Kayak cilası - Ski wax

Kayak cilası
Kış kayak cilası - Fort Devens Müzesi - DSC07132.JPG
Bir zamanlar ABD Ordusu kayak birlikleri tarafından kullanılan klasik kayak mumları . Soldan sağa: kutulardaki tutma mumları ("kuru kar" için mavi ve "ıslak ve mısır karı" için sarı) ve bir parafin kayma mumu .
Sanayi sektörü (ler) Kış sporları ekipman ve malzemeleri
Ana teknolojiler veya alt süreçler Triboloji
Hammadde Parafin mumu , reçineler , florokarbonlar
Ürün:% s) Glide wax, grip wax
Öncü şirketler Brav Group ( Swix , Toko), Briko-Maplus, Dakine, Dominator, Hertel Wax , Holmenkol, Oneball, Purl, Rex, Rode, Skigo , Startex, Visti

Kayak mumu dahil olmak üzere kar rayları altına uygulanan bir maddedir kayak , snowboard , ve kızaklar da geliştirmek için, sürtünme katsayısının değiştirilmesi altında performans kar koşulları. Kayaklarda kullanılan iki ana tip balmumu kayma cilaları ve kavrama mumlarıdır. Kayma mumuyla en aza indirilecek olan kinetik sürtünmeyi ve kavrama mumuyla elde edilecek statik sürtünmeyi ele alırlar . Her iki tip balmumu da, karın kristal türü ve boyutu ve kar yüzeyinin sıcaklık ve sıcaklık geçmişine göre değişen nem içeriği dahil olmak üzere değişen çeşitli özellikleriyle eşleşecek şekilde tasarlanmıştır. Kayma mum her ikisi için de, kayma sürtünmesini en aza indirmek için seçilir alpine ve kros kayak. Grip wax ("kick wax" olarak da adlandırılır), klasik tekniği kullanarak ileriye doğru adım atan kros kayakçıları için karda çekiş sağlar .

Kayak tabanlarında kullanılan modern plastik malzemeler (örn. Yüksek modüllü polietilen ve Teflon), karda mükemmel kayma özelliklerine sahiptir ve çoğu durumda kayma mumunun katma değerini azaltır. Benzer şekilde, arazi kayaklarındaki tek yönlü dokular (örn. Balık pulu veya mikro ölçekli kıllar), bu kayakçılar için klasik tekniği kullanarak kavrama cilası yerine pratik bir alternatif sunabilir .

Tarih

İsveçli kayak yarışçısı Martin Matsbo , modern kros kayağı mumlarının geliştirilmesine öncülük etti.

1673'te Argentoratensis Lapponiæ'deki (Lapland Tarihi) Johannes Scheffer, kayak balmumu uygulaması için muhtemelen kaydedilen ilk talimatı verdi. Kayakçılara çam katranı ve reçine kullanmalarını tavsiye etti. Kayak cilalama da 1761'de belgelendi. 1733'te katran kullanımı Norveçli albay Jens Henrik Emahusen tarafından tanımlandı. 1740'larda Sami halkının kayaklarının altında reçine ve donyağı kullandıkları yazılı olarak kayıtlara geçmiştir.

1854'ten başlayarak, Kaliforniya altına hücum madencileri yokuş aşağı kayak yarışları düzenlediler. Ayrıca, bitkisel ve / veya hayvansal bileşiklerden demlenen doplarla bulaşan bazların kayak hızlarının artmasına yardımcı olduğunu keşfettiler. Bu, Black Dope ve Sierra Lighting gibi ilk ticari kayak mumlarının (hiç cila içermemelerine rağmen) bazılarına yol açtı ; her ikisi de esas olarak sperm yağı , bitkisel yağ ve çam ziftinden oluşuyordu . Bununla birlikte, bazıları kayak üslerinde eriyen parafin mum balmumu kullandı ve bunlar daha soğuk koşullarda daha iyi çalıştı.

