(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、頂部の幅が５μｍ〜２．０ｍｍ、高さが５μｍ〜３．０ｍｍ、隣接する微細リブとの間隔が５μｍ〜１．５ｍｍである微細リブを、車両の走行方向と並列な方向に配置してなる道路用ゴム板。
【請求項２】
前記道路用ゴム板を構成するゴム材が、ゴムマトリックス中に、短繊維を配合してなる繊維複合材料であることを特徴とする請求項１記載の道路用ゴム板。
【請求項３】
前記ゴムマトリックスが、架橋ゴム、熱可塑性エラストマー及びこれらの発泡体から選択される一種以上であることを特徴とする請求項２記載の道路用ゴム板。
【請求項４】
前記短繊維が、有機合成繊維、再生繊維及び天然繊維から選択される一種以上であることを特徴とする請求項２記載の道路用ゴム板。
【請求項５】
前記短繊維が、平均長さ０．１〜１００ｍｍ、平均径が１〜１５０μｍ、アスペクト比が５〜１０００の短繊維であることを特徴とする請求項４記載の道路用ゴム板。
【請求項６】
前記短繊維の前記ゴムマトリックスに対する添加量が、０．１〜８０容積％であることを特徴とする請求項４記載の道路用ゴム板。
【請求項７】
前記短繊維が、前記ゴムマトリックスとの接着に有効な接着処理を施されていないことを特徴とする請求項４記載の道路用ゴム板。
【請求項８】
舗装面の一部にゴム板を敷設した耐スリップ路面において、該ゴム板の表面に頂部の幅が５μｍ〜２．０ｍｍ、高さが５μｍ〜３．０ｍｍ、隣接する微細リブとの間隔が５μｍ〜１．５ｍｍである微細リブを、車両の走行方向と並列な方向に配置してなることを特徴とする耐スリップ路面。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路用ゴム板、詳しくは路面と自動車のタイヤ間における摩擦係数を大きくし、寒冷地においてスリップ防止効果に優れ、また、特に降雨時などのウェット時においても高いスリップ防止効果を有する道路用ゴム板及びそれを用いた耐スリップ路面に関する。
【０００２】
【従来の技術】
寒冷地においては、冬期積雪が凍結して滑りやすくなるため、坂道において車のスタートができないという問題があった。
【０００３】
このため、凍結した氷が付着しにくく、さらに圧力を加えることにより氷が容易に割れるゴム板を路面の一部に使用する方法が提案された。ゴム板を敷設することにより、路面上に付着した氷は割れるものの、該ゴム板とタイヤのゴム材と間に溶けた氷が存在し、摩擦係数が低くなることがある。特に、路面凍結時以外の時期における降雨時にもこのような傾向があらわれるという問題があった。
【０００４】
このため、ゴム表面上に道路の横断方向に横溝をつけたり、特開昭５５−１６４５０５公報に記載の如く、ゴム表面にブロックパターンと称する円筒形の突起を設けたりする方法が提案された。また、特開平６−２４６０６１５号公報には、ひずみ機能を向上させるため、ゴム板の中間層に軟質ゴム層を設ける方法が提案されている。しかしながら、これらはいずれも凍結した氷の破砕、融解には効果があるものの、ゴム板とタイヤ間の摩擦係数を増大させるには至らず、特にウェット時の耐スリップ性が不充分であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、冬期路面凍結時及び路面凍結時以外の時期における降雨時においても優れた耐スリップ性能を有する道路用ゴム板、及び前記道路用ゴム板を用いた優れた耐スリップ性能を有する耐スリップ路面を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の道路用ゴム板は、表面に微細リブを配置することを特徴とする。
【０００７】
