專利名稱：一種防滑材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有防滑性能的材料結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，已出現(xiàn)很多具有防滑性能的材料(在本申請文件中，稱之為防滑材料)，這種材料應(yīng)該非常廣泛，例如，可以用在制作各種能在結(jié)冰路面及積雪路面行走的鞋類底中，或者用在制作防滑墊中。
下述以防滑的鞋類底進行說明，例如，作為結(jié)冰路面用鞋類底有交互設(shè)置含有軸向為面向地面方向的玻璃纖維、尼龍、芳香尼龍(aramid)等合成纖維的短纖維的橡膠層與不含有這些材料的橡膠層而成的鞋類底，或者，鞋類底的大致整個部位由含有玻璃纖維、芳香尼龍等合成纖維的短纖維的橡膠層形成的鞋類底。
并且，作為積雪路面用鞋類底有為了防滑而實施具有大的凹凸形狀的鞋類底，或者，實施多個細波形狀的刀槽花紋(siping)的鞋類底。如以下專利文獻所示專利文獻1日本實公平2-35202號專利文獻2日本實公平2-35203號專利文獻3日本實用新型登錄第2602710號專利文獻4日本實公平7-143903號專利文獻5日本實公平4-70881號專利文獻6日本特許第2981485號但是，上述技術(shù)存在下列缺點使用玻璃纖維的鞋類底的缺點在于，起初具有非常好的防滑性能，但是，因穿戴后與地面的摩擦作用而使玻璃纖維的磨損非?？欤瑥亩蛊浞阑阅芎芸煜陆?。
另外，在使用尼龍纖維或芳香尼龍纖維的鞋類底中，這些纖維因穿戴而磨損的速度沒有玻璃纖維嚴重，但是，其基本的防滑性能不如玻璃纖維。
并且，以目前來看，使用玻璃纖維及尼龍纖維等防滑材料的鞋類底對于結(jié)冰路面等硬路面上的效果雖好，但是，對于表面不硬的積雪路面上并不能發(fā)揮所期望的高防滑性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決所述問題，本發(fā)明提供一種防滑材料，其能產(chǎn)生更高的防滑性能及更持久。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的防滑材料至少包括玻璃纖維混合橡膠層，其是在橡膠基體(matrix)上混合玻璃短纖維而形成，所述玻璃短纖維突出橡膠基體；復(fù)合纖維混合橡膠層，其是在橡膠基體上以任意比例混合玻璃短纖維與尼龍短纖維而形成，所述玻璃短纖維與尼龍短纖維并行且突出橡膠基體；所述玻璃纖維混合橡膠層與復(fù)合纖維混合橡膠層大致并排而交互設(shè)置，所述玻璃纖維混合橡膠層上玻璃短纖維與所述復(fù)合纖維混合橡膠層的玻璃短纖維及尼龍短纖維的軸向相同，且形成一防滑面。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明的防滑材料，進一步包括單獨橡膠層，所述玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層及單獨橡膠層大致并排且按任意順序組合設(shè)置。
優(yōu)選地，所述復(fù)合纖維混合橡膠層中玻璃短纖維與尼龍短纖維的混合比例在10∶1～2∶1的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，在所述耐滑面上，所述玻璃纖維混合橡膠層表面較復(fù)合纖維混合橡膠層表面突出，所述復(fù)合纖維混合橡膠層較單獨橡膠層表面突出。
