WO2018207472A1 - ゴム組成物、加硫ゴム、タイヤ、及びスタッドレスタイヤ - Google Patents

ゴム組成物、加硫ゴム、タイヤ、及びスタッドレスタイヤ Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition, a vulcanized rubber, a tire, and a studless tire.
  • foam is formed on at least the surface of the tire tread that substantially contacts the road surface.
  • the foamed rubber layer has closed cells with an average diameter of 40 to 50 ⁇ m and a foaming rate of 10 to 25%, and 1 to 15 weights of short fibers with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
  • a short fiber having a length of 0.5 to 5.0 mm and an average diameter of 40 to 50 ⁇ m and a heat shrinkage rate at 170 ° C. of 8% or less is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
  • bubbles formed by foaming have a problem that the water removal effect is not sufficient.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition capable of obtaining a vulcanized rubber having a large water absorption capacity, a vulcanized rubber having a large water absorption capacity, a tire excellent in performance on ice, and a studless tire excellent in performance on ice. It is an object to solve the object.
  • the ratio A / B between the rubber component and the length A of the cross section in the major axis direction in the cross section perpendicular to the major axis direction and the length B of the cross section in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction is 1
  • a rubber composition containing a larger short fibrous resin is 1
  • the short fibrous resin is a composite resin comprising a hydrophilic resin and a coating layer made of a resin having affinity for the rubber component and covering the hydrophilic resin ⁇ 1> or ⁇ 1>2>.
  • the resin having an affinity for the rubber component is a low melting point resin having a melting point lower than the maximum vulcanization temperature of the rubber composition. is there.
  • ⁇ 6> The rubber composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the ratio A / B of the short fibrous resin is 10 or less.
  • ⁇ 7> The rubber composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein an average length in a longitudinal direction of the short fibrous resin is 0.1 to 500 mm.
  • ⁇ 8> The rubber composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein a content of the short fibrous resin is 0.1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. is there.
  • ⁇ 9> The rubber composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, wherein an average area of the cross section of the short fibrous resin is 0.000001 to 0.5 mm 2 .
  • the hydrophilic resin contains at least one substituent selected from the group consisting of —OH, —COOH, —OCOR (R is an alkyl group), —NH 2 , —NCO, and —SH ⁇ 3
  • the hydrophilic resin is an ethylene-vinyl alcohol copolymer, vinyl alcohol homopolymer, poly (meth) acrylic acid resin, polyamide resin, aliphatic polyamide resin, aromatic polyamide resin, polyester resin, polyolefin.
  • the low melting point resin is a polyolefin resin.
  • the polyolefin resin includes at least one selected from the group consisting of a polyethylene resin, a polypropylene resin, a polyolefin ionomer, and a maleic anhydride-modified ⁇ -polyolefin.
  • ⁇ 14> The rubber composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>, which is a rubber composition for a tread.
  • ⁇ 15> A vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 14>.
  • ⁇ 16> A flat shape in which a ratio M / N between the length M of the cross section in the major axis direction and the length N of the cross section in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction is greater than 1 in the section perpendicular to the major axis direction.
  • ⁇ 17> The vulcanized rubber according to ⁇ 15> or ⁇ 16>, wherein at least a part of the wall surface of the cavity is hydrophilized.
  • ⁇ 18> A tire using the vulcanized rubber according to any one of ⁇ 15> to ⁇ 17>.
  • a rubber composition capable of obtaining a vulcanized rubber having a large water absorption capacity, a vulcanized rubber having a large water absorption capacity, a tire having excellent performance on ice, and a studless tire having excellent performance on ice.
  • the rubber composition of the present invention has a ratio A between the rubber component and the length A of the cross section in the major axis direction in the cross section perpendicular to the major axis direction and the length B of the cross section in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction. / B contains a short fibrous resin greater than 1.
  • the rubber composition of the present invention is an unvulcanized rubber composition before vulcanization, and a vulcanized rubber can be obtained by vulcanizing the rubber composition of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a short fibrous resin contained in the rubber composition of the present invention.
  • FIG. 1 shows an elliptical columnar resin D1 (flat resin).
  • the resin D1 has a cross section S perpendicular to the major axis direction b, and the distance in the major axis direction a having the longest diameter in the cross section S is referred to as a length A.
  • the distance of the cross section S in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction a is referred to as a length B.
  • the cross section S becomes elliptical.
  • the cross-sectional shape is elliptical, but in the present invention, the cross-sectional shape is not particularly limited as long as A / B is greater than 1, and the cross-sectional shape is not limited to ellipse, rectangle, polygon, irregular shape. Any of a fixed form etc. may be sufficient.
  • the resin used as the short fiber is the aspect ratio of the resin itself, that is, in the resin D1, the length C in the major axis direction b (the length in the longitudinal direction of the short fiber resin) and the major axis of the cross section S.
  • the ratio A / B between the length A of the major axis and the length B of the minor axis in the cross section S is paid to the ratio A / B between the length A of the major axis and the length B of the minor axis in the cross section S.
  • the flat resin in the rubber composition is randomly oriented, and the short fiber resin D1 with respect to the surface of the vulcanized rubber. Is oriented such that the major axis direction b of the vulcanized rubber is vertical, or the surface of the vulcanized rubber is oriented so that the major axis direction b of the short fibrous resin D1 is parallel. Further, since the short fibrous resin D1 is flat, even when the surface of the vulcanized rubber is oriented so that the major axis direction b of the resin D1 is parallel, the major axis direction a of the cross section S is added.
  • the vulcanized rubber and the tire obtained by vulcanizing the rubber composition include a flat resin
  • a cavity derived from a flat resin is likely to occur.
  • the short fiber resin when a resin having a melting point lower than the vulcanization temperature of the rubber composition is used as the short fiber resin, the short fiber resin is melted by the vulcanization of the rubber composition, and is derived from the resin in the vulcanized rubber. It is easy to produce a cavity.
  • the short fibrous resin may be peeled off from the vulcanized rubber, resulting in a cavity.
  • the cause of the slip on the road surface on which the tire is frozen is mainly due to the formation of a water film between the ice on the road surface and the tire.
  • the cavities generated by the short fiber resin melting or falling off become water channels on the tire surface (especially the tread surface), and by taking a water film on the road surface into the cavity, the tire surface adheres to the ice road surface, Slip can be suppressed.
  • the short fiber resin is oriented on the surface of the vulcanized rubber so that the long axis direction of the short fiber resin is perpendicular to the surface of the vulcanized rubber, in other words, so that the pillar stands on the ground,
  • the cross-sectional shape perpendicular to the major axis direction of the short fiber resin is a perfect circle or an ellipse
  • the depth of the cavity is long with respect to the size of the frontage, so water is easily absorbed by capillary action. it is conceivable that.
  • the short fiber resin is oriented on the surface of the vulcanized rubber so that the surface of the vulcanized rubber is parallel to the long axis direction of the short fiber resin, in other words, the pillar lies on the ground.
  • the water absorption force varies depending on the cross-sectional shape orthogonal to the major axis direction of the short fibrous resin.
  • FIG. 2 the schematic diagram showing the cross-sectional shape of the cavity originated in the shape of the short fiber resin and the conventional short fiber resin contained in the rubber composition of this invention, and these short fiber resins is shown.
  • FIG. 2 shows the shapes of the short fibrous resins D1, D2, and D3 before being taken into the rubber composition, and the cavities d1, d2, and d3 generated from the short fibrous resins D1, D2, and D3. Indicates.
  • the cavities d1, d2, and d3 are cavities generated on the cut surface e2 of the vulcanized rubber obtained by cutting the vulcanized rubber obtained by blending the short fiber resins D1, D2, and D3 into the rubber composition and vulcanizing the vulcanized rubber. It is.
  • the short fiber resins D1, D2, and D3 are all oriented so that the major axis direction e1 of the short fiber resins D1, D2, and D3 and the cut surface e2 of the vulcanized rubber are parallel to each other.
  • the shape of the cavities d1, d2, and d3 shown in FIG. 2 is a cross-sectional shape obtained by cutting the cavities derived from the short fiber resins D1, D2, and D3 in a direction perpendicular to the major axis direction e1.
  • Short fiber resins D1 and D2 in FIG. 2 are short fiber resins (flat resin) in the present invention, and D3 is a short fiber resin contained in a conventional rubber composition.
  • the resin D3 is oriented so that the major axis direction e1 and the vulcanized rubber surface are parallel to each other.
  • the cross-sectional shape of the cavity did not change.
  • the short fibrous resin used in the present invention has a flat shape, the major axis direction of the cross section is oriented perpendicularly to the cut surface e2 of the vulcanized rubber as in the short fibrous resin D1, or the short fibrous resin is short. Like the fibrous resin D2, it is oriented so as to be parallel to the cut surface e2 of the vulcanized rubber.
  • the short fiber resin in which the major axis direction of the cross section is oriented perpendicularly to the cut surface e2 of the vulcanized rubber like the short fiber resin D1 has a cavity depth with respect to the cavity opening when the cavity is formed. It tends to be long.
  • the cavity d1 has a water absorption effect due to capillary action, and the water absorption is improved as compared with the conventional cavity d3.
  • the short fiber resin in which the major axis direction of the cross section and the cut surface e2 of the vulcanized rubber are oriented in parallel like the short fiber resin D2 has a depth of the cavity with respect to the cavity opening when the cavity is formed. Although it is short and capillarity like the cavity d1 does not work, the cavity 2 is considered to function as a water channel similar to the conventional cavity d3.
  • the vulcanized rubber and the tire obtained by vulcanizing the rubber composition of the present invention are, for example, a cavity d1 having a long cavity depth with respect to the cavity opening on the surface of the vulcanized rubber or the tire surface. Since cavities are formed, it is considered that the water absorption is greater than that of conventional vulcanized rubber and tires. Therefore, it is considered that the tire and the studless tire manufactured using the rubber composition of the present invention improve the water absorption capacity on ice due to the capillary phenomenon, and improve the performance on ice.
