DE102011116342B3 - Verwendung von Graphen zur Modifikation der tribologischen Gleiteigenschaften von Wintersportgeräten - Google Patents

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Abstract

Verwendung von Graphen zur Modifikation der tribologischen Gleiteigenschaften von Wintersportgeräten.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von Graphen zur Modifikation der tribologischen Gleiteigenschaften von Wintersportgeräten.
  • Die Beschichtung der Gleitflächen von Wintersportgeräten, zum Beispiel Ski, Snowboards und Schlitten, mit Gleitmitteln, im folgenden gelegentlich auch Skiwachs genannt, dient dazu, eine möglichst gute Gleitfähigkeit von Wintersportgeräten auf Untergründen zu erzielen, die für die Verwendung nach bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Wintersportgeräte geeignet sind.
  • Gute Gleiteigenschaften lassen sich bei Wintersportgeräten nur dann erzielen, wenn die Reibung zwischen Gleitfläche und Schneeoberfläche so weit als möglich reduziert wird. Da die Morphologie des Untergrunds witterungsabhängig ist, erfordern in der Regel unterschiedliche Witterungsbedingungen auch unterschiedliche Gleitmittelmischungen. Im Leistungssport ist dieser Abgleich zwischen Gleitmittelmischung und Schneeverhältnisse für einen Erfolg sehr entscheidend.
  • Beim Gleiten über die Schneeoberfläche entsteht durch die Reibung Wärme, die zusammen mit dem Anpressdruck bei Temperaturen oberhalb von etwa –15°C zu einem Abschmelzen der Kristallzacken und zur Bildung eines Wasserfilms führt. Dieser Vorgang wird Schmelzkappenbildung genannt. In einem Temperaturbereich beginnend bei etwa –15°C und wärmer liegen gute Gleiteigenschaften immer dann vor, wenn ein konstant dünner Wasserfilm die Reibung minimiert. Dazu muss überschüssiges Schmelzwasser so schnell abfließen, dass sich kein zu dicker Wasserfilm zwischen Gleitoberfläche und Schneeoberfläche bildet. Das Wintersportgerät gleitet dann auf diesem dünnen Wasserfilm und erreicht, bei entsprechender Beschleunigung, hohe Geschwindigkeiten.
  • Um eine möglichst optimale Gleitfähigkeit zu erreichen, wurden Gleitflächen von Wintersportgeräten wie Skiern in früheren Zeiten möglichst glatt ausgebildet. Bei glatten Gleitflächen ohne sichtbare Struktur kam es jedoch durch Adhäsionskräfte zwischen Gleitfläche und Wasserfilm zu unerwünschten Saugeffekten, welche die Gleitfähigkeit, beispielsweise eines Ski, stark einschränkten.
  • Zur Vermeidung dieser Saugeffekte werden heute die Gleitflächen von Wintersportgeräten wie Ski daher üblicherweise mit einem Schliff versehen, der ein schnelleres Abfließen von überschüssigem Schmelzwasser und die Bildung von Lufträumen ermöglicht. Gleichzeitig wird die Kontaktfläche zwischen der Gleitfläche und der Schneeoberfläche und somit auch die Reibung reduziert. Zum Erzielen einer guten Gleitfähigkeit muss der Schliff jedoch den Schneebedingungen angepasst sein. Für nassen Schnee sind beispielsweise grobe Rillen (1,0 bis 1,5 mm Abstände zwischen den Rillen und 0,2 bis 0,3 mm Rillentiefe) geeignet. Bei kaltem Schnee werden feinere Schliffe verwendet, da weniger Schmelzwasser abgeführt werden muss.
  • Neben einer Anpassung an die Schneebedingungen kann die Struktur der Rillen auch der Bewegungsart und der Bewegungsrichtung angepasst werden. So sind beispielsweise Skibeläge für Abfahrt meist mit linear strukturierten Rillen versehen, während Skibeläge für Langlauf eher mit einer Kreuzstruktur oder einer versetzt gebrochenen Struktur ausgestattet sind.
