FR2677918A1 - Process for the manufacture of a composite (complex) moulded structure including a foam core made of plastic and ski obtained by the implementation of this process - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE STRUCTURE MOULEE COM
PLEXE COMPORTANT UN NOYAU DE MOUSSE EN MATIERE PLASTIQUE
ET SKI OBTENU PAR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A COM MOLDED STRUCTURE
PLEX COMPRISING A PLASTIC FOAM CORE
AND SKI OBTAINED BY THE IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS.
L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une structure moulée complexe, notamment d'un ski, constituée par un noyau de mousse en matière plastique. The invention relates to a method for manufacturing a complex molded structure, in particular a ski, consisting of a plastic foam core.
Elle se rapporte également aux skis réalisés de la sorte. It also relates to skis made in this way.
Par "structure moulée complexe", on désigne une structure moulée comprenant soit
. des éléments, notamment de rigidification et/ou de
renfort, se présentant soit sous la forme de fil,
de mèche, de nappe, d'étoffe, voire de plaque ;
. des éléments de protection
. des éléments mécaniques, tels que par exemple
d'amortissement ou d'allègement
. éventuellement d'au moins un élément de décora
tion.By "complex molded structure" is meant a molded structure comprising either
. elements, in particular stiffening and / or
reinforcement, either in the form of wire,
wick, tablecloth, fabric, even plate;
. protective elements
. mechanical elements, such as for example
depreciation or relief
. possibly at least one decoration element
tion.
On connait plusieurs procédés industriels pour réaliser de telles structures. Several industrial processes are known for producing such structures.
Dans le document FR-A-2 553 669, on a décrit un procédé pour la fabrication de skis, qui consiste à placer dans chacune des deux empreintes du moule, respectivement un ensemble inférieur et un ensemble supérieur ménageant entre eux un intervalle, puis à injecter dans cet intervalle des réactifs destinés à réagir pour former une mousse qui s'expanse in situ jusqu'à venir plaquer les deux ensembles contre les parois du moule. Cette technique bien qu'exploitée, présente toutefois l'inconvénient que la poussée exercée lors de l'expansion de la mousse est souvent insuffisante. De la sorte, pour obtenir une poussée appréciable, il faut nécessairement faire appel à des mousses de polyuréthane à forte expansion, pouvant conduire à des mousses de forte densité, ce qui grève le prix de fabrication de ces skis et en augmente le poids. In document FR-A-2 553 669, a process for the manufacture of skis has been described, which consists in placing in each of the two mold cavities, respectively a lower assembly and an upper assembly providing an interval between them, then at In this interval, inject reagents intended to react to form a foam which expands in situ until it comes to press the two assemblies against the walls of the mold. This technique although exploited, however has the disadvantage that the thrust exerted during the expansion of the foam is often insufficient. In this way, to obtain an appreciable thrust, it is necessarily necessary to use polyurethane foams with high expansion, which can lead to foams of high density, which increases the manufacturing price of these skis and increases their weight.
Dans le document JP-A-83-841044/50, on a décrit un procédé pour la fabrication de planches à voile ou de surfs, dans laquelle on assure le placage des enveloppes contre les parois du moule au moyen d'au moins une gaine insérée entre ces deux enveloppes, que l'on expanse par de l'air, puis que l'on retire, après polymérisation des enveloppes, pour enfin injecter de la mousse dans l'es- pace ainsi ménagé. Cette technique, bien adaptée à la fabrication des planches à voile, n'est malheureusement pas adaptée à la fabrication automatique des skis, car elle nécessite de gonfler une gaine que l'on retire ultérieurement, ce qui est long et délicat avec des structures de faibles dimensions et minces aux extrémités, comme le sont les skis, notamment les spatules de ski (voir aussi DE-B-1 220 770). In document JP-A-83-841044 / 50, a process has been described for the manufacture of windsurfers or surfboards, in which the envelopes are placed against the walls of the mold by means of at least one sheath. inserted between these two envelopes, which is expanded with air, then removed, after polymerization of the envelopes, in order to finally inject foam into the space thus provided. This technique, well suited to the manufacture of windsurfers, is unfortunately not suitable for the automatic manufacture of skis, because it requires inflating a sheath which is removed later, which is long and delicate with structures of small dimensions and thin at the ends, as are skis, in particular ski tips (see also DE-B-1 220 770).
