DE69800764T2

DE69800764T2 - Gleitbrett mit verbesserter Struktur

Info

Publication number: DE69800764T2
Application number: DE69800764T
Authority: DE
Inventors: Jacky Christoud; Jacques Guiguet
Original assignee: Rossignol SA
Current assignee: Skis Rossignol SA
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: FR2758730B1; US6073954A; ATE200987T1; FR2758730A1; EP0861681A1; DE69800764D1; EP0861681B1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung knüpft an das Gebiet der Schnee-Gleitsportarten wie Alpinski, Langlaufski, Snowboadfahren und Monoski oder ähnliches an. Sie ist genauer gesagt auf eine Verbesserung der inneren Struktur der Bretter, die die Ausübung dieser Sportarten ermöglichen, gerichtet, welche ihre mechanische Beschaffenheit und ihr dynamisches Verhalten verbessert.
In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung genauer in ihrer Anwendung auf einen Pistenski beschrieben, wobei ihre Übertragung auf andere Arten von Gleitbrettern für den Fachmann offensichtlich ist.

Stand der Technik

Bekannterweise wird ein moderner Alpinski durch einen Verbund verschiedener übereinanderliegender Elemente gebildet.
So findet man bei einem herkömmlichen Ski eine untere Anordnung, welche den Gleitbelag bildet, und eine obere Anordnung, welche die eigentliche obere Fläche und die seitlichen Schmalseiten aufweist. Zwischen dieser oberen Anordnung und unteren Anordnung ist ein Kern eingefügt, sei er aus Holz, sei er eine Wabenstruktur, sei er aus Schaum, insbesondere aus Polyurethan.
Bei diesen "Schalenski" genannten Ski wird die obere Anordnung durch die obere Schicht gebildet, deren Verlängerungen geneigt verlaufen, um die seitlichen Flächen des Skis zu bilden.
Bekannterweise hat es sich als notwendig erwiesen, Verstärkungselemente zwischen dem Kern und der oberen Anordnung oder zwischen dem Kern und der unteren Anordnung einzufügen. Diese Verstärkungselemente, welche in der Regel durch textile Tücher wie mit thermisch aushärtenden Harzen imprägnierten Glasfasergeweben gebildet werden, verstärken die mechanischen Eigenschaften des Skis und verbessern so sein dynamisches Verhalten.
Unter den verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Gleitbrettern ist eines der schnellsten das sogenannte "In Situ-Einspritzverfahren". Es besteht aus der Anordnung der die Hülle des Brettes bildenden Elemente in einer Form, anschließend aus Einspritzen in deren Inneres der exotherm miteinander reagierenden flüssigen Komponenten zur Bildung eines Polyurethanschaums, dessen Ausdehnungsdruck die Hüllelemente gegen die Wände der Form drückt, wobei der genannte Schaum ebenfalls an den das Brett bildenden Elementen klebt.
Um derartige Skier herzustellen, werden außerdem die Verstärkungselemente in den Formen in einem feuchten Zustand angebracht, wobei das Harz, welches ihnen die mechanischen Eigenschaften verleiht, noch nicht vernetzt ist. Diese Vernetzung erfolgt während der Ausdehnung des Polyurethanschaums, der den Kern bildet, dank der während der exothermen Expansionsreaktion freigesetzten Wärme.
Allerdings passierte es dabei, daß das Harz des Verstärkungselementes und die Komponenten des Polyurethanschaums chemisch reaktiv waren, d. h., daß ihr Kontakt und damit ihre Vermischung die Vernetzung des Harzes beeinträchtigte und die Reaktion, die zur Bildung des Polyurethanschaums führte, modifizierte.
Das Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Vermeidung oder Begrenzung des Auftretens parasitärer chemischer Reaktionen zwischen den verschiedenen chemischen Elementen, die in den aneinander angrenzenden, den Ski bildenden Schichten enthalten sind.
