Jsou fluorové vosky opravdu tak skvělé?

Jeden z předních odborníků na skluz, pan prof. Scherge, sepsal v roce 2021 krátký příspěvek k hlavním výhodám fluorových kluzných vosků, ke kterým dle prof. Schergeho patří:

• snižují kontaktní úhel mezi vodním filmem a povrchem skluznice, což zlepšuje kluzné vlastnosti především na mokrém sněhu s velkým množstvím volné vody, ale i všude tam, kde lyže klouže primárně po vodním filmu
• snižují kontaktní plochu mezi skluznicí a povrchem sněhovým zrn za velmi chladného a vysoce abrazivního sněhu tím, že zvyšují tvrdost skluznice a snižují tím, pronikání ostrých hran do skluznice
• účinnost fluorových vosků - zvláště tzv. čistých fluorů - je tak vysoká, že “upozaďují” či “devalvují” ostatní jemnější prostředky pro zlešování skluzu jako např. kartáčování, strukturování.

Pojdmě se nyní na jednotlivá tvrzení, proč mají být fluorové vosky tak skvělé, podívat trochu detailněji a komplexněji. Zcela přitom vynecháme hledisko zdravotní a ekologické, a sice že fluorové vosky ohrožují životy a zdraví všeho živého.

Snižování kontaktního úhlu mezi vodním filmem a povrchem skluznice

Souhlasíme, toto je primární efekt kluzných vosků na bázi fluoru. Možná bychom jen přidali, že fluorové vosky zlepšují také odpudivost kluzné vrstvy vůči nečistotám, což za podmínek mokrého sněhu s vysokým podílem volné vody bývá už také důležité téma.

Fluorové vosky bychom i za těchto podmínek ale vždy kombinovali se správným strukturováním a kartáčováním. Proč? Kvůli problematické životnosti fluorových vosků, zvláště tzv. čistých fluorů.

Snižování kontaktní plochy mezi sněhovými zrny a povrchem skluznice

Zvyšování tvrdosti skluznice pomocí fluorových vosků je spíše problematické. Jediný pozitivní efekt je v tom, že skluznice je díky spojení s tvrdým kluzným voskem odolnější vůči abrazi způsobované tvrdými a ostrými sněhovými zrny. Zvýšení tvrdosti skluznice však lze dosáhnout i hydrokarbonovými vosky bez přídavku aditiv na bázi fluoru. U extrémně tvrdých vosků navíc nastává problém se zpětným obnažováním zalité struktry, přičemž správná a kvalitní struktura má za těchto podmínek pravděpodbně větší význam než tvrdý fluorový vosk. Tvrdost skluznice navíc zvyšují pouze LF a HF fluorové vosky, čisté fluory mají prakticky nulovou odolnost vůči abrazi.

Devalvace ostatních prostředků pro zlepšování skluzu tzv. čistými fluory

Ano, zvláště tzv. čisté fluory jsou oproti ostatním prostředkům pro zlepšení skluzu zvláště na vlhkém či mokrém sněhu extrémně efektivní, s tím se nedá, než souhlasit. Problém však je životnost. Je poměrně pravděpodobné, že tzv. čisté fluory vydrží na skluznici několik set metrů, možná třeba kilometr a konec, nic, je pryč... A má opravdu smysl na skluznice nanášet za drahé peníze něco, co tam vydrží tak krátce? To už si musí srovnat v hlavě každý sám...

Za nás není fluorových vosků škoda, naopak jsme rádi, že zákaz vyloučil jejich použití alespoň z vrcholových soutěží. Do servisu lyžÍ se bude moci vrátit řemeslo a opravdový um.

Jaký smysl má vrstvení kluzných vosků?

Nanášení kluzných vosků v mnoha vrstvách je velmi rozšířený jev. Výrobci lyžařských vosků k této činnosti vybízí ve svých návodech, leckterý servisman od množství nanesených kluzných vrstev odvozuje míru kvality při přípravě lyží na skluz... Člověka nemůže nenapadnout slogan: "Čím více pruhů, tím více Adidas!”

Je to tak, vrstvení kluzných vosků je stejně absurdní jako tento slogan. Podobně jako značka se třemi pruhy je definována právě a pouze třemi pruhy, tak i skluznice lyží “umí” smysluplně přijmout právě a pouze jednu vrstvu kluzného vosku, vše ostatní je už mrhání časem a prostředků...

