NO146122B - Saale for smoerefrie ski. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en såle for smørefri ski. Som kjent fremstilles såler for tur- og langrennsski i

dag hovedsakelig av egnede termoplaster, for eksempel polyetylen. Slike plastmaterialer utviser utmerkede gliegenskaper på våt og tørr snø. For at skiene skal gripe og derved gi muligheter for fraspark, må de imidlertid bestandig smøres. Smøring av slike ski innebærer i prinsippet ikke noe problem, men under enkelte føre- og værforhold stilles brukerne overfor smøretekniske krav som langt fra alle behersker. I de senere år er det derfor blitt markedsført forskjellige typer smøre-frie ski. Imidlertid har slike ski også vært beheftet med visse bruksmessige ulemper.

Et overordnet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en såle for smørefrie ski, som i størst mulig grad reduserer de ulemper smørefri ski hittil har vært kjent for å ha. I denne henseende har oppfinnelsen sitt utgangspunkt i det eldste kjente middel for å oppnå smørefrihet, nemlig pelsremser under skiens midtparti. Dette prinsipp blir som kjent utnyttet også i dag. Imidlertid ligger det i sakens natur at pålimt naturlig eller kunstig pels blir slitt forholds-vis fort og derfor må fornyes ved utskifting. Ved bruk under visse føreforhold har slike ski dessuten egenskaper som nedsetter glien. De alvorligste innvendinger i denne sammenheng, er at den pålimte pelsen kan fylle seg med snø og is ved nullføre. Videre kan skiene i litt ujevn løype bli hengende igjen og lug-ge mot ujevnheter i løypa. Det samme kan også skje hvis pelsen blir presset ned i sneen av andre grunner. Man får under slike forhold et ujevnt og rykkvis løpesett.

Mer konkret er derfor formålet med oppfinnelsen å tilveiebringe en skisåle med et pelslignende parti som på den ene side er tilnærmet like slitesterkt som sålen for øvrig og på den annen side har en slik beskaffenhet og oppbygging i forhold til sålen for øvrig at ising og lugging unngås.

Dette er oppnådd ved skisålen ifølge foreliggende oppfinnelse, som er karakterisert ved at sålens materiale omfatter hovedsakelig et ensartet og kompakt plastfibermateriale hvor fiberender frigjøres i sålens glideflate under slitasje og danner en tettsittende pelslignende struktur av selve sålematerialet. Således vil overflaten av skisålen ifølge oppfinnelsen stadig utvise en pelslignende sliteflate, hvor de enkelte fibre ligger langs med og dels innfelt i sliteflaten og har sine løse ender vendende bakover på skien i glifasen, mens de reiser seg fra sliteflaten under fraspark og derved øker friksjonen.

Denne struktur kan til en viss grad sammenlignes med den retningsorienterte bust som er omtalt i norsk patent nr.

140 091, søknad nr. 78 0006, henholdsvis nr. 78 3199. I den forbindelse er det nevnt at denne retningsorienterte bust består av plastfibre som dannes ved oppsplitting av plastmateri-alet i grensesonene mellom en plastmatriks og innleirede lege-mer. I sammenligning med foreliggende oppfinnelse er imidlertid denne oppsplitting mer å karakterisere som oppflising av materialet, idet busten består av filamenter som mer ligner fliser en definerte fibre slik som ved foreliggende oppfinnelse.

Generelt omfatter denne oppfinnelse enhver retningsorientert pelslignende struktur som er en del av selve skisålen og som fornyer seg selv under bruk. Ifølge en foretrukket utfø-relsesform for oppfinnelsen, består sålematerialet av et fibrillerbart materiale, fortrinnsvis en formet termoplast som er blitt strukket tilstrekkelig til at den molekylære struktur gir grunnlag for fibrillering. Hvor langt det ekstruderte materialet skal strekkes for at optimal fibrillering skal kunne oppnås, er et spørsmål som må besvares ut fra en lang rekke rutinemes-sige forsøk. Det kan imidlertid fastslås at materialet må strekkes minst to ganger, og at strekking over 10 ganger i forhold til opprinnelig lengde etter ekstrudering sannsynligvis nedsetter tverrbindingen i utillatelig grad.

Ifølge en annen foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen, er sålematerialet bygget opp av en bindfase og på forhånd formede fibre. Fiberandelen utgjør 20 - 90 vektprosent.

Alternativt kan bindfasen dannes av fibrene selv, noe man kan oppnå ved en partiell sintring av parallellorienterte fibre uten at fiberstrukturen for øvrig ødelegges.

Ved alle ovennevnte utførelsesformer dannes ved egnet forbehandling en retningsorientert og bevegelig pelslignende struktur hvor de enkelte fibre ligger langs, og dels innfelt i skisålen i glifasen og reiser seg og til dels også vender seg ved fraspark. I skibedriftene gis sålen en slik forbehandling at baksidene av fibrene i overflatesjiktet på sålen er løse og løftet fra sålen. Under bruk av skiene slites sålen p.g.a. bevegelsesforløpet under skiløpingen videre på et slikt vis at denne retningsavhengighet i overflaten blir bestående under hele skiens levetid.

