Bij auto’s is het heel gewoon om in de winter speciale winterbanden te monteren. Bij motorfietsen wordt dit zelden gedaan. Toch zijn er wel winterbanden te koop. Maar wanneer is een band een echte winterband?
Er zijn twee belangrijke componenten die zorgen dat een band een winterband is. Het eerste is de compound, de tweede het profiel. Dat eerste is zwarte magie, daar zie je aan de buitenkant niks van. Het profiel is wat duidelijker, al komt er nogal wat bij kijken. Je zou kunnen denken dat de codering M&S – modder en sneeuw – een duidelijke clou is, maar dat is niet zo. Een M&S-band kan totaal ongeschikt zijn voor winters gebruik. De M&S-codering geeft namelijk alleen aan dat een band een bepaalde, maximale ‘land/zee’-verhouding heeft, dus een bepaald minimum aan ‘groefoppervlak’ ten opzichte van een maximum aan blokoppervlak, dat wegcontact heeft. Vaak zijn dit soort banden ontwikkeld voor offroadgebruik, met lekkere grote groeven en blokken. De blokken kunnen zich gemakkelijk in de bodem drukken en afzetten, terwijl de groeven zo zijn gevormd dat het zand er ook gemakkelijk weer uit wordt geslingerd.
Asfalt uitgelegd: meerdere soorten met verschillende eigenschappen
Voor sneeuw werkt dat niet. Bij sneeuw is het juist belangrijk dat de groeven vollopen met sneeuw en het vasthouden. Rubber glijdt namelijk gemakkelijk over sneeuw, maar sneeuw tegen sneeuw geeft juist een heel hoge wrijving. Probeer maar eens twee sneeuwballen langs elkaar te wrijven. Dat gaat heel moeilijk, het heeft heel veel adhesie. Dus voor rijden in de sneeuw heb je liever veel groeven die sneeuw vasthouden, dan hele brede, die sneeuw loslaten.
Ook hebben M&S-banden, die voor on- en offroad worden gebruikt, vaak een harde rubbersamenstelling en massieve, stabiele rubberblokken. Dat moet omdat de band anders te veel slijt en beweegt. Een M&S-band die voor ‘allroad’-toepassingen is ontworpen, is daardoor zelfs uitermate ongeschikt om als winterband te dienen. Een band is pas een winterband als deze een rubbersamenstelling heeft die onder de 7° Celsius nog soepel is (minder dan 65 Shore(A)) en die grip biedt bij nat weer dankzij daarvoor ontwikkeld profiel en een rubbercompound met silica. Om onderscheid te maken tussen M&S-banden en echte winterbanden, zijn winterbanden voorzien van een symbool van een sneeuwvlok in een tekeningetje van drie bergtoppen: het Three Peak Mountain-logo.
John F. Sipe
Auto-winterbanden hebben niet alleen profielgroeven, maar er zitten ook sleufjes in de profielblokken, die de grip verbeteren. Het belang van die sleufjes in het rubber is al in 1923 ontdekt door John F. Sipe, die ze in zijn schoenzolen maakte om meer grip te hebben. De sleufjes zijn om die reden ook naar hem genoemd. Inmiddels is natuurlijk niet alleen bekend dat deze sipes werken, maar ook waarom. De sipes hebben diverse functies. In sneeuw zorgen ze voor meer grip, doordat ze de rubberblokken laten vervormen. Omdat de blokken in smalle, meer flexibele blokjes worden verdeeld, verbuigen die aparte blokjes zodra er kracht op komt. De blokjes gaan daardoor schuin staan, met de punt op de ondergrond. Tussen de blokjes ontstaan driehoekige holtes, zodat het blok in feite verandert in een sneeuwfrees, die sneeuw wegschraapt. Dat geeft tractie. De sneeuw die zich in de holtes ophoopt, geeft ook behoorlijk wat extra tractie door sneeuw-sneeuw-frictie. En dat komt bovenop de tractie die ontstaat door de wrijving tussen rubber en sneeuw zelf. De sipes hebben daarnaast nog een andere functie wanneer op ijs wordt geremd: door de wrijving, die bij slip tussen ijs en rubber optreedt, kan er ijs smelten en een waterlaagje veroorzaken dat het ijs nog gladder maakt. De sipes kunnen dit water in zekere mate afvoeren, waardoor het rubber erachter toch in contact met het ijs blijft.
