JP2009019092A - ビードエイペックス用ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】石油資源由来の原料の使用量を低減し、高剛性でヒステリシスロスが小さく、調製時の加工性にも優れるビードエイペックス用ゴム組成物、およびこれを用いた、耐久性および転がり抵抗特性に優れる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【解決手段】ゴム成分100質量部と、BET比表面積が150m2/g以下のシリカ40〜80質量部と、カーボンブラック5質量部以下とを含有し、ゴム成分が天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなるビードエイペックス用ゴム組成物を提供する。
【選択図】図1
【解決手段】ゴム成分100質量部と、BET比表面積が150m2/g以下のシリカ40〜80質量部と、カーボンブラック5質量部以下とを含有し、ゴム成分が天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなるビードエイペックス用ゴム組成物を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ビードエイペックス用ゴム組成物および該ビードエイペックス用ゴム組成物からなるビードエイペックスゴムを備える空気入りタイヤに関する。
近年、自動車性能の向上に伴い、タイヤにおいても高い操縦安定性が要求されるようになってきている。高い操縦安定性を有するタイヤを得るためには、ビードエイペックスゴムの剛性を向上させる必要がある。従来、ビードエイペックスゴムの剛性を向上させるために、ビードエイペックス用のゴム組成物に多量のカーボンブラックを配合させることが行なわれてきた。
多量のカーボンブラックを添加することは、ビードエイペックスの高剛性化には有効であるが、タイヤ走行中に発熱し易くなるという問題を誘発する。発熱が生じると、タイヤの耐疲労性が低下して耐久性が損なわれるとともに、ゴムのヒステリシスロス、具体的には損失正接(tanδ)、の増大によりタイヤの転がり抵抗が増大して燃費が上昇してしまう。
一方、近年環境問題が重視されるようになり、CO2排出の規制が強化されている。また石油資源は有限であり、将来的には、カーボンブラックなどの石油資源由来の原料の供給が困難になる可能性があるとともに、供給量が年々減少していることことによる石油価格の高騰が予測される。よって、石油資源由来の原料を石油外資源由来の原料に置換していくことが求められている。
現在一般的に市販されているタイヤは、全重量の半分以上が石油資源由来の原料から構成されている。たとえば、一般的な乗用車用タイヤは、合成ゴム約20質量%、カーボンブラック約20質量%、軟化剤、合成繊維などを含んでいるため、タイヤ全体の約50質量%以上が石油資源の原料から構成されている。そこで、石油資源由来の原料を用いる場合と同様ないしそれ以上の要求特性を満足する、天然資源由来の原料を用いたタイヤ用ゴムの開発が望まれている。
また、石油資源由来の原料の使用量を低減するとともに走行時の発熱を抑制する目的で、充填剤の配合をカーボンブラックの多量添加からシリカの配合に置換えることも提案されている。シリカの配合によっても、耐久性が比較的良好なゴムを与えるゴム組成物を得ることができるが、シリカを配合すると、ゴム組成物の調製時に粘度上昇による加工性の低下という問題が生じ易くなる傾向がある。加工性の向上のために界面活性剤系のシリカ用加工助剤等を使用する方法もあるが、このような加工助剤は石油資源由来であるという問題がある。
シリカを配合したゴム組成物としては、たとえば特許文献1に、天然ゴムからなるゴム成分100質量部に対して、BET比表面積が150m2/g未満のシリカを30質量部以上、ならびにカーボンブラックを5質量部以下含有するインナーライナー用ゴム組成物が提案されている。しかしこの技術はインナーライナーの転がり抵抗性能を向上させることを目的とするものであり、特許文献1にはビードエイペックスゴムおよびこれに要求される性能については何ら考慮されていない。
特開2006−249147号公報
本発明は上記の課題を解決し、石油資源由来の原料の使用量を低減しつつ、高剛性でヒステリシスロスが小さく、調製時の加工性にも優れるビードエイペックス用ゴム組成物、およびこれを用いた耐久性および転がり抵抗特性に優れる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、ゴム成分100質量部と、BET比表面積が150m2/g以下のシリカ40〜80質量部と、カーボンブラック5質量部以下とを含有し、ゴム成分が天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなるビードエイペックス用ゴム組成物を提供する。
