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Die Erfindung betrifft ein Beschichtungssystem, das gute Gleiteigenschaften aufweist, gut auf Oberflächen haftet und auf anorganischen Bindemitteln beruht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschichtung für Oberflächen bereitzustellen, die über einen weiten Bereich von Witterungseinflüssen und mechanischem Abrieb einsetzbar, Verschmutzungen nicht aufnimmt und leicht anwendbar ist. Die Aufgabe wird gelöst durch Beschichtungen, die anorganische Bindemittel, z.B. Wasserglas enthalten. Eine erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung der Beschichtung enthält Wasserglas-Lösung und eventuell Zuschlagstoffe, die zusätzliche Eigenschaften einstellen können.
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Beschreibung
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Gleitbeschichtungen auf der Basis von Wachsen, Paraffinen, fluorierte Wachse und Fluorcarbon sind seit langem bekannt und vielfach im Einsatz. Insbesondere für die Beschichtung von Ski, Snowboards und anderen Wintersportgeräten werden hier hoch verschleißfeste Beschichtungen benötigt, die einfach anzuwenden, flexibel für die jeweiligen Wetterbedingungen abzustimmen und umweltfreundlich sind. Weiterhin ist die Schmutzaufnahme dieser weichen, wachsartigen Beschichtungen immer problematisch und führt zu kontinuierlicher Verschlechterung der Gleiteigenschaften. Insbesondere das Verbot von fluorierten Verbindungen in Gleitwachsen macht es erforderlich, eine fluorfreie Alternative bereitzustellen, die über gute Gleiteigenschaften verfügen, einfach zu applizieren sind und über einen langen Zeitraum abriebbeständig ist.
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Die begrenzte Beständigkeit der wachsbasierten Werkstoffe gegenüber mechanischem Abrieb schränkt jedoch ihr Anwendungsspektrum ein. Außerdem sind fluorbasierte Wachse teuer und ihre Herstellung und Verwendung ist nicht unbedenklich für die Umwelt. Weiterhin ist die Applikation der heiß aufgetragenen Produkte sehr aufwändig, zeitintensiv und gesundheitlich bedenklich. Die hohen Applikationstemperaturen, insbesondere zur Applikation der fluorierten Fluorprodukte erfolgt bei hohen Temperaturen, die den HDPE Skibelag stark strapazieren. Für Freizeitsportler sind derartige Produkte daher nicht zu empfehlen.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE199 01 973 ist eine Gleitbeschichtung für Ski beschrieben, die einfach als Flüssigkeit auf die Oberflächen aufgebracht werden kann. Seit dieser Zeit gibt es einen Paradigmenwechsel weg vom zeitaufwendigen Heißwachsen hin zum wesentlich applikationsfreundlicheren Kaltwachsen mit Flüssigprodukten. Allerdings basieren die in o.g. Offenbarungsschrift genannten Materialien noch auf fluorbasierten Werkstoffen, die aktuell stark unter Druck stehen, da sie nicht umweltverträglich sind und daher nicht unkontrolliert in die Umwelt exponiert werden sollen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschichtung für Ski, Snowboards und andere Wintersportgeräte bereitzustellen, die die bestehenden Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe der Beschichtung wird überraschenderweise gelöst durch eine Beschichtung, enthaltend mindestens eine Wasserglaskomponente, gelöst in Wasser oder anderen polaren Lösemitteln.
Mit den erfindungsgemäßen Beschichtungen versehene Skibeläge führen in der Regel zu mindestens gleich guten, meist jedoch verbesserten Gleiteigenschaften gegenüber etablierten Beschichtungen höherer Güte. Weiterhin überraschend ist, dass die Beschichtung eine hohe Abriebfestigkeit aufweist, die deutlich höher ist, als von wachsbasierten Produkten.
Weiterhin überraschend ist, dass mit der erfindungsgemäßen Beschichtung ein gegenüber den konventionellen Wachsbeschichtungen breiterer Temperatur-, Luftfeuchtigskeits- und Schneequalitätsbereich abgedeckt wird. Dadurch werden die Herausforderungen bei der Auswahl der geeigneten Beschichtungen stark reduziert.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen können noch Wasserglashärter, Verdicker, Hydrophobierungsmittel, Leitfähigkeitsadditive, Rutschfestadditive (für Steigwachse) sowie andere Gleitstoffe oder Haftvermittler enthalten sein.
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Die Wasserglaskomponente kann auf der Basis von Lithium-, Kalium- oder Natriumwasserglas oder beliebigen Mischen dieser Komponenten bestehen. Weitehin sind auch Wassergläser mit anderen Gegenionen vorstellbar. Diese Produkte können als Pulverkomponente direkt z.B. in den HDPE Skibelag eingemischt werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die wäßrige Lösung dieser Produkte und direkte Applikation auf den fertig vorbereiteten Skibelag mit Trocknung und ggf. anschließender Politur um überschüssiges Material zu entfernen.
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Von Bedeutung sind auch Zusammensetzungen der folgenden Arten:
- - eine Zusammensetzung beinhaltend ein oder mehrere Wassergläser und/oder elastifizierte Wassergläser
- - eine Zusammensetzung beinhaltend Wasserglaspulver und zumindest einen Wasserglashärter enthält
- - eine Zusammensetzung beinhaltend Wasserglaspulver sowie Hydrophobierungsmittel
- - eine Zusammensetzung beinhaltend Wasserglaspulver sowie Verdicker
- - eine Zusammensetzung beinhaltend Wasserglaspulver sowie Leitfähigkeitsadditive
- - eine Zusammensetzung die einen Anschmutzungsschutz enthält
- - eine Zusammensetzung beinhaltend Wasserglaspulver sowie Haftvermittler
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Die genannten anorganischen Bindemittel können auch elastifiziert sein, beispielsweise gemäß einem Verfahren wie es in
EP1081110 beschreiben ist. Dem Fachmann sind entsprechende Zusätze zur Variierung der Topfzeit, der Verarbeitungsviskosität oder Durchtrocknungszeit bekannt. Durch Zugabe von Bindemitteln, Haftvermittlern, Verdickern, Fließmitteln bzw. Fließverbesserern oder Verflüssigern, sowie Katalysatoren, Komplexbildnern, der Verwendung von verschiedenen Sieblinien oder der Änderung der Füllstoffmenge können die Eigenschaften des Werkstoffs entsprechend den Bedürfnissen angepasst werden.