Uiteraard is ook de diepte van de sipes van invloed op de grip, omdat de flexibiliteit van de blokken toeneemt als de sipes dieper zijn. Dat verklaart ook waarom winterbanden slechter gaan presteren als de profieldiepte afneemt. Bij een profieldiepte van 4 mm is een autoband zoveel van zijn grip verloren dat hij niet meer als winterband wordt gezien.
Recepten.
Profiel en sipes zijn heel belangrijk voor de grip op sneeuw. De vraag is echter wat je daar als Nederlander aan hebt, want heel vaak sneeuwt het hier niet en als het sneeuwt, zijn de wegen daarna vaak snel weer vrijgemaakt. Waar we wel last van hebben, zijn lage temperaturen. Daar komt de rubbersamenstelling of ‘compound’ om de hoek kijken. Het rubber moet bij lage temperaturen genoeg kunnen vervormen om zich om de microruwheid van het asfalt te plooien en zo een grote wrijvingsweerstand op te wekken. De bandenconstructeur moet daarvoor het juiste recept vinden. De basis van dat recept begint met het rubber zelf. De meeste banden bestaan uit een mengsel van synthetisch en natuurlijk rubber. De mengverhouding ervan bepaalt hoe stug of soepel het rubber is. Het rubber wordt aangevuld met een hele range aan ingrediënten, zoals carbon-black, acceleratoren, silica, activatoren, butadieenrubber, raapolie, MES-olie, harsen, wassen, zwavel, zinkoxide, anti-verouderingstoevoegingen en stearinezuur. Deze zijn ook weer uit verschillende componenten opgebouwd, zodat de samenstelling in feite uit 1.500 verschillende materialen bestaat die de eigenschappen van een compound bepalen.
Spaghetti.
Grof gezien zijn er daarbij vier belangrijke hoofdgroepen. De eerste daarvan zijn de rubberpolymeren. Wanneer styreen-butadieenrubber aan natuurrubber wordt toegevoegd, stijgt de temperatuur waarbij rubber soepel wordt. Het moet dus warmer zijn voordat het rubber ‘werkt’. De verhouding tussen styreen en de hoeveelheid vinylgroepen in dit rubber – dus het soort styreen-butadieenrubber – maakt ook nog uit. Maar voor winterbanden kun je beter butadieenrubber gebruiken. Dat verlaagt het omslagtraject van soepel naar stug, zodat het rubber bij kou beter soepel blijft. Waarbij het ook nog belangrijk is hoe de rubbersoorten aan elkaar zijn gehecht, want ook dat verandert de structuur.
De tweede basiscomponent van een bandencompound is het vulmiddel. Dat kan Carbon Black of Silica zijn. Als je de polymeren als een pan spaghetti ziet, zijn de vulmiddelen de gehaktballen: meer vulmiddel verhoogt de stijfheid en de stabiliteit van de compound bij zijn werktemperatuur, minder vulmiddel verhoogt de flexibiliteit. Carbon Black geeft daarbij een meer mechanische binding van de polymeren (aantrekkingskracht), terwijl silica meer een chemische hechting van de polymeren geeft, wat voor een lagere rolweerstand en betere natweergrip zorgt.
Om het rubber soepel te houden, worden weekmakers als derde groep gebruikt. Het is de tomatenpuree in de spaghetti: het zorgt ervoor dat de slierten goed langs elkaar kunnen glijden en dat het materiaal compressiekrachten kan opvangen, doordat de weekmakers kunnen wegglijden. Als weekmakers worden raapolie en harsen gebruikt. Meer olie zorgt dat het rubber bij een lagere temperatuur al flexibel wordt, terwijl het ook de stijfheid bij werktemperatuur verlaagt. Hars heeft een ander effect, dat verlaagt wel de stijfheid bij werktemperatuur, maar verhoogt de ondergrens van de werktemperatuur.