この微細リブは、頂部の幅が５μｍ〜２ｍｍ、高さが５μｍ〜３．０ｍｍ、隣接する微細リブとの間隔が５μｍ〜１．５ｍｍであることが好ましく、微細リブの配置方向が、車両の走行方向と並列であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の道路用ゴム板を構成するゴム材は、ゴムマトリックス中に、短繊維を配合してなる繊維複合材料であることが好ましく、ゴムマトリックスが、架橋ゴム、熱可塑性エラストマー及びこれらの発泡体から選択される一種以上であり、短繊維が、有機合成繊維、再生繊維及び天然繊維から選択される一種以上であり、さらに、短繊維が、平均長さ０．１〜１００ｍｍ、平均径が１〜１５０μｍ、アスペクト比が５〜１０００の短繊維であることが好ましく、短繊維のゴムマトリックスに対する添加量が、０．１〜８０容積％であることが好ましい。
【０００９】
本発明の耐スリップ路面は、舗装面の一部にゴム板を敷設した耐スリップ路面において、該ゴム板の表面に頂部の幅が５μｍ〜２．０ｍｍ、高さが５μｍ〜３．０ｍｍ、隣接する微細リブとの間隔が５μｍ〜１．５ｍｍである微細リブを、車両の走行方向と並列な方向に配置することを特徴とする。
【００１０】
本発明の道路用ゴム板は、その表面に微細なリブを備えており、このため、ウェット時に道路用ゴム板表面とタイヤとの間に形成される水膜の水分が微細リブの空隙に流れ込み、スリップの原因となる水膜が減少／除去されることにより優れたスリップ防止効果を有すると考えられる。
【００１１】
さらに、前記道路用ゴム板を構成するゴム材として、ゴムマトリックスに短繊維を配合した繊維複合材料を用いることにより、表面が摩耗して微細リブの効果が低下しても、摩耗によって繊維複合材料中の繊維が脱落することによる新たな空隙が形成され、このため、耐スリップ性が良好で、かつその効果が持続する前記道路用ゴム板を得ることができる。これらの道路用ゴム板を敷設することにより、耐スリップ性が良好で耐久性のある耐スリップ路面を得ることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を更に詳しく説明する。
【００１３】
図１は、本発明の道路用ゴム板の例を示す斜視図である。
図２は、図１の道路用ゴム板の２−２における拡大断面図である。
【００１４】
ゴム板１０の表面には、微細リブ１２が形成されている。
この微細リブ１２は、図２に明らかなごとく、一定方向に並列に複数列形成されており、１列のリブの頂部の幅（ｗt ）が５μｍ〜２ｍｍであることが好ましく、さらに３０μｍ〜１．５ｍｍが好ましく、４０μｍ〜１．０ｍｍがより好ましい。リブ頂部の幅（ｗt ）が５μｍ未満であると、微細溝がつぶれて、排水作用が不充分となる虞があり、２ｍｍを超えると水がリブ間の凹部に流れ込むのに時間がかかり、実質的に水膜が除去されない虞がある。
【００１５】
また、微細リブ１２の高さ（ｈ）は５μｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、さらに２０μｍ〜１．５ｍｍが好ましく、５０μｍ〜０．８ｍｍであることがより好ましい。高さが５μｍ未満であるとタイヤとゴム板の間の水膜を十分に排水することが困難であり、３．０ｍｍを超えると製造が困難となり、また、塵などが付着しやすくなり、効果が低下する虞がある。
【００１６】
微細リブ１２は、平行に複数列形成されており、隣接する微細リブとの間隔（ｗb ）は５μｍ〜１．５ｍｍであることが好ましく、さらに３０μｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。隣接する微細リブとの間隔（ｗb ）が５μｍ未満であると、微細リブ間の空隙の体積が不充分であり、所望の排水効果が得られず、１．５ｍｍを超えると、微細凹部が応力によりつぶされてしまい、設計通りの排水がなされず、耐スリップ効果が低下する。
【００１７】
一定方向に並列に複数列形成される微細リブの配置方向に特に制限はなく、車両の走行方向に対していずれの方向に形成されていても本発明の効果を十分に奏するが、微細リブの配置方向が、本実施例の如く一定の方向性を有する場合には、効果的な凹部を連続的に形成してなる部分が車両の走行方向と並列であることが、より高い排水効果を得られるという観点から、好ましい。
【００１８】
本発明の道路用ゴム板の製造方法には特に制限はなく、例えば、ゴム板成型用のモールド型に、切削、化学エッチング、サンドブラスト等の手段により、予め好適な微細溝を形成し、そのモールド型を用いてゴム材の架橋時に賦形する方法、平板なゴム板成型後に、ゴム板表面を切削することにより、リブを形成する方法等が挙げられる。リブの形状を均一に制御しうる観点からは、モールド法が好ましい。
【００１９】
本発明のゴム板に形成される微細リブは、前記図１に示すようにゴム板前面に形成されていてもよく、また、図３の斜視図に示すようにゴム板表面に形成されたマクロパターン１４凸部表面の車両のタイヤと接する部分のみに形成されていてもよい。図３は、表面に円柱状のマクロパターン１４を設けた道路用ゴム板１６を示す斜視図である。この例においては、円柱状のマクロパターン１４の表面にのみ微細リブ１２が形成されている。
【００２０】
本実施例の道路用ゴム板に形成された微細リブの形状は、断面が四辺形であり、連続して並列に形成されているものであるが、微細リブの形状には、特に制限はなく、その形状は、頂部の幅（ｗt ）、高さ（ｈ）、隣接する微細リブとの間隔（ｗb ）が前記の好ましい条件を満たすものであれば、いずれの形状を有していてもよく、また、それらの微細リブは前記実施例の如く連続して形成されていても、断続的に形成されていてもよい。
【００２１】
本発明の道路用ゴム板の素材となるゴム材は道路に敷設して用いるのに充分な強度を有すれば、いずれのゴム材も用いることができる。
【００２２】
本発明の道路用ゴム板を道路に敷設して使用すると、微細リブにより形成された排水効果に有効な凹部が形成されている限り、耐スリップ性が持続する。このため、微細リブの先端が摩耗しても、それによって著しく耐スリップ性が低下することはなく、微細リブの形状を保持する限り耐スリップ性効果は持続する。さらに、ゴム板を構成するゴム材に、耐摩耗性に優れた材料を使用することにより、より効果の持続性のある道路用ゴム板を得ることができる。
【００２３】
また、道路用ゴム板を道路に敷設して長期間にわたって使用すると、微細リブが摩耗して、遂には排水に有効な凹部を形成しえなくなる。この場合には、道路用ゴム板を交換すればよいが、さらに、耐スリップ性効果を持続するためには、ゴム板を構成するゴム材として、ゴムマトリックス中に短繊維を添加した繊維複合材料又は発泡ゴム材を用いることが好ましい。
【００２４】
ここで好適に用いられる繊維複合材料は、マトリックスに繊維を添加してなる繊維複合材料であって、該繊維が、マトリックスに対して０．１〜８０容量％添加されており、繊維の軸方向長さが０．１〜１００ｍｍ、繊維直径が１〜１５０μｍであり、且つ、アスペクト比が５〜１０００の短繊維であることが好ましい。
【００２５】
マトリックスに添加される繊維の種類としては、天然繊維、有機合成繊維、天然繊維、無機繊維のいずれも用いることができる。例えば、ナイロン（ポリアミド）、ポリエステル、ケブラーなどの有機合成繊維、レーヨンなどの再生繊維、綿、羊毛などの天然繊維、ガラス、セラミック、カーボンなどの無機繊維が挙げられ、この中でも、繊維形状の加工が容易なナイロン、ポリエステルが好適である。
【００２６】
繊維の直径は１〜１５０μｍであり、好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは１０〜６０μｍである。繊維の長さは０．１〜１００ｍｍであり、効果の観点から、好ましくは０．５〜５０ｍｍ、さらに好ましくは１〜１０ｍｍである。また、繊維のアスペクト比が、５〜１０００、好ましくは７〜８００、さらに好ましくは１０〜５００である。この直径が０．１μｍ未満でも、１５０μｍを超えても、この長さが０．１ｍｍ未満でも、１００ｍｍを超えも、アスペクト比が５未満でも、１０００を超えても、いずれもマトリックス中の繊維による複合材料の機能向上効果が表れ難いため、好ましくない。