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Die Beschichtung dient der Steuerung der Gleiteigenschaften und Rutschfestigkeit (Steigwachse, Klister), elektrischen Leitfähigkeit, der Hydrophobie sowie anderer gewünschter Eigenschaften. Weiterhin dient die Deckschicht der leichten Reinigbarkeit der Beschichtungsoberfläche. Diese Deckbeschichtung kann rein anorganisch sein, z.B. basierend auf Wasserglasbindemitteln. Diese haben den Vorteil, einen Brandschutz nach A1 zu gewährleisten und sehr stabil gegenüber Bewitterung und UV-Strahlung zu sein. Sie kann aber auch ein organisch-anorganisches Hybridsystem sein, wie z.B. Siloxane, Mischungen von Epoxy-, PMMA-, Acrylat-, Latex- oder Polyurethanbindemitteln mit Wasserglasbindemitteln oder rein organische Polymerbeschichtung wie Epoxy-, PMMA-, Polyurethan-, Acrylat- oder Latexbindemitteln. Neben der dekorativen Gestaltung lassen sich hier zusätzlich Hydrophobie, Viskosität, elektrische Leitfähigkeit, elektrische Ableitfähigkeit, mikrobiologische Wirksamkeit, Biokompatibilität, Rutschfestigkeit, Abrasionsfestigkeit und andere Eigenschaften einstellen, indem entsprechende Zusatzstoffe in die Bindemittelmatrix eingebaut werden. Besonders für die Steigzone von Langlaufski kann es erwünscht sein, durch das Einbringen von Rutschfestgranulaten ein zurückrutschen des Ski zu verhindern, parallel aber ein Anhaften des Schnees in dieser Rutschfestzone zu verhindern. Durch Kombination von der harten Wasserglasoberfläche, in die zusätzlicher Quarzsand als Rutschfestgranulat eingebracht werden kann, kombiniert mit hydrophoben Beimischungen, z.B. von Siloxanen, lassen sich derartige Eigenschaften realisieren.
Ebenfalls kann die Farbe sowie der Glanzgrad der Oberfläche von matt bis hochglänzend eingestellt werden, entweder durch mechanisches Polieren oder durch einmischen, aufstreuen oder aufblasen von Mattierungsmitteln. Weiterhin können farbige Chips eingestreut oder aufgeblasen werden und/oder farbige Sande genutzt werden, um dekorative Aspekte zu realisieren.
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Die Verarbeitung der Flüssigkeit erfolgt idealerweise durch einen Schwammauträger direkt auf die Oberfläche des Wintersportgeräts. Nach dem Eintrocknen der Flüssigkeit kann die Oberfläche durch Bürsten mit einer Hand- oder maschinellen Rotorbürste poliert werden.
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Als Untergründe können Polymere wie z.B. HDPE (Hochdruckpolyethylen), GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff), Metalle, mineralische Untergründe, Glas, Keramik, Stein, Beton oder Holz verwendet werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei sie sich natürlich nicht auf die darin genannten Ausführungsformen beschränkt. Auch soll der Inhalt aller im vorliegenden Anmeldungstext genannten Schriften (Patente, Patentanmeldungen etc.) als Teil des Inhalts dieser Anmeldung angesehen werden, da es nicht zweckdienlich ist, den Stand der Technik zu wiederholen.
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Beispiel 1
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Ein Beschichtungssystem bestehend aus einer wäßrigen Wasserglaslösung Natriumwasserglas von der Fa. Schem wird mit einem Schwammaufträger auf eine Skibelag-Oberfläche aufgebracht und nach dem Trocknen mit einer Motorbürste ausgebürstet. Die Gleiteigenschaften dieser Beschichtung sind 10% schneller als die eines handelsüblichen teilfluorierten Gleitwachses.
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Beispiel 2
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Ein Beschichtungssystem bestehend aus einer wäßrigen Wasserglaslösung, Kaliumwasserglas Fa. Schem mit einem Verdicker auf der Basis von Schichtsilikaten wird auf eine Skibelag-Oberfläche mit einem Schwammaufträger aufgebracht und nach dem Trocknen mit einer Motorbürste ausgebürstet. Die Gleiteigenschaften dieser Beschichtung sind 12% schneller als die eines handelsüblichen teilfluorierten Gleitwachses.
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Beispiel 3
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Ein Beschichtungssystem bestehend aus einer wäßrigen Wasserglaslösung Kaliumsilikat Fa. Schem mit einem Verdicker auf der Basis von Schichtsilikaten und 3% Quarzsand 0,1-0,3 mm wird mit einem Schwammaufträger auf eine Langlaufski-Steigbereich-Oberfläche aufgebracht und nach dem Trocknen mit der Hand ausgebürstet. Die Steigeigenschaften dieser Beschichtung bei einseitiger Belastung mit dem Körpergewicht sind extrem gut (kein Zurückrutschen der Ski), trotzdem baut sich kein Schnee an der rauen Oberfläche auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19901973 [0005]
- EP 1081110 [0009]