CN1871966A - 结冰路面用耐滑材、以及使用该材料的鞋类底 - Google Patents
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Abstract
本发明一种结冰路面用耐滑材是将玻璃纤维混合橡胶层及复合纤维混合橡胶层大致并排而交互设置而形成的。其中，所述玻璃纤维混合橡胶层是在橡胶基体上混合轴向为面向地面方向的玻璃短纤维而形成的；所述复合纤维混合橡胶层是在橡胶基体上以任意比例混合轴向为面向地面方向的玻璃短纤维与尼龙短纤维而形成的。或者，在所述两个橡胶层上加一层不混合纤维的单独橡胶层，并大致并排而按任意顺序组合三种橡胶层而成。并且，在由混合有中空陶瓷的橡胶形成并具有期望形状的凸凹槽的积雪路面用鞋类底的期望部位上，配设所述结冰路面用耐滑材而得到鞋类底。本发明的鞋类底在从结冰路面至积雪路面的各种路况上发挥持久的耐滑性能并不易滑倒。
Description
技术领域
本发明涉及一种主要是在结冰路面等路面上具有耐滑性能的结冰路面用耐滑材，以及将这些耐滑材与在刚下雪的路面上具有耐滑性能的、由混合有中空陶瓷的橡胶形成的积雪路面用鞋类底交替组合，从而，在任何状况的积雪路面及结冰路面上都可发挥耐滑性能的鞋类底。
背景技术
在现有技术中，已有各种在结冰路面及积雪路面上具有防滑性能(在本申请文件中，称之为「耐滑性能」)的材料。
例如，作为结冰路面用鞋类底有：交互设置含有轴向为面向地面方向的玻璃纤维、尼龙、芳香尼龙(aramid)等合成纤维的短纤维的橡胶层与不含有这些材料的橡胶层而成的鞋类底，或者，鞋类底的大致整个部位由含有玻璃纤维、芳香尼龙等合成纤维的短纤维的橡胶层形成的鞋类底。
并且，作为积雪路面用鞋类底有：为了防滑而实施具有大的凹凸形状的鞋类底，或者，实施多个细波形状的刀槽花纹(siping)的鞋类底。如以下专利文献所示：
专利文献1：日本实公平2-35202号
专利文献2：日本实公平2-35203号
专利文献3：日本实用新型登录第2602710号
专利文献4：日本实公平7-143903号
专利文献5：日本实公平4-70881号
专利文献6：日本特许第2981485号
但是，上述技术存在下列缺点：
使用玻璃纤维的鞋类底的缺点在于，起初具有非常好的耐滑性能，但是，因穿戴而玻璃纤维的磨损非常快，从而使其耐滑性能很快下降。
另外，在使用尼龙纤维或芳香尼龙纤维的鞋类底中，这些纤维因穿戴而磨损的程度没有玻璃纤维严重，但是，其基本的耐滑性能不如玻璃纤维。
并且，以目前来看，使用玻璃纤维及尼龙纤维等耐滑材的鞋类底对于结冰路面等硬路面上的效果虽好，但是，对于表面不硬的积雪路面上并不能发挥所期望的高耐滑性。
发明内容
为了解决所述问题，本发明提供的结冰路面用耐滑材是大致并排而交互设置，在橡胶基体(matrix)上混合轴向为面向地面方向的玻璃短纤维的玻璃纤维混合橡胶层与，在橡胶基体上以任意比例混合轴向为面向地面方向的玻璃短纤维与尼龙短纤维的复合纤维混合橡胶层而成。或者，在所述两个橡胶层上加一层不混合纤维的单独橡胶层，并大致并排而按任意顺序组合三种橡胶层而成。
并且，为了解决所述问题，本发明相关的鞋类底是在由混合有中空陶瓷的发泡橡胶形成并具有期望形状的凸凹槽的积雪路面用鞋类底的期望部位上，配设所述的结冰路面用耐滑材而形成。
