Jaké vlastnosti by měl mít kartáč pro obnovování zalité struktury?

Jaké vlastnosti by měl mít kartáč pro obnovování zalité struktury?

 

V úvodním obecném článku jsme si řekli, že to musí být každopádně ruční kartáč, nikoli rotační… Lineární pohyb, kontrola přítlaku, dlouhé táhlé pohyby!

 

Pokud to ale s profesionálním servisem myslíme opravdu vážně, pak nám musí být jasné, že to rozhodně nemůže být jeden kartáč! Ano, bude to rozhodně celá sada kartáčů.

 

První parametr, který bude definovat jednu z vlastností našeho správného kartáče pro obnovu struktury je tvrdost kluzného vosku. Nechme zatím zcela stranou všechny prášky, urychlovače, aditiva, roztoky a mluvme pouze a jenom o za tepla aplikovaném uhlovodíkovém kluzném vosku, který však může být doplněn různými aditivy.

 

Tvrdost kluzného vosku je primárně dána délkou molekulárního uhlovodíkového řetězce, který tvoří jeho základ. Zde platí velmi jednoduché pravidlo: čím kratší molekulární řetězec, tím měkčí vosk, a naopak čím delší molekulární řetězec, tím delší vosk. 

 

Co z toho vyplývá? Měkčí vosky penetrují do skluznice o něco lépe, tvrdší vosky o něco hůře! Kratší řetězec se jaksi lépe „směstná“ v mezimolekulárním prostoru mezi extrémně dlouhými molekulárními řetězci UHMWPE. Na druhou stranu delší řetězce tvrdého kluzného vosku se lépe „zapletou“ do molekulární struktury skluznice, tedy i přesto, že tvrdé vosky penetrují do skluznice o něco mělčeji, lépe drží!

 

Co z toho vyplývá pro naši první vlastnost kartáče a pro naše první doporučení, jak obnovovat zalitou strukturu?

 

Kartáč pro obnovení struktury zalité tvrdým voskem musí mít sice jemný vlas (malý průměr jednotlivých vlasů), ale vlas by měl být o něco kratší, aby kartáč byl celkově o něco tvrdší, a bylo možné na něj o něco více tlačit, protože tvrdému vosku se 1) jednak z jemné struktury nebude chtít (jemný vlast proto, aby se dostal do jemné struktury a krátký vlas, aby umožnil přenést větší sílu a tlak) 2) jednak víme, že díky lepšímu propletení delších řetězců vosku s extrémně dlouhými řetězci UHMWPE vosk lépe drží, takže i lépe snese větší tlak.

 

Takže první vlastnost kartáče pro tvrdé vosky je jemný krátký vlas. První doporučení pro obnovování struktury zalité tvrdými vosky je vyšší tlak na kartáč.

 

Kartáč pro obnovení struktury zalité měkkým voskem by měl mít o něco hrubší vlas (tedy o něco větší průměr jednotlivých vlasů), ale vlas by měl být zároveň o něco delší. Měkké vosky – tedy vosky, které o něco lépe penetrují, ale o něco hůře drží – se totiž zpravidla aplikují na vlhké či mokré podmínky, kde struktura bývá hrubší (proto si můžeme dovolit o něco silnější vlas, díky kterému se kartáč tak rychle nezanáší odstraněným voskem). Delší vlas pak zajistí, že o něco silnější vlasy mohou šáhnout do hlubší struktury (hrubší struktura se automaticky rovná hlubší struktura). Delší vlas nás pak také tak trochu hlídá, abychom méně tlačili, protože když začneme tlačit moc, začne se prohýbat, a protože měkčí vosky s kratším řetězcem drží ve skluznici o něco hůře, je při obnovování zalité struktury nutné o něco méně tlačit!

 

Takže první vlastnost kartáče pro měkké vosky je o něco hrubší a delší vlas. První doporučení pro obnovování struktury zalité měkkými vosky je menší tlak na kartáč.

 

Druhý parametr, který bude definovat další z vlastností našeho správného kartáče pro obnovu struktury, je materiál skluznice.

 

Materiál skluznice pak ovlivňuje dva parametry, které jsou velmi důležité pro volbu správného kartáče pro obnovu struktury. Chemickou reakci mezi kartáčem a materiálem skluznice, byť zde zprostředkovanou voskem. Tvrdost kartáče ve vztahu k tvrdosti základního materiálu skluznice, byť opět zprostředkovanou voskem.