In dem Dokument FR 2 654 645 wurde vorgeschlagen, zwischen die untere und obere Anordnung eine dichte Kunststoffhülle einzufügen, in deren Inneren die zur Expansion vorgesehenen Komponenten des Polyurethanschaums eingespritzt werden. Auf diese Weise bewirkt diese Hülle die Dichtigkeit zwischen dem mit Epoxidharz imprägnierten Verstärkungselement und dem Polyurethanschaum. Unglücklicherweise weist eine derartige Lösung mehrere Nachteile auf, insbesondere die Streckung dieser Hülle aus Kunststoff. Dieses führt in der Praxis zu regellosen Verformungen dieser Hülle und daher zu Ungenauigkeiten in der Anordnung der inneren Elemente der Struktur. Dies hat einen negativen Einfluß auf den Kontakt und das Verkleben der verschiedenen Elemente miteinander.
Nun ist es bei einem auf Biegung beanspruchten Gleitbrett, welches aus einer Anordnung von Schichten besteht, von höchster Wichtigkeit, daß die Schichten perfekt aneinanderhaften, um den an den Kontaktflächen durch die Verformungen entstehenden Scherkräften widerstehen zu können.
Das zweite Problem, welches durch die Erfindung gelöst werden soll, ist das Ermöglichen einer optimalen Adhäsion des Verstärkungselementes in bezug auf den Kern aus Polyurethanschaum.
Schließlich ist es bekannt, daß ein Gleitbrett, welches ausgehend von einer Schichtung starr zusammengesetzter Elemente hergestellt ist, im Verhalten auf dem Schnee das Gefühl eines trockenen, vibrationsreichen, harten, rauhen und somit sehr wenig komfortablen und stark ermüdenden Produkts vermittelt.
Auch wurde in dem Dokument EP 0 428 886 vorgeschlagen, einen elastomeren Film zwischen den Kern aus Polyurthanschaum und die oberen Verstärkungselemente einzufügen.
Ein derartiger Film ist im wesentlichen dicht bezüglich der verschiedenen Bestandteile des Kerns und der Harze der Verstärkungselemente, so daß die Haftung an dem Kern und den Verstärkungselementen zwangsläufig begrenzt ist.
Ferner führt die Zwischenfügung eines derartigen elastomeren Films zu einer Kostenerhöhung.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft somit ein Gleitbrett mit:
- einer unteren Anordnung, welche einen Gleitbelag bildet, der gegebenenfalls durch Kanten begrenzt ist;
- einer unteren Anordnung, welche mindestens eine äußere Schicht aufweist, welche die obere Fläche und die Schmalseiten bildet,
- einem den zwischen der unteren Anordnung und der oberen Anordnung eingefaßten Raum ausfüllenden Kern, der aus einem expandierten Polyurethanschaum besteht,
- mindestens einem Verstärkungselement, welches unter der äußeren Schicht und/oder auf dem Belag angeordnet und mit einem vernetzenden Harz imprägniert ist;
- einem zwischengefügten Klebeelement, welches zwischen dem Verstärkungselement und dem ausfüllenden Kern angeordnet ist.
Dieses Brett ist dadurch gekennzeichnet, daß das genannte zwischengefügte Klebeelement aus einem porösen Flächengebilde besteht, welches auf jeder Seite mit einer kontrollierten Menge einer auf Latex basierenden Lösung beschichtet und teilweise zugesetzt ist, so daß die in Kontakt mit dem Kern befindliche Seite auf ihrer Oberfläche mit Polyurethanschaum imprägniert ist und daß die in Kontakt mit der oberen Anordnung befindliche Seite an ihrer Oberfläche mit dem Harz des Verstärkungselementes imprägniert ist. Auf diese Weise kleben einerseits der Schaum und andererseits das Harz an dem genannten kennzeichnenden, zwischengefügten Element, ohne sich jedoch miteinander zu vermischen. Während der Herstellung bleibt das zwischengefügte Element ausreichend porös, um oberflächlich durch den Polyurethanschaum und durch das Harz des Verstärkungselementes imprägniert zu werden.