【００２７】
繊維の添加量としては、マトリックスに対して０．１〜８０容量％であることを要し、効果の観点から、好ましくは０．５〜３０容量％、さらに好ましくは、１〜１０容量％である。添加量が０．１容量％未満であると、繊維添加による物性向上効果が不十分であり、８０容量％を超えると加工が困難になるため好ましくない。
【００２８】
この繊維複合材料に用いられる繊維はマトリックスとの接着に有効な処理を予め施されていても、施されていなくても、本発明の効果を発現するが、接着処理を施されていない場合に、より顕著な効果を奏する。
【００２９】
繊維複合材料に用いられるマトリックスには特に制限はないが、架橋ゴム、熱可塑性エラストマー及びこれらの発泡体から選択される１種以上が好ましく用いられる。
【００３０】
ゴム系としては天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエン−スチレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びそれらのブレンド物に対して、イオウなどの架橋剤を添加して架橋された架橋ゴムが挙げられる。
【００３１】
また、熱可塑性エラストマーとしては、スチレンブロックコポリマー等のスチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、フッ素系等のエラストマー及びこれらの混合物などが好適である。
【００３２】
これらのマトリックスのうちゴムには、ゴム工業で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラックなどの充填剤、硫黄などの加硫剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤等を適宜配合することができ、また、エラストマーにおいても、通常用いられる滑剤、酸化防止剤、顔料、軟化剤などの配合剤を適宜配合することができる。
【００３３】
このような繊維複合材料では、その表面が摩耗していく段階でマトリックス中に配合された繊維が欠落し、マトリックス表面の繊維が欠落した後の空隙がミクロの流路を形成していくと考えられる。
【００３４】
発泡ゴム材とは、前記繊維複合材料でマトリックスとして用いた如きゴム、エラストマーの発泡によって得られるものである。発泡ゴム材の気泡の平均気泡径は１０〜３００μｍが好ましい。１０μｍ未満では発泡させた効果が得難く、３００μｍを超えると材料の強度が低下し、いずれも好ましくない。発泡ゴム材は、マトリックス材料中に好適なる発泡剤を添加することにより得ることができる。
【００３５】
この発泡ゴム材を用いると、摩耗により表面に露出した気泡によって形成される空隙がミクロの流路を形成し、効果が持続すると考えられる。
【００３６】
さらに、前記繊維複合材料であり、且つ、そのマトリックス材として発泡ゴム材を用いた発泡繊維複合材料を用いることも好ましい。発泡ゴムと繊維とを複合化する場合には、気泡の平均気泡径は１０〜３００μｍが好ましく、３０〜１００μｍがより好ましい。１０μｍ未満では発泡させた効果が得難く、３００μｍを超えると材料の強度が低下し、いずれも好ましくない。
【００３７】
即ち、この発泡繊維複合材料を用いることにより、前記繊維の欠落による空隙と、摩耗によって表面に露出した気泡の空隙と、によってさらに効率的なミクロの流路を形成することができる。
【００３８】
ゴム板の厚さは、ゴム板の素材にもよるが、自動車のタイヤの荷重によって氷が割れる程度の変形を必要とするため、１５ｍｍ〜４５ｍｍ程度が好ましい。該ゴム板を道路のスリップ防止を必要とする場所、特に傾斜のある道路に敷設することが好ましい。