 

Chemická reakce mezi kartáčem a materiálem se zdá být důležitější, než by se na první dojem mohlo zdát. Pro obnovu zalité struktury se nejběžněji používají mosazné / bronzové / měděné nebo jemné ocelové kartáče.

 

Dlouho jsem byl osobně přesvědčen, že nejvhodnější jsou mosazné nebo bronzové kartáče, které jsou dostatečně jemné, ale zároveň dostatečně tuhé, aby na straně jedné odstranily vosk ze zalité struktury a na straně druhé nepoškodily zásadně provazby mezi voskem a skluznicí primárně ve flokati-koberci.

 

Bohužel se ale ukazuje, že měď – jako základní prvek mosazných / bronzových a měděných kartáčů – vyvolává na povrchu UHMWPE, tedy základního materiálu, reakci způsobující silnou oxidaci povrchu skluznice. Na povrchu skluznice se mohou tvořit tzv. volné radikály v důsledku porušení molekulárních chemických vazeb UHMWPE.

I přesto, že při obnovování zalité struktury se mezi povrchem kartáče a vlastním povrchem skluznice nachází vosk, je pravděpodobně lepší se komplikacím vyplývajícím ze zvýšené oxidace povrchu skluznice po kontaktu s mědí vyhnout.

 

Jako další materiál se nabízí nylon, tedy materiál, který se může přidávat do základního materiálu skluznice pro zlepšení celkových vlastností. Kontakt nylonu se povrchem skluznice je chemicky neutrální. Bohužel konce nylonových vlásků jsou oblé, a i tvrdší nylonový kartáč se bohužel zpravidla nedostane do vnitřních částí zalité struktury a je tedy pro obnovu zalité struktury nevhodný.

 

Jako nejvhodnější materiál kartáče pro obnovování voskem zalité struktury se jeví ocelový kartáč s jemným vlasem. U měkkých uhlovodíkových vosků s velmi krátkým molekulárním řetězcem by bylo možné testovat kartáče s vlasem z kančích štětin, které mají konce vlásků přirozeně zúžené a mají tedy výbornou prostupnost do zvláště jemné struktury. Zároveň jsou – např. ve srovnání s kartáčem z koňských žíní – relativně tuhé, ale zase výrazně měkčí než ocelový vlas. Kartáče s vlasem z kančích štětin navíc zabraňují tvorbě elektrostatického náboje.

 

Tvrdost skluznice ve vztahu k volbě správného kartáče je při aplikaci HC vosků spíše druhořadá, jelikož aplikovaný HC vosk tvrdost skluznice vždy pouze sníží. Běžná tvrdost skluznice závodních lyží s černou / transparentní i barevnou skluznicí se udává v rozmezí 62 až 65 shore D, zatímco nejtvrdší kluzné vosky dosahují tvrdosti na cca 55 shore D, měkké kluzné vosky mohou mít i pouze cca 10 až 15 shore D.

Tvrdost skluznice začne být zajímavá ve chvíli, kdy – oproštěni od tezí výrobců vosků – se za podmínek tzv. hraničního režimu tření zaměříme na tři zásadní faktory, a to tvrdost skluznice, schopnost skluznice eliminovat či snižovat statický náboj a omezení oxidace povrchu vhodných ochranným prostředkem. Zde začne hrát správná volba kartáče pro vyladění struktury opět PRIM, ale tak daleko v naší osvětě přeci jen ještě nejsme 

 

Třetí parametr, který bude který bude definovat další z vlastností našeho správného kartáče pro obnovu struktury, je tvar skluznice, respektive tvar skluznice v různých částech lyže.

 

Ano, pro profesionální práci budeme potřebovat alespoň jeden vetší (delší a širší) kartáč pro plochy a jeden menší kartáč pro přechodové oblasti skluznice (žlábek, špička, patka atd.)

Čtvrtý parametr, který bude který bude definovat další z vlastností našeho správného kartáče pro obnovu struktury a který jsme ji nakously výše, je struktura, kterou obnovujeme.

 

Ano, mezi strukturami jsou obrovské rozdíly. Zvláště u hrubých a velmi hrubých struktur se ukazuje, že je nutné použít – alespoň pro úvodní = hrubovací fázi obnovování zalité struktury – hrubší či řidší kartáč, jelikož husté a jemné kartáče se velmi rychle zanáší odstraněným voskem. U jemných struktur musíme použít jemný kartáč hned od počátku. A u jemných struktur zalitých tvrdým voskem je obnova zalité struktury vždy velká alchymie!