附图说明
图1为表示本发明的结冰路面用耐滑材的制造方法的说明图。
图2为本发明的结冰路面用耐滑材的剖面图。
图3为本发明的结冰路面用耐滑材的其他实施例相关的剖面图。
图4为本发明的鞋类底的平面图。
图5为图4的A-A线剖面图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的结冰路面用耐滑材是将复合纤维混合橡胶层与玻璃纤维混合橡胶层而成大致并排而交互设置而形成的，其中所述复合纤维混合橡胶层是通过在橡胶基体上混合轴向为面向地面方向的玻璃短纤维与尼龙短纤维而形成的。或者，如图3所示，在此结构上组合单独橡胶层也可。纤维长度为3mm～5mm。但是，在需要的情况下，所述纤维可以再长，但是，最短不能短于3mm。并且，当然也可以使用芳香尼龙取代尼龙，但是，尼龙也具有与芳香尼龙相同的性能，由此，不必使用成本高的芳香尼龙，而使用尼龙也可完全确保其性能，因此，在本发明中使用尼龙。
本发明人着眼于下述事实：使用玻璃纤维的材料不耐久但具有良好的耐滑性能，另一方面，尼龙纤维或者芳香尼龙纤维具有很强的耐磨性且具有良好的耐久性，但是耐滑性能不如玻璃纤维，通过实验发现并用这些材料可具有去短补长的效果。并且，在使用初期，玻璃纤维混合橡胶层发挥耐滑性能，玻璃纤维混合橡胶层磨损后，复合纤维混合橡胶层发挥耐滑性能，其结果可确保发挥长时间的耐滑性能。
并且，在此加入单独橡胶层就可以防止鞋类底的积雪现象，从而可以一直发挥玻璃纤维混合橡胶层及复合纤维混合橡胶层的耐滑性能。进一步，通过将这些材料与由混合有中空陶瓷的橡胶形成并具有期望形状的凸凹槽的积雪路面用鞋类底并行使用，从而可成为对应于从刚下雪的路面到带水的冰面上的全能鞋类底。
另外，有一种使玻璃纤维混合橡胶层与尼龙纤维混合橡胶层各自独立的方案，本发明人通过实验发现：依次排列玻璃纤维混合橡胶层与尼龙纤维混合橡胶层以及单独橡胶层而得的材料相较于本发明的交互排列预先混合玻璃纤维与尼龙纤维的复合纤维混合橡胶层与单独橡胶层的材料，前者在磨擦系数及实物测试两方面，其耐滑性能不如后者。
接下来，基于图1及图2说明本发明的结冰路面周耐滑材的制造方法。
在实施例1中，对交替设置玻璃纤维混合橡胶层与复合纤维混合橡胶层的例子进行说明，在实施例2中，对以任意顺序组合而设置玻璃纤维混合橡胶层与复合纤维混合橡胶层以及单独橡胶层的例子。
[实施例1]
(1)玻璃纤维混合橡胶层A的制造
在未加硫橡胶上，尽量使玻璃短纤维的方向一致地排列，并在3mm～8mm范围内以期望厚度压缩延伸。在此，即使玻璃短纤维的方向不一致，也通过压缩延伸操作该纤维具有在压缩延伸方向上自然地保持一致方向的性质。作为一个例子的具体成分如下所示。
SBR 40.0phr
IR 60.0
氧化锌(ZnO) 5.0
硬脂酸 1.5
二氧化硅 20.0
聚氧乙烯 0.5
玻璃纤维 20.0
硫磺 1.7
加硫催化剂 3.5
注：
SBR：苯乙烯-丁二烯橡胶(Styrene Butadiene Rubber)
IR：异戊二烯橡胶(Isoprene Rubber)
(2)复合纤维混合橡胶层B的制造
