EP0031412A1 - Skibauteil - Google Patents

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EP0031412A1
EP0031412A1 EP80106440A EP80106440A EP0031412A1 EP 0031412 A1 EP0031412 A1 EP 0031412A1 EP 80106440 A EP80106440 A EP 80106440A EP 80106440 A EP80106440 A EP 80106440A EP 0031412 A1 EP0031412 A1 EP 0031412A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ski
laminate
adhesive
thermoplastic
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP80106440A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gustav Dr. Bihlmayer
Erich Dipl.Ing. Dr. Balder
Robert Grabner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Patheon Austria GmbH and Co KG
Lentia GmbH
Original Assignee
Chemie Linz AG
Lentia GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Chemie Linz AG, Lentia GmbH filed Critical Chemie Linz AG
Publication of EP0031412A1 publication Critical patent/EP0031412A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
    • A63C5/00—Skis or snowboards
    • A63C5/12—Making thereof; Selection of particular materials

Definitions

  • the invention relates to ski components for use in a method for producing skis according to the so-called injection ski method.
  • skis are known.
  • injection process in which the individual ski components, namely the upper chord, lower chord, edges, tip protectors, etc. are inserted into a closed mold and the cavity between the upper and lower chord is foamed with foam, in particular with integral rigid polyurethane foam (DE-OS 20 54 952).
  • the skis produced in this way have the disadvantage that the preload height, which regulates the contact pressure of the ski when skiing by the weight of the runner, and which, in order to ensure optimum skiing properties, should remain as constant as possible, especially at different temperatures, also changes a change in the outside temperature changes very much.
  • the reason for this strong change in the preload height with a change in temperature is that the connection between glass fiber reinforced plastic (laminate) and thermoplastic film, be it on the lower flange, where the thermoplastic film serves as a tread surface, or on the upper flange, where the thermoplastic film, e.g. a ABS film, which serves as surface protection, either directly between the film and the laminating resin or via duromeric adhesives, i.e. in a rigid manner.
  • thermoplastic film or the core material As a result, every thermal movement of the thermoplastic film or the core material is included and transferred to the ski.
  • the laminate has a very low coefficient of thermal expansion, the thermoplastic film and foam core, however, have a much larger If the outside temperature changes, the pre-tension of the ski changes, and with it its skiing properties very strongly.
  • skis which have a different construction, namely the so-called sandwich construction, that is to say from a molded body which consists of a core made of wood, foam or the like and side walls made of ABS or other plastics, and the supporting upper chord above or below or lower chord and the steel edges arranged next to the lower chord as well as the tread covering, it is known not to directly connect the individual parts, which are placed in a mold in the correct order and glued to one another, but a layer made of an elastomer Place the material in between as tension compensation.
  • This intermediate layer is used wherever rigid parts, e.g. Core and top flange or core and bottom flange are to be connected.
  • this elastomeric intermediate layer can jointly connect both the steel edges and the supporting lower flange to the molded body of the ski.
  • the use of elastic or plastic polymers as a vibration-damping intermediate layer between the load-bearing aluminum lamella and the lower or upper edge of the steel or between the load-bearing aluminum lamella and a phenolic resin laminate plate as the side wall is known from AT-PS 351 416.
  • the material intended to form the intermediate layer is applied in the liquid state to the surface of at least one of the bodies to be bonded, hardened, provided with adhesive, and connected to the second body, thereby avoiding the application of adhesive on both sides.
  • the present invention accordingly relates to a ski component made of thermoplastic foils and fiber-reinforced, thermosetting plastics (laminates) for use in the method for producing skis by the injection method, characterized in that the laminate serving as the lower flange has a thermoplastic tread surface and / or as a top flange serving laminate with a thermoplastic covering is connected by an elastomeric adhesive with a layer thickness of 0.05 to 0.5 mm.
