K 2004: jövõkép innováció üzlet IV. Mûanyagok a gyõztesek is ezt választják * A mûanyagok forradalmasították a sportokat. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy amikor az emberi teljesítmény már nem növelhetõ tovább, akkor a polimerek néhány tizedmásodperccel vagy centiméterrel kitolják a határokat. A stadionok és fedett sportcsarnokok építõanyagai is megkövetelik a különleges rugalmasságot, a kis súlyt és a nagy terhelhetõséget, ezért a mûanyagot a rekordok anyagának is nevezhetjük. A mûanyagok megkerülhetetlenek a sportban; nemcsak ruházatként és cipõként, hanem sporteszközként is mind a szabadidõs, mind a professzionális sportban. A szálerõsítéses technika számos olyan lehetõséget nyit, ami röviddel ezelõtt elképzelhetetlennek tûnt. Minden nap új területeken hódít ez a rendkívül könnyû és szívós anyag. A vízisportokban, pl. a szlalom-kenuzásban különösen jelentõs a mûanyagok szerepe a csónak és az evezõ kialakításában. A K 2004-en különleges helyet kapott a mûanyagok szerepe a sportban. A kiállítás alatt olimpiai bajnokok, köztük fogyatékkal élõk beszéltek errõl az összefüggésrõl. A német mûanyag-feldolgozók az olimpia alkalmából létrehozták az általuk anyagi támogatásban részesülõ versenyzõkbõl a Mûanyag Team -et. Ezek a sportolók voltak a legsikeresebbek a német csapatból, a vízisportok képviselõibõl alakított mûanyag válogatott 1996 óta 5 arany-, 6 ezüst- és 1 bronzérmet nyert. Közülük is a legsikeresebb Birgit Fischer, aki kajakban nyolcadik aranyérmét vehette át, párosban pedig ezüstérmet nyert Athénben (1. ábra). DR. MACSKÁSI LEVENTE a Mûanyag és Gumi fõszerkesztõje A kajakosok (Maike Nollen, Katrin Wagner, Carolin Leinhardt és Maike Nollen) mellett az evezõsök (Kathrin Boron, Kerstin El-Qalqili, Manuela Lutze, Meike Evers) is beszámoltak útjukról az aranyéremig. Ahogy Andreas Dietmer is, aki kenu egyesben arany- és ezüst érmet nyert. Andreas Wels és Tobias Schellenberg ezüstérmes mûugrók naponta kétszer bûvölték el a közönséget, poliuretán habbal töltött medencébe hajtották végre ugrásaikat. Ez ma már nem utópia, hanem modern edzésmódszer. Az olimpiai és világbajnok vitorlázók naponta mutatták meg hajóikat az érdeklõdõknek (2. ábra). Kiállítás K 2004 2. ábra. Katamarán vitorláshajó a kiállításon 1. ábra. Birgit Fischer a páros kajakban Az ûripar anyagkutatásának hatását a sportra jól jellemezte Wojtek Czyz paraolimpikon (3. ábra), akinek térdébe amputáció miatt protézist építettek be, amivel három aranyérmet nyert Athénben. A német válogatott futballcsapat és a Bayer 04 Leverkusen tagjai is igyekeztek felkelteni a rajongók érdeklõdését, a világbajnokság mérkõzéseit nézhették a stadion székein. * A közlemény a Plastics Europe és a Messe Düsseldorf által szervezett Kunststoff macht Sieger címû különkiállítás kiadványának felhasználásával készült 49
3. ábra. A háromszoros paraolimpiai bajnok Számos cég, egyebek között az ADIDAS, BENZ, BER- LEBURGER SCHAUMSTOFFWERK, BOOTSBAU BERLIN, SPIRIT OF GOLF, UVEX, VÖLKL mutatta be a sportszereket, technikai segédeszközöket és sportruházatokat. A szintetikus szálból középsõ rétegében poliuretán anyagból készült sportruházat alapkövetelménye, hogy természetes lélegzést és megfelelõ izzadság-elvezetést biztosítson. A 6. számú pavilonban különleges bemutató idézte fel a sportarénák hangulatát 100 eredeti beépített mûanyag székkel, amelyen a látogatók megpihenhettek. A vállalkozó szellemûek az atlétika, a vízi-, a téli- és a motorsportban vagy a labdajátékokban vehettek részt