КОМПОЗИТНАЯ ДЕКА ДЛЯ СКЕЙТБОРДА
COMPOSITE SKATEBOARD DECK

Изобретение относится к доскам (декам) для спорта и отдыха, а именно к декам спортивных роликовых досок-скейтбордов, и предназначено для размещения ступней спортсмена (скейтбордиста) с верхней стороны, а также для крепления подвесок с колесами к нижней стороне.
Известна дека для скейтборда по патенту на изобретение US 7748725 от 6.07.2010 г., содержащая первый нижний слой, образующий верхнюю и нижнюю поверхности; а также верхний слой, соединенный с верхней поверхностью первого нижнего слоя, причем верхний слой образует верхнюю поверхность, верхний слой включает в себя армированный волокном слой, образующий часть верхней поверхности, армированный волокном слой образует кромку, и верхний слой дополнительно включает в себя боковой барьер, по существу образованный из древесного шпона и образующий часть верхней поверхности, при этом боковой барьер проходит вокруг, по меньшей мере, части края армированного волокнами слоя. Использование в данной конструкции защитного барьера по контуру композитного слоя позволяет лишь дистанцировать композитный слой от края деки, не позволяя защитить остальные слои от ударов о твердые острые предметы в процессе эксплуатации скейтборда. Сильные удары о стальной или бетонный угол оставляют существенные вмятины по периметру деки, которые ухудшают эксплуатационные свойства и портят внешний вид.
Известен скейтборд с киктейлом по патенту на изобретение US 7628412 от 8.12.2009 г., содержащий заготовку, имеющую противоположные концевые участки и верхнюю и нижнюю поверхности, причем концевые участки оканчиваются соответствующими выпуклыми концевыми кромками, причем по меньшей мере один из концевых участков имеет верхнюю выемку, образованную на верхней поверхности, и нижнюю выемку, образованную на нижней поверхности, при этом одна концевая секция имеет часть уменьшенной толщины, образованную верхней и нижней выемками, и сменный элемент, включающий сторону, обращенную вверх, и сторону, обращенную вниз, разделенные перемычкой, при этом элемент имеет обычно U-образное поперечное сечение и содержит часть уменьшенной толщины, так что обращенная вверх сторона и обращенная вниз сторона элемента расположена в верхней и нижней выемках, соответственно, при этом обращенная вверх сторона находится по существу заподлицо с прилегающим участком верхней поверхности, а обращенная вниз сторона практически заподлицо с примыкающим участком нижней поверхности, перемычка включает в себя вогнутую поверхность, обращенную к выпуклой поверхности торцевой кромки заготовки, элемент, выполненный из материала, имеющего более низкую механическую демпфирующую способность и более высокий модуль упругости, чем заготовка, обращенная вниз сторона и прилегающая нижняя часть поверхности не имеют препятствий в направлении вниз скейтборда и открыта для непосредственного контакта с опорной поверхностью скейтборда во время выполнения маневров олли и маневров скольжения скейтборда. В данной конструкции жесткие сменные элементы, расположенные на концах деки защищают материал самой деки лишь только в месте своего непосредственного нахождения, другие же части деки открыты и удары о твердые острые предметы могут существенно повредить эти участки снижая эксплуатационные свойства и внешний вид деки скейтборда.