Dans le document EP-A-0430824 du Demandeur, on a décrit un procédé du type en question, dans lequel on insère entre les deux ensembles une gaine tubulaire étirable dans laquelle on injecte ensuite les réactifs formant la mousse. Cette technique donne de bons résultats. In document EP-A-0430824 of the Applicant, a process of the type in question has been described, in which a stretchable tubular sheath is inserted between the two assemblies into which the foam-forming reagents are then injected. This technique gives good results.
Toutefois, avec des qualités de mousse de moindre densité, la poussée est jugée parfois insuffisante pour assurer un bon placage des éléments contre les parois. Il s'ensuit que là encore, il faut trop souvent faire appel à des polyuréthanes à forte expansion, donc coûteux et denses. However, with lower density foam qualities, the thrust is sometimes considered insufficient to ensure good placement of the elements against the walls. It follows that there too, it is too often necessary to use polyurethanes with strong expansion, therefore expensive and dense.
L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un procédé perfectionné du type en question qui soit plus facile à mettre en oeuvre, permette de réduire la durée du cycle de formation, notamment sur une chaine automatisable, permette de faire appel à des mousses à moins forte expansion, donc moins coûteuses, et par là conduisent à des structures moulées, moins denses, réalisant des skis plus légers et moins coûteux. The invention overcomes these drawbacks. It aims at an improved process of the type in question which is easier to implement, makes it possible to reduce the duration of the training cycle, in particular on an automated chain, makes it possible to use foams with less strong expansion, therefore less expensive, and thereby lead to less dense molded structures, making lighter and less expensive skis.
Ce procédé pour la fabrication d'une structure moulée complexe, constituée par un noyau de mousse en matière plastique, et sur sa périphérie, par un ensemble de deux demi-enveloppes, respectivement supérieure et inférieure, qui consiste
AI à déposer dans un moule un premier ensemble
destiné à former la demi-enveloppe inférieure ;
B/ à déposer dans ce même moule un second ensem
ble, destiné à former la demi-enveloppe supé
rieure
CI à fermer le moule de manière étanche
D/ à injecter entre ces deux ensembles des réac
tifs destinés à réagir pour former une mousse
qui s'expanse in situ ;
E/ à refroidir le contenu du moule ;;
F/ et enfin, à ouvrir le moule pour retirer la
structure moulée complexe obtenue, se caractérise
- en ce que le premier et le second ensembles sont déformables et étanches à l'air et définissent entre eux, après fermeture du moule, une chambre étanche fermée, dans laquelle, avant l'injection des réactifs destinés à former la mousse, on injecte un fluide sous pression jusqu'à venir plaquer ces deux ensembles contre les parois du moule
- puis en ce que, de manière connue, on injecte ensuite selon l'étape D, dans la chambre étanche ainsi définie, les réactifs destinés à former la mousse. This process for the manufacture of a complex molded structure, constituted by a plastic foam core, and on its periphery, by a set of two half-envelopes, respectively upper and lower, which consists
AI to deposit in a mold a first set
intended to form the lower half-envelope;
B / place a second set in this same mold
ble, intended to form the upper half-envelope
superior
CI to close the mold tightly
D / to inject between these two sets of reacts
tifs intended to react to form a foam
which expands in situ;
E / to cool the contents of the mold;
F / and finally, to open the mold to remove the
complex molded structure obtained, characterized
- in that the first and second assemblies are deformable and airtight and define between them, after closing the mold, a closed sealed chamber, into which, before the injection of the reagents intended to form the foam, one injects a fluid under pressure until it presses these two assemblies against the walls of the mold
- Then in that, in known manner, then injected according to step D, into the sealed chamber thus defined, the reagents intended to form the foam.
En d'autres termes, l'invention consiste tout d'abord, dans un premier temps, à plaquer par un fluide sous pression les deux ensembles étanches contre les parois du moule, puis dans un deuxième temps, à remplir la chambre étanche ainsi définie par la mousse qui s'expanse et vient parfaire le placage contre les parois et assurer l'adhésion contre les ensembles. In other words, the invention consists first of all, in a first step, of pressing the two sealed assemblies against the walls of the mold with a pressurized fluid, then in a second step, of filling the sealed chamber thus defined. by the foam which expands and comes to perfect the plating against the walls and ensure adhesion against the assemblies.