az ún. aktivitás szigeteken. Kipróbálhatták a taposógépeket vagy a virtuális szlalom síelést, de egyeseknek élményt jelentett a pálya szélén állni egy autó- vagy kerékpár versenyen is. Az alábbiakban sportáganként tárgyaljuk a mûanyagok alkalmazási lehetõségeit, a velük elért eredményeket. Kezdjük talán a legnépszerûbb labdajátékokkal. Labdajátékok A 20 évvel ezelõtt még tisztán bõrbõl készült futballlabda sokszor fájdalmat okozott a kapusoknak az erõs 4. ábra. Roteirp fotball-labda fejeléseknél, ami azért következett be, mert gyorsan megszívta magát vízzel, így sokkal nehezebb és keményebb lett. A veszély elmúlt azzal, hogy manapság bõr helyett egyre több poliuretánt alkalmaznak külsõ rétegként, ami nem hajlamos a vízfelvételre. A nyolcvanas évek közepén láttak napvilágot a labdák új fejlesztési elképzelései az alapanyaggyártók alkalmazás-technikusai révén. A legújabb fejlesztéseket ezen a területen a 2002- ben Ázsiában tartott világbajnokságon jelentkezõ Fevernova, majd a 2004-es Európa Bajnokságon az ADIDAS által közreadott Roteiro labdák mutatták be a sportolóknak és a közönségnek (4. ábra). Mindkét labdánál nemcsak egy különösen erõs dörzsölés- és súrlódásálló PUR felület a külsõ amihez hasonló egyébként a bokszkesztyûk elõállításához is felhasznált anyag hanem ez alatt egy mikrocellás poliuretán habból (Impranil) készült vastag réteg található. Atlétika Az amatõr és profi atlétikai eszközök ma már alig különböznek egymástól. A cipõk talpának párnázása, a láb megtámasztása, a hosszú élettartam, a kis súly mindkét alkalmazásnál nagyon fontos. A mûszaki mûanyagok egyre inkább kielégítik az állandóan bõvülõ igények skáláját és hozzájárulnak a sporteredményekhez (5. ábra). 5. ábra. A sport különkiállítás egyik dekorációja A rúdugrók kezdetben a bambuszrudat a (hikori)fa helyettesítõjeként alkalmazták. Késõbb az acél és az alumínium után az üvegszál erõsítésû mûanyag rúd vált be a legjobban többek között törésbiztosság szempontjából is. Az is leszögezhetõ, hogy nincsenek csúcsteljesítmények megfelelõ szõnyeg, talaj nélkül. A jó eredmények eléréséhez szükség volt azokra a nagy, legalább 5 5 m-es, 80 cm vastag habanyagokra is, amelyeket ma üvegszál-erõsítéssel az ugróhelyeken alkalmaznak. Az atlétika más területeit mûvelõinek is nélkülözhetetlen a jól kialakított talaj a kiemelkedõ teljesítményekhez. A magasugrók és a rövidtávfutók elõnyben részesítik a nagyon kemény, gyors talajt, miközben a hosszútávfutók 50 M Û A N Y A G É S G U M I 2005. 42. évfolyam, 2. szám
inkább a puhább, az izületeket kímélõ talajokat kedvelik. Más sportágak is az ún. intelligens talajokat keresik, amelyek egyrészt segítik a jó eredmények elérését, másrészt csökkentik a sérülés lehetõségét. Ezen az alapon egyre inkább kiszorulnak a jó öreg salakos stadionok, valamint a parkettás tornacsarnokok, és helyüket a high tech -et alkalmazó sportoló helyek veszik át, amelyek alátámasztják a sportolók mozgását, ugyanakkor a megfelelõ rugalmasságot is biztosítják. Ilyen az izocianát-tartalmú kötõanyaggal erõsített gumi granulátummal alapozott vagy a gumialapra különbözõ tulajdonságú poliuretán rétegekbõl felépített több komponensû talaj. A manapság több pályán már alkalmazott poliolefinbõl készült mûfû alapjait is speciális PUR ragasztó anyaggal kell rögzíteni, nehogy botlásos balesetet szenvedjenek a sportolók. Az ún. gyorsabb talaj sem garancia mindig a csúcsteljesítményhez. Szükségesek pl. az egyénnek megfelelõ, optimális sportcipõk is, amelyek tágas teret nyitnak a mûanyagok alkalmazására. A bokaizületek védelmében a lábbelik ma már rendszerint olyan habanyagból készült köztalppal rendelkeznek, amelyeknek kiváló a rezgéscsillapításuk. E célra etilén-vinil-acetát vagy poliuretán habanyagokat alkalmaznak, amelyek egységesebb cellaszerkezettel rendelkeznek, mint a gumiból gyártott talpanyagok. A futócipõk talpa, a stoplik, a térd- és könyökvédõk leggyakrabban TPU minõségû poliuretánból (pl. Desmopan) készülnek, ami a kiváló rugalmasság mellett nagyon jó kopásállósággal is rendelkezik, ezért vékony rétegben is kivitelezhetõk. Országúti sportok Nem csak az autó- és motor-, hanem a kerékpár versenyeknek is nagy hagyományai vannak. Az alkalmazott anyagok egyre finomodtak és azoknak a különleges követelményeknek igyekeznek megfelelni, amellyel az országúti versenykerékpározás jár. Az átlagos 50 km/h sebesség eléréséhez egyre kisebb súly szükséges, és ezt ma 6. ábra. Szénszál vázas kerékpár már sikerült az összesen 6,8 kg-os kerékpárral elérni. A sporteszközöket fejlesztõ intézet (INSTITUT FÜR FOR- SCHUNG UND ENTWICKLUNG VON SPORTGERÄTEN) 1980 óta foglalkozik versenykerékpárok fejlesztésével és eredményeik is hozzájárultak ahhoz, hogy az olimpiai és világbajnokok szénszálas vázakon ülnek. A szilárdságot biztosító szénszál és a stabilitást adó mûanyag együttesen elégíti ki az aerodinamikai követelményeket (6. ábra). Mûugrás Az egyik legesztétikusabb sport a mûugrás; a látható izomfeszítések és koncentráció utáni ugrás a mûanyagba (7. ábra). Az edzés alatt a medencében nem víz, hanem különleges bevonatú poliuretán hab van. A vízhez képest a becsapódás sokkal lágyabb, kevésbé sérül a bõr és elkerülhetõ a megfázás is. 7. ábra. Mûugrás a poliuretán habos medencébe Vízisportok A vízisportokhoz hosszú ideje használják a mûanyagokat (8. ábra). A csónakokat, a vitorlázatot poliészterbõl, poliamidból vagy aramidból készítik. A mûanyagok karcállósága nélkül soha nem lett volna olimpiai szám a vadvízi evezés, amely az 1972-es müncheni játékok óta van mûsoron. E sportág eszközét, csónakját eredetileg nyírfakéreg borítással készítették, ma pedig már szuperkönnyû PVC-ABS lamináttal vonnak be a zártcellás többkomponensû anyagból készült csónaktestet (9. ábra). A könnyû, nagy szilárdságú evezõs hajókat szálerõsítésû mûanyagból tervezik. A BISP (BUNDESINSTITUT 51
FÜR SPORTWISSENSCHAFT Sporttudományok Szövetségi Intézete) az ausburg-i ALKALMAZOTT TUDOMÁNYOK EGYETEME és a PLASTICS EUROPE a felhasználókkal együtt tanulmányt állított össze az új anyagokról, tervezési elvekrõl és feldolgozási módszerekrõl. Thomas Schmidt mérnök, Sydney olimpia bajnoka, teljesen új csónakkal jelentkezett az athéni olimpián (10. ábra). Az Atomos egy darabból készült kajak, melynek két negatív szerszámát CAD módszerrel tervezték. Az alacsony hõmérsékletû prepreg eljárással felvitt gyantát 8. ábra. Vízreszállás 9. ábra. Szlalomozás mûanyag kajakkal autoklávban nyomás alatt, adott hõmérsékleten keményítették ki. Az eredmény egy rendkívül mozgékony, szilárd, kis tömegû csónak, amely sorozatban kiváló minõségben gyártható. Téli sportok Milliók ûzik a téli sportokat (11 12. ábra). Az alpesi sífutásnál 4,2 millió pár sílécet számlálnak, ami 4,2 millió pár síkötést és 3,9 millió pár sícipõt jelent. Az északi területen 1,2 millió pár sílécet használnak e téli sport kedvelõi, az ehhez tartozó 1,2 millió pár síkötéssel és sífutócipõvel. A sílécek fejlõdése is érdekes történet. Az ötven éve még fából készült síléceket manapság bonyolult összetételû