Известна дека для скейтборда по патенту на изобретение US 10137357 от 27.11.2018 г., содержащая первый композитный слой, по крайней мере, два деревянных слоя, второй композитный слой, причем указанный первый композитный слой содержит, по крайне мере, один первый композитный лист и, по крайней мере, две накладки, причем второй композитный слой содержит, по крайней мере, один композитный лист и, по крайней мере, две вторых накладки, причем каждый из указанных, по крайней мере, двух деревянных слоев содержит деревянный лист и, по крайней мере, две третьих накладки, причем эпоксидная смола нанесена на указанные первый композитный слой, на, по крайней мере, два деревянных слоя и на второй композитный слой, причем указанные, по крайней мере, два деревянных слоя размещены между указанным первым композитным слоем и указанным вторым композитным слоем, причем указанный первый композитный слой, по крайней мере, указанные два деревянных слоя и указанный второй композитный слой спрессованы вместе в молде и указанная эпоксидная смола застывает для создания необрезанной деки для скейтборда, причем указанная необрезная дека для скейтборда является обрезанной и скругленной. В данном варианте возможно достичь полной изоляции материала сердцевины от внешних ударов, однако такая конструкция деки для скейтборда является очень сложной и крайне трудоемкой в изготовлении, ввиду большого количества деталей и сборочных операций, что в свою очередь оказывает существенное влияние на конечную стоимость продукта. Кроме того, наличие композитных слоев негативно влияют на вес производимой деки, делая её более тяжелой по сравнению с деками, в составе которых композитные материалы не применяются.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к данному изобретению является улучшенная спортивная доска по патенту на изобретение US 6854748 от 15.02.2005 г., состоящая из материала сердцевины, преимущественно имеющего ту же форму, что и спортивная доска и имеющая верхнюю, нижнюю поверхность, наружный периметр и канавку непосредственно в центре указанного материала сердцевины, причем защитный материал, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, окружает указанный наружный периметр и присоединяется к указанному материалу сердцевины посредством кромочного механизма крепления, указанный кромочный механизм крепления в свою очередь содержит язык, сконфигурированный для присоединения к указанной канавке. Недостатком такой конструкции является низкая производительность производства, поскольку необходимо выполнять отдельную сборочную операцию по установке защитного материала на сердцевину. Кроме того, такая конструкция является достаточно сложной, поскольку необходимо отдельно производить защитный материал и устанавливать его с помощью механизмов крепления на сердцевину и композитные слои. Еще одним недостатком является достаточно высокий вес, в силу применения композитных слоев и механизмов крепления защитного материала, которые имеют более высокий удельный вес по сравнению с материалами сердцевины.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, удешевление производства, повышение износостойкости, оптимизация веса, улучшение внешнего вида композитной деки.
Технический результат достигается тем, что композитная дека для скейтборда состоит из сердцевины, защитного материала, верхнего композитного слоя, нижнего композитного слоя, причем сердцевина, верхний композитный слой и нижний композитный слой размещены в матрице защитного материала. Такое конструктивное выполнение композитной деки позволяет исключить из конструкции любые элементы крепления защитного материала к сердцевине, поскольку соединение матрицы защитного материала и сердцевины с композитным слоям происходит за счет адгезии материала матрицы, к материалам сердцевины и композитных слоев, это значительно упрощает конструкцию, кроме того, исключаются сборочные операции соединения защитного материала и сердцевины, что повышает производительность производства. Заливка матрицы защитного материала, может осуществляться параллельно с процессом склеивания слоев композитной деки в пресс-форме, что еще больше сокращает затраты на производство композитной деки.
Выполнение по периметру сердцевины по меньшей мере одного паза дополнительно увеличить площадь контакта защитного материала с сердцевиной, что позволяет дополнительно повысить надежность фиксации матрицы защитного материала и сердцевины.
Выполнение верхнего композитного слоя и/или нижнего композитного слоя по размеру больше сердцевины позволяет дополнительно увеличить площадь контакта матрицы защитного материала с указанными композитными слоями, что позволяет дополнительно повысить надежность фиксации матрицы защитного материала и указанных композитных слоев.
Сердцевина выполнена из, по крайней мере, одного слоя, выполненного из древесного, полимерного или композитного материалов, либо, по крайней мере, из двух слоев, выполненных из комбинации указанных материалов, соединенные между собой, а также с верхним композитным слоем и с нижним композитным слоем, например, эпоксидным клеем. Введение в конструкцию сердцевины, по меньшей мере, одного слоя полимерного материала, например, из вспененного ПВХ пластика, с плотностью ниже плотности древесного шпона позволяет снизить удельный вес всей композитной деки в целом. Введение в конструкцию сердцевины композитных слоев на основе углеткани, стеклоткани, арамида и других подобных материалов, позволяет повысить прочность сердцевины. Введение в конструкцию сердцевины древесных слоев, позволяет существенно удешевить производство при сохранении высоких механических характеристик сердцевины.
