Vrstvení skluzných vosků (4) - méně je někdy více

Tento článek navazuje na článek Vrstvení skluzných vosků (1) a Vrstvení skluzných vosků (2) a Vrstvení skluzných vosků (3).

Příběh o tom, kdy méně je více a více je méně

Existuje však jeden postup, kdy můžeme uhlovodíkové vosky vrstvit „do aleluja“ a vždy nám vznikne krásná jednolitá homogenní vrstva. Že popíráme to, co jsme sáhodlouze popsali v předchozích článcích? Ale kdeže…

Předchozí povídání jsme si zjednodušili tím, že jsme předpokládali hladkou skluznici, tedy skluznici lyží bez struktury. Za strukturu pro účely našich úvah přitom považujeme různé drážky a tvary vybroušené, vyfrézované nebo vytlačené do základního materiálu skluznice s proměnlivou šířkou, hloubkou, hustotou, drsností, ostrostí, zakřiveností a dalšími parametry. Zkrátka a dobře protikladem hladkého povrchu skluznice, je povrch strukturovaný.

Jakmile na scénu vstoupí strukturovaný povrch skluznice, což je v reálných podmínkách současného sjezdového i běžeckého lyžování jev více než obvyklý, je nutné se zamyslet nad tím, jak obnovit strukturu zalitou přebytečným skluzným voskem? Ale teď trochu předbíháme…

Co vidíme?

Právě jsme zažehlili první vrstvu kluzného vosku, zkapalněný vosk se „vpil“ do skluznice a po opětovném ztuhnutí vosku zůstala skluznice lyže pokrytá souvislou vrstvou přebytečného vosku, tedy toho vosku, který se „nevpil“ a ulpěl na povrchu skluznice.

Ale kdyby onen přebytečný, tedy „nevpitý“ vosk ulpěl pouze na povrchu skluznice, jak je tomu u hladkého povrchu, ale on nám – ten přebytečný, tedy „nevpitý“ vosk – zalil také veškeré drážky a ostatní tvary struktury, a to od nejhlubších údolí po nejvyšší vrcholy, od nejhrubších tvarů po nejjemnější detaily. To lepkavé, mazlavé svinstvo zalilo snad úplně všechno…

K čemu nám je struktura zcela a úplně zalitá voskem? K ničemu. Struktura na povrchu skluznice má smysl a význam pouze tehdy, pokud se přímo a přesně dostává do kontaktu se sněhovou pokrývkou či vodním filmem na povrchu sněhové pokrývky. A výrazy „přímo“ a „přesně“ máme na mysli všechny ty parametry struktury, o kterých jsme mluvili o několik odstavců výše: šířka, hloubka, hustota, drsnost, ostrost, zakřivenost drážek a tvarů, to vše má svůj význam a svoji roli.

Struktura zalitá či zapláclá či překrytá voskem, ať už mu budeme říkat „přebytečný“ nebo „nevpitý“ nebo jakkoli jinak, je zkrátka a dobře úplně, ale úplně k ničemu!

Zbývá tedy jediné, a to strukturu zalitou přebytečným voskem před aplikací další vrstvy kluzného vosku obnovit, a to do nejmenších detailů a kontur.

Pokud po zažehlení první vrstvy kluzného vosku byly viditelné alespoň kontury nejvyšších vrcholků struktury, budou po odstranění přebytečného vosku z plochých partií skluznice pomocí plastových škrabek a cidlin veškeré tvary jakékoli struktury perfektně ucpané přebytečným voskem.

Zkušený servisní pracovník si však ví i zde rady a sáhne po vhodném nástroji pro obnovu i té nejjemnější a nejsložitější struktury, kterým zpravidla bývá jemný ocelový kartáč s delším vlasem, jehož ostrá zakončení „zajedou“ či „sáhnou“ i do těch nejjemnějších zákoutí a detailů zalité struktury. Aby byl efekt obnovy zalité struktury „perfektní“ a práce šla i dobře a rychle od ruky, není nic lepšího než rotační kartáč s jemným a dlouhým ocelovým vlasem.

Během chvíle se skluznice leskne jako psí „kulky“ a i tvarově nejsložitější zákoutí jsou prosty veškerého přebytečného vosku. Radost pohledět…

Co se děje pod povrchem?

Jak se říká, co oko nevidí, to srdce netrápí, a proto ani našeho zkušeného servisního pracovníka příliš netrápí, že s největší pravděpodobností takzvaně vylil dítě i s vaničkou.

Pravděpodobně totiž společně s tzv. přebytečným voskem odstranil i veškerý nebo minimálně podstatnou část vosku, který se „vpil“ do skluznice, a na molekulární úrovni se provázal relativně slabými vazbami se základním materiálem skluznice.

Ano, je to bohužel tak, ocelový kartáč s jemným dlouhým vlasem umí „šáhnout“ nejenom do nejhlubších údolí a tvarově nejsložitějších zákoutí struktury, nýbrž i do flokati koberce a částečně také do kavit a dutin, které se nacházejí mezi extrémně dlouhými molekulárními řetězci UHMWPE, tedy základního materiálu skluznice. Z flokati koberce, tedy flexibilních nano-vlásků v nejsvrchnější části skluznice, a částečně také z dutin a kavit mezi jednotlivými řetězci UHMWPE pak vytáhne většinu nebo minimálně podstatnou část vosku, který sem v kapalném stavu zatekl a uchytil se zde slabými mezimolekulárními vazbami.

Pokud se „účinnost“ ocelového kartáče s jemným dlouhým vlasem s ostrými konci ještě navíc posílí „rotačním“ pohybem a špatně regulovatelným přítlakem, nemá vosk – přebytečný i vpitý – prakticky žádnou šanci.

Dobrá zpráva ale je, že primárně ve flokati koberci v nejsvrchnější vrstvě skluznice, ale částečně i v dutinách a kavitách mezi extrémně dlouhými molekulárními řetězci UHMWPE je opět dostatek volného prostoru pro aplikaci další kluzné vrstvy. Tak sem s ní!

Příběh o tom, že co nejde silou, půjde ještě větší silou

Jak všichni dobře víme, ovládaly do sezóny 2022/23 fluorové přípravky nejenom profesionální servis.

Jestli ale běžné uhlovodíkové vosky na skluznici příliš dobře nedrží, a my víme, že většina skluzných vosků se na skluznici váže energií 0,2 až 0,5 kJ/mol na vazbu, což není opravdu žádná hitparáda, pak fluoru se ve skluznici a na skluznici nelíbilo skoro vůbec.

Fluor má naprosto jedinečné vlastnosti, díky nimž mohl zlepšovat podmínky skluzu na vodním filmu, a to díky extrémní hydrofobii způsobené extrémní elektronegativitou. Nízká povrchová energie fluoru ale zároveň způsobuje velmi špatnou přilnavost k ostatním materiálům, skluznici nevyjímaje. Fluor je navíc výrazně větší, ale především těžší než vodík a o něco větší a těžší než uhlík, tedy prvky, které jsou základem skluznice i běžných C-H vosků. U částečně fluorovaných vosků jsou přitom fluorem nahrazeny některé atomy vodíku, zatímco u perfluorovaných vosků je fluorem nahrazen vodík veškerý. Molekuly perfluorovaných vosků jsou tedy významně větší a těžší než molekuly běžných C-H vosků.

Zkrátka a dobře, fluor extrémně zlepšoval skluz, ale na skluznici opravdu moc nedržel. Tohoto úskalí si byli dobře vědomi i výrobci vosků. Proto přišli výrobci s návody či doporučeními, že je nejprve nutné pro tzv. čisté fluory nejprve vytvořit základ ve formě LF nebo HF vosků, tedy běžných uhlovodíkových vosků, do nichž bylo přidáno pouze určité – spíše malé – množství aditiv na bázi fluoru. Tyto uhlovodíkové vosky s nízkým nebo vysokým podílem aditiv na bázi fluoru měly za úkol se jaksi navázat na skluznici díky své převládající C-H struktuře a následně – díky svému podílu fluoru – měly umožnit lepší navázání tzv. čistých fluorových prášků.

Teorie je to zajímavá, ale mohla opravdu fungovat?

Na prvním místě je nutné říci, že podíl tzv. aditiv na bázi fluoru byl v LF i HF voscích relativně nízký, a to v rozpětí cca 2 až 4 % u LF vosků, 4 až 8 % u HF vosků.

Tento nízký podíl aditiv na bázi fluoru byl – mimo jiné – způsoben tzv. micelárním efektem, který se relativně často vyskytoval u tzv. HF vosků, tedy u vosků s vyšším podílem fluoru. Tento efekt způsoboval, že molekuly fluoru byly zcela obklopeny C-H vazbami a fluor byl tak jaksi „uzavřen“ či „uvězněn“ v uhlovodíkové struktuře, tedy nemohl působit na vodní film na rozhraní skluznice a sněhové pokrývky. Ano, byl v tu chvíli tak trochu k ničemu.

Dále je nutné říci, že distribuce aditiv na bázi fluoru uvnitř běžného C-H vosku byla velmi nerovnoměrná. Někde bylo fluoru přehršel, jinde skoro žádný. O nějaké přípravné vrstvě bylo možné hovořit pouze velmi problematicky.

Hlavní problém fluoru ale byla zažehlovací teplota, tedy teplota, kdy bylo možné aditiva obsažená v běžném C-H vosku zkapalnit, aby molekuly fluoru mohli zatéct do flokati koberce a dále do kavit a dutin společně se svými uhlíkovými a vodíkovými přáteli. Zažehlovací teplota LF vosků se pohybovala mezi cca 120 až 150 stupňů Celsia, zažehlovací teplota HF vosků mezi cca 130 až 160 stupňů a zažehlovací teplota tzv. čistých fluorů na bázi PFOA mezi cca 160 až 180 stupňů a na bázi PFOS mezi 180 až 200 stupňů. Výrazně vyšší zažehlovací teploty vosků s fluorem byly primárně způsobeny výrazně vyšší teplotou tání fluoru.

Pokud si uvědomíme, že teplota měknutí PE je někde okolo 80 až 90 stupňů Celsia a teplota tání v rozpětí 130 až 140 stupňů, tak si můžeme sami snadno odvodit, co se se skluznicí lyží vyrobené z UHMWPE asi tak mohlo dít… Byť krátkodobě a v nejsvrchnější vrstvě, primárně tedy v oblasti flokati koberce, tedy volných zakončení molekulárních řetězců UHMWPE, docházelo ke zkapalnění obou látek, tedy fluoru na straně jedné a základní materiálu skluznice na straně druhé. Právě v tomto zkapalněném stavu obou látek, tedy fluorového přípravku na straně jedné a nano-vlásků tvořených řetězci C-H na straně druhé, se mohly relativně velké molekuly fluoru promíchat s okolním C-H materiálem skluznice. Vznikla tedy jakási tavenina vosku a nejsvrchnější vrstvy skluznice, ve které se obě složky více či méně dobře promíchaly.

Že toto zkapalňování nedělalo skluznici příliš dobře, si nemusíme dlouze vysvětlovat. Ve většině případů došlo k zásadní tepelné degradaci nejsvrchnější vrstvy skluznice, při které se z ušlechtilého materiálu, kterým UHMWPE bezesporu je, stal v lepším případě běžný polyetylen.

Zároveň se domnívám, že základ pod tzv. čisté fluory vytvořený primárně z LF vosků, i když výrobci by samozřejmě spíše uvítali, aby na LF vosk byl dále nanesen také HF vosk, měl primárně fungovat jako určitý „nárazník“ či „tlumič“, který měl omezit či zeslabit „poškozování“ skluznice jako takové. Prostě takový obětní beránek. Ale to je samozřejmě pouze spekulace! Faktem ale je, že tzv. provazovací funkce LF- a HF-vosků byla spíše zbožné přání než realita.