DD273544A3

DD273544A3 - Verfahren zur behandlung von thermoplastbaendern

Info

Publication number: DD273544A3
Application number: DD30531387A
Authority: DD
Inventors: Horst Zorn; Siegmar Holland-Jopp; Reiner Schaller
Original assignee: Sportgeraete Veb K
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1989-11-22

Abstract

Verfahren zur Behandlung von Thermoplastbaendern, insbesondere aus Polyethylen, die als Laufflaechenbelag fuer Ski Anwendung finden. Bei dem Verfahren, welches kostenguenstig und vollstaendig automatisierbar ist und einen partiellen bzw. vollstaendigen Auftrag von z. B. metallischen Schichten ermoeglicht, wird eine Thermoplastbahn mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,01 bis 0,5 Meter je Sekunde abgezogen, in einer Schleifvorrichtung auf eine mittlere Rauheit von 5 bis 50 mm aufgerauht, auf eine Temperatur von 80 bis 20 Kelvin unterhalb des Schmelzbereiches des Thermoplastes vortemperiert, danach mit einer Schichtdicke von 50 bis 500 mm beschichtet und nachfolgend in einer Formeinrichtung bei einem Druck von 50 bis 300 Newton je Quadratzentimeter geformt sowie anschliessend in einer Beflammungseinrichtung einer Flammtemperatur von 800 bis 1 600 Kelvin ausgesetzt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Thermoptastbändern, insbesondere aus Polyethylen, die als Laufflächenbelag für Ski Anwendung finden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Verfahren zur Veränderung der Eigenschaften von Polyethylen mit dem Ziel einer besseren Eignung als Laufsohle für Ski, insbesondere Langlaufski, sind seit längerem bekannt.

So beschreiben die schweizerischen PS 643463 und die DE PS 3113360 Verfahren zur Herstellung von bahnförmigem Belagmaterial auf Basis von Polyethylen, das über die Breite der Bahn verteilt, anisotrope Eigenschaften aufweist. Diese diskontinuierlichen Verfahren, welche einen hohen Energieaufwand erfordern, sind weiterhin arbeitszeit- und kostenaufwendig.

In der europäischen Patentanmeldung 0086939 wird ein Verfahren zur Herstellung von Skibelagmaterial mit hohem Reibungskoeffizienten, welches als Steighilfe im mittleren Bereich der Skilauffläche einsetzbar ist, beschrieben. Nachteilig ist der Herstellungsaufwand und die mit hohem Arbeits- und Arbeitskraftaufwand erforderliche Anordnung dieses Belages als gesondertes Einlagenteil im Skimittenbereich.

Aus der DE-OS 3003503 wurde ermittelt, daß Plastmaterial des Skimittenbereiches mittels Flüesiggasflamme beflammt werden kann. Es ist bekannt, daß ein kontinuierliches Beflammen mittels gleichbleibenden Parametern nicht möglich ist und damit Qualitätsunterschiede entstehen. Des weiteren ist die beflammte Schicht sehr dürr und wird durch den natürlichen Abrieb beim Skifahl en abgetragen, so daß die Wirkung nur begrenzt vorhanden ist.

Spezielle Lösungen zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Seitenkanten von Skilaufsohlen werden in der DE PS 2107 624 mit aus Plastmateriai ummantelten Drähten oder Drahtseilen sowie in den Patentschriften AT 339793, AT 304330 und CH 485466, die sich auf hartstoffbeschichtete Stahlkanten beziehen, beschrieben.

Die Herstellung und Anordnung dieser beschichteten Seitenkanten an der Skilaufsohle ist sehr kosten- sowie arbeitskraft- und arbeitszeitaufwendig.

In den Offenlegungsschriften DE 3518401 und DE 3526737 werden Laufflächenbeläge für Ski beschrieben, die zur Erzielung hoher Reibungskoeffizienten aus einem Polyethylen/Elastomer-Gemisch bestehen. Zur Erreichung unterschiedlicher Reibungskoeffizienten auf der Skilaufsohle ist es jedoch erforderlich, daß dieser Belag aus dem Polyethylen-Elastomer-Gemisch ebenfalls als gesondertes Einlagenteil im Skimittenbereich angeordnet wird. Damit verbunden ist ein hoher Arbeitszeit- und Arbeitskraftaufwand.