Ved førstnevnte utførelsesform kan denne struktur sammenlignes med en relativt fin pels av mikrofibre, mens strukturen

i de to andre utførelsesformene kan sammenlignes med en relativt sett grovere pels av makrofibre. Ved spesielle teknikker i forbindelse med fremstilling av sålen, kan fibrene orienteres slik at de ligger på skrå i forhold til fartsretningen på skien med åpningen av en spiss vinkel mot skituppen. I begge tilfeller oppnås lav dynamisk friksjonskoeffisient i gliretningen og høy statisk - til dels også dynamisk - friksjonskoeffisient i fra-sparkretningen.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere ved hjelp av ut-førelseseksempler og med henvisning til tegningene, hvor

Figur 1a og 1b illustrerer oppfinnelsens prinsipp,

Figur 2 anskueliggjør skisålen ifølge oppfinnelsen med tilordnede diskontinuiteter, Figur 3 illustrerer et midtparti av sålen hvor sålematerialet består av et fibrillerbart materiale.

På figur 1a og 1b er vist en del av en skisåle 11 som er bygget opp av lange, henholdsvis korte, fibre 12 i sålens lengderetning. Disse fibrene kan bestå av et hydrofobt plast-materiale. Innbyrdes fiberavstand er vist i overdrevet stor skala. Ved oppruing med et egnet verktøy på langs eller tvers, vil fiberender bli løsrevet i bakkant og være festet i forkant hvor de forsvinner inn i sålen, slik som antydet ved 13. Ved gli i pilens retning vil disse fiberendene legge seg langs og innfelt i såleflåtene 14, og reises/vendes ved fraspark i mot-satt retning og derved bevirke at skiene sitter. I praksis dannes tett i tett med løsrevne fiberender som tilsammen utgjør en retningsorientert pelslignende struktur. For å hindre oppsplitting i for lange fibre, kan disse skråstilles i forhold til såleflaten 14, enten under fremstilling eller ved formskjæring av et tykkere såleemne, slik at fibrene står skråttstilt mot skjærflaten som deretter danner såleflaten.

På figur 2 er vist hvordan oppsplitting i lange fibre kan forhindres ved å tilordne diskontinuiteter 25 i sålens overflate 21. I prinsippet kan disse diskontinuitetene være i form av hulrom. På tegningen er vist diskontinuiteter 25 i form av maskinerte overflatehakk.

På figur 3 er vist en del av et midtparti av en skisåle

31 som består av et fibrillerbart, hydrofobt termoplastmateriale eller et sintret fibermateriale. Etter behandling med en fibrilleringsvalse (ikke vist) eller oppruing med annet verktøy, ligger plastfibre 35 som antydet i grov målestokk.

Eksempel I

På forhånd fremstilte lange fibre av HD-polyetylen buntes sammen og mates kontinuerlig mellom to oppvarmede valser, idet valsetrykk og temperatur styres slik at fibrene sintrer sammen uten at fiberstrukturen ødelegges.

Fibermatten, i bredder på 1 - 3 m, eller i andre dimensjo-ner etter behov, presses/sintres mellom ett eller flere oppvarmede valsepar slik at tykkelsen på matten tilsvarer bredden på de skiene som skal fremstilles, i praksis mellom 50 - 75 mm. Matten fremstilles kontinuerlig ved at nye fibre stadig legges på ettersom fibermatten beveger seg inn mellom valsene. Ut av valsene kommer et sammensintret fibermateriale som er porefritt eller nær porefritt.

For å bygge opp den nødvendige tykkelsen på matten, er det fordelaktig å bygge opp matten i flere trinn, slik at flere, 1 - 2 mm tykke matter igjen valses sammen til tykkere matter i en flertrinnsprosess inntil den ønskede tykkelse er nådd.

Etter valsene passerer fibermatten et antall kniver/sager som skjærer opp matten i passende tykkelse for skisåle, 1 - 2 mm. Matten kan skjæres opp i en slik vinkel i forhold til den hovedsakelige fiberretningen, at man ved påliming av sålen til skien kan få den ønskede skråstilling av fibrene i forhold til skiens fartsretning.

Eksempel II

Fibre av et egnet termoplastmateriale, f.eks. HD-polyetylen, blandes med en laveresmeltende LD-polyetylen med en fibermengde på 20 - 90 vektprosent, fortrinnsvis 60 - 80 vektprosent, av den ferdige sålen. Blandingen mates som nevnt ovenfor mellom oppvarmede valser, hvorved LD-polyetylenet smelter og binder sammen fibrene av HD-polyetylen. Prosessen gjennomføres slik at man får et porefritt materiale med parallellorienterte fibre i en matriks.

Ved skråskjæring av fibermaterialet i forhold til fiber-retningen, kan ønsket skråorientering av fibrene i skisålen oppnås.

Eksempel III

Fibre av HD-polyetylen blandes med et laveresmeltende LD-polyetylen i en mengde som utgjør 20-90 vektprosent, fortrinnsvis 60 - 80 vektprosent av den ferdige sålen. Blandin-

gen sintres som omtalt ovenfor slik at granulatet smelter,

hvoretter sålen bestråles med 3-20 MRAD ystråler for punktvis å øke bindestyrken mellom de enkelte fibrene.