Ahşap kayak tabanları üzerindeki çam katranı, ahşabın gözeneklerini doldurması ve kardaki sudan emmeyi en aza indiren hidrofobik bir yüzey oluşturması, ancak ileriye doğru hareket için çekişe izin verecek yeterli pürüzlülüğe sahip olması nedeniyle yüzyıllar boyunca kayakların nakliye olarak kullanılmasında etkili olduğu kanıtlanmıştır . 1920'lerde ve 30'larda, Avrupalı ​​şirketler tarafından sezonluk kayak üsleri olarak yeni vernikler geliştirildi. Kros yarışı için önemli bir ilerleme, özellikle bahar koşullarında taneli karda iyi çekiş için klister'ın tanıtılmasıydı; klister, 1913 yılında Peter Østbye tarafından icat edildi ve patenti alındı . 1940'ların başlarında, Olimpik kros kayakçısı Martin Matsbo tarafından tavsiye edilen İsveçli bir kimya şirketi, parafin mumu ve diğer katkıları kullanarak petrol bazlı mumların geliştirilmesine başladı . 1952'ye gelindiğinde Toko, Swix ve Rex gibi tanınmış markalar bir dizi renk kodlu, sıcaklığa göre uyarlanmış balmumu sağlıyordu.

20. yüzyılın son çeyreğinde araştırmacılar, su ve ilkbahar koşullarında kayaklara yapışan kirliliklerin ikiz sorunlarına değindi. Terry Hertel, ilk olarak, 1974 yılında Hertel Wax tarafından piyasaya sürülen bir ürün olan, balmumu matrisiyle suyu etkili bir şekilde itecek şekilde etkileşime giren bir yüzey aktif maddenin yeni kullanımıyla her iki sorunu da ele aldı . Hertel ayrıca ilk florokarbon ürününü ve ilkbahar mevsiminde alp disiplini ve snowboard için koşu yüzeyini iten ve kaygan hale getiren ilk bahar balmumunu geliştirdi. Bu teknoloji, 1986 yılında Hertel Wax tarafından piyasaya sürüldü. 1990'da Hertel, parafin, sertleştirici balmumu, fluoroeter diol başına kabaca% 1 ve% 2 SDS yüzey aktif madde içeren "sinterlenmiş tabanlı kar kayaklarında kullanılmak üzere kayak balmumu" için ABD patent başvurusunda bulundu. Hertel mumlarının ticari markaları Super HotSauce, Racing FC739, SpringSolution ve White Gold'dur. 1990'larda, Swix baş kimyager Leif Torgersen, polenleri ve diğer kar kirliliklerini püskürtmek için (mesafeli yarışlar sırasında yumuşak kavramalı mumlarla ilgili bir sorun), kayak tabanına ütülenebilen bir florokarbon biçiminde bir kayma balmumu katkı maddesi buldu. Çözüm, İtalya'da "parafinik balmumu ve hidrokarbon bileşikleri içeren hidrokarbon bileşikleri içeren bir kayak yağlayıcı" olarak patentli , sinterlenmiş polietileninkinden sadece birkaç derece daha düşük bir erime sıcaklığına sahip bir florokarbon tozu geliştiren Enichem SpA'daki Enrico Traverso'nun çalışmasına dayanıyordu. perflorokarbon segmenti ".

Karda kayma bilimi

Bir kayak veya başka bir kaydırıcının bir kar yüzeyinden geçmesiyle oluşturulan, su filmi kalınlığının bir fonksiyonu olarak kar üzerinde kayan sürtünmenin kavramsal temsili.

Bir kayakçının veya başka bir koşucunun kar üzerinde kayma kabiliyeti, hem karın özelliklerine hem de kayağın kayakla sürtünme yoluyla karı eritmekten optimum miktarda yağlanmasına (çok az ve kayak, katı karla etkileşime girmesine) bağlıdır. Çok fazla kristaller ve eriyik suyun kılcal çekiciliği kayağı geciktirir.

Sürtünme

Bir kayak kaymadan önce, statik sürtünme katsayısı olan ve karda kayağın normal kuvvetini ifade eden kayak / kar teması için maksimum değer olan statik sürtünmenin üstesinden gelmelidir . Kinetik (veya dinamik) sürtünme, kayak karın üzerinde hareket ederken meydana gelir. Kinetik sürtünme katsayısı, hem buz hem de kar için statik sürtünme katsayısından daha azdır. Karda kaymak için gereken kuvvet kinetik sürtünme katsayısı ve normal kuvvetin ürünüdür: . Daha soğuk kar sıcaklıklarında hem statik hem de kinetik sürtünme katsayıları artar (buz için de geçerlidir).

Kar özellikleri

Ayrıca bkz: Kar

Kar taneleri, düştüklerinde bile çok çeşitli şekillere sahiptir; bunlar arasında altı kenarlı yıldız benzeri dendritler , altıgen iğneler, trombositler ve buzlu topaklar yer alır. Yerde kar biriktiğinde, sıcaklık değişiklikleri, süblimasyon ve mekanik hareket nedeniyle pullar hemen dönüşüme ( metamorfoz adı verilir ) başlar . Sıcaklık değişiklikleri, ortam sıcaklığı, güneş radyasyonu, yağmur suyu, rüzgar veya kar tabakasının altındaki malzemenin sıcaklığından kaynaklanabilir. Mekanik hareket, rüzgar ve sıkıştırmayı içerir. Zamanla, toplu kar konsolide olma eğilimindedir - kristalleri parçalanmaktan veya kütle kaybetmekten, doğrudan katıdan gaza süblimasyon ve donma-çözülme ile kesilerek, bunların kaba ve taneli buz kristalleri olarak birleşmesine neden olur. Colbeck, taze, soğuk ve insan yapımı karın hepsinin bir kayağın tabanıyla daha doğrudan etkileşime girdiğini ve sürtünmeyi artırarak daha sert balmumu kullanıldığına işaret ettiğini bildiriyor. Tersine, daha yaşlı, daha sıcak ve daha yoğun karlar, kısmen artan tanecik boyutuna bağlı olarak daha düşük sürtünme sunar, bu da daha iyi bir su filmi ve daha yumuşak mumların gösterildiği kar kristallerinin daha pürüzsüz bir yüzeyini destekler.

Yeni düşmüş ve başkalaşmış kar kristalleri

  • Dendritik kar tanesi - mikrografı , Wilson Bentley .

  • Trombositler ve iğneler, iki alternatif kar taneleri biçimi.

  • Bir tane sınırı gösteren (üst orta), yeni oluşmuş bağlarla birlikte taze, kuru kar.

  • Düşük sıvı içerikli ıslak karda buz taneleri kümesi - tane kristalleri 0,5 ila 1,0 mm arasında değişir.

Kayak sürtünme özellikleri

Colbeck, karda kayakların beş sürtünme sürecine genel bir bakış sunuyor. Bunlar: 1) karın yoldan çıkmasına bağlı direnç, 2) kayağın üzerinde ilerlediği karın deformasyonu, 3) kayağın ince bir eriyik su tabakası ile yağlanması, 4) suyun kılcal çekiciliğidir. karda kayak dibine kadar ve 5) karın toz ve diğer kaygan olmayan unsurlarla kirlenmesi. Sürme ve deformasyon, bir bütün olarak kayağın karla etkileşimiyle ilgilidir ve sert bir yüzeyde önemsizdir. Kayma sürtünmesini azaltmak veya yeterli kavrama sağlamak için uygulanan kaygan zemin ve balmumu kayganlaştırma, kılcal çekim ve kirlenme sorunudur.

