BESCHREIBUNG
Dem Laufflächenbelag eines Skis kommt sowohl beim alpinen wie beim nordischen Skilauf eine eminente Bedeutung zu, weil sich die Reibungsvorgänge zwischen dem Schnee einerseits und dem Laufflächenbelag anderseits abspielen.
Beim alpinen Ski ist im wesentlichen die Gleitreibung von Bedeutung, wobei der kinetische Reibungskoeffizient lik möglichst klein sein soll, damit der Energieverlust Schnee/ Belag klein ist.
Beim nordischen Ski sind die Verhältnisse etwas komplizierter, indem für die Fortbewegung im Moment des Abstossens die Verbindung Schnee/Laufflächenbelag, d.h. die Haftreibung (statischer Reibungskoeffizient 115), möglichst hoch sein soll, anschliessend in der Gleitphase jedoch wie beim alpinen Ski die Gleitreibung bzw. pk möglichst klein sein soll.
Es ist bekannt, dass Laufflächenbeläge aus Polyäthylen, welches gesintert oder extrudiert sein kann, eine niedrige Gleitreibung ergeben.
Um die Haftreibung bei einem nordischen Ski zu erhöhen, ist es auch bekannt, wenigstens den mittleren Abschnitt der Lauffläche eines solchen Skis mit einem Polyäthylenbelag zu versehen, der als Folge der Beigabe von polyäthylenfremdem Zusatzmaterial eine oberflächliche Struktur oder Mikrorauhigkeit aufweist. Bei den bekannten Mischungen von extrudiertem oder pressgesintertem Polyäthylen und Zusatzmaterial beträgt die Menge des Zusatzmaterials im allgemeinen zwischen 5 und 75 Gew.-%, und die Korngrösse des Zusatzmaterials liegt bei 200 bis 500 llm. Die Struktur aller dieser Mischungen ist die eines gefüllten Thermoplastes, d. h.
das Zusatzmaterial ist im Polyäthylen statistisch verteilt.
Mit den bekannten Mischungen gelingt es, den statischen Reibungskoeffizienten relativ stark zu erhöhen; gleichzeitig wird jedoch auch der kinetische Reibungskoeffizient merklich erhöht. Als unerwünschten Nebeneffekt beobachtet man ferner in der Praxis, dass manche dieser Mischungen bei ungünstigen Schneeverhältnissen zum Aneisen neigen, wodurch die Gleitfunktion der Lauffläche stark beeinträchtigt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Belag für die Lauffläche eines Skis gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, dass er einen erhöhten statischen Reibungskoeffizienten 115 aufweist, dass der kinetische Reibungskoeffizient alk jedoch praktisch nicht erhöht oder sogar noch verringert ist. Das Verhältnis its/k soll möglichst gross sein.
Überraschenderweise ist gefunden worden, dass sich die Aufgabe dadurch lösen lässt, dass die gesinterte Mischung bis zu 5 Gew. % eines Zusatzmaterials mit einer mittleren I(orngrösse enthält, die um einen Faktor 10' bis 104 kleiner ist als die mittlere Korngrösse des Polyäthylens.
Während die mittlere Korngrösse des Polyäthylens zwischen 100 und 500 ,um liegt, liegt die mittlere Korngrösse des Zusatzmaterials vorzugsweise zwischen 0,1 und 5 llm.
Die Mischung von Niederdruckpolyäthylen und Zusatzmaterial wird gesintert, vorzugsweise im Press-Sinterverfahren. Man kann in dieser Weise Strukturen erhalten, welche aus Polyäthylen-Einheiten bestehen, die intergranular durch das sehr feine Zusatzmaterial getrennt sind.
Das Zusatzmaterial kann anorganische und/oder organische, monomere und/oder polymere Stoffe enthalten. Als geeignete Zusatzstoffe kommen insbesondere in Frage: Anorganische Stoffe, wie z. B. Kieselsäure oder Kieselsäurederivate, fein gemahlene fluorhaltige organische Verbindungen, wie Polytetrafluoräthylenpulver, hydrophobierte, sehr fein gemahlene Metalle, feinstgemahlene thermoplastische oder vernetzte Polymere usw. Durch Auswahl geeigneter hydrophober Zusatzstoffe kann das bei gewissen bekannten Mischungen beobachtete Aneisen mit Sicherheit vermieden werden.
Durch das zwischen den einzelnen Polyäthylenkörnern verteilt angeordnete feinkörnige Zusatzmaterial, wie Polytetrafluoräthylen, wird in der Regel die intergranulare Festigkeit des Sinterproduktes vermindert, wodurch sich beim normalen Schleifprozedere des Laufflächenbelages eine Mikrostruktur ausbildet, deren geometrische Ausdehnungen sich im wesentlichen durch die Wahl der Polyäthylen-Korngrösse ergeben.
Beispiel 1
In einem konventionellen Schnellmischer werden 100 Gewichtsteile Niederdruckpolyäthylenpulver mit einem mittleren Molekulargewicht von ca. 500 000 und einer mittleren Korngrösse von 400 llm mit 1,5 Gewichtsteilen PTFE-Pulver der mittleren Körnung 5 llm gemischt. Die Mischung wird hernach in bekannter Weise zu einem Sinterblock verarbeitet, der zur Bildung eines Skilaufflächenbelages geschält wird. Der Belag wird einseitig für die nachfolgende Verklebung mit einem Skikörper oxidiert.
Beispiel la (Vergleichsbeispiel, nicht erfindungsgemäss)
Eine Mischung wird wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch nicht gesintert, sondern aufgeschmolzen und extrudiert.