優(yōu)選地，所述各玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層或單獨橡膠層的厚度在3mm～8mm的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，所述玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層或/及單獨橡膠層之間的連接采用加硫成型。
本發(fā)明所提供的防滑材料，由于采取了至少由兩層的混合有不同短纖維的橡膠層(即玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層)交替而成，首先含有玻璃短纖維的橡膠層具有良好的防滑性能；混合有尼龍短纖維的橡膠層具有很強的耐磨性且具有良好的耐久性，但是防滑性能不如玻璃纖維；將這種不同的橡膠層大致并排交替設(shè)置在一起，可以達到去短補長的效果。另外，單獨橡膠層也具有一定的耐滑性。故使本發(fā)明的防滑材料比一般的防滑材料具有更好的防滑性能、耐磨性能及耐久性能。使得采用本發(fā)明制造的產(chǎn)品可以應(yīng)用于多種場合(如冰路面、積雪路面或濕滑路面等)。


圖1為表示本發(fā)明的防滑材料的制造方法的說明圖。
圖2為本發(fā)明的防滑材料的第一實施例的剖面圖。
圖3為本發(fā)明的防滑材料的第二實施例的剖面圖。
圖4為本發(fā)明的防滑材料應(yīng)用于鞋類底的平面示意圖。
圖5為圖4的A-A線剖面圖。
具體實施例方式
如圖2所示，本發(fā)明的防滑材料是將復(fù)合纖維混合橡膠層與玻璃纖維混合橡膠層而成大致并排而交互設(shè)置而形成的，其中所述玻璃纖維混合橡膠層是在橡膠基體上混合玻璃短纖維，所述玻璃短纖維突出橡膠基體；所述復(fù)合纖維混合橡膠層是橡膠基體上混合玻璃短纖維與尼龍短纖維而形成的，其混合比例在10∶1～2∶1的范圍內(nèi)，所述玻璃短纖維與尼龍短纖維并行且突出橡膠基體；所述玻璃纖維混合橡膠層上玻璃短纖維與所述復(fù)合纖維混合橡膠層的玻璃短纖維及尼龍短纖維的軸向相同，且形成一防滑面。
或者，如圖3所示，在圖2結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上也可再組合單獨橡膠層，其中，玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層及單獨橡膠層可大致并排且接任意順序組合設(shè)置。玻璃短纖維與尼龍短纖維長度在3mm～5mm為宜。但是，在需要的情況下，所述纖維可以更長一些，但是，最短不能短于3mm。并且，當然也可以使用芳香尼龍取代尼龍，但芳香尼龍的成本更高一些，而尼龍具有與芳香尼龍相同的性能，故使用尼龍也可完全確保其性能，在本發(fā)明中用尼龍來進行說明。
本發(fā)明人著眼于下述事實使用玻璃纖維的材料不耐久但具有良好的防滑性能，另一方面，尼龍纖維或者芳香尼龍纖維具有很強的耐磨性且具有良好的耐久性，但是防滑性能不如玻璃纖維，通過實驗發(fā)現(xiàn)并用這些材料具有去短補長的效果。并且，在使用初期，玻璃纖維混合橡膠層發(fā)揮防滑性能，玻璃纖維混合橡膠層磨損后，復(fù)合纖維混合橡膠層發(fā)揮耐磨和防滑性能，其結(jié)果可確保發(fā)揮長時間的防滑性能。
并且，在采用的這種防滑材料的鞋類底中，如果在復(fù)合纖維混合橡膠層與玻璃纖維混合橡膠層之外加入單獨橡膠層就可以防止鞋類底的積雪現(xiàn)象，從而可以一直發(fā)揮玻璃纖維混合橡膠層及復(fù)合纖維混合橡膠層的防滑性能。進一步，通過將這些材料與由混合有中空陶瓷的橡膠形成并具有期望形狀的凸凹槽的積雪路面用鞋類底并行使用，從而可成為對應(yīng)于從剛下雪的路面到帶水的冰面上的全能鞋類底。
