NO784312L - PREPARATION OF HYDROPHOBE SUBSTRATES WITH MODIFIED GRAPHITE - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår gjenstander med hydrofob overflate belagt med hydrofobisert grafitt, og fremgangsmåte for fremstilling av slike. The present invention relates to objects with a hydrophobic surface coated with hydrophobized graphite, and a method for producing such.

Grafittpulvere, både naturlige og syntetiske, er ifølge sin natur hydrofile og er lett dispergerbare i vann uten tilstedeværelse av emulgatorer eller fuktemidler. Som en følge herav vil slike pulvere ikke lett kunne feste seg til hydrofobe overflater, og særlig ikke hvis de forsøkes påført slike overflater i nærvær av vann, som f.eks. fra en vandig suspensjon. Grafitt har i mange år vært gjenstand for omfattende studier og er blitt behandlet på tallrike måter i forsøk på endring eller forbedring av dens fysiske, kjemiske og elektriske egenskaper for å tilpasse den til spesielle formål og også som et ledd i vitenskapelig forskning. Graphite powders, both natural and synthetic, are by their nature hydrophilic and are easily dispersible in water without the presence of emulsifiers or wetting agents. As a result, such powders will not easily stick to hydrophobic surfaces, and especially not if they are tried to be applied to such surfaces in the presence of water, such as e.g. from an aqueous suspension. Graphite has for many years been the subject of extensive study and has been treated in numerous ways in attempts to change or improve its physical, chemical and electrical properties in order to adapt it to special purposes and also as part of scientific research.

Ved studier søkeren har foretatt av såvel naturlig som syntetisk grafittpulver, ble det observert at grafittpartiklene eller -flakene har en dobbelt egenskap. Hver partikkel arter seg som om endel av dens overflate er hydrofob og endel av overflaten er hydrofil, og det er den sammenlagte nettoeffekt av disse individuelle partikler ved kombinasjon i et pulver som resulterer i den observerte hydrofile egenskap man kan observere hos konvensjonelle grafittpulvere. En summarisk gjennomgåelse av den omfattende litteratur om grafitt antyder at den ovennevnte netto hydrofile effekt til grafitt kan omgjøres til en full-stendig hydrofob effekt, f.eks. ved formaling av grafitt under n-heptan i 8 timer. En slik behandling er rapportert å gjøre grafittpulver oleofilt (Proe. Roy. Soc. Lond. A 314, 473-498 In studies the applicant has carried out of both natural and synthetic graphite powder, it was observed that the graphite particles or flakes have a double property. Each particle behaves as if part of its surface is hydrophobic and part of the surface is hydrophilic, and it is the combined net effect of these individual particles when combined in a powder that results in the observed hydrophilic property that can be observed in conventional graphite powders. A summary review of the extensive literature on graphite suggests that the above-mentioned net hydrophilic effect of graphite can be converted into a fully hydrophobic effect, e.g. by grinding graphite under n-heptane for 8 hours. Such a treatment has been reported to make graphite powder oleophilic (Proe. Roy. Soc. Lond. A 314, 473-498

(476), (1970) A.J. GROSZEK). (476), (1970) A.J. GROSZEK).

Grafitt er også behandlet med mange andre polare og upolare oppløsningsmidler. Slike tilleggsbehandlinger er omtalt i THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY 71 Nr. 11, 3408-3413 (1967), PIERCE og EMING, samt i ovennevnte publikasjon av A.J. GROSZEK. Publikasjonen av PIERCE og EMING omtaler imidlertid ingen observasjoner angående grafittens hydrofile eller hydrofobe egenskaper. Graphite is also treated with many other polar and non-polar solvents. Such additional treatments are discussed in THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY 71 No. 11, 3408-3413 (1967), PIERCE and EMING, as well as in the above-mentioned publication by A.J. GROSZEK. However, the publication by PIERCE and EMING mentions no observations regarding the hydrophilic or hydrophobic properties of graphite.

Det finnes trolig andre publikasjoner som omtaler behandling av grafitt både med polare og upolare materialer, og noen av disse kan muligens også omtale resultater som angår grafittens hydrofile eller hydrofobe egenskaper, men søkeren kjenner ikke til andre slike publikasjoner enn de som er omtalt ovenfor. Som nevnt, var søkerens litteraturundersøkelser kursoriske, siden den uhyre mengde av litteratur om grafitt gjorde en detal-jert litteraturundersøkelse økonomisk ugjennomførlig. Foreliggende ansøkning angår gjenstand med hydrofob overflate , There are probably other publications that refer to the treatment of graphite with both polar and non-polar materials, and some of these may possibly also refer to results relating to graphite's hydrophilic or hydrophobic properties, but the applicant is not aware of any other such publications than those mentioned above. As mentioned, the applicant's literature research was cursory, since the enormous amount of literature on graphite made a detailed literature research economically unfeasible. The present application concerns an object with a hydrophobic surface,

karakterisert vedet overflatebelegg av modifisert grafitt uten nærvær av bindemiddel, hvorved grafitten har minst to hydrofobe overflater av hvilke den ene er vendt mot og festet til det hydrofobe substrat, mens den andre er fri. characterized by a surface coating of modified graphite without the presence of a binder, whereby the graphite has at least two hydrophobic surfaces, one of which faces and is attached to the hydrophobic substrate, while the other is free.

Foreliggende ansøkning angår videre modifisert grafitt (middel) for preparering av ovennevnte gjenstand samt fremgangsmåte for fremstilling av gjenstanden. The present application also concerns modified graphite (agent) for the preparation of the above-mentioned object as well as the method for producing the object.

Ansøkningen angår også tre ulike utføringsformer av foreliggende oppfinnelse. The application also relates to three different embodiments of the present invention.

