premier mélange et prévulcanisées à 165 C pendant 1 minute. Le caoutchouc de la semelle (dureté Shore à 60) est com- posé, pour une masse totale de 165,9 g, de: - 100 g de caoutchouc SBR fourni par Shell, - 47 g de silice renforçante, - 6 8 de plastifiant, - 1 g d'acide stéarique, - 5 g d'oxyde de zinc, - 2 g d'antioxygènes, - 2,5 g d'accélérateurs, - 2,4 g de soufre. Les têtes de crampons étant placées dans le moule de fa- brication, le deuxième mélange est déposé dans celui-ci, puis,après fermeture, la vulcanisation est effectudée a 165 C pendant 5 minutes. Exemple 2: polyuréthane-caoutchouc Le polyurdthane des crampons est composé,pour 117 g, de - 100 g d'Adiprène L 167 fourni par Dupont de Nemours, - 16 g de moca, - 1 g d'acide adipique. Ce mélange est coulé dans un moule refroidi et, après con- solidation, les têtes sont extraites de celui-ci pour etre placées dans le moule de fabrication de la semelle. Le caoutchouc de cette semelle est composé du deuxième mélange de l'exemple 1. 248 1 088 Après fermeture du moule, la vulcanisation est effectuée à 1650C pendant 5 minutes. Exemple 3: polyuréthane-polyuréthane Les têtes de crampons sont obtenues par injection dans un moule de Daltonol D fourni par ICI et dont la dureté est de Shore D environ. La température d'injection est de 200'C sensiblement, pendant environ 2 secondes. La durée de refroidissement est sensible- ment de 15 secondes dans un moule à environ 0 C. Les têtes de crampons sont alors démoulées et placées dans le moule de fabrication de la semelle, en vue de surmouler avec un polyuréthane plus souple. Ce polyuréthane est du Daltonol D fourni par ICI et dont la dureté est de 40 Shore D environ. Le surmoulage est effectué dans les conditions suivantes approximatives: température d'injection: 220'C et durée d'injec- tion: 11 secondes; durée de refroidissement: 40 secondes. Exemple 4: polyréthane-polyester Les tètes de crampons sont obtenues en polyuréthane comme indiqué dans l'exemple 3. Lé surmoulage est effectué dans ce cas avec un mélange de polyesters thermoplastiques composé en particulier de kg d'hydrel 4025 et de 75 kg d'hydrel 5525, ces produits étant four- nis par Dupont de Nemours et permettant d'obtenir par mélange une dureté de 55 Shore D environ. Les conditions du surmoulage sont approximativement les suivantes: température d'injection: 2200C; durée d'injection 8 secondes et durée de refroidissement: 30 secondes. Exemple 5: polyuréthane-polyamide Les têtes de crampons sont obtenues en polyuréthane comme indiqué dans l'exemple 3. Le surmoulage est effectué avec une polyamide 11 tel que du Rilsan fourni par A.T.0. Chimie. La dureté est d'environ 50 Shore D. Les conditions du surmoulage sont approximativement les suivantes: température d'injection: 230'C; durée d'injection 11 secondes et durée de refroidissement: 45 secondes. Z 4 8 1 0 8 8 Ce procédé peut être mis en oeuvre dans le moule de l'invention illustré par.les figures 2 à 5. Un tel moule comporte deux parties ouvrantes 8 et 9 dites supérieure et inférieure, car elles définissent les surfaces de dessus et de dessous respectivement de la semelle. Cette dénomination n'implique évidemment pas que le moule doit être utilisé horizontalement puisqu'il peut l'être dans n'importe quelle position. La partie inférieure 9 délimite des empreintes 10 et 11 conformées en correspondance avec les dents 2 et les crampons 3 res- pectivement. Les empreintes Il des crampons à tête dure 7 sont prolon- gées par des logements récepteurs 12 prévus pour recevoir les têtes correspondantes. Celles-ci doivent s'adapter parfaitement auxdits logements afin que la matière plastique souple injectée dans le moule, pour former la semelle, ne puisse pas s'infiltrer entre la paroi des logements et les têtes. La partie supérieure 8 présente des bossages 13 situés en regard des empreintes 11 et faisant saillie dans la cavité de moulage 14 pour alléger les crampons sans pour autant les affaiblir. Les bossages 13 conjugués avec les logements 12 sont solidaires de poussoirs 15 qui, lorsque les deux parties 8 et 9 du moule sont fer- mees, permettent de presser les têtes 7 contre la paroi latérale et le fond des logements 12 et de les maintenir en place positivement dans ceuxci, en s'opposant alors définitivement à toute tentative d'infiltration. Lorsque la matière plastique souple est injectée dans la cavité de moulage 14, elle pénètre dans les empreintes ll et réchauffe les têtes 7 en matière plastique dure, en ramollissant au moins la zone superficielle de contact 16 et en assurant