  • the rubber composition, vulcanized rubber and tire of the present invention will be described in detail. Note that the reference numerals in the drawings are omitted unless otherwise specified.
  • the rubber component used in the rubber composition of the present invention is not particularly limited.
  • natural rubber polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), Synthetic rubbers such as ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), halogenated butyl rubber, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) can be used, among which natural rubber (NR), styrene-butadiene Copolymer rubber (SBR) and polybutadiene rubber (BR) are preferred.
  • These rubber components may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber composition of the present invention has a ratio A / B between the length A of the cross section in the major axis direction and the length B of the cross section in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction in the section perpendicular to the major axis direction.
  • the short fiber resin (flat resin) in the present invention has an A / B larger than 1, the shape and area of the cross section perpendicular to the major axis direction (section S in FIG. 1) and the length in the major axis direction ( The length C) in FIG. 1 is not particularly limited. From the viewpoint of improving the water absorption of the vulcanized rubber, the flat resin is a short fiber.
  • the area of the cross section perpendicular to the major axis direction of the flat resin is 0.000001 to 0.5 mm in average from the viewpoint of further improving the water absorption capacity of the vulcanized rubber. 2 is preferable, and 0.00002 to 0.2 mm 2 is more preferable.
  • the cross section perpendicular to the long axis direction of the flat resin may be any of an oval, a triangle, a rectangle, a polygon, and an indeterminate shape, but improves the water absorption of vulcanized rubber. From this point of view, the shape is preferably elliptical or rectangular, and more preferably elliptical.
  • the average length of the flat resin in the major axis direction (length C in FIG. 1) (the average length in the longitudinal direction of the short fibrous resin) is preferably 0.1 to 500 mm. More preferably, it is ⁇ 7 mm.
  • the cross-sectional area of the flat resin and the length in the major axis direction are within the above ranges, so that the water absorption of the vulcanized rubber is further improved, and the short fibrous resins are less likely to get entangled more than necessary, which is good in the rubber composition. It is easy to disperse.
  • the average area of the cross section perpendicular to the major axis direction of the flat resin (section S in FIG. 1) and the average length of the flat resin in the major axis direction (length C in FIG. 1) were randomly selected. It is an average value of 100 resins. Further, the length A, length B and length C of the flat resin can be measured by observing the resin at 20 to 400 times using an optical microscope.
  • a / B is preferably 1.5 or more, more preferably 2.0 or more, from the viewpoint of increasing the water absorption of the vulcanized rubber.
  • a / B is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less from the viewpoint of increasing the water absorption of the vulcanized rubber.
  • the length A of the flat resin is preferably 0.001 to 2 mm as an average value of 100 resins from the viewpoint of further increasing the water absorption of the vulcanized rubber, and is 0.005 to 0.5 mm. More preferably.
  • the ratio C / A of the length in the major axis direction of the flat resin (length C in FIG. 1) to the length A of the major axis of the cross section of the flat resin is usually 10 to 4000, preferably 50 to 2000.
  • the content of the flat resin in the rubber composition of the present invention is 0.1% with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of increasing the water absorption of the vulcanized rubber and enhancing the good drainage due to the formed cavities. From the viewpoint of maintaining the durability of the vulcanized rubber, it is preferably 100 parts by mass or less. Further, from the same viewpoint, the content of the flat resin is more preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the flat resin is preferably a composite resin comprising a hydrophilic resin and a resin having an affinity for the rubber component and having a coating layer covering the hydrophilic resin. That is, the flat resin is a composite resin having a hydrophilic resin as a core material and a coating layer covering the hydrophilic resin of the core material, and the coating layer is made of a resin having an affinity for the rubber component. It is preferable. With such a configuration of the flat resin, the flat resin is easily dispersed in the rubber composition, and is considered to adhere to a part or all of the wall surface of the flat resin-derived cavity formed in the vulcanized rubber. Therefore, at least a part of the hollow wall surface is easily hydrophilized.
  • the cavity of the vulcanized rubber is obtained by using a resin having a melting point lower than the vulcanization temperature of the rubber composition as the flat resin (short fiber resin).
  • the vulcanized rubber is rubbed on the road surface or the like, and the flat resin is peeled off from the vulcanized rubber.
  • the cavity formed by rubbing the vulcanized rubber on the road surface, etc., and peeling off the flat resin from the vulcanized rubber is difficult to make the cavity wall surface hydrophilic.
  • the flat resin is hydrophilic in the vulcanized rubber and tire cavities. It is preferable that the cavity is formed by melting a composite resin containing a resin.
  • the resin having affinity for the hydrophilic resin and the rubber component will be described.
  • the hydrophilic resin is a resin having a contact angle with water of 5 to 80 degrees.
  • the contact angle of the hydrophilic resin with respect to water was prepared by preparing a test piece obtained by molding the hydrophilic resin into a smooth plate shape, and using an automatic contact angle meter DM-301 manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., 25 ° C., relative humidity It can be obtained by measuring the angle formed by the straight line formed by the surface of the test piece and the tangent of the surface of the water drop when water is dropped on the surface of the test piece under the condition of 55% and observed from the side immediately after that. it can.
  • hydrophilic resin examples include resins having a hydrophilic group in the molecule, and specifically, a resin containing at least one selected from an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom is preferable.
  • substituents —OH, —COOH, —OCOR, —NH 2 , and —NCO are preferable.
  • the hydrophilic resin preferably has a small contact angle with water and has an affinity for water, but the hydrophilic resin is preferably insoluble in water. Since the hydrophilic resin is insoluble in water, when water adheres to the vulcanized rubber surface and the tire surface, the hydrophilic resin can be prevented from being dissolved in the water, and the water absorption of the flat resin-derived cavity can be prevented. Can hold power.
  • hydrophilic resins that have a large contact angle with water and are insoluble in water as described above include ethylene-vinyl alcohol copolymers, vinyl alcohol homopolymers, and poly (meth).
  • examples thereof include acrylic acid resins or ester resins thereof, polyamide resins, polyethylene glycol resins, carboxyvinyl copolymers, styrene-maleic acid copolymers, polyvinyl pyrrolidone resins, vinyl pyrrolidone-vinyl acetate copolymers, and mercaptoethanol.
  • ethylene-vinyl alcohol copolymer vinyl alcohol homopolymer, poly (meth) acrylic resin, polyamide resin, aliphatic polyamide resin, aromatic polyamide resin, polyester resin, polyolefin resin, polyvinyl alcohol resin And at least one selected from the group consisting of acrylic resins is preferred, and an ethylene-vinyl alcohol copolymer is more preferred.
  • the resin having affinity for the rubber component refers to a resin having an SP value close to the solubility parameter (SP value; Solubility Parameter) of the rubber component contained in the rubber composition.
  • SP value solubility parameter
  • ) between the SP value (SP1) of the rubber component and the SP value (SP2) of the resin is preferably 2.0 MPa 1/2 or less.
  • the SP value of the rubber component and the resin can be calculated according to the Fedors method.
  • the resin having an affinity for the rubber component is preferably a low melting point resin having a melting point lower than the maximum vulcanization temperature of the rubber composition. Since the flat resin has such a coating layer, it can exhibit good affinity with the rubber component in the vicinity of the composite resin while effectively maintaining the affinity with water of the hydrophilic resin itself. In addition, when the flat resin has a coating layer, when the rubber composition further contains a foaming agent, it supplements a hydrophilic resin that hardly melts during vulcanization and promotes the formation of a cavity derived from the composite resin. Can do.
  • the low melting point resin melts during the vulcanization of the rubber composition, so that it becomes a fluid coating layer and contributes to the adhesion between the rubber and the composite resin. Good drainage and durability It is possible to easily realize a tire provided with
  • the thickness of the coating layer may vary depending on the content of the hydrophilic resin in the rubber composition, the average diameter of the composite resin, etc., but is usually 0.001 to 10 ⁇ m, preferably 0.001 to 5 ⁇ m. . When the coating layer has a thickness in the above range, a synergistic effect between a cavity having a hydrophilic wall surface and capillary action is easily obtained.
  • the coating layer of the composite resin may be formed over the entire surface of the hydrophilic resin, or may be formed on a part of the surface of the hydrophilic resin. Specifically, it is preferable that the coating layer is formed at a ratio of at least 50% of the total surface area of the composite resin.
  • the low melting point resin is a resin whose melting point is lower than the maximum vulcanization temperature of the rubber composition
  • the maximum vulcanization temperature means the maximum temperature that the rubber composition reaches when the rubber composition is vulcanized.
  • it means the maximum temperature that the rubber composition reaches from the time when the rubber composition enters the mold to the time when it exits the mold and cools. It can be measured by embedding a thermocouple in the rubber composition.
  • the upper limit of the melting point of the low melting point resin is not particularly limited, but is preferably selected in consideration of the above points, and is generally lower by 10 ° C. or more than the maximum vulcanization temperature of the rubber composition. Is preferable, and it is more preferably lower by 20 ° C. or more.
  • the industrial vulcanization temperature of the rubber composition is generally about 190 ° C. at the maximum, but for example, when the maximum vulcanization temperature is set to 190 ° C., the melting point of the low melting point resin Is usually selected within a range of 190 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, and more preferably 170 ° C. or lower.
  • the melting point of the flat resin can be measured using a known melting point measuring device or the like.
  • the melting peak temperature measured using a differential scanning calorimetry (DSC measurement) device is the melting point. Can do.
  • the low melting point resin is preferably a resin having a polar component of 50% by mass or less based on the total components in the low melting point resin, and more preferably a polyolefin resin.
  • the polar component is a resin within the above range with respect to all components, the difference in SP value from the rubber component is moderate and the melting point is suitably lower than the maximum vulcanization temperature. It is possible to sufficiently ensure a good affinity with.
  • the rubber composition contains a foaming agent, the coating layer can be easily melted during vulcanization to promote foaming of the vulcanized rubber. Therefore, it is easy to form a cavity derived from the composite resin while improving the dispersibility of the composite resin in the rubber composition.