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物においては、変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴムであることが好ましい。
本発明はまた、上述のいずれかのビードエイペックス用ゴム組成物からなるビードエイペックスゴムを備える空気入りタイヤを提供する。
本発明によれば、石油資源由来の原料の使用量を低減しつつ、高剛性でヒステリシスロスが小さく、調製時の加工性にも優れるビードエイペックス用ゴム組成物、およびこれを用いた耐久性および転がり抵抗特性に優れる空気入りタイヤを提供することが可能となる。
本発明は、ゴム成分100質量部と、BET比表面積が150m2/g以下のシリカ40〜80質量部と、カーボンブラック5質量部以下とを含有し、ゴム成分が天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなるビードエイペックス用ゴム組成物を提供する。
<ゴム成分>
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物において、ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなる。
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物において、ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなる。
天然ゴム(NR)としては、ゴム工業において従来用いられているものを使用することができ、たとえば、RSS#3、TSRなどのグレードの天然ゴムを挙げることができる。また変性天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム等を挙げることができる。天然ゴムおよび変性天然ゴムはそれぞれ1種でも2種以上の組合せであっても良い。
本発明においては、石油資源由来の原料の使用量の低減効果とゴム物性の確保とを容易に両立できる点で、上記変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴム(ENR)であることが好ましい。
エポキシ化天然ゴム(ENR)としては、市販のものを用いてもよいし、天然ゴム(NR)をエポキシ化したものを用いてもよい。天然ゴム(NR)をエポキシ化する方法としては、特に限定されるものではなく、たとえばクロルヒドリン法、直接酸化法、過酸化水素法、アルキルヒドロペルオキシド法、過酸法などを挙げることができる。過酸法としては、たとえば天然ゴムのエマルジョンに過酢酸や過蟻酸などの有機過酸をエポキシ化剤として反応させる方法を挙げることができる。
エポキシ化天然ゴム(ENR)のエポキシ化率は、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましい。ここで、エポキシ化率とは、エポキシ化前の天然ゴム中の二重結合の全数のうちエポキシ化された数の割合を意味し、たとえば滴定分析や核磁気共鳴(NMR)分析等により求められる。エポキシ化天然ゴム(ENR)のエポキシ化率が5モル%未満の場合、エポキシ化天然ゴム(ENR)のガラス転移温度が低いために、ビードエイペックス用ゴム組成物のゴム硬度が低く、該ビードエイペックス用ゴム組成物をビードエイペックスゴムとして用いた空気入りタイヤの耐久性および耐疲労性が低下する傾向がある。また、エポキシ化天然ゴム(ENR)のエポキシ化率は、60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましい。エポキシ化天然ゴム(ENR)のエポキシ化率が60モル%を超える場合、ビードエイペックス用ゴム組成物が硬くなり過ぎることによって機械強度が低下する傾向がある。
エポキシ化天然ゴム(ENR)として、より典型的には、エポキシ化率25モル%のエポキシ化天然ゴムや、エポキシ化率50モル%のエポキシ化天然ゴムなどを例示できる。
ゴム成分中の天然ゴム(NR)の含有率は、30質量%以上であることが好ましい。天然ゴム(NR)の該含有率が30質量%未満の場合、ビードエイペックス用ゴム組成物の機械強度が低くなる傾向がある。天然ゴム(NR)の該含有率は、40質量%以上、さらに50質量%以上であることがより好ましい。また、ゴム成分中の天然ゴム(NR)の含有率は、80質量%以下であることが好ましい。天然ゴム(NR)の該含有率が80質量%を超える場合、ビードエイペックス用ゴム組成物の耐摩耗性が低くなる傾向がある。天然ゴム(NR)の該含有率は、70質量%以下、さらに60質量%以下であることがより好ましい。
