JP5356116B2 - ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ゴム組成物に関し、より詳細には、例としてスタッドレスタイヤやスノータイヤなどの冬用タイヤ（ウインタータイヤ）のトレッドに好適に用いることのできるゴム組成物、及び、同ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤに関するものである。

氷雪路面では一般路面に比べて著しく摩擦係数が低下し滑りやすくなる。そのため、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤのトレッドに用いられるゴム組成物においては、氷上路面での接地性を高めるために、ガラス転移点の低いブタジエンゴム等の使用や軟化剤の配合により、低温でのゴム硬度を低く維持することがなされている。また、氷上摩擦力を高めるために、トレッドに発泡ゴムを使用したり、中空粒状体や、ガラス繊維、植物性粒状体等の硬質材料を配合することがなされている。

例えば、下記特許文献１には、種子の殻又は果実の核を粉砕してなる植物性粒状体などの引っ掻き効果のある粒子をゴム成分に添加して、引っ掻き効果により氷上摩擦性能を向上させることが開示されている。同文献では特に、レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物とラテックスの混合物を主成分とするゴム接着性改良剤で植物性粒状体を表面処理し、これによりトレッドゴムと化学的に結合させて、引っ掻き効果を向上する点が提案されている。なお、氷上摩擦性能を向上させる機構として、「粒状体が接地したときトレッド表面から突出して」（圧雪由来のアイスバーンにおける）「肉厚の薄くなった部分を破壊」することが記載されている。

下記特許文献２〜３には、氷上の水膜を更に効果的に除去するために、平均粒径が１０〜５００μｍである竹炭等の粉砕物をゴム成分に配合することが提案されている。特許文献３の0026段落には、「各種形状のもの、またそれらの混合物を用いることができる」が、「繊維状粒子から主として構成される竹炭粉末を用いることが好ましい」と記載されている。

これらの従来技術は氷上性能の改良効果を示すものの、最近益々厳しくなる市場の要求に対し、必ずしも十分なレベルに達しているとは言えない。

一方、下記特許文献４には、水膜除去のために、「トレッドブロック表面に細かいスリット」を生成させるべくグラスファイバー等の短繊維を配合するとともに、古紙のシュレッダー裁断物、及び、もみ殻の粉砕物を配合することが記載されている。特には、もみ殻の粉砕物等の「セルロース物質」の「スパイク効果」（引っ掻き効果）により、氷上制動性能を向上することができたとしている。しかし、グラスファイバー等の短繊維は、空中に飛散して環境上の問題を生じるおそれがある。

他方、下記特許文献５には、「粉末状セルロース」を得るにあたり、特定の粉砕機を用いた粉砕処理により、他の品質を損なわずに「粉体流動性」を向上させることが記載されている。実施例によると、得られる粉体の安息角（ホソカワミクロン「パウダテスタPT-N」による測定値）が44〜58°であり、生分解性樹脂であるポリブチレンサクシネート・アジペートに練り込んだ場合に、混練性及び分散性が良いために、引張り強度向上の効果が増大した旨、記載されている。

特開平１０−００７８４１号公報 特開２００５−１６２８６５号公報 特開２００７−１２６５２４号公報 特開２００２−２４９６１９号公報 特開２００４−１１５７００号公報

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、一層優れた氷上性能を発揮することができるゴム組成物、及び空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題に鑑み、様々な物質をゴム組成物中に配合し、鋭意検討していく中で、スタッドレスタイヤのトレッドゴムに配合する植物性粒状体、特にはくるみ粉末について、粉体流動性を、ゴム成分への分散性やハンドリング性のために要求されるレベルより格段に大きくしたものを作製するという、一見、非常に無駄な試みを行った。すなわち、既に充分な粉体流動性を持っていると考えられるクルミ粉末などについて、角を取って丸みを増大させる処理を行った。その結果、全く意外なことに、このような処理を行うだけで、氷上制動性能を顕著に向上させることができた。

すなわち、本発明に係るゴム組成物は、一の好ましい態様において、ジエン系ゴム１００重量部に対し、安息角が２３度以下で、平均粒径が３０〜３００μｍの植物性粒状体を０．５〜２０重量部配合してなるものである。また、本発明に係る空気入りタイヤは、かかるゴム組成物からなるトレッドを備えるものである。

