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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleitbrettkörper, ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitbrettkörpers sowie ein Verfahren zum Recycling eines Gleitbrettkörpers.
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Wintersport unter Verwendung von Gleitbrettkörpern (wie zum Beispiel Skiern oder Snowboards) erfreut sich nach wie vor großer Beliebtheit. Insbesondere im Alpinskibereich gibt es dabei einen Trend zu Verleihstationen beispielsweise direkt in den Skigebieten, die zu einem erhöhten Durchsatz der Gleitbrettkörper führen, da die Kunden solcher Verleihstationen einerseits erwarten, immer das aktuellste Modell zu fahren, und andererseits dazu tendieren, mit geliehenen Skiern nachlässiger umzugehen. Die Verleihstationen ersetzen daher in der Regel sämtliche Skier nach zwei Saisons. Dies führt zu einem insgesamt erhöhten Materialverbrauch und überflüssiger Abfallerzeugung.
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Vor diesen Hintergrund beschreibt beispielsweise die
EP 2 574 447 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Skiern aus wiederverwertbaren Materialien. Ferner wird in der
DE 10 2016 005 714 A1 beschrieben, das Unterteil und das Oberteil eines Schneegleitbretts getrennt voneinander herzustellen, sodass die Verbindung zwischen Oberteil und Unterteil lösbar ist. Allerdings sind die im Stand der Technik beschriebenen Gleitbrettkörper nicht auf eine sinnvolle Wiederverwertung hin optimiert.
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Es besteht daher die Aufgabe, einen verbesserten Gleitbrettkörper bereitzustellen, der sich besonders effektiv wiederaufbereiten und weiterverwerten lässt, nachdem Einzelteile des Gleitbrettkörpers bereits verschlissen sind. Es besteht ferner die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines solchen Gleitbrettkörpers bereitzustellen sowie ein verbessertes Verfahren zum Recycling eines Gleitbrettkörpers.
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Diese Aufgaben werden durch einen Gleitbrettkörper gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitbrettkörpers gemäß Anspruch 6 und ein Verfahren zum Recycling eines Gleitbrettkörpers nach Anspruch 10 gelöst.
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Demnach richtet sich die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt auf einen Gleitbrettkörper mit einem Kern, einem mit dem Kern verbundenen Obergurt, einem mit dem Kern verbundenen Untergurt, einer mit dem Kern und/oder dem Obergurt verbundenen Oberflächenschicht und einem mit dem Kern und/oder dem Untergurt verbundenen Belag. Dabei soll die Verbindung zwischen dem Belag und dem Kern und/oder dem Untergurt und/oder die Verbindung zwischen der Oberflächenschicht und dem Kern und/oder dem Obergurt durch Energieeintrag und optional die Änderung eines weiteren physikalischen und/oder chemischen Parameters lösbar sein. Der Energieeintrag erfolgt dabei bevorzugt in der Form von Einwirkung einer erhöhten Temperatur.
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Die Erfindung beruht dabei unter anderem auf der Idee, den Kern des Gleitbrettkörpers zusammen mit dem Obergurt und dem Untergurt, die kaum dem Verschleiß ausgesetzt sind, in Kombination wieder zu verwerten und lediglich diejenigen Bauteile wie Oberflächenschicht, Belag und Kanten, die relativ schnell verschleißen, auszutauschen. Bei einer derartigen Weiterverwertung würden große Mengen an Skimaterialien nicht zur Entsorgung anfallen, was die Erfindung ausgesprochen ressourcenschonend macht.
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Erfindungsgemäß können der Kern des Gleitbrettkörpers sowie die hochwertigen und teuren Ober- und Untergurte wie üblich im Pressverfahren mit Epoxidharz verklebt werden. Einige oder alle der genannten Verschleißteile werden jedoch mit einem anderen Verbindungsmaterial mit Kern und/oder Begurtung verbunden. Soll nun diese Verbindung zwecks Aufbereitung des Gleitbrettkörpers wieder gelöst werden, so kann die entsprechende Verbindungskraft durch des genannten Energieeintrag, beispielsweise das Erhitzen auf eine Temperatur jenseits der Schmelztemperatur eines als Verbindungsmaterial eingesetzten Schmelzklebers, soweit herabgesetzt werden, dass sich die Verschleißteile einfach vom Kern und der Begurtung lösen lassen. Die im üblichen Pressprozess erzielte Vernetzung des Epoxidharzes, das die Begurtung mit dem Kern verbindet, bleibt unter diesen Bedingungen stabil, so dass die Begurtung sicher mit dem Kern verbunden bleibt.