Anders ausgedrückt, weist die erfindungsgemäße Struktur eines Skis ein sehr spezifisches zwischengefügtes Klebeelement auf, welches die Haftung einerseits an dem Polyurethanschaum und andererseits an dem mit Epoxidharz imprägnierten Verstärkungselement ermöglicht und dies dank einer Einstellung seiner Porosität, die ein teilweises Eindringen des Polyurethanschaums und des Epoxidharzes ermöglicht. Dieses Eindringen führt zu einem Verhaken und somit zu einer stark verbesserten Adhäsion im Vergleich zur Verwendung eines dichten Kunststoffilms mit glatter Oberfläche. Außerdem muß diese Beschichtung teilweise sein, da sie zwar ausreichend sein muß, damit das Eindringen des Schaums und des Harzes auftritt, jedoch ausreichend begrenzt sein muß, damit diese beiden Komponenten (Schaum und Harz) nicht miteinander in Kontakt treten. Die Porosität muß daher derart eingestellt sein, daß nach der Vernetzung des Schaums und des Harzes die Eindringtiefen nicht zu einem Kontakt dieser beiden Komponenten führen.
Ferner verleiht das zur teilweisen Beschichtung des zwischengefügten Klebeelementes verwendete Material diesem Element eine gewisse Eignung zur elastischen Verformung mit dem Ziel, eine leichte Relativbewegung der betreffenden Schichten während der Verformungen des Skis zu ermöglichen, wobei diese Scherbewegungen in der Beschichtungs-Schicht einerseits einen besseren Widerstand gegen dynamische Verformungen des Gleitbrettes und andererseits eine Absorption eines Teils der Vibrationsenergie zur Folge hat. Das dynamische Verhalten des Skis wird somit verbessert.
In der Praxis kann das poröse Flächengebilde entweder aus Papier oder aus einem faserigen Tuch, vernadelt oder nicht, wie beispielsweise einem Vlies aus Polyesterfasern, aus Zellulosefasern oder aus Glasfasern oder auch aus einem Gewebe bestehen.
Vorteilhafterweise liegt in der Praxis die Porosität des textilen Flächengebildes zwischen drei und einhundert Litern pro Quadratmeter pro Sekunde. Dieses Maß an Porosität entspricht dem Luftvolumen, welches das Flächengebilde auf einer Oberflächeneinheit während einer Zeiteinheit unter einer Druckdifferenz von 196 Pascal zwischen den beiden Flächen des Flächengebildes durchdringt, gemäß den Vorschriften in der Norm AFNOR NFG 07-111.
Tatsächlich wurde festgestellt, daß unterhalb von drei Litern pro Quadratmeter pro Sekunde das zwischengefügte Klebeelement zu undurchlässig ist und das ausreichend tiefe Eindringen der beiden flüssigen Komponenten, dem Harz und den Bestandteilen des Schaums, nicht zuläßt. Das Verhaken und die sich daraus ergebende Haftung sind somit unzureichend, um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu erhalten.
Umgekehrt ist oberhalb von einhundert Litern pro Quadratmeter pro Sekunde das zwischengefügte Klebeelement zu porös, und der Polyurethanschaum und das Epoxidharz dringen zu tief in das Innere des zwischengefügten Klebelements ein und treten miteinander in Kontakt. Hieraus resultieren in diesen Kontaktzonen regellos verteilte Lücken der Haftung, was eine gute Verbindung der Anordnung nicht zuläßt.
Vorteilhafterweise liegt in der Praxis die Masse des Trockenextraktes der das poröse Flächengebilde beschichtenden Latexlösung zwischen 10 und 50% der Masse des porösen Flächengebildes. Unter Latex ist in sehr allgemeiner Weise jede Emulsion gewisser synthetischer Makro- Molekularsubstanzen, aber auch Naturgummi zu verstehen.
In der Praxis können die mit Epoxidharz beschichteten Verstärkungselemente entweder oberhalb des Kerns, d. h. unterhalb der äußeren Schicht, oder unterhalb des Kerns, d. h. oberhalb des Belags, und sogar auf den seitlichen Flächen des Kerns angeordnet sein.