 

Tak nám držím palce!

 

 

 

 

 

 

 

 

Proč bychom měli při obnovování zalité struktury používat výhradně ruční kartáče?

 Skluznice

 

Skluznice moderních závodních lyží je tvořena UHMWPE s různými aditivy, nejčastěji grafitem, naštěstí už nikoli fluorem, UHMWPE (polyetylén s ultra vysokou molekulární hmotností) je tvořen extrémně dlouhými molekulárními řetězci, tyto řetězce jsou v některých částech skluznice uspořádané či krystalické, v jiných částech amorfní či neuspořádané, pro příjem a navázání vosku jsou rozhodující oblasti amorfní či neuspořádané

 

Víme, že skluznice není pórovitá, jak se dříve věřilo, ale že příjem vosků do skluznice probíhá několika základními mechanismy:

 

1)    Hloubková aplikace = aplikace za tepla

 

Mezi etrémně dlouhými molekulárními řetězky UHMWPE, primárně v tzv. amorfních oblastech, jsou jakési drobné mezery či kavity (podobné volnému prostoru v míse se zamíchanými špagetami). Abychom však mohli molekuly kluzného vosku, dnes již opět molekuly uhlovodíků s různými aditivy do těchto mezimolekulárních kavit či mezer dostat, musíme systém – tedy molekulární řetězce skluznice a molekulární řetězce vosku – rozhýbat. Na straně nejdné musíme uvést vosk do kapalného nebo tekutého stavu, a to co nejblíže tzv. teplotě skápnutí, čímž se stanou molekulární řetězce vysoce mobilní a mohou jaksi „zatéct“ do mezimolekulárních kavit či mezer uvnitř UHMWPE. Na straně druhé musíme ale také rozpohybovat molekulární řetězce UHMWPE, čímž zvýšíme počet kavit a vytvoříme lepší podmínky pro „zatékání“ vosku. K oběma procesům = roztavení vosku a rozhýbání molekulárních řetězců materiálu skluznice potřebujeme teplo, ano, teplo žehličky. Jakmile začne UHMWPE a vosk opět chladnout = tuhnout, začnou se teplem rozhýbané řetězce UHMWPE opět „stahovat“ a uvězní mezi sebou molekuly vosku. Takovéto provazby mezi skluznicí a voskem vytvořené zažehlováním jsou tzv. hloubkové (údaje o skutečné hloubce penetrace vosku se hodně rozcházejí), ale víme,že takto vytvořené provazby jsou relativně stabilní = trvanlivé.

 

2)    Povrchová aplikace = aplikace za studena

 

Na povrchu skluznice vyčnívají volná zakončení molekulárních řetězců UHMWPE, které jsou sami o sobě flexibilní i bez přísunu tepla, jelikož to jsou volná zakončení. Tato volná zakončení existují sami o sobě, ale dle teorie prof. Schergeho je možné jejich množství a orientaci ovlivňovat správným kartáčováním. Vytvořením tzv. flokati-koberce v horní molekulární vrstvě skluznice zvýšíme nejenom schopnost přijímat vosk, nýbrž zlepšíme i nasměrování těchto volných zakončení či chloupků, což se pozitivně odrazí v kluzných vlastnostech. 

 

Právě v této povrchové vrstvičce o tloušťce namo-metrů se provazují za studena aplikované vosky. Smateriálem skluznice se vosky provazují na molekulární úrovni na základě podobných mechanismů, s ohledem na tloušťku této povrchové vrstvyčky a relativně slabé mezimolekulární síly, kterými jsou molekulární řetězceskluznice a vosku provázány (tzv. van der Waalschen síly), je odolnost této vrstvičky vůči abrazi velmi malá.

 

Jak to souvisí s kartáčováním a obnovováním zalité struktury?

 

Kartáčování pro flokati-koberec

 

Jak jsme uvedli výše, tzv. flokati-koberec ovlivňujeme nebo přímo tvoříme vhodným kartáčováním. Musí být použit ocelový kartáč s dlouhým jemným vlasem. Kartáčování musí probíhat výhradně ve směru jízdy – od špičky k patce a musí být prováděno dlouhými táhlými pohyby se spíše větším přítlakem (míra přítlaku se však odvozuje od tvrdosti skluznice). Hroty či háčky na konci jednotlivých vlásků kartáče umí šáhnou do mezimolekulárního prostoru UHMWPE a vytvářet další / urovnávat existující volná zakončení molekulárních řetězců. Kartáčování pro vytvoření flokati-koberce se vytváří neprodleně před aplikací vosku.

