Brevet FR2678543A1 — publié le 19930108

PROCEDE POUR T.A REALISÂTION D' UNE STRUCTURE MOS COMPLEXE ET IVOTAMMENT D'UN SKI ET SKI OBTS PAR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE. L'invention concerne un procédé pour réaliser une structure moulée complexe, comportant un noyau de mousse en matière plastique, et notamment d'un ski. Elle se rapporte également au ski obtenu selon ce procédé. Dans le cadre de la réalisation de structures moulées complexes, et notamment de ski, c'est à dire d'une structure comportant - des éléments de rigidification et/ou de renfort, - des éléments de protection, - des éléments mécaniques notamment d'amortissement ou d'allègement, - et éventuellement des éléments de décoration, on cherche depuis longtemps déjà des procédés susceptibles de permettre une automatisation poussée, tout en optimisant les caractéristiques techniques et mécaniques de la structure finale obtenue. Parmi les différents procédés connus à ce jour pour la réalisation de structures moulées complexes, l'un d'eux consiste à utiliser la pression provoquée par l'expansion d'une mousse de polyuréthanne pour obtenir le placage des différents éléments entrant dans la composition des structures contre les parois intérieures d'un moule en forme (voir par exemple FR-A-2 553 669). De manière connue, on utilise comme élément de rigidification et/ou de renfort, des matériaux textiles sous forme de nappe ou de plaque, avantageusement préimprégnés d'une résine sans solvant, qui lors de la réalisation de la structure, développe des propriétés adhésives notamment au contact du noyau central. Or, l'utilisation d'un noyau central du type mousse polymérisable en association avec un élément de renfort pré-imprégné se heurte à deux difficultés majeures. Tout d'abord, des défauts d'adhérence entre ces deux éléments peuvent surgir, conduisant à l'obtention d'une structure imparfaite du point de vue de ses propriétés mécaniques. Ensuite, des phénomènes d'incompatibilité ou d'affinité surviennent quelquefois entre les éléments constitutifs de la mousse du noyau central et la résine d'imprégnation du tissu pré-imprégné, conduisant à des altérations locales de la cohésion de la structure. On a alors suggéré pour pallier ces inconvénients, par exemple dans le document EP - A - 0 430 824 du Demandeur, d'utiliser une gaine tubulaire étirable, réalisée en un matériau compatible d'une part avec la résine d'imprégnation des éléments de renfort pré-imprégnés et d'autre part avec le noyau central en mousse polymérisable, insérée entre lesdits éléments de rigidification, à l'intérieur de laquelle sont injectés les réactifs de constitution dudit noyau central. Si d'un point de vue technique, l'utilisation d'une telle gaine s'avère satisfaisante, en revanche, sa mise en place dans le moule et la fabrication résultante de la structure complexe notamment de ski s'avèrent difficilement automatisable. On a alors proposé d'ajouter aux éléments destinés à venir en contact avec le noyau central, d'une couche supplémentaire d'une matériau, présentant d'une part des propriétés adhésives avec lesdits éléments, et d'autre part avec le noyau de mousse lors de sa réalisation ultérieure in-situ (voir le document FR - A - 2 578 189 par exemple). Cette couche supplémentaire réalisée sous la forme d'un film solide, est mise en place par collage sur ledit élément, préalablement à l'utilisation de celuici. De la sorte, cette étape supplémentaire allonge le procédé de fabrication. En outre, l'utilisation de colle est génératrice de salissures, necessitant en outre des précautions particulières, rendant ce procédé très difficilement automatisable (voir dans le cadre de la réalisation de structure complexe le document FR-A-2654644) De la sorte, si une nouvelle fois, cette technique est satisfaisante sur le plan des résultats mécaniques obtenus, en revanche, elle s'avère à nouveau de mise en oeuvre délicate. L'invention pallie ces différents inconvénients. Elle propose l'application sur au moins l'une des faces des éléments de renfort d'une couche d'un matériau initialement liquide, visqueux, pateux ou pulvérulent, qui va enduire de manière étanche l'élément de renfort avant son introduction dans le moule pour la réalisation du ski. Elle concerne donc tout d'abord un procédé pour la fabrication d'une structure moulée complexe, et notamment d'un ski, constituée par un noyau de mousse en matière plastique comportant sur ses faces principales un ensemble de deux demi-enveloppes respectivement supérieure et inférieure qui consiste - à déposer dans un moule un premier élément destiné à former la demi-enveloppe inférieure ; - à déposer dans ce même moule un second élément destiné à former la demi-enveloppe supérieure - à fermer le moule - à injecter entre ces deux éléments des réactifs destinés à réagir pour former une mousse qui s'expanse in-situ jusqu'à venir plaquer les deux éléments contre les parois du moule - à chauffer le moule ; - à refroidir le contenu du moule, - et enfin à ouvrir le moule pour retirer la structure obtenue. Ce procédé se caractérise en ce qu'au moins la demi-enveloppe supérieure comprend un élément de renfort, dont la face destinée à venir au contact du noyau de mousse en matière plastique est enduite d'une couche d'un matériau, qui initialement est liquide, visqueux, pateux