另外，有一種使玻璃纖維混合橡膠層與尼龍纖維混合橡膠層各自獨立的方案，本發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)依次排列玻璃纖維混合橡膠層、尼龍纖維混合橡膠層以及單獨橡膠層而得的材料相較于本發(fā)明的交互排列預(yù)先混合玻璃纖維與尼龍纖維的復(fù)合纖維混合橡膠層與單獨橡膠層的材料，前者在磨擦系數(shù)及實物測試兩方面，其防滑性能不如后者。
接下來，基于圖1及圖2說明本發(fā)明的防滑材料的制造方法。
在實施例1中，以交替設(shè)置玻璃纖維混合橡膠層與復(fù)合纖維混合橡膠層的例子進行說明，在實施例2中，以任意順序組合而設(shè)置玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層以及單獨橡膠層的例子進行說明。
(1)玻璃纖維混合橡膠層A的制造在未加硫橡膠上，盡量使玻璃短纖維的方向一致地排列，并在3mm～8mm范圍內(nèi)以期望厚度壓縮延伸。在此，即使玻璃短纖維的方向不一致，也通過壓縮延伸操作該纖維具有在壓縮延伸方向上自然地保持一致方向的性質(zhì)。作為一個例子的具體成分如下所示。
SBR 40.0phrIR60.0氧化鋅(ZnO) 5.0硬脂酸1.5二氧化硅 20.0聚氧乙烯 0.5玻璃纖維 20.0硫磺 1.7加硫催化劑3.5注SBR苯乙烯-丁二烯橡膠(Styrene Butadiene Rubber)IR異戊二烯橡膠(Isoprene Rubber)(2)復(fù)合纖維混合橡膠層B的制造在未加硫橡膠上，盡量使玻璃短纖維與尼龍短纖維的方向一致地排列，并在3mm～8mm范圍內(nèi)以期望厚度壓縮延伸。在此，即使玻璃短纖維或尼龍短纖維的方向不一致，也通過壓縮延伸操作這些纖維具有在壓縮延伸方向上自然地保持一致方向的性質(zhì)。作為一個例子的具體成分如下所示。
SBR 40.0phrIR 60.0ZnO 5.0硬脂酸 1.5二氧化硅 20.0聚氧乙烯 0.5玻璃纖維 20.0尼龍纖維 2.0硫磺 1.7加硫催化劑 3.5(3)防滑材料1的制造如圖1所示，交替并重疊設(shè)置期望張數(shù)的所述厚度為8mm的未加硫玻璃纖維混合橡膠層A與厚度為3mm的未加硫復(fù)合纖維混合橡膠層B，并對層積的未加硫橡膠進行加硫成型使其達到規(guī)定厚度。此時，使未加硫橡膠層的壓縮延伸方向在圖1中呈左右方向而層積。然后，沿著圖1中的垂直于壓縮延伸方向的點劃線以3mm～5mm左右的厚度切斷加硫?qū)臃e橡膠。則，由于玻璃短纖維與尼龍短纖維向著切斷面方向，因此，其表面成為防滑面。
如此切斷后，如圖2所示，在玻璃纖維混合橡膠層A中的玻璃短纖維2以及在復(fù)合纖維混合橡膠層B中的、由玻璃短纖維與尼龍短纖維構(gòu)成的復(fù)合短纖維3的方向為圖示中的上下方向。并且，在圖2所示中，使復(fù)合纖維混合橡膠層B的上側(cè)表面稍微低于玻璃纖維混合橡膠層A而設(shè)置，即在防滑面上，玻璃纖維混合橡膠層A的表面較復(fù)合纖維混合橡膠層B的表面突出。這樣，在圖2中的上側(cè)表面為防滑面時，最初，玻璃纖維混合橡膠層A的玻璃短纖維2對發(fā)揮防滑性能，其次，當玻璃短纖維2磨損后復(fù)合纖維混合橡膠層B的復(fù)合短纖維3發(fā)揮防滑性能，其結(jié)果，可維持長時間的防滑性能。