本発明において変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴムである場合、ゴム成分中のエポキシ化天然ゴム(ENR)の含有率は、20質量%以上であることが好ましい。エポキシ化天然ゴム(ENR)の該含有率が20質量%未満の場合、耐摩耗性の改善効果が低くなる傾向がある。エポキシ化天然ゴム(ENR)の該含有率は、25質量%以上、さらに30質量%以上であることがより好ましい。また、ゴム成分中のエポキシ化天然ゴム(ENR)の含有率は、70質量%以下であることが好ましい。エポキシ化天然ゴム(ENR)の該含有率が70質量%を超える場合、ゴム硬度が大きくなり過ぎるためにビードエイペックス用ゴム組成物の機械強度が低くなる傾向がある。エポキシ化天然ゴム(ENR)の該含有率は、65質量%以下、さらに60質量%以下であることがより好ましい。
なお、天然ゴム(NR)の一部または全部が脱蛋白天然ゴム(DPNR)であっても良く、変性天然ゴムの一部または全部が該脱蛋白天然ゴム(DPNR)の変性ゴムであっても良い。
<シリカ>
本発明においては、BET比表面積が150m2/g以下であるシリカが配合される。ゴム組成物中にシリカを配合すると、ゴムの機械強度を向上させる補強剤としての効果や、ヒステリシスロスを低減する効果が得られる。また、シリカは石油外資源由来であるため、たとえばカーボンブラックなどの石油資源由来の補強剤を主な補強剤として配合する場合と比べて、ゴム組成物中の石油資源由来の原料の使用量を低減できる。しかし、シリカを配合する場合には、たとえばカーボンブラックなどを主な補強剤として配合する場合と比べてゴム組成物の製造時における未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が上昇し易く、良好な加工性を確保することが難しい場合が多い。
本発明においては、BET比表面積が150m2/g以下であるシリカが配合される。ゴム組成物中にシリカを配合すると、ゴムの機械強度を向上させる補強剤としての効果や、ヒステリシスロスを低減する効果が得られる。また、シリカは石油外資源由来であるため、たとえばカーボンブラックなどの石油資源由来の補強剤を主な補強剤として配合する場合と比べて、ゴム組成物中の石油資源由来の原料の使用量を低減できる。しかし、シリカを配合する場合には、たとえばカーボンブラックなどを主な補強剤として配合する場合と比べてゴム組成物の製造時における未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が上昇し易く、良好な加工性を確保することが難しい場合が多い。
本発明においては、シリカのBET比表面積を150m2/g以下とすることによって
、石油資源由来の原料の使用量を低減し、しかもビードエイペックス用ゴム組成物の剛性、硬度および機械強度のような物理的特性を良好に維持しつつ、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を低減して加工性を向上させることができる。シリカのBET比表面積は、140m2/g以下、さらに130m2/g以下とされることがより好ましい。
、石油資源由来の原料の使用量を低減し、しかもビードエイペックス用ゴム組成物の剛性、硬度および機械強度のような物理的特性を良好に維持しつつ、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を低減して加工性を向上させることができる。シリカのBET比表面積は、140m2/g以下、さらに130m2/g以下とされることがより好ましい。
加工性の向上という点では、シリカのBET比表面積は低い方が好ましいが、たとえばBET比表面積が50m2/g未満である場合、ビードエイペックス用ゴム組成物の硬度が低くなって機械強度が低下する傾向がある。よってシリカのBET比表面積は50m2/g以上であることが好ましく、80m2/g以上、さらに100m2/g以上であることがより好ましい。
なお、シリカは1種でも2種以上の組合せからなっても良く、2種以上のシリカが組み合される場合の上記BET比表面積はシリカ全体での数平均として求められる。
なお、本発明においては、上記のような特定のシリカを用いることによって加工性を向上させることができるため、たとえばシリカを配合する場合に通常用いられる石油資源由来の加工助剤の必要性を低減できるという効果も得られる。
シリカの配合量は、ゴム成分100質量部に対して40〜80質量部の範囲内とされる。ゴム成分100質量部に対するシリカの配合量が40質量部未満である場合、シリカの配合による補強効果およびヒステリシスロスの低減効果を十分確保できず、80質量部を超える場合、良好な加工性が得られない。シリカの該配合量は、45質量部以上、さらに50質量部以上であることがより好ましく、75質量部以下、さらに70質量部以下であることがより好ましい。
シリカは、湿式法により調製されたものであってもよく、乾式法により調製されたものであってもよい。また、好ましい市販品としては、たとