CH638682A5

CH638682A5 - Skibelag.

Info

Publication number: CH638682A5
Application number: CH618178A
Authority: CH
Inventors: Stig Lyng; Svein Harald Stenslet; Gunnar Bjertnaes
Original assignee: Norsk Skiforskning Andelslaget; Sentralinst For Ind Forskning
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1978-06-06
Publication date: 1983-10-14
Also published as: FI781822A; CA1120510A; SE7806170L; ATA423978A; JPS546632A; FR2393591A1; AT361343B; US4272577A; FR2393591B1; DE2825406A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Skibelag, bestehend aus einer Matrix aus Kunststoff, mit darin eingebetteten verhältnismässig härteren, richtungsorientierten Teilchen, welche Matrix zusammen mit den Teilchen ein Stoffgemisch bildet, das Bereiche unterschiedlicher Härte aufweist, welches bei Abnützung einschliesslich Vorbehandlung einer Gleitfläche mit dreidimensionalem Muster mit einem richtungsabhängigen Reibungskoeffizienten bildet, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Der Belag ist ein solcher, bei dem sich das Wachsen erübrigt und ist in der Fachwelt auch unter dem Begriff «wax-less»-Belag bekannt.

Kunststoffskibeläge weisen im allgemeinen auf Schnee zufriedenstellende Gleiteigenschaften, unabhängig vom Zustand des Schnees auf. Diese Eigenschaften werden gegenwärtig beim alpinen Skilauf und Sprunglauf optimal ausgenützt. Jedoch bilden die ausgezeichneten Gleiteigenschaften von Kunststoffskibelägen auf Schnee bedeutende Schwierigkeiten, wenn sie auf einem Langlaufski verwendet werden, weil an einen solchen Ski die Forderung gestellt wird, dass er während der Abstossphase der Bewegungen der Skiläufer nicht rückwärts gleitet, insbesondere, wenn ein Hang erklommen wird.

Um ein Zurückgleiten von mit Glasfasern bewehrten Langlaufskis mit einem Kunststoffbelag zu vermeiden, sind bis anhin zwei verschiedene Vorgehen verwendet worden. Eines der Vorgehen ist, die notwendigen Greifeigenschaften zu erhalten, indem ein zweckdienlicher Skiwachs aufgebracht wird. Das andere Vorgehen umfasst das Schaffen eines sogenannten No-wax-Kunststoffbelages, d.h. eines Belages, der solche Eigenschaften oder eine solche Ausbildung aufweist, dass die erwünschten Reibeigenschaften erhalten werden, ohne dass die Gleitfläche gewachst werden muss.

Es sind Versuche gemacht worden, verbesserte Kunststoffbeläge zu erhalten, auf denen Wachs haftet, indem die poröse Faserstruktur eines hölzernen Skis nachgeahmt wurs

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de, indem verschiedene Füllstoffe zugefügt werden, beispielsweise zufallig angeordnete Fasern eines textilen Stoffes. Weiter ist ein Kunststoffbelag vorgeschlagen worden, der eine Matrix aufweist, in welcher Teilchen eingebettet sind, welche in gewissen Richtungen ausgerichtet sein können, beispielsweise in Längsrichtung des Skis. Dabei sind diese Teilchen, welche in der Form von Fasern oder Flocken sein können, unter dem Gesichtspunkt ausgewählt, dass sie wasserlöslich sind. Wenn ein solcher Ski verwendet wird, werden diese Teilchen freigelegt, so dass sie aufgelöst werden und in der Belagsfläche offene Poren zurücklassen, auf Grund derer der Skiwachs besser haftet.

In alten Zeiten wurden Skier, die nicht gewachst werden müssen, erhalten, indem mit dem mittleren Abschnitt des Skibelages Fellstreifen verbunden wurden. Beim gegenwärtigen Skilaufen ist diese Grundlage verwendet worden, indem beispielsweise in einer Kunststoffmatrix ein plüschför-miges Gewebe verwendet wurde, wie es in der AT-PS Nr. 317 734 offenbart ist; die Fasern des Textilstoffes und die Matrix verbinden sich dabei, um ein Stoffgemisch zu bilden, das den Belag bildet. Bei der Abnützung solcher Belagsstoffe wird ein dreidimensional gemustertes Skiprofil gebildet, wobei die Fasern um eine kleine Strecke über der Matrix hervorstehen und damit eine gemusterte Mikrostruktur bilden, die auch das Wachsen vereinfacht. Gemäss diesem Patent können die Fasern derart richtungsorientiert sein, dass der Reibungskoeffizient in Bewegungsrichtung der kleinste ist. Jedoch ist an keiner Stelle erwähnt, wie die Fasern während der Herstellung geordnet werden können. Die offenbarte Struktur bildet einen Reibungskoeffizienten, der in allen Rückwärtsrichtungen gleich ist. Es ist zuzugeben, dass rich-tungsorientierte Fasern einen anisotropischen Reibungskoeffizienten bilden, es ist jedoch allgemein angenommen, dass ein solches Muster eine kleine Wirkung erzeugt.

Eine zufriedenstellende Lösung bezüglich des Haftens auf dem Schnee eines Kunststoffskis, der kein Wachs benötigt, ist früher erhalten worden, indem mechanisch eine Mehrzahl von Vertiefungen und Erhöhungen im Belag ausgebildet wurde. Dabei endete jede Vertiefung bei einem steilen Rand, um eine Gesamtwirkung zu erreichen, die eine höhere Reibung entgegengesetzt zur Laufrichtung als in Laufrichtung erzeugt. Die Vertiefungen bilden zusammen mit dem flach verlaufenden Gleitabschnitt des Belages ein richtungsabhängiges Muster, das folglich einen anisotropischen Reibungskoeffizienten aufweist. Eine wohlbekannte Ausbildung dieser Form ist ein schuppenförmiger Belag. Jedoch weisen diese Ausbildungen gemeinsam den Nachteil auf, • dass das dreidimensionale Muster verhältnismässig schnell abgenützt wird. Zusätzlich erzeugen alle diese Ausbildungen ein Schaben, Schwingungen und ein unangenehmes Pfeifgeräusch in der Loipe.

Ziel der Erfindung ist, die oben erwähnten Nachteile zu beheben und ein Stoffgemisch für einen Skibelag, der nicht gewachst werden muss, zu schaffen, welches Stoffgemisch während der Abnützung ein Muster bildet und beibehält, welches grundlegend dem letztgenannten, mechanisch geformten Muster entspricht.

Der erfindungsgemässe Belag ist dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen jeweils eine Ausdehnung aufweisen, die höchstens einen Teil der Belagsdicke beträgt und quer zur Belagsdicke gegenseitig versetzte und jeweils einen Abstand voneinander aufweisende, härtere Bereiche bilden, welche Bereiche bei Abnützung des Belages allmählich freigelegt werden. Damit kann während der gesamten Lebensdauer des Skis eine unverändert wirksame Belagsfläche und ein unveränderter Reibungskoeffizient beibehalten werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen des er-fmdungsgemässen Skibelages, bei welchem ein geschmolzener Kunststoff durch eine Schlitzdüse extrudiert wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Extrudieren dem Kunststoff Teilchen zugemischt werden, die härter als der ausgehärtete Kunststoff sind, um ein Stoffgemisch zu ex-trudieren, um einen Belag zu erhalten, der aus in einer Kunststoffmatrix eingebetteten härteren Teilchen besteht, und dass das Stoffgemisch mit einem asymmetrischen Strömungsprofil durch eine Schlitzdüse zum Strömen gebracht wird, womit die Teilchen in der Kunststoffmatrix schief zur zukünftigen Lauffläche des Belags ausgerichtet werden.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. I einen vereinfachten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Skibelages,

Fig. 2-5 verschiedene Verfahren zum Herstellen eines Skibelages,

Fig. 6 eine Mikrophotographie durch einen Schnitt eines gemäss der Erfindung ausgebildeten Skibelages,

Fig. 7 ein Diagramm, in welchem die Greifeigenschaften eines Skibelages dargestellt sind, die gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, im Vergleich mit einem keinen Wachs benötigenden Skibelag gemäss dem Stand der Technik und auch einem herkömmlich gewachsten Skibelag, und

Fig. 8 ein Diagramm, in dem die Abnützungseigenschaften eines Belages, der nach der Erfindung ausgebildet ist, mit einem keinen Wachs benötigenden bekannten Belag aufgezeichnet ist.

Die Grundlage, auf welcher die vorliegende Erfindung beruht, ist in der Fig. 1 gezeigt, wobei die Bezugsziffer 1 allgemein einen Skibelag bezeichnet, der aus einem Stoffgemisch gebildet ist, das eine Kunststoffmatrix 2 mit darin eingebetteten Teilchen aufweist, die aus einem härteren oder abriebfesteren Stoff als der die Matrix bildende Stoff besteht.

Die Kunststoffmatrix 2 kann irgendwelcher herkömmlicher wärmehärtbarer Kunststoff oder thermoplastischer Stoff sein. Jedoch ist ein Thermoplast der bevorzugte Stoff, beispielsweise Polyethylen.

Die eingebetteten Teilchen 3 können in der Form von Bändern oder Flocken sein, beispielsweise Glimmerflocken, Graphitflocken, Flocken, die aus Glas hergestellt sind oder sogar Holzspäne. Alternativ können die Teilchen in Form von Nadelkristallen oder Fasern sein, beispielsweise Glasfasern.

Zusätzlich zu den oben erwähnten harten Teilchen können als zusätzliche Teilchen künstlich hergestellte Nadeln, Bänder und Flocken eines Kunststoffes verwendet werden, der einen hohen Schmelzpunkt aufweist, der hart und abriebfest ist.

Eine der vielen Möglichkeiten sind Kunststoffe mit einer wasserabstossenden Oberfläche, beispielsweise Poly-phenylensulfide (PPS), Polyphenylenoxide (PPO), Poly-butylenterephthalat (PBT) oder sogar hochdichte Polyethylene (UHDPE).

Im Ausführungsbeispiel, vereinfacht in der Fig. 1 gezeigt, sind die Teilchen 3 gleichförmig in der Matrix 2 verteilt angeordnet und sind in bezug auf die Gleitfläche F des Belages schräg angeordnet, d.h. die Teilchen sind in Laufrichtung (die mittels eines Pfeiles gezeigt ist) nach vorne geneigt angeordnet.

Während der Verwendung eines Skis, der einen Kunststoffbelag 1 aufweist, der wie oben erwähnt ausgebildet und in der Fig. 1 gezeigt ist, werden die Matrixabschnitte zwischen den härteren Teilchen 3 in der Gleitfläche F der Basis 1 mehr abgenützt als die Teilchen 3, so dass auf der Gleitfläche ein dreidimensionales Muster geformt wird, bei welchem die freigelegten Abschnitte 3' der Teilchen 3 einen Teil der Gleitfläche bilden und die Aussenform des Musters um die

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grubenförmigen Bereiche 4 zwischen den Teilchen umschreiben.

Auf Grund der schiefwinkligen Ausrichtung der freigelegten Abschnitte 3' in der Gleitfläche des Belages wird der Ski in der Fortbewegungsrichtung einen beträchtlich kleineren Reibungskoeffizienten haben als in der Abstossrichtung. Daher wird dieselbe Wirkung erzielt, die mittels eines bekannten keinen Wachs benötigenden Belags erzielt wird, der ein Ausnehmungen aufweisendes Gleitflächenmuster aufweist.

Im Gegensatz zu den alten Kunststoffbelägen wird das Muster des Belages 1, der gemäss dem Erfindungsgedanken ausgebildet ist, bei einer weiteren Abnützung der Gleitfläche des Belages oder Muster F nicht zerfallen, weil immer wieder neue Abschnitte 3' der Teilchen 3 im selben Ausmass freigelegt werden, in welchem die vorgehend freigelegten Abschnitte 3' abgenützt wurden.

Um sicherzustellen, dass der Kunststoff bereits von Beginn an die gewünschte anisotropische Reibungseigenschaften aufweist, wird die Gleitfläche des Belages, nachdem er mit dem Ski an dessen Unterseite verleimt worden ist, in Laufrichtung abgeschliffen oder abgeschabt.

Mit Vorteil weisen die eingebetteten Teilchen 3 eine maximale Abmessung oder Teilchengrösse von 0,3 mm bis etwa 2,5 mm auf, wobei 0,5 bis 1,2 mm einen vorgezogenen Bereich bildet.

Der oben beschriebene Skibelag kann einfach hergestellt werden, indem durch eine Schlitzdüse ein vorgemischtes Stoffgemisch aus Teilchen und Kunststoff extrudiert wird, wobei die Querschnittsfläche der Austrittsöffnung der Schlitzdüse in etwa gleich der Dicke des Skis ist. Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird bewirkt, dass das Stoffgemisch durch den Austrittsabschnitt der Extruderdüse mit einem asymmetrischen oder schiefen Strömungsprofil bewegt wird. In diesem Zusammenhang ist Strömungsprofil die Geschwindigkeitsverteilung des Stoffflusses entlang der Düsenhöhe.

Ein solches asymmetrisches Strömungsprofil kann in verschiedenen Weisen erzielt werden. Eine Möglichkeit ist, die Düsenwandtemperatur zu ändern, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist, indem beispielsweise eine der Wände der Düse gekühlt wird. Im Eintrittsabschnitt A der Düse wird das geschmolzene Stoffgemisch ein symmetrisches Strömungsprofil aufweisen, wie es in der Fig. 2 graphisch mit der Kurve Sx dargestellt ist, und die zufällig orientierten Teilchen 3 werden annähernd parallel mit der Strömungsrichtung bei dieser Stelle ausgerichtet sein. Jedoch wird weiter in der Düse ein asymmetrisches Strömungsprofil auftreten, wie es mit der Kurve S2 graphisch dargestellt ist, und welches aus dem Ein-fluss des Temperaturgradienten auf die Viskosität der Kunststoffströmung hervorgeht.

Dieses asymmetrische Strömungsprofil S2 wird seinerseits die Ausrichtung bzw. Orientierung der Teilchen 3 im Kunststoffstrom bewirken, wobei bewirkt wird, dass ihre vorderen Enden nach unten gegen die kältere Düsenwand gedreht werden, und daher nehmen sie beim Austritt B der Düse die oben beschriebene Winkelstellung in bezug auf die Hauptfläche des extrudierten Belages ein. In einem Bereich neben der wärmeren Düsenwand werden die Teilchen 3, möglicherweise auf Grund der Reibung gegen die Düsenwand, in die entgegengesetzte Richtung gedreht, wie es aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist. Der letztgenannte Bereich des Belagsstoffes wird üblicherweise mittels eines Abschleifens entfernt, bevor der Belagsrest mit dem Ski verbunden wird und bildet daher nicht einen Teil des Skibelages.

Der Neigungswinkel, der von den im Matrixstoff vorhandenen Teilchen bezüglich der Gleitfläche eingenommen wird, wird vom Temperaturunterschied entlang der Düsenhöhe abhängen, und Prüfungen haben ergeben, dass ein Temperaturunterschied von etwa 30 bis 50 °C zwischen der Düsenoberwand und Düsenunterwand einen vorzuziehenden Neigungswinkel von ungefähr 15° in bezug auf die Gleitfläche des Belages erzeugt.

Andere mögliche Vorgehen, die ein asymmetrisches Strömungsprofil des durch eine Extruderdüse hindurchströmenden Stoffgemisches erzeugen, ist bei den Düsenwänden ununterschiedliche Reibungskoeffizienten bezüglich der Kunststoffschmelze zu erzeugen, beispielsweise indem Düsenwände verwendet werden, die unterschiedliche Stoffe aufweisen oder unterschiedliche Oberflächeneigenschaften; oder es können zwei verschiedene Polymere derselben Art jedoch unterschiedlicher Fliesseigenschaften (Schmelzpunkt) verwendet werden.

Es hat sich in der Praxis erwiesen, dass falls das oben erwähnte Verfahren mit Teilchen 3 in Form von Glimmerflok-ken, die in der Kunststoffschmelze angeordnet sind, verwendet werden, der Neigungswinkel der Glimmerflocken während des Extrudierens leichter gesteuert werden kann, wenn der extrudierte Belagsstoff eine Dicke aufweist, die grösser ist als die übliche Dicke des herkömmlichen Kunststoffbelages eines Skis (1-1,4 mm). Daher ist es als vorteilhaft gefunden worden, einen Belagsstoff zu extrudieren, der eine Dicke aufweist, die allgemein doppelt so gross wie die übliche Dicke ist, und dann den Belag unmittelbar in Längsrichtung in zwei einzelne Stränge üblicher Dichte aufzuschlitzen. In dieser Weise wird eine verstärkte Pflugform der Orientierung der Flocken erreicht. Eine solche Pflugform kann erhalten werden, indem ein kleinerer Temperaturunterschied entlang des Düsenquerschnittes als der oben erwähnte erzeugt wird, beispielsweise ein Temperaturunterschied von ungefähr 10 °C und gleichzeitig eine etwas höhere absolute Temperatur der Kunststoffschmelze erzeugt wird, beispielsweise 20 °C höher als diejenige Temperatur, die verwendet wird, wenn nur ein einzelner Belag extrudiert wird. Auf Grund der Strömungsverhältnisse im mittleren Bereich des Stoffes mit doppelter Belagsdichte wird dieser annähernd keine Glimmerflocken aufweisen.

In der Fig. 3 ist schematisch gezeigt, in welcher Form das Spalten des doppelten Belages durchgeführt werden kann. Dieser doppelte Belag, der pflugförmig orientierte Flocken 3 aufweist, wie oben erwähnt wurde, wird aus dem Extruder (in der Fig. 3 nicht gezeigt) durch eine übliche Fördervorrichtung T weggeführt, beispielsweise in der Form von Bändern oder Walzen. In der Mitte der Auslassöffnung des Bandes oder der Walzen T ist eine Spaltvorrichtung S angeordnet, beispielsweise eine Messerschneide oder vorteilhafter ein erwärmter Draht, der den Belagsstoff entlang seines verhältnismässig flockenfreien mittleren Bereiches in einzelne Belagsbänder 1' und 1" von etwa gleicher Dicke spaltet bzw. schneidet, und welche annähernd in eine Richtung gerichtete, geneigte Glimmerflocken 3' bzw. 3" aufweist.

Ein alternatives Verfahren zum Erzeugen des erwünschten asymmetrischen Strömungsprofils S2 ist ein Vermindern der Querschnittsfläche der Extruderdüse, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist, indem beispielsweise eine Dämmplatte P eingesetzt wird, die um eine gewisse Strecke von einer der Düsenwände her in den Düsendurchgang hineinragt.

Ein drittes Vorgehen zum Erreichen der erwünschten Ausrichtung der Teilchen 3 im Belag für Skis gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein Kalanderwerk zu verwenden. Das Stoffgemisch, das aus einer Kunststoffschmelze mit den zugemischten Teilchen 3 besteht, wird in herkömmlicher Weise durch eine herkömmliche Extruderdüse extrudiert, ohne dass irgendwelche Mittel vorhanden sind, die, wie bei den vorgehend erwähnten Ausführungsbeispielen, ein asymmetrisches Strömungsprofil bewirken. Folglich werden die

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Teilchen 3 im Belag eine zufallige Orientierung aufweisen, wenn sie aus dem Extruder austreten, vielleicht mit einer gewissen Neigung, sich mit der Strömungsrichtung auszurichten, d.h. in etwa parallel zu den Hauptflächen des extrudier-ten Bandes.

Wie in der Fig. 5 gezeichnet ist, kann der Kalander K einfach drei Walzen I, II und III von in etwa gleichem Durchmesser aufweisen. Die Walzen I und II weisen dieselbe Drehgeschwindigkeit auf, währenddem die Walze III eine höhere Drehgeschwindigkeit aufweist. Im Walzenspalt zwischen dem oberen zusammenwirkenden Walzenpaar, das die Walzen I und II aufweist, wird der extrudierte und immer noch fliessfähige Kunststoff 1, der aus dem Extruder E austritt, einer Streckwirkung ausgesetzt, welche bewirkt, dass die in der Kunststoffmatrix vorhandenen Teilchen 3 parallel ausgerichtet werden. Im Walzenspalt des nächsten zusammenwirkenden Walzenpaares, bestehend aus Walzen II und III, wobei die Walze III eine höhere Umfangsgeschwindigkeit aufweist, wird eine Kraft erzeugt, die bewirkt, dass die Teilchen 3 in der Kunststoffmatrix in eine schiefe Anordnung angehoben werden. Dieser Neigungswinkel kann gesteuert werden, indem die Drehgeschwindigkeit der Walze III in bezug auf diejenige der Walze II geändert wird.

Um ein gutes Haften der Teilchen 3 in der Kunststoffma-trix 2 zu erzielen, werden vor dem Zumischen zur Kunststoffschmelze diese Teilchen vorteilhaft einer Oberflächenbehandlung mittels eines zweckdienlichen Bindemittels unterworfen, beispielsweise einer Silanbehandlung. Alternativ oder zusätzlich zur der soeben erwähnten Behandlung kann eine radioaktive Gammabestrahlung zum selben Zweck benützt werden.

Bei einigen Schneezuständen tritt eine spürbare Vergrös-serung der Reibung zwischen Belagsstoff und Schnee auf, falls die Temperatur unterhalb —4 bis — 7 °C fällt (abhängig von der Luftfeuchtigkeit). Einer der Gründe dafür liegt möglicherweise darin, dass der Kunststoffbelag elektrostatisch geladen wird. Eine statische Elektrizität entsteht bei trok-kenen Schneezuständen und bewirkt, dass bei Belägen, die beispielsweise Glimmerflocken aufweisen, aufrechtstehende Kunststoffborsten entstehen. In diesem Zusammenhang ist festgestellt worden, dass solche Borsten auch bei anderen Schnee- und Temperaturzuständen auftreten, jedoch liegen in letzteren Fällen die Borsten während dem Gleiten entlang der Belagsoberfläche und werden während des Abstossens des Skis angehoben oder aufgestellt. Die Borsten bestehen aus kleinen Kunststoffasern, die beim Abschleifen oder während der Abnützung der Lauffläche des Belages gebildet werden und die bei Bereichen entstehen, die die in der Gleitfläche eingebetteten Teilchen umgeben. Indem zusammen mit den Teilchen 3 2-8% Russ (Gasruss) der Kunststoffschmelze zugegeben wird, wird der endgültige Belagsstoff eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die genügend hoch ist, dass eine statische Elektrizität nicht auftritt, so dass die Gleit- und Reibeigenschaften dieselben sind, wie sie bei Nassschnee auftreten. Weiter kann der Belag vorteilhaft einer radioaktiven Gammabestrahlung ausgesetzt werden, um die Abnützungseigenschaften und die Lebenszeit des Belages zu erhöhen.

Das folgende Beispiel ist kennzeichnend als Ausführungsbeispiel der Erfindung:

25 Gewichtsteile Glimmer (Biotit, d.h. Magnesiaglimmer, auch schwarzer Glimmer genannt) mit einer Korngrös-se von 0,5 bis 1,2 mm wurden mit einem Granulat eines Polyethylens (PEL-PEM-PEH) mechanisch vermischt. Die daraus hervorgehende Mischung bzw. das Stoffgemisch wurde dann zu einem Belagsstoff mit einer Abmessung von 60 x 1,7 mm mittels einer Schlitzdüse extrudiert, wobei eine Düsenwand, wie oben in bezug auf die Fig. 2 erklärt wurde,

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gekühlt war, um damit ein asymmetrisches Strömungsprofil zu erhalten. Um zwischen dem Glimmer und dem Polymer eine gute Haftung zu erzielen, wurden die Glimmerteilchen vor der Extrusion mit Silan behandelt. Eine nachfolgende Gammabestrahlung bewirkte eine chemische Bindung zwischen dem Glimmer und dem Polymer.

Die in der Fig. 6 gezeigte Mikrophotographie offenbart die geneigte Orientierung der Glimmerflocken im extrudier-ten Belagsstoff, nachdem die Grundstoffmatrix ausgehärtet ist. Der Belag wurde dann gemäss den endgültigen Abmessungen geschnitten, mit einem Ski verbunden und wie vorher erwähnt, abgeschliffen. Dieser Ski wurde dann mit einem Ski verglichen, der einen gemäss dem Stand der Technik ausgebildeten Belag aufweist, der nicht gewachst werden muss, wobei auf einem Schneeuntergrund Reibungsprüfungen durchgeführt wurden. Die Prüfungen ergaben folgende Ergebnisse:

Feinkörniger Neuschnee, — 3°C Bekannter Belag Neuer Belag

Reibungskoeffizient in

Laufrichtung 0,13 0,13

Reibungskoeffizient in

Abstossrichtung 0,31 0,38

Die Prüfungsergebnisse zeigen einen bemerkenswert kleineren Reibungskoeffizienten in der Vorwärts- bzw. Gleitrichtung des Skis als in der entgegengesetzten oder Abstossrichtung für den neuen Skibelag, der entsprechend des Erfindungsgedankens ausgebildet ist. Die Ergebnisse zeigen ferner, dass das Verhältnis von den Reibungskoeffizienten im Gleit- und Greifzustand des neuen Belags besser ist als derjenige des bisherigen Belages.

Ein wichtiger Vorteil, der für einen gemäss dem Erfindungsgedanken ausgebildeten Belag kennzeichnend ist, ist im Diagramm der Fig. 7 gezeigt, in welchem graphisch der Aufbau des Reibungskoeffizienten während der Abstoss-phase der Skibewegung gezeigt ist (d.h. in einer nach hinten weisenden Richtung), wobei wieder der neue Skibelag mit einem früheren, mechanisch hergestellten Ausnehmungen aufweisenden, keinen Wachs benötigenden Skibelag verglichen ist. Das Diagramm basiert auf Laborprüfungen, die bei einer Temperatur von ungefähr — 2 °C bei altem, feinkörnigem Schnee und mit einer Geschwindigkeit von 0,3 m/sek. durchgeführt wurden. Aus diesem Diagramm geht hervor, dass der Reibungskoeffizient des bekannten Belages während eines Rückwärtsgleitens von 1-3 cm auf dem beschriebenen Schneeuntergrund allmählich aufgebaut wird. In der Praxis heisst das, dass der Ski während des Abstossens vor dem Eingreifen in den Schnee etwas nachgibt, so dass eine unbestimmte und unbequeme Abstossbewegung durchgeführt wird. Anderseits «klebt» der Belag, der gemäss dem Erfindungsgedanken ausgebildet ist, unverzüglich und fallt dann auf einen tieferen Reibungswert ab. D.h., dass, wenn der Ski gleitet, er wie ein einwandfrei gewachster Ski gleitet, welches aus diesem Diagramm hervorgeht. Die meisten Skiläufer ziehen den steilen Reibungsgradienten des neuen Belages und der einwandfrei gewachsten Lauffläche vor, weil er ein schnelleres und wirksameres Abstossen bewirkt. Der Griff eines Skis mit dem neuen Belag ist etwas besser als derjenige des einwandfrei gewachsten Skis.

Die ausgezeichneten Eigenschaften eines Skis, der einen Kunststoffbelag aufweist, welcher gemäss der Erfindung ausgebildet ist, sind weiter durch die Ergebnisse von praktischen Prüfungen belegt, wobei zwei keinen Wachs benötigende, herkömmliche Kunststoffbeläge verwendet wurden, die in der nachfolgenden Tabelle als Typ A und Typ B be-

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zeichnet sind, welche zwei Beläge mit einem Ski verglichen wurden, der einen Belag aufweist, der gemäss dem Erfindungsgedanken ausgebildet ist und in der Tabelle mit Typ C bezeichnet ist. Bei diesen Prüfungen gaben drei Langläufer ihre subjektiven Eindrücke der Greiffähigkeit des Skis beim Abstossen in der Form der folgenden Noten: sehr gut (3), gut (2), ungenügend (1). Diese Noten wurden dann in bezug auf die Gleiteigenschaften der Skis in Laufrichtung gebracht, wobei die Zeitspanne gemessen wurde, die notwendig war, um einen Hügel entlang einer vorbestimmten Strecke hinun-terzugleiten. Die Ergebnisse waren die folgenden:

Skiläufer Typ A Typ B Typ C

gut sehr gut

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unge- sehr gut nügend (1) (3)

gut gut

(2) (2)

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Eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft des Belages, der gemäss dem Erfindungsgedanken ausgebildet ist, ist,

dass er äusserst abriebfest ist. Um die überlegene Abriebfestigkeit des neuen Belages zu illustrieren, zeigen die Kurven des Diagramms der Fig. 2 das Entstehen der Abnützung des neuen Kunststoffbelages im Vergleich zu demjenigen eines herkömmlichen Kunststoffbelages, der Vertiefungen aufweist, so wie es in Laborprüfungen mit beschleunigter Abnützung festgestellt wurde. Das Diagramm zeigt, dass die relative Profiltiefe Pn/P0, d.h. die verbleibende Profiltiefe des dreidimensionalen Belagsmusters relativ zur ursprünglichen Profiltiefe beim neuen Belag praktisch unbeeinflusst ist, wobei er für den bekannten Belag schnell gegen Null geht. Obwohl eine solche beschleunigte Laborprüfung nur ein ungefähres Bild der tatsächlichen Abnützung des Belages auf Schnee zeigt, geht aus ihr jedoch doch hervor, dass der neue Belag wirksam bleiben wird, lange nachdem die Eigenschaften der bekannten Kunststoffbeläge auf Grund der Abnützung verschwunden sind.

Obwohl der oben beschriebene Skibelag, der gemäss dem Erfindungsgedanken ausgebildet ist, sich in bezug auf die Gleit- und Greifeigenschaften bei den meisten Schneezustän-

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den sehr wirksam erwiesen hatte, ist seine Gleiteigenschaft im Verhältnis zu einem in üblicher Weise gewachsten Belag etwas weniger gut. Jedoch kann eine bemerkenswerte Verbesserung der Gleiteigenschaften erhalten werden, indem s wenigstens ein vorderer Abschnitt und ein hinterer Abschnitt der Gleitfläche des Belages nachbehandelt oder poliert wird, wobei ein Schleifstein oder ein ähnliches Werkzeug verwendet wird, welches gegen die Lauffläche des Belages gedrückt wird und von vorne nach hinten entlang der io Lauffläche bewegt wird.

Die verbesserten Gleiteigenschaften, die mittels dieser Nachbehandlung erzielt werden, sind auf Grund des Kalt-fliessens und möglicherweise eines Warmfliessens, das bei der Gleitschicht des Belages auftritt, beträchtlich, wobei ein 15 dünner Kunststoffilm erzeugt wird, der über die eingebetteten Teilchen im derart behandelten Gleitflächenabschnitt des Belages gezogen wird, so dass bei diesen Abschnitten ein tieferer Reibungskoeffizient entsteht. Ein weiterer Grund ist die Tatsache, dass bei den derart bearbeiteten Abschnitten 2o ein gewisses Strecken des Kunststoffes stattfindet, derart, dass die geneigt verlaufenden Teilchen im Bereich der Gleitfläche des Belages weiter ausgerichtet werden und parallel zur Lauffläche orientiert werden.

Das oben erwähnte Polieren wird mit Vorteil als letzter 25 Behandlungsschritt durchgeführt, nachdem der Belag mit dem Ski verbunden worden ist. Zu dieser Nachbehandlung kann ein herkömmlicher drehender Schleifstein verwendet werden. Dabei wird der Belag gegen die Oberfläche des Schleifsteines gedrückt, währenddem letzterer entgegenge-30 setzt zur Laufrichtung entlang dem Belag bewegt wird, währenddem gleichzeitig der Ski vorwärts bewegt wird, um auf den zu behandelnden Belagsabschnitten ein aufeinanderfolgendes Schleifen durchzuführen. Natürlich kann die Behandlung auch in anderer Weise durchgeführt werden, bei-35 spielsweise mit einem herkömmlich ausgebildeten Ziehstein, welcher unter Einwirkung von Druck entlang den zu behandelnden Belagsabschnitten geführt wird.

Die Längsausdehnung der nachbehandelten Abschnitte beim vorderen und hinteren Abschnitt des Belages können 40 etwa 1/4 bis 1/3 der Gesamtlänge des Belages betragen. Dann wird der nichtbehandelte Mittelabschnitt der Gleitfläche des Belages für die meisten Zustände einen genügenden Eingriff der Abstossphase bilden. Jedoch kann natürlich die behandelte Länge geändert werden, an die unterschiedlichen Fä-45 higkeiten der Skiläufer angepasst werden, dies im Hinblick auf die Tatsache, dass ein Rennläufer mit einem starken Ab-stoss im allgemeinen einen Belag vorzieht, der entlang grösserer Abschnitte behandelt worden ist als ein durchschnittlicher Langläufer.