(1)玻璃纖維混合橡膠層A的制造在未加硫橡膠上，盡量使玻璃短纖維的方向一致地排列，并在3mm～8mm范圍內(nèi)以期望厚度延伸。在此，即使玻璃短纖維的方向不一致，也通過壓延操作該纖維具有在壓延方向上自然地保持一致方向的性質(zhì)。作為一個例子的具體成分如下所示。
SBR 40.0phrIR60.0ZnO 5.0硬脂酸1.5二氧化硅 20.0聚氧乙烯 0.5玻璃纖維 20.0硫磺 1.7加硫催化劑3.5
(2)復(fù)合纖維混合橡膠層B的制造在未加硫橡膠上，盡量使玻璃短纖維與尼龍短纖維的方向一致地排列，并在3mm～8mm范圍內(nèi)以期望厚度壓縮延伸。在此，即使玻璃短纖維或尼龍短纖維的方向不一致，也通過壓縮延伸操作這些纖維具有在壓縮延伸方向上自然地保持一致方向的性質(zhì)。作為一個例子的具體成分如下所示。
SBR 40.0phrIR 60.0ZnO 5.0硬脂酸 1.5二氧化硅20.0聚氧乙烯0.5玻璃纖維20.0尼龍纖維2.0硫磺1.7加硫催化劑 3.5(3)單獨橡膠層C的制造所述單獨橡膠層C由一般鞋類底用橡膠與具有耐滑性的溶液聚合SBR構(gòu)成，在未加硫橡膠的狀態(tài)下，在3mm～8mm范圍內(nèi)按期望厚度壓縮延伸。作為一個例子的具體成分如下所示。
IR 70.0phr溶液聚合SBR 30.0ZnO 5.0硬脂酸 1.5二氧化硅10.0碳酸鎂 15.0聚氧乙烯0.5硫磺1.7加硫催化劑 3.5(4)防滑材料1的制造所述未加硫玻璃纖維混合橡膠層A、未加硫復(fù)合纖維混合橡膠層B、未加硫單獨橡膠層C的厚度各自設(shè)置成6mm，并如同所述實施例的圖1所示，依次重合期望張數(shù)的所述材料，并對層積的未加硫橡膠進行加硫成型使其達到規(guī)定厚度。此時，如同實施例1，未加硫橡膠的壓縮延伸方向呈左右方向而層積。并且，如同實施例1，垂直于壓縮延伸方向而以3mm～5mm左右的厚度切斷加硫?qū)臃e橡膠。則，由于玻璃短纖維與尼龍短纖維向著切斷面方向，因此，其表面成為防滑面。
如此切斷后，如同實施例1，在玻璃纖維混合橡膠層A中的玻璃短纖維2以及，在復(fù)合纖維混合橡膠層B中的，由玻璃短纖維與尼龍短纖維構(gòu)成的復(fù)合短纖維3的方向為圖3所示中的上下方向。并且，在圖3所示中，復(fù)合纖維混合橡膠層B的上側(cè)表面略低于玻璃纖維混合橡膠層A，并且，單獨橡膠層C的上側(cè)表面略低于復(fù)合纖維混合橡膠層B而設(shè)置，即在防滑面上，玻璃纖維混合橡膠層A的表面較復(fù)合纖維混合橡膠層B的表面突出，并且，復(fù)合纖維混合橡膠層B的表面較單獨橡膠層C的表面突出。這樣，在圖3中的上側(cè)表面為防滑面時，最初，玻璃纖維混合橡膠層A的玻璃短纖維2發(fā)揮防滑性能，其次，當玻璃短纖維2磨損后復(fù)合纖維混合橡膠層B的復(fù)合短纖維3發(fā)揮防滑性能，其結(jié)果可維持長時間的防滑性能。進而，通過配設(shè)單獨橡膠層C而防止積雪現(xiàn)象，從而可防止在玻璃纖維混合橡膠層A或復(fù)合纖維混合橡膠層B的表面上積雪的現(xiàn)象。
接下來，結(jié)合圖4及圖5對配設(shè)有實施例1所述的防滑材料的鞋類底進行說明。
如圖4所示，按期望形狀切斷實施例1所述的防滑材料。其次，在由混合有中空陶瓷的橡膠形成并實施有期望形狀的凸凹槽(圖未示)的積雪路面用鞋類底4的期望部位上粘接結(jié)防滑材料。至于粘接方法，可以使用加硫成型，或者使用通過粘接劑的粘接。另外，在積雪路面用鞋類底4上配設(shè)防滑材料1時，如圖4所示，鞋前半部接地面的外周部由積雪路面用鞋類底4構(gòu)成，防滑材料1不直接超出外周部而構(gòu)成為好，這樣，鞋具有很好的穩(wěn)定感。