 

Kartáčování pro mechanické čištění

 

Jak ale víme, musíme před aplikací vosku – za tepla i za studena – skluznici nejprve vyčistit, zbavit starých vosků, zoxidovaného UHMWPE, oživit, otevřít… Jak to děláme? Chemicky a mechanicky. K chemickému čištění používáme různé smývače, které nejsou zcela neproblematické, ale o tom někdy jindy. K mechanickému čištění pak používáme opět kartáč. Zpravidla ocelový či mosazný či bronzový.

Ano, a právě kartáč používaný k mechanickému čištění skluznice před aplikací nového vosku umí opět „sáhnout“ svými vlásky až do mezimolekulárních kavit či mezer mezi jednotlivými řetězci, ze kterých umí vytáhnout zbytky starého vosku. Z povrchu pak umí odstranit zoxidovaná zakončení molekulárních zakončení UHMWPE.

K tomuto účelu je vhodný rotační kartáč, za mě ale vždy jemný s dlouhým vlasem, čím jemnější vlas, tím lepší „prostupnost“ do hlubokých částí skluznice. Hrubší ocelové kartáče pak slouží k odstraňování zoxidovaného materiálu na povrchu.

 

Kartáčování pro odstraňování zalité struktury

 

Skluznici jsme vyčistili chemicky a mechanicky – hrubším rotačním ocelovým kartáčem jsme odstranili zoxidované části na povrchu, jemným rotačním ocelovým kartáčem s dlouhým vlasem jsme ze skluznice „vytáhli“ zbytky vosku a nečistot. Aplikovali jsme vhodnou manuální strukturu (chystáme lyže na mokré podmínky, tak můžeme aplikovat manuální struktury). Ručním ocelovým kartáčem s dlouhým vlasem jsme na povrchu skluznice vytvořili flokati-koberec. Skluznici jsme otřeli a aplikovali jsme (nejlépe v tuhém stavu) uhlovodíkový kluzný vosk, který jsme následně vhodnou teplotou zažehlili. Po vychladnutí při pokojové teplotě (výjimku tvoří kluzné vosky s velmi krátkým molekulárním řetězcem = extra měkké kluzné vosky, které je třeba před odstraňováním přebytečného vosku lehce schladit, aby se nemazaly) jsme plošnými a tvarovými škrabkami odstranili přebytečný vosk z plochy a ze žlábku (nejprve ze žlábku, následně z plochy), vždy pouze ve směru jízdy dlouhými táhlými pohyby. Tak a teď musíme uvolnit zalitou strukturu. Čím komplexnější struktura a čím tvrdší vosk, tím větší problém.

 

Kdo v tuto chvíli vezme do ruky rotační kartáč, ztratí veškerou kontrolu nad následným děním. Nemá šanci odhadnout, jestli vlasy rotačního kartáče obnoví „pouze“ zalitou strukturu, nebo zároveň „rozmašlují“ flokati-koberec, nebo ještě hůř „šáhnou“ i do kavit v mezimolekulárním prostoru mezi řetězci UHMWPE. Kartáč se točí moc rychle, vlasy obíhají kružnici, nikoli linku, ruční vrtačka s kartáčem je moc těžká na to, abyste odhadli správný tlak.

 

NEMÁTE ŽÁDNOU ŠANCI PROCES KARTÁČOVÁNÍ KONTROLOVAT.

 

Netvrdím, že použití ručního kartáče pro obnovování zalité struktury od přebytečného vosku je vše-spásné. To určitě ne, ale máte větší šanci, že se to povede, nebo jinak, máte nějakou šanci, že se to povede. U rotačního kartáče nemáte prakticky žádnou šanci!

 

U ručního kartáče opisují vlasy lineární křivku – základ pro správné nasměrování vlásků skluznice, díky přímému kontaktu můžete regulovat dobře tlak, díky dlouhým a táhlým pohybům máte šanci odstranit přebytečný vosk ze zalité struktury a zachovat jak vytvořené molekulární provazby na povrchu skluznice (flokati-koberec), tak uvnitř skluznice (molekuly vosku uvízlé v kavitách mezi řetězci UHMWPE).

