专利名称：一种防滑材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有防滑性能的材料结构。
背景技术：
在现有技术中，已出现很多具有防滑性能的材料(在本申请文件中，称之为防滑材料)，这种材料应该非常广泛，例如，可以用在制作各种能在结冰路面及积雪路面行走的鞋类底中，或者用在制作防滑垫中。
下述以防滑的鞋类底进行说明，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，起初具有非常好的防滑性能，但是，因穿戴后与地面的摩擦作用而使玻璃纤维的磨损非常快，从而使其防滑性能很快下降。
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速度没有玻璃纤维严重，但是，其基本的防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防滑材料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防滑性。
发明内容
为了解决所述问题，本发明提供一种防滑材料，其能产生更高的防滑性能及更持久。
根据本发明的一个方面，本发明的防滑材料至少包括玻璃纤维混合橡胶层，其是在橡胶基体(matrix)上混合玻璃短纤维而形成，所述玻璃短纤维突出橡胶基体；复合纤维混合橡胶层，其是在橡胶基体上以任意比例混合玻璃短纤维与尼龙短纤维而形成，所述玻璃短纤维与尼龙短纤维并行且突出橡胶基体；所述玻璃纤维混合橡胶层与复合纤维混合橡胶层大致并排而交互设置，所述玻璃纤维混合橡胶层上玻璃短纤维与所述复合纤维混合橡胶层的玻璃短纤维及尼龙短纤维的轴向相同，且形成一防滑面。
根据本发明的另一个方面，本发明的防滑材料，进一步包括单独橡胶层，所述玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层及单独橡胶层大致并排且按任意顺序组合设置。
优选地，所述复合纤维混合橡胶层中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。
优选地，在所述耐滑面上，所述玻璃纤维混合橡胶层表面较复合纤维混合橡胶层表面突出，所述复合纤维混合橡胶层较单独橡胶层表面突出。
优选地，所述各玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层或单独橡胶层的厚度在3mm～8mm的范围内。
优选地，所述玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层或/及单独橡胶层之间的连接采用加硫成型。
本发明所提供的防滑材料，由于采取了至少由两层的混合有不同短纤维的橡胶层(即玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层)交替而成，首先含有玻璃短纤维的橡胶层具有良好的防滑性能；混合有尼龙短纤维的橡胶层具有很强的耐磨性且具有良好的耐久性，但是防滑性能不如玻璃纤维；将这种不同的橡胶层大致并排交替设置在一起，可以达到去短补长的效果。另外，单独橡胶层也具有一定的耐滑性。故使本发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。使得采用本发明制造的产品可以应用于多种场合(如冰路面、积雪路面或湿滑路面等)。
图1为表示本发明的防滑材料的制造方法的说明图。
图2为本发明的防滑材料的第一实施例的剖面图。
图3为本发明的防滑材料的第二实施例的剖面图。
图4为本发明的防滑材料应用于鞋类底的平面示意图。
图5为图4的A-A线剖面图。
具体实施例方式
如图2所示，本发明的防滑材料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，其中所述玻璃纤维混合橡胶层是在橡胶基体上混合玻璃短纤维，所述玻璃短纤维突出橡胶基体；所述复合纤维混合橡胶层是橡胶基体上混合玻璃短纤维与尼龙短纤维而形成的，其混合比例在10∶1～2∶1的范围内，所述玻璃短纤维与尼龙短纤维并行且突出橡胶基体；所述玻璃纤维混合橡胶层上玻璃短纤维与所述复合纤维混合橡胶层的玻璃短纤维及尼龙短纤维的轴向相同，且形成一防滑面。
或者，如图3所示，在图2结构的基础上也可再组合单独橡胶层，其中，玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层及单独橡胶层可大致并排且接任意顺序组合设置。玻璃短纤维与尼龙短纤维长度在3mm～5mm为宜。但是，在需要的情况下，所述纤维可以更长一些，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，但芳香尼龙的成本更高一些，而尼龙具有与芳香尼龙相同的性能，故使用尼龙也可完全确保其性能，在本发明中用尼龙来进行说明。
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防滑性能，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，但是防滑性能不如玻璃纤维，通过实验发现并用这些材料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防滑性能，玻璃纤维混合橡胶层磨损后，复合纤维混合橡胶层发挥耐磨和防滑性能，其结果可确保发挥长时间的防滑性能。
并且，在采用的这种防滑材料的鞋类底中，如果在复合纤维混合橡胶层与玻璃纤维混合橡胶层之外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防滑性能。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、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，其防滑性能不如后者。
接下来，基于图1及图2说明本发明的防滑材料的制造方法。
在实施例1中，以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，以任意顺序组合而设置玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层以及单独橡胶层的例子进行说明。
(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 40.0phrIR60.0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 40.0phrIR 60.0ZnO 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)防滑材料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，其表面成为防滑面。
