Brevet FR2721525A1 — publié le 19951229

PROCEDE POUR LA REALISATION D'UN SKI ET SKI OBTENU PAR CE PROCEDE. L'invention concerne un nouveau procédé pour la réalisation d'un ski, et notamment d'un ski injecté. De manière connue, la réalisation d'un ski injecté passe par différentes étapes, et notamment le dépôt au sein d'un moule, dont la forme correspond ou non à la forme définitive souhaitée du ski, d'un premier ensemble inférieur, comportant la semelle de glisse et les carres le cas échéant, surmonté avantageusement d'un élément de renfort inférieur, et d'un ensemble supérieur comportant également un élément de renfort et une couche supérieure destinée à servir de support du décor, généralement réalisée en ABS (acrylonitrile-butadièn-styrène) ou en un matériau thermoplastique. Cet ensemble supérieur est soit préformé en forme de coque, soit plan, donc destiné à prendre forme in situ dans le moule, lors de l'étape de réalisation proprement dite du ski.Ces deux éléments étant placés à l'intérieur du moule, on injecte entre eux les composants constitutifs d'une mousse en matière plastique de remplissage, notamment en polyuréthane, destinée à plaquer les deux ensembles décrits précédemment respectivement contre les parois du moule, de telle sorte à constituer l'âme centrale du ski et à assurer sa cohésion. De nombreux perfectionnements ont permis d'optimiser les conditions de réalisation de ces skis, notamment en termes de qualité du ski obtenu, de diversité de forme, de vitesse de réalisation du procédé et de son automatisation. On a par exemple suggéré dans le document FR-A-2 654 670 d'injecter la mousse de matière plastique au sein d'une gaine étanche et étirable préalablement mise en place à plat entre les deux ensembles, respectivement inférieur et supérieur, de telle sorte à éviter les incompatibilités entre les résines de pré-imprégnation des éléments de renfort, respectivement inférieur et supérieur, et des composants constitutifs de la mousse en matière plastique. Les différents procédés de réalisation de skis, injectés ou non, sans opération préalable de formage de la coque, conviennent tout à fait dès lors que l'on souhaite obtenir des skis de forme traditionnelle, c'est à dire dont la face supérieure est relativement plane et ne présente pas de réelles discontinuités. Il en est tout autrement dès lors que l'on souhaite donner à cette face supérieure des formes particulières, notamment en relief marqué ou en creux. En effet, les procédés mis en oeuvre aboutissent à une déformation de l'ensemble supérieur selon la forme souhaitée, entrainant de fait une déformation sensiblement homothétique de l'élément de renfort supérieur qu'il contient. Cette déformation aboutit à la fragilisation de cet élément de renfort, compte-tenu de la pliure ainsi générée des fibres, notamment de verre, de carbone ou de polyaramide qui le constituent. Cette déformation n'est plus possible si l'on utilise comme élément de renfort, des éléments réalisés en alliage métallique, tel que par exemple en alliage à base de chrome, de zinc et d'aluminium, commercialisé sous la marque déposée ZICRAL (PECHINEY). L'objet de l'invention consiste à s'affranchir de ces différents inconvénients, notamment dans le cadre de la réalisation de ski injecté, dans lequel la face supérieure présente des formes variables en relief. Ce procédé pour la réalisation d'un ski, dont la structure est constituée d'un ensemble inférieur comportant une semelle de glisse, bordée de carres ou non, et éventuellement recouverte d'un élément de renfort, d'un noyau central, éventuellement bordé par des chants latéraux, et d'un ensemble supérieur, comportant une feuille de protection support du décor et un élément de renfort supérieur, se caractérise:: - en ce que dans un premier temps, on réalise l'ensemble supérieur par pré-collage en forme au moins partielle de la feuille de protectionsupport du décor sur l'élément de renfort, de telle sorte que la zone supérieure dudit élément de renfort demeure sensiblement plane, alors que la partie correspondante de ladite feuille de protection - support du décor adopte une forme variée en creux ou en relief marqué, ladite feuille de protection - support du décor et l'élément de renfort n'étant donc pas continuement parallèles - et en ce que dans un deuxième temps, on réalise le ski proprement dit par injection ou par moulage traditionnel, en utilisant l'ensemble supérieur préformé ainsi réalisé. Par non-continuement parallèles, on entend l'existence au sens de l'invention d'un éloignement relatif entre la feuille de protection et l'élément de renfort. En d'autres termes, l'invention consiste, préalablement à la mise en place des différents éléments constitutifs du ski au sein du moule en forme, à réaliser l'élément supérieur, de telle sorte que la feuille de protection adopte la forme définitive qui sera celle de la face supérieure du ski après sa réalisation. De la sorte, on peut très facilement maintenir la continuité dans un plan de l'élément de renfort supérieur sans altérer sa fonction de renfort compte-tenu d'absence de discontinuité importante, notamment de forme, soit des fibres qui le constituent, soit de l'alliage métallique, le cas échéant. Selon l'invention, l'ensemble supérieur est réalisé selon les étapes suivantes - mise en place dans un moule de pré-collage en forme spécifique, correspondant au moins en partie à à la forme définitive souhaitée de la face supérieure du ski, d'un élément de renfort sensiblement plan typiquement constitué par une nappe textile prépolymérisée ou non, ou par une lame en alliage métallique;; - mise en place sur ledit élément de renfort d'une couche d'un élément de protection - support de décor, par exemple réalisé en un matièriau thermoplastique préalablement chauffé - injection sous forme liquide de matière plastique moussante entre les deux éléments, respectivement de renfort et de protection - support du décor avec expansion et polymérisation in situ de ladite matière plastique pour induire le placage de la feuille de protection - support du décor contre la paroi supérieure du moule en forme pour induire l'assemblage cohérent des deux éléments. Dans une variante de l'invention, la troisième étape du procédé cidessus est remplacée par l'injection sous pression de produit massif, induisant de la même manière le placage de la feuille de protection support du décor contre la paroi supérieure du moule en forme et pour induire l'assemblage cohérent des deux éléments. L'invention concerne également les skis obtenus par ce procédé. Selon l'invention, ces skis injectés ou non, dont la face supérieure présente une ou plusieurs formes en relief marqué, intègrent un élément de renfort supérieur sensiblement plan, c'est à dire, n'épousant pas les reliefs marqués de la feuille de protection - support du décor. 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 vue schématique d'une section transversale du moule spécifique de pré-collage, destiné à permettre la réalisation du sousensemble supérieur d'un ski, avant fermeture dudit moule. La figure 2 est une vue analogue à la figure 1, moule fermé, au cours de l'étape de polymérisation. La figure 3 est une représentation schématique en section transversale du sous-ensemble supérieur ainsi obtenu. La figure 4 est une représentation schématique en section transversale du moule destiné à permettre la réalisation d'un ski conforme à l'invention. La figure 5 est une vue analogue à la figure 4, mais pour un ski injecté de forme différente. La description qui suit concerne plus spécifiquement la réalisation d'un ski alpin. Bien entendu, le procédé décrit en liaison avec cette description pourrait également s'appliquer à la réalisation d'un ski de fond, voire de manière plus générale, à une structure moulée complexe. Selon l'une des caractéristiques essentielles de l'invention, on réalise, préalablement à la fabrication du ski proprement dit, l'ensemble supérieur portant la référence générale (I), et typiquement constitué d'un élément de renfort (2), d'une feuille de protection - support du décor (3), et d'une structure de remplissage (4). Selon l'invention, on confère à cet ensemble supérieur au moins en partie sa forme définitive, avant sa mise en place dans un moule (10, 11) au sein duquel sera réalisé le ski définitif par un procédé traditionnel. Pour ce faire, on positionne en place au fond d'un moule spécifique de pré-collage (5, 6), dont le couvercle (6) présente une forme appropriée correspondant à la forme définitive souhaitée de la face supérieure du ski, une nappe textile (2), réalisée à base d'un tissé de fibres de verre, de carbone ou de polyaramide (KEVLAR - Marque déposée), ladite nappe étant préimprégnée d'un résine thermodurcissable ou thermoplastique ou se présentant sous la forme d'un pré-preg. De manière connue, un tel élément se présente au stade B, c'est à dire sous forme non pégueuse, ladite nappe ayant déjà subi une étape de mûrissement antérieure à la polymérisation proprement dite. On positionne au dessus de cet élément (2), une feuille support du décor (3), réalisée en une matière thermoplastique, venant ponter au niveau des deux bords du moule. Ainsi que déjà dit, la partie supérieure ou couvercle (6) du moule est de forme appropriée, fonction de la forme définitive que l'on souhaite conférer à la surface supérieure du ski, donc à l'ensemble supérieur (1). Dans le cas d'espèce, elle présente en section un bossage (7) situé sensiblement déporté par rapport au milieu dudit élément lorsque celuici est en coupe transversale, bossage correspondant en fait à un profil nervuré donné à la face supérieure du ski correspondant. Après fermeture du couvercle (6) du moule, on procède de manière traditionnelle à l'injection de matière plastique et notamment des composants d'une mousse de polyuréthane, à savoir un polyol et un isocyanate, entre l'élément de renfort (2) et l'élément support de décor (3), qui, de manière connue, réagissent selon une réaction de polymérisation, aboutissant à l'expansion volumique de la mousse de polyuréthane ainsi créée, et ce, selon une réaction exothermique, l'expansion de la mousse induisant le placage dudit élément (3) contre la surface du couvercle du moule (6), afin que celui-ci épouse la forme conférée par le moule d'une part, et d'autre part, afin d'assurer la cohésion entre l'élément (2) et l'élément (3) par polymérisation de ladite mousse. Il est à noter, ainsi que l'on peut l'observer sur la figure 1, que l'épaisseur ei de l'élément de renfort supérieur (2), préalablement à l'injection des constituants de la structure de remplissage (4), est inférieure à la profondeur e2 du fond (5) du moule, de telle sorte que lors de l'injection desdits constituants, ceux-ci peuvent se répartir sur toute la surface supérieure de l'élement de renfort (2), et ainsi, après polymérisation, constituer un joint (15), notamment de polyuréthane à l'interface élément de renfort (2) - feuille supérieure (3). Si le produit injecté n'est pas une mousse expansible mais un polyéthylène dit "massif", c'est la poussée hydrostatique d'injection qui assure le passage du polyuréthane entre les éléments, respectivement de renfort (2) et de protection ou de support du décor (3), ainsi que le placage dudit élément (3) contre le bossage (7) du couvercle (6) du moule, afin que ledit élément (3) adopte la forme recherchée. On obtient après polymérisation, l'élément représenté en section transversale sur la figure 3, c'est à dire un élément semi-rigide, non pégueux, facilement manipulable, pour permettre notamment sa mise en place au sein du moule (10, 11) dans lequel va alors être réalisé le ski proprement dit. De fait, on positionne au fond de ce moule (10, 11) la semelle de glisse (8), les carres métalliques (9), et par dessus un élément de renfort in férieur (12), par exemple également réalisé en une nappe textile de fibres de verre ou de carbone, préimprégnée d'une résine thermodurcissable. Dans la forme de réalisation décrite en liaison avec la figure 4, on positionne sur les deux bords latéraux du moule (10, 11) des chants verticaux (13), par exemple réalisés en ABS, sur le dessus desquels est alors positionné le sous-ensemble supérieur (1) réalisé selon l'étape précédente. On referme le couvercle (10) du moule, dont la forme correspond au moins en partie à la forme de l'élément (6) du moule précédemment décrit, afin de s'adapter à la forme supérieure dudit élément (1) déjà réalisé. De manière traditionnelle, on injecte dans l'espace (14), défini par l'élément de renfort inférieur (12) et l'ensemble supérieur (1) les éléments constitutifs de la mousse de matière plastique de remplissage et de cohésion, notamment d'un polyuréthane, qui, de manière connue, s'expanse in situ selon une réaction exothermique révélant les propriétés d'adhérence des différentes résines constitutives des éléments de renfort. Dans une autre version de l'invention, plus particulièrement décrite avec la figure 5, la feuille supérieure (3) forme coque, et s'étend d'une carre (9) à l'autre du ski. De fait, sa portion ou zone supérieure est précollée en forme selon le procédé décrit précédemment en liaison avec les figures 1 à 3, puis l'ensemble supérieur (1) ainsi réalisé est mis en place dans un moule (10, 11), sur l'ensemble inférieur, constitué comme déjà dit, par la semelle (8), les carres (9) et un élément de renfort inférieur (12). Du fait de la relative rigidité de la coque (3), lorsque l'ensemble supérieur (1) est posé sur l'ensemble inférieur, un espace (14) est défini, même si la zone supérieure de l'ensemble supérieur (1) ne vient pas en contact avec la partie correspondante du couvercle (10) du moule. De fait, lors de l'injection des constituants de la mousse de polyuréthane, et suite à leur réaction, il y a expansion de la mousse ainsi créée, puis placage dudit ensemble (3) contre la partie supérieure du couvercle (10). Dans une autre version de l'invention non représentée, on positionne au dessus de l'ensemble inférieur (8, 9, 12) un noyau en bois bordé de deux chants analogues aux chants (13) de la figure 4, ledit noyau étant pré-encollé