  • Bei Temperaturen beginnend von ca. –15°C und kälter reicht der vom Läufer erzeugte Anpressdruck in der Regel nicht mehr zur Schmelzkappenbildung aus. Für gute Gleiteigenschaften bei diesen tiefen Temperaturen wird eine harte, wenig strukturierte, reibungsminimierte Belagoberfläche benötigt. Die Strukturierung des Skibelags sollte zum Einsatz bei solchen tiefen Temperaturen sehr fein sein, um optimale Gleiteigenschaften zu ermöglichen (weniger als 0,5 mm Abstände zwischen den Rillen und 0,1 bis 0,2 mm Rillentiefe).
  • Der Schliff in den Belägen der Gleitflächen von Wintersportgeräten reicht alleine jedoch nicht aus, die unerwünschten Adhäsionskräfte größtmöglich zu reduzieren. Erst die Kombination aus geschliffener Gleitfläche und das für die Witterung bestmögliche Gleitmittel sind in der Lage, die Reibung zu minimieren. Da, wie oben bereits erwähnt, die an ein Gleitmittel gestellten Anforderungen mit den Schnee- und Wetterverhältnissen sowie dem Einsatzbereich des Wintersportgeräts stark variieren, werden entsprechend viele unterschiedliche Gleitmittel benötigt, um bei unterschiedlichen Bedingungen wie trockenem bzw. nassem Schnee, Neuschnee, Altschnee oder Kunstschnee jeweils optimale Gleiteigenschaften der Wintersportgeräte zu ermöglichen. Ein Gleitmittel soll daher jeweils in seiner Zusammensetzung und im Hinblick auf das Auftragungsverfahren auf die Gleitfläche für die unterschiedlichen Umweltbedingungen hinsichtlich Schneetemperatur, Luftfeuchtigkeit, Schneequalität und für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche wie Wettkämpfe, Breitensport, nordischer Langlauf, Skisprung oder alpine Skiabfahrt genau abstimmbar sein.
  • Es besteht permanenter Bedarf nach einer Verbesserung der Gleitfähigkeit der Ski. Heute ist im Bereich des Leistungssports die gelungene Kombination aus Schliffeigenschaften der Gleitfläche und Gleitmitteleigenschaften, die auf diese Gleitfläche aufgetragen werden, eine wesentliche Voraussetzung für den Erfolg. Insbesondere im internationalen Leistungssport besteht weiterhin die Notwendigkeit, das Auftreten von gleitvermindernden Saugeffekten weiter zu reduzieren sowie den Reibungswiderstand der Skigleitflächen noch weiter zu minimieren.
  • Um die Reibung zwischen Skibelag und Schneeoberfläche noch weiter zu reduzieren, werden daher seit langem Beschichtungen auf Skibeläge aufgebracht, die allgemein als Skiwachs bezeichnet werden und bei denen es sich um unterschiedlichste Gleitmittelmischungen handelt, die die Hydrophobie der Gleitfläche der Wintersportgeräte erhöht und die für unterschiedlichste witterungsbedingte Schneebedingungen weitere vorteilhafte Eigenschaften auf die Gleitfläche übertragen. Da der natürliche Untergrund für Wintersportgeräte immer Verunreinigungen im Hinblick auf idealen, reinen Schnee enthält, sollte die Gleitmittelmischung unempfindlich gegenüber diesen Verunreinigungen sein und geringe Anschmutzeigenschaften aufweisen, um dadurch nicht in ihrer Gleitwirkung vermindert zu werden. Wünschenswert ist ferner, dass die Gleitwirkung der Gleitmittelmischung über einen möglichst langen Zeitraum ohne nennenswerte Einbußen erhalten bleibt.