De vierde exponent die de kwaliteit beïnvloedt is de vulkaniseeragent. Dit zijn stoffen die zorgen dat de rubberslierten aan elkaar verankerd worden, waardoor stabieler, steviger rubber ontstaat. Zwavel is van oudsher een bekend vulkaniseermiddel. Tegenwoordig wordt ook zinkoxide gebruikt. Meer vulkaniseermiddel geeft een stijvere rubbercompound, minder een soepelere.
Techniek bandenreparatie: Lekke band – plakken of niet?
Proeven
De bandenconstructeur heeft dus nogal wat knoppen om aan te draaien en een compound te maken die voor een bepaald doel goed werkt. Een echte ‘multigrade’-compound, die van -40° C tot +40° C soepel blijft, goede grip en hechting biedt en de slijtage binnen de perken houdt, is echter nog niet uitgevonden. Elke rubbercompound heeft een temperatuurvenster waarin het goed presteert. Voor een zomercompound ligt de ondergrens op zeven graden. Daaronder wordt het rubber hard en stug. Het vervormt niet meer en gaat als het ware over de toppen van de asfaltruwheid lopen, waardoor het veel minder contact heeft met het asfalt en veel minder grip biedt. Bij -40° C is het rubber van een zomerband zelfs zo hard dat je het met een hamer kunt versplinteren! Wie bij temperaturen onder de 7 graden veilig wil rijden, zal dus op een band moeten overgaan waarvan de compound is berekend op lagere temperaturen. Een wintercompound heeft een samenstelling die bij lage temperaturen wel soepel blijft. Dat heeft echter weer als nadeel dat de compound boven de 7° Celsius te zacht wordt, waardoor de band instabiel wordt en erg snel slijt.
Keuzes
Voor motorfietsen zijn er op dit moment eigenlijk maar twee merken die winterbanden maken: het Duitse Heidenau en het Turkse Anlas. Heidenau maakt de K60 Snowtex, een winteruitvoering van de K60 allroad M&S-band. Ik heb ze ooit getest, toen ze net uitkwamen. Met de gewone K60 kon ik op koud en nat wegdek 4,4 m/s² remmen, met de K60 Snowtex 7,5 m/s². Die extra grip komt puur van de compound, want beide banden hebben hetzelfde profiel, dus ook zonder sipes. Opvallend was dat we puur uit interesse ook nog een test met de standaard Bridgestone Trailwing hebben gedaan en dat die qua remweg aardig in de buurt kwam van de K60 Snowtex. De verklaring daarvoor is simpel: de TrailWing TW47/TW48 was een op weggebruik gerichte band, de K60 een dual purpose. De TrailWing had dus een andere land/zee-verhouding met veel meer rubber aan de straat. Een groter contactvlak zorgt eveneens voor meer grip op asfalt. In de sneeuw kwam je met de TrailWing echter niet eens van de plek, terwijl je met de K60 Snowtex nog redelijk kon rijden. Rijd je dus alleen op asfalt, dan ben je met een TrailWing net zo goed af. Kom je offroad en/of sneeuw tegen, dan is de K60 Snowtex de veiligste keuze. Dat wil zeggen, als we Anlas buiten beschouwing laten. Ik heb er nooit op gereden, maar als ik naar de Anlas Wintergrip en Wintergrip Plus kijk, zie ik een speciaal winterprofiel met sipes en veel rubber aan de straat, gecombineerd met een sneeuwvlokje en een Three Peak Mountain-logo. Dat zou voor motorfietsen wel eens de beste en veiligste keuze voor de winter kunnen zijn. Voor scooters is er meer keuze, zoals de Metzeler Feelfree Wintec, de Michelin City Grip Winter, Pirelli Angel Scooter Winter en de Continental ContiWinterContact.
Foto’s: Peter Aansorgh, Tjitske Aansorgh en Continental