本発明によれば、耐摩耗性の低下を抑えながら、氷上性能を著しく向上することができる。

表面平滑化処理後のクルミ殻粉砕物を示す電子顕微鏡写真である。 図１中の最も特徴的な部分を拡大した顕微鏡写真である。 表面平滑化処理前のクルミ殻粉砕物を示す、図１と同様の電子顕微鏡写真である。 図３中の最も特徴的な部分を拡大した、図２と同様の電子顕微鏡写真である。 クルミ殻粉砕物の粉体流動性を簡易評価する器具及び方法について示す側面図である。

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

本発明のゴム組成物において、ゴム成分として用いられるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなど、タイヤトレッド用ゴム組成物において通常使用される各種ジエン系ゴムが挙げられる。これらジエン系ゴムは、いずれか１種単独で、又は２種以上ブレンドして用いることができる。

上記ゴム成分として、好ましくは、天然ゴムと他のジエン系ゴムとのブレンドを用いる。特に好ましくは、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とのブレンドゴムを用いる。ブタジエンゴム（ＢＲ）の比率が少なすぎるとゴム組成物の低温特性が得難くなり、逆に多くなりすぎると加工性の悪化や耐引き裂き抵抗性が低下する傾向になるので、ＮＲ／ＢＲの比率は重量比で３０／７０〜８０／２０、更には４０／６０〜７０／３０程度であることが好ましい。

本発明のゴム組成物には、ジエン系ゴム１００重量部に対し、粉体流動性を向上させた植物性粒状体、すなわち、角（かど）が取れ、丸みを帯びた粒子形状の植物性粒状体が配合される。植物性粒状体を得るための原料植物体としては、種子の殻又は果実の核などといった、モース硬度が２〜５程度の植ものが用いられる。例えば、胡桃（クルミ）、杏（あんず）、椿、桃、梅などの果実の核、またはトウモロコシの穂芯などを用いることができる。

粉体流動性を向上させた植物性粒状体、すなわち表面を平滑化させた植物性粒状体を得るためには、以下(1)〜(2)のいずれの方法をとることができる。(1)一般的な方法により粉砕した粉末、または市販の粉末製品について、振動や気流などにより衝撃を加えたり、磨砕処理を行うなどの方法で、表面の突起を減少させたり短くさせる。(2)衝撃ミルや気流式ミルといった、粉体を壁面に叩き付けたり、粉体同士を激しく衝突させる方式の特定の粉砕方法を採用する。上記(1)の方式としては、例えば、振動ふるい機、および、平均粒子径より少し小さい目開きのふるい（篩）を用い、長時間、ふるい掛け操作を行うことができる。このような操作により、植物性粒状体は、繰り返し、ふるいの金属線に衝突し、角が取れて行くこととなる。特には、球形状からずれるほど、特定の突起部分が受ける衝撃が大きくなるので、全体としては、球状に近づいて行く。一方、上記(2)における衝撃ミルや気流式ミルとしては、引用文献５の0017段落及び実施例３〜５に記載のような種々のものを用いることができる。例えば、ターボ工業（株）の「ターボミル」シリーズの粉砕機、日機装（株）の「トルネードミル」シリーズの粉砕機、または、セイシン企業の「シングルトラックジェットミル」シリーズの粉砕機を用いることができる。

植物性粒状体の平均粒子径は、３０〜３００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜２５０μｍ、更に好ましくは８０〜２００μmである。平均粒子径がこの範囲よりも大きいと、粉体流動性を充分に向上させることが困難となる他、トレッドから過度に脱落しやすくなるために耐摩耗性が低下する傾向にある。平均粒子径がこの範囲よりも小さいと、氷上制動性能の低下を招く。これは、平均粒子径が過度に小さくなった場合、引っ掻き効果が低下する傾向にあるためと考えられる。なお、本発明において、平均粒子径は、レーザ回折・散乱法により測定される値であり、下記実施例では、光源として赤色半導体レーザ（波長６８０ｎｍ）を用いる島津製作所製のレーザ回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２２００」を用いて乾式により測定した。

粉体流動性を向上させた植物性粒状体は、平均粒径が５０μｍ前後である場合に安息角が、好ましくは２３度（tan(安息角)=0.42）以下、より好ましくは２０度（tan(安息角)=0.36）以下であり、平均粒径が１００μｍ前後である場合に安息角が、好ましくは２７度（tan(安息角)=0.50）以下、より好ましくは２５度（tan(安息角)=0.47）以下、更に好ましくは２３度（tan(安息角)=0.42）以下である。一般には、安息角が２３度以下のものを好ましく用いることができる。なお、平均粒径が２００μｍ前後である場合に安息角が、好ましくは２９度以下、より好ましくは２７度以下、さらに好ましくは２５度以下である。平均粒径が、１５０μｍ前後である場合には、平均粒径が１００μｍ前後である場合と、平均粒径が２００μｍ前後である場合との中間である。また、平均粒径が２５０〜３００μｍである場合には、適宜、平均粒径が２００μｍ前後である場合から外挿して設定することができる。すなわち、平均粒径が５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ以外の場合は、これら３つの平均粒径に関連した設定値に基づき、適宜に、補間または外挿して設定することができる。または、均粒径が１００μｍ前後の場合を基準にして、適当な補正式により修正安息角を求め、この修正安息角が、好ましくは２７度、より好ましくは２５度、更に好ましくは２３度というふうに設定することができる。

本発明により氷上性能を大幅に向上できる理由について、現在のところ、以下のように考えている。粉体流動性を向上させる操作は、突起部分などの角をとる操作であり、丸みを帯びた形状をもった粒子の比率、または、丸みを帯びる程度が増大する。すなわち、表面をより平滑にすることにより、植物粒状体がタイヤのトレッド面から抜け出し易くなる。そのため、抜け落ちた後の微小な凹陥部により、吸水効果が得られる。また、表面を平滑化した植物粒状体として、特定の粒径の範囲のものを用いるならば、適当な程度の抜け落ちが起き、引っ掻き効果と吸水効果とのバランスが良くなると考えられる。

粉体流動性を向上させた植物性粒状体は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、０．５〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部、より好ましくは１〜１０重量部、更に好ましくは２〜８重量部が配合される。該配合量が０．５重量部未満では、添加効果が不十分であり、逆に２０重量部を超えると、耐摩耗性が悪化する。

植物性粒状体は、ゴムとのなじみを良くして脱落を防ぐために、ゴム接着性改良剤の樹脂液で表面処理されたものを用いることが好ましい。ゴム接着性改良剤としては、例えば、レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物とラテックスの混合物を主成分とするもの（ＲＦＬ液）が挙げられる。なお、このように表面処理した植物性粒状体と、表面処理をしないままの非処理の植物性粒状体とを、例えば３：７〜６：４の重量比で併用するならば、氷上制動性能を向上させる上で、さらに好ましい。これは、トレッドゴムに堅固に接続して引っ掻き効果を発揮し続ける部分と、適宜に脱落して微細凹陥部を形成して吸水効果を発揮する部分とが適当な比率で混ざっているのが好ましいからであると考えられる。

本発明のゴム組成物には、植物の多孔質性炭化物の粉末を配合するのが好ましい。植物の多孔質性炭化物としては、木材、竹材、やし殻、クルミ殻などの植物質材料を炭化して得られるものであり、この中でも、竹炭の粉砕物を好ましいものとして挙げることができる。竹炭はその特有の多孔質性により優れた吸着性を発揮することから、氷上路面に発生する水膜を効果的に吸水、除去し路面との摩擦力を高め、ゴム組成物の氷上性能を著しく向上させることができる。上記の表面平滑化植物性粒状体と、多孔質炭化物とを併用するならば、引っ掻き効果を発揮するとともに、微細凹陥部による吸水効果をさらに向上させることができるため、氷上制動性能を向上させる上で特に好ましい。特には、上記の表面平滑化植物性粒状体と、接着剤樹脂液で処理した植物性粒状体と、多孔質炭化物との三者を併用するならば更に好ましい。植物の多孔質性炭化物の粒径は、植物性粒状体の場合と同様に、３０〜３００μｍであるのが好ましい。また、植物の多孔質性炭化物の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは１〜１０重量部、より好ましくは２〜８重量部配合される。