ou pulvérulent, devient étanche et susceptible d'adhérer à cette mousse expansée. En d'autres termes, l'invention consiste à ednuire l'un des éléments de renfort d'une couche étanche, notamment à la mousse en cours d'expansion. Ces éléments de renforts sont avantageusement des nappes ou plaques textiles pré-imprégnés d'une résine sans solvant, et notamment d'époxyde. De la sorte, l'utilisation de tels éléments de renforts enduits permet de s'affranchir des tous les risques d'incomptabilité ou d'affinité locale ou générale entre la mousse expansée et la résine de pré-imprégnation desdits éléments de renfort. En outre, la couche d'enduction présentant des propriétés d'adhérance avec la mousse du noyau, permet d'obtenir des caractéristiques mécaniques élevées, généralement recherchées dans le cadre de la fabrication de ski. Enfin, la couche d'enduction rend l'élément textile de renfort étanche, de sorte que l'expansion de la mousse constitutive du noyau central permet de plaquer de manière satisfaisante les différents éléments de la structure contre les parois du moule, garantissant l'uniformité et la forme de la structure recherchée. On s'affranchit ainsi totalement de l'utilisation d'une gaine, dont on a montré la mise en oeuvre difficile. Selon l'invention, le matériau d'enduction est choisi dans le groupe comprenant une peinture polyuréthanne, une laque époxyde, polyester, acrylique ou vinylique. L'enduction du matériau sur les nappes textiles pré-imprégnées s'effectue sous forme fluide ou pulvérisée, ledit matériau étant ensuite solidifié par évaporation du solvant ou réticulation du liant qu'il contient, ou encore par polymérisation ou fusion. Cette enduction peut s'effectuer de différentes manières notamment - par pulvérisation du matériau sous forme fluide - par passage du textile pré-imprégné sous une cascade du matériau liquide, - par trempage de celui-ci dans un bain du matériau sous forme liquide - voire par dépôt électrostatique du matériau sous forme pulvérulente. On conçoit ainsi que la mise en place de cette couche supplémentaire au niveau des textiles pré-imprégnés s'effectue en automatique dans le cadre de la fabrication même des éléments de renfort. La manière dont l'invention peut-être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une coupe transversale d'un moule pour la réalisation d'une structure moulée complexe, préalablement à l'injection des réactifs constitutifs de la mousse. La figure 2 est une coupe transversale du moule cidessus après expansion de la mousse. Selon l'invention, le procédé consiste à enduire un tissu pré-imprégné d'une résine, notamment d'une résine époxyde au moyen d'un matériau susceptible de développer, notamment sous l'action de la température, des propriétés adhésives. Typiquement, ces textiles sont constitués par des nappes ou des plaques tissées ou non tissées, uni-directionnelles ou multi-directionnelles et pré-imprégnées d'une résine typiquement d'une résine époxyde sans solvant, et ce de manière traditionnelle. Une fois la préimprégnation réalisée, ces nappes de textile sont alors soumis à une enduction sur l'une des faces par passage de la nappe sous une cascade d'un matériau liquide, notamment d'une peinture polyuréthanne, d'une laque polyester ou époxyde.Ce passage à vitesse constante sous cette cascade, par exemple au moyen d'une machine dite "à rideaux", permet de revêtir de manière uniforme la nappe de textile pré-imprégnée d'une couche dudit matériau selon une épaisseur constante. Le matériau enduit est alors solidifié soit par évaporation du solvant contenu dans ledit matériau, par exemple en le soumettant à un chauffage, soit par polymérisation in-situ, soit par réticulation du liant Selon une autre forme de réalisation, on peut enduire la nappe textile pré-imprégné par dépôt électrostatique de poudre, selon le procédé bien connu, consistant à mettre la nappe de textile à la masse, et à ioniser le matériau pulvérulent à enduire sous forme de charges électriques. De la même manière, on obtient un dépôt uniforme du matériau selon une épaisseur constante. Dans une variante du procédé, on peut obtenir une enduction sur les deux faces des nappes textiles et ce, soit par trempage dans un bain du matériau à enduire, sous forme liquide, soit encore par la pulvérisation dudit matériau sous forme liquide sur ses deux faces. Selon l'invention, le textile pré-imprégné ainsi enduit est particulièrement adapté pour la fabrication de structures moulées complexes et notamment de skis. il va être ainsi décrit en détail un procédé de réalisation d'un ski au moyen d'un tel textile pré-imprégné enduit. On dépose ainsi dans un moule défini par ces empreintes respectivement inférieure (1) et supérieure (2) et à plat au fond (5), une première demi-enveloppe constituée d'une part par la semelle (6) typiquement réalisée en polyéthylène, limitée au niveau de ses flans latéraux par des carres en acier (7). La semelle (6) est avantageusement recouverte d'une lame de renfort mécanique (8) par exemple réalisée en ZICRAL, qui est elle même recouverte d'un élément de renfort (9) constitué par une nappe textile uni-directionnelle pré-imprégnée d'une résine époxyde, et enduite sur sa face supérieure (13) d'une couche de laque polyester mise en place sous forme liquide. On positionne alors au