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In diesem Zusammenhang ist zu betonen, dass das erfindungsgemäße Lösen der Verbindung durch Energieeintrag und optional die Änderung eines weiteren physikalischen oder chemischen Parameters nicht erfordert, dass sich die Verbindung selbstständig komplett löst oder gar das Verbindungsmaterial auflöst. Vielmehr ist es in diesem Zusammenhang ausreichend, dass die durch die Verbindung generierte Verbindungskraft im Rahmen des Lösungsprozesses soweit herabgesetzt wird, dass sich die entsprechenden Verschleißteile mit Hilfe eines entsprechenden mechanischen Schritts derart vom Kern und der Begurtung lösen lassen, dass Kern und Begurtung intakt bleiben.
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Eine derartige Verbindung zwischen einem oder mehreren der Verschleißteile und dem Kern und/oder der Begurtung lässt sich beispielsweise mit Hilfe eines Schmelzklebstoffs (auch Heißklebestoff oder Hotmelt) erzielen. Geeignet sind beispielweise thermoplastische Polymere auf Basis von Polyamid, Polyethylen, Amorphe Polyalphaolefine, Ethylenvinylacetat, Polyester, Polyurethan oder Copolyamid. Derartige Schmelzklebstoffe sind lösungsmittel- bzw. wasserfreie und bei Raumtemperatur mehr oder weniger feste Produkte, die im heißen Zustand als viskose Flüssigkeit vorliegen und auf die Klebeschicht aufgetragen werden. Beim Abkühlen verfestigen sie sich reversibel und stellen eine feste Verbindung her. Wird diese Verbindung auf eine Temperatur im Erweichungstemperaturbereich oder darüber erhitzt, so löst sich die Verbindung wieder, das heißt der Schmelzklebstoff wird zu einer viskosen Flüssigkeit.
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Typischerweise erfolgt das Erhitzen durch Einbringen von Wärmeenergie mittels Wärmeleitung oder Wärmestrahlung. Es gibt aber auch Ansätze für sogenannte „debondingon-demand-Materialien“, die in der Lage sind, effektiv Strahlungsenergie aus einem Induktionsfeld zu absorbieren und diese durch verschiedene Verlustmechanismen effizient in Wärme umzusetzen. Ferner ist es auch bekannt, dass sich bei bestimmten debonding-ondemand-Materialien die Verbindung erst dann lösen lässt, wenn ein weiterer physikalischer und/oder chemischer Parameter beeinflusst wird. So lassen sich beispielsweise die Verbindungen bestimmter Materialien nur durch eine Kombination von mäßiger Temperatur und einem angelegten Gleichstrom lösen. Eine solche Lösbarkeit durch Energieeintrag und die Änderung eines weiteren Parameters ist insofern vorteilhaft, als der Auslöser für das Lösen der Verbindung dadurch noch gezielter getriggert werden kann.
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Wie bereits erläutert, kann der Schmelzklebstoff bzw. das entsprechende bonding-on-demand-Material zur Verbindung einer oder mehrerer der leicht verschleißenden Komponenten mit dem Kern und/oder dem Obergurt und/oder dem Untergurt zum Einsatz kommen. So kann eine solche Verbindung beispielsweise für den Belag oder die Oberflächenschicht oder für beide Komponenten zum Einsatz kommen. Zusätzlich können auch die Seitenkanten mit der erfindungsgemäßen Verbindung am restlichen Gleitbrettkörper befestigt werden.
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Dabei sollen der Obergurt und der Untergurt durch den Energieeintrag und optional die Änderung des weiteren physikalischen und/oder chemischen Parameters nicht vom Kern lösbar sein, insbesondere nicht, ohne Kern, Obergurt oder Untergurt zu beschädigen. Dies gilt in einigen Ausführungsformen auch für die restlichen Komponenten des Gleitbrettkörpers, die nicht auf erfindungsgemäße Weise lösbar mit dem Gleitbrettkörper verbunden sein sollen. So soll beispielsweise bei einer Ausführungsform, in der lediglich der Belag und die Seitenkanten mit dem Schmelzklebstoff am Kern und/oder dem Untergurt angebracht sind, die Oberflächenschicht durch den Energieeintrag und optional die Änderung des Weiteren physikalischen und/oder chemischen Parameters nicht vom Kern und/oder Obergurt lösbar sein.