I dette tilfellet utgjør sterke bindinger mellom fibrene,

de diskontinuiteter som er omtalt ovenfor. Etter påliming av sålen til skien, foretas oppruing som nevnt ovenfor.

Eksempel IV

Oppkuttede fibre av HD-polyetylen i 1 - 2 mm lengde blan-

des med granulat av et laveresmeltende LD-polyetylen i en mengde som angitt ovenfor. Blandingen ekstruderes deretter gjennom en dyse som forårsaker skjev strømmingsprofil gjennom dysen, hvorved fibrene blir skråttstilt.

Eksempel V

Lange eller korte fibre sintres som angitt i eksempel IV,

men som bindmasse brukes en herdeplast og valsene kjøres uten oppvarming inntil den ennå plastiske fiber/herdeplastmasse er presset sammen til et nær porefritt komposittmateriale. Der-

etter herdes blandingen og matten skjæres opp.

Eksempel VI

Granulat av semikrystallinsk HD-polyetylen ekstruderes på kjent måte gjennom en egnet dyse for å forme et skisåleemne.

I dette tilfellet er imidlertid såleemnet flere ganger tykkere

og bredere enn den ferdige skisålen skal være. Dette emnet ut-settes deretter for strekking 2-10 ganger den opprinnelige lengde inntil emnet er blitt for eksempel 6,5 cm bredt og '

1,5 mm tykt. Ved denne strekking er plastens molekylstruktur blitt mer eller mindre ensrettet i strekkretningen/sålens lengderetning. Deretter limes sålen til skien, hvoretter sålens midtparti fibrilleres

ved hjelp av en fibrilleringsvalse av kjent art og eventuelt behandles med en stålbørste. Den derved dannede pelslignende struktur utgjør en integrert del av sålen for øvrig og fornyer seg selv under bruk ved stadig oppsplitting i den påbegynte retningen.

De ovenfor angitte eksemplene kan modifiseres på basis av de krav som stilles til utgangsmaterialet for skisålen ifølge oppfinnelsen eller endres av fagfolk ut fra de opplysninger som for øvrig er gitt i denne fremstilling, uten at man av den grunn kommer utenfor oppfinnelsens ramme. Disse krav er at materialene skal være hydrofobe, at de ikke skal kunne fuktes av vann og at de lar seg fremstille som fibermaterialer eller som fibrillerbare materialer. I fibermaterialene skal fibrene i det vesentlige være rettede, samt ha, eller ved fysikalsk eller kjemisk behandling gis, en innbyrdes sammenbinding. En rekke materialer besitter disse egenskapene. Hva plast spesi-elt angår, vil man i praksis begrense seg til bruk av polyetylen og polypropylen, selv om polyamider og noen polyuretaner kan komme på tale.

Som fremstillingsmetode er ovenfor hovedsakelig nevnt varmvalsing, men HD-LD-polyetylenblandingen kan også ekstruderes, selv om tekniske vanskeligheter vil nødvendiggjøre et lengre utviklingsarbeid for å unngå å skade fibrene i matesy-linderen ved ekstruderingen.

I ovennevnte er dessuten gjennomgående nevnt fibre som innblanding. Det er klart at virkningen av et materiale hvor fibrene helt eller delvis har form som bånd, er tilsvarende det som er nevnt for fibre og derfor går inn under oppfinnelsen.

Claims (10)

1. Plastsåle for smørefri ski, omfattende i det minste et midtparti med retningsorienterte fibre som rager ut fra sålens glideflate og som ved mekanisk effekt bevirker forskjel-lig friksjon ved gli og ved fraspark, karakterisert ved at sålens materiale omfatter hovedsakelig et ensartet og kompakt plastfibermateriale hvor fiberender frigjøres i sålens glideflate under slitasje og danner en tettsittende pelslignende struktur av selve sålematerialet.

2. Såle som angitt i krav 1, karakterisert ved" at sålematerialet er et fibrillerbart materiale.

3. Såle som angitt i krav 2, karakterisert ved at materialet er en formet og strukket termoplast.

4. Såle som angitt i krav 3, karakterisert ved at materialet etter formgivingen er strukket 2-10 ganger den opprinnelige lengde.

5. Såle som angitt i krav 1, karakterisert ved at sålematerialet er bygget opp av en bindefase og på forhånd formede fibre.

6. Såle som angitt i krav 5, karakterisert ved at materialet er bygget opp av partielt sintrede fibre av termoplast.

7. Såle som angitt i krav 5, karakterisert ved at fiberandelen utgjør 20 - 90 vektprosent.

8. Såle som angitt i krav 2-4 eller 5-7, karakterisert ved at en del av sålematerialet er tilordnet diskontinuiteter som avbryter fibrenes lengdeutstrekning og derved hindrer oppsplitting i for lange fibre.

9. Såle som angitt i krav 8, karakterisert ved at diskontinuitetene består av tverrbindinger mellom fibrene.

10. Såle som angitt i krav 9, karakterisert ved at tverrbindingene er dannet ved radioaktiv bestråling.