dessus de cette demi-enveloppe inférieure une demi-enveloppe supérieure, constituée typiquement, en partant de l'extérieur, du décor (11) et d'un second élément de renfort (12), comportant une nappe textile pré-imprégnée de résine epoxyde, également enduite d'une couche (14) de laque polyester. La demi-enveloppe supérieure ainsi constituée, bien que souple, développe une certaine rigidité, permettant de la maintenir en forme légèrement arquée, telle que représenté sur la figure 1, ce maintien étant en outre assuré par la coopération des bords latéraux externes de ladite enveloppe au niveau des parois latérales (3,4) du moule. De la sorte, un espace (15) est tout naturellement créé entre les deux demi-enveloppes, et plus spécifiquement entre les deux couches de laques (13,14). Ces deux couches de laque (13,14) doivent pouvoir se coller entre elles pour assurer une bonne liaison coque/carres. On procède alors à la fermeture du moule. On chauffe celui-ci et correlativement on procède à l'injection des constituants de la mousse de polyréthanne, à savoir un polyol et un isocyanate, qui de manière connue, s'expansant in-situ en développant une réaction exothermique, provoquant le placage de la demi-enveloppe supérieure contre les parois (3,4 et 10) du moule, venant ainsi conférer à la structure finale sa forme définitive. Ce placage est rendu possible de par l'étanchéité des deux demi-enveloppes, respectivement inférieure et supérieure, interdisant à la mousse en expansion de traverser la nappe textile de l t élément de renfort (9, 12). En outre, les couches (13,14) assurent le rôle d'intermédiaire entre les résines époxydes d'imprégnation desdites nappes textiles et de la mousse de polyuréthanne. Enfin, elles jouent le rôle d'intermédiaire de collage entre les éléments de renfort et le coeur en mousse, assurant de la sorte une plus grande cohésion à la structure finale obtenue. En effet, sous l'action de la chaleur dégagée d'une part, par la réaction exothermique de polymérisation du polyol et de l'isocyanate, formant la mousse de polyuréthanne, et d'autre part par le chauffage proprement dit du moule (1,2), les couches de laque polyester (13,14) développent des propriétés adhésives au contact de la mousse (16). Le procédé conforme à l'invention permet ainsi de s'affranchir d'une étape supplémentaire de rapport d'un film d'étanchéïté sur les éléments de renfort des structures complexes, attendu que cette étape peut être envisagée directement lors de la fabrication des pré-imprégnés. En outre, il permet également de s'affranchir de la mise en place de tout intermédiaire inter-composants à l'intérieur même du moule, favorisant ainsi les possibilités d'automatisation du procédé. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour la fabrication d'une structure moulée complexe, constituée par un noyau (16) de mousse en matière plastique et comportant sur ses faces principales un ensemble de deux demi-enveloppes respectivement supérieure (11,12) et inférieure (6,7,9), consistant - à déposer dans un moule (1,2) un premier élément (6,7,9) destiné à former la demi-enveloppe inférieure ; - à déposer dans ce même moule un second élément (11,12), destiné à former la demi-enveloppe supérieure - à fermer le moule ; - puis à injecter entre ces deux éléments des réactifs destinés à réagir pour former une mousse (16) qui s'expanse in-situ jusqu'à venir plaquer les deux éléments (6,7,9) et (11,12) contre les parois (3,4,5,10) du moule; - à chauffer le moule ; - puis à refroidir le contenu du moule, - et enfin à ouvrir le moule pour retirer la structure obtenue, caractérisé en ce qu'au moins la demi-enveloppe supérieure (11,12) comprend un élément de renfort (12), dont la face destinée à venir au contact du noyau de mousse (16) est enduite d'une couche (14) d'un matériau qui devient étanche et susceptible d'adhérer ultérieurement à cette mousse expansée. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau enduit est initialement liquide, visqueux, pateux ou pulvérulent. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément de renfort est constitué par une nappe textile pré-imprégnée d'une résine sans solvant. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau d'enduction est choisi dans le groupe comprenant les peintures polyuréthannes, les laques polyester, époxyde, acryliques ou vinyliques. 5/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enduction des éléments de renfort (9,12) s'effectue sous forme d'un matériau fluide ou pulvérisé, suivie d'une phase de solidification de la couche d'enduction (13,14) par évaporation du solvant éventuellement contenu dans le matériau enduit, par polymérisation de celui-ci, ou par réticulation du liant. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enduction s'effectue par pulvérisation du matériau sous forme fluide 7/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enduction s'effectue par passage du textile pré-imprégné sous une cascade du matériau liquide. 8/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enduction s'effectue par trempage du textile dans un bain du matériau liquide. 9/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enduction s'effectue par dépôt électrostatique du matériau sous forme pulvérulente. 10/ Ski obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9.