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，即在防滑面上，玻璃纤维混合橡胶层A的表面较复合纤维混合橡胶层B的表面突出。这样，在图2中的上侧表面为防滑面时，最初，玻璃纤维混合橡胶层A的玻璃短纤维2对发挥防滑性能，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发挥防滑性能，其结果，可维持长时间的防滑性能。
(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 40.0phrIR60.0ZnO 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 40.0phrIR 60.0ZnO 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 30.0ZnO 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)防滑材料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，其表面成为防滑面。
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，即在防滑面上，玻璃纤维混合橡胶层A的表面较复合纤维混合橡胶层B的表面突出，并且，复合纤维混合橡胶层B的表面较单独橡胶层C的表面突出。这样，在图3中的上侧表面为防滑面时，最初，玻璃纤维混合橡胶层A的玻璃短纤维2发挥防滑性能，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发挥防滑性能，其结果可维持长时间的防滑性能。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。
接下来，结合图4及图5对配设有实施例1所述的防滑材料的鞋类底进行说明。
如图4所示，按期望形状切断实施例1所述的防滑材料。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防滑材料。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上配设防滑材料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，防滑材料1不直接超出外周部而构成为好，这样，鞋具有很好的稳定感。
另外，防滑材料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，采用本发明防滑材料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 70.0phrBR 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及结冰路面用防滑材料1均为柔软的橡胶，因此，在由硬橡胶成型而成的鞋底材5上粘接所述鞋类底4，从而得到最终制品。
接下来，对本发明的防滑材料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SATRAPM1441999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10.360.11样品20.420.10样品30.330.12样品40.320.12样品50.030.01样品60.070.03样品70.090.01样品80.030.01样品90.100.04样品10 0.060.01如所述试验结果所示，本发明的防滑材料(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，也不会明显提高防滑性能。
并且，利用所述样品1～样品4制造的鞋类底，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防滑性能。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防滑材料具有较高的防滑效果，并且，其长期保持防滑性能，因此，可适用于各种用途的鞋类及其他防滑产品(如防滑垫)上。例如，仅仅在鞋类底的一部位上使用本发明的防滑材料，也可以在结冰路面上具有很高的防滑性能。
并且，采用本发明防滑材料制作的鞋类底可适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防滑性能。
利用本发明的防滑材料可以制作成其他的防滑产品，例如铺设在湿滑场合(如洗手间地板)的防滑垫，此时防滑材料的防滑面朝上。或者铺设在工作桌面上的防滑垫，在不同的合用场合，防滑垫中防滑材料的防滑面可朝上或者朝向工作桌面。
权利要求
1.一种防滑材料，其特征在于，至少包括玻璃纤维混合橡胶层，其是在橡胶基体(matrix)上混合玻璃短纤维而形成，所述玻璃短纤维突出橡胶基体；复合纤维混合橡胶层，其是在橡胶基体上以任意比例混合玻璃短纤维与尼龙短纤维而形成，所述玻璃短纤维与尼龙短纤维并行且突出橡胶基体；所述玻璃纤维混合橡胶层与复合纤维混合橡胶层大致并排而交互设置，所述玻璃纤维混合橡胶层上玻璃短纤维与所述复合纤维混合橡胶层的玻璃短纤维及尼龙短纤维的轴向相同，且形成一防滑面。
2.如权利要求1的防滑材料，其特征在于，进一步包括单独橡胶层，所述玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层及单独橡胶层大致并排且按任意顺序组合设置。
3.如权利要求1或2所述的防滑材料，其特征在于所述复合纤维混合橡胶层中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。
4.如权利要求3所述的防滑材料，其特征在于在所述耐滑面一侧，所述玻璃纤维混合橡胶层表面较复合纤维混合橡胶层表面突出，所述复合纤维混合橡胶层较单独橡胶层表面突出。
5.如权利要求4所述的防滑材料，其特征在于所述各玻璃纤维混合橡胶层、复合纤维混合橡胶层或单独橡胶层的厚度在3mm～8mm的范围内。
6.如权利要求5所述的防滑材料，其特征在于所述各橡胶层之间的连接采用加硫成型。
7.如权利要求6所述的防滑材料，其特征在于所述尼龙短纤维为芳香尼龙短纤维。
全文摘要
本发明一种防滑材料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。本发明的防滑材料可用在积雪路面用鞋类底的期望部位上，且本发明还可以制成其他用途的防滑产品，具有防滑性能好，且作用持久等优点。
文档编号B29C70/10GK101085909SQ200610091299
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者高山英树, 高山尚广 申请人:日新化工株式会社