Aus den US-PS 3342633, DE 3420 und DE 3512196 ist das Beschichten von Plastwerkstoffen mittels Vakuumbedampfen bekannt. Damit werden sehr geringe Schichtdicken erreicht, die vorwiegend funktioneile Eigenschaften besitzen und für eine Anwendung als Skibelag nicht relevant sind.

Die Durchführung des Verfahrens und die erforderliche technologische Ausrüstung ist sehr kostenaufwendig. Weiterhin ist eine partielle Beschichtung nicht oder nur mit unvertretbar hohem Aufwand realisierbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Thermoplastbändern, insbesondere aus Polyethylen zu entwickeln, die als Laufflächenbelag für Ski Anwendung finden, welches kostengünstig und vollständig automatisierbar ibt und einen partiellen bzw. vollständigen Auftrag von z. B. metallischen Schichten ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technischen Mängel der bekannten Verfahren zur Erhöhung der Qualität von Polyethvlenbändern für Skilaufsohlen resultieren daraus, daß die Mohrsahi der Verfahren diskontinuierlich arbeitet und damit ein hoher Arbeitszeitaufwand erforderlich ist.

Des weiteren werden zusätzliche Stoffe in das Polyethylen eingebracht, deren Umfang und Anzahl bedingt durch die technologischen Parameter zur Herstellung des Polyethylene, wie Temperatur und Druck, begrenzt sind. Diese Stoffe sind im

gesamten Querschnitt das Polyethylenbandes verteilt und wirksam, obwohl nur die mit dem Schnee in Berührung befindliche Oberfläche des Polyethylenbandes die spezifischen Eigenschaften erfordert. Deshalb werden die mit den bekannten Verfahren hergestellten Polyethylenbänder vorrangig als Einlagenteil verbunden mit einem hohen Arbeitszeit- und Arbeitskraftaufwand im Skimittenbereich eingesetzt.

Für alle nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist charakteristisch, daß die von der Laufsohle für den Skilauf gefordeiten Eigenschaften bestehend aus den unterschiedlichen Reibungskoeffizienten für die Gleit- und Abstoßzone und die erhöhte Abriebfestigkeit der Seitenkanten sowie auch der gesamten Skilaufsohlen nicht komplex durch ein Verfahren umsetzbar

Eine Realisierung ist nur mit hohem Arbeitskraft- und Arbeitszeitaufwand möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Behandlung der mit dem Schnee in Berührung kommenden Oberfläche von Skilaufsohlen zu entwickeln, welches kontinuierlich mit geringem Arbeitskraft- und Arbeitszeitaufwand arbeitet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine partielle oder vollständige Beschichtung d:ir Skilaufschlen zur Erreichung e>ner hohen Abriebfestigkeit und/oder unterschiedlicher Reibungskoeffizienten, ohne die bisher erforderliche Einfügung von Zusatzteilen in die Skilaufsohlen, automatisiert zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch eine Abzugseinrichtung das in Rollenform vorliegende unbeschichtete Thermoplastband mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,01 bis 0,5 Meter je Sekunde abgezogen wird, wobei die Geschwindigkeit von der aufzubringenden Schichtdicke und der Art des Beschichtungsstoffes abhängig ist.

erfindungswesentlich ist, daß das Thermoplastband zur Aktivierung für den Beschichtungsauftrag durch e^;ne Schleifvorrichtung auf eine mittlere Rauheit von 5 bis 50pm aufgerauht und in einer Temperierzone auf eine Temperatur bis maximal 20 Kelvin unterhalb des Schmelzpunktes des Thermoplastes gebracht wird.