Jak je to možné? Skluznice moderních závodních a rekreačně závodních lyží je tvořena materiálem, který při správné přípravě (tedy správném kartáčování před nanesením kluzných vosků) vytváří s aplikovaným kluzným voskem tzv. kluznou vrstvu na molekulární úrovni. Zjednodušeně řečeno dojde k tomu, že se molekuly kluzného vosku propojí s molekulami materiálu UHMWPE a vznikne tak jakási směs tvořená na starně jedné materiálem skluznice (UHMWPE = Ultra High Molecular Weight Poly Ethylen), na straně druhé aplikovaným kluzným voskem, která představuje základ budoucí kluzné vrstvy.

Aby se z této směsi molekulárních řetězců materiálu skluznice vyplněných molekulami kluzného vosku stala skutečná kluzná vrstva, je nutné především obnovit připravenou strojní či manuální strukturu (tedy zbavit skluznici přebytečného vosku v plošných částech, ale především z předem vytvořené struktury).

Co se tedy stane, pokud na skluznici napatláme, zažehlíme a následně namáhavým a zdlouhavým procesem upravíme více vrstev kluzného vosku? V lepším případě nic, tedy situaci ani nezlepšíme, ale ani nezhoršíme... V horším případě, utratíme peníze za vosky, strávíme několik zbytečných hodin preparací kluzných vosků a lyže pojedou hůř než s jednou vhodně zvolenou vrstvou kluzného vosku...

Jak je to možné? Přemýšlejte s námi... Máme čistou skluznici zbavenou starých vosků a zoxidované vrstvy, pomocí mosazného kartáče vytvoříme na povrchu skluznice na molekulární úrovni koberec vlásků tvořených molekulárními řetězci UHMWPE, naneseme kluzný vosk v tuhé nebo tekuté podobě a zažehlíme ho odpovídající teplotou, molekuly kluzného vosku se působením tepla rozpohybují a vyplní volné prostory mezi molekulárními vlásky skluznice. Po zatuhnutí kluzného vosku odstraníme přebytečný vosk ze žlábku, plochy a následně ze struktury lyže. Při posledním kroku si musíme počínat velmi obezřetně, abychom společně s přebytečným voskem neodstranili také základ kluzné vrstvy, tedy směs molekul UHMWPE a kluzného vosku. Pokud se nám podaří základ kluzné vrstvy nepoškodit, máme hotovo a vyhráno...

Ten, kdo na takto preparovanou kluznou vrstvu napatlá další vosk, dosáhne maximálně toho, že se při následním zažehlení molekuly druhého kluzného vosku nanejvíš velmi nerovnoměrně a nehomogenně přimísí do původního základu kluzné vrstvy tvořené molekulárními řetězci UHMWPE a molekulami prvního kluzného vosku. Ledaže by si při odstraňování přebytečného vosku ze struktury lyže počínal natolik neopatrně, že by celý základ kluzné vrstvy ze skluznice odstranil, a začínal by tedy s druhým kluzným voskem opět od začátku...

Tak či tak, je druhá, třetí, čtvrtá, pátá nebo šestá vrstva kluzného vosku jen mrhání penezi, časem a kromě pocitu dobře odvedené práce některých servisních techniků není vůbec k ničemu...

Jaký smysl má tedy vrstvení kluzných vosků: vůbec žádný!

Fluorové vosky, proč nenažranec kopající si vlastní hrob? Část II.

Pokračujme tedy v argumentech, na kterých zakládáme svoji tezi, že výrobci sami spolu-zapříčinili nebo min. výrazně urychlili zákaz fluorových vosků.

3. Kyselina perfluorooktanová (C8/PFOA)

Není žádným tajemstvím, že PFOA označovaná také jako C8 (kvůli 8 uhlíkům v řetězci) je neuvěřitelné svinstvo. PFOA je tak velké svinstvo, že se ho Evropská unie rozhodla od roku 2020 striktně regulovat, tedy až na nezbytné výjimky prakticky zakázat.

Kdo by měl pocit, že přeháním, tak ať si do libovolného internetového prohlížeče zadá "PFOA".

Do 4.7. 2020 była právě PFOA základem aditiv na bázi fluoru používaných pro výrobu tzv. fluorových vosků! Ano, slyšíte správně. Svinstvo označované jako PFOA bylo základem pro výrobu fluorových vosků. Evropská unie tedy nezakázala fluorové vosky, Evropská unie zakázala PFOA, tedy kyselinu, která však byla základem fluorových vosků.

PFOA se používala a zčásti - na základě výjimek - zčásti ještě používá i v jiných průmyslových odvětvích, použití v kluzných fluorových voscích však bylo zcela specifické v tom, že tyto vosky se v uzavřených místnostech zahřívaly relativně vysokou teplotou při procesu zažehlování do skluznice. Při zažehlování kluzných vosků s obsahem PFOA se pak z PFOA uvolňovaly toxické látky (ve formě dýmu, kouře, zápachu), které přímo a vážně ohrožovaly zdraví servisních pracovníků a ostatních přítomných osob.

Vedle přímého ohrožování zdraví servisních pracovníků kontaminovala PFOA rovněž životní prostředí tím, že se z lyží závodníků uvolňovala do sněhu v lyžařských stopách. Na jepičí život tzv. čistých fluorových vosků na povrchu skluznice jsme již upozorňovali výše...

A teď to nejděsivější: z mnoha odborných článků vyplývá, že k PFOA/C8 existovaly méně toxické a méně nebezpečné alternativy. Jinými slovy: PFOA/C8 nebylo nutné používat! Proč se PFOA i přes své toxické a životy a zdraví ohrožující vlastnosti používala? Protože byla pravděpodobně levnější než možné alternativy... Toto podezření potvrzuje také skutečnost, že prakticky neprodleně po zákazu PFOA/C8 přišla velká část výrobců fluorových kluzných vosků s alternativami, tedy s alternativními aditivy na bázi fluoru. Proč ale čekali výrobci až do zákazu ze strany EU, negativních dopadů PFOA na lidské zdraví i životní prostředí si byli zcela jistě vědomi... že by snad za tím byly prachy?

 

 

Fluorové vosky, proč nenažranec kopající si vlastní hrob? Část I.

Všechno frčelo, fluor byl všude a co víc, fungoval... A fungoval výborně - minimálně při srovnání s běžnými uhlovodíkovými kluznými vosky. V čem byl tedy zádrhel, kde se již v největším rozkvětu flurových vosků rodil blížící se strmý pád?

Na tomto místě bychom měli vyjasnit, co považujeme za strmý pád flurových vosků. Strmý pád je pro nás plošný zákaz fluorových vosků definovaný v příslušeném nařízení EU a v příslušném nařízení Evropské komise, tedy zákaz vosků s řetězcem C8/PFOA.

Proč ale přicházíme s relativně velkohubou tezí, že tento strmý pád, tedy zákaz byl min. spolu-zapříčiněn výrobci fluorových vosků samotnými, což naznačujeme již relativně drsným názvem celého článku: "nenažranec kopající si vlastní hrob"?

Pokud již přicházíme s velkohubými tezemi, měli bych být schopni tyto teze také zdůvodnit či odůvodnit. Tak tedy svěže do toho:

1. Podíl aditiv na bázi fluoru nezbytný pro prokazatelné zlepšení kluzných vlastností

Existuje min. důvodné podezření, že s obsahem aditiv na bázi fluoru v kluzných voscích se od určitého obsahu těchto aditiv již nezlepšují kluzné vlastnosti. Dle zkoušek prováděných na padesáti různých druzích fluorových vosků od různých výrobců se mělo ukázat, že nejlepšího zlepšení kluzných vlastností bylo dosaženo při podílu aditiv na bázi fluoru ve výši 4%. Další zvyšování podílu aditiv na bázi fluoru již kluzné vlastnosti prakticky neovlivňovalo.

Co by to tedy znamenalo? Znamenalo by to, že tzv. HF-kluzné vosky = kluzné vosky s vysokým obsahem aditiv na bázi fluoru a tzv. čisté fluorové vosky (prášky, roztoky nebo bločky) již skluz prakticky nezlepšují. To by tedy znamenalo, že ty nejdražší fluorové vosky byly pouze "reklamní trik" či "bouda" či "chiméra", kterou výrobci vytvořili pro optimalizaci svých zisků. Protože jak všichni víme, HF-kluzné vosky a tzv. čisté fluorové vosky byly výrazně dražší než LF-kluzné vosky s obsahem aditiv na bázi fluoru okolo zmiňovaných 4 %. Jinými slovy: tahali nás tak trochu za nos nebo nás vodili na vařené nudli, jak kdo chce...

Čím ale přispěli výrobci k zákazu fluorových vosků?

Vysoký obsah aditiv na bázi fluoru pravděpodobně nezlepšoval kluzné vlastnosti, ale samozřejmě více a rychleji kontaminoval životní prostředí a výrazněji ohrožoval zdraví servisních pracovníků. Nicméně výrobcům pravděpodobně přinesl nemalé zisky...