在未加硫橡胶上，尽量使玻璃短纤维与尼龙短纤维的方向一致地排列，并在3mm～8mm范围内以期望厚度压缩延伸。在此，即使玻璃短纤维或尼龙短纤维的方向不一致，也通过压缩延伸操作这些纤维具有在压缩延伸方向上自然地保持一致方向的性质。作为一个例子的具体成分如下所示。
SBR 40.0phr
IR 60.0
ZnO 5.0
硬脂酸 1.5
二氧化硅 20.0
聚氧乙烯 0.5
玻璃纤维 20.0
尼龙纤维 2.0
硫磺 1.7
加硫催化剂 3.5
(3)结冰路面用耐滑材1的制造
如图1所示，交替并重叠设置期望张数的所述厚度为8mm的未加硫玻璃纤维混合橡胶层A与厚度为3mm的未加硫复合纤维混合橡胶层B，并对层积的未加硫橡胶进行加硫成型使其达到规定厚度。此时，使未加硫橡胶层的压缩延伸方向在图1中呈左右方向而层积。然后，沿着图1中的垂直于压缩延伸方向的点划线以3mm～5mm左右的厚度切断加硫层积橡胶。则，由于玻璃短纤维与尼龙短纤维向着切断面方向，因此，其表面成为接地面。
如此切断后，如图2所示，在玻璃纤维混合橡胶层A中的玻璃短纤维2以及在复合纤维混合橡胶层B中的、由玻璃短纤维与尼龙短纤维构成的复合短纤维3的方向为图示中的上下方向。并且，在图2所示中，使复合纤维混合橡胶层B 的上侧表面稍微低于玻璃纤维混合橡胶层A而设置。这样，在图2中的上侧表面为接地面时，最初，玻璃纤维混合橡胶层A的玻璃短纤维2对路面发挥耐滑性能，其次，当玻璃短纤维2磨损后复合纤维混合橡胶层B的复合短纤维3发挥耐滑性能，其结果，可维持长时间的耐滑性能。
[实施例2]
(1)玻璃纤维混合橡胶层A的制造
在未加硫橡胶上，尽量使玻璃短纤维的方向一致地排列，并在3mm～8mm范围内以期望厚度延伸。在此，即使玻璃短纤维的方向不一致，也通过压延操作该纤维具有在压延方向上自然地保持一致方向的性质。作为一个例子的具体成分如下所示。
SBR 40.0phr
IR 60.0
ZnO 5.0
硬脂酸 1.5
二氧化硅 20.0
聚氧乙烯 0.5
玻璃纤维 20.0
硫磺 1.7
加硫催化剂 3.5
(2)复合纤维混合橡胶层B的制造
在未加硫橡胶上，尽量使玻璃短纤维与尼龙短纤维的方向一致地排列，并在3mm～8mm范围内以期望厚度压缩延伸。在此，即使玻璃短纤维或尼龙短纤维的方向不一致，也通过压缩延伸操作这些纤维具有在压缩延伸方向上自然地保持一致方向的性质。作为一个例子的具体成分如下所示。
SBR 40.0phr
IR 60.0
ZnO 5.0
硬脂酸 1.5
二氧化硅 20.0
聚氧乙烯 0.5
玻璃纤维 20.0
尼龙纤维 2.0
硫磺 1.7
加硫催化剂 3.5
(3)单独橡胶层C的制造
所述单独橡胶层C由一般鞋类底用橡胶与具有耐滑性的溶液聚合SBR构成，在未加硫橡胶的状态下，在3mm～8mm范围内按期望厚度压缩延伸。作为一个例子的具体成分如下所示。
IR 70.0phr
溶液聚合SBR 30.0
ZnO 5.0
硬脂酸 1.5
二氧化硅 10.0
碳酸镁 15.0
聚氧乙烯 0.5
硫磺 1.7
加硫催化剂 3.5
(4)结冰路面用耐滑材1的制造
所述未加硫玻璃纤维混合橡胶层A、未加硫复合纤维混合橡胶层B、未加硫单独橡胶层C的厚度各自设置成6mm，并如同所述实施例的图1所示，依次重合期望张数的所述材料，并对层积的未加硫橡胶进行加硫成型使其达到规定厚度。此时，如同实施例1，未加硫橡胶的压缩延伸方向呈左右方向而层积。并且，如同实施例1，垂直于压缩延伸方向而以3mm～5mm左右的厚度切断加硫层积橡胶。则，由于玻璃短纤维与尼龙短纤维向着切断面方向，因此，其表面成为接地面。