  • Die heute erhältlichen und aus dem Stand der Technik bekannten Gleitmittel liegen in unterschiedlichen Formulierungen vor, beispielsweise flüssig oder pastös bis fest mit unterschiedlichen Lösemittelanteilen. Solche Gleitmittel lassen sich bezüglich Zusammensetzung und Anwendung beispielsweise in Heißwachse (Bügelwachse), die durch Aufschmelzen aufgetragen werden, in Flüssigwachse, die durch Sprühen, Aufreiben oder Aufstreichen aufgetragen werden und Aufreibewachse, die nur durch Aufreiben aufgetragen werden, einteilen. Mitunter werden auch Kombinationen der hier genannten Auftragsverfahren praktiziert. Die Aufreibewachse bilden hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Gleitmittelmischung die unterste Kategorie. Flüssigwachse stellen dabei einen gelungenen Kompromiss dar, da sie in ihrer Handhabung einfach zu applizieren sind und hinsichtlich Haltbarkeit, Schnelligkeit sowie Umweltverträglichkeit den Bügelwachsen ebenbürtig oder auch teilweise überlegen sind.
  • Der Stand der Technik offenbart für die Verwendung als Skiwachs zum einen eine Vielzahl von organischen Materialien, zum Beispiel Paraffine oder Teil- und vollhalogenierte Kohlenstoffpolymere sowie Polysiloxanverbindungen, zum anderen auch anorganische Materialien wie zum Beispiel Ruß, Graphit, Korund oder Kieselsäure. Generell kann eine Gleitmittelmischung sowohl ausschließlich aus löslichen Bestandteilen bestehen als auch aus einer Mischung aus im gewählten Lösemittel löslichen Bestandteile sowie darin unlöslichen organischen oder anorganischen Bestandteilen in Emulsion oder Dispersion.
  • Folgende Veröffentlichungen dienen der Darstellung des Stands der Technik von Wintersportgleitmitteln, deren Zusammensetzungen aus einer Kombination von in der Mischung löslichen und unlöslichen Anteilen bestehen:
    CH 660 018 beschreibt ein Skiwachs auf Basis von Paraffinwachs, das zusätzlich Ruß und/oder Graphit enthält. Diese Zusätze erhöhen die elektrische Leitfähigkeit und in besonderem Maße die Wärmeleitfähigkeit des Skiwachses, so dass die durch die Gleitreibung entstehende elektrostatische Aufladung verhindert wird, die zu einem Anhaften eines unerwünscht dicken Schmelzwasserfilms führt. Die erhöhte Wärmeleitfähigkeit führt die durch die Gleitreibung erzeugte Wärme besser ab und verhindert auf diese Weise ebenfalls einen zu dicken Wasserfilm. In der Schrift werden jedoch keine Aussagen über die Dauergebrauchseigenschaften der Wachse gemacht und keine Vergleichsdaten hinsichtlich der Gleiteigenschaften gegenüber Zusammensetzungen ohne diese Zusatzstoffe genannt.
  • EP 0 421 303 beschreibt Gleitmittel, die fluorierte Komponenten mit Perfluoralkylgruppen und Methacrylsäureeinheiten aufweisen. Als wesentliche Komponente der Zubereitungen wird fluorierter Graphit zugesetzt, der dem Skiwachs höhere Härte, bessere Gleiteigenschaften und einen breiteren Einsatzbereich verleihen soll. Angaben über die Dauergebrauchsfähigkeit werden nicht gemacht, die Verarbeitung erfolgt über Aufbügeln.
  • WO99/50367 beschreibt eine Mischung aus Kohlenwasserstoffen (z. B. Octadecan) mit Fullerenen. Es wird in der Schrift jedoch kein resultierender technischer Effekt bezüglich des Fullerens genannt.
  • EP 0 960 905 betrifft die Gleitfläche eines Wintersportgerätes aus Polyethylen, die Beimischungen von fluoriertem Graphit und Ruß beinhaltet. Durch die damit verbundene höhere Wärmeleitfähigkeit der Gleitfläche wird ein zu dicker und damit gleitvermindernder Schmelzwasserfilm vermieden. Ein Skiwachs im Sinne dieser Erfindung wird nicht beschrieben.