Kurze Figurenbeschreibung

Die Art der Ausführung der Erfindung sowie die Vorteile, die sich aus ihr ergeben, gehen besser anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren hervor, in denen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Schalenskis mit Schmalseiten gemäß der Erfindung ist,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Schalenskis gemäß der Erfindung ist,
Fig. 3 eine Detaildarstellung eines Schnitts durch das kennzeichnende poröse Flächengebilde und die angrenzenden Elemente ist.

Ausführungsformen der Erfindung

Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung ein Gleitbrett, welches zur Ausübung des Alpinskisports, des Langlaufskisports, des Monoskisports oder des Snowboardfahrens bestimmt ist. Die folgende Beschreibung und die Figuren beziehen sich insbesondere auf die Beschreibung eines Pistenskis, jedoch ist die Übertragung auf andere Arten von Gleitbrettern für den Fachmann offensichtlich.
Ein Ski, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt im wesentlichen:
- eine untere Anordnung 1, welche einen Belag 2 aufweist und durch Kanten 3, 4 begrenzt ist;
- eine obere Anordnung 5, welche von einer oberen Schicht 6 gebildet wird, welche die Oberseite des Brettes und einen Teil der seitlichen Schmalseiten 7, 8 bildet, sowie die seitlichen Schmalseiten 7, 8 selbst;
- einen eingespritzten Kern 10, der den Raum zwischen der unteren Anordnung 1 und der oberen Anordnung 5 ausfüllt.
Auf bekannte Weise wird der Kern aus expandiertem Polyurethanschaum gebildet. Dieser Schaum resultiert aus der Reaktion verschiedener flüssiger chemischer Komponenten wie einem Polyalkohol, einem Isocyanat und eventuell einem Treibmittel, einem Farbstoff...
Auf bekannte Weise umfaßt diese Skistruktur ebenfalls Verstärkungselemente 15, 16, welche einerseits unter der oberen Schicht 6 und andererseits auf der unteren Anordnung 1 angeordnet sind. Diese Verstärkungselemente werden durch ein Glasfasergewebe oder ähnliches gebildet. Selbstverständlich erfaßt die Erfindung Varianten, bei denen nur eines dieser Verstärkungselemente verwendet wird. Diese Verstärkungselemente 15, 16 sind dazu bestimmt, dem Ski mechanische Eigenschaften zu verleihen, und bestehen aus einem mit einem Epoxidharz imprägnierten Glasfasergewebe. Die Anpassung dieser Elemente 15, 16 an die allgemeine Form, insbesondere die obere Form des Skis, erfolgt während der Expansion des Polyurethanschaums nach der Einspritzung des Kerns. Da die Expansionsreaktion stark exotherm ist, bewirkt die freigesetzte Wärme die Vernetzung des Epoxidharzes.
Als wesentlicher Bestandteil weist die Struktur des Skis ein zwischengefügtes Klebeelement 17, 18 auf, welches zwischen dem Verstärkungselement 15, 16 und dem ausfüllenden Kern 10 angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung wird dieses zwischengefügte Klebeelement 17, 18 durch ein poröses Fasertuch gebildet, welches teilweise mit einer auf Latex basierenden Lösung beschichtet ist.
Verschiedene Materialien können verwendet werden, damit das zwischengefügte Klebeelement 17, 18 eine ausreichende Porosität aufweist, wie zum Beispiel Papier, Vliesstoffe oder Gewebe. Die für die Vliesstoffe oder Gewebe verwendeten Fasern können Polyesterfasern, Zellulosefasern, Glasfasern oder ähnliches sein. Es ist wesentlich, daß dieses Flächengebilde keine dichte Sperrschicht für den Polyurethanschaum oder für das Epoxidharz des Verstärkungselements 15, 16 bildet, sondern ein gewisses Eindringen erlaubt.