如此切断后，如同实施例1，在玻璃纤维混合橡胶层A中的玻璃短纤维2以及，在复合纤维混合橡胶层B中的，由玻璃短纤维与尼龙短纤维构成的复合短纤维3的方向为图3所示中的上下方向。并且，在图3所示中，复合纤维混合橡胶层B的上侧表面略低于玻璃纤维混合橡胶层A，并且，单独橡胶层C的上侧表面略低于复合纤维混合橡胶层B而设置。这样，在图3中的上侧表面为接地面时，最初，玻璃纤维混合橡胶层A的玻璃短纤维2对路面发挥耐滑性能，其次，当玻璃短纤维2磨损后复合纤维混合橡胶层B的复合短纤维3发挥耐滑性能，其结果可维持长时间的耐滑性能。进而，通过配设单独橡胶层C而防止积雪现象，从而可防止在玻璃纤维混合橡胶层A或复合纤维混合橡胶层B的表面上积雪的现象。
[实施例3]
接下来，结合图4及图5对配设有实施例1所述的结冰路面用耐滑材的本发明的鞋类底进行说明。
如图4所示，按期望形状切断实施例1所述的结冰路面用耐滑材。其次，在由混合有中空陶瓷的橡胶形成并实施有期望形状的凸凹槽(图未示)的积雪路面用鞋类底4的期望部位上粘接结冰路面用耐滑材。至于粘接方法，可以使用加硫成型，或者使用通过粘接剂的粘接。另外，在积雪路面用鞋类底4上配设结冰路面用耐滑材1时，如图4所示，鞋前半部接地面的外周部由积雪路面用鞋类底4构成，结冰路面用耐滑材1不直接出于外周部而构成为好，这样，鞋具有很好的稳定感。
另外，结冰路面用耐滑材1的形状并不局限于图示形状，并且，玻璃纤维混合橡胶层A与复合纤维混合橡胶层B作为鞋类底时，其在前后方向并排或者在左右方向并排均可。并且，也可以改变方向并设置在多个部位上。组合单独橡胶层C的状况也与此相同。
并且，本发明的积雪路面用鞋类底4通常作为积雪路面用的鞋类底而被使用，作为一个例子的具体成分如下所示。
SBR 70.0phr
BR 30.0
ZnO 5.0
硬脂酸 1.5
二氧化硅 20.0
聚氧乙烯 0.5
硫磺 1.7
加硫催化剂 3.5
中空陶瓷 10.0
其中，陶瓷的颗粒半径为125um～300um
注：
BR：聚丁橡胶(Butadiene Rubber)
并且，将所述鞋类底粘接于鞋底材5并得到最终的鞋底。由于积雪路面用鞋类底4及结冰路面用耐滑材1均为柔软的橡胶，因此，在由硬橡胶成型而成的鞋底材5上粘接本发明的鞋类底，从而得到最终制品。
[性能确认试验]
接下来，对本发明的结冰路面用耐滑材的性能确认试验的结果进行说明。作为试验样品，采用了四种基本构成与所述复合纤维混合橡胶层B相同、且改变玻璃纤维与尼龙纤维的混合比例的材料、以及六种基本构成与所述单独橡胶层C相同、且改变其硬度或具体添加物的材料。各样品如下所述：
样品1玻璃纤维与尼龙纤维的混合比为10∶1的复合纤维混合橡胶
样品2玻璃纤维与尼龙纤维的混合比为5.8∶1的复合纤维混合橡胶
样品3玻璃纤维与尼龙纤维的混合比为3.8∶1的复合纤维混合橡胶
样品4玻璃纤维与尼龙纤维的混合比为2∶1的复合纤维混合橡胶
样品5硬度为62度的单独橡胶
样品6在硬度为62度的单独橡胶内混合7％的中空陶瓷的材料
样品7在硬度为62度的单独橡胶内任意混合10％的玻璃纤维的材料