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Durchschnitt F

Gleitprüfung (durchschnittlich sec) G

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Verhältnis —

sehr gut

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gut

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sehr gut

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16,03 6,01

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5 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Skibelag, bestehend aus einer Matrix (2) aus Kunststoff mit darin eingebetteten verhältnismässig härteren, rich-tungsorientierten Teilchen (3), welche Matrix (2) zusammen mit den Teilchen (3) ein Stoffgemisch bilden, das Bereiche unterschiedlicher Härte aufweist, welche bei Abnützung einschliesslich Vorbehandlung eine Gleitfläche (F) mit dreidimensionalem Muster mit einem richtungsabhängigen Reibungskoeffizienten bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) jeweils eine Ausdehnung aufweisen, die höchstens einen Teil der Belagsdicke beträgt und quer zur Belagsdicke gegenseitig versetzte und jeweils einen Abstand voneinander aufweisende, härtere Bereiche bilden, welche Bereiche bei Abnützung des Belages (1) allmählich freigelegt werden.

2. Skibelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) einen spitzen Winkel mit der Lauffläche (F) des Belags (1) einschliessend geneigt angeordnet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Skibelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) in der Kunststoffmatrix (2) in etwa parallel zur Lauffläche (F) des Belags ausgerichtet sind.

4. Skibelag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) mindestens gleichförmig über einen Teil der Belagsdicke verteilt angeordnet sind.

5. Skibelag nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) Glimmerflocken sind.

6. Skibelag nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge- . kennzeichnet, dass die Teilchen (3) Graphitflocken sind.

7. Skibelag nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) Glasflocken sind.

8. Skibelag nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) Holzspäne sind.

9. Skibelag nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) ein harter, wasserabstos-sender Stoff, wie Polyphenylensulfid, Polyphenylenoxyd, sind.

10. Skibelag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) eine Abmessung von 0,3-2,5 mm aufweisen.

11. Skibelag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatrix (2) zusätzlich zu den Teilchen (3) 2-8% Russ aufweist.

12. Verfahren zum Herstellen des Skibelages nach Anspruch 1, bei welchem ein geschmolzener Kunststoff durch eine Schlitzdüse extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Extrudieren dem Kunststoff Teilchen (3) zugemischt werden, die härter als der ausgehärtete Kunststoff sind, um ein Stoffgemisch zu extrudieren, um einen Belag (1) zu erhalten, der aus in einer Kunststoffmatrix (2) eingebetteten härteren Teilchen (3) besteht, und dass das Stoffge-misch mit einem asymmetrischen Strömungsprofil (S2)

durch eine Schlitzdüse zum Strömen gebracht wird, womit die Teilchen (3) in der Kunststoffmatrix (2) schief zur zukünftigen Lauffläche des Belages (1) ausgerichtet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düsenwand im Verhältnis zur gegenüberliegenden gekühlt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei gegenüberliegenden Düsenwänden ein Temperaturunterschied von 30-50 °C erzeugt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenwände mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten gegenüber der Kunststoffschmelze und/oder unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften angeordnet werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Belag (1) mit einer Dicke extrudiert wird, die etwa doppelt so gross wie die endgültige Belagsdik-

ke ist, und dass der extrudierte Belagsstoff in Längsrichtung in zwei einzelne Beläge mit annähernd derselben Dicke gespalten wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsfluss der Zusammensetzung durch die Extrudierdüse gehemmt wird.

18. Verfahren nach Ansprach 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei unterschiedliche Polymere derselben Art jedoch unterschiedlicher Strömungseigenschaften zusammen extrudiert werden.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 12-18, dadurch gekennzeichnet, dass der die Matrix bildenden Kunststoffschmelze zusammen mit den Teilchen (3) 2-8% Russ beigefügt wird.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 12-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (3) mit einem Bindemittel oberflächenbehandelt werden und/oder einer radioaktiven Bestrahlung ausgesetzt werden, um eine gute Bindung derselben zur Kunststoffmatrix zu erhalten.

21. Verfahren nach den Ansprüchen 12-18, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend mindestens ein vorderer und hinterer Abschnitt der Gleitfläche (F) des Belags (1) geschliffen wird, um ein Fliessen des gehärteten Kunststoffes im Oberflächenbereich (F) zu bewirken und ferner, um ein einseitiges Ausrichten der Teilchen (3) in der Matrix (2) zusammen mit einem spitzeren schiefen Winkel der Teilchen (3) zu bewirken.