Dieses Eindringen muß kontrolliert und begrenzt sein. Dies wird dank der teilweisen Beschichtung erreicht oder, genauer gesagt, durch Beschichtung mit einer kontrollierten Menge einer Lösung auf Latexbasis. Dabei liegt die Masse dieser das Flächengebilde beschichtenden Lösung als Trockenextrakt zwischen 10 und 50% der Masse des Flächengebildes pro Oberflächeneinheit. Unter den Lösungen auf Latexbasis, die es ermöglichen, die Resultate der Erfindung zu erhalten, können Lösungen auf der Basis von Butadien, von Nitril oder Naturkautschuk des Typs HEVEA genannt werden.
Folglich wird, wenn das poröse Flächengebilde 17 in Kontakt mit dem mit Harz imprägnierten Verstärkungselement 15 tritt, unter der Wirkung des Drucks und der Temperatur das Epoxidharz fließen und somit oberflächlich die obere Fläche des Flächengebildes 17 imprägnieren. Ergänzend dazu werden die den Polyurethanschaum bildenden chemischen Komponenten ebenfalls oberflächlich in die untere Fläche des porösen Flächengebildes 17 eindringen. Dieses Phänomen ist in Fig. 3 dargestellt, wo zu erkennen ist, daß das Epoxidharz der Verstärkung 15 in das poröse Flächengebilde 17 in der Zone 20 eindringt, wogegen die Elemente des Polyurethanschaums des Kerns 10 in das Flächengebilde 17 in der Zone 21 eindringen. Es ist wesentlich, daß das Eindringen durch eine kontrollierte Porosität begrenzt ist, um einen Kontakt zwischen den Zonen 20 und 21 zu unterbinden.
Es existieren verschiedene Lösungen zur Anpassung des Maßes der Porosität des Flächengebildes 17 an die Erfordernisse der Erfindung:
- Verwendung eines Trägerfilms mit variabler Porosität,
- Variation der Menge des Trockenextraktes der Lösung auf Latexbasis,
- Variation der Restmenge dieser Lösung:
- entweder durch Änderung des Durchsatzes der Lösung in der Maschine zur Beschichtung des Flächengebildes oder
- durch Modifizierung der Durchlaufgeschwindigkeit des Flächengebildes unter dem Imprägnierungskopf oder
- durch Modifizierung des Kalandrierdrucks des beschichteten- Films.
Wie man in Fig. 3 erkennt, ermöglicht das Eindringen des Polyurethanschaums und des Epoxidharzes in das Innere des Flächengebildes 17 ein sehr wirksames Verhaken der Verstärkungselemente an dem zwischengefügten Klebefilm, so daß der Halt nicht mehr durch die Adhäsion seiner Grenzschichten, sondern durch die Schichttrennung im Inneren der Trägerschicht begrenzt ist.
Die dosierte und kontrollierte Beschichtung des Flächengebildes 17 stellt eine zweite vorteilhafte Wirkung für das dynamische Verhalten des Skis sicher. Die Lösung auf Latexbasis verleiht dem Flächengebilde 17 eine gewisse Fähigkeit zu elastischen Verformungen und eine Verbesserung seines Widerstandes gegen Abscheren. Dies ermöglicht eine leichte Verschiebung des Verstärkungselementes 15 in bezug auf den Kern, welche durch Zugspannungen und Druckspannungen aufgrund eines gebogenen Balkens erzeugt wird, was eine verbesserte Bruchfestigkeit des Skis, ein komfortables Gefühl aufgrund der Progression der Verformungen und der Dämpfung gewisser Vibrationen zur Folge hat, wodurch das Verhalten des Skis sanfter wird.
Wie in Fig. 2 erkennbar, kann die Erfindung ebenfalls auf einen "Schalenski" angewandt werden, bei dem die seitlichen Flächen 27, 28 von den seitlichen Verlängerungen der oberen Schicht 25 gebildet werden. Aus dem oben Gesagten geht hervor, daß die Verwendung des kennzeichnenden porösen Flächengebildes Skiern oder allgemeiner Gleitbrettern gemäß der Erfindung folgende Vorteile verleiht:
- der das zwischengefügte Klebeelement bildende Film sichert dank seiner Porosität eine gute Adhäsion mit dem Kern und den Verstärkungselementen;
- er verhindert den Kontakt zwischen dem Epoxidharz des Verstärkungselementes und den Elementen, die den Polyurethanschaum bilden, wobei bekannt ist, daß diese Bestandteile chemisch inkompatibel sind;
- die Wahl einer Beschichtungslösung auf Latexbasis verleiht dem zwischengefügten Klebeelement die Fähigkeit zur Aufnahme von Scherkräften und daher dem Ski ein verbessertes dynamisches Verhalten.