  • All elastomeric adhesives are suitable as adhesives; these are plastics with a glass transition temperature) 0 ° C. and a shear modulus in the range> 10 2 N / mm 2 between 20 ° C. and the respective decomposition temperature.
  • Polyurethanes are particularly suitable, preferably those based on hydroxyl-containing polyesters which are crosslinked by isocyanates.
  • the adhesives can be used in solvent-free form or dissolved in a suitable organic solvent, such as methylene chloride or methyl ethyl ketone. Application in solution is particularly advantageous, but in the case of a polyurethane adhesive it must be ensured that polyol and isocyanate do not react prematurely with one another.
  • the application can take place on one side on the laminate or on the thermoplastic or also on both parts to be bonded, the adhesive being applied discontinuously or continuously, by hand or advantageously using a doctor blade or casting machine.
  • the parts to be glued can be pretreated in the usual way before gluing.
  • a polyethylene film is usually pre-treated oxidatively, a GRP laminate is mostly sanded, while ABS is mostly used untreated.
  • connection takes place under heat and pressure in multi-stage presses, continuous presses, calenders or other suitable devices. If a polyurethane adhesive is used, this heat activation creates the elastomeric state from the mixture of polyol and isocyanate and thus the elastomeric adhesive.
  • the choice of the layer thickness of the elastomeric adhesive within the range of 0.05 to 0.5 mm according to the invention depends on the roughness of the surfaces to be bonded.
  • the layer thickness of the adhesive is preferably 0.1 to 0.15 mm.
  • the present method can also be used if a thin, printed intermediate layer is introduced between a thick, transparent thermoplastic film and the laminate. This is sometimes advantageous if the difficult printing of thick plates e.g. HDPE should be avoided by using a thin, transparent, e.g. with the help of rotary printing, printed film is placed between the laminate and the thick transparent film or plate. All three layers are then bonded in one operation; the thin intermediate layer can be surrounded on both sides or only on one side by elastomeric adhesive.
  • the adhesive was applied in a layer thickness of 0.05 mm each to the HD polyethylene and to the laminate, the parts to be bonded were combined and at a pressure of 6 bar, a temperature of 100 ° C and a pressing time of 10 sec.
  • a 0.6 mm thick film made of ABS was glued to a unidirectional laminate with the aid of an adhesive which is based on a linear polyester, has a hydroxyl content of approx. 1% and contains 10% by weight triphenylmethane-4,4 ', crosslinked triisocyanate 4 ".
  • the adhesive was thereby mm applied to the laminate in a layer thickness of 0.15, the parts to be bonded were combined and at a pressure of 10 bar, a temperature of 90 0 C and a pressing time of 12 sec pressed together.
  • the adhesive was applied in a layer thickness of 0.04 mm each to the HD polyethylene and the laminate, the parts to be glued were combined and at a pressure of 10 bar, a temperature of 110 ° C and a pressing time of 15 sec pressed together.
  • 1 cross-country ski was produced by foaming with rigid polyurethane integral foam (density 0.4 g / cm 3 ) from the ski components produced according to Examples 1, 2 and 3.
  • the bias level of the skis was at +15 0 C for 20 mm.
  • the leader height increased by 25% to 25 mm.
  • ski components were manufactured exactly as specified in Examples 1, 2 and 3, but the bonding was in each case carried out using a conventional duromer adhesive made from epoxy resin.
  • a cross-country ski was also made from the ski components thus manufactured, la, 2a and 3a, by foaming with rigid polyurethane integral foam (density 0.4 g / cm 3 ).
  • the bias level of the skis was at +15 0 C for 20 mm. When cooling to -25 ° C, the pretension height increased by 50% to 30 mm.

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Skibauteile zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von Skiern nach dem sogenannten Injektionsskiverfahren, bei dem die als Unter- und/oder Obergurt dienenden faserverstärkten duromeren Kunststoffe (Laminate) durch einen elastomeren Kleber miteinander verbunden sind. Mit Hilfe solcher Skibauteile hergestellte Skier ändern ihre Vorspannung bei Temperaturänderungen nur wenig.