Ifølge foreliggende oppfinnelse behandles konvensjonell According to the present invention, conventional processing is carried out

naturlig og syntetisk grafitt med upolare eller hydrofobe materialer i væskeform eller i gassform for fremstilling av et grafittpulver med sterk tiltrekning til hydrofobe flater når det appliseres på slike i tørr eller i våt tilstand, og også fra en vandig eller polar dispersjon. Grafittfilmen som påføres den hydrofobe overflate, er enda sterkere hydrofob enn grafitt-pulveret som benyttes til nedfelling av filmen. Oppfinnelsen innbefatter en fast hydrofob overflate med en slik grafittfilm påført. Utføringsformer av foreliggende oppfinnelse omfatter hydrofob skisåle med den behandlede grafitt applisert på, lydbånd og videobånd med den behandlede grafitt festet til den innspillingsflaten og/eller til motsatt overflate, samt til den hydrofobe, isolerende overflate til telefonkabler. natural and synthetic graphite with non-polar or hydrophobic materials in liquid or gaseous form to produce a graphite powder with strong attraction to hydrophobic surfaces when applied to such in a dry or wet state, and also from an aqueous or polar dispersion. The graphite film applied to the hydrophobic surface is even more hydrophobic than the graphite powder used to deposit the film. The invention includes a solid hydrophobic surface with such a graphite film applied. Embodiments of the present invention include hydrophobic ski soles with the treated graphite applied to them, audio tapes and video tapes with the treated graphite attached to the recording surface and/or to the opposite surface, as well as to the hydrophobic, insulating surface of telephone cables.

En slik påført grafittfilm kan benyttes p.g.a. sine smøre- ■ egenskaper, sine elektriske egenskaper (avledning av elektro-statiske ladninger) eller en kombinasjon av disse egenskaper. Such an applied graphite film can be used due to its lubricating ■ properties, its electrical properties (dissipation of electrostatic charges) or a combination of these properties.

Den behandlede grafitt vil, når den påføres som en film ellerThe treated graphite will, when applied as a film or

når den brukes i andre former, også kunne oppvise uventede egenskaper på visse bruksområder som man ennå ikke har den fulle forståelse av, og som vil bli diskutert i det følgende. when used in other forms, could also exhibit unexpected properties in certain areas of use that are not yet fully understood, and which will be discussed in the following.

For flere bruksområder innenfor industrien er det viktigFor several areas of use within the industry, it is important

å kunne påføre grafitt på en overflate fra en vandig grafitt-dispersjon uten tilstedeværelse av emulgatorer eller fuktemidler. Bruken av emulgatorer vil ikke bare hemme eller forstyrre de hydrofobe egenskaper til grafittfilmen, men også påvirke deres adhesjon til hydrofobe overflater, spesielt hvis filmene benyttes i nærvær av fuktighet, som f.eks. på skisåler. Bruken av emulgatorer eller fuktemidler kan også påvirke underlagets hydrofobe overflate under påføring, f.eks. ved applisering og inngnidning på en overflate bestående av en hydrofob skismurning. Det behandlede grafittpulver kan appliseres på en overflate som et tørt pulver. Denne metode påvirker imidlertid filmens to be able to apply graphite to a surface from an aqueous graphite dispersion without the presence of emulsifiers or wetting agents. The use of emulsifiers will not only inhibit or disrupt the hydrophobic properties of the graphite film, but also affect their adhesion to hydrophobic surfaces, especially if the films are used in the presence of moisture, such as e.g. on ski soles. The use of emulsifiers or wetting agents can also affect the hydrophobic surface of the substrate during application, e.g. by application and rubbing in on a surface consisting of a hydrophobic ski wall. The treated graphite powder can be applied to a surface as a dry powder. However, this method affects the film's performance

homogenitet, krever på mange industrielle områder spesielt utstyr, er upraktisk og naturligvis tilsmussende. Valg av grafittdisper-gatorer bør foretas under hensyntagen til det spesielle endeformål slik at dispergatoren ikke innvirker skadelig på den hydrofobe overflate hvorpå grafitten skal appliseres. F.eks. bør en ikke-vandig dispergator ikke kunne løse opp den hydrofobe underlags-flate som grafitten skal anbringes på. Således utelukker ikke foreliggende oppfinnelse bruken av ikke-vandige dispergatorer og heller ikke bruken av ikke-vandige forbindelser i forbindelse med vann så lenge de ikke innvirker skadelig på den påtenkte bruk av grafitten. F.eks. kan en frostvæske som isopropanol eller etanol benyttes alene eller i blanding med en vandig dispersjon. homogeneity, in many industrial areas requires special equipment, is impractical and naturally polluting. Selection of graphite dispersants should be made taking into account the particular end purpose so that the dispersant does not have a harmful effect on the hydrophobic surface on which the graphite is to be applied. E.g. should a non-aqueous dispersant not be able to dissolve the hydrophobic substrate surface on which the graphite is to be placed. Thus, the present invention does not exclude the use of non-aqueous dispersants nor the use of non-aqueous compounds in connection with water as long as they do not adversely affect the intended use of the graphite. E.g. an antifreeze such as isopropanol or ethanol can be used alone or in a mixture with an aqueous dispersion.