Claims

1. Gleitbrett mit:

- einer unteren Anordnung (1), welche einen Gleitbelag (2) bildet, der gegebenenfalls durch Kanten (3, 4) begrenzt ist;

- einer unteren Anordnung (5), welche mindestens eine äußere Schicht aufweist, welche die obere Fläche (6) und die Schmalseiten (7, 8) bildet,

- einem den zwischen der unteren Anordnung (1) und der oberen Anordnung (5) eingefaßten Raum ausfüllenden Kern (10), der aus einem expandierten Polyurethanschaum besteht,

- mindestens einem Verstärkungselement (15, 16), welches unter der äußeren Schicht (6) und/oder auf dem Belag (2) angeordnet und mit einem vernetzenden Harz imprägniert ist;

- einem zwischengefügten Klebeelement (17, 18), welches zwischen dem Verstärkungselement (15, 16) und dem ausfüllenden Kern (10) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das genannte zwischengefügte Klebeelement (17) aus einem porösen Flächengebilde besteht, welches auf jeder Seite mit einer kontrollierten Menge einer auf Latex basierenden Lösung beschichtet und teilweise zugesetzt ist, so daß die in Kontakt mit dem Kern (10) befindliche Seite auf ihrer Oberfläche mit Polyurethanschaum imprägniert ist und daß die in Kontakt mit der oberen Anordnung (5) befindliche Seite an ihrer Oberfläche mit dem Harz des Verstärkungselementes (15) imprägniert ist.

2. Gleitbrett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Flächengebilde (17) ein faseriges Tuch ist und aus einem Vlies bestehend aus Polyesterfasern, Zellulosefasern oder Glasfasern hergestellt ist.

3. Gleitbrett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Flächengebilde (17) ein textiles Tuch und aus einem Gewebe hergestellt ist.

4. Gleitbrett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Flächengebilde (17) aus Papier hergestellt ist.

5. Gleitbrett nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität des porösen Flächengebildes (17) im Bereich zwischen drei und einhundert Litern pro Quadradmeter pro Sekunde (3 l/m21 s und 100 l/m²/s) unter einem Druck von 196 Pascal liegt.

6. Gleitbrett nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Trockenextraktes der das poröse Flächengebilde beschichtenden Latexlösung im Bereich zwischen zehn Prozent (10%) und fünfzig Prozent (50%) der Masse des Flächengebildes (17) liegt.

7. Gleitbrett nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (15) zwischen dem Kern und der äußeren Schicht (6) angeordnet ist.

8. Gleitbrett nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (16) zwischen dem Kern und der unteren Anordnung (1) angeordnet ist.