Avantageusement, en pratique
- les ensembles déformables sont rendus étanches par l'incorporation d'au moins un élément approprié, tel qu'un film ou une gaine ;
- le premier et le deuxième ensembles sont constitués par un empilement comportant au moins une couche de renfort textile imprégné d'une résine adhésive ;
- ce film est disposé sur les deux faces en regard respectivement du premier et du second ensembles, du moins lorsqu'ils sont placés dans le moule
- ce film est un film thermofusible dans les conditions opératoires ultérieures ;
- ces deux films forment une gaine tubulaire
- dans une première forme d'exécution, la gaine peut être réalisée en un matériau étirable visco-élastique ;;
- dans une seconde forme de réalistion, elle peut être réalisée en une colle réactivable qui, sous l'effet de la température, se ramollit et fond pour s'insérer dans chacun des ensembles ;
- dans une troisième forme de réalisation, la gaine est constituée d'un film de colle thermodurcissable qui, dans un premier temps, assure l'étanchéité vis-à-vis du fluide injecté, et puis dans un deuxième temps, se ramollit et s'insère dans chacun des ensembles ;
- le fluide injecté est de l'eau sous pression ou un des réactifs destiné à réagir pour former la mousse
- le fluide injecté est un gaz comprimé, notamment de l'air comprimé à une pression de 5 à 15 bars ;;
- le gaz comprimé injecté est chauffé, notamment à une température voisine de celle du moule, c'est-à-dire de l'ordre de 50 à 60 C, ce qui permet avantageusement d'accélérer le ramollissement des ensembles et par là de faciliter leur déformation, donc leur meilleur placage contre les parois du moule, et ce qui permet également de faciliter l'amorce de la polymérisation des constituants d'imprégnation des ensembles ;
- le gaz injecté peut être chassé de la chambre par l'expansion de la mousse.Advantageously, in practice
- the deformable assemblies are sealed by the incorporation of at least one suitable element, such as a film or a sheath;
- The first and second sets are constituted by a stack comprising at least one textile reinforcing layer impregnated with an adhesive resin;
- this film is placed on the two opposite faces of the first and second sets respectively, at least when they are placed in the mold
- This film is a hot-melt film under the subsequent operating conditions;
- these two films form a tubular sheath
- In a first embodiment, the sheath can be made of a visco-elastic stretchable material;
- In a second embodiment, it can be made of a reactivable adhesive which, under the effect of the temperature, softens and melts to fit into each of the assemblies;
- In a third embodiment, the sheath consists of a film of thermosetting glue which, in a first step, seals against the injected fluid, and then in a second step, softens and s 'inserts into each of the sets;
- the injected fluid is water under pressure or one of the reagents intended to react to form the foam
- The injected fluid is a compressed gas, in particular compressed air at a pressure of 5 to 15 bars;
- The injected compressed gas is heated, in particular to a temperature close to that of the mold, that is to say of the order of 50 to 60 ° C., which advantageously makes it possible to accelerate the softening of the assemblies and thereby facilitate their deformation, therefore their better plating against the walls of the mold, and which also makes it possible to facilitate the initiation of the polymerization of the impregnating constituents of the assemblies;
- the injected gas can be driven out of the chamber by the expansion of the foam.
L'invention se distingue de l'état antérieur de la technique par le fait que c'est le fluide qui dorénavant plaque les ensembles contre les parois et non plus la mousse lors de son expansion. Cela permet d'obtenir une meilleure poussée, donc un meilleur placage contre les parois. La mousse ne sert dorénavant plus qu'à une fonction de remplissage et non plus de poussée, ce qui permet de faire appel à une gamme de mousses beaucoup plus large, notamment de plus faible poussée et par voie de conséquence de plus faible densité, ce qui non seulement allège les skis réalisés de la sorte, mais en diminue le coût. The invention differs from the prior art by the fact that it is the fluid which henceforth presses the assemblies against the walls and no longer the foam during its expansion. This provides better thrust, therefore better plating against the walls. The foam now only serves as a filling function and no longer as a thrust, which makes it possible to use a much wider range of foams, in particular of lower thrust and consequently of lower density, this which not only lightens skis made in this way, but lowers the cost.
Avantageusement, la densité de la mousse du noyau est comprise entre 100 et 300 kg au mètre cube. Advantageously, the density of the core foam is between 100 and 300 kg per cubic meter.
Comme l'injection de la mousse se fait dans une chambre déjà élargie, la mousse, lors de son expansion, pénètre plus facilement dans tous les recoins de la chambre préparée de la sorte. As the injection of the foam takes place in an already enlarged chamber, the foam, during its expansion, penetrates more easily into all the recesses of the chamber prepared in this way.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent à l'appui des figures annexées. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the examples of embodiment which follow, in support of the appended figures.
La figure 1 représente une coupe transversale d'un moule pour la fabrication de skis une fois chacun des deux ensembles mis en place. Figure 1 shows a cross section of a mold for the manufacture of skis once each of the two sets in place.
La figure 2 est une coupe transversale du même moule une fois les éléments plaqués contre les parois. Figure 2 is a cross section of the same mold once the elements pressed against the walls.
La figure 3 est une représentation en section d'un ski conforme à l'invention. Figure 3 is a sectional representation of a ski according to the invention.
Exemple 1
Dans un moule pour la fabrication de skis comprenant deux demi-moules (1) et (2), respectivement inférieur et supérieur, définissant entre elles un plan de joint (3) et un entrefer (4), on dispose sur le fond (5) de l'empreinte inférieure (1), respectivement une semelle (6) bordée à chacune de ses extrémités par des carres (7,7'), et sur le dessus, un premier élément (8) de rigidification pré-encollé, par exemple en un alliage d'aluminium au zinc-magnésium commercialisé par CEGEDUR PECHINEY sous la dénomination "ZICRAL", revêtu à son tour d'une nappe textile pré-imprégnée (9) d'une résine époxy. Ces éléments (6,8,9) forment un premier ensemble étanche (10), qui repose sur le fond (5) du moule et précisément de l'empreinte inférieure (1).Example 1
In a mold for the manufacture of skis comprising two half-molds (1) and (2), respectively lower and upper, defining between them a joint plane (3) and a gap (4), there is arranged on the bottom (5 ) of the lower imprint (1), respectively a sole (6) bordered at each of its ends by edges (7,7 '), and on the top, a first pre-glued stiffening element (8), by example of a zinc-magnesium aluminum alloy sold by CEGEDUR PECHINEY under the name "ZICRAL", in turn coated with a textile sheet pre-impregnated (9) with an epoxy resin. These elements (6,8,9) form a first sealed assembly (10), which rests on the bottom (5) of the mold and precisely of the lower cavity (1).
Sur ce premier ensemble, on positionne un second ensemble désigné par la référence générale (20), qui ménage avec le premier ensemble un espace et plus précisément un volume désigné par la référence générale (30). On this first set, a second set is positioned designated by the general reference (20), which provides with the first set a space and more precisely a volume designated by the general reference (30).
Le second ensemble comporte de bas en haut un tissu préimprégné de résine époxy (12), analogue à (9), collé à une feuille de résine ABS décorée (13), susceptible de glisser à ses extrémités en l'entrefer (4). La feuille
ABS (13) est revêtue à son tour d'un élément thermoplastique de finition (14) également encollé, participant à l'étanchéité de l'ensemble. Le second ensemble (20) étant positionné, et ménageant une petite chambre (30), on ferme le moule.The second set comprises from the bottom up a fabric impregnated with epoxy resin (12), similar to (9), glued to a sheet of decorated ABS resin (13), capable of sliding at its ends in the air gap (4). Leaf
ABS (13) is in turn coated with a thermoplastic finishing element (14) also glued, contributing to the tightness of the assembly. The second assembly (20) being positioned, and providing a small chamber (30), the mold is closed.
Selon une première caractéristique de l'invention, dans cette chambre fermée étanche (30), on injecte par une extrémité du moule de l'air à température ambiante et à une pression de dix bars. According to a first characteristic of the invention, in this sealed sealed chamber (30), air is injected at one end of the mold at ambient temperature and at a pressure of ten bars.
Le moule, c'est-à-dire les deux empreintes (1) et (2), sont maintenues de manière connue en température, par exemple à 50 C. The mold, that is to say the two cavities (1) and (2), are maintained in known manner at temperature, for example at 50 C.
On maintient la pression de l'air injecté pendant deux minutes environ. Cette pression fait monter le second ensemble (20) contre les parois respectivement (15), (16) et (17) du moule. Par ailleurs, lorsque l'ensemble (20) étanche, arrive au contact de ces parois (15,16,17), qui sont chaudes, les résines d'imprégnation se ramollissent, ce qui facilite un contact plus étroit avec les parois et une meilleure mise en forme. The pressure of the injected air is maintained for approximately two minutes. This pressure causes the second assembly (20) to rise against the walls (15), (16) and (17) of the mold, respectively. Furthermore, when the sealed assembly (20) comes into contact with these walls (15, 16, 17), which are hot, the impregnation resins soften, which facilitates closer contact with the walls and a better formatting.