本発明のゴム組成物は、上記した各成分に加え、通常のゴム工業で使用されているカーボンブラックやシリカなどの補強剤や充填剤、プロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、老化防止剤（アミン−ケトン系、芳香族第２アミン系、フェノール系、イミダゾール系等）、加硫剤、加硫促進剤（グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系等）などの配合薬品類を通常の範囲内で適宜配合することができる。

ここで、カーボンブラックとしては、スタッドレスタイヤのトレッド部に用いる場合は、ゴム組成物の低温性能、耐摩耗性やゴムの補強性などの観点から、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）（ＪＩＳ Ｋ６２１７−２）が７０〜１５０ｍ²／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量（ＪＩＳ Ｋ６２１７−４）が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇであるものが好ましく用いられる。具体的にはＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ級のカーボンブラックが例示され、配合量としてはジエン系ゴム１００重量部に対して１０〜８０重量部程度の範囲で使用されることが好ましい。

また、シリカを用いる場合は、湿式シリカ、乾式シリカ或いは表面処理シリカなどが使用され、配合量はゴムのｔａｎδのバランスや補強性、電気伝導度の観点からジエン系ゴム１００重量部に対して５０重量部未満が好ましく、カーボンブラックとの合計量では１０〜１２０重量部程度が好ましい。また、シリカを配合する場合、シランカップリング剤を併用することが好ましい。

本発明のゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダなどの混合機を用いて混練し作製することができる。該ゴム組成物は、スタッドレスタイヤ、スノータイヤなどの冬用タイヤ（ウインタータイヤ）のトレッド部のためのゴム組成物として好適に用いられる。

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いてゴム用押し出し機などによりタイヤのトレッド部を作製し未加硫タイヤを成型した後、常法に従い加硫工程を経ることで製造することができる。キャップベース構造のスタッドレスタイヤに適用される場合は、接地面側のキャップトレッドにのみに本発明のゴム組成物を適用すればよい。

このようにして得られた本発明の空気入りタイヤは、植物性粒状体として、粉体流動性の高いもの、すなわち、表面が平滑化されたものを用いることにより、トレッド表面から抜け落ちることで微細な凹陥部を形成して吸水効果を発揮する。そのため、適当な粒径範囲のものを選択することで、適当な程度の抜け落ちを生じさせることで、引っ掻き効果及び吸水効果を発揮できる。したがって、耐摩耗性を維持しつつ、氷上制動性能を向上することができる。特には、樹脂処理により抜け落ちが生じ難い植物性粒状体を併用することにより、引っ掻き効果を高めることで、更なる氷上性能の向上を実現することができる。しかも、道路の損傷やアスファルトの粉塵を発生させることなく、天然素材を使用することにより、粉砕物の飛散によっても健康や環境に悪影響を及ぼすことがない。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合に従い、スタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物を調製した。表１中の各成分は以下の通りである。

・天然ゴム：ＲＳＳ＃３、
・ブタジエンゴム：宇部興産株式会社製ハイシスブタジエンゴム「ＢＲ１５０Ｂ」、
・カーボンブラック：東海カーボン株式会社製「シーストＫＨ」（Ｎ３３９、ＨＡＦ）、
・シリカ：東ソー・シリカ株式会社製湿式シリカ「ニップシールＡＱ」、
・シランカップリング剤：デグサ社製「Ｓｉ７５」、
・パラフィンオイル：株式会社ジャパンエナジー製「ＪＯＭＯプロセスＰ２００」。

・表面平滑化植物性粒状体１：７０メッシュパス１００メッシュオン（粒径１４９〜２１０μｍ）の市販クルミ殻粉砕物（株式会社日本ウォルナット製「ソフトグリット(SOFT GRIT)＃８０」）を、電磁式振動フルイ機（ドイツのフリッチュ(FRITSCH)社の「電磁式 実験用 篩振盪機A-3」）及び１００メッシュのふるい（ＪＩＳ金属製網ふるい: JIS Z 8801、目開き１５０μｍ）を用いて、６０分の間、振幅７０mm、振動数3,600rpm/60Hzにて振動ふるい掛けを行った。ふるいの上に残ったもの、及び通過して落下したものを混ぜ合わせて全て用いた。平均粒径を測定したところ約１００μｍであった。；
・表面平滑化植物性粒状体２：１２０メッシュパス（粒径１２５μｍ以下）の市販クルミ殻粉砕物（株式会社日本ウォルナット製「ソフトグリットＦ１８０」）を、上記の電磁式振動フルイ機及び１２０メッシュのふるい（ＪＩＳ金属製網ふるい: JIS Z 8801、目開き１２５μｍ）を用いて、上記と同様に振動ふるい掛けを行い処理粉体を得た。平均粒径を測定したところ約５０μｍであった。；
・表面平滑化植物性粒状体３：２６メッシュパス３６メッシュオン（粒径４２０〜５９０μｍ）の市販クルミ殻粉砕物（株式会社日本ウォルナット製「ソフトグリット＃３６」）を、上記の電磁式振動フルイ機及び３６メッシュのふるい（ＪＩＳ金属製網ふるい: JIS Z 8801、目開き４２５μｍ）を用いて、上記と同様に振動ふるい掛けを行い処理粉体を得た。平均粒径を測定したところ約５００μｍであった。；
・竹炭粉砕物：孟宗竹の竹炭（宮崎土晃株式会社製「１号炭」）をハンマーミルで粉砕し、得られた粉砕物をふるいにより分級した竹炭粉末（平均粒子径１００μｍ）。；
・表面処理植物性粒状体：市販クルミ殻粉砕物（株式会社日本ウォルナット製「ソフトグリット＃４６」）に対し、特開平１０−７８４１号公報に記載の方法に準じてＲＦＬ処理液で表面処理を施したもの（処理後の植物性粒状体の平均粒子径は３００μｍ）。；
一方、上記表面平滑化植物性粒状体１〜３にそれぞれ対応する非処理植物性粒状体を用意した。すなわち、それぞれ同一平均粒径の市販クルミ殻粉砕物を用意した。これらの非処理植物性粒状体は、粉体流動性及び表面形状についてのみ評価するのに用いた。

・非処理植物性粒状体１：株式会社日本ウォルナット製「ソフトグリットＦ１８０」をそのまま用いたものであり、平均粒径を測定したところ約１００μｍ、
・非処理植物性粒状体２：「非処理植物性粒状体１」を、平均粒径約５０μｍになるまで、ハンマーミルで粉砕したもの、
・非処理植物性粒状体３：株式会社日本ウォルナット製「ソフトグリット＃３６」を、平均粒径約５００μｍになるまで、ハンマーミルで粉砕したもの。

各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴム１００重量部に対し、ステアリン酸（花王株式会社製「ルナックＳ−２０」）２重量部、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華１種」）２重量部、老化防止剤（住友化学株式会社製「アンチゲン６Ｃ」）２重量部、ワックス（日本精鑞株式会社製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」）２重量部、加硫促進剤（住友化学株式会社製「ソクシノールＣＺ」）１．５重量部、及び、硫黄（鶴見化学工業株式会社製「粉末硫黄」）２．１重量部を配合した。

各ゴム組成物を用いてスタッドレスタイヤを作製し、耐摩耗性と、氷上路面における制動性能（氷上制動性能）を評価した。タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５として、そのトレッドに各ゴム組成物を適用し、常法に従い加硫成形することにより製造した。各使用リムは１５×５．５ＪＪとした。各測定・評価方法は次の通りである。

・低温硬度：ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠して、１６０℃×２０分で加硫したサンプル（厚みが１２ｍｍ以上のもの）について、−５℃での硬度を、タイプＡデュロメータを用いて測定した。

・耐摩耗性：上記タイヤを２０００ｃｃの４ＷＤ車に装着し、２５００ｋｍ毎に左右ローテーションして、１００００ｋｍ走行後の残溝（４本のタイヤの残溝の平均値）を測定し、比較例３の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。

・氷上制動性能：上記タイヤを２０００ｃｃの４ＷＤ車に装着し、−３±３℃の氷盤路上で４０ｋｍ／ｈ走行からＡＢＳ作動させて制動距離を測定し（ｎ＝１０の平均値）、比較例３の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど制動距離が短く、制動性能に優れることを示す。

・粉末形状の観察：走査電子顕微鏡（日立製 SEM S-3500N）により、上記の「表面平滑化植物性粒状体１（平均粒径１００μｍ）」及び「非処理植物性粒状体１（平均粒径１００μｍ）」について、それぞれ、１００倍及び２５０倍の倍率にて撮影した。この際、１００倍の倍率の写真を撮影後、得られた写真画像中で最も特徴的な部分を拡大して、２５０倍の写真を撮影した。得られた写真を、図１〜４に示す。

・平滑化の指標実験（粉体流動性の評価）：図５に示すように、１０ｇの粉末試料１、強化ガラス製の漏斗２（口径４５ｍｍ、脚内径５ｍｍ、全長９０ｍｍ、脚長さ４５ｍｍ）、漏斗２を支持して固定する漏斗架台３、及び、漏斗２の脚の下端の排出口２１を塞（ふさ）ぐためのゴム栓を用いた。漏斗架台３の高さ調整により、水平台板４から、漏斗２の排出口２１までの高さが４ｃｍとなるようにした。漏斗２の排出口２１をゴム栓で塞いだ状態で１０ｇの粉末試料をガラス製漏斗中に注いだ後、静かにゴム栓を抜いた。粉末試料１が水平台板４上に、ほぼ正確な円錐形状の山をなしたことを確認した上で、この円錐形状の山の高さＨ及び径Ｄを測定した。また、この測定に基づき、「tan(安息角)」＝Ｈ／（D／２）、及び、「安息角」（度数）を求めた。評価の結果を表２に示す。

まず、図１〜４及び表２を参照して、表面平滑化の結果について説明する。図１〜４に示すように、表面平滑化（角取り）の処理を行ったクルミ殻粉砕物（図１〜２）は、このような処理を行わなかった同一平均粒径のクルミ殻粉砕物（図３〜４）に比べ、角が少なく、丸み付けされた形状を有していた。特には図１の中央及び図２に示すように、ほぼ球状の粒子も含まれていた。

また、表面平滑化処理後の粉砕物粒子の表面を見た場合、全体に凹凸が少なく、ひげ状の突起が全く見られなかっただけでなく、こぶ状の突起や、裂け目状の深い凹部もほとんど見られなかった。これに対し、表面平滑化処理を行わなかったクルミ殻粉砕物では、図３から知られるように、粉砕物粒子の表面に、こぶ状やひげ状の突起、及び、裂け目となりうるような深い凹部が多く残っていた。すなわち、表面平滑化処理前であると、ゴム材料中に練り込んだ場合に、ゴム材料との間で、機械的なアンカリング（anchoring）を行う部位が、多数存在していたと考えられた。また、このような部位が、表面平滑化処理により、大幅に減少したものと考えられた。

表２に示すように、表面平滑化処理により、安息角は大幅に低下した。平均粒径１００μmの表面平滑化植物粒状体１の場合、安息角は、２２度となり、同一平均粒径の非処理の植物粒状体１に比べて約８度低かった。また、平均粒径５０μmの表面平滑化植物粒状体２の場合、安息角は、１８度となり、同一平均粒径の非処理の植物粒状体２に比べて約６．５度だけ低かった。平均粒径５００μmの表面平滑化植物粒状体３の場合、安息角は、３１度となり、同一平均粒径の非処理の植物粒状体３に比べて約１８度だけ低かった。

なお、表２の結果から知られるように、平滑化処理を行った場合、及び、行わなかった場合のいずれにおいても、平均粒径が小さいほど、安息角が小さく、粉体流動性が高かった。これは、クルミ殻粉砕物の場合に、ウィリーミルなどを用いた一般的な粉砕方法でも、粉砕が進むにつれ、角がとれる傾向にあるからである。一方、接着剤樹脂で処理した樹脂処理植物粒状体の場合、非処理植物性粒状体と同一の傾向にあり、接着剤樹脂処理により、安息角の値、及び粉体流動性にほとんど影響を与えないことが知られる。

次に、表１のタイヤ評価結果について説明する。平均粒径１００μmの表面平滑化植物粒状体１を０．５〜１０重量部添加した実施例１〜４では、比較例３の場合に比べて、添加量の増大につれて、氷上制動性能が向上した。特に、１重量部以上添加した場合に顕著な効果が見られた。また、１０重量部の添加で多少の耐磨耗性の低下が見られたが、ほぼ問題のない範囲と考えられた。

ここで、比較例３は、平均粒径１００μmの竹炭を添加し、植物性粒状体（クルミ殻粉砕物）を加えなかった場合であり、竹炭をも添加しなかった比較例１に比べると、氷上制動性能は、顕著に大きい。竹炭に代えて植物性粒状体を添加した比較例２は、比較例３との間で有意な差が見られなかった。

平均粒径５０μmの表面平滑化植物粒状体２を１０重量部添加した実施例５では、同一添加量の実施例４に比べて、氷上制動性能の向上効果が劣っていた。また、耐摩耗性には有意な差がなかった。このことから、平均粒径１００μｍのものが平均粒径５０μｍよりも優れていることが知られた。

一方、平均粒径５００μmの表面平滑化植物粒状体３を５重量部添加した比較例５では、氷上制動性能の向上が実施例４と同様に顕著であったが、耐磨耗性に劣る結果となった。また、比較例６では、平均粒径１００μmの表面平滑化植物粒状体１を添加したものの、添加量が過小であるために、有意な効果が見られなかった。また、添加量が過大である比較例７では、耐磨耗性が顕著に低下してしまった。

実施例６では、平均粒径１００μmの表面平滑化植物粒状体１と、竹炭と、樹脂処理植物粒状体とをいずれも３部添加することにより、最も良好な結果が得られた。実施例６の結果は、次の（１）〜（２）を示すと考えられる。（１）吸水効果に優れた竹炭との併用が好ましい。（２）引っ掻き効果を発揮する植物粒状体は、タイヤトレッドのゴム材料に堅固に接続する樹脂処理植物粒状体と、適宜に脱落して吸水用の凹陥部を形成する植物粒状体とを適宜併用するのが好ましい。

本発明に係るゴム組成物は、スタッドレスタイヤ、スノータイヤなどの冬用タイヤ、産業車両用タイヤなどの各種空気入りタイヤを始めとして、靴底、マット類、床材等の防滑性が要求されるゴム製品に広く利用することができる。

Claims (5)

1. モース硬度が２〜５の植物性材料を粉砕して一旦粉砕物を得た後、粉砕物の粒子について、粉砕物粒子を壁面または構造物に叩き付けたり、粉砕物粒子同士を衝突させることで表面を平滑化させた植物性粒状体を用い、
   ジエン系ゴム１００重量部に対し、平均粒径が３０〜３００μｍの植物性粒状体を０．５〜１０重量部配合してなり、
   該植物性粒状体は、安息角が２３度以下であることを特徴とするゴム組成物。
2. モース硬度が２〜５の植物性材料を粉砕して一旦粉砕物を得た後、粉砕物の粒子について、粉砕物粒子を壁面または構造物に叩き付けたり、粉砕物粒子同士を衝突させることで表面を平滑化させた植物性粒状体を用い、
   ジエン系ゴム１００重量部に対し、平均粒径が３０〜３００μｍの植物性粒状体を０．５〜１０重量部配合してなり、
   該植物性粒状体は、平均粒径が１００μｍである場合に安息角が２５度以下、平均粒径が５０μｍである場合に安息角が２０度以下、平均粒径が２００μｍである場合に安息角が２７度以下であり、これら以外の平均粒径の場合にはこれらの値の補間または外挿により求められる所定値以下であることを特徴とするゴム組成物。
3. 植物性粒状体の表面をゴム接着性改良剤の樹脂液により処理したもの、及び／または、植物の多孔質性炭化物を、更に配合してなる請求項１または２に記載のゴム組成物。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物からなるトレッドを備えた空気入りタイヤ。
5. モース硬度が２〜５の植物性材料を粉砕して平均粒径が３０〜３００μｍの植物性粒状体を製造する工程と、ジエン系ゴム１００重量部に対し、前記植物性粒状体を０．５〜１０重量部配合する工程とを含み、
   前記の植物性粒状体を製造する工程は、
   （１）一旦粉砕物を得た後に、粉砕物の粒子について、篩（ふるい）の金属線または粉砕室の壁面と衝撃的に衝突させるか、または粒子同士を衝撃的に衝突させることにより、角部を取ることで表面平滑化を行う工程、または、
   （２）衝撃ミル、気流式ミルその他の、粉砕物粒子を壁面に叩き付けたり、粉砕物粒子同士を衝突させる機構によって主として粉砕が進行する方式の粉砕機により粉砕を行う工程を含むことを特徴とする空気入りタイヤ用トレッドの製造方法。