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Um einerseits die Verschleißteile problemlos vom Gleitbrettkörper lösen zu können und andererseits sicher zu stellen, dass die restlichen Komponenten des Gleitbrettkörpers und insbesondere Kern, Obergurt und Untergurt fest miteinander verbunden bleiben, ist es bevorzugt, beispielsweise die Erweichungstemperatur des verwendeten Schmelzklebstoffs im richtigen Temperaturbereich, d.h. mit hinreichendem Abstand zur Erweichungstemperatur des Epoxidharzes anzusiedeln. Da vernetztes Epoxidharz üblicherweise bis zu Temperaturen von jenseits 200°C beständig ist, liegt die Erweichungstemperatur des Verbindungsmaterials bevorzugt in einem Bereich zwischen 75°C und 200°C, stärker bevorzugt zwischen 85°C und 180°C und besonders bevorzugt zwischen 100°C und 150°C. Allgemeiner formuliert ist es bevorzugt, dass die lösbare Verbindung unter Einwirkung von erhöhter Temperatur zwischen 75°C und 200°C, stärker bevorzugt zwischen 85°C und 180°C und besonders bevorzugt zwischen 100°C und 150°C lösbar wird. Hierfür kann auch Einwirkung von Strahlung, bevorzugt HF-Strahlung zum Einsatz kommen. Es ist ferner bevorzugt, dass optional zusätzlich das Anlegen einer elektrischen Spannung bzw. eines elektrischen Stroms notwendig ist, um die Verbindung zu lösen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitbrettkörpers, insbesondere eines Gleitbrettkörpers wie oben beschrieben. Unter einem Gleitbrettkörper wird dabei im Kontext der vorliegenden Erfindung der Körper eines Skis, beispielsweise eines Alpinskis, eines Langlaufskis oder eines Tourenskis, oder eines Snowboards verstanden.
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Erfindungsgemäß werden zunächst ein Belag, zwei Seitenkanten, ein Untergurt, ein Kern, ein Obergurt, eine Oberflächenschicht und ein Verbindungsmaterial zwischen dem Belag und dem Kern und/oder dem Untergurt und/oder ein Verbindungsmaterial zwischen der Oberflächenschicht und dem Kern und/oder dem Obergurt in eine Form eingebracht. Die auf diese Weise in die Form eingebrachten Lagen werden dann mit den üblichen und bekannten Parametern verpresst. Beim Verpressen bildet das Verbindungsmaterial zwischen dem Belag und dem Kern und/oder dem Untergurt und/oder das Verbindungsmaterial zwischen der Oberflächenschicht und dem Kern und/oder dem Obergurt eine Verbindungsschicht aus, die durch Energieeintrag, bevorzugt unter Einwirkung von erhöhter Temperatur, und optional die Änderung eines weiteren physikalischen und/oder chemischen Parameters lösbar ist. Optional kann das Verbindungsmaterial auch zwischen den Seitenkanten und dem Kern und/oder dem Untergurt eingebracht werden und dort eine entsprechende Verbindungsschicht ausbilden.
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Sämtliche oben im Kontext des Gleitbrettkörpers diskutierten bevorzugten Merkmale können auch in bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Verfahren zum Recycling eines Gleitbrettkörpers wie oben beschrieben. Mit anderen Worten ist Ausgangspunkt für das erfindungsgemäße Recyclingverfahren ein Gleitbrettkörper mit den oben genannten Merkmalen, wobei auch alle bevorzugten Merkmale in entsprechenden Varianten des Recyclingverfahrens zum Einsatz kommen können.
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Bei einem gebrauchten Gleitbrettkörper (mit teilweise verschlissenen Komponenten) wird zunächst Energie eingebracht und optional ein weiterer physikalischer und/oder chemischer Parameter an dem Gleitbrettkörper beeinflusst. Bevorzugt wird der Gleitbrettkörper, beispielweise mittels Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung, erhitzt.
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Wie oben ausführlich diskutiert, löst sich durch das Einbringen von Energie die Verbindung der ein oder mehreren speziellen Verbindungsschichten des erfindungsgemäßen Gleitbrettkörpers soweit, dass die Verbindungskraft zwischen den an diese Verbindungsschicht angrenzenden Schichten oder Lagen soweit herabgesetzt wird, dass sich die betreffende Lage im Rahmen eines entsprechenden mechanischen Schritts von der an sie angrenzende Lage trennen lässt. In diesem Zustand werden erfindungsgemäß eine oder mehrere der folgenden Komponenten vom Gleitbrettkörper gelöst: Belag, Seitenkanten, Oberflächenschicht. Der Belag und/oder die Oberflächenschicht werden beispielsweise unter Zuhilfenahme entsprechender Werkzeuge von Kern und Begurtung „geschält“. Die entsprechenden verschlissenen Komponenten können nun nahezu sortenrein entsorgt oder anderen speziellen Recyclingverfahren zugeführt werden. Der verbliebene Gleitbrettkörper, d.h. insbesondere der Kern und die Begurtung wird anschließend mit einer oder mehrerer der folgenden Komponenten in eine Form eingebracht: neuer Belag, neue Seitenkanten, neue Oberflächenschicht. Bei den neuen Komponenten, die die verschlissenen Komponenten ersetzen sollen, kann es sich dabei um identische Komponenten (Neuzustand) handeln oder aber um alternative Komponenten, um beispielsweise mit Hilfe einer neuen Oberflächenschicht ein alternatives Design zu erzielen. Anschließend werden die in die Form eingebrachten Lagen mit den üblichen Parametern verpresst und so ein neuer Gleitbrettkörper hergestellt.
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Gegebenenfalls ist zwischen dem Schritt des Lösens der verschlissenen Komponenten und dem Schritt des Einbringens der neuen Komponenten mit dem Gleitbrettkörper in die Form ein Reinigungsschritt erforderlich, bei dem beispielsweise Klebeschichtrückstände, zum Beispiel durch Sandstrahlen, entfernt werden.
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Beim erneuten Verpressen können herkömmliche Verbindungsschichten beispielsweise aus Epoxidharz zum Einsatz kommen. Es ist jedoch bevorzugt, auch die ausgetauschten Komponenten wieder mit der erfindungsgemäßen Verbindungsschicht am Gleitbrettkörper zu befestigen, um gegebenenfalls ein oder mehrere weitere Austauschschritte zu ermöglichen.
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Dies ermöglicht im Prinzip einen zirkulierenden Ski-Recycling-Prozess, bei dem zunächst der fertige Ski an einen Kunden, beispielsweise einen Verleihhändler, ausgeliefert wird. Nachdem der Ski über einen Zeitraum von 100 bis 200 Tagen im Verleih-Betrieb benutzt wurde, wird der Ski vom Verleihhändler an den Hersteller zurückgegeben, der den gebrauchten Ski in der Produktion, wie oben erläutert, runderneuert. Dieser runderneuerte Ski wird wieder an einen Kunden für einen weiteren Verleihzyklus ausgeliefert. Unter Verwendung entsprechend hochwertiger Kerne und Ober- bzw. Untergurte kann dieser Prozess im Prinzip über Jahre weitergeführt werden.
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Wie bereits eingangs erläutert, ist dieser Prozess ausgesprochen ressourcenschonend, indem weniger Material und weniger Energie verbraucht wird sowie weniger Abfall anfällt. Im Übrigen lässt sich der Pressenzyklus beschleunigen, da beispielsweise Schmelzklebstoffe schneller aushärten als das übliche Epoxidharz.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
- • 1 einen Querschnitt durch einen Ski gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- • 2 einen Querschnitt durch den teilweise demontierten Ski gemäß 1; und
- • 3 einen Querschnitt durch den teilweise demontierten Ski gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist ein Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gleitbrettkörpers (hier: eines Skis) mit einem Kern 1, einem mit dem Kern 1 verbundenen Obergurt 2, einem mit dem Kern 1 verbundenen Untergurt 3, einer mit dem Kern 1 und dem Obergurt 2 verbundenen Oberflächenschicht 4 und einem mit dem Untergurt 3 verbundenen Belag 5 sowie mit dem Kern 1 verbundenen Seitenkanten 6 gezeigt. Dabei sind der Obergurt 2 und der Untergurt 3 jeweils mit einer (nicht gezeigten) herkömmlichen Epoxidschicht mit dem Kern 1 verbunden. Zwischen dem Untergurt 3 und dem Belag 5 sowie zwischen dem Kern 1 bzw. dem Obergurt 2 und der Oberflächenschicht 4 ist jeweils eine (nicht dargestellte) Verbindungsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die durch Energieeintrag, bevorzugt unter Einwirkung von erhöhter Temperatur, lösbar ist. Besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Heißklebschicht. Diese befindet sich optional auch zwischen den Seitenkanten 6 und dem Kern 1.
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Wie bereits oben ausführlich erläutert wurde, werden beim Gebrauch des Skis insbesondere die Oberflächenschicht 4, der Belag 5 und die Seitenkanten 6 verschlissen, sodass gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Recyclingverfahrens die Schmelzklebstoffschichten durch Erhitzen gelöst werden und, wie in 2 schematisch angedeutet, die Oberflächenschicht 4, der Belag 5 und ggf. die Seitenkanten 6 vom Kern 1, dem Obergurt 2 und dem Untergurt 3 gelöst und durch entsprechende neue Komponenten ersetzt werden.
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Wie bereits oben ausführlich erläutert wurde, müssen dabei nicht alle drei Komponenten gelöst werden. Vielmehr kann beispielsweise auch nur die Oberflächenschicht 4 oder der Belag 5 einzeln oder in Kombination mit den Seitenkanten vom restlichen Gleitbrettkörper gelöst werden. Letzteres ist schematisch in 3 gezeigt, wo gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Recyclingverfahrens die Schmelzklebstoffschichten durch Erhitzen gelöst wurden, so dass die Oberflächenschicht 4 und der Belag 5 vom restlichen Gleitbrettkörper gelöst und abgetrennt werden können. Die Seitenkanten 6 verbleiben dabei in dieser Ausführungsform am restlichen Gleitbrettkörper und werden nicht ausgetauscht.
