Igrzyska w Vancouver i tworzywa sztuczne

Wystartowały Zimowe Igrzyska Olimpijskie w Vancouver, czyli festiwal sportów narciarskich. Co to ma wspólnego z tworzywami sztucznymi? Trochę ma. Współczesne narciarstwo nie byłoby bowiem możliwe bez rozwiniętej technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych.

Eksperymenty z tworzywami sztucznymi w narciarstwie rozpoczęły się jeszcze przed II Wojną Światową, choć na dobre tworzywa zadomowiły się w narciarstwie dopiero w latach 70. ubiegłego wieku. Do tej pory dominowały narty z przeważającą ilością drewna stanowiącego ich główny budulec. Warto jednak prześledzić pierwsze próby wprowadzania tworzyw do przemysłu narciarskiego i posłużyć się bardzo ciekawym opracowaniem Rafała Grzesika na temat historia rozwoju technologii narciarskich.

Opowiada on, że już przed wojną próbowano powlekania ślizgów syntetyczną żywicą o nazwie Bakelit. Tworzywo to po naniesieniu na drewnianą powierzchnię ślizgu twardniało, wypełniając pory w drewnie zwiększając w ten sposób jego twardość i odporność na uszkodzenia oraz polepszając właściwości ślizgowe i eliminując skłonność do przyklejania się śniegu. Taki proces wytwarzania nart metodą warstwową nazwano Splitkein. W 1944 r. francuska firma Dynamic zaprezentowała narty z dodatkową warstwą - celulozowym ślizgiem. Z kolei tuż po wojnie amerykański inżynier Howard Head opracował pierwszy „metal sandwich" składający się z aluminium oraz lekkiego rdzenia z tworzywa sztucznego w postaci przestrzennych plastrów miodu. Produkt ten nigdy nie doczekał się kontaktu ze śniegiem. Uległ zniszczeniu w rękach testera, który chciał sprawdzić ich sprężystość.

W 1955 r. nastąpił przełom w dziedzinie ślizgów narciarskich. Pojawił się pierwszy polietylenowy ślizg. Wprowadziła go austriacka firma Kofler. Polietylen praktycznie od razu zastąpił stosowane do dej pory żywice. Przeważał nad nimi pod każdym względem. Nie wykazywał tendencji do lepienia się śniegu i miał wystarczający poślizg w każdych warunkach. Zdaniem niektórych testerów miało to wyeliminować potrzebę stosowania smaru.

Oczywiście dzisiaj żaden profesjonalny narciarz nie wyobraża sobie wyjścia na trasę biegowa lub zjazdową bez wcześniejszego nasmarowania nart. Najważniejsza jednak była możliwość szybkiej i taniej regeneracji ślizgu poprzez wypełnianie ubytków stopionym polietylenem. Podobny materiał został wprowadzony przez szwajcarską firmę InterMontana pod nazwą P-tex i funkcjonuje do dzisiaj. Cały czas kontynuowano prace nad zastosowaniem włókien węglowych.

W 1970 r. zamiast stosowanego do tej pory tworzywa S - glass wprowadzono tańsze E - glass o podobnych właściwościach. W późniejszym okresie następuje prawdziwy boom nowości materiałowych. Firmy łączyły włókno szklane z włóknem węglowycm, kevlarem. Ilości nowych rozwiązań nie sposób opisać. Praktycznie każda z firm posiadała własne patenty i własne materiały. Ze znaczących zmian warto odnotować zastąpienie prasowanego na gorąco polietylenu, używanego w produkcji ślizgów na rzecz wytłaczanego polietylenu znacznie prostszego w produkcji.

Tyle opowieści na temat prób zaimplementowania tworzyw do narciarstwa. Aż do 1974 r. to narty z przewagą drewna pozostawały asortymentem, z którego korzystali sportowcy. Wszystko zmieniło się podczas Mistrzostw Świata w szwedzkim Falun. To tam po raz pierwszy w biegach narciarskich użyto sprzętu opartego na tworzywach sztucznych. Pozwoliło to osiągać większe prędkości – nowe narty były bowiem dużo lżejsze od swoich poprzedniczek. Nowe tworzywa, przede wszystkim polietylen dla części ślizgowej i lekkie tworzywa węglowe dla dziobów i tyłów nart, okazały się dużo bardziej odporne na uszkodzenia. Sprzęt posiadał lepszy poślizg, co dawało się odczuć zwłaszcza na śniegu mokrym. Wyższe miejsca w klasyfikacji przypadły tym zawodnikom, którzy zdecydowali się wykorzystać narty tworzywowe. Od tej pory stare narty drewniane przestały być komukolwiek potrzebne i odeszły do muzeum.

Pisząc o tworzywowym postępie warto też zacytować najlepszgo w dziejach Polski narciarza alpejskiego Andrzeja Bachledę Curusia, startującego z powodzeniem w latach 70. w slalomach. - Tworzywowe buty weszły w modę w latach 70. i cała światowa czołówka zaczęła z tego wynalazku od razu korzystać. Ja jednak byłem tradycjonalistą i jak idiota nadal jeździłem w butach skórzanych - opowiada Bachleda - Curuś. - Te piękne buty szyto mi ze skóry bawołów afrykańskich i wydawało mi się, że nic lepszego nie da się w narciarstwie wymyślić. Moi rywale już dawno przesiedli się na tworzywa, a ja byłem ostatnim Mohikaninem epoki skórzanej w narciarstwie. Poszedłem więc po rozum do głowy i sięgnąłem po to nowoczesne tworzywowe obuwie, bo już za dużo zacząłem przegrywać w skórzanych kamaszach..

Warto przyjrzeć się bliżej zastosowaniu tworzyw przy budowie nart. Wszystkie prawie współczesne narciarskie ślizgi są wykonane z polietylenu skrótowo zwanego p-texem. Odróżniamy dwa podstawowe rodzaje P-tex. Pierwszy gatunek to P-tex utwardzany, drugi gatunek to P-tex wytłaczany. Pozostałe typy P-texu to mutacje powyższych typów powstałe w wyniku dodanie substancji uszlachetniających, np. grafitu.

Czym jest zatem p-tex?

Jest to tworzywo sztuczne złożone z wielu mikroskopijnej wielkości cząstek, dwóch typów wymieszanych ze sobą. Pierwsze to twarde nie absorbujące praktycznie nic kryształki, drugie to bezpostaciowe, amorficzne twory wchłaniające z chęcią podawane im środki, np. smary. Różnica pomiędzy p-texami utwardzanymi a wytłaczanymi polega na różnej proporcji wyżej wymienionych cząstek w ślizgu. Utwardzany p-tex zawiera ok. 60 proc. składnika amorficznego i 40 proc. krystalicznego. W p-texie grafitowym zawartość krystalicznego wynosi ok. 20 proc., a reszta to grafit. Wytłaczany p-tex zawiera 40 proc. składnika amorficznego i 60 proc. krystalicznego. Oczywiście dla celów zawodniczych p-texy wykonywane są w różnych wariantach i o różnych twardościach.

Zastąpienie nart drewnianych tworzywowymi to nie tylko sama w sobie zmiana sprzętu narciarskiego, ale też wpływ znacznie większy na profesjonalne, zawodowe narciarstwo biegowe. Oto bowiem niebawem po przejściu na tworzywa okazało się, że narty tworzywowe dużo bardziej nadają się do prowadzenia ich w tzw. stylu łyżwowym niż miało to miejsce w przypadku ich drewnianych odpowiedników. Do tej pory narciarze biegali tylko tzw. stylem klasycznym, który oznaczał równoległe prowadzenie drewnianych nart po torach. Wraz ze zmianą technologii budowy nart możliwy stał się bieg, w którym jedną nartę prowadziło się po torze, a druga przed odbiciem ustawiało kątowo. Technika łyżwowa, pozwalająca na znacznie szybsze bieganie, na stałe weszła do narciarstwa, a zmiana sprzętu towarzyszącego sportowcom była jednym z czynników jej pojawienia się. Oczywiście zmiana w technice wiązania i budowie butów też miały tu swoją ogromną rolę. Technologia tworzyw wspomaga oczywiście zarówno buty narciarskie jak i wiązania.

Dzisiaj oczywiście każdy producent sprzętu narciarskiego ma własne opatentowane modele technologiczne za sprawą których konstruuje sprzęt narciarski. Producentów jest wielu, więc zapoznawanie się z poszczególnymi rozwiązaniami mijałoby się właściwie z celem. Warto może wspomnieć o jednej z ciekawszych w ostatnim czasie propozycji. To innowacyjna konstrukcja nart biegowych firmy Fischer, będąca połączeniem technologii Air Core, czyli tzw. plastra miodu - rdzeń narty wykonany z kartonu nasączonego tworzywem sztucznym i Air Carbon, co pozwoliło na znaczne obniżenie wagi nart. Komplet waży znacznie mniej niż 1000 gram.

Pisząc o tworzywach sztucznych w kontekście sportów zimowych warto też wspomnieć choćby o materiale Makrolon produkowanym przez koncern Bayer. Już od ośmiu lat wszyscy saneczkarze podczas zawodów organizowanych przez Światową Federację Saneczkarstwa noszą kaski firmy UVEX Sports z wizjerami opatrzonymi napisem „Made of Makrolon”. To tworzywo poliwęglanowe służy bowiem do produkcji super bezpiecznych gogli i kasków ochronnych, bez których uprawianie np. saneczkarstwa czy też konkurencji alpejskich i snowboardowych byłoby niemożliwe. Makrolon to tworzywo odporne na stłuczenia i odpryski, klasy high-tech. Wyróżnia się też bardzo wysoką przepuszczalnością światła, wyjątkową wytrzymałością na zginanie i lekkością. Sięgająca po nie firma UVEX Sports testuje wizjery w ekstremalnych warunkach: zakład opuszczają tylko takie produkty, które przetrwają uderzenie kulek stalowych rozpędzonych do prędkości 250 km/h.

Jak zatem widać wyposażenie sportowe i tworzywa idą w parze. Im większy udział tworzyw sztucznych w sprzęcie sportowym, tym bardziej spektakularne i nastawione na bicie rekordów są osiągnięcia sportowców.