  • DE 10 2006 047 302 nennt Nanokorund zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften von Gleitmitteln für Wintersportgeräte. Der Nanokorund wird zur besseren Disagglomerierung mit Silanen beschichtet. Es wird eine bessere Gleitwirkung und eine längere Gebrauchsdauer beobachtet.
  • EP 1 735 395 nennt hydrophobierte Kieselsäure in Mischung mit Paraffinwachs als gleitverbessernde Komponente in Skiwachs. Durch den Zusatz der Kieselsäure wird der Abrieb des Skiwachses reduziert.
  • JP 2005 132943 beschreibt eine Mischung aus Paraffinen und Fullerenen. Die Fullerene erhöhen die Gleitwirkung.
  • US Patent 2006/0097 485 nennt diverse Calcium-, Natrium-, Aluminiumsilikate zur Verbesserung der Eigenschaften eines Skiwachses.
  • EP 2 292 704 offenbart Gleitmittelmischungen, die Kohlenstoff-Nanoröhrchen beinhalten. Die Gleitwirkung und die Haltbarkeit der Mischungen werden verbessert.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass das Kohlenstoffallotrope Graphen gegenüber den anderen Kohlenstoffmodifikationen Ruß, Graphit, Fulleren und Kohlenstoff-Nanoröhrchen die Gleitwirkung und Dauergebrauchsfähigkeit von Gleitmittelmischungen nochmals verbessert. Dies ist umso erstaunlicher, da im Stand der Technik bereits andere Kohlenstoffmodifikationen für den gleichen Anwendungszweck beschrieben sind und Graphen, das ein 2-dimensionales Netz aus Kohlenstoffatomen in Gestalt einer Honigwabenstruktur bildet, nichts anderes ist als eine einzelne Graphitlage, deren Stapelung wiederum Graphit ergibt. Die Kohlenstoffnanoröhrchen wiederum kann man sich als gerolltes Graphen vorstellen, das bekannteste Fulleren C60 (bucky ball) ist unter Einbeziehung von Fünfringen ebenfalls eine aus Graphen ableitbare Form in Gestalt eines Fußballs, da die Fünfringe zu einer Aufwölbung des planaren Graphens führen. Eine Übersicht über Graphen findet man zum Beispiel in Chem. Unserer Zeit, 2011, 45, 240–249.
  • Es besteht ein Bedürfnis nach Gleitmitteln, die in der Handhabung des Auftrags des Gleitmittels auf die Gleitfläche des Wintersportgerätes einfach sind und die sich mit geringem Zeit- und Materialaufwand auftragen lassen. Weiterhin besteht ein Bedürfnis nach Gleitmitteln, deren Wachsverträglichkeit in weiten Grenzen einstellbar ist und die nach Bedarf vom Ski- bzw. Snowboardbelag wieder entfernbar sind und die bei unsachgemäßer Handhabung den Skibelag nicht mehr als unvermeidbar angreifen. Darüber hinaus besteht ein Bedürfnis nach Gleitmitteln, die in einem breiten Einsatzspektrum anwendbar sind, d. h. die eine im Wesentlichen uneingeschränkte Tauglichkeit für viele Einsatzbereiche aufweisen. Weiterhin besteht ein Bedürfnis nach Gleitmitteln, die für den Anwender insgesamt bei Anwendung und Auftrag keine Gesundheitsgefährdung darstellen oder spezielle Personenschutzmaßnahmen erfordern und in denen auf gesundheitsschädliche Lösungsmittel verzichtet wird. Die Verwendung von Graphen in Wintersportgleitmitteln, insbesondere in der Darreichungsform als Flüssigwachs, erfüllt neben den genannten Bedürfnissen der Anwender höchste Anforderungen hinsichtlich der Gleitverbesserung der mit den erfindungsgemäßen Gleitmittelmischungen beschichteten Wintersportgeräte.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Gleitmittel zur Verfügung zu stellen, welche eines oder mehrere der oben genannten Bedürfnisse erfüllen.