Grafitten ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilles ved behandling av konvensjonell naturlig eller syntetisk grafitt med et upolart materiale i væske- eller gassform, under slike betingelser at grafitten gjøres vesentlig hydrofob eller oppnår en netto hydrofob effekt under samtidig bibehold av en tilstrekkelig hydrofil effekt til å bli dispergert i vann eller alkohol uten bruk av emulgatorer eller fuktemidler og blir applisert på en overflate fra dispersjonen av vann eller alkohol. Den viktigste betingelse for å oppnå den ønskede egenskap ved grafitten er den mengde av upolart materiale som benyttes for behandling av grafitten. Åpenbart vil en for liten mengde ikke være tilstrekkelig til å meddele grafitten en netto effekt av hydrofobisitet, og en for stor mengde vil kunne gjøre grafitten i alt vesentlig hydrofob, slik at den ikke kan dispergeres i vann uten bruk av en emulgator eller et fuktemiddel. I alminnelighet vil mengden være mellom oa. 1 vekt% og 3 vekt% av den upolare substans basert på vekten av grafitten. Disse mengder vil naturligvis kunne variere noe, hovedsakelig i avhengighet av den spesielle upolare forbindelse som benyttes, siden noen forbindelser som kjent er mere polare eller mindre polare enn andre. For oppnåelse av de ønskede resultater kan optimal mengde av en hvilken som helst gitt lipolar forbindelse enkelt bestemmes av en fagmann ved en rutinemessig undersøkelse. The graphite according to the present invention is produced by treating conventional natural or synthetic graphite with a non-polar material in liquid or gaseous form, under such conditions that the graphite is made substantially hydrophobic or achieves a net hydrophobic effect while simultaneously maintaining a sufficiently hydrophilic effect to be dispersed in water or alcohol without the use of emulsifiers or wetting agents and is applied to a surface from the dispersion of water or alcohol. The most important condition for achieving the desired properties of the graphite is the amount of non-polar material used for treating the graphite. Obviously, an amount that is too small will not be sufficient to give the graphite a net effect of hydrophobicity, and an amount that is too large will be able to make the graphite substantially hydrophobic, so that it cannot be dispersed in water without the use of an emulsifier or a wetting agent. In general, the quantity will be between oa. 1% by weight and 3% by weight of the non-polar substance based on the weight of the graphite. These quantities will of course be able to vary somewhat, mainly depending on the particular non-polar compound used, since some compounds are known to be more polar or less polar than others. To achieve the desired results, the optimal amount of any given lipolar compound can be easily determined by one skilled in the art by routine examination.

Behandlingstemperaturen eller -tiden er ikke spesielt viktig. Romtemperatur foretrekkes for upolare materialer som foreligger i flytende eller i gassformig tilstand ved slike temperaturer. Med hensyn til behandlingstiden skal den upolare forbindelse ganske enkelt blandes omhyggelig med grafitten, omrøres i noen få minutter og deretter stå i noen få timer eller over natten. Den behandlede grafitten kan deretter direkte appliseres på en hydrofob overflate eller dispergeres i vann eller alkohol for senere bruk. The treatment temperature or time is not particularly important. Room temperature is preferred for non-polar materials which exist in a liquid or gaseous state at such temperatures. In terms of processing time, the non-polar compound should simply be thoroughly mixed with the graphite, stirred for a few minutes, and then allowed to stand for a few hours or overnight. The treated graphite can then be directly applied to a hydrophobic surface or dispersed in water or alcohol for later use.

Praktisk talt et hvilket som helst upolart oppløsnings-middel eller upolart stoff kan benyttes til behandling av grafitt i.h.h.t. foreliggende oppfinnelse. Upolare forbindelser er velkjente for fagfolk. Noen upolare forbindelser fungerer bedre enn andre, ikke bare p.g.a forbindelsens polaritetsgrad, men også av andre, ennå ikke helt oppklarte årsaker. F.eks. synes alkylsilikatene eller alkoxysilanene, spesielt etylsilikat (tetraetylortosilikat) og tetra-n-propyl-silan, å gi Practically any non-polar solvent or non-polar substance can be used to treat graphite according to present invention. Nonpolar compounds are well known to those skilled in the art. Some non-polar compounds work better than others, not only because of the compound's degree of polarity, but also for other, not yet fully understood reasons. E.g. The alkyl silicates or alkoxy silanes, especially ethyl silicate (tetraethyl orthosilicate) and tetra-n-propyl silane, seem to give

de beste resultater man har oppnådd hittil, selv om deres upolare egenskaper ikke behøver å være så store som hos andre stoffer som er mere upolare. Andre eksempler på upolare forbindelser som kan benyttes, omfatter heksan, mineralolje og silikonolje. Heksan synes imidlertid ikke, til tross for at den i høy grad øker grafittens affinitet til hydrofobe flater, f.eks. av poly- the best results that have been achieved so far, although their non-polar properties need not be as great as with other substances that are more non-polar. Other examples of non-polar compounds that can be used include hexane, mineral oil and silicone oil. However, hexane does not appear, despite the fact that it greatly increases the graphite's affinity to hydrophobic surfaces, e.g. of poly-

etylen, å gi noen varig effekt/og de nye egenskaper forsvinner etter en viss tid, i det minste under de behandlingsbetingelser som kun omfatter omrøring av grafitt med heksan og henstand i noen få timer ved romtemperatur. ethylene, to give some lasting effect/and the new properties disappear after a certain time, at least under the treatment conditions which only include stirring the graphite with hexane and standing for a few hours at room temperature.

Som tidligere nevnt, skal grafitten behandles med det upolare materialet i flytende eller i gassformig tilstand. As previously mentioned, the graphite must be treated with the non-polar material in a liquid or gaseous state.

Dette utelukker ikke bruken av materialer som normalt foreliggerThis does not preclude the use of materials that are normally available

i fast form, dersom de kan overføres til væskeform, f.eks. ved oppvarming. Således kan man benytte upolare organiske polymere såsom polyvinylidenfluorid ("Kynar"), og grafitten kan behandles som beskrevet i U.S. patent nr. 4.051,075 eller U.S. patent nr. 3.992.558. in solid form, if they can be transferred to liquid form, e.g. during heating. Thus, nonpolar organic polymers such as polyvinylidene fluoride ("Kynar") can be used, and the graphite can be treated as described in U.S. Pat. Patent No. 4,051,075 or U.S. Pat. patent No. 3,992,558.

Grafitten bør, før den behandles, være tørr, dvs. vesentlig fri for uvedkommende polare forbindelser. Dette er spesielt tilfelle ved bruk av alkylsilikater, siden disse, f.eks. tetraetylortosilikat, har tendens til å hydrolysere, noe som kan bevirke at disse monomere får polare egenskaper. Således er det særlig viktig ved bruk av alkylsilikater at grafitten er praktisk talt vannfri og syrefri, og at etylsilikatet ikke tillates å hydrolysere i noen merkbar utstrekning før den benyttes til behandling av grafitten. Before it is processed, the graphite should be dry, i.e. substantially free of extraneous polar compounds. This is especially the case when using alkyl silicates, since these, e.g. tetraethylorthosilicate, tends to hydrolyse, which can cause these monomers to acquire polar properties. Thus, it is particularly important when using alkyl silicates that the graphite is practically water-free and acid-free, and that the ethyl silicate is not allowed to hydrolyse to any noticeable extent before it is used to treat the graphite.

Substratene hvorpå den behandlede grafitt kan appliseres, er hydrofobe eller upolare. Som det vil være kjent for fagmannen, er det noen substrater som ansees å være hydrofobe, som faktisk har polare trekk og tar opp vann. Når det er tale om hydrofobe eller upolare substrater, er søkeren interessert i nettoeffekten til substratet, som må være upolart. The substrates on which the treated graphite can be applied are hydrophobic or non-polar. As will be known to those skilled in the art, there are some substrates which are considered to be hydrophobic, which actually have polar features and take up water. When it comes to hydrophobic or non-polar substrates, the applicant is interested in the net effect of the substrate, which must be non-polar.

Polyesterfilmer, som f.eks. "Mylar", er eksempler på hydrofobe substrater som vanligvis er svakt polare. M.h.t. slike substrattyper foretrekkes det å behandle tørr grafitt med en uhydrolysert alkylsilikat for applisering på disse substrater. Polyester films, such as "Mylar", are examples of hydrophobic substrates that are usually weakly polar. Regarding such substrate types, it is preferred to treat dry graphite with an unhydrolysed alkyl silicate for application on these substrates.

En grafitt som er behandlet på denne måten, vil feste seg til "Mylar" i større grad enn den vil feste seg til seg selv, og forekomster av avfall eller løse partikler etter påføring er minimale. A graphite treated in this way will adhere to the "Mylar" to a greater extent than it will adhere to itself, and the occurrence of debris or loose particles after application is minimal.

Mengden av behandlet grafitt er ikke viktig: Ved tørr-behandling gnir man ganske enkelt det tørre pulveret på overflaten og tørker bort evt. overskudd. The amount of treated graphite is not important: with dry treatment, you simply rub the dry powder on the surface and wipe away any excess.

Ved påføring fra en vandig eller alkoholisk oppløsning blander man bare ca. 15 g i omtrent 100 ml vann eller alkohol og app-liserer dispersjonen på overflaten med litt gnidning med et papirhåndkle. When applying from an aqueous or alcoholic solution, you only mix approx. 15 g in approximately 100 ml of water or alcohol and apply the dispersion to the surface with a little rubbing with a paper towel.

Når slike filmer appliseres på en hydrofob overflate, fester de seg meget sterkt til denne, og grafitten vil ikke løsne og bli overført til huden ved berøring. Filmene er resistente overfor alkohol og vann og utviser en homogen elektrisk ledningsevne. Filmene er også meget tynne, og når de påføres på en gjennomsiktig flate, f.eks. en polyester- eller polyetylen-film, er det behandlede produkt fremdeles transparent med en gråaktig uklarhet. When such films are applied to a hydrophobic surface, they adhere very strongly to this, and the graphite will not come off and be transferred to the skin when touched. The films are resistant to alcohol and water and exhibit a homogeneous electrical conductivity. The films are also very thin, and when applied to a transparent surface, e.g. a polyester or polyethylene film, the treated product is still transparent with a greyish haze.

Filmenes elektriske motstand er meget konstant når de appliseres på samme hydrofobe substrat. Eksempelvis er motstanden ved påføring på polyetylen omtrent 1000 ohm pr. kvadrat og på polyester ("Mylar") omtrent 6000 ohm pr. kvadrat. Motstanden kan økes ved å tynne ut grafitten med en ikke-leder, f.eks. glimmer-flak. Om man ønsker elektrisk ledningsevne, må man passe på å ikke bruke for meget glimmer, slik at filmens ledningsevne brytes. En blanding av grafitt og glimmer i vektforholdet 1:1 vil i alminnelighet øke motstanden av film på polyetylen til omtrent 4000 - 5000 ohm pr. kvadrat. Den behandlede grafitt, som er netto hydrofob, men dispergerbar i vann, kan også benyttes i vann-baserte boroljer som kjølevæske og smøremiddel for skjærende verktøy. The electrical resistance of the films is very constant when they are applied to the same hydrophobic substrate. For example, the resistance when applied to polyethylene is approximately 1000 ohms per square and on polyester ("Mylar") approximately 6000 ohms per square. The resistance can be increased by thinning the graphite with a non-conductor, e.g. mica flakes. If electrical conductivity is desired, care must be taken not to use too much mica, so that the film's conductivity is broken. A mixture of graphite and mica in the weight ratio 1:1 will generally increase the resistance of film on polyethylene to approximately 4000 - 5000 ohms per square. The treated graphite, which is net hydrophobic but dispersible in water, can also be used in water-based boron oils as a coolant and lubricant for cutting tools.

I det følgende skal gjennomgås og drøftes noen utførings-former for den foreliggende oppfinnelse. In the following, some embodiments of the present invention will be reviewed and discussed.

En meget viktig utføringsform er belegging av glideflaten på ski med modifisert grafitt ifølge foreliggende oppfinnelse. A very important embodiment is coating the sliding surface of skis with modified graphite according to the present invention.

Glimekanismen for ski på tørr snø omfatter utviklingThe sliding mechanism for skis on dry snow includes development

av et smørende lag av vann på krystalloverflaten på snøen, noe som skyldes en kombinasjon av trykk og friksjonsvarme. Derfor er friksjonen på tørr snø (hvilket også gjelder for våt snø) en funksjon av adhesjon av vann til kontaktoverflåtene. Skiover-flaten blir av denne grunn i alminnelighet sammensatt av sterkt hydrofobe materialer, som f.eks. polyetylen eller parafinvoks-forbindelser f.eks. skivoks på tre. of a lubricating layer of water on the crystal surface of the snow, which is due to a combination of pressure and frictional heat. Therefore, the friction on dry snow (which also applies to wet snow) is a function of adhesion of water to the contact surfaces. For this reason, the Skiover surface is generally composed of strongly hydrophobic materials, such as e.g. polyethylene or paraffin wax compounds, e.g. wax on wood.

En annen viktig faktor på tørr snø er den friksjons-elektriske effekt mellom snøen og glideflaten. Således er akkurat de materialer som er mest ønskelig å benytte p.g.a. Another important factor on dry snow is the friction-electric effect between the snow and the sliding surface. Thus, it is precisely the materials that are most desirable to use due to

sin vannavvisende evne, også sterkt dielektriske og søker å akkumulere elektriske ladninger på sine overflater. Disse ladninger induserer en motsatt ladning på snøkrystallene, its water-repellent ability, also highly dielectric and seeks to accumulate electrical charges on its surfaces. These charges induce an opposite charge on the snow crystals,

hvilket igjen bevirker en tiltrekning og friksjon.which in turn causes an attraction and friction.

En kombinasjon av høy hydrofobisitet og høy ledningsevne ville følgelig være ønskelige egenskaper for en skiflate eller et preparat for belegning på en skiflate. De to ovennevnte egenskaper kan imidlertid ikke uten videre kombineres uten at man gjør bruk av betydelige kompromissløsninger. Det er eksempelvis foreslått å innleire grafitt både i skiens glideflate og i skismurningen, f.eks. i skivoks, for å gjøre skioverflåtene sterkt dielektriske. Ved slike forsøk må imidlertid påført mengde av grafitt eller annet benyttet ledende materiale være av en så høy størrelsesorden for å gjøre overflaten ledende, at hele overflaten i seg selv blir vesentlig hydrofil. A combination of high hydrophobicity and high conductivity would consequently be desirable properties for a ski surface or a preparation for coating a ski surface. However, the two above-mentioned characteristics cannot be easily combined without making use of significant compromise solutions. For example, it has been proposed to embed graphite both in the ski's sliding surface and in the ski wall, e.g. in ski wax, to make the ski surfaces highly dielectric. In such experiments, however, the applied amount of graphite or other conductive material used must be of such a high order of magnitude to make the surface conductive, that the entire surface itself becomes substantially hydrophilic.

Den behandlede grafitt fremstilt i h.h.t. foreliggende oppfinnelse kan påføres alene uten bruk av bindemiddel som f.eks. harpiks eller voks, for å kunne gjøre skiflaten ikke bare ledende, men samtidig uten å påvirke skisålens hydrofobe natur, og The treated graphite produced in h.h.t. the present invention can be applied alone without the use of a binder such as e.g. resin or wax, in order to make the ski surface not only conductive, but at the same time without affecting the hydrophobic nature of the ski sole, and

i de fleste tilfeller gjøre flaten ytterligere mer hydrofobin most cases make the surface even more hydrophobic

enn materialene i skiflaten er i seg selv. Disse grafittbelegg er, selv om de er meget tynne, ikke desto mindre sterkt ved-hengende og resistente mot slipning og kan benyttes både som et grunnbelegg for å styrke bindingen mellom skismurning og poly-alkenbaser eller også å modifisere de voksede overflater. Grafittbelegget på skiflåtene i h.h.t. foreliggende oppfinnelse gir en fremragende gli uten i noen merkbar grad å hemme ski-gåing i motbakke. than the materials in the ski surface are in themselves. These graphite coatings, even though they are very thin, are nevertheless strongly adherent and resistant to grinding and can be used both as a base coating to strengthen the bond between skid masonry and poly-alkene bases or also to modify the waxed surfaces. The graphite coating on the ski rafts in terms of the present invention provides excellent gliding without hampering downhill skiing to any noticeable extent.

Ved preparering av en hydrofob skioverflate med den modifiserte grafitt ifølge foreliggende oppfinnelse er det fordelaktig at grafitten påføres fra en suspensjon i vann inneholdende mindre mengder av et antifrostmiddel, f.eks. isopropanol. Noen få dråper av denne suspensjonen anbringes på overflaten When preparing a hydrophobic ski surface with the modified graphite according to the present invention, it is advantageous that the graphite is applied from a suspension in water containing smaller amounts of an antifreeze agent, e.g. isopropanol. A few drops of this suspension are placed on the surface

av skisålen og gnis ganske enkelt utover denne med f.eks. et papirhåndkle inntil overflaten antar en svak metallisk glans. •Bruken av antifrostmidlet er meget nyttig til dette bruk avtden grunn at dersom man benytter vann alene ved påføring av grafitt på en kald ski utendørs, kan vannet lett fryse til is på overflaten. Den preparerte grafitten kan også påføres i tørr tilstand, men denne fremgangsmåten er meget vanskelig og urenslig å gjennomføre, spesielt i vind utendørs. Den modifiserte grafitt kan også med fordel påføres fra en alkoholisk oppløsning. of the ski sole and simply rub over this with e.g. a paper towel until the surface assumes a faint metallic sheen. •The use of the antifreeze is very useful for this purpose because if you use water alone when applying graphite to a cold ski outdoors, the water can easily freeze to ice on the surface. The prepared graphite can also be applied in a dry state, but this method is very difficult and unclean to carry out, especially in the wind outdoors. The modified graphite can also be advantageously applied from an alcoholic solution.

Selv om den modifiserte grafitt kan benyttes direkte på hydrofobe skisåler, har man til nå oppnådd de beste resultater ved applisering av grafitten på en hydrofob polyetylen-skisåle og deretter påført en konvensjonell skismurning utenpå grafittbelegget. Denne behandlingen alene vil forbedre glien til skiene, men det er ytterligere fordelaktig å.påføre enda ett belegg av grafitt utenpå skismurningen. Although the modified graphite can be used directly on hydrophobic ski soles, the best results have so far been achieved by applying the graphite to a hydrophobic polyethylene ski sole and then applying a conventional ski coating on top of the graphite coating. This treatment alone will improve the glide of the skis, but it is further advantageous to apply another coating of graphite on the outside of the ski wall.

Med hensyn til bruken av grafittbelegget på en poly-etylenoverflate er det mest ønskelig å behandle tørt grafittpulver ved å utsette det for damper av tetraetyl-orto-silikat (1-2 vekt%) før påføring som tørt pulver eller fra en flytende dispersjon. Dette produkt gir fremragende feste og vannfra-støtende egenskaper også ved applisering på polyetylen fra en alkoholisk suspensjon. With regard to the use of the graphite coating on a polyethylene surface, it is most desirable to treat dry graphite powder by exposing it to vapors of tetraethyl orthosilicate (1-2% by weight) before application as a dry powder or from a liquid dispersion. This product provides excellent adhesion and water-repellent properties even when applied to polyethylene from an alcoholic suspension.

En annen viktig utføringsform for foreliggende oppfinnelse er preparering av innspillings/avspillingsbånd (f.eks. lyd- og videobånd) med modifisert grafitt ifølge oppfinnelsen. Another important embodiment of the present invention is the preparation of recording/playback tapes (e.g. audio and video tapes) with modified graphite according to the invention.

Innspillingsbånd består i alminnelighet av en hydrofob plastbase, f.eks. en polyester ("Mylar") som på sin ene side er belagt med en innspillings- og avspillingsbar overflate eller komposisjon som i alminnelighet er et belegg av jernoksydtypen. Ved innpilling eller avspilling av slike bånd må de fremmates mekanisk, til tider ved høye hastigheter, og smøringen av slike bånd har representert et problem. For smurningsformål blir mange bånd i dag belagt med en grafitt-inneholdende harpiks på motsatt side av avspillingssiden. Et slikt belegg synes å kunne smøre, men det er ugjennomsiktig, og det er tidkrevende og vanskelig å påføre, og det kan åpenbart ikke appliseres på innspillingssiden. Recording tape generally consists of a hydrophobic plastic base, e.g. a polyester ("Mylar") which is coated on one side with a recordable and playable surface or composition which is generally an iron oxide type coating. When recording or playing back such tapes, they must be fed mechanically, sometimes at high speeds, and the lubrication of such tapes has presented a problem. For lubrication purposes, many ribbons today are coated with a graphite-containing resin on the opposite side of the playing side. Such a coating seems to be able to lubricate, but it is opaque, and it is time-consuming and difficult to apply, and it obviously cannot be applied to the recording side.

Den modifiserte grafitt fremstilt i h.h.t. foreliggende oppfinnelse kan lettvint appliseres på polyesterfilm ("Mylar")ved at den i tørr tilstand smøres eller gnis lett på filmen. Den kan naturligvis også påføres fra en polar suspensjon som om- The modified graphite produced in h.h.t. present invention can be easily applied to polyester film ("Mylar") by applying it in a dry state or lightly rubbing it on the film. It can of course also be applied from a polar suspension which re-

talt i det foregående. En grafittkomposisjon for behandlingen av innspillingsbånd i h.h.t. foreliggende oppfinnelse kan fremstilles som beskrevet ovenfor ved å behandle kommersiell grafitt med omtrent 1-3 vekt% tetraetyl-orto-silikat (15 dråper på 15 g grafitt) eller andre upolare forbindelser inntil like-vekt er oppnådd, og la den stå natten over. Dersom den preparerte grafitt er applisert på polyester ("Mylar") i tørr tilstand (på innspillings-/avspillingsbånd), er det fordel- spoken in the foregoing. A graphite composition for the treatment of recording tapes in terms of present invention can be prepared as described above by treating commercial graphite with about 1-3% by weight of tetraethyl-ortho-silicate (15 drops on 15 g of graphite) or other non-polar compounds until equilibrium is achieved, and leaving it overnight. If the prepared graphite is applied to polyester ("Mylar") in a dry state (on recording/playback tape), it is advantageous

aktig å blande den med et glimmerpulver i et forhold på ca. 1:1. Kombinasjonen av adhesjon (avmerking), gjennomsiktighet, ledningsevne og glatthet er meget gunstig for anvendelser til bånd. like mixing it with a mica powder in a ratio of approx. 1:1. The combination of adhesion (marking), transparency, conductivity and smoothness is very favorable for tape applications.

Den hittil kjente optimale behandling av "Mylar"-film omfatter en første påstrykning på filmen med ca. 1% tetraetyl-orto-silikat i isopropanol etterfulgt av påsmøring, evt. lett inngnidning av den preparerte grafitten som fremstilt som nevnt ovenfor, på "Mylar"-overflaten. Overflaten kan renses for evt. løse partikler ved lett avstrykning med et svakt fuktet papirhåndkle. The hitherto known optimal treatment of "Mylar" film comprises a first application of the film with approx. 1% tetraethyl-ortho-silicate in isopropanol followed by smearing, possibly light rubbing of the prepared graphite as produced as mentioned above, on the "Mylar" surface. The surface can be cleaned of any loose particles by lightly wiping with a slightly moistened paper towel.

Foreliggende oppfinnelse omfatter påføring av den modifiserte grafitt uten bruk av bindemiddel^, direkte på innspillingsflaten på båndet. Ved behandling av lydbånd på denne måte har man oppnådd forbedret lydkvalitet og vesentlig redusert bakgrunnstøy. Det er naturligvis høyst overraskende at en slik modifisert grafitt kunne påføres direkte på innspillingsflaten og alene gi forbedret lyd og vesentlig eliminere bak-grunnstøy. Man har ingen forklaring på hvorfor påføring av den modifiserte grafitt på innspillingsflaten kan gi slike resultater. The present invention comprises the application of the modified graphite without the use of a binder, directly on the recording surface of the tape. By processing audio tapes in this way, improved sound quality and significantly reduced background noise have been achieved. It is of course highly surprising that such modified graphite could be applied directly to the recording surface and alone provide improved sound and essentially eliminate background noise. There is no explanation as to why applying the modified graphite to the recording surface can produce such results.

En ytterligere utføringsform for foreliggende oppfinnelse går ut på å preparere signalbærende elektriske linjer eller kabler med modifisert grafitt i følge oppfinnelsen. A further embodiment of the present invention involves preparing signal-carrying electrical lines or cables with modified graphite according to the invention.