sur ses deux faces, respectivement supérieure et inférieure. Puis on place au dessus l'ensemble supérieur (1) déjà décrit, et l'on ferme le couvercle (10) du moule, présentant une forme correspondant à la forme en relief de l'ensemble (1). Puis on procède à une polymérisation de l'ensemble sous pression, et ce de manière connue pour obtenir le ski. Quelle que soit la forme de la surface supérieure du ski ainsi obtenu, et notamment quelle que soit sa complexité, si l'élément de protectionsupport du décor suit cette forme de par le procédé décrit, en revanche, l'élément de renfort supérieur (2) reste pratiquement plan. De la sorte, il n'existe pas à son niveau de discontinuité, susceptible d'affecter sa fonction de renfort. La conservation de cette fonction de renfort est essentielle pour le comportement ultérieur du ski et pour sa résistance mécanique. Les skis ainsi obtenu présentent donc de très bonnes caractéristiques mécaniques. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour la réalisation d'un ski, dont la structure est constituée d'un ensemble inférieur comportant une semelle de glisse (8), bordée de carres (9) ou non, et éventuellement recouverte d'un élément de renfort (12), d'un noyau central (14), éventuellement bordé par des chants latéraux (13), et d'un ensemble supérieur (1), comportant une feuille de protection - support du décor (3) et un élément de renfort supérieur (2), caractérisé:: - en ce que dans un premier temps, on réalise l'ensemble supérieur (1) par pré-collage en forme au moins partielle de la feuille de protection support du décor sur l'élément de renfort (2), de telle sorte que la zone supérieure dudit élément de renfort (2) demeure sensiblement plane, alors que la partie correspondante de ladite feuille de protection - support du décor (3) adopte une forme variée en creux ou en relief marqué, ladite feuille de protection - support du décor (3) et l'élément de renfort (2) n'étant donc pas continuement parallèles - et en ce que dans un deuxième temps, on réalise le ski proprement dit par injection ou par moulage traditionnel, en utilisant l'ensemble supérieur préformé (1) ainsi réalisé. 2/ Procédé pour la réalisation d'un ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble supérieur (1) est réalisé selon les étapes suivantes - mise en place dans un moule (5, 6) de pré-collage en forme spécifique, correspondant au moins en partie à la forme définitive souhaitée de la face supérieure du ski, d'un élément de renfort sensiblement plan (2), constitué par une nappe textile prépolymérisée ou non, ou par une lame en alliage métallique - mise en place sur ledit élément de renfort (2) d'une couche d'un élément de protection - support de décor (3);; - après fermeture du moule (5, 6), injection sous forme liquide de matière plastique moussante entre les deux éléments (2, 3) avec expansion et polymérisation in situ de ladite matière plastique pour induire le placage de l'élément de protection - support du décor (3) contre la paroi supérieure (6) du moule en forme pour induire l'assemblage cohérent des deux éléments (2, 3). 3/ Procédé pour la réalisation d'un ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble supérieur (I) est réalisé selon les étapes suivantes - mise en place dans un moule (5, 6) de pré-collage en forme spécifique, correspondant à la forme définitive souhaitée de la face supérieure du ski, d'un élément de renfort sensiblement plan (2), constitué par une nappe textile prépolymérisée ou non, ou par une lame en alliage métallique; - mise en place sur ledit élément de renfort (2) d'une couche d'un élément de protection - support de décor (3); - injection sous pression d'un produit de remplissage massif, induisant le placage de l'élément de protection - support du décor (3) contre la paroi supérieure (6) du moule en forme pour induire l'assemblage cohérent des deux éléments (2, 3). 4/ Procédé pour la réalisation d'un ski injecté, comportant un noyau (14) de mousse en matière plastique, dans lequel on réalise préalablement à l'injection du matériau plastique constitutif du noyau un ou plusieurs ensembles, caractérisé en ce que l'ensemble supérieur (1) intégrant au moins un élément de renfort (2) et une feuille de protection - support du décor (3), est réalisé selon la forme définitive souhaitée de la face supérieure du ski, préalablement à sa mise en place dans le moule d'injection (10, 11) du ski proprement dit. 5/ Ski, dont la face supérieure présente une ou plusieurs formes en relief marqué, caractérisé en ce qu'il intègre un élément de renfort supérieur (2) sensiblement plan, et n'adoptant donc pas le profil du ou des reliefs marqués de la feuille de protection - support du décor (3).