  • Es wurde nun gefunden, dass Zusammensetzungen, die Graphen enthalten, eines der oben aufgezählten Bedürfnisse oder eine Kombination aus zwei oder mehr der oben genannten Bedürfnisse erstmals erfüllen. Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Graphen als Additiv für die oben beschriebenen Heiß- und insbesondere Flüssigwachse für Wintersportgeräte.
  • Es zeigt sich, dass Flüssigwachse für den Einsatz von Graphen besonders geeignet sind, da hier eine besonders gleichmäßige Verteilung des Additivs in der Lösung/Suspension gewährleistet ist. Gleichzeitig werden Schliff und Struktur des Belags nur mit der notwendigen absolut dünnen Schicht überzogen, so dass ihre Funktionen, wie oben beschrieben, weitgehend auch ohne Nachbehandlung erhalten werden. Ein normalerweise nachfolgendes Ausbürsten ist zumindest im Bereich des Breitensports nicht unbedingt notwendig, steht der Erfindung jedoch auch nicht entgegen. Die Applikation des erfindungsgemäßen Skiwachses kann als einmaliger Auftrag oder als mehrfacher Auftrag mit dazwischenliegender Zwischentrocknung der vorhergehenden Schicht direkt auf der gereinigten Gleitfläche des Wintersportgerätes erfolgen, der Auftrag kann aber auch auf eine mit einem nicht erfindungsgemäßen Gleitmittel vorbeschichteten Gleitfläche erfolgen, dies sowohl einlagig oder mehrlagig. Die erfindungsgemäße Gleitmittelmischung wird bevorzugt in flüssiger Form durch Aufsprühen oder Aufstreichen mittels Schwammaufträger auf die Gleitfläche aufgetragen, erfindungsgemäße Gleitmittelmischungen können jedoch auch als festes Aufreibewachs oder festes, in der Hitze schmelzbares Heißwachs vorliegen, das dann mittels Einbügeln aufgetragen wird. Ein Anteil von Graphen in der Gleitfläche des Wintersportgerätes, auf die die erfindungsgemäße Gleitmittelmischung aufgetragen wird, steht dieser Erfindung nicht entgegen. Es werden keine speziellen Verfahren für die fachgerechte Applikation der erfindungsgemäßen Gleitmittelmischung benötigt, die nicht schon Stand der Technik sind.
  • Graphen lässt sich mit allen natürlichen, teilsynthetischen oder vollsynthetischen Wachsen, Fetten oder Ölen kombinieren, die nach dem heutigen Stand der Technik im Bereich Wintersportgleitmittel verwendet werden. Insbesondere sind auch folgende Stoffe insbesondere in oligomerer oder polymerer Form zur Kombination mit Graphen geeignet:
    Polymerisations- und Copolymerisationsprodukte von Ethylen und Propylen, Inden und Styren und ihren möglichen Methylderivaten sowie andere aromatische Kohlenwasserstoffharze, aliphatische Kohlenwasserstoffe, Fettsäuren und deren Derivate wie Fettsäurester, Fettsäurealkohole oder Fettsäureether, Polyorganosiloxane, halogenhaltige Polyorganosiloxane, Copolymere aus teil- oder perfluor-Polyether mit Polydiorganosiloxanen, Silsesquisiloxane, Polyhedral Oligomeric SilSesquisiloxane (POSS), Silane und deren Kondensationsprodukte, teil- oder vollhalogenierte Kohlenstoffverbindungen, die auch Heteroatome in der Polymerhauptkette oder in den Seitenketten enthalten können, Oligomere oder Polymere von Aldehyden, Acrylaten, Urethanen, auch teilfluoriert, Harnstoffen, Uretdionen, Carbamaten, Estern, Esteramiden, Polyhydroxyalkanoaten, Iminen, Imiden, Amiden, Aminen, Ethern, Ketonen, Acetalen, Vinylacetaten, Lactonen, Carbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren, Lactiden, Stärken, Cellulosen, Alkoholen, Anhydriden oder Mischungen oder Copolymere wenigstens zweier der genannten Stoffe. Als Derivate dieser Stoffe können auch teil- oder vollhalogenierte Typen eingesetzt werden.