【００３９】
本出願における第二の発明は、前記道路用ゴム板を敷設した耐スリップ路面に関するものである。
【００４０】
図４は、本発明の耐スリップ路面の例を示す断面図である。舗装面１８とゴム板１０表面とが一致するように敷設されている。
【００４１】
ゴム板１０を路面に敷設する際は、舗装面１８の一部を堀り込み路床２０と一体にゴム板１０を埋設し、舗装面１８がゴム板表面と一致するよう敷設する。かくすれば、耐スリップ性が向上し、さらに、除雪作業による微細リブ１２頂部、ゴム板表面の破損やゴム板の路床からの剥離が防止できる。
【００４２】
ゴム板を路面に敷設する方法としては、路床にそのまま接着剤、あるいは、路床に用いたモルタル等の素材そのものを利用して接着し、一体化してもよく、ボルト等を利用して固定してもよい。使用するボルトとしては、ゴム板を固定する強度が充分であれば特に制限はなく、例えば、路床にナットを埋め込んで、ねじ込み式のボルトを用いる方法、たたき込み式のアンカーボルトを用いる方法等が挙げられる。
【００４３】
前記耐スリップ路面にゴム板を敷設する際、ゴム板を強固に路床に固定するために、ゴム板中に、座金、織布又はすだれコード、金網、金属板なる群から選択される一種または二種以上をゴム板と一体に埋設してもよい。
【００４４】
また、ゴム板内には、路床との強固な固定のために、織布又はすだれコードを埋設することができるが、ゴム板１０内に埋設する織布又はすだれコードはゴム板と一体に成形されていることが好ましい。織布としては、キャンバス、帆布等の剛性のある強度の高いものが好ましく、一枚もしくは数枚重ねて埋設される。すだれコードは、コードファブリックもしくはファブリックとよばれ、タイヤコードの如き太糸を、ごく細い糸で簾状に織った布を指すものであり、路面がカーブ等で曲面の場合には、しわになりにくく、変形が容易な、すだれコードを埋設することが好ましい。
【００４５】
ゴム板内には、路床との強固な固定のために、金網または金属板を埋設することができる。ゴム板に埋設される金網、金属板としては、例えば、鋼、アルミ性のネットもしくは薄板状のもの等が挙げられるが、ゴム板に強度を付与する物であれば、これらに限定されるものではない。
【００４６】
前記織布又はすだれコード、金網、金属板等は、ゴム板内に一体的に埋設され、これらの一種または二種以上を埋設したゴム板１０は、ボルト等を介して路床２０に固定される。このとき、織布又はすだれコード、金網、金属板等を埋設したゴム板内に座金を埋設しておくことが路床との強固な固定のためにはより好ましい。
【００４７】
前記耐スリップ路面に、ゴム板を敷設する際、前記ゴム板は耐スリップ性の観点から、自動車のタイヤの荷重によって、大きく変形することが要望される。一方、本発明の微細リブが摩耗により減少した後でも、その性能を維持するためには、ミクロの水分の流路の形成が必要になる。このため、ゴム板の全部或いは一部が、前記したように短繊維複合材料又は発泡ゴム材で構成されることが好ましい。
【００４８】
道路用ゴム板に用いられる気泡を有する発泡ゴム材は、圧縮弾性率に優れ、耐久性も良好なことから、タイヤのトレッド等にも用いられている公知の材料であるが、本発明の前記ゴム板の素材としての、発泡ゴム材は、変形を大きくするという観点から、発泡率が５％〜３０％程度の比較的柔軟なものが好ましく用いられる。
【００４９】
道路用ゴム板に発泡ゴム材を用いる場合には、そのの全部が発泡ゴム材によって構成されていてもよいし、路床と固定される下面は通常のゴム材で形成され、表面のみ発泡ゴム材を用いてもよい。
【００５０】
下記表１に示される配合のゴム材料を用いて、ゴム板の厚みが３．５ｃｍ、１ｍ角であり、中に接着処理を施した０．９８ｍ角、厚さ１ｃｍの鉄板を入れてなる道路用ゴム板を作成した。
【００５１】
【表１】
0003779359.tif 000002