Signalbærende elektriske kabler eller linjer, f.eks. konvensjonelle telefonkabler, er i alminnelighet isolert med et hydrofobt isolasjonsmiddel, f.eks. polyetylen. Signal-carrying electrical cables or lines, e.g. conventional telephone cables are generally insulated with a hydrophobic insulating agent, e.g. polyethylene.

Det er ålment kjent at industrien har vært stilt overfor betydelige forstyrrelser og interferens mellom slike linjer. Budskapet på en linje kan helt eller delvis bli overført eller It is common knowledge that the industry has been faced with significant disturbances and interference between such lines. The message on a line can be transmitted in whole or in part or

gå videre til en annen linje. På fagspråket benevnes dette fenomen i alminnelighet som krysstale. En utføringsform av foreliggende oppfinnelse omfatter applisering av modifisert grafitt på ytterflaten av isolasjonen til signalbærende kabler eller linjer, på samme måte som beskrevet ovenfor på innspillingsbånd. Man har funnet at denne behandling i vesentlig grad eliminerer krysstale, spesielt ved telefonkabler. move on to another line. In technical language, this phenomenon is generally referred to as crosstalk. An embodiment of the present invention comprises the application of modified graphite on the outer surface of the insulation of signal-carrying cables or lines, in the same way as described above on recording tapes. It has been found that this treatment substantially eliminates crosstalk, especially with telephone cables.

Selv om foreliggende oppfinnelse er beskrevet med hen-blikk på begrenset behandling av grafittpulver for å meddele grafitten en netto hydrofob effekt under bibehold av tilstrekkelig hydrofobisitet til å være dispergerbar i vann uten anvendelse av emulgeringsmidler, og selv om dette representerer en betydelig fordel i mange tilfeller, hvilket vil bli forstått og verdsatt av fagfolk, kan grafitten også behandles med et overskudd av et upolart oppløsningsmiddel for at den skal bli vesentlig hydrofob i de tilfeller hvor dispergerbarhet i et polart materiale ikke erønskelig eller nødvendig. En slik hydrofob grafitt kan, om det er ønskelig, påføres ski, innspillingsbånd etc. Although the present invention is described with regard to the limited treatment of graphite powder to impart to the graphite a net hydrophobic effect while retaining sufficient hydrophobicity to be dispersible in water without the use of emulsifiers, and although this represents a significant advantage in many cases , which will be understood and appreciated by those skilled in the art, the graphite may also be treated with an excess of a non-polar solvent to render it substantially hydrophobic in those cases where dispersibility in a polar material is not desirable or necessary. Such a hydrophobic graphite can, if desired, be applied to skis, recording tapes, etc.

Eksempel.Example.

0,40 vektdeler tetraetyl-orto-silikat ble tilsatt til0.40 parts by weight of tetraethyl-ortho-silicate was added thereto

15 vektdeler grafitt ("Dylan GPF" - fremstilt av Eylon Industries Inc.). Blandingen ble omrørt i noen få minutter for å sikre homogenitet, og den fikk derpå henstå i omtrent 3 timer. 15 parts by weight graphite ("Dylan GPF" - manufactured by Eylon Industries Inc.). The mixture was stirred for a few minutes to ensure homogeneity and then allowed to stand for about 3 hours.

Neste dag ble den behandlede grafitt dispergert i 85 vektdeler vann og 15 vektdeler isopropanol. Isopropanolen er ikke nødvendig og ble i dette tilfellet tilsatt utelukkende for å hindre vannet i å fryse. Dersom vannfrysning ikke er noe problem, kan alkoholen sløyfes, eller også kan komposisjonen benyttes i tørr tilstand som beskrevet tidligere. The next day, the treated graphite was dispersed in 85 parts by weight of water and 15 parts by weight of isopropanol. The isopropanol is not necessary and in this case was added solely to prevent the water from freezing. If water freezing is not a problem, the alcohol can be omitted, or the composition can be used in a dry state as described earlier.

Denne komposisjonen eller en som ligner meget på den, ble benyttet i ovennevnte eksempel i tørr tilstand, i vandig suspensjon av en blanding av vann eller alkohol, på ski og på innspillingsbånd. This composition or one very similar to it was used in the above example in the dry state, in aqueous suspension of a mixture of water or alcohol, on skis and on recording tapes.

En komposisjon fremstilt i h.h.t. U.S. pat.nr. 3,992,558 som innbefattet 2,5 vekt% polyvinylidenfluorid ("Kynar"), .isamt erstatning av karbon med grafitt i eksempel 1 i ovennevnte U.S. patent, ble også benyttet i de ovennevnte eksempler, enten i tørr form eller i polare dispersjoner, på ski, innspillingsbånd og signal/kommunikasjonskabler. A composition produced in terms of U.S. patent no. 3,992,558 which included 2.5% by weight of polyvinylidene fluoride ("Kynar"), as well as replacing carbon with graphite in Example 1 of the above-mentioned U.S. Pat. patent, was also used in the above examples, either in dry form or in polar dispersions, on skis, recording tapes and signal/communication cables.

Selv om den foretrukne prosentvise mengde av upolart materiale er blitt angitt å ligge mellom omkring 1 vekt% og 3 vekt% basert på grafitten, er de nøyaktige parametre for et hvilket som helst upolart materiale ikke fastlagt. Det antas at 5% etylsilikat godt kan gjøre grafitten vesentlig helt hydrofob, men helt sikkert vil så mye som 10% etylsilikat gjøre dette. Although the preferred percentage amount of non-polar material has been stated to be between about 1% and 3% by weight based on the graphite, the exact parameters for any non-polar material have not been determined. It is believed that 5% ethyl silicate may well make the graphite substantially completely hydrophobic, but certainly as much as 10% ethyl silicate will do this.

Claims (13)

1. Gjenstand med hydrofob overflate, karakterisert ved et overflatebelegg av modifisert grafitt uten nærvær av bindemiddel, hvorved grafittbelegget har minst to hydrofobe overflater, av hvilke den ene er vendt mot og er festet til det hydrofobe substrat, og den andre er fri.1. Object with a hydrophobic surface, characterized by a surface coating of modified graphite without the presence of a binder, whereby the graphite coating has at least two hydrophobic surfaces, one of which faces and is attached to the hydrophobic substrate, and the other is free. 2. Modifisert grafitt for preparering av gjenstand ifølge krav 1, karakterisert ved at fler-tallet av de flaklignende grafittpartikler har minst to vesentlig hydrofobe overflater og minst en vesentlig hydrofil flate med tilstrekkelig hydrofilitet til å bibeholde grafittpulverets dispergerbarhet i vann, samtidig som det har evnen til å feste seg sterkt til en hydrofob overflate.2. Modified graphite for the preparation of an object according to claim 1, characterized in that the majority of the flake-like graphite particles have at least two substantially hydrophobic surfaces and at least one substantially hydrophilic surface with sufficient hydrophilicity to maintain the graphite powder's dispersibility in water, while at the same time having the ability to adhere strongly to a hydrophobic surface. 3. Modifisert grafitt ifølge krav 2, karkteri-sert ved en hydrofilitet soml er utilstrekkelig til at grafitten kan dispergeres i vann når den først har festet seg til det hydrofobe substrat.3. Modified graphite according to claim 2, characterized by a hydrophilicity which is insufficient for the graphite to be dispersed in water once it has attached to the hydrophobic substrate. 4. Fremgangsmåte for fremstilling av gjenstand ifølge krav 1, karakterisert ved at man behandler grafittpulver med en upolar forbindelse i tilstrekkelig mengde til å gjøre grafittkomposisjonen netto hydrofob, men samtidig la den beholde sin dispergerbarhet i polare væsker som før behandling, at man på en eller flere overflater av ovennevnte gjenstand påfører nevnte grafittkomposisjon uten tilstedeværelse av bindemiddel, hvorved grafittkomposisjonen, etter at den er påført på gjenstandens overflate eller overflater, blir hydrofob og ikke dispergerbar i polare væsker.4. Method for producing an object according to claim 1, characterized in that graphite powder is treated with a non-polar compound in a sufficient amount to make the graphite composition net hydrophobic, but at the same time allowing it to retain its dispersibility in polar liquids as before treatment, that one or several surfaces of the above article apply said graphite composition without the presence of a binder, whereby the graphite composition, after it is applied to the surface or surfaces of the article, becomes hydrophobic and not dispersible in polar liquids. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at mengden av upolart materiale ligger mellom ca. 1% og ca. 3% basert på vekten av grafitt.5. Method according to claim 4, characterized in that the amount of non-polar material is between approx. 1% and approx. 3% based on the weight of graphite. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert vedat det upolare materiale er et alkylsilikat.6. Method according to claim 4 or 5, characterized in that the non-polar material is an alkyl silicate. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 4-6, karakterisert ved at det upolare materiale er etylsilikat.7. Method according to claims 4-6, characterized in that the non-polar material is ethyl silicate. 8. Gjenstand ifølge krav 1, bestående av en hydrofob skisåle, karakterisert ved at det til skisålen er festet et belegg av modifisert grafitt uten tilstedeværelse av bindemiddel, hvorved grafittpartiklene har minst to vesentlig hydrofobe overflater, av hvilke den ene er festet til skisålen og den andre er fri.8. Item according to claim 1, consisting of a hydrophobic ski sole, characterized in that a coating of modified graphite is attached to the ski sole without the presence of a binder, whereby the graphite particles have at least two substantially hydrophobic surfaces, one of which is attached to the ski sole and the others are free. 9. Skisåle ifølge krav 8, karakterisert ved at grafittpartiklene har minst ett hydrofilt område med tilstrekkelig hydrofilitet til å kunne bevare grafittens dispergerbarhet i vann før på-føring av grafittbelegget på skien, men ikke nok hydrofilitet til å forårsake at grafitten skal kunne dispergeres i vann etter at den er blitt applisert som film på den hydrofobe overflaten på skisålen.9. Ski sole according to claim 8, characterized in that the graphite particles have at least one hydrophilic area with sufficient hydrophilicity to be able to preserve the graphite's dispersibility in water before applying the graphite coating to the ski, but not enough hydrophilicity to cause the graphite to be able to be dispersed in water after it has been applied as film on the hydrophobic surface of the ski sole. 10. Skisåle ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at den har et belegg av konvensjonell skismurning, og at grafittkomposisjonen er applisert utenpå skismurningen.10. Ski sole according to claim 6 or 7, characterized by the fact that it has a coating of conventional ski masonry, and that the graphite composition is applied on the outside of the ski masonry. 11. Gjenstand ifølge krav 1, bestående av et hydrofobt lydbånd eller videobånd med innspillings-/avspillingsflate på sin ene side, karakterisert ved at grafitt-komposis jonen er anbrakt på båndets innspillings-/avspillings-side eller på motsatt side eller på begge sider av båndet.11. Item according to claim 1, consisting of a hydrophobic audio tape or video tape with a recording/playback surface on one side, characterized in that the graphite composition ion is placed on the tape's recording/playback side or on the opposite side or on both sides of the tape. 12. Gjenstand ifølge krav 1, bestående av en signalbærende elektrisk kabel eller linje isolert med et hydrofobt materiale, karakterisert ved at den har et belegg av modifisert grafitt uten tilstedeværelse av bindemiddel, utenpå isolasjon, hvorved grafittpartiklene har minst to hydrofobe overflater, av hvilke den ene er vendt mot og festet til det hydrofobe isolasjonslaget, og den andre grafitt-overflaten er fri.12. Object according to claim 1, consisting of a signal-carrying electric cable or line insulated with a hydrophobic material, characterized in that it has a coating of modified graphite without the presence of a binder, on top of the insulation, whereby the graphite particles have at least two hydrophobic surfaces, of which the one is facing and attached to the hydrophobic insulation layer, and the other graphite surface is free. 13. Gjenstand ifølge krav 12, karakterisert ved at gjenstanden er en tele-fonkabel eller telefonlinje.13. Item according to claim 12, characterized in that the object is a telephone cable or telephone line.