Description

  • Die Erfindung betrifft Skibauteile zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von Skiern nach dem sogenannten Injektionsskiverfahren.
  • Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Skiern bekannt. Eines davon ist das sogenannte Injektionsverfahren, bei dem die einzelnen Skibauteile, nämlich Obergurt, Untergurt, Kanten, Spitzenschoner usw. in eine geschlossene Form eingelegt und der Hohlraum zwischen Ober- und Untergurt mit Schaum, insbesondere mit Polyurethan-Integralhartschaum ausgeschäumt wird (DE-OS 20 54 952).
  • Die auf diese Art und Weise hergestellten Skier haben den Nachteil, daß sich die Vorspannhöhe, welche den Anpreßdruck des Skis beim Fahren durch das Gewicht des Läufers regelt und die, um optimale Fahreigenschaften zu gewährleisten, insbesondere bei verschiedenen Temperaturen möglichst konstant bleiben soll, sich mit einer Änderung der Außentemperatur sehr stark ändert. Der Grund für diese starke Änderung der Vorspannhöhe mit einer Änderung der Temperatur liegt darin, daß die Verbindung zwischen glasfaserverstärktem Kunststoff (Laminat) und Thermoplastfolie, sei es am Untergurt, wo die Thermoplastfolie als Laufflächenbelag dient, oder am Obergurt, wo die Thermoplastfolie, z.B. eine ABS-Folie, als Oberflächenschutz dient, entweder direkt zwischen Folie und Laminierharz oder über duromere Klebstoffe, also in starrer Weise erfolgt. Dadurch wird jede thermische Bewegung der Thermoplastfolie oder des Kernmaterials mitgemacht und auf den Ski übertragen. Da aber das Laminat einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, Thermoplastfolie und Schaumkern jedoch einen wesentlich größeren, ändert sich bei einer Änderung der Außentemperatur die Vorspannung des Skis, und damit seine Fahreigenschaft sehr stark.
  • Bei Skiern, die nach einer anderen Bauweise, nämlich der sog. Sandwichbauweise, das heißt aus einem Formkörper, der aus einem Kern aus Holz, Schaumstoff oder dgl. und Seitenwangen aus ABS oder anderen Kunststoffen besteht, sowie dem darüber bzw. darunterliegenden, tragenden Obergurt bzw. Untergurt und den seitlich neben dem Untergurt angeordneten Stahlkanten sowie dem Laufflächenbelag aufgebaut sind, ist es bekannt, die einzelnen Teile, die in der richtigen Reihenfolge in eine Form gelegt und miteinander verklebt werden, nicht direkt zu verbinden, sondern eine Schicht aus einem elastomeren Werkstoff als Spannunsausgleich 'dazwischen zu legen. Diese Zwischenschicht wird überall dort angewendet, wo starre Teile, wie z.B. Kern und Obergurt bzw. Kern und Untergurt, miteinander zu verbinden sind. Aus der AT-PS 296 103 ist bekannt, daß diese elastomere Zwischenschicht gemeinsam sowohl die Stahlkanten als auch den tragenden Untergurt mit dem Formkörper des Skis verbinden kann. Die Verwendung elastischer oder plastischer Polymerer als schwingsdämpfende Zwischenschicht zwischen tragender Aluminiumlamelle und Stahlunter- bzw. -oberkante bzw. zwischen tragender Aluminiumlamelle und einer Phenolharzschichtstoffplatte als Seitenwange ist aus der AT-PS 351 416 bekannt. Hiebei wird das zur Bildung der Zwischenlage bestimmte Material in flüssigem Zustand auf die Oberfläche von zumindest einem der zu verklebenden Körper aufgetragen, gehärtet, mit Kleber versehen, und mit dem zweiten Körper verbunden, wodurch das beidseitige Auftragen von Kleber vermieden wird. In allen diesen bisher bekannten Fällen werden nur steife Körper, wie beispielsweise Skikern, Stahlkanten, Polyurethan-Hartschaum oder Laminat über eine elastomere Zwischenschicht miteinander verbunden, um beim Belasten eines Skis einen Spannungsausgleich zwischen den relativ starren Bauteilen zu bewirken.