ainsi une soudure particulièrement efficace par accrochage chimique ou fusion des deux matières dans cette zone. Bien entendu, lors du démoulage, l'extraction des pous- soirs 15 laisse subsister dans les crampons 3 des trous d'allégement 17. La surface annulaire de soudage 16 est suffisante, compte tenu des contraintes de liaison engendrées, pour assurer une solida- risation efficace et solide des têtes 7 avec les crampons 3. - E.X 41088 Cependant, cette surface peut être accrue en prévoyant sur chaque tête 7 un manchon saillant 18 (figure 3); celui-ci coopère alors avec le poussoir correspondant 15 pour permettre son centrage et son guidage lors de la fermeture du moule. La solidarisation est donc effectuée par le siège annulaire 16 de la tête considérée et par la surface latérale 19 perpendiculaire du manchon 18; d'ailleurs, celui-ci peut conférer au crampon une rigidité relative à la flexion qui peut être intéressante en contrôlant concomitamment la souplesse du corps de ce crampon. Par ailleurs et ainsi que le montrent les figures 4 et 5, chaque poussoir peut être utilisé pour orienter convenablement la tête lorsque l'axe de symétrie du crampon conjugué, s'il existe, ne corres- pond pas avec l'axe de ce poussoir; cela se produit, par exemple, lorsque le crampon est incliné et/ou que la surface 20 d'appui au sol de sa tête est pentue (figure 4). Dans ce cas, le poussoir il présente une section dissymétrique telle que circulaire avec méplat (figure 5), et il en est de même pour le trou du manchon 22. Dans-l'exposé qui précède, il est indiqué que le poussoir 15 ou 21 est solidaire des bossages 13 de la partie supérieure 8 du moule. Mais il est bien évident que ledit poussoir peut être guidé en translation relativement à cette partie et repoussé, pour saillir, par un ressort suffisamment puissant. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 240 IO 88 R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé pour la fabrication d'une semelle à crampons de chaussure de sport, dont les crampons sont durs et fortement résistants à l'abrasion, tandis que la semelle proprement dite est souple, caractérisé: - en ce que les têtes de certains au moins des crampons sont en une matière plastique ayant ces propriétés, - et en ce qu'elles se soudent, par accrochage chimique et/ou fusion, à la matière plastique souple de la semelle lors de l'injection. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matières plastiques à souder sont compatibles chimiquement entre elles et en ce que la température d'injection de la matière de surmou- lage qui est au moins égale à l'une des températures de sa plage de fusion péteuse est supérieure, avec un écart compris entre 10 et 250C et- de préférence égal à 150C, à la température moyenne de fusion péteuse de la matière surmoulée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière dure surmoulée est un caoutchouc et la matière souple de surmoulage est également un caoutchouc. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière dure surmoulée est un polyuréthane et la matière souple de surmoulage l'une quelconque des matières suivantes: un caoutchouc, un polyuréthane, un polyester> un polyamide. 5. Moule en deux parties ouvrantes pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracté- - risé - en ce que la première partie (9) du moule, définissant la surface inférieure de la semelle et présentant des empreintes (5) à crampons (3), délimite des logements récepteurs (12) conformés complémentairement aux têtes surmoulées (7) des crampons et aptes à recevoir les têtes correspondantes en assurant un contact parfait susceptible de s'opposer à toute infiltration de matière de surmoulage, 240 1088 - et en ce que la deuxième partie (8) du moule, définissant la surface supérieure de la semelle et présentant en saillie des bossages (13) situés en regard des empreintes, comporte des poussoirs (15) sur les bossages conjugués avec les logements récepteurs pour maintenir en place dans ceux-ci, lors de la fermeture du moule, les tètes correspondantes. 6. Moule selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque poussoir (15) coopère avec un manchon de guidage (18) solidaire de la tête de crampon (7) correspondante, ce manchon permettant en outre d'accroître la surface de soudure des deux matériaux en surmou- lage. 7. Moule selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que certains au moins des poussoirs (21) présentent une section dissy- métrique permettant d'orienter automatiquement Ies tètes de crampons (7) correspondantes.