Tipik olarak, kayan bir kayak, kayak ve geçerken kar arasındaki sürtünme ısısının neden olduğu ince ve geçici bir yağlama tabakası su tabakasını eritir. Colbeck, optimum su filmi kalınlığının 4 ile 12 μ m arasında olduğunu önermektedir . Bununla birlikte, sürtünme tarafından üretilen ısı, soğuk bir kayağa iletim yoluyla kaybedilebilir ve böylece eriyik tabakasının üretimini azaltır. Diğer uçta, kar ıslak ve ılık olduğunda, ısı oluşumu, kayak tabanında artan kılcal sürükleme yaratabilen daha kalın bir film oluşturur. Kuzmin ve Fuss, karda kayma sürtünmesini en aza indirmek için kayak tabanı malzemesi özelliklerinin en uygun kombinasyonunun şunları içerdiğini öne sürüyor: yağlama için eriyik su oluşumunu teşvik etmek için temel malzemenin artan sertliği ve düşük termal iletkenliği, soğuk karda aşınma direnci ve en aza indirmek için hidrofobiklik kılcal emme. Bu nitelikler, kaygan mumların kattığı değeri azaltan bir PTFE bazı ile kolayca elde edilebilir . Lintzén, kayak ve kar koşullarının eğriliği olan arazi kayaklarında sürtünmeyi azaltmada balmumu dışındaki faktörlerin çok daha önemli olduğunu bildiriyor.

Glide balmumu

Kayma balmumu, dağ kayaklarına, snowboard'lara, kaykaylara, klasik kayaklara, kırsal alanda kayaklara ve gezi kayaklarına uygulanabilir. Geleneksel mumlar katı hidrokarbonlar içerir. Yüksek performanslı "florokarbon" mumları ayrıca, saf hidrokarbon mumunun elde edebileceğinden daha düşük sürtünme katsayıları ve yüksek su iticilik elde etmek için hidrokarbonlardaki hidrojen atomlarının bir kısmını flor atomları ile ikame eden flor içerir. Balmumu, aşağıdaki etkileri içeren kar özelliklerinin bir fonksiyonu olarak kayma sürtünmesini en aza indirmek için sertliğe göre ayarlanır:

  • Yaş : Keskin ve iyi tanımlanmış, ancak yaşlanmayla rüzgarın etkisiyle kırılan veya kesilen veya donma-çözülme ile buz granüllerine yuvarlanan ve tümü bir kayağın sürtünme katsayısını etkileyen kar kristallerinin metamorfozunu yansıtır.
  • Nem içeriği : Sıvı su olan ve kayarken kayağın tabanıyla emme sürtünmesi oluşturabilen kütle yüzdesi.
  • Sıcaklık : Kayma sürtünmesinin kayak ve kar arasındaki arayüzdeki kar kristallerini eritebilme kolaylığını etkiler.

Özellikleri

Çeşitli parafin mumları, belirli sıcaklık aralıkları ve değişen balmumu sertliğine sahip diğer kar özellikleri ve nem ve kir iticiliğini ele alan diğer özellikler için özel olarak tasarlanmıştır. Kayma mumunun sertliği, karın yüzey üzerindeki geçişini yağlamak için erimesini ve kardaki eriyik sudan emmeyi önleme kabiliyetini etkiler. Kar kristallerinin çok az erimesi ve keskin kenarları veya çok fazla emme, kayağın geçişini engeller. Kristal tipinin kayan sürtünmeye hakim olduğu ve nem içeriğinin hakim olduğu yerler arasında bir devrilme noktası 26 ° F (-3 ° C) civarında meydana gelir. Daha sert mumlar daha soğuk, daha kuru veya daha aşındırıcı kar koşullarına hitap ederken, daha yumuşak mumlar daha düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir, ancak daha kolay aşınır. Balmumu formülasyonları, sürtünme ve dayanıklılık katsayısını ayarlamak için üç tür balmumu birleştirir. Yumuşak sabit kaynaktan, bunlar sentetik 50 ya da daha fazla karbon atomuna sahip mumlar arasında, mikrokristalin mumları 25 ila 50 karbon atomuna sahip ve parafın 20-35 karbon atomuna sahip. Bu tür mumlara katkı maddeleri arasında kaymayı iyileştirmek ve / veya kir birikimini azaltmak için grafit , teflon , silikon , florokarbonlar ve molibden bulunur .

Uygulama

Glide wax, soğuk veya sıcak olarak uygulanabilir. Soğuk uygulamalar arasında, mum boya gibi sert balmumu ovalama, sıvı bir mum veya sprey mum uygulama yer alır. Sıcak balmumu uygulamaları, bir demir, kızılötesi lamba veya bir "sıcak kutu" fırından ısı kullanımını içerir .

Temel malzeme

Kayma balmumunun rolü, bir kayak tabanının sürtünme özelliklerini, soğuk kristal kardan doymuş taneli kara kadar bir spektrumda karşılaşılacak beklenen kar özelliklerine uyarlamak ve iyileştirmektir. Modern kayak üsleri genellikle ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilenden (UHMWPE) yapılır . Kuzmin, UHMWPE'nin gözeneksiz olduğunu ve ne balmumu ne de suyu tutabildiğini, dolayısıyla gözenekleri doldurmanın mümkün olmadığını iddia ediyor; ayrıca, UHMWPE'nin çok hidrofobik olduğunu, bu da ıslak karın kayağı kayda değer ölçüde geciktirmediğini ve kayma mumunun suyu itmek için çok az ek yetenek sunduğunu iddia ediyor. Şeffaf bazların karbon içeriğine sahip olanlardan daha dayanıklı ve hidrofobik olduğunu belirtiyor. Aynı yazar, çok kuru (yeterince kaygan olmayan) ve çok ıslak (emme kuvvetlerine maruz kayak) bir koşu yüzeyi arasında optimum dengeyi oluşturmak için dokunun yüzey kimyasından daha önemli olduğunu iddia ediyor. Ilık, nemli karda doku, kayak tabanı ile kar arasındaki geciktirici kılcal çekiciliği kırmaya yardımcı olabilir. Giesbrecht, kayak tabanının düşük ıslatma açısının anahtar olduğunu kabul eder ve ayrıca mikrometre ölçeğinde yüzey pürüzlülüğünün derecesinin kar sıcaklığının bir fonksiyonu olarak önemini vurgular - daha pürüzsüz bir yüzey sağlayan soğuk kar ve dokulu bir yüzeyi destekleyen daha ıslak, daha sıcak kar. Bazı yazarlar, modern kayak merkezlerinde herhangi bir kayma cilası kullanma gerekliliğini sorgulamaktadır.

Grip balmumu

Eski Alman kavrama mumu bidonu.
Sovyet dönemi Visti (Висти) - renk ve sıcaklık aralığına göre derecelendirilmiş marka klisterler.

Kros kayakçıları , karda statik sürtünme ile çekiş sağlamak için klasik tarz cilalanabilir kayaklar için bir kavrama balmumu ("tekme mumu" olarak da adlandırılır) kullanırlar . Kayakçının ayağının altındaki bir alana uygulanır ve klasik kayağın "kavrama bölgesi" (veya "tekme bölgesi") olarak adlandırılan bombesi tarafından oluşturulan biraz öne doğru uzanır. Kamberin varlığı, ağırlık bir kayak üzerindeyken ve kayak tamamen esnediğinde kayakların karı tutmasına izin verir, ancak kayaklar eşit ağırlıkta ve bu nedenle tam olarak esnemeden daha az olduğunda sürtünmeyi en aza indirir. Grip mumlar, belirli sıcaklık aralıkları ve kar türleri için tasarlanmıştır; Doğru seçilmiş bir kavrama mumu, kayakçının ağırlığı ve kar koşulları için uygun bombeli kayakların kaymasını önemli ölçüde azaltmaz. Kavrama mumu için kullanılan iki madde vardır: sert mum ve klister.