  • the polyolefin resin may be branched or linear. Further, an ionomer resin in which molecules of an ethylene-methacrylic acid copolymer are cross-linked with metal ions may be used. Specifically, polyethylene, polypropylene, polybutene, polystyrene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene / propylene / diene terpolymer, ethylene / acetic acid Examples thereof include vinyl copolymers and ionomer resins thereof.
  • the polyolefin resin may be a modified resin modified with maleic anhydride or the like.
  • the polyolefin resin as the low melting point resin preferably contains at least one selected from the group consisting of a polyethylene resin, a polypropylene resin, a polyolefin ionomer, and a maleic anhydride-modified ⁇ -polyolefin.
  • the low melting point resin and the hydrophilic resin are blended using a mixing mill and melt-spun to form an undrawn yarn.
  • a method in which such undrawn yarn is made into a fiber while being hot drawn may be adopted.
  • a method of using two twin-screw extruders having a die 1 as shown in FIGS. 3 and 4 and blending a low-melting point resin and a hydrophilic resin and then forming a fiber in the same manner may be adopted. Good.
  • a hydrophilic resin is extruded from the die outlet 2 and a low melting point resin is extruded from the die outlet 3 at the same time, whereby an undrawn yarn is formed.
  • the amount of low melting point resin and hydrophilic resin charged into the mixing mill or hopper may vary depending on the length of composite resin obtained (length C in FIG. 1), cross-sectional area, etc., but 100 parts by mass of hydrophilic resin On the other hand, the low melting point resin is preferably 5 to 300 parts by mass, preferably 10 to 150 parts by mass.
  • the rubber composition of the present invention preferably further contains a foaming agent.
  • a foaming agent bubbles are generated in the vulcanized rubber by the foaming agent during vulcanization of the rubber composition, and the vulcanized rubber can be made into foamed rubber. Since the foamed rubber has flexibility, the tire surface using the vulcanized rubber is easily adhered to the icy road surface. Further, when air bubbles generate voids on the surface of the vulcanized rubber and the tire surface due to the air bubbles, it functions as a water channel for draining water.
  • the gas generated by the foaming agent is allowed to enter the inside of the hydrophilic resin through a coating layer made of a molten low-melting resin, and the vulcanized rubber has a shape linked to the shape of the composite resin, that is, a long shape.
  • a cavity having the shape can be easily formed.
  • the presence of cavities having a shape linked to the shape of the composite resin in the rubber improves the water absorption of the vulcanized rubber, and the tire is more excellent on ice.
  • blowing agent examples include azodicarbonamide (ADCA), dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), dinitrosopentastyrenetetramine, benzenesulfonyl hydrazide derivatives, p, p′-oxybisbenzenesulfonyl hydrazide (OBSH), ammonium bicarbonate generating carbon dioxide, sodium bicarbonate, ammonium carbonate, nitrososulfonylazo compound generating nitrogen, N, N′-dimethyl-N, N′-dinitrosophthalamide, toluenesulfonylhydrazide, p -Toluenesulfonyl semicarbazide, p, pv-oxybisbenzenesulfonyl semicarbazide and the like.
  • ADCA azodicarbonamide
  • DPT dinitrosopentamethylenetetramine
  • OBSH dinitrosopentastyrenet
  • foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the foaming agent in the rubber composition is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Note that the foaming agent may be included in the composite resin.
  • urea When a foaming agent is used to foam the vulcanized rubber, it is preferable to use urea, zinc stearate, zinc benzenesulfinate, zinc white or the like as a foaming aid. These may be used alone or in combination of two or more. By using a foaming aid in combination, the foaming reaction can be promoted to increase the degree of completion of the reaction, and unnecessary deterioration can be suppressed over time.
  • the foaming rate is usually 1 to 50%, preferably 5 to 40%.
  • the foaming rate is within the above range, it effectively functions as a drainage groove. Since the amount of bubbles can be appropriately maintained while ensuring the formation of bubbles, the durability is not easily impaired.
  • the foaming rate of the vulcanized rubber means an average foaming rate Vs, and specifically means a value calculated by the following formula (I).
  • Vs ( ⁇ 0 / ⁇ 1 ⁇ 1) ⁇ 100 (%) (I)
  • ⁇ 1 represents the density (g / cm 3 ) of the vulcanized rubber (foamed rubber)
  • ⁇ 0 represents the density (g / cm 3 ) of the solid phase part in the vulcanized rubber (foamed rubber).
  • required by Formula (I) is a porosity including the space
  • the rubber composition of the present invention if necessary, together with a flat resin (preferably a composite resin in which a hydrophilic resin is coated with a coating layer made of a resin having affinity for the rubber component)
  • a flat resin preferably a composite resin in which a hydrophilic resin is coated with a coating layer made of a resin having affinity for the rubber component
  • foaming agents and foaming aids compounding agents commonly used in the rubber industry, for example, fillers such as carbon black, softeners, stearic acid, anti-aging agents, zinc white, vulcanization accelerators, vulcanization An agent or the like may be appropriately selected and contained within a range that does not impair the object of the present invention.
  • the rubber composition of the present invention Since the vulcanized rubber obtained from the rubber composition of the present invention has a high water absorption capacity and is excellent in spring water absorption capacity on ice when used in a tire, the rubber composition of the present invention is suitable for a rubber composition for treads. It is.
  • the vulcanized rubber of the present invention is a rubber obtained by vulcanizing the above-described rubber composition of the present invention. Therefore, the vulcanized rubber of the present invention is a cavity derived from a short fibrous resin, and the length M of the cross section in the major axis direction in the cross section perpendicular to the major axis direction and the minor axis direction perpendicular to the major axis direction. A flat cavity having a ratio M / N to the length N of the cross section is greater than 1. Since the vulcanized rubber has a flat cavity having a ratio M / N larger than 1, the water absorption power is excellent.
  • the ratio of such flat cavities is more than half of all the cavities from the viewpoint of further improving the water absorption.
  • a schematic diagram showing the cross-sectional shape of the cavity derived from the short fibrous resin is shown in FIG.
  • the length M is a length corresponding to the length A when the short fibrous resin is regarded as a flat cavity in FIG. 1 used for the description of the short fibrous resin
  • the length N is , The length corresponding to the length B.
  • the preferred ranges of length M, length N, and ratio M / N are the same as the preferred ranges of length A, length B, and ratio A / B of the short fibrous resin, respectively.
  • the preferable range of the area of the cross section S ′ (surface corresponding to the cross section S of the short fibrous resin in FIG. 1) perpendicular to the major axis direction of the flat cavity is the same as the preferable range of the cross section S.
  • the preferable range of the average length of the length in the major axis direction of the flat cavity is the same as the preferable range of the length C.
  • the ratio of the length M of the major axis of the section S ′ to the length N of the minor axis of the section S ′, that is, M / N is greater than 1, so that the section S ′ becomes elliptical.
  • the cross section of the cavity derived from the resin fiber is not limited to the elliptical cavity derived from one resin fiber as shown in FIG. 5, and may be an indeterminate form derived from a composite in which a plurality of resin fibers are combined. . Specifically, there can be mentioned, for example, a continuous cavity formed by overlapping and dissolving two or more resin fibers by kneading the rubber composition.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of an irregular cavity derived from a composite short fiber resin.
  • the ratio P / Q between P and Q should be larger than 1, where P is the maximum length of the cavity and Q is the minimum length of the cavity.
  • the shape of the cavity of the vulcanized rubber for example, a block-like sample is cut out from the vulcanized rubber, a photograph of the sample cross section is taken with an optical microscope with a magnification of 100 to 400 times, and the major axis and minor axis of the cavity are measured. This can be confirmed.
  • the ratio of the flat cavities may be calculated, for example, using as a base the cavities obtained by observing at least 3 different fields of view of 2 mm ⁇ 3 mm with an optical microscope.
  • the wall surface of the cavity is hydrophilized.
  • the cavities of the vulcanized rubber are cavities derived from the flat resin described above, and have a water absorption force due to capillary action as described with reference to FIGS. Furthermore, it is thought that water absorption power becomes larger because at least a part of the hollow wall surface is hydrophilized.
  • the tire and studless tire of the present invention are made using the vulcanized rubber of the present invention. Therefore, the tire of the present invention and the studless tire have a ratio M / N between the length M of the cross section in the major axis direction and the length N of the cross section in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction in the section perpendicular to the major axis direction.
  • the ratio of the flat cavities of the tire and the studless tire is preferably half or more of all the cavities.
  • it is preferable that at least a part of the wall surface of the cavity is hydrophilized.
  • the vulcanized rubber of the present invention has a large water absorption capacity, even if a water film is stretched on the road surface, water is absorbed by capillarity due to a cavity derived from a flat resin formed on the tire surface. Slip into tires and prevent slipping.
  • the vulcanized rubber of the present invention is suitable for a studless tire because it has excellent spring water absorption capacity on ice, and the studless tire is excellent in performance on ice.
  • the tire may be obtained by vulcanization after molding using an unvulcanized rubber composition depending on the type and member of the tire to be applied, or after undergoing a preliminary vulcanization process etc., the unvulcanized rubber composition After obtaining a semi-vulcanized rubber from a product, it may be obtained by further vulcanization after molding using this.
  • the tread member it is preferable to apply to the tread member from the viewpoint of sufficiently exhibiting good drainage and excellent destructive resistance.
  • inert gas such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure, can be used.
  • Resin 1 with no coating layer and no hydrophilic resin Polyethylene (manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., Novatec HJ360 (MFR5.5, melting point: 132 ° C.)) was kneaded with a kneader, the resin was extruded from a die, and cut to a length of 3 mm to produce a resin 1 made of polyethylene. .
  • the ratio A / B between the length A of the cross section of the resin 1 and the length B of the cross section was 1.8.
  • the average length A is 0.05 mm, the average area of the cross section (cross section S in FIG.
  • the length A of the cross section of the resin 1, the length B of the cross section, and the length C in the long axis direction were measured by measuring each of the 100 pieces of the resin 1 with a 20 to 400 times optical microscope. This is the value given as the arithmetic average value.