2. Reálná možnost nanášet více vrstev kluzných vosků

Jak je všeobecně známo, neexistuje nic jako porézní skluznice. Moderní skluznice vyrobené z UHMWPE se s kluznými vosky propojují na molekulární bázi, kde vzniká jakási směs mezi materiálem skluznice a aplikovaným kluzným voskem.

Dale bylo prokázáno, že propojení mezi skluznicí a aplikovaným kluzným voskem na molekulární úrovni se odehrává ve velmi slabé vrstvičce, jejíž tloušťku navíc enormně ovlivňuje způsob aplikace kluzného vosku. Při aplikaci pomocí zažehlení penetruje kluzný vosk do skluznice do hloubky cca 800 nm, při aplikaci za studena pouze do hloubky cca 16 nm.

Pokud se nyní podíváme na návody výrobců fluorových kluzných vosků, jak tyto vosky správně aplikovat, pak se zpravidla dozvíme, že pro dosažení optimálních skluzných vlastností je nutné nanést nejlépe všechny typy fluorových kluzných vosků po sobě. Nejprve - jako podklad - LF kluzný vosk, následně - jako propojovací prvek - HF kluzný vosk a na závěr - jako zlatý hřeb - čistý fluorový vosk.

Pokusme se nyní představit si, co se ve skutečnosti stane: po nanesení a zažehlení LF kluzného vosku se velmi pravděpodobně vytvoří vazby mezi LF kluzným voskem a materiálem skluznice (UHMWPE) na molekulární úrovni. Molekulární vlásky či chloupky skluznice se propojí s molekulami LF kluzného vosku tvořeného molekulami uhlovodíku obohacenými molekulami fluoru. Důležité je konstatování, že se vytvoří vazby mezi skluznicí a LF voskem.

Následně dojde k odstranění přebytečného LF vosku z povrchu skluznice, opětovnému obnažení strukturování a vykartáčování povrchu skluznice lyže. Tímto je dle návodu výrobců fluorových vosků vytvořen základ.

Nyní návody výrobců fluorových vosků doporučují nanést druhou - propojovací - vrstvu fluorového vosku, tentokrát již HF fluorového vosku. Vosk bude nanesen na skluznici a zažehlen. Do jaké hloubky se ale penetruje, když volný prostor mezi chloupky či vlásky skluznice na molekulární úrovni je již obsazen molekulami LF kluzného vosku? Jaké vazby s chloupky či vlásky skluznice na molekulární úrovni HF kluzný vosk vytvoří, když naprostá většina z nich je již "obsazena" molekulami LF kluzného vosku?

Na tyto otázky nemáme bohužel žádnou seriózní odpověď, ale obáváme se, že to nebude žádná sláva. Obáváme se, že většina původních vazeb mezi skluznicí a LF kluzným voskem zůstane zachována a pouze tu a tam se utvoří nové vazby mezi skluznicí a HF voskem, např. v místech původně neobsazených nebo v místech, kde molekuly HF vosků vytlačily molekuly LF vosků. Obáváme se, že už aplikace HF kluzného vosku budou tak trochu vyhozený prachy - z pohledu zákazníka, nikoli z pohledu prodávajícího :-)

Ale čeká náš stále ještě zlatý hřeb - aplikace čistého fluorového vosku. Ale nepředbíhejme. Opět dojde k    odstranění přebytečného HF vosku z povrchu skluznice, opětovnému obnažení strukturování a vykartáčování povrchu skluznice lyže. Na povrch bude nasypán fluorový prášek a zažehlen. Do čeho se bude fluorový práše penetrovat? S čím bude vytvářet vazby? Jak velké procento vůbec nějaké vazby vytvoří a jak velké procento bude v následném kroku opět - bez jakéhokoli užitku - odstraněno? Jaká bude trvanlivost té části čistého fluorového vosku, která byla schopna penetrovat a vytvořit nějaké vazby?

Na tyto otázky nemáme už vůbec žádnou odpověď. Lehce nás ale děsí, že podstatná část tzv. čistého fluorového vosku bude odstraněna ještě na servisním stole a těch několik zbytků, kterým se přeci jen podařilo nějakou vazbu vytvořit, bude mít spíše jepičí život... Ale kdo ví, možná to jen vidíme příliš černě... 

Jedno je ale zcela jisté: čisté fluorové vosky byly vůbec nejdražší, měly největší potenciál kontaminovat životní prostředí a ohrožovat zdraví servisních pracovníků i závodníků samotných. Výrobcům ale pravděpodobně nějakou tu kačku vydělaly :-)

těšte se nebo děste se, to nejhorší teprve přijde...

to be continued = pokračování příště