  • Als Lösemittel für die Gleitmittelmischungen können sowohl anorganische als auch organische Verbindungen eingesetzt werden: Wasser, Alkohole, teil- oder vollhalogierte Kohlenwasserstoffe, besonders bevorzugt sind hier teil- oder vollfluorierte Verbindungen, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, organische oder anorganische Säuren und Basen, Acetale, Ester, Ether, Ketone, Pyrrolidone, Lactone.
  • Übliche und dem Stand der Technik entsprechende Zusatzstoffe wie Viskositätsregler, Verlaufsmittel, Trockenhilfsstoffe, Antioxidantien, UV-Stabilisatoren, Duft- und Farbstoffe sowie Antiabsetzmittel können ebenfalls Bestandteile der Gleitmittelmischung sein.
  • Graphen ist verträglich mit einer Vielzahl an festen Zusatzstoffen organischer oder anorganischer Natur, beispielhaft sollen Ruß, Graphit, fluorierter Graphit, Fullerene sowie funktionalisierte Fullerene, Kohlenstoffnanoröhrchen sowie funktionalisierte Kohlenstoffnanoröhrchen, Siliciumcarid, Bornitrid, Borcarbid, Kieselsäure, Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Ceroxid, Titannitrid, Titandioxid, Glimmer und perfluorierte Mikropulver genannt werden. Generell sind solche Gesamtmischungen bevorzugt, die sehr hohe Umweltverträglichkeit und den Ausschluss von Gesundheitsgefahren gegenüber dem Anwender bei bestimmungsgemäßen Gebrauch gewährleisten.
  • Ein zur erfindungsgemäßen Verwendung hergestelltes Aufreibe-, Heiß- oder Flüssigwachs enthält mindestens einen der in den drei zuvor genannten Absätzen genannten Stoffe oder eine Mischung aus zwei oder mehr von ihnen und Graphen. Die erfindungsgemäße Verwendung umfasst die Möglichkeit, eine Mischung von Graphen mit organischen oligomeren oder polymeren Substanzen herzustellen und diese Mischung dann mit einer nicht graphenhaltigen Gleitmittelmischung zu vereinen. Diese separat hergestellte Graphenmischung kann auch vor der Vereinigung mit einer nichtgraphenhaltigen Gleitmittelmischung separat getrocknet und zerkleinert werden.
  • Bevorzugt wird Graphen mit einer Partikelgröße von 1 bis 50 nm eingesetzt, besonders bevorzugt ist eine Partikelgröße zwischen 3 nm und 25 nm.
  • Bei den zugesetzten Mengen hat sich dabei ein Masseanteil von 0,05 Gew.-% bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an Feststoffen, als bevorzugt herausgestellt. Besonders bevorzugt ist dabei ein Bereich von 0,05 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an Feststoffen.
  • Beispiel für die Herstellung einer Gleitmittelmischung zur erfindungsgemäßen Verwendung:
  • 20 g Microwachs mit einem Schmelzbereich um 74°C werden mit 28 g eines PE-Wachses (Schmelzbereich um 94°C) bei ca. 110°C bis 125°C aufgeschmolzen. Die Schmelze wird mit 1,0 g eines Perfluoralkylalkans versetzt. Danach wird die Schmelze in 800 ml Spezialbenzin (Siedebereich 100°C bis 140°C), das vorher auf ca. 80°C aufgeheizt wurde, eindispergiert. Es resultiert eine leicht gelblich-klare Lösung. Diese dient als Ausgangsbasis für die folgenden Versuche und wird als Basis A bezeichnet.
  • Sodann werden mit der Basis A verschiedene Testmischungen angefertigt. Dazu werden jeweils 50 g der Basis mit je gleichen Volumina der verschiedenen, festen und pulverförmigen Additive versetzt und mit dem Fachmann bekannten Methoden je 15 Minuten eindispergiert. Spezielle Apparaturen und Ausrüstungen sind nicht notwendig.