  • the aspect ratio (length A / length B) of the resin 1 was calculated from the obtained numerical values. The same applies to resins 2 to 5 and 101 described later. The results are shown in Table 2.
  • Resin 2 composite resin
  • resin composite resin
  • polyethylene manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., Novatec HJ360 (MFR5.5, melting point 132 ° C.) 40 parts by mass
  • ethylene-vinyl alcohol copolymer manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • Eval F104B MFR 4.4, melting point 183 ° C.
  • a composite resin obtained according to a conventional method was cut into a length of 3 mm to prepare Resin 2, which is a composite resin in which a coating layer made of polyethylene was formed.
  • the ratio A / B between the length A of the cross section of the resin 2 and the length B of the cross section was 1.8.
  • the average length A is 0.05 mm
  • the average area of the cross section (cross section S in FIG. 1) is 0.001 mm 2
  • length in the major axis direction (length C in FIG. 1) is The average length was 3 mm.
  • Resins 3 to 5 composite resin
  • the resins 3 to 5 which are composite resins are similarly manufactured except that the major axis / minor axis of the die outlet 2 and the major axis / minor axis of the die outlet 3 are changed as shown in FIG. Was made.
  • the ratio A / B between the cross-sectional length A and the cross-sectional length B of the obtained resin 3 was 2.4.
  • the average length A is 0.05 mm, the average area of the cross section (cross section S in FIG. 1) is 0.0008 mm 2 , and the length in the long axis direction (length C in FIG. 1).
  • the average length of was 3 mm.
  • the ratio A / B between the cross-sectional length A and the cross-sectional length B of the obtained resin 4 was 2.7.
  • the average length of the length A is 0.05 mm, the average area of the cross section (cross section S in FIG. 1) is 0.0007 mm 2 , and the length in the major axis direction (length C in FIG. 1).
  • the average length of was 3 mm.
  • the ratio A / B between the cross-sectional length A and the cross-sectional length B of the obtained resin 5 was 4.6.
  • the average length of the length A is 0.05 mm
  • the average area of the cross section (cross section S in FIG. 1) is 0.0004 mm 2
  • the average length of was 3 mm.
  • Resin 101 without a coating layer and using no hydrophilic resin Resin 101 was produced in the same manner except that the major axis / minor axis of die outlet 2 and the major axis / minor axis of die outlet 3 were changed in the production of resin 1.
  • the ratio A / B between the cross-sectional length A and the cross-sectional length B of the resin 101 was 1.0.
  • the average length A was 0.05 mm
  • the average cross-sectional area was 0.002 mm 2
  • the average length in the major axis direction was 3 mm.
  • Foam ratio index The density ⁇ 1 (g / m 3 ) of a block-like sample similar to that for measuring the average foam diameter is measured, while the density ⁇ 0 of non-foamed rubber (solid phase rubber) is measured.
  • Foaming rate V ( ⁇ 0 / ⁇ 1 ⁇ 1) ⁇ 100 (%) Comparative example 1 was taken as 100 and displayed as an index.
  • each of the vulcanized rubbers of the examples manufactured using a flat resin having an aspect ratio (length A / length B) larger than 1 as the short fibrous resin has an aspect ratio.
  • the water absorption was greater than that of the vulcanized rubber of the comparative example manufactured using a short fiber resin having (A / B) of 1.0, and the tire was excellent in performance on ice.
  • a block-shaped sample was cut out from the tread rubber of the test tire produced by evaluating the performance index on ice, and a photograph of the sample cross section was taken with an optical microscope with a magnification of 100 to 400 times. When the minor axis was measured, more than half of all the observed cavities were flat cavities with a ratio M / N greater than 1.
  • a major axis direction in a cross section perpendicular to the major axis direction of the short fibrous resin
  • b major axis direction of the short fibrous resin
  • S a cross section perpendicular to the major axis direction of the short fibrous resin
  • A major axis of the short fibrous resin
  • the length B of the cross section in the major axis direction in the cross section perpendicular to the direction B The length of the cross section in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction in the section perpendicular to the major axis direction
  • C The length D1 in the major axis direction of the short fibrous resin :

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Abstract

本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＡ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＢとの比Ａ／Ｂが、１より大きい短繊維状樹脂Ｄ１とを含有する。該ゴム組成物は、吸水力が大きい加硫ゴムを得ることができる。また、本発明は、吸水力が大きい加硫ゴム、氷上性能に優れるタイヤ、及び、氷上性能に優れるスタッドレスタイヤを提供する。

Description

ゴム組成物、加硫ゴム、タイヤ、及びスタッドレスタイヤ
　本発明は、ゴム組成物、加硫ゴム、タイヤ、及びスタッドレスタイヤに関する。
　従来より、車両の安全性を向上させる観点から、乾燥路面のみならず、湿潤路面、氷雪路面等の様々な路面上でのタイヤの制動性、駆動性等を向上させるために、種々の検討がなされている。例えば、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤは氷上性能を向上させるために、タイヤトレッド部に発泡ゴム層を設けている。
　より具体的には、例えば、従来技術に比し除水効果をより一層高め、氷上性能を大幅に向上させた空気入りタイヤを提供すべく、タイヤトレッドの少なくとも路面と実質的に接する面に発泡ゴム層を設けた空気入りタイヤを、発泡ゴム層が平均直径４０～５０μｍの独立気泡と１０～２５％の発泡率とを有し、かつゴム成分１００重量部に対し、短繊維１～１５重量部を含有し、短繊維が０．５～５．０ｍｍの長さと、４０～５０μｍの平均直径とを有し、１７０℃における熱収縮率が８％以下である構成にすることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０－２４７０４号公報
　しかしながら、発泡により形成した気泡では、除水効果が十分でないという問題があった。
　本発明は、吸水力が大きい加硫ゴムを得ることができるゴム組成物、吸水力が大きい加硫ゴム、氷上性能に優れるタイヤ、及び、氷上性能に優れるスタッドレスタイヤを提供することを目的とし、該目的を解決することを課題とする。
＜１＞　ゴム成分と、長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＡ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＢとの比Ａ／Ｂが、１より大きい短繊維状樹脂とを含有
するゴム組成物である。
＜２＞　更に、発泡剤を含む＜１＞に記載のゴム組成物である。
＜３＞　前記短繊維状樹脂が、親水性樹脂と、前記ゴム成分に対して親和性を有する樹脂からなり、該親水性樹脂を被覆する被覆層とを有する複合樹脂である＜１＞または＜２＞に記載のゴム組成物である。
＜４＞　前記親水性樹脂が、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から選択される少なくとも１つを含む＜３＞に記載のゴム組成物である。
＜５＞　前記ゴム成分に対して親和性を有する樹脂が、前記ゴム組成物の最高加硫温度よりも低い融点を有する低融点樹脂である＜３＞又は＜４＞に記載のゴム組成物である。
＜６＞　前記短繊維状樹脂の比Ａ／Ｂが１０以下である＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜７＞　前記短繊維状樹脂の長手方向の平均長さが０．１～５００ｍｍである＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜８＞　前記短繊維状樹脂の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対し、０．１～１００質量部である＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜９＞　前記短繊維状樹脂の前記断面の平均面積が、０．０００００１～０．５ｍｍ２である＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜１０＞　前記親水性樹脂が、－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＯＣＯＲ（Ｒはアルキル基）、－ＮＨ２、－ＮＣＯ、及び－ＳＨからなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を含む＜３＞～＜９＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜１１＞　前記親水性樹脂が、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール単独重合体、ポリ（メタ）アクリル酸樹脂、ポリアミド樹脂、脂肪族ポリアミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びアクリル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む＜３＞～＜１０＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜１２＞　前記低融点樹脂が、ポリオレフィン系樹脂である＜５＞～＜１１＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜１３＞　前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオレフィンアイオノマー及び無水マレイン酸変性α－ポリオレフィンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む＜１２＞に記載のゴム組成物である。
＜１４＞　トレッド用ゴム組成物である＜１＞～＜１３＞のいずれか１つに記載のゴム組成物である。
＜１５＞　＜１＞～＜１４＞のいずれか１つに記載のゴム組成物を加硫した加硫ゴムである。
＜１６＞　長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＭ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＮとの比Ｍ／Ｎが、１より大きい扁平状の空洞を有し、前記扁平状の空洞の割合が全空洞の半数以上である＜１５＞に記載の加硫ゴムである。
＜１７＞　前記空洞の壁面の少なくとも一部が親水化されている＜１５＞又は＜１６＞に記載の加硫ゴムである。
＜１８＞　＜１５＞～＜１７＞のいずれか１つに記載の加硫ゴムを用いたタイヤである。
＜１９＞　＜１５＞～＜１７＞のいずれか１つに記載の加硫ゴムを用いたスタッドレスタイヤである。
　本発明によれば、吸水力が大きい加硫ゴムを得ることができるゴム組成物、吸水力が大きい加硫ゴム、氷上性能に優れるタイヤ、及び、氷上性能に優れるスタッドレスタイヤを提供することができる。
本発明のゴム組成物に含まれる短繊維状樹脂を表す模式図である。 本発明のゴム組成物に含まれる短繊維状樹脂及び従来の短繊維状樹脂の形状、並びに、これらの樹脂に由来する空洞の断面形状を表す模式図である。 二軸押出機に取り付けられるダイの縦断面図である。 二軸押出機に取り付けられるダイの縦断面図である。 短繊維状樹脂に由来する空洞の断面形状を表す模式図である。 複合化した短繊維状樹脂に由来する不定形の空洞の断面形状を表す模式図である。
＜ゴム組成物＞
　本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＡ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＢとの比Ａ／Ｂが、１より大きい短繊維状樹脂とを含有する。
　なお、本発明のゴム組成物は、加硫前の未加硫ゴム組成物であり、本発明のゴム組成物を加硫することで、加硫ゴムが得られる。
　「長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＡ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＢとの比Ａ／Ｂが、１より大きい短繊維状樹脂」を「扁平樹脂」と称することがある。
　ゴム組成物がゴム成分と扁平樹脂とを含むことで、ゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムは吸水力が大きくなる。
　まず、扁平樹脂の形状的特徴と、本発明のゴム組成物が扁平樹脂を含むことにより加硫ゴムの吸水力が大きくなる理由について説明する。
　図１は、本発明のゴム組成物に含まれる短繊維状樹脂の一例を表す模式図である。
　図１には、楕円柱状の樹脂Ｄ１（扁平樹脂）が示されている。樹脂Ｄ１は、長軸方向ｂに垂直な断面Ｓを有しており、断面Ｓにおいて最も径の長い長径方向ａの距離を長さＡという。また、断面Ｓにおいて長径方向ａに垂直な短径方向の断面Ｓの距離を長さＢという。
　断面Ｓの短径の長さＢに対する断面Ｓの長径の長さＡ、すなわち、Ａ／Ｂが、１より大きいことで、断面Ｓは楕円形になる。なお、図１では、断面形状が楕円状のものを示しているが、本発明においては、Ａ／Ｂが１より大きければ、断面形状は特に制限されず、楕円形、長方形、多角形、不定形等のいずれでもよい。
　従来、短繊維として用いられた樹脂は、樹脂自体のアスペクト比、すなわち、樹脂Ｄ１においては、長軸方向ｂの長さＣ（短繊維状樹脂の長手方向の長さ）と、断面Ｓの長径の長さＡとの比Ｃ／Ａについて検討されてきたが、本発明においては、断面Ｓにおける長径の長さＡと短径の長さＢとの比Ａ／Ｂに着目している。
　ゴム組成物の調製方法の詳細は後述するが、ゴム成分と扁平樹脂とを混練すると、ゴム組成物中の扁平樹脂はランダムに配向し、加硫ゴムの表面に対して、短繊維状樹脂Ｄ１の長軸方向ｂが垂直になるように配向したり、加硫ゴムの表面と、短繊維状樹脂Ｄ１の長軸方向ｂとが平行になるように配向したりする。
　また、短繊維状樹脂Ｄ１は扁平形状であることから、加硫ゴムの表面と、樹脂Ｄ１の長軸方向ｂとが平行になるように配向する場合においても、断面Ｓの長径方向ａが加硫ゴムの表面に対して垂直に配向したり、加硫ゴムの表面と平行になるように配向したりすると考えられる。
　このような、短繊維状樹脂Ｄ１の配向状態は、加硫ゴムを切断した切断面を、光学顕微鏡で観察することで確認することができる。
　このような扁平形状の短繊維状樹脂がゴム成分と共にゴム組成物に含まれていることで、ゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム及びタイヤには、扁平樹脂が含まれたり、扁平樹脂由来の空洞が生じ易い。例えば、短繊維状樹脂として、ゴム組成物の加硫温度よりも低い融点を有する樹脂を用いると、ゴム組成物の加硫により、短繊維状樹脂が溶融して、加硫ゴム中に樹脂由来の空洞が生じ易い。また、加硫ゴムを路面等で擦ると、短繊維状樹脂が加硫ゴムから剥がれ落ちて空洞が生じることがある。
　ところで、タイヤが凍結した路面上でスリップを起こすのは、主として、路面上の氷とタイヤとの間に水の膜が生じることに起因する。
　短繊維状樹脂が溶融したり、抜け落ちることで生じる空洞は、タイヤ表面（特にトレッド表面）においては水路となり、路面上の水膜を空洞内に取り込むことで、タイヤ表面が氷路面に密着し、スリップを抑制することができる。
　加硫ゴムの表面に対して短繊維状樹脂の長軸方向が垂直になるように、換言すると、地面に対して柱が立つように、加硫ゴムの表面に短繊維状樹脂が配向し、空洞が生じた場合は、短繊維状樹脂の長軸方向に直交する断面形状が真円状でも、楕円状でも、間口の大きさに対し、空洞の奥行きが長いため、毛管現象により吸水し易いと考えられる。
　一方、加硫ゴムの表面と短繊維状樹脂の長軸方向とが平行になるように、換言すると、地面に対して柱が横たわるように、加硫ゴムの表面に短繊維状樹脂が配向する場合は、短繊維状樹脂の長軸方向に直交する断面形状に応じて、吸水力が異なると考えられる。
　図２に、本発明のゴム組成物に含まれる短繊維状樹脂及び従来の短繊維状樹脂の形状、並びに、これらの短繊維状樹脂に由来する空洞の断面形状を表す模式図を示す。
　図２には、ゴム組成物に取り込まれる前の短繊維状樹脂Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３の形状と、短繊維状樹脂Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３に由来して生じた空洞ｄ１、ｄ２、及びｄ３を示す。空洞ｄ１、ｄ２、及びｄ３は、短繊維状樹脂Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３をゴム組成物に配合し、加硫して得た加硫ゴムを切断した加硫ゴムの切断面ｅ２に生じた空洞である。短繊維状樹脂Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３は、いずれも、短繊維状樹脂Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３の長軸方向ｅ１と加硫ゴムの切断面ｅ２とが平行になるように配向しているものとする。また、図２に示す空洞ｄ１、ｄ２、及びｄ３の形状は、短繊維状樹脂Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３由来の空洞を、長軸方向ｅ１と直交する方向に切断した断面形状である。
　図２における短繊維状樹脂Ｄ１及びＤ２は、本発明における短繊維状樹脂（扁平樹脂）であり、Ｄ３は、従来のゴム組成物に含まれていた短繊維の樹脂である。
　従来のゴム組成物に含まれていた短繊維の樹脂は、断面形状が真円状であったため、樹脂Ｄ３が、長軸方向ｅ１と加硫ゴム表面とが平行になるように配向する場合は、空洞の断面形状が変わることが無かった。
　これに対し、本発明で用いる短繊維状樹脂は、扁平形状であるため、短繊維状樹脂Ｄ１のように断面の長径方向が加硫ゴムの切断面ｅ２に対して垂直に配向したり、短繊維状樹脂Ｄ２のように加硫ゴムの切断面ｅ２と平行になるように配向したりする。
　短繊維状樹脂Ｄ１のように断面の長径方向が加硫ゴムの切断面ｅ２に対して垂直に配向した短繊維状樹脂は、空洞を形成したとき、空洞の間口に対して、空洞の奥行きが長くなり易い。空洞ｄ１は、毛管現象による吸水作用が働き、従来の空洞ｄ３に比べ、吸水力が向上する。
　短繊維状樹脂Ｄ２のように断面の長径方向と、加硫ゴムの切断面ｅ２とが平行に配向した短繊維状樹脂は、空洞を形成したとき、空洞の間口に対して、空洞の奥行きが短く、空洞ｄ１のような、毛管現象は働かないと考えられるが、空洞２は、従来の空洞ｄ３と同様の水路として機能すると考えられる。
　以上のように、本発明のゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム及びタイヤは、加硫ゴム表面又はタイヤ表面に、空洞の間口に対して、空洞の奥行きが長い空洞ｄ１のごとき空洞が形成されるため、従来の加硫ゴム及びタイヤに比べ、吸水力が大きいと考えられる。よって、本発明のゴム組成物を用いて製造されたタイヤ及びスタッドレスタイヤは、毛管現象により氷上の湧水吸水力が向上し、氷上性能が向上すると考えられる。
　以下、本発明のゴム組成物、加硫ゴム及びタイヤについて詳細に説明する。
　なお、特に記載する場合を除き、図面の符号を省略して説明する。
〔ゴム成分〕
　本発明のゴム組成物に用いるゴム成分としては、特に制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムを使用することができ、なかでも天然ゴム（ＮＲ）、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）が好ましい。これらゴム成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。
〔短繊維状樹脂〕
　本発明のゴム組成物は、長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＡ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＢとの比Ａ／Ｂが、１より大きい短繊維状樹脂を含有する。
　本発明における短繊維状樹脂（扁平樹脂）は、Ａ／Ｂが１より大きければ、長軸方向に垂直な断面（図１の断面Ｓ）の形状、面積、及び、長軸方向の長さ（図１の長さＣ）は特に制限されない。加硫ゴムの吸水力を向上する観点からは、扁平樹脂は、短繊維状である。
　具体的には、扁平樹脂の長軸方向に垂直な断面（図１の断面Ｓ）の面積は、加硫ゴムの吸水力をより向上する観点から、平均面積が、０．０００００１～０．５ｍｍ２であることが好ましく、０．００００２～０．２ｍｍ２であることがより好ましい。
　扁平樹脂の長軸方向に垂直な断面（図１の断面Ｓ）の形状は、楕円形、三角形、長方形、多角形、不定形のいずれであってもよいが、加硫ゴムの吸水力を向上する観点から、楕円形または長方形であることが好ましく、楕円形であることがより好ましい。
　扁平樹脂の長軸方向の長さ（図１の長さＣ）の平均長さ（短繊維状樹脂の長手方向の平均長さ）は、０．１～５００ｍｍであることが好ましく、０．１～７ｍｍであることがより好ましい。
　扁平樹脂の断面積と長軸方向の長さが上記範囲であることで、加硫ゴムの吸水力をより向上すると共に、短繊維状樹脂同士が必要以上に絡まりにくく、ゴム組成物内で良好に分散し易い。
　扁平樹脂の長軸方向に垂直な断面（図１の断面Ｓ）の平均面積、及び扁平樹脂の長軸方向の長さ（図１の長さＣ）の平均長さは、無作為に選んだ１００個の樹脂の平均値である。また、扁平樹脂の長さＡ、長さＢ及び長さＣは、樹脂を、光学顕微鏡を用いて、２０～４００倍で観察することにより、測定することができる。
　Ａ／Ｂは、加硫ゴムの吸水力をより大きくする観点から、１．５以上であることが好ましく、２．０以上であることがより好ましい。Ａ／Ｂの上限は特に制限されないが、上記好ましい断面積の短繊維の樹脂において、Ａ／Ｂが１０を超える樹脂を製造することは困難である。従って、Ａ／Ｂは１０以下であることが好ましく、加硫ゴムの吸水力をより大きくする観点から、５以下であることがより好ましい。
　また、扁平樹脂の長さＡは、加硫ゴムの吸水力をより大きくする観点から、樹脂１００個の平均値として、０．００１～２ｍｍであることが好ましく、０．００５～０．５ｍｍであることがより好ましい。
　また、扁平樹脂の断面の長径の長さＡに対する扁平樹脂の長軸方向の長さ（図１の長さＣ）の比Ｃ／Ａは、通常１０～４０００、好ましくは５０～２０００である。
　本発明のゴム組成物中の扁平樹脂の含有量は、加硫ゴムの吸水力を大きくし、形成された空洞による良好な排水性を高める観点から、ゴム成分１００質量部に対し、０．１質量部以上であることが好ましく、また、加硫ゴムの耐久性を保持する観点から、１００質量部以下であることが好ましい。更に、同様の観点から、扁平樹脂の含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、０．１～５０質量部であることがより好ましい。
（複合樹脂）
　扁平樹脂は、親水性樹脂と、ゴム成分に対して親和性を有する樹脂からなり、該親水性樹脂を被覆する被覆層とを有する複合樹脂であることが好ましい。つまり、扁平樹脂は、芯材となる親水性樹脂と、芯材の親水性樹脂を被覆する被覆層とを有する複合樹脂であって、被覆層がゴム成分に対して親和性を有する樹脂からなることが好ましい。
　扁平樹脂がかかる構成であることで、扁平樹脂はゴム組成物中に分散し易く、加硫ゴムに形成される扁平樹脂由来空洞の壁面の一部又は全部に膜状に付着すると考えられる。よって、空洞の壁面の少なくとも一部が親水化され易くなる。その結果、空洞に水が入り易くなり、毛管現象による吸水力が、より一層大きくなると考えられる。
　既述のように、加硫ゴムの空洞は、扁平樹脂（短繊維状樹脂）として、ゴム組成物の加硫温度よりも低い融点を有する樹脂を用い、ゴム組成物の加硫により、扁平樹脂が溶融して生じたり、加硫ゴムが路面等で擦られて、扁平樹脂が加硫ゴムから剥がれ落ちて生じたりする。加硫ゴムが路面等で擦られて、扁平樹脂が加硫ゴムから剥がれ落ちて生じた空洞は、空洞壁面が親水化されにくいことから、加硫ゴム及びタイヤの空洞は、扁平樹脂が親水性樹脂を含む複合樹脂が溶融して生じた空洞であることが好ましい。
　以下、親水性樹脂とゴム成分に対して親和性を有する樹脂について説明する。
［親水性樹脂］
　親水性樹脂とは、水に対する接触角が５～８０度である樹脂をいう。
　親水性樹脂の水に対する接触角は、親水性樹脂を平滑な板状に成形した試験片を用意し、協和界面化学（株）製の自動接触角計ＤＭ－３０１を用い、２５℃、相対湿度５５％条件下で、試験片の表面に水を滴下して、その直後に真横から観察したときに、試験片表面が成す直線と水滴表面の接線とが成す角度を測定することにより求めることができる。
　親水性樹脂としては、分子内に親水性基を有する樹脂が挙げられ、具体的には、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から選択される少なくとも１つを含む樹脂であることが好ましい。例えば、－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＯＣＯＲ（Ｒはアルキル基）、－ＮＨ２、－ＮＣＯ、及び－ＳＨからなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を含む樹脂が挙げられる。これらの置換基のなかでも、－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＯＣＯＲ、－ＮＨ２、及び－ＮＣＯが好ましい。
　上記のように、親水性樹脂は水に対する接触角が小さく、水に対して親和性があることが好ましいが、親水性樹脂は水に不溶であることが好ましい。
　親水性樹脂が水に不溶であることで、加硫ゴム表面及びタイヤ表面に水が付着したときに、水に親水性樹脂が溶け込んでしまうことを防ぐことができ、扁平樹脂由来の空洞の吸水力を保持することができる。
　以上のような、水に対する接触角が大きく、一方で、水に不溶である親水性樹脂としては、より具体的には、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール単独重合体、ポリ（メタ）アクリル酸樹脂或いはそのエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレングリコール樹脂、カルボキシビニル共重合体、スチレン－マレイン酸共重合体、ポリビニルピロリドン樹脂、ビニルピロリドン－酢酸ビニル共重合体、メルカプトエタノール等が挙げられる。
　なかでも、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール単独重合体、ポリ（メタ）アクリル酸樹脂、ポリアミド樹脂、脂肪族ポリアミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びアクリル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、エチレン－ビニルアルコール共重合体がより好ましい。
［ゴム成分に対して親和性を有する樹脂］
　ゴム成分に対して親和性を有する樹脂とは、ゴム組成物に含まれるゴム成分の溶解性パラメータ（ＳＰ値；Solubility Parameter）に近いＳＰ値を有する樹脂をいう。互いのＳＰ値が近いほど親和性が高く、相溶し易くなる。
　ＳＰ値差は、ゴム成分のＳＰ値（ＳＰ１）と、樹脂のＳＰ値（ＳＰ２）との差（｜ＳＰ１－ＳＰ２｜）が２．０ＭＰａ１／２以下であることが好ましい。
　ゴム成分及び樹脂のＳＰ値は、Fedors法に従って算出することができる。
　ゴム成分に対して親和性を有する樹脂は、ゴム組成物の最高加硫温度よりも低い融点を有する低融点樹脂であることが好ましい。
　扁平樹脂が、かかる被覆層を有することで、親水性樹脂自体が有する水との親和性を有効に保持しつつ、複合樹脂近傍のゴム成分との良好な親和性を発揮することができる。
　また、扁平樹脂が被覆層を有することで、更に、ゴム組成物が発泡剤を含有する場合は、加硫時には融解しにくい親水性樹脂を補足し、複合樹脂由来の空洞の形成を促進することができる。すなわち、ゴム組成物中の複合樹脂の良好な分散を確保して、加硫ゴムとなったときには親水性樹脂に起因する排水性効果を充分に発揮させつつ、複合樹脂由来の空洞による排水溝としての機能をも充分に発揮させることができる。
　また、低融点樹脂が、ゴム組成物の加硫時に溶融することで、流動性を帯びた被覆層となってゴムと複合樹脂との接着を図ることに寄与し、良好な排水性と耐久性とが付与されたタイヤを容易に実現することができる。
　なお、被覆層の厚みは、ゴム組成物中の親水性樹脂の含有量、複合樹脂の平均径等によって変動し得るが、通常０．００１～１０μｍであり、好ましくは０．００１～５μｍである。被覆層が上記範囲の厚みであることで、壁面が親水化した空洞と毛管現象との相乗効果が得られ易い。
　複合樹脂の被覆層は、親水性樹脂の全表面にわたって形成されていてもよいし、親水性樹脂の一部の表面に形成されていてもよい。具体的には、少なくとも複合樹脂の全表面積の５０％を占める割合で被覆層が形成されていることが好ましい。
　低融点樹脂は、その融点が、ゴム組成物の加硫最高温度よりも低い樹脂であり、加硫最高温度とは、ゴム組成物の加硫時にゴム組成物が達する最高温度を意味する。例えば、モールド加硫の場合には、ゴム組成物がモールド内に入ってからモールドを出て冷却されるまでに、ゴム組成物が達する最高温度を意味し、かかる加硫最高温度は、例えば、ゴム組成物中に熱電対を埋め込むこと等により測定することができる。
　低融点樹脂の融点の上限としては、特に制限はないものの、以上の点を考慮して選択するのが好ましく、一般的には、ゴム組成物の加硫最高温度よりも、１０℃以上低いことが好ましく、２０℃以上低いことがより好ましい。ゴム組成物の工業的な加硫温度は、一般的には最高で約１９０℃程度であるが、例えば、加硫最高温度がこの１９０℃に設定されている場合には、低融点樹脂の融点としては、通常１９０℃以下の範囲で選択され、１８０℃以下が好ましく、１７０℃以下がより好ましい。