On injecte ensuite dans la nouvelle chambre (31) (figure 2) formée, les agents réactifs de la mousse de polyuréthane de remplissage, en l'occurrence un polyol et un isoc#anate, qui au contact l'un de l'autre, réagissent et s'expansent in situ. En s'expansant, cette mousse désignée par la référence générale (32), vient remplir toute la chambre (31) préalablement formée. Simultanément à l'injection des réactifs, on ouvre un ou plusieurs évents prévus à cet effet, pour permettre à l'air injecté et formé pendant l'expansion de s'évacuer sous l'effet de la pression de la mousse en expansion. The reactive agents of the filling polyurethane foam are injected into the new chamber (31) (FIG. 2) formed, in this case a polyol and an isoc # anate, which in contact with each other, react and expand in situ. By expanding, this foam designated by the general reference (32), fills the entire chamber (31) previously formed. Simultaneously with the injection of the reactants, one or more vents provided for this purpose are opened, to allow the air injected and formed during the expansion to escape under the effect of the pressure of the expanding foam.
On laisse alors se polymériser pendant cinq minutes environ. It is then left to polymerize for approximately five minutes.
De manière connue, on refroidit le moule (1,2) et après ouverture, on retire la structure moulée complexe obtenue, c'est-à-dire le ski. On obtient ainsi un ski en forme, à champ incliné, comprenant dans sa partie inférieure un premier ensemble, et sur la partie supérieure un deuxième ensemble (20), dont tout le volume est rempli par une mousse (32) légère. In known manner, the mold (1,2) is cooled and after opening, the complex molded structure obtained, that is to say the ski, is removed. A shaped ski is thus obtained, with an inclined field, comprising in its lower part a first assembly, and on the upper part a second assembly (20), the entire volume of which is filled with a light foam (32).
Exemple 2 :
On répète l'exemple précédent, mais en injectant non plus de l'air à température ambiante, mais de l'air toujours sous pression (dix bars), mais à une température de 500C voisine de celle du moule.Example 2:
The previous example is repeated, but by injecting no longer air at room temperature, but air still under pressure (ten bars), but at a temperature of 500C close to that of the mold.
Cette température accélère le ramollissement des éléments imprégnés, ce qui favorise la déformation des ensembles (10,20) et permet même de réduire le temps de maintien de l'air sous pression de deux à une minute. This temperature accelerates the softening of the impregnated elements, which promotes the deformation of the assemblies (10,20) and even makes it possible to reduce the time for keeping the air under pressure from two to one minute.
Exemple 3
On répète l'exemple 1, en intercalant dans la chambre primaire (30) une gaine tubulaire thermofusible et étirable, disposée à plat dans cette chambre primaire (30), de manière à parfaire le placage contre les parois et faciliter l'adhésion ultérieure de la mousse (32) contre les ensembles (10,20).Example 3
Example 1 is repeated, inserting in the primary chamber (30) a tubular heat-fusible and stretchable sheath, placed flat in this primary chamber (30), so as to perfect the plating against the walls and facilitate the subsequent adhesion of the foam (32) against the assemblies (10,20).
Cette forme de réalisation permet de supprimer toutes les parties du collage contre le renfort (12) et le décor (13,14). This embodiment eliminates all the parts of the bonding against the reinforcement (12) and the decoration (13,14).
Le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à ceux énumérés dans le préambule. The method according to the invention has many advantages over those listed in the preamble.
On peut citer
- la simplicité de mise en oeuvre ;
- la possibilité d'être facilement automatisable ;
- la nécessité de faire appel seulement à des constituants classiques, donc à des investissements raisonnables ;
- la possibilité d'utiliser une gamme très étendue de mousses, ce que l'on ne savait faire jusqu'alors, même de faire appel à des mousses à faible expansion et à faible densité, ce qui se traduit par une économie substantielle et un allègement du produit fini ;
- enfin, la possiblité d'obtenir une excellente répartition de la mousse dans toutes la structure.We can cite
- simplicity of implementation;
- the possibility of being easily automated;
- the need to use only conventional constituents, therefore reasonable investments;
- the possibility of using a very wide range of foams, which we did not know how to do before, even to use foams with low expansion and low density, which results in a substantial economy and a lightening of the finished product;
- finally, the possibility of obtaining an excellent distribution of the foam throughout the structure.
Ce procédé peut être utilement mis en oeuvre pour la fabrication de toutes structures moulées complexes, notamment pour la fabrication de skis. This process can be usefully implemented for the manufacture of all complex molded structures, in particular for the manufacture of skis.
Claims (12)
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FR9107744A FR2677918A1 (en) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | Process for the manufacture of a composite (complex) moulded structure including a foam core made of plastic and ski obtained by the implementation of this process |
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Country Status (1)
Country | Link |
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