  • Demgegenüber konnte nun gefunden werden, daß bei Skiern, die nach der . Injektionsbauweise hergestellt sind, bei Verwendung elastomerer Klebstoffe zwischen Laminat und thermoplastischer Folie, sei es am Untergurt oder auch , am Obergurt, die Vorspannung unabhängig von Temperaturänderungen besser erhalten bleibt, da der elastomere Klebestoff die thermischen Bewegungen von thermoplastischer Folie und Schaumstoffkern aufnehmen und wieder abgeben kann.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Skibauteil aus thermoplastischen Folien und faserverstärkten, duromeren Kunststoffen (Laminaten) zur Verwendung im Verfahren zur Herstellung von Skiern nach dem Injektionsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das als Untergurt dienende Laminat mit einem thermoplastischen Laufflächenbelag und/oder das als Obergurt dienende Laminat mit einem thermoplastischen Oberbelag durch einen elastomeren Kleber einer Schichtdicke von 0,05 bis 0,5 mm miteinander verbunden ist.
  • Als Klebstoffe eignen sich alle elastomeren Klebstoffe, das sind Kunststoffe mit einer Glasübergangstemperatur ) 0° C und einem Schubmodul im Bereich > 102 N/mm2 zwischen 20° C und der jeweiligen Zersetzungstemperatur. Besonders geeignet sind Polyurethane, vorzugsweise solche, die auf Basis hydroxylgruppenhaltiger Polyester aufgebaut sind, welche durch Isocyanate vernetzt werden. Die Klebstoffe können in lösungsmittelfreier Form oder gelöst in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie z.B. Methylenchlorid oder Methyläthylketon verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist die Auftragung in Lösung, wobei im Falle eines Polyurethanklebers darauf zu achten ist, daß Polyol und Isocyanat nicht vorzeitig miteinander reagieren. Die Auftragung kann sowohl einseitig auf das Laminat oder auf den Thermoplasten oder auch auf beide zu verklebenden Teile erfolgen, wobei der Kleber diskontinuierlich oder kontinuierlich, von Hand oder vorteilhafterweise über eine Rakel oder Gießmaschine aufgetragen wird. Die zu verklebenden Teile können vor der Verklebung in üblicher Weise vorbehandelt werden. So wird üblicherweise eine Polyäthylenfolie oxydativ vorbehandelt, ein GFK-Laminat meist angeschliffen, während ABS meist unvorbehandelt eingesetzt wird.
  • Die Verbindung erfolgt unter Hitze und Druck in Etagenpressen, kontinuierlichen Pressen, Kalandern oder anderen geeigneten Vorrichtungen. Wird ein Polyurethankleber eingesetzt, bildet sich durch diese Wärmeaktivierung aus dem Gemisch aus Polyol und Isocyanat der elastomere Zustand und damit der elastomere Klebstoff. Die Wahl der Schichtdicke des elastomeren Klebers innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches von 0,05 bis 0,5 mm hängt von der Rauhigkeit der zu verklebenden Flächen ab. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke des Klebers 0,1 bis 0,15 mm.
  • Das vorliegende Verfahren kann auch verwendet werden, wenn zwischen eine dicke, transparente Thermoplastfolie und das Laminat eine dünne, bedruckte Zwischenschicht eingebracht wird. Dies ist bisweilen vorteilhaft, wenn das schwierige Bedrucken dicker Platten z.B. aus HDPE dadurch vermieden werden soll, daß eine dünne, transparente, z.B. mit Hilfe von Rotationsdruck bedruckte Folie zwischen Laminat und dicke transparente Folie oder Platte gelegt wird. Die Verklebung aller drei Schichten erfolgt dann in einem Arbeitsgang, die dünne Zwischenschicht kann dabei auf beiden Seiten oder auch nur auf einer Seite von elastomerem Kleber umgeben sein.
    • Beispiel 1:
  • Eine 1 mm dicke Folie aus HD-Polyäthylen, welches ein mittleres Molgewicht von ca. 100 000 besitzt, wurde mit einem unidirektionalen Laminat mit Hilfe eines Klebstoffes verklebt, der auf Basis eines linearen Polyesters aufgebaut ist, einen Hydroxylgehalt von ca. 1 % besitzt und mit 10 Gew.% Triphenylmethan-4,4',4"-trüsocyanat vernetzt ist. Der Klebstoff wurde dabei in einer Schichtdicke von jeweils 0,05 mm auf das HD-Polyäthylen und auf das Laminat aufgetragen, die zu verklebenden Teile wurden vereint und bei einem Druck von 6 bar, einer Temperatur von 100° C und einer Preßzeit von 10 sec verpreßt.
    • Beispiel 2:
  • Eine 0,6 mm dicke Folie aus ABS wurde mit einem unidirektionalen Laminat mit Hilfe eines Klebstoffes verklebt, der auf Basis eines linearen Polyesters aufgebaut ist, einen Hydroxylgehalt von ca. 1 % besitzt und mit 10 Gew.% Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat vernetzt ist. Der Klebstoff wurde dabei in einer Schichtdicke von 0,15 mm auf das Laminat aufgetragen, die zu verklebenden Teile wurden vereint und bei einem Druck von 10 bar, einer Temperatur von 900 C und einer Preßzeit von 12 sec miteinander verpreßt.
    • Beispiel 3:
  • Eine 1 mm dicke Folie aus HD-Polyäthylen, welches ein mittleres Molgewicht von 200 000 besitzt, wurde mit einem unidirektionalen Laminat mit Hilfe eines Klebstoffes verklebt, der auf Basis eines linearen Polyestes aufgebaut ist, einen Hydroxylgehlat von ca. 1 % besitzt und mit ca. 20 Gew.% eines Isocyanates vernetzt ist, welches durch Addition von 3 Molen 2,4-Toluylendiisocyanat mit 1 Mol Trimethylolpropan entsteht. Der Klebstoff wurde dabei in einer Schichtdicke von jeweils 0,04 mm auf das HD-Polyäthylen und auf das Laminat aufgetragen, die zu verklebenen Teile wurden vereint und bei einem Druck von 10 bar, einer Temperatur von 110° C und einer Preßzeit von 15 sec miteinander verpreßt.
    • Beispiel 4:
  • Aus den nach Beispiel 1, 2 und 3 hergestellten Skibauteilen wurde je 1 Langlaufski durch Verschäumen mit Polyurethan-Hartintegralschaum (Dichte 0,4 g/cm3) hergestellt. Die Vorspannhöhe der Skier betrug bei +150 C 20 mm. Bei Abkühlen auf -25° C stieg die Vorspannhöhe um 25 % auf 25 mm.
  • Weiters wurden 3 Skibauteile genau wie in Beispiel 1, 2 und 3 angegeben, hergestellt, jedoch erfolgte die Verklebung jeweils mit einem üblichen duromeren Klebstoff aus Epoxyharz. Aus den so gefertigten Skibauteilen, la, 2a und 3a, wurde ebenfalls ein Langlaufski durch Verschäumen mit Polyurethan-Hartintegralschaum (Dichte 0,4 g/cm3) hergestellt. Die Vorspannhöhe der Skier betrug bei +150 C 20 mm. Bei Abkühlen auf -25° C stieg die Vorspannhöhe um 50 % auf 30 mm.

Claims (5)

1. Skibauteil aus thermoplastischen Folien und faserverstärkten, duromeren Kunststoffen (Laminaten) zur Verwendung im Verfahren zur Herstellung von Skiern nach dem Injektionsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das als Untergurt dienende Laminat mit einem thermoplastischen Laufflächenbelag und/oder das als Obergurt dienende Laminat mit einem thermoplastischen Oberbelag durch einen elastomeren Kleber einer Schichtdicke von 0,05 bis 0,5 mm miteinander verbunden ist.
2. Skibauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des elastomeren Klebers 0,05 bis 0,15 mm beträgt.
3. Skibauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Kleber ein Polyurethan-Klebstoff ist.
4. Skibauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethan-Klebstoff auf Basis hydroxylgruppenhaltiger Polyester, welche durch Isocyanate vernetzt werden, aufgebaut ist.
5. Skibauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Folie und Laminat eine dünne, bedruckte Zwischenschicht eingebracht wird, die über einen elastomeren Kleber mit Folie und Laminat verbunden ist.
EP80106440A 1979-12-27 1980-10-22 Skibauteil Withdrawn EP0031412A1 (de)

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Inventor name: GRABNER, ROBERT

Inventor name: BALDER, ERICH, DIPL.ING. DR.