　なお、扁平樹脂の融点は、それ自体公知の融点測定装置等を用いて測定することができ、例えば、示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）装置を用いて測定した融解ピーク温度を前記融点とすることができる。
　低融点樹脂としては、具体的には、低融点樹脂中において、極性成分が全成分に対して５０質量％以下である樹脂が好ましく、ポリオレフィン系樹脂であることがより好ましい。極性成分が全成分に対して上記範囲内である樹脂であると、ゴム成分とのＳＰ値の差が適度であるとともに、加硫最高温度よりも適度に低い融点を有しており、ゴム成分との良好な親和性を充分に確保することができる。更に、ゴム組成物が発泡剤を含有する場合には、加硫時に容易に被覆層が溶融して、加硫ゴムの発泡を促進することができる。
　従って、ゴム組成物中における複合樹脂の分散性を向上しつつ、複合樹脂由来の空洞を形成し易い。
　上記ポリオレフィン系樹脂としては、分岐状、直鎖状等のいずれであってもよい。また、エチレン－メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂であってもよい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、並びにこれらのアイオノマー樹脂等が挙げられる。ポリオレフィン系樹脂は、無水マレイン酸等で変性された変性樹脂であってもよい。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。
　以上の中でも、低融点樹脂としてのポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオレフィンアイオノマー及び無水マレイン酸変性α－ポリオレフィンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
　低融点樹脂からなる被覆層で被覆された親水性樹脂からなる複合樹脂を製造するには、低融点樹脂及び親水性樹脂を、混合ミルを用いてブレンドし、溶融紡糸して未延伸糸を形成して、かかる未延伸糸を熱延伸しながら繊維状にする方法を採用することができる。
　また、図３及び４に示すようなダイ１を具えた二軸押出機を２台用いて、低融点樹脂及び親水性樹脂をブレンドした後、同様にして繊維状にする方法を採用してもよい。この場合、ダイ出口２からは親水性樹脂が、ダイ出口３からは低融点樹脂が各々同時に押し出され、これから未延伸糸が形成されることとなる。
　低融点樹脂及び親水性樹脂の混合ミル又はホッパーへの投入量は、得られる複合樹脂の長さ（図１の長さＣ）、断面積等によっても変動し得るが、親水性樹脂１００質量部に対し、低融点樹脂を５～３００質量部、好ましくは１０～１５０質量部とすることが好ましい。
　低融点樹脂及び親水性樹脂を上記範囲内の量で、混合ミル又はホッパーに投入することにより、親水性樹脂の表面に被覆層が形成され易い。
〔発泡剤〕
　本発明のゴム組成物は、更に発泡剤を含有することが好ましい。
　ゴム組成物が発泡剤を含有することにより、ゴム組成物の加硫中に、発泡剤によって加硫ゴムに気泡が生じ、加硫ゴムを発泡ゴムとすることができる。発泡ゴムは柔軟性を有するため、加硫ゴムを用いたタイヤ表面は、氷路面に密着し易くなる。また、気泡により加硫ゴム表面及びタイヤ表面に気泡由来の空隙が生じた場合は、水を排水する水路として機能する。
　更には、発泡剤により発生したガスを、溶融した低融点樹脂からなる被覆層を介して親水性樹脂の内部に侵入させ、加硫ゴムに、複合樹脂の形状に連動した形状、すなわち長尺状の形状を有する空洞を容易に形成させることができる。このような複合樹脂の形状に連動した形状を有する空洞がゴム内に存在することにより、加硫ゴムの吸水力が向上し、タイヤは氷上性能により優れる。
　発泡剤としては、具体的には、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、ｐ，ｐ’－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’－ジメチル－Ｎ，Ｎ’－ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ－トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ，ｐｖ－オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。なかでも、製造加工性の観点から、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、及びジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）が好ましい。これら発泡剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。
　また、発泡剤のゴム組成物中の含有量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分１００質量部に対して０．１～２０質量部の範囲が好ましい。
　なお、発泡剤は、複合樹脂中に含ませてもよい。
　加硫ゴムを発泡させるために発泡剤を用いる場合は、発泡助剤として尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛、亜鉛華等を併用することが好ましい。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。
　発泡剤を含有するゴム組成物を加硫した後に得られる加硫ゴムにおいて、発泡率は、通常１～５０％、好ましくは５～４０％である。発泡剤を配合した場合、発泡率が大きすぎるとゴム表面の空隙も大きくなり、充分な接地面積を確保できなくなるおそれがあるが、上記範囲内の発泡率であれば、排水溝として有効に機能する気泡の形成を確保しつつ、気泡の量を適度に保持できるので、耐久性を損ないにくい。ここで、上記加硫ゴムの発泡率とは、平均発泡率Ｖｓを意味し、具体的には次式（Ｉ）により算出される値を意味する。
　　　　　Ｖｓ＝（ρ０／ρ１－１）×１００（％）・・・（Ｉ）
　式（Ｉ）中、ρ１は加硫ゴム（発泡ゴム）の密度（ｇ／ｃｍ３）を示し、ρ０は加硫ゴム（発泡ゴム）における固相部の密度（ｇ／ｃｍ３）を示す。
　なお、式（Ｉ）により求まる発泡率は、発泡剤の発泡により生じた気泡の空隙のほか、扁平樹脂が加硫により溶融し、空洞化したことにより生じる空隙も包含する空隙率である。
　本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分に、扁平樹脂（好ましくは、親水性樹脂にゴム成分に対して親和性を有する樹脂からなる被覆層が被覆した複合樹脂）とともに、必要に応じて、発泡剤、及び発泡助剤のほか、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック等の充填剤、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、亜鉛華、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して含有していてもよい。
　本発明のゴム組成物から得られる加硫ゴムは吸水力が高く、タイヤに用いた場合は、氷上の湧水吸水力に優れるため、本発明のゴム組成物は、トレッド用ゴム組成物に好適である。
＜加硫ゴム＞
　本発明の加硫ゴムは、既述の本発明のゴム組成物を加硫したゴムである。
　従って、本発明の加硫ゴムは、短繊維状樹脂由来の空洞であって、長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＭ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＮとの比Ｍ／Ｎが、１より大きい扁平状の空洞を有する。加硫ゴムが、比Ｍ／Ｎが１より大きい扁平状の空洞を有することで、吸水力に優れる。
　更に、本発明の加硫ゴムは、吸水力をより向上する観点から、かかる扁平状の空洞の割合が全空洞の半数以上であることが好ましい。
　短繊維状樹脂に由来する空洞の断面形状を表す模式図を図５に示す。
　ここで、長さＭは、短繊維状樹脂の説明に用いた図１において、短繊維状樹脂を扁平状の空洞と見立てたとき、長さＡに相当する長さであり、長さＮは、長さＢに相当する長さである。長さＭ、長さＮ、比Ｍ／Ｎの好ましい範囲は、それぞれ、短繊維状樹脂の、長さＡ、長さＢ、比Ａ／Ｂの好ましい範囲と同じである。
　また、扁平状の空洞の長軸方向に垂直な断面Ｓ’（図１の短繊維状樹脂の断面Ｓに対応する面）の面積の好ましい範囲は、断面Ｓの好ましい範囲と同じである。当該断面の形状に制限はないが楕円形であることが好ましい。扁平状の空洞の長軸方向の長さ（図１の短繊維状樹脂の長さＣに対応する長さ）の平均長さの好ましい範囲は、長さＣの好ましい範囲と同じである。
　図５において、断面Ｓ’の短径の長さＮに対する断面Ｓ’の長径の長さＭの比、すなわち、Ｍ／Ｎが１より大きいことで、断面Ｓ’は楕円形になる。樹脂繊維由来の空洞の断面は、図５に示したような１つの樹脂繊維由来の楕円形状の空洞に限定されず、複数の樹脂繊維が複合化した複合体由来の不定形であってもよい。具体的には、ゴム組成物の混練により２つ以上の樹脂繊維が重なり、溶解することで生じる、連通した空洞等が挙げられる。図６に、複合化した短繊維状樹脂に由来する不定形の空洞の断面形状を表す模式図を示す。図６に示すような不定形の空洞は、空洞の最大長さをＰとし、また空洞の幅における最小長さをＱとした、ＰとＱとの比Ｐ／Ｑが１より大きければよい。
　加硫ゴムが有する空洞の形状は、例えば、加硫ゴムからブロック状の試料を切出し、その試料断面の写真を倍率１００～４００倍の光学顕微鏡で撮影し、空洞の長軸短軸を測定することにより確認することができる。また、扁平状の空洞の割合は、例えば、光学顕微鏡で２ｍｍ×３ｍｍの視野を、異なる３箇所以上観察した空洞を母体とし、算出すればよい。
　更に、加硫ゴムは、空洞の壁面の少なくとも一部が親水化されていることが好ましい。加硫ゴムが有する空洞は、既述の扁平樹脂に由来する空洞であり、図１及び図２を用いて説明したとおり、毛管現象による吸水力を有している。更に、空洞の壁面の少なくとも一部が親水化されていることで、吸水力はより大きくなると考えられる。
＜タイヤ、スタッドレスタイヤ＞
　本発明のタイヤ及びスタッドレスタイヤは、本発明の加硫ゴムを用いてなる。
　従って、本発明のタイヤ及びスタッドレスタイヤは長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＭ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＮとの比Ｍ／Ｎが、１より大きい扁平状の空洞を有する。タイヤ及びスタッドレスタイヤが有する扁平状の空洞の割合は、全空洞の半数以上であることが好ましい。また、空洞の壁面の少なくとも一部が親水化されていることが好ましい。
　既述のように、本発明の加硫ゴムは、吸水力が大きいため、路面に水膜が張られていても、タイヤ表面に形成された扁平樹脂由来の空洞により、毛管現象にて水をタイヤに取り込み、スリップを防止することができる。特に、氷上の湧水吸水力に優れるため、本発明の加硫ゴムはスタッドレスタイヤに好適であり、スタッドレスタイヤは、氷上性能に優れる。
　タイヤは、適用するタイヤの種類や部材に応じ、未加硫のゴム組成物を用いて成形後に加硫して得てもよく、または予備加硫工程等を経て、一旦未加硫のゴム組成物から半加硫ゴムを得た後、これを用いて成形後、さらに本加硫して得てもよい。タイヤの各種部材のなかでも、良好な排水性と優れた耐破壊力を充分に発揮できる観点から、トレッド部材に適用するのが好ましい。なお、タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
　以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。
＜短繊維状樹脂（短繊維）＞