kompozitokból gyártják. Ma a síléc 13 rétegbõl áll, amelyben már csak a közepén maradt meg a famag, sõt egyes típusoknál már az is habosított mûanyagból készül. Az egyes rétegek anyagát olyan különbözõ mûanyagok képezik az acél mellett, mint a PA 11, PA 12, PUR, TPU, ABS, PMMA, PET, PBT, üveg- és szénszállal erõsített laminátumok, epoxigyanta, amelyek UV sugárzással szemben stabilak, kiváló karcés ütésállóságot mutatnak még 30 C-on is. Az acélfelületet kívülrõl borító réteg alapja egy 400 000 500 000 g/mol molekulatömegû olcsó extrudált polietilén fólia. A nagy értékû léceknél ez a fólia ultra nagy molekulatömegû polietilénbõl készül. A sícipõknél az újabb, alifás TPU anyagokat alkalmazzák, amelyekbõl átlátszó kivitelben is gyárthatók termékek. A sportág elengedhetetlen kelléke a napszemüveg, amely szintén mûanyagból, mégpedig polikarbonátból készül, dupla üvegezésû kivitelben, ami csökkenti lesikláskor a szél következtében bekövetkezõ a belsõ meleg levegõbõl történõ vízpára lecsapódását. Ezt a szivacsszerû, cellulóz-acetát anyagú, bepárásodást gátló (ún. antifogging) réteget a szemüveg belsõ oldalára viszik fel. Korábban, amíg ezt a technológiát nem dolgozták ki, a síszemüvegen belül másfél perc múlva szinte egy vízkatlan alakult ki. Készülnek síszemüvegek 10. ábra. Thomas Schmidt olimpiai bajnok saját tervezésû kajakjával 11. ábra. Snowboard 52 M Û A N Y A G É S G U M I 2005. 42. évfolyam, 2. szám
12. ábra. Sífelszerelések PA 2200-as típusú alapanyagból is egy különleges technológiai kiegészítéssel. Ez a kiegészítés azt a kikészítést tartalmazza, amely biztosítja ezeknek a szemüvegeknek a fényre történõ színváltozás képességét, a speciális UV szûrést és a fent említett páralecsapódást. Mindkét változat 400 km/h lesiklási sebesség mellett vizsgált törésteszten bizonyult megfelelõnek. Hasonló szemüvegeket viselnek a jéghokisok is, itt a törésbiztonság mellett fontos a karcállóság is. Építészet Mûanyagok nélkül ma már elképzelhetetlen az építészet. Néhány példa: higiénikus mûanyag víz- és csatornacsövek, jó hõszigetelésû ablakkeretek, biztonsági üvegek, kényelmes és könnyen tisztítható padlóburkolatok. A gazdaságosság és ökológia együttesen érvényesül, a szigetelõ anyaghoz felhasznált energia egy év alatt megtérül a szigetelés beépítésével. Ma már nélkülözhetetlen eleme a futballvilágnak az olyan stadionok sora, ahol a szurkolók, illetve más sportágak kedvelõi esõtõl és napfénytõl védett helyen élvezhetik a sporteseményeket (13. ábra). Ezt mozgatható, fényáteresztõ tetõszerkezetek biztosítják, amelyek szintén nagy lehetõségeket nyújtanak a mûanyagipar számára. Ilyen pl. a kölni 15 000 m 2 - nél is nagyobb területû kazettás polikarbonát (Makrolon UV) tetõvel fedett stadion, az Allianzarena, vagy az Athénban nemrég az olimpiára szintén Makrolonból épített stadion (14. ábra), amelynél még a napsugárzás okozta felmelegedést is korrigálni tudták különbözõ elterelõ elemek beépítésével. Szeretik az építész tervezõk és -kivitelezõk ezt az anyagot, mert egyrészt sokkal nagyobb szabadságot biztosít a formatervezésben, másrészt a fajsúlya is jóval kisebb az üvegénél (15. ábra). A látványosság mellett azonban nem szabad eltekinteni a gazdaságosságról sem; a mûanyagok alkalmazása a sportban nagy üzletet is jelent. A K 2004 csak egy kis szeletét mutatta be annak a 30 éves történelemnek, ami jelenleg is folytatódik. 14. ábra. Az athéni olimpiai stadion tetõszerkezete 13. ábra. Esti fényben a leverkuseni Bayern Arena 15. ábra. Tetõszerkezet ellenõrzése 53