Kennzeichnend ist, daß mit einer Schmelzsprüheinrichtung, bestehend aus variabel arbeitenden Spritzdüsen und verstellbaren Schablonen eine partielle oder vollständige Beschichtung mit metallischen Beschichtungsstoffon des Therrmplastbandes erfolgt. Entsprechend den gewählten technologischen Parametern beträgt die erreichbare Schichtdicke 50 bis 500μπι.

Weiter ist erfindungswesentlich, daß die im beschichteten Thermoplastband vorhandene Wärmeenergie in einer Formeinrichtung zur gezielten Beeinflussung der Oberflächenrauheit sowie der Dichte durch Druck von 50 bis 300 Newton je Quadratzentimeter genutzt wird. Dabei erfolgt eine Veränderung des Reibungskoeffizienten, Der Abriebfestigkei' und weiterer physikalischer Parameter der beschichteten Oberfläche des Thermoplastbandes durch die Übertragung der auf d3r Oberfläche der Nachformwalze spezifisch angebrachten Profilform auf die beschichtete Oberfläche des Thermoplastbandes.

Für die Erfindung ist weiter kennzeichnend, daß die der beschichteten und nachgeformten Oberfläche des Thermoplastbandes gegenüberliegende Oberfläche» für den nachfolgenden Fügevorgang in einer Beflammungseinrichtung vorzugsweise durch eine Gasflamme mit einer Flammentemperatur von 800 bis 1600Kelvin aktiviert wird.

Das beschichtete, nachgeformte und beflammte Thermoplastband wird auf Rollenform gebracht und kann für die we.'tere Verarbeitung im technologischen Prozeß in entsprechende Längen getrennt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde die Zielstellung, eine kostengünstige automatisierte partielle oder vollständige Beschichtung von Thermoplastbändern insbesondere aus Polyethylen mit z. B. metallischen Beschichtungsstoffen bei geringem Arbeitskraft- und Arbeitszeitaufwand zu entwickeln, erfüllt.

Nachfolgend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Darstellung des technologischen Ablaufes (Figur 1) und des damit herstellbaren Erzeugnisses (Figur 2) beschrieben werden.

Ausführungsbeispiel

In Figur 1 ist der technologische Ablauf des Verfahrens in Verbindung mit einer Vorrichtung dargestellt. Nachfolgend soll das Verfahren an Hand der Herstellung einer Abstoßzone einer Skilaufsohle aus Polyethylen beschrieben werden. Dabei soll die Abstoßzone mittels Aluminium beschichtet werden und durch das Schmelzsprühen in Verbindung mit dem Nachformen im Vergleich zur Gleitzone einen wesentlichen höhere Reibungskoeffizienten sowie eine größere Abriebfestigkeit besitzen. Das auf einer Rolle befindliche und bereits auf Skibreite getrennte unbeschichtete Polyethylenband 1 wird mittels der Abzugeinrichtung 2 mit einer Geschwindigkeit von 0,1 Meter pro Sekunde abgezogen und in einer Schleifvorrichtung 3 beidseitig mechanisch mit einer mittleren Rauhtiefe von 10 bis 20μΓη aufgerauht. Beim Weitertransport durchläuft das unbeschichtete Polyethylenband 1 die Temperierzone 4, bestehend aus elektrisch beheizten Wärmeplatten und wird auf eine Temperatur von etwa 50 Kelvin unterhalb des Schmelzpunktes des Polyethylene temperiert.

Die Schmelzsprüheinrichtung 5, die variabel einstellbar taktweise arbeitet, biingt über eine Spritzdüse 6 Aluminium im fluiden Zustand auf den Bereich der Abstoßzone 17 des Polyethylenbandes 1 mit einer durchschnittlichen Schichtdicke von 150pm auf. Beim Auftreffen des Aluminiums auf dem Polyethylenband 1 erfolgt ein Schmelzen der Berührungseinheit und somit eine formschlüssige Verbindung des Aluminiums mit dem Polyethylen, die eine ausreichende Haftfestigkeit der Beschichtung gewährleistet.

Bestandteil der Schmelzsprüheinrichtung 5 sind, realisiert. Zur Vermeidung der plastischen Verformung des beschichteten Polyethylenbandes 9 durch die übertragene Wärmeenergie des Aluminiums gleitet das beschichtete Polyethylenband 9 an oiner Kühleinrichtung 8, die gegenüberliegend der Richtung des Sprühstrahles der Spritzdüse 6 angeordnet ist, entlang. Das beschichtete Polyethylenband 9 mit hoher Wärmeenergie wird zu der Nachformwalze 11 und der dieser gegenüberliegenden Andruckwalze 12 über eine Umlenkrolle 10 transportiert. Die Nachformwalze 11, an der die beschichtete Seite des Polyethylenbandes 9 entlang gleitet, liegt nur im Beroich der Abstoßzone 17 mit einem Druck von 80 bis 100 Newton je Quadratzentimeter an. Dabei wird die auf der Nachformwalze 11 befindliche Oberflächenrauheit mit max. 500 pm auf den Bereich der Abstoßzone 17 des beschichteten Polyethylenbandes 9 übertragen, und es wird damit in Verbindung mit der Aluminiumbeschichtung im Vergleich zur Gleitzone 16 ein größerer Reibungskoeffizient und eine höhere Abriebfestigkeit erreicht.

Die Andruckwalze 12 liegt permanent an der unbeschichteten Oberfläche des beschichteten Polyethylenbandes 9 an und realisiert im Bereich der Abstoßzone 17 im Zusammenwirken mit der Nachformwalze 11 die Übertragung der Oberflächenrauheit

der Nachformwalze 11 auv das beschichtete Polyßthylenband 9. Über eine weitere Umlenkrolle 10 wird das beschichtete und nachgeformte Polyethylen.iand 13 weitertransportiert und die unbeschichteto Oberfläche des beschichteten und nachgeformten Polyethylenbandes 9 wird in eier Beflammungseinrichtung 14 für das nachfolgende Fügen aktiviert.

Das beschichtete nachgeformte und beflammte Thermoplastband 15 wird in Rollenform gebracht und kann mittels gesonderten Ablängvorrichtungen in die gewünschten Skilängen getrennt werden.

In Figur 2 ist die Skilaufsohle eines mit vorstehend beschriebenem Verfahren hergestellten Ski mit Gleitzone 16 und beschichteter Abstoßzone 17 dargestellt.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es erstmals kontinuierlich und automatisiert möglich, eine partielle oder vollständige Beschichtung von Thermoplastbändern vorzugsweise aus Polyethylen für den Skibau mit z. B.

metallischen Beschichtungsstoffen durchzuführen.

Damit sind wesentliche für den Skilauf geforderte Eigenschaften, bestehend aus den unterschiedlichen Reibungskoeffizienten für Gleit- und Abstoßzonen und/oder eine erhöhte Abriebfestigkeit realisierbar.

Von Vorteil ist dabei, daß durch die Integration des für die weitere technologische Verarbeitung des Polyethylenbandes erforderlichen Beflammens kein zusätzlicher Arbeitszeitaufwand für die erfindungsgemäße Aufbringung der Beschichtung entsteht.

Claims

Verfahren zur Behandlung von Thermoplastbändern, insbesondere aus Polyethylen, das als Laufflächenbelag für Ski Anwendung findet, gekennzeichnet dadurch, daß eine Thermoplastbahn mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,01 Meter je Sekunde abgezogen, in einer Schleifvorrichtung auf eine mittlere Rauheit von 5 bis 10 pm aufgerauht, auf eine Temperatur von 80 bis 20 Kelvin unterhalb des Schmelzbereiches des Thermoplastes vortemperi'ert, danach mit einer Schichtdicke von 50 bis 500 pm beschichtet und nachfolgend in einer Formeinrichtung bei einem Druck von 50 bis 300 Newton je Quadratzentimeter geformt sowie anschließend in einer Beflammungseinrichtung einer Flammentemperatur von 800 bis 1600 Kelvin ausgesetzt wird.

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