１．被覆層がなく、親水性樹脂を用いていない樹脂１
　ポリエチレン（日本ポリエチレン（株）製、ノバテックＨＪ３６０（ＭＦＲ５．５、融点１３２℃）を混練機で混練りし、ダイから樹脂を押し出し、長さ３ｍｍにカットして、ポリエチレンからなる樹脂１を作製した。
　樹脂１の断面の長さＡと断面の長さＢとの比Ａ／Ｂは、１．８であった。また、長さＡの平均長さは、０．０５ｍｍであり、断面（図１における断面Ｓ）の平均面積は０．００１ｍｍ２であり、長軸方向の長さ（図１における長さＣ）の平均長さは３ｍｍであった。
　なお、樹脂１の断面の長さＡ、断面の長さＢ、及び長軸方向の長さＣは、樹脂１を２０～４００倍の光学顕微鏡で撮影し、１００個の各長さを測定し、算術平均値として出した値である。樹脂１のアスペクト比（長さＡ／長さＢ）は、得られた数値から算出した。後述する樹脂２～５、及び１０１も同様である。結果を表２に示す。
２．芯材の親水性樹脂を被覆した被覆層がある樹脂２（複合樹脂）
　二軸押出機を２台用い、ホッパーにポリエチレン（日本ポリエチレン（株）製、ノバテックＨＪ３６０（ＭＦＲ５．５、融点１３２℃）４０質量部と、エチレン－ビニルアルコール共重合体（（株）クラレ製、エバールＦ１０４Ｂ（ＭＦＲ４．４、融点１８３℃））４０質量部とを投入した。図３に示す構成のダイ出口２からエチレン－ビニルアルコール共重合体を、ダイ出口３からポリエチレンを各々同時に押し出して、常法に従って得られた複合樹脂を長さ３ｍｍにカットして、ポリエチレンからなる被覆層が形成された複合樹脂である樹脂２を作製した。
　樹脂２の断面の長さＡと断面の長さＢとの比Ａ／Ｂは、１．８であった。また、長さＡの平均長さは０．０５ｍｍであり、断面（図１における断面Ｓ）の平均面積は０．００１ｍｍ２であり、長軸方向の長さ（図１における長さＣ）の平均長さは３ｍｍであった。
３．芯材の親水性樹脂を被覆した被覆層がある樹脂３～５（複合樹脂）
　複合樹脂である樹脂２の製造において、図３に示す構成のダイ出口２の長径／短径及びダイ出口３の長径／短径を変更した他は同様にして、複合樹脂である樹脂３～５を作製した。
　得られた樹脂３の断面の長さＡと断面の長さＢとの比Ａ／Ｂは、２．４であった。また、長さＡの平均長さは、０．０５ｍｍであり、断面（図１における断面Ｓ）の平均面積は０．０００８ｍｍ２であり、長軸方向の長さ（図１における長さＣ）の平均長さは３ｍｍであった。
　得られた樹脂４の断面の長さＡと断面の長さＢとの比Ａ／Ｂは、２．７であった。また、長さＡの平均長さは、０．０５ｍｍであり、断面（図１における断面Ｓ）の平均面積は０．０００７ｍｍ２であり、長軸方向の長さ（図１における長さＣ）の平均長さは３ｍｍであった。
　得られた樹脂５の断面の長さＡと断面の長さＢとの比Ａ／Ｂは、４．６であった。また、長さＡの平均長さは、０．０５ｍｍであり、断面（図１における断面Ｓ）の平均面積は０．０００４ｍｍ２であり、長軸方向の長さ（図１における長さＣ）の平均長さは３ｍｍであった。
４．被覆層がなく、親水性樹脂を用いていない樹脂１０１
　樹脂１の製造において、図３に示す構成のダイ出口２の長径／短径及びダイ出口３の長径／短径を変更した他は同様にして、樹脂１０１を作製した。
　樹脂１０１の断面の長さＡと断面の長さＢとの比Ａ／Ｂは、１．０であった。また、長さＡの平均長さは、０．０５ｍｍであり、平均断面積は０．００２ｍｍ２であり、長軸方向の平均長さは３ｍｍであった。
＜ゴム組成物の調製、加硫ゴムの作製＞
〔ゴム組成物の調製〕
　樹脂１０１、及び樹脂１～５を用い、表１の配合に従って各成分を配合して混練し、それぞれ比較例１及び実施例１～５のゴム組成物を得た。
〔加硫ゴムの作製〕
　得られた実施例及び比較例のゴム組成物を、最高加硫温度１９０℃で加硫し、加硫ゴムを得た。
＜評価＞
（１）発泡率指数
　平均発泡径測定のときと同様のブロック状の試料の密度ρ１（ｇ／ｍ３）を測定し、一方、無発泡ゴム（固相ゴム）の密度ρ０を測定し、次式より求めた。
　　発泡率Ｖ＝（ρ０／ρ１－１）×１００（％）
　比較例１を１００として指数表示した。
（２）吸水性指数
　氷上面に、得られた加硫ゴムを更にスライサーを用いて切出した加硫ゴムを、１５０Ｎで３０秒押付け、前後の加硫ゴムの質量差より吸水量を算出した。比較例１の吸水量を１００として指数表示した。
（３）氷上性能指数
　実施例及び比較例のゴム組成物から作製した新品の供試タイヤを装着した車両にて、氷上平坦路を走行させ、時速２０ｋｍ／ｈの時点でブレーキをかけてタイヤをロックさせ、停止状態になるまでの制動距離を測定した。
　比較例１の制動距離の逆数を１００．０として指数表示した。指数値が大きい程、氷上での制動性に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１中の成分の詳細は次のとおりである。
ポリブタジエンゴム：ＪＳＲ（株）製、「ＢＲ０１」、シス－１，４－ポリブタジエン
カーボンブラック：旭カーボン（株）製、「カーボン Ｎ２２０」
加硫促進剤：大内新興化学工業社製、「ノクセラーＤＭ」、ジ－２－ベンゾチアジルジスルフィド
発泡剤：三協化成（株）製、「セルマイクＡＮ」、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２からわかるように、短繊維状樹脂として、アスペクト比（長さＡ／長さＢ）が１よりも大きい扁平樹脂を用いて製造された実施例の加硫ゴムは、いずれも、アスペクト比（Ａ／Ｂ）が１．０である短繊維状樹脂を用いて製造された比較例の加硫ゴムよりも吸水力が大きく、タイヤは氷上性能に優れた。
　なお、氷上性能指数の評価で作製した試験タイヤのトレッドゴムから、ブロック状の試料を切出し、その試料断面の写真を倍率１００～４００倍の光学顕微鏡で撮影し、２００個以上の空洞の長軸短軸を測定したところ、観察した全空洞中の半数以上が、比Ｍ／Ｎが１より大きい扁平状の空洞であった。
　また、親水性樹脂を用い、低融点樹脂で被覆された複合樹脂であって、アスペクト比（Ａ／Ｂ）が１を超える短繊維状樹脂を用いて製造された実施例２～５の加硫ゴムは、扁平形状の断面のアスペクト比と親水化された空洞壁面との相乗効果により、実施例１の加硫ゴムよりも優れた吸水力及び氷上性能を有していることがわかる。
ａ：短繊維状樹脂の長軸方向に垂直な断面における長径方向
ｂ：短繊維状樹脂の長軸方向
Ｓ：短繊維状樹脂の長軸方向に垂直な断面
Ａ：短繊維状樹脂の長軸方向に垂直な断面における長径方向の断面の長さ
Ｂ：長軸方向に垂直な断面における長径方向に垂直な短径方向の断面の長さ
Ｃ：短繊維状樹脂の長軸方向の長さ
Ｄ１：本発明における短繊維状樹脂
Ｄ２：本発明における短繊維状樹脂
Ｄ３：従来の短繊維状樹脂
ｄ１：短繊維状樹脂Ｄ１由来の空洞の断面形状
ｄ２：短繊維状樹脂Ｄ２由来の空洞の断面形状
ｄ３：短繊維状樹脂Ｄ３由来の空洞の断面形状
ｅ１：短繊維状樹脂Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３の長軸方向
ｅ２：加硫ゴムの切断面
Ｍ：短繊維状樹脂由来の空洞における長軸方向に垂直な断面における長径方向の断面の長さ
Ｎ：短繊維状樹脂由来の空洞における長径方向に垂直な短径方向の断面の長さ
Ｓ’：短繊維状樹脂由来の空洞における扁平状の空洞の長軸方向に垂直な断面
Ｐ：複合化した短繊維状樹脂に由来する不定形の空洞の最大長さ
Ｑ：複合化した短繊維状樹脂に由来する不定形の空洞の幅における最小長さ
１：二軸押出機のダイ
２：親水性樹脂用ダイ出口
３：ゴム成分に対して親和性を有する樹脂用ダイ出口

Claims (19)

  1. 　ゴム成分と、
    　長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＡ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＢとの比Ａ／Ｂが、１より大きい短繊維状樹脂と
    を含有するゴム組成物。
  2. 　更に、発泡剤を含む請求項１に記載のゴム組成物。
  3. 　前記短繊維状樹脂が、親水性樹脂と、前記ゴム成分に対して親和性を有する樹脂からなり、該親水性樹脂を被覆する被覆層とを有する複合樹脂である請求項１又は２に記載のゴム組成物。
  4. 　前記親水性樹脂が、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から選択される少なくとも１つを含む請求項３に記載のゴム組成物。
  5. 　前記ゴム成分に対して親和性を有する樹脂が、前記ゴム組成物の最高加硫温度よりも低い融点を有する低融点樹脂である請求項３又は４に記載のゴム組成物。
  6. 　前記短繊維状樹脂の比Ａ／Ｂが１０以下である請求項１～５のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  7. 　前記短繊維状樹脂の長手方向の平均長さが０．１～５００ｍｍである請求項１～６のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  8. 　前記短繊維状樹脂の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対し、０．１～１００質量部である請求項１～７のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  9. 　前記短繊維状樹脂の前記断面の平均面積が、０．０００００１～０．５ｍｍ２である請求項１～８のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  10. 　前記親水性樹脂が、－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＯＣＯＲ（Ｒはアルキル基）、－ＮＨ２、－ＮＣＯ、及び－ＳＨからなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を含む請求項３～９のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  11. 　前記親水性樹脂が、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール単独重合体、ポリ（メタ）アクリル酸樹脂、ポリアミド樹脂、脂肪族ポリアミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びアクリル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む請求項３～１０のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  12. 　前記低融点樹脂が、ポリオレフィン系樹脂である請求項５～１１のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  13. 　前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオレフィンアイオノマー及び無水マレイン酸変性α－ポリオレフィンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む請求項１２に記載のゴム組成物。
  14. 　トレッド用ゴム組成物である請求項１～１３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  15. 　請求項１～１４のいずれか１項に記載のゴム組成物を加硫した加硫ゴム。
  16. 　長軸方向に垂直な断面における長径方向の前記断面の長さＭ及び前記長径方向に垂直な短径方向の前記断面の長さＮとの比Ｍ／Ｎが、１より大きい扁平状の空洞を有し、前記扁平状の空洞の割合が全空洞の半数以上である請求項１５に記載の加硫ゴム。
  17. 　前記空洞の壁面の少なくとも一部が親水化されている請求項１５又は１６に記載の加硫ゴム。
  18. 　請求項１５～１７のいずれか１項に記載の加硫ゴムを用いたタイヤ。
  19. 　請求項１５～１７のいずれか１項に記載の加硫ゴムを用いたスタッドレスタイヤ。
     
     
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