 

Je to trochu pracnější, ale šance na dobrý výsledek je větší! A navíc, byly to Vaše ruce, co tvořily ten zázrak na skluznici!

 

Příště si zamyslíme nad tím, jaké by ten ruční kartáč pro obnovení struktury měl mít parametry…

 

 

 

Proč (ne)používat rotační kartáče?

Rotační karáče jsou efektivní, urychlují práci, odvedou stejnou nebo lepší práci za zlomek času ve srovnání s bežnými ručními kartáči... Tyto a další oslavné komentáře můžete mezi servisními pracovníky zaslechnout na adresu tzv. rotačních kartáčů.

Je tomu ale opravdu tak?

Jak asi správně tušíte, my si to nemyslíme, naopak považujeme tzv. rotační kartáče za spíše velmi problematické a vnímáme je v celkovém kontextu jako další projev ztráty řemeslného umu v naší profesi.

Proč?

Pokud začneme přípravnou fází, kde kartáče používáme jednak pro vyčištění skluznice, odstranění zbytků starých vosků a zoxidovaných částí skluznice, jednak pro vytvoření tzv. flokati-koberce, tedy vrstvy molekulárních řetězců UHMWPE, které umožní následné navázání molekul kluzného vosku a tím vytvoření kluzné vrstvy, pak můžeme s klidným svědomím prohlásit, že rotační kartáče se nehodí ani k jednomu z popsaných cílů.

Není nic jednoduššího než drahou skluznici z UHMWPE zničit nebo alespoň pořádně poškodit tvrdým ocelovým rotačním kartáčem. Proces vyčistění skluznice a odstranění zoxidované části je pro následnou preparaci kluznými vosky zcela zásadní, ale je nutné jej provádět s citem a správně, nikoli pouze rychle.

Pokud byste chtěli pro čistění skluznice přeci jen využít rotační kartáč, třeba proto že jako trenér dětského oddílu musíte za jedno odpoledne připravit několik desítek párů, pak prosím používejte jemné mosazné nebo bronzové kartáče, nastavte spíše nižší otáčky (max. 1500 ot/min.) a dávejte velký pozor...

Po vyčištění skluznice ale budete muset vzít ruční bronzový nebo mosazný kartáč stejně do ruky, protože tzv. flokati-koberec, který je pro vytvoření kvalitní kluzné vrstvy naprosto nepostradatelný, pomocí rotačního kartáče nikdy nevytvoříte, naopak po rotačním kartáči to bude spíše náročnější.

Aby mohl vzniknout správný flokati-koberec, tvořený bezpočtem molekulárních řetězců či vlásků UHMWPE, je nutné přejíždět po skluznici kartáčem s jemným dlouhým mosazným nebo bronzovým vlasem, a to dlouhými táhlými pohyby výhradně ve směru jízdy... A nic z toho rotačním kartáčem prostě neuděláte :-)

Nyní se podíváme trochu podrobněji na fázi odstraňování přebytečného vosku. Pro fázi odstraňování přebytečného vosku je kartáčování zcela zásadní. Jak víme, neexistuje jiný prostředek, jak odstranit přebytečný vosk ze struktury. A čím komplexnější struktura je, tím složitější a náročnější je odstraňování přebytečného vosku. Pokud se ještě nakombinuje složitá struktura (např. dvojitá šípová struktura) s tvrdým voskem, pak babo raď... Jak uvolnit zalitou strukturu a nezničit přitom vazby molekulárních řetězců UHMWPE na straně jedné a molekul kluzných vosků na straně druhé.

Jediné, co máme k dispozici, je bronzový nebo mosazný kartáč a naše schopnost a dovednost uvolnit zalitou strukturu, a přitom ze skluznice nevytáhnout veškerý vosk. Tedy kartáč a naše ruce! A kdo si myslí, že tento úkon může provádět nějakou rotující mrchou, ten by možná nemusel dělat vůbec nic, vyjde to totiž na stejno :-)

Ve fázi finálního leštění si omezené použití rotačních kartáčů dokážeme představit. Doporučujeme ale vždy používat jemné kartáče a postupovat velmi obezřetně.

Závěr:

V přípravné fázi se rotačním kartáčům obloukem vyhněte, ve fázi odstraňování přebytečného vosku na ně úplně zapomeňte a ve finální fázi leštění je používejte velmi obezřetně. A že Vám výrobci vosků a servisních prostředků vykládají něco jiného - to víte, jde vždy primárně o prachy!