样品8硬度为45度的单独橡胶
样品9在硬度为45度的单独橡胶内混合7％的中空陶瓷的材料
样品10在硬度为45度的单独橡胶内任意混合10％的玻璃纤维的材料
静摩擦系数与动摩擦系数的测定结果如下所述。另外，本测定是基于SATRAPM144：1999进行的。并且，试验条件如下所述。
路面状态冰：0℃左右(-1℃～±1℃)
试验环境20℃±1℃，相对湿度65±5％
负荷400N
试验结果如下所示：
| 静摩擦系数 | 动摩擦系数 | |
| 样品1样品2样品3样品4样品5样品6样品7样品8样品9样品10 | 0.360.420.330.320.030.070.090.030.100.06 | 0.110.100.120.120.010.030.010.010.040.01 |
如所述试验结果所示，本发明的结冰路面用耐滑材(样品1～样品4)的动摩擦系数及静摩擦系数相关数值均明显好于样品5～样品10所示材料。这是基于混合使用尼龙纤维与玻璃纤维而得到的效果。并且，从样品7或样品10的结果可知，即使是玻璃纤维混合橡胶层A也任意混合10％左右的玻璃纤维的话，也不会明显提高耐滑性能。
并且，利用所述样品1～样品4制造本发明的鞋类底，并在结冰路面及刚下雪的路面上进行实地测试后发现，任意一种鞋类底均在结冰路面及刚下雪的路面上发挥非常高的耐滑性能。这是因为，在刚下雪的路面上，图2及图3所示的凹凸形状起有效作用，从而防止积雪，并且，在带冰状态的路面上，复合纤维混合橡胶层的尼龙纤维与玻璃纤维具有有效的功能。
产业上的利用可能性
本发明的结冰路面用耐滑材具有较高的防滑效果，并且，其长期保持耐滑性能，因此，可适用于各种用途的鞋类上。并且，仅仅在鞋类底的一部位上使用本发明的结冰路面用耐滑材，也可以在结冰路面上具有很高的耐滑性能。
并且，本发明的鞋类底可对应于从结冰路面至积雪路面的各种路面状况，在冬季的寒冷地区或积雪地区，通过使用这种鞋类底可在步行中提高耐滑功能。
Claims (6)
1.一种结冰路面用耐滑材，其特征在于：把下列橡胶层A、B、C中的A、B层大致并排而交互设置或者A、B、C层大致并排而按任意顺序组合设置而形成：
A：在橡胶基体(matrix)上混合轴向为面向地面方向的玻璃短纤维而形成的玻璃纤维混合橡胶层；
B：在橡胶基体上以任意比例混合轴向为面向地面方向的玻璃短纤维与尼龙短纤维而形成的复合纤维混合橡胶层；
C：未混合有纤维的单独橡胶层。
2.如权利要求1所述的结冰路面用耐滑材，其特征在于：所述玻璃短纤维与尼龙短纤维的混合比例在10∶1～2∶1的范围内。
3.如权利要求1所述的结冰路面用耐滑材，其特征在于：所述各橡胶层A、B、C的厚度在3mm～8mm的范围内。
4.如权利要求1所述的结冰路面用耐滑材，其特征在于：所述各橡胶层A、B、C相对地面方向以A、B、C的顺序突出。
5.一种鞋类底，其特征在于：在由混合有中空陶瓷的橡胶形成、并具有期望形状的凸凹槽的积雪路面用鞋类底的期望部位上，配设权利要求1所述的结冰路面用耐滑材。
6.如权利要求5所述的鞋类底，其特征在于：所述鞋前半部接地面的外周部为积雪路面用鞋类底。
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