Brevet FR2654643A1 — publié le 19910524

La présente invention concerne la fabrication des skis utilisés en sports d'hiver, et destinés à glisser sur la neige et la glace. Les skis actuels ont généralement une structure composite dans laquelle sont combinés différents matériaux de manière que chacun d'eux intervienne de façon optimale, compte tenu de la distribution des contraintes mécaniques Ainsi, la structure comprend généralement des éléments de protection périphériques, formant la face supérieure et les faces latérales du ski, des éléments internes de résistance ou lames de résistance, constitués en un matériau ayant une grande résistance et une grande raideur La structure comprend également des éléments de remplissage tels qu'un noyau en structure alvéolaire, et une semelle de glissement formant la face inférieure du ski et assurant un bon glissement sur la neige. Pour obtenir les caractéristiques physiques appropriées, la fabrication des skis modernes fait donc appel à des matériaux très divers: les semelles de glisse sont généralement en polyéthylène; les noyaux alvéolaires sont en bois ou en mousse synthétique; les carres disposés sur les arêtes inférieures du ski sont en acier; des renforts sont souvent prévus en alliage d'aluminium; les surfaces supérieures du ski sont réalisées en feuille thermoplastique. Le caractère composite d'une telle structure de ski conduit à réaliser le ski par assemblage de plusieurs éléments préalablement enduits ou imprégnés d'une colle Naturellement, la colle doit être compatible avec tous les éléments à assembler. Dans la fabrication classique d'un ski, les deux liants principalement utilisés sont les époxydes et les polyuréthannes. Ces liants ne suffisent pas pour faire facilement adhérer tous les matériaux que l'on souhaite utiliser dans la composition d'un ski moderne Pour obtenir l'adhérence sur certains matériaux, on doit recourir à des traitements de surfaces ou des enductions de primaires, pour promouvoir les adhérences. Les enductions de primaires présentent de nombreux inconvé- nients En particulier, les primaires sont initialement en solution dans des solvants: les solvants réagissent sur les substrats sur lesquels le primaire est appliqué, provoquant des risques de fragilisation; en outre, pendant leur évaporation, ils sont agressifs vis-à-vis des utilisateurs, ils risquent d'entraîner des accidents, et entrainent une pollution néfaste L'application des primaires doit en outre être effectuée avec une grande régularité, pour obtenir une couche d'épais- seur constante, ce qui entraine des opérations complexes et difficiles. Le primaire, une fois appliqué sur un substrat, nécessite d'utiliser le substrat relativement vite pour la fabrication du ski, excluant un stockage de longue durée. Les traitements de surfaces entraînent des opérations coûteu- ses, des manipulations pénibles et des investissements non négligeables. La présente invention a notamment pour objet d'éviter les inconvénients des procédés connus, en proposant un nouveau procédé et une fabrication et une nouvelle structure de ski permettant un collage sur pratiquement toutes les surfaces des constituants du ski, sans nécessiter de traitements de surfaces ni d'enduction de primaires. Notamment, l'invention permet le collage d'une feuille polyami- de comme surface supérieure de ski, par collage à l'aide d'une colle époxy, d'une colle polyester, ou d'une colle vinylester. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, le procédé de fabrication d'un ski selon la présente invention comprend une étape d'assemblage d'au moins deux éléments par action d'une couche de colle entre les surfaces de jonction des deux éléments; selon l'invention, on interpose entre la couche de colle et la surface de jonction de l'un au moins des éléments un film à l'état solide comportant au moins une couche à base de polymère ou copolymère greffé conférant au film des propriétés de compatibilité avec la colle Le film sera appelé par la suite dans le texte film "compatibilisant". Selon un mode de réalisation, le film est avantageusement à base dé polymère ou copolymère greffé par action d'acide carboxylique, d'anhydride d'acide carboxylique ou d'ester d'acide carboxylique. On peut utilement greffer un polymère par action d'acide acrylique, d'acide méthacrylique, ou d'anhydride maléique, ou par une combinaison de deux ou de trois de ces produits. Le polymère greffé peut être un polyéthylène. En alternative, le polymère greffé peut être un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA). Selon un mode de réalisation, après greffe par un acide, on peut neutraliser par des ions métalliques de type sodium, zinc ou autres pour obtenir un film à base de ionomère. Selon l'invention on peut notamment utiliser une colle époxyde ou une colle polyester pour assembler par collage, avec interposition d'un tel film à base de polyéthylène greffé, un premier élément constitué de l'un des matériaux suivants: polyamide, polyéthylène non traité, polyéthylène téréphtalate, polybutadiène téréphtalate, polypro- pylène, alliage d'aluminium, aluminium traité ou acier. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisa- tion particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: les figures 1 à 4 illustrent un procédé d'assemblage par collage selon un premier mode de réalisation de l'invention; les figures 5 et 6 illustrent un procédé d'assemblage par collage selon un second mode de réalisation de l'invention; et la figure 7 illustre un procédé d'assemblage par collage selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, le procédé de l'invention permet l'assemblage d'un premier élément 1 et d'un second élément 2, selon leurs surfaces de jonction respectives 3 et 4, au moyen d'une couche de colle 5 interposée entre lesdites surfaces de jonction 3 et 4 Le second élément 2 est supposé compatible avec la colle 5, c'est-àdire que la colle 5 présente un bon pouvoir d'adhésion sur le second élément 2 Par contre, le premier élément 1 est en une matière pouvant ne pas présenter une bonne compatibilité avec la colle , c'est-à-dire que la colle 5 ne présente pas un bon pouvoir d'adhésion sur la surface de jonction 3 du premier élément 1. Pour permettre l'assemblage du premier élément 1 avec le second élément 2, le premier élément 1 n'ayant pas un bon pouvoir d'adhérence avec la colle 5, on interpose entre la couche de colle 5 et la surface de jonction 3 du premier élément 1 un film 6 dit "compatibilisant" comportant au moins une couche à base de polymère ou copolymère greffé conférant au film 6 des propriétés de compatibilité avec la colle 5 Le film 6 est thermofusible. Le film 6 doit comporter une face de collage, ou face orientée vers la colle 5, en une matière telle que la colle 5 présente un bon pouvoir adhésif sur le film 6 Le film doit en outre comporter une face d'assemblage, ou face orientée vers la surface de jonction 3 du premier élément 1, en une matière permettant sa solidarisation avec ladite surface de jonction 3 du premier élément 1. En ce qui concerne la liaison film 6 premier élément 1, la solidarisation entre le film 6 et le premier élément 1 peut être assurée par une liaison chimique ou physico-chimique ou par interdiffusion des chaines de polymères, ou par ancrage mécanique, ou par soudure. En ce qui concerne la présence de la colle 5, une première possibilité, représentée sur les figures 1 à 4, consiste à enduire la surface de jonction 4 du second élément 2 d'une colle 5, comme le représente la figure 3, avant assemblage par pressage de la couche de colle 5 contre le film 6 et obtention de l'ensemble représenté sur la figure 4. Une seconde façon d'assurer la solidarisation entre le film et le second élément 2 peut être prévue dans le cas o le second élément 2 comporte une surface de jonction 4 à base de résine polyester non entièrement réticulée On peut alors appliquer la surface de jonction 4 du second élément 2 directement contre le film 6, et, par chauffage, la résine non entièrement réticulée du second élément 2 assure elle-même la fonction de collage, l'adhésion étant obtenue par complément de réticulation de ladite résine. Dans le cas d'un renfort métallique, le film 6 peut avantageu- sement être réalisé par un procédé de poudrage électrostatique. Dans tous les cas, un film 6 très mince peut être utilisé, d'épaisseur avantageusement comprise entre quelques microns et quelques dixièmes de millimètre: une épaisseur de quelques microns peut suffire. On peut avantageusement utiliser un film 6 à base de polymère ou copolymère greffé par action d'acide carboxylique ou d'anhydride d'acide carboxylique, par exemple par l'acide acrylique, par l'acide méthacrylique, ou par l'anhydride maléique. Un tel film 6 peut notamment être réalisé en polyéthylène greffé, par exemple en polyéthylène greffé par l'anhydride maléique Ce mode de réalisation permet, par exemple, d'assurer le collage par une colle époxyde ou une colle polyester d'un premier élément 1 dont la surface de jonction est constituée de l'un des matériaux suivants: polyamide, polyéthylène non traité, polyéthylène téréphtalate, polybuta- diène téréphtalate, polypropylène, aluminium traité, alliage d'aluminium ou acier. Le film 6 peut être constitué d'un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), greffé par action d'acide carboxylique ou d'anhydride d'acide carboxylique. Selon un autre mode de réalisation, après greffe par un acide, on neutralise par des ions métalliques de type sodium, zinc ou autres pour obtenir un film à base de ionomère Un tel film ionomère peut avantageusement être utilisé pour un collage par une colle époxyde ou une colle polyester d'un premier élément 1 dont la surface de jonction est constituée de l'un des matériaux suivants: polyéthylène non traité, alliage d'aluminium, aluminium traité ou acier. A titre d'exemple, l'utilisation d'un film compatibilisant 6 en polyéthylène greffé à l'anhydride maléique permet le collage d'un premier élément 1 en polyamide par une colle 5 en résine époxy Selon l'invention, on provoque l'adhésion du film 6 sur le premier élément 1 par réaction chimique entre les groupements anhydride maléique greffés à la surface du polyéthylène et les groupements terminaux du polyamide. Ces groupements existent en faible concentration dans le matériau, mais présentent la particularité de migrer à l'extrême surface lors de l'extrusion de la feuille de polyamide et sont donc disponibles pour la réaction La réaction conduit à la substitution de l'atome d'oxygène du cycle maléique par l'atome d'azote du groupement terminal amine du polyamide et formation d'une molécule d'eau Il est nécessaire de porter les substrats à des températures supérieures à 115 C pour déclencher la réaction On peut donc plaquer à chaud, par calandrage ou pressage, le film 6 contre le premier élément 1 pour assurer leur solidarisation l'un à l'autre. *Le film 6 peut être de type monocouche, comme le représentent les figures 1 à 4. En alternative, le film 6 peut être de type multicouche, comme représenté sur la figure 7, comportant au moins une première couche 61 formant face de collage compatible avec la colle 5, et une seconde couche 62 formant face d'assemblage compatible avec le premier élément 1. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, l'assemblage s'effectue par étapes successives: au cours d'une première étape illustrée par les figures 1 et 2 on assemble par calandrage ou pressage à chaud le film 6 dit "compatibilisant" sur la surface de jonction 3 du premier élément 1 présentant un défaut d'adhérence avec la colle 5; la température doit être élevée au niveau du point de ramollissement du film; au cours d'une seconde étape, on applique la colle 5 sur la surface de jonction 4 du second élément 2, comme le représente la figure 3; au cours d'une troisième étape, on applique l'une contre l'autre les couches constituées par la colle 5 et le film 6, réalisant l'assemblage tel que représenté sur la figure 4. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, on dispose tous les éléments dans un moule, c'est-à-dire, dans l'ordre: le premier élément 1, le film 6, la couche de colle 5, le second élément 2; par pressage à chaud, on applique tous les éléments les uns sur les autres, et on réalise l'assemblage en une étape La température de l'ensemble doit également être élevée au niveau du point de ramollis- sement du film. On comprendra que le procédé de l'invention permet d'obtenir un ski à structure composite, comprenant au moins un premier élément 1 et un second élément 2 solidarisés l'un à l'autre par une colle 5 disposée entre les deux surfaces de jonction des éléments, un film dit "compatibilisant" étant disposé entre la colle et le premier élément 1, ledit film autorisant la solidarisation par collage des éléments l'un par rapport à l'autre Dans une telle structure de ski, on constate la présence d'un film dit "compatibilisant" de polymère comprenant au moins une couche constituée de polymères ou copolymères greffés. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisa- tion qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendica- tions ci-;après. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un ski à structure composite, comprenant une étape d'assemblage d'au moins un premier élément ( 1) et d'un second élément ( 2) par action d'une couche de colle ( 5) entre les surfaces de jonction ( 3, 4) des deux éléments, caractérisé en ce qu'on interpose entre la couche de colle ( 5) et la surface de jonction ( 3) du premier élément ( 1) un film ( 6) à l'état solide comportant au moins une couche à base de polymère ou copolymère greffé conférant au film ( 6) des propriétés de compatibilité avec la colle ( 5). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film ( 6) est à base de polymère ou copolymère greffé par action d'acide carboxylique, d'anhydride d'acide carboxylique ou d'ester d'acide carboxylique. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le film est à base de polymère ou copolymère greffé par action de l'acide acrylique. 4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le film est à base de polymère ou copolymère greffé par action de l'acide méthacrylique. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le film est à base de polymère ou copolymère greffé par action de l'anhydride maléique. 6 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le film est à base de polymère ou copolymère greffé par une combinaison d'acide acrylique et/ou d'acide méthacrylique et/ou d'anhydride maléi- que. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le polymère est un polyéthylène. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le polymère est un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA). 9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, après greffe par un acide, on neutralise par un ion métallique pour obtenir un film à base de ionomère. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la colle ( 5) est une colle époxy ou une colle polyester, le premier élément ( 1) comporte une surface de jonction ( 3) constituée de l'un des matériaux suivants: polyamide, polyéthylène non traité, polyéthylène téréphtalate, polybutadiène téréphtalate, polypropylène, alliage d'aluminium, aluminium traité ou acier. 11 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la colle ( 5) est une colle époxy ou une colle polyester, le premier élément ( 1) comporte une surface de jonction ( 3) constituée de l'un des matériaux suivants: polyéthylène non traité, alliage d'aluminium, aluminium traité ou acier. 12 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le film ( 6) est de type monocouche. 13 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le film ( 6) est de type multicouche, comportant au moins une première couche ( 61) formant face de collage compatible avec la colle ( 5), et une seconde couche ( 62) formant face d'assemblage compatible avec le premier élément ( 1). 14 Ski à structure composite, comportant au moins un premier ( 1) et un second ( 2) éléments solidarisés l'un à l'autre par une colle ( 5) disposée entre les surfaces de jonction ( 3, 4) desdits éléments ( 1, 2), caractérisé en ce qu'un film ( 6) de polymère ou copolymère greffé est disposé entre la colle ( 5) et le premier élément ( 1), ledit film autorisant la solidarisation par collage des éléments ( 1, 2) l'un par rapport à l'autre. 15 Ski selon la revendication 14, caractérisé en ce que le film ( 6) de polymère ou copolymère greffé est en polyéthylène greffé. 16 Ski selon la revendication 14, caractérisé en ce que le film ( 6) est à base de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA). 17 Ski selon la revendication 14, caractérisé en ce que le film ( 6) est à base de ionomère.