另外，防滑材料1的形狀并不局限于圖示形狀，并且，玻璃纖維混合橡膠層A與復(fù)合纖維混合橡膠層B作為鞋類底時，其在前后方向并排或者在左右方向并排均可。并且，也可以改變方向并設(shè)置在多個部位上。組合單獨橡膠層C的狀況也與此相同。
并且，采用本發(fā)明防滑材料的積雪路面用鞋類底4通常作為積雪路面用的鞋類底而被使用，作為一個例子的具體成分如下所示。
SBR 70.0phrBR 30.0ZnO 5.0硬脂酸 1.5二氧化硅 20.0聚氧乙烯 0.5硫磺 1.7加硫催化劑 3.5中空陶瓷 10.0其中，陶瓷的顆粒半徑為125um～300um注BR聚丁橡膠(Butadiene Rubber)并且，將所述鞋類底粘接于鞋底材5并得到最終的鞋底。由于積雪路面用鞋類底4及結(jié)冰路面用防滑材料1均為柔軟的橡膠，因此，在由硬橡膠成型而成的鞋底材5上粘接所述鞋類底4，從而得到最終制品。
接下來，對本發(fā)明的防滑材料的性能確認試驗的結(jié)果進行說明。作為試驗樣品，采用了四種基本構(gòu)成與所述復(fù)合纖維混合橡膠層B相同、且改變玻璃纖維與尼龍纖維的混合比例的材料、以及六種基本構(gòu)成與所述單獨橡膠層C相同、且改變其硬度或具體添加物的材料。各樣品如下所述樣品1玻璃纖維與尼龍纖維的混合比為10∶1的復(fù)合纖維混合橡膠樣品2玻璃纖維與尼龍纖維的混合比為5.8∶1的復(fù)合纖維混合橡膠樣品3玻璃纖維與尼龍纖維的混合比為3.8∶1的復(fù)合纖維混合橡膠樣品4玻璃纖維與尼龍纖維的混合比為2∶1的復(fù)合纖維混合橡膠樣品5硬度為62度的單獨橡膠樣品6在硬度為62度的單獨橡膠內(nèi)混合7％的中空陶瓷的材料樣品7在硬度為62度的單獨橡膠內(nèi)任意混合10％的玻璃纖維的材料樣品8硬度為45度的單獨橡膠樣品9在硬度為45度的單獨橡膠內(nèi)混合7％的中空陶瓷的材料樣品10在硬度為45度的單獨橡膠內(nèi)任意混合10％的玻璃纖維的材料靜摩擦系數(shù)與動摩擦系數(shù)的測定結(jié)果如下所述。另外，本測定是基于SATRAPM1441999進行的。并且，試驗條件如下所述。
路面狀態(tài) 冰0℃左右(-1℃～±1℃)試驗環(huán)境20℃±1℃，相對濕度65+5％負荷400N試驗結(jié)果如下所示靜摩擦系數(shù) 動摩擦系數(shù)樣品10.360.11樣品20.420.10樣品30.330.12樣品40.320.12樣品50.030.01樣品60.070.03樣品70.090.01樣品80.030.01樣品90.100.04樣品10 0.060.01如所述試驗結(jié)果所示，本發(fā)明的防滑材料(樣品1～樣品4)的動摩擦系數(shù)及靜摩擦系數(shù)相關(guān)數(shù)值均明顯好于樣品5～樣品10所示材料。這是基于混合使用尼龍纖維與玻璃纖維而得到的效果。并且，從樣品7或樣品10的結(jié)果可知，即使是玻璃纖維混合橡膠層A也任意混合10％左右的玻璃纖維的話，也不會明顯提高防滑性能。
并且，利用所述樣品1～樣品4制造的鞋類底，并在結(jié)冰路面及剛下雪的路面上進行實地測試后發(fā)現(xiàn)，任意一種鞋類底均在結(jié)冰路面及剛下雪的路面上發(fā)揮非常高的防滑性能。這是因為，在剛下雪的路面上，圖2及圖3所示的凹凸形狀起有效作用，從而防止積雪，并且，在帶冰狀態(tài)的路面上，復(fù)合纖維混合橡膠層的尼龍纖維與玻璃纖維具有有效的功能。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的防滑材料具有較高的防滑效果，并且，其長期保持防滑性能，因此，可適用于各種用途的鞋類及其他防滑產(chǎn)品(如防滑墊)上。例如，僅僅在鞋類底的一部位上使用本發(fā)明的防滑材料，也可以在結(jié)冰路面上具有很高的防滑性能。