Beispiel 2 Ähnlich wie im Beispiel 1 werden 100 Gewichtsteile Niederdruckpolyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von 400 000 und einer mittleren Korngrösse von 150 llm mit 1 Gewichtsteil 1H, 1H, 7H-Dodecafluoro-l-heptanol mit mittlerer Korngrösse 2 llm sowie 1 Gewichtsteil SiO2 mit mittlerer Korngrösse 0,1 ,um gemischt und hernach im Pressverfahren gesintert, geschält und vorbehandelt.
Beispiel 2a (Vergleichsbeispiel, nicht erfindungsgemäss)
Das Beispiel 2 wird ohne Verwendung der Zusatzsstoffe wiederholt.
An den gemäss den vorstehenden Beispielen hergestellten Proben wurden folgende Werte gemessen: Zusammensetzung und kinetischer Reibungs- statischer Reibungs- Bruchdehnung aus Zug Herstellungsart koeffizient auf Schnee koeffizient auf Schnee versuch DIN 53455 als Mass uk lls für intergranulare Festigkeit Material gemäss Beispiel la, 0,05 0,08 600% extrudiert Material gemäss Beispiel 1, 0,04 0,1 150% gesintert Material gemäss Beispiel 2a, 0,04 0,08 450% ohne Zusatz Material gemäss Beispiel 2 0,03 0,11 120%
DESCRIPTION
The tread surface of a ski is of eminent importance in both alpine and Nordic skiing because the frictional processes between the snow on the one hand and the tread surface on the other hand.
In alpine skiing, sliding friction is of primary importance, whereby the kinetic coefficient of friction lik should be as small as possible so that the energy loss from the snow / surface is small.
In Nordic skiing, the situation is somewhat more complicated because the connection between snow and tread surface, i.e. the static friction (static coefficient of friction 115) should be as high as possible, but then in the sliding phase the sliding friction or pk should be as small as possible in alpine skiing.
It is known that tread coverings made of polyethylene, which can be sintered or extruded, result in low sliding friction.
In order to increase the static friction in a Nordic ski, it is also known to provide at least the middle section of the tread of such a ski with a polyethylene covering which, as a result of the addition of non-polyethylene additional material, has a surface structure or micro-roughness. In the known mixtures of extruded or press-sintered polyethylene and additional material, the amount of the additional material is generally between 5 and 75% by weight, and the grain size of the additional material is 200 to 500 llm. The structure of all of these mixtures is that of a filled thermoplastic, i.e. H.
the additional material is statistically distributed in polyethylene.
With the known mixtures it is possible to increase the static coefficient of friction relatively strongly; at the same time, however, the kinetic coefficient of friction is noticeably increased. As an undesirable side effect, it is also observed in practice that some of these mixtures tend to ice up in unfavorable snow conditions, which greatly impairs the sliding function of the tread.
The object of the invention is to design a covering for the tread of a ski according to the preamble of patent claim 1 in such a way that it has an increased static coefficient of friction 115, but that the kinetic coefficient of friction alk is practically not increased or even reduced. The ratio its / k should be as large as possible.
Surprisingly, it has been found that the object can be achieved in that the sintered mixture contains up to 5% by weight of an additional material with an average size that is 10 'to 104 times smaller than the average grain size of the polyethylene.
While the average grain size of the polyethylene is between 100 and 500 μm, the average grain size of the additive material is preferably between 0.1 and 5 μm.
The mixture of low-pressure polyethylene and additional material is sintered, preferably in the press-sintering process. In this way, structures can be obtained which consist of polyethylene units which are intergranularly separated by the very fine additional material.
The additional material can contain inorganic and / or organic, monomeric and / or polymeric substances. Suitable additives are in particular: Inorganic substances, such as. As silica or silica derivatives, finely ground fluorine-containing organic compounds, such as polytetrafluoroethylene powder, hydrophobized, very finely ground metals, finely ground thermoplastic or crosslinked polymers, etc. By selecting suitable hydrophobic additives, the anise observed in certain known mixtures can be avoided with certainty.
The intergranular strength of the sintered product is generally reduced by the fine-grained additional material, such as polytetrafluoroethylene, which is distributed between the individual polyethylene grains, as a result of which a microstructure is formed during normal grinding procedures of the tread surface, the geometric dimensions of which result essentially from the choice of the polyethylene grain size .
example 1
In a conventional high-speed mixer, 100 parts by weight of low-pressure polyethylene powder with an average molecular weight of approximately 500,000 and an average particle size of 400 llm are mixed with 1.5 parts by weight of PTFE powder with an average particle size of 5 llm. The mixture is then processed in a known manner to form a sinter block, which is peeled to form a ski tread surface. The surface is oxidized on one side for subsequent gluing with a ski body.
Example la (comparative example, not according to the invention)
A mixture is produced as in Example 1, but not sintered, but melted and extruded.
Example 2 Similar to Example 1, 100 parts by weight of low-pressure polyethylene with an average molecular weight of 400,000 and an average grain size of 150 llm with 1 part by weight of 1H, 1H, 7H-dodecafluoro-l-heptanol with an average particle size of 2 llm and 1 part by weight of SiO2 with medium Grain size 0.1 µm, mixed and then sintered, peeled and pretreated in the pressing process.
Example 2a (comparative example, not according to the invention)
Example 2 is repeated without using the additives.
The following values were measured on the samples produced according to the preceding examples: composition and kinetic friction-static friction elongation at break from tension production method coefficient on snow coefficient on snow test DIN 53455 as a measure uk lls for intergranular strength material according to example la, 0.05 0 , 08 600% extruded material according to example 1, 0.04 0.1 150% sintered material according to example 2a, 0.04 0.08 450% without addition material according to example 2 0.03 0.11 120%