  • Sert mum : nispeten sağlam olan ve paketleme veya donma-çözülme ile önemli ölçüde değişmeyen kristaller içeren kar için katkıları olan geleneksel olarak parafin balmumu bazlı bir madde . Bir boya, kauçuk, reçine, reçine ve kolofoniyi içeren karışımlar, balmumunun sertliğini belirli, farklı sıcaklık aralıkları (yaklaşık -25 ° F ila +35 ° F) için tutuşunun etkililiğini uyarlamak için ayarlar; mumlar bu sıcaklık aralıklarına göre derecelendirilir ve renk kodlanır. Daha sert kavrama mumları, daha soğuk kar sıcaklıkları için tasarlanmıştır, ancak sıcak havalarda kötü kavrama. Tersine, soğuk sıcaklıklarda daha yumuşak mumlar, eriyik tabakasının birikmesini ve donmuş kar birikmesini teşvik etmesini sağlayacak kadar yeterli sürtünme ve erime yaratır.
  • Klister : reçine, balmumu, çözücü ve yağların bir kombinasyonunu içerebilen yapışkan bir merhem - iri kristallerden oluşan kar için özel olarak hazırlanmış, donma-çözülme yoluyla dönüştürülmüş veya rüzgarla üflenmiş ve belirli sıcaklık aralıkları için ayarlanmış . Püskürtmeli klister, bir tüpten uygulanan klister'den daha uygundur. Klister ile kar koşullarının yanlış eşleşmesi de buzlanmaya neden olabilir.

Bazı kayaklar, kayağın geriye doğru kaymasını önlemek için balık pulu veya başka bir dokuya sahip "mumsuz" dur. Kayak dağcıları , yokuş yukarı tutuş sağlamak için geçici olarak yapıştırılmış tırmanma kaplamaları kullanırlar, ancak tipik olarak iniş için bunları kaldırırlar.

  • Kayma balmumunu ütülenecek ve pürüzsüz bir şekilde kazınacak bir paten kayağına eritmek.

  • Sol ön planda gösterilenler gibi, bir kutu balmumu kullanarak klasik bir kros kayağına kavrama mumunun uygulanması.

  • Sağ ön plandaki "Swix" işaretli öğe gibi elde tutulan bir "mantar" kullanarak klasik bir kros kayağında kavrama balmumunun yumuşatılması.

Balmumu çözücüler

Balmumu, mineral ispirtolar gibi polar olmayan çözücülerle çözülebilir . Bununla birlikte, bazı ticari balmumu çözücüleri , daha az toksik, tutuşması daha zor ve kayak tabanında daha yumuşak olan turunçgil yağından yapılır .

Sağlık ve çevresel etkiler

Sağlık

Kayak mumu, per- ve polifloroalkil maddeler (PFAS'ler) dahil olmak üzere potansiyel sağlık etkilerine sahip kimyasallar içerebilir . Seviyeleri, perflorlanmış karboksilik asitlerin , özellikle perfluorooktonik asit (PFOA) , kayak mevsiminde kayak balmumu teknisyenleri artış gösterilmiştir.

Çevre

Kayak yaparken, kar ve kayaklar arasındaki sürtünme balmumunun aşınmasına ve bahar eriyene kadar kar paketinde kalmasına neden olur. Sonra eriyen kar su havzalarına, akarsulara, göllere ve nehirlere akar, böylece çevrenin kimyası ve besin zinciri değişir. Kayak mumundaki PFAS'lar ısıya dayanıklıdır, kimyasal ve biyolojik olarak stabildir ve bu nedenle çevresel olarak kalıcıdır. Kayak merkezlerinde bulunan hayvanlarda biriktikleri gösterilmiştir. Uluslararası Kayak Federasyonu (FIS) 2020/21 kış sezonu tüm rekabetçi kayak disiplinlerinde waks'lerde PFASs yasağını tanıtmak açıkladı.

Referanslar

daha fazla okuma