并且，采用本發(fā)明防滑材料制作的鞋類底可適應(yīng)于從結(jié)冰路面至積雪路面的各種路面狀況，在冬季的寒冷地區(qū)或積雪地區(qū)，通過使用這種鞋類底可在步行中提高防滑性能。
利用本發(fā)明的防滑材料可以制作成其他的防滑產(chǎn)品，例如鋪設(shè)在濕滑場合(如洗手間地板)的防滑墊，此時防滑材料的防滑面朝上。或者鋪設(shè)在工作桌面上的防滑墊，在不同的合用場合，防滑墊中防滑材料的防滑面可朝上或者朝向工作桌面。
權(quán)利要求
1.一種防滑材料，其特征在于，至少包括玻璃纖維混合橡膠層，其是在橡膠基體(matrix)上混合玻璃短纖維而形成，所述玻璃短纖維突出橡膠基體；復(fù)合纖維混合橡膠層，其是在橡膠基體上以任意比例混合玻璃短纖維與尼龍短纖維而形成，所述玻璃短纖維與尼龍短纖維并行且突出橡膠基體；所述玻璃纖維混合橡膠層與復(fù)合纖維混合橡膠層大致并排而交互設(shè)置，所述玻璃纖維混合橡膠層上玻璃短纖維與所述復(fù)合纖維混合橡膠層的玻璃短纖維及尼龍短纖維的軸向相同，且形成一防滑面。
2.如權(quán)利要求1的防滑材料，其特征在于，進一步包括單獨橡膠層，所述玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層及單獨橡膠層大致并排且按任意順序組合設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的防滑材料，其特征在于所述復(fù)合纖維混合橡膠層中玻璃短纖維與尼龍短纖維的混合比例在10∶1～2∶1的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的防滑材料，其特征在于在所述耐滑面一側(cè)，所述玻璃纖維混合橡膠層表面較復(fù)合纖維混合橡膠層表面突出，所述復(fù)合纖維混合橡膠層較單獨橡膠層表面突出。
5.如權(quán)利要求4所述的防滑材料，其特征在于所述各玻璃纖維混合橡膠層、復(fù)合纖維混合橡膠層或單獨橡膠層的厚度在3mm～8mm的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的防滑材料，其特征在于所述各橡膠層之間的連接采用加硫成型。
7.如權(quán)利要求6所述的防滑材料，其特征在于所述尼龍短纖維為芳香尼龍短纖維。
全文摘要
本發(fā)明一種防滑材料是將玻璃纖維混合橡膠層及復(fù)合纖維混合橡膠層大致并排而交互設(shè)置而形成的。其中，所述玻璃纖維混合橡膠層是在橡膠基體上混合玻璃短纖維而形成的；所述復(fù)合纖維混合橡膠層是在橡膠基體上以任意比例混合玻璃短纖維與尼龍短纖維而形成的。或者，在所述兩個橡膠層上加一層不混合纖維的單獨橡膠層，并大致并排而按任意順序組合三種橡膠層而成。本發(fā)明的防滑材料可用在積雪路面用鞋類底的期望部位上，且本發(fā)明還可以制成其他用途的防滑產(chǎn)品，具有防滑性能好，且作用持久等優(yōu)點。
文檔編號B29C70/10GK101085909SQ200610091299
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者高山英樹, 高山尚廣 申請人:日新化工株式會社