Нижний композитный слой выполнен из, по крайней мере, одного силового слоя и, по крайней мере, одного защитного слоя, расположенного под указанным силовым слоем, причем силовой слой и защитный слой, помещены в матрицу из полимерного материала. Такое конструктивное выполнение позволяет защитить силовой слой, выполненный, например, из стекловолокна, поскольку часто в процессе эксплуатации деки скейтборда нижний композитный слой может контактировать с металлическими, бетонными и другими твердыми и острыми поверхностями, что может привести к разрушению волокон армирующего материала, что в свою очередь может привести к резкому снижению прочности всей деки в целом, кроме того контакт металлических, бетонных и других твердых и острых поверхностей с некоторыми видами армирующих материалов, например со стекловолокном, может привести к резкому увеличению коэффициенту трения, что негативно влияет на выполнение трюков по указанным типам поверхностей. Указанный защитный слой, выполненный, например, из проводящей сетки, обычно применяемой в вакуумной инфузии, помещенной в ту же полимерную матрицу, выполненную, например, из эпоксидной смолы, что и силовой слой, позволяет решить эту проблему.
Верхний композитный слой выполнен из, по крайней мере, одного силового слоя и, по крайней мере, одного декоративно-силового слоя, расположенного над силовым слоем, причем указанный силовой слой и декоративно-силовой слой, помещены в матрицу из полимерного материала. Такое конструктивное выполнение позволяет повысить прочность верхнего композитного слоя, а также улучшить внешний вид верхней поверхности композитного слоя.
Для улучшения внешнего вида композитной деки на нижнюю поверхность нижнего композитного слоя нанесена графика, либо на всю нижнюю поверхность нижнего композитного слоя деки нанесена графика, что существенно улучшает внешний вид композитной деки.
На фиг. 1 изображен общий вид композитной деки в аксонометрии.
На фиг. 2 изображен укрупненный местный вид периферийной части продольного разреза композитной деки.
На фиг. 3 изображен укрупненный местный вид периферийной части продольного разреза композитной деки, помещенной в пресс-форму.
Композитная дека для скейтборда включает в себя сердцевину 1 (фиг. 2 и 3), защитный материал 2 (фиг. 1, 2 и 3), верхний композитный слой 3 и нижний композитный слои 4 (фиг. 2 и 3), размещенные в матрице 5 защитного материала 2 (фиг. 1, 2 и 3), которая может быть окрашена в любой цвет с помощью пигментной пасты. По периметру сердцевины 1 (фиг. 2 и 3) выполнены три паза 6, а верхний композитный слой 3 (фиг. 1, 2 и 3) и нижний композитный слой 4 (фиг. 2 и 3), выполнены по размеру больше сердцевины 1 (фиг. 2 и 3). Сердцевина 1 (фиг. 2 и 3) включает в себя пять слоев 7, выполненных из древесного шпона, соединенные между собой, с верхним композитным слоем 3 (фиг. 1, 2 и 3) и нижним композитным слоем 4 (фиг. 2 и 3) эпоксидным клеем. Нижний композитный слой 4 включает силовой слой 8, выполненный из стекловолокна, и защитный слой 9, выполненный из полимерной проводящей сетки, расположенный под силовым слоем 8, причем силовой слой 8 и защитный слой 9, расположены в матрице 10, выполненной из эпоксидной смолы, которая может быть окрашена пигментной пастой в любой подходящий цвет. Верхний композитный слой 3 (фиг. 1, 2 и 3) включает в себя силовой слой 11 (фиг. 2 и 3), декоративно-силовой слой 12, расположенный над силовым слоем 11, причем силовой слой 11 и декоративно-силовой слой 12 помещены в матрицу 13, выполненную из эпоксидной смолы. На нижнюю поверхность нижний композитного слоя 4 нанесена графика (на фиг. не показана) методом ультрафиолетовой фотопечати. В сердцевине 1, в верхнем композитном слое 3 (фиг. 1, 2 и 3) и нижнем композитном слое 4 (фиг. 2 и 3) выполнены отверстия 14 (фиг. 1) для крепления подвесок с роликовыми колесами (на фиг. не показаны). Матрица 5 (фиг. 2 и 3) выполнена в формовочном канале, образованном: вогнутым полукруглым пазом, по форме периферической части композитной деки, выполненным в силиконовом уплотнении 15 (фиг. 3) по его внутренней поверхности, нижней поверхностью верхней части молда 16, верхней поверхностью нижней части молда 17, боковой поверхностью сердцевины 7 (фиг. 2 и 3), периферийной частью верхней и боковой поверхностями нижнего композитного слоя 4 и периферийной частью нижней и боковой поверхностями верхнего композитного слоя 3 (фиг. 1, 2 и 3).
Композитная дека для скейтборда собирается следующим образом пять слоев 7 (фиг. 2 и 3), выполненных из древесного шпона толщиной 1,5 мм, обрезаются по специальным шаблонам, большего и меньшего размера овальной формы. Обрезка слоев древесного шпона 7 (фиг. 2 и 3) может выполняться по программе на лазерном станке с ЧПУ. Применение шаблонов разного размера позволяет в собранной сердцевине 1, путем чередования слоев 7 большего и меньшего размеров, получить пазы 6 по ее боковой поверхности для более надежной фиксации матрицы 5 защитного материала 2 (фиг. 1, 2 и 3). В качестве альтернативы, вместо слоев древесного шпона 7 (фиг. 2 и 3) могут применяться слои полимерного материала (на фиг не показаны) с плотностью ниже плотности древесного шпона и механическими характеристиками сопоставимыми с механическими характеристиками древесного шпона, например, слои, выполненные из вспененного ПВХ пластика, различной толщины, также может применяться комбинация слоев древесного шпона со слоями полимерного материала или композитного материала. Выбор количества слоев полимерного материала, а также их толщина определяется требуемым весом композитной деки. Комбинированием же слоев 7 из древесного шпона, слоев полимерного и слоев композитного материала, можно достичь необходимую механическую прочность, необходимый вес композитной деки, а также приемлемую конечную стоимость изделия. Верхний композитный слой 3 (фиг. 1, 2 и 3) выполнен методом вакуумной инфузии. Декоративно-силовой слой 12 (фиг. 2 и 3) верхнего композитного слоя 3 (фиг. 1, 2 и 3) выполнен из углеткани толщиной 0,2 мм, а силовой слой 11 выполнен из стеклоткани толщиной 0,6 мм. Декоративно-силовой слой 12 и силовой слой 11 помещены в матрицу 13, выполненную из эпоксидной смолы. Вместо эпоксидной смолы могут применяться полиуретановые системы, полиэфирные смолы и другие материалы, пригодные для вакуумной инфузии и имеющие высокие механические характеристики. В качестве альтернативы вместо декоративно-силового слоя 12 из углеткани может применяться арамид, кевлар и другие прочные материалы с красивой текстурой. Преимущественное выполнение слоя 11 верхнего композитного слоя 3 (фиг. 1, 2 и 3) из стеклоткани обусловлено более низкой ценой этого материала, по сравнению с углетканью, арамидом и другими подобными материалами. Для того чтобы текстура декоративно-силового слоя 12 (фиг. 2 и 3) верхнего композитного слоя 11 была четко различима, матрица 13 верхнего композитного слоя 3 (фиг. 1, 2 и 3) должна быть прозрачной, поэтому матрица 13 (фиг. 2 и 3) верхнего композитного слоя 3 (фиг. 1, 2 и 3) выполнена из прозрачной отвержденной эпоксидной смолы, но также могут применяться полиэфирные, полиуретановые и другие прозрачные литьевые системы. Нижний композитный слой 4 (фиг. 2 и 3) также, как и верхний композитный слой 3 (фиг. 1, 2 и 3) изготавливается методом вакуумной инфузии, причем проводящая сетка толщиной 0,6 мм, применяющаяся в этом методе, становится не расходным материалом, а защитным слоем 9 (фиг. 2 и 3) нижнего композитного слоя 4. Предварительно на нижний композитный слой 4 для улучшения внешнего вида композитной деки нанесена графика методом ультрафиолетовой фотопечати. Силовой слой 8 нижнего композитного слоя 4, также как силовой слой 11 верхнего композитного слоя 3 выполнен, из стеклоткани толщиной 0,6 мм, а матрица 10 нижнего композитного слоя 4 выполнена из отвержденной эпоксидной смолы, но здесь также в качестве матрицы могут применяться полиэфирные, полиуретановые и другие литьевые системы с возможным добавлением пигментной пасты для придания матрице 10 нужного цвета. Верхний композитный слой 3 (фиг. 1, 2 и 3) и нижний композитный слой 4 (фиг. 2 и 3) обрезаны также по шаблонам овальной формы, либо по программе на лазерном станке ЧПУ. Верхний композитный слой 3 (фиг. 1, 2 и 3) и нижний композитный слой 4 (фиг. 2 и 3) выполнены большего размера, чем самый большой из пяти слоев 7, выполненных из древесного шпона, для увеличения площади контакта матрицы 5 защитного материала 2 с верхним композитным слоем 3 (фиг. 1, 2 и 3) и нижним композитным слоем 4 (фиг. 2 и 3). За счет чередования слоев 7 разного размера, в сердцевине 7 образованы пазы 6, которые увеличивают площадь контакта с матрицей 5 защитного материала 1. Верхний композитный слой 3 (фиг. 1, 2 и 3), слои древесного шпона 7 (фиг. 2 и 3) и нижний композитный слой 4 склеены между собой в прессе в специально спрофилированной пресс-форме (молде), состоящей из верхней части 16 (фиг. 3) и нижней части 17, эпоксидным клеем, но здесь также могут применяться полиуретановый, столярный или любым другой подходящий клей. По периферии композитной деки выполнена твердая матрица 5 (фиг. 2 и 3) защитного материала 2 (фиг. 1, 2 и 3), которая образует с сердцевиной 1 (фиг. 2 и 3), верхним композитным слоем 3 (фиг. 1, 2 и 3) и нижним композитным слоем 4 (фиг. 2 и 3) неразъемное соединение за счет адгезии материала матрицы 5 защитного материала 2 с материалами деталей сердцевины 1 и композитными слоями 4 и 3 (фиг. 1, 2 и 3). Матрица 5 (фиг. 2 и 3) выполнена методом вакуумного литья в формовочный канал, проходящий по наружному контуру сердцевины 1, образованный: вогнутым полукруглым пазом, по форме периферической части композитной деки, выполненным в силиконовом уплотнении 15 (фиг. 3) по его внутренней поверхности, нижней поверхностью верхней части молда 16, верхней поверхностью нижней части молда 17, боковой поверхностью сердцевины 7 (фиг. 2 и 3), периферийной частью верхней и боковой поверхностями нижнего композитного слоя 4 и периферийной частью нижней и боковой поверхностями верхнего композитного слоя 3 (фиг. 1, 2 и 3). В указанный канал подается материал матрицы 5 (фиг. 2 и 3) защитного материала 2 (фиг. 1, 2 и 3) в жидком состоянии, которая может быть выполнена, например, из полиуретанового литьевого пластика, полностью заполняющего указанный канал, полимеризующегося при комнатной температуре и имеющего высокую адгезию к деталям сердцевины 1 (фиг. 2 и 3) и композитным слоям 4 и 3 (фиг. 1, 2 и 3), а также имеющего высокие механические характеристиками в отвержденном состоянии. В качестве варианта вместо нанесения графики предварительно на нижнюю поверхность нижнего композитного слоя 4 (фиг. 2 и 3), графика может быть нанесена на всю нижнюю поверхность композитной деки методом термотрансферного переноса. В композитной деке выполняются отверстия 14 (фиг. 1) для крепления с помощью болтов подвесок с роликовыми колесами.
Композитная дека работает следующим образом, на верхнюю поверхность композитной деки наклеивается материал (на фиг. не показан), повышающий коэффициент трения подошвы обуви скейтбордиста с верхней поверхностью композитной деки. К нижней поверхности композитной деки с помощью болтов прикручиваются подвески с роликовыми колесами (на фиг. не показаны). После чего скейтборд готов к катанию и выполнению различных трюков.