Wo verbleibt Skiwachs nach dem Abziehen und Bürsten? – Teil 4
1.8 Erstes Reservoir: Die makroskopische Wachsschicht oberhalb der Oberfläche
Das erste und am deutlichsten sichtbare Reservoir besteht aus dem Wachs, das nach dem Aufbügeln als zusammenhängende Schicht oberhalb der ursprünglichen Skibelagoberfläche zurückbleibt.
Diese Schicht kann lokal relativ dick sein, insbesondere dort, wo große Wachsmengen aufgetragen wurden oder das Wachs mit dem Bügeleisen nicht gleichmäßig verteilt wurde.
Auch das Wachs, das die tieferen Bereiche der geschliffenen Struktur ausfüllt, gehört zu dieser Kategorie.
Dabei handelt es sich nicht um Wachs, das in die Polymermatrix aufgenommen wurde. Vielmehr liegt es oberhalb der lokalen UHMWPE-Oberfläche und füllt mechanisch:
- Strukturrillen,
- Vertiefungen,
- Schleifspuren,
- offene Oberflächendefekte,
- Zwischenräume zwischen hervorstehenden Fibrillen.
Diese Wachsschicht stellt größtenteils einen technologisch bedingten Überschuss dar.
Würde sie auf dem Skibelag verbleiben, könnte sie die Funktion der geschliffenen Struktur überdecken oder erheblich beeinträchtigen.
Sie könnte die tatsächliche Kontaktfläche vergrößern, den Abtransport von Wasser und Verunreinigungen behindern und eine weiche Oberfläche bilden, an der Schmutzpartikel mechanisch haften bleiben.
Deshalb soll diese überschüssige Wachsschicht vor allem mit einer Kunststoffabziehklinge und durch anschließendes Bürsten entfernt werden.
Das makroskopische Wachsreservoir ist nicht überall gleich dick.
Seine Dicke variiert entlang der X- und Y-Achse in Abhängigkeit von der lokalen Oberflächentopografie, der aufgetragenen Wachsmenge, der Bewegungsrichtung des Bügeleisens und der Geometrie der Struktur.
1.9 Zweites Reservoir: Ein dünner Wachsfilm innerhalb der Oberflächenmikrostruktur
Nachdem der makroskopische Wachsüberschuss entfernt wurde, verbleibt eine sehr dünne Wachsschicht, die durch mechanische und adhäsive Wechselwirkungen an die Oberfläche gebunden ist.
Sie befindet sich insbesondere:
- auf den Erhebungen und Flanken der geschliffenen Struktur,
- in feinen Kratzern,
- zwischen Fibrillen,
- in Oberflächendefekten,
- in offenen mikroskopischen Vertiefungen,
- an Grenzflächen zwischen unterschiedlich orientierten UHMWPE-Bereichen,
- im Umfeld bestimmter Additivpartikel und Partikelagglomerate.
Dieses zweite Reservoir stellt nicht mehr lediglich einen dicken technologisch bedingten Wachsüberschuss dar.
Es kann einen wesentlichen Beitrag zu folgenden Eigenschaften leisten:
- Reibungseigenschaften,
- Benetzbarkeit,
- Oberflächenenergie,
- Widerstand gegen Verschmutzung,
- anfängliche Gleiteigenschaften.
Allerdings ist es schwierig, genau zu bestimmen, welcher Anteil dieses Films noch überschüssig und welcher bereits funktionell wirksam ist.
Beim Bürsten muss das Wachs entfernt werden, das die geschliffene Struktur blockiert.
Daraus folgt jedoch nicht automatisch, dass sämtliches Wachs von den Strukturerhebungen, den Rillenflanken und aus der Mikrorauheit der Oberfläche entfernt werden sollte.
Das zweite Reservoir ist besonders anfällig für übermäßiges Bürsten, da es für die Spitzen und Seitenflächen der Bürstenfilamente mechanisch direkt zugänglich ist.
1.10 Drittes Reservoir: Wachs innerhalb der obersten Polymerzone
Das dritte Reservoir besteht aus Wachs, das während des Erwärmens unter die geometrische Oberfläche in den obersten Bereich des UHMWPE eingedrungen ist.
Dabei handelt es sich nicht um Wachs, das in gewöhnlichen offenen Poren gespeichert wäre.
Vielmehr kann es sich insbesondere in folgenden Bereichen befinden:
- oberflächenzugänglichen amorphen Bereichen,
- teilweise zugänglichen Übergangsbereichen,
- Phasengrenzflächen,
- herstellungsbedingten Defekten und Oberflächendefekten,
- Mikrorissen,
- durch Schleifprozesse veränderten Oberflächenbereichen.
Seine Konzentration ist weder über die gesamte Oberfläche noch in der Tiefe gleichmäßig verteilt.
Entlang der X- und Y-Achse wechseln sich Bereiche, die relativ größere Wachsmengen aufnehmen können, mit Bereichen ab, deren Oberfläche überwiegend aus kristallinem Material oder Additivpartikeln besteht und deshalb eine sehr geringe Aufnahmekapazität aufweist.
Entlang der Z-Achse nimmt die Wachskonzentration von der Oberfläche in das Material hinein vermutlich sehr schnell ab.
Dieses Reservoir ist für Abziehklinge und Bürste normalerweise nicht als frei vorliegendes Wachs zugänglich.
Ein Stahlfilament kann das Wachs nicht einfach aus einer unbeschädigten Polymermatrix herauskämmen.
Es kann dieses Wachs jedoch indirekt entfernen, wenn das Filament beginnt, die oberste UHMWPE-Schicht, in der sich das Wachs befindet, mechanisch abzutragen.
Selbst ein sehr geringer Polymerabtrag kann in diesem Zusammenhang bedeutsam sein, wenn der überwiegende Teil des aufgenommenen Wachses innerhalb der ersten wenigen Hundert Nanometer unterhalb der Oberfläche konzentriert ist.