  • Die resultierenden Gleitmittelmischungen liegen in jedem Fall als flüssige Mischungen vor, die mittels Sprühauftrag oder mittels Schwammaufträger auf die Gleitfläche der Wintersportgeräte aufgetragen werden.
  • Die Tests erfolgen mit 5 Paar Madshus LL-Testski. Diese Ski sind ausgesuchte Rennski mit sehr geringer Fertigungstoleranz, gleichem Schliff und gleicher Struktur. Zudem werden die Abweichungen in einem sog. Nulltest ermittelt und später von den Laufzeiten der 4 langsameren Skipaare abgezogen. Es werden jeweils 5 Fahrten desselben Testfahrers gemessen, die schnellste sowie langsamste Laufzeit gestrichen und die 3 übrigen gemittelt. Danach wird bei den betreffenden Skipaaren der o. g. Korrekturfaktor eingearbeitet. Danach werden alle Ski von weiteren Fahrern jeweils 6 km gefahren und ein zweiter Test vom Fahrer des ersten Tests gemacht.
  • Es zeigt sich überraschenderweise, dass die Mischung, die Graphen zur erfindungsgemäßen Verwendung beinhaltet, erhebliche Zeitvorteile erbringt, dies umso mehr, je länger die Beanspruchung dauert. Dies bedeutet, dass nicht nur die Gleitwirkung verbessert wurde, sondern auch die Gebrauchsdauer verlängert wurde.
  • Dieses überraschende Ergebnis wurde zur Absicherung noch durch einen dritten Vergleichstest mit der erfindungsgemäßen Verwendung von Graphen gegen etablierte Wettbewerbsmischungen verifiziert. Diese Mischungen wurden vom unabhängigen externen Testteam ausgewählt ohne Möglichkeit der Einflussnahme durch die Anmelderin. Hierbei erfolgte die Auswahl so, dass es sich dabei um Wachse mindestens gleicher Leistungsklasse handelt, die aktuell im alpinen und nordischen Weltcup eingesetzt werden und dem neuesten Stand der Technik entsprechen. Auch bei diesem Test kommt es zu überraschenden Ergebnissen zugunsten der erfindungsgemäßen Verwendung einer Gleitmittelmischung mit Graphen:
    Die Zeiten wurden nach dem in obengenannten Schema und einer Einfahrstrecke von 6 km für jedes Produkt ermittelt.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung von Graphen zeigt somit überraschenderweise eindeutige Vorteile sowohl gegenüber gleichen Basismischungen mit gleichen Volumina anderen Kohlenstoffmodifikationen als auch gegenüber Wettbewerbsmaterialien nach dem aktuellen Stand der Technik.

Claims (9)

  1. Verwendung von Graphen zur Modifikation der tribologischen Gleiteigenschaften von Wintersportgeräten.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Graphen auf ein mit einer Gleitmittelmischung vorbehandeltes Wintersportgerät aufgebracht wird.
  3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Graphen mit einer Gleitmittelmischung gemischt wird und anschließend auf die Gleitfläche eines Wintersportgerätes aufgebracht wird.
  4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Gleitmittel für Wintersportgeräte wie Alpinski, Ski für nordische Sportarten, Snowboards und Schlitten.
  5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Primärteilchen des Graphens einen Durchmesser zwischen 1–50 nm aufweisen.
  6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil an Graphen in der Gleitmittelmischung 0,05–60 Gew.-% bezüglich des Gesamtfestkörpers der Mischung beträgt.
  7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dass das Graphen funktionelle Gruppen beinhaltet.
  8. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Graphen mit einer Mischung aus organischen Oligomeren oder Polymeren separat vermischt wird und diese Mischung zu einer nicht graphenhaltigen Gleitmittelmischung hinzugefügt wird.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphen enthaltende Mischung vor Zugabe zu einer nicht Graphen enthaltenden Gleitmittelmischung separat getrocknet und zerkleinert wird.
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