ADHESJON: På is er det viktig at gummi og mønster fjerner den tynne vannfilmen, skaper adhesjon til isen, og sper på med mikrogrep som kommer av gummiens mykhet i kulde. FOTO VOLVO
KONTAKT: Mønsteret i vinterdekk må dels kunne drenere vann og snø slik at gummi og underlag kommer i kontakt ¿ adhesjon ¿ og dels være så mykt i kulde at anleggsflaten blir stor når dekket ruller ¿ friksjon. FOTO STEIN BEKKEVOLD
GRAVING: I dypere snø er det viktig at mønsteret har en viss knasteform, slik at grovere blokker kan ta tak i terreng og snø og drive bilen frem. FOTO TOYOTA (Bilde: Toyota)
KJETTING: Selv firehjulstrekkere må ty til kjettinger når føret er som verst. Mange helårsdekk får problemer rundt 0.

Griper uten pigger

Lang historie

PI er ikke noe dramatisk nytt. Forskerne F. Hofmann og O. Harries var blant de mange som rundt år 1900 forsøkte å finne en syntetisk erstatter for kautsjuk.

De lette etter hydrokarboner som hadde en struktur liknende polyterpenenes, dvs. (C10H16)n. Da de i 1909 fant isopren, en fargeløs væske (et metylbutadien) med formel C5H8, løsnet det.

Etter å ha laget lange kjeder ved å varme væsken i lukkede kar under tilsetting av konsentrert eddiksyre, kunne de trekke lange tråder – senere tverrbundet til flak – av polyisopren (PI) opp av reaksjonskaret.

Da de vulkaniserte denne etter Goodyears prosess fra 1839, fikk de en gummi som var nesten 100 prosent lik naturgummi.

En god del av piggfrie vinterdekks gripeevne skyldes fysikkfenomenet adhesjon , noe skyldes mikrogrep. Gummien må være så myk at den selv i kulde legger seg rundt ørsmå forhøyninger og tar tak.  

– Skal gummi være myk i kulde, må den ha en spesiell sammensetning, sier teknisk sjef Frank G. Larsen hos Continental Dekk Norge AS. Han har bred gummiteknisk bakgrunn, og er med i utviklingsgruppen til gummivareprodusenten Continental GmbH i Hannover. Larsen har vært med siden Askim Gummivarefabrikk laget Viking-dekkene. Kravene til kuldemykhet gjorde at bransjen etter hvert ønsket mer naturgummi – eller kautsjuk – i vinterdekk, ifølge Larsen.





Slites fort

Problemet var at kautsjuk slites fort, ikke tåler det bensin og olje heller. Dessuten var det ikke lett å få pigger til å sitte fast i myke dekk da piggene kom for fullt på 1970-tallet. Da måtte de sette inn hardere stoffer, og så ble slitebanen glatt igjen. Dermed fikk verden fikk to familier vinterdekk: Piggfrie med myk gummi og piggdekk med hardere gummi.

Først midt på 1970-tallet begynte fabrikkene å granske " syntetisk naturgummi". En viktig familie her heter polyisopren (PI). En annen heter polybuten (butylgummi). PI er den kunstgummien som likner mest på kautsjuk. Kautsjuk er ifølge Larsen litt mer elastisk, men PI tåler høyere driftstemperaturer. Den tåler også hydrokarboner (som bensin-, olje- og dieselsøl) langt bedre enn kautsjuk. Det tekniske navnet på PI er cis.1,4.polyisopren .

De andre syntetiske gummiene har høyere gasstetthet enn PI og brukes derfor nærmest som et gassformet medium, for eksempel på innsiden av et slangeløst dekk.





Friksjon – og adhesjon

Mykhet i kulde er avgjørende for friksjonsflaten og for mikrogrepet. Et mykt dekk har større anliggende flate når det ruller. Økt flate overfører mer kraft til veibanen, og sikrer styre-, traksjons- og bremsekrefter.

Mykere gummi gjør altså at de grove klossene i vinterdekket holder økt kontakt med veibanen når dekket ruller, slik at maksimal adhesjon oppnås. God adhesjon inntreffer når veibanen er så godt som fri for skitt og fuktighet. Kanaler og slisser i mønsteret fjerner belegg, kontaktgummien gjør adhesjonsjobben.

Mikrogrep er viktig på bar is, ved siden av adhesjonen. Ingen is er helt glatt,og heller ikke helt tørr. Forsøk har vist at is har en mikrotynn vannhinne selv helt ned mot 60 kuldegrader. Uten godt mikrogrep  – en gummi som perforerer denne tynne vannhinnen – mister hjulet grepet. Det sklir på vannhinnen.





Karbon og silika

Gummihjul tilsettes sot/karbon/kimrøk, oljer, tjærer, inhibitorer og diverse fyllstoffer á la silisium-mel osv. Mange tror at flotte tilsettinger som malte nøtteskall og lignende gjør susen for grepet. Intet kunne vært mer feil, ifølge Larsen.

Han sier at det er tilsetting av stabilisatorer á la kalkforbindelser og silika (silisium-mel) som gjør susen, ved siden av sot og mineraloljer. Bilgummi kan ifølge Larsen inneholde noen titall prosent sot.