【００５２】
このゴム板を路床に、ボルト頭部がゴム板表面に露出しないようにゴム板に凹部を設けてボルトで固定し、試験路面を得た。
（耐スリップ性試験）
試験路面の表面に多量の水を撒き、ウエットの状態を作った。この路面上をスタッドレスタイヤ（１８５／７０Ｒ−１３）を装着した排気量１５００ｃｃの乗用車を用いて、時速１０ｋｍ／ｈにおけるフルロックブレーキ制御の距離を測定した。比較例１の制動距離を１００とし、指数評価を行った。指数が小さい程、性能が良好であると判断する。
【００５３】
この試験を初期に行って初期特性を評価した。その後、ゴム板表面が２ｍｍ摩耗した状態で同様の試験を行って、効果の持続性を評価した。結果を下記表２に示す。
【００５４】
（実施例１）
前記表１の配合のゴム材を用いて、化学エッチングによって凹１６０μｍ、凸６０μｍ、深さ５０μｍの溝を形成したモールド型を用いて、ゴム板表面に幅（Ｗt ）１６０μｍ、リブ間隔（Ｗb ）６０μｍ、高さ（ｈ）５０μｍの微細リブを形成したゴム板を形成した。これをリブの方向が車両の走行方向と平行になるように路床に固定して試験路面を得た。
【００５５】
（実施例２）
前記表１の配合のゴム材に直径５０μｍ、長さ１ｍｍのポリエステル短繊維を混練り時に１０重量部配合して複合化した繊維複合材料を用いた。モールドに切削加工によって凹４００μｍ、凸２３０μｍ、深さ２５０μｍの溝を形成し、そのモールド型を用いてゴム板表面に幅（Ｗt ）４００μｍ、リブ間隔（Ｗb ）２３０μｍ、高さ（ｈ）２５０μｍの微細リブを形成したゴム板を形成した。これを実施例１と同様に路床に固定して試験路面を得た。
【００５６】
（実施例３）
前記実施例２で使用した繊維複合材料に、さらに発泡剤としてジニトロソペンタメチレンテトラミン２．５重量部及び発泡助剤として尿素２．５重量部を配合して、発泡率２０％、発泡径約５０μｍの発泡繊維複合材料を用いた他は、実施例１と同様の方法でゴム板を作成し、これを実施例１と同様に路床に固定して試験路面を得た。
【００５７】
（比較例１）
前記表１の配合のゴム材を用い、平板なモールドを用いて微細リブを形成しなかった他は、実施例１と同様にしてゴム板を作成し、路床に固定して試験路面を得た。
【００５８】
【表２】
0003779359.tif 000003
【００５９】
表２に明らかなように、本発明の道路用ゴム板を用いた路面はいずれも、ウエット時の耐スリップ性に優れていた。さらに、ゴム材として、繊維複合材料や発泡させた繊維複合材料を用いた実施例２及び３の道路用ゴム板は、表面の摩耗がすすんだ後もなお、優れた耐スリップ性が持続することがわかった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の道路用ゴム板は、前記構成としたため、冬期の路面凍結時及び降雨時などのウエット時にも優れた耐スリップ性能を示す。また。該道路用ゴム板を用いた、耐スリップ路面は、ウエット時においても優れた耐スリップ防止性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の道路用ゴム板の例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す道路用ゴム板の２−２における拡大断面図である。
【図３】表面にマクロパターンを形成した道路用ゴム板の例を示す斜視図である。
【図４】図１の道路用ゴム板を埋設した耐スリップ路面の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  道路用ゴム板
１２  微細リブ
１６  道路用ゴム板
１８  舗装面
２０  路床
【図１】
0003779359.tif 000004
【図２】
0003779359.tif 000005
【図３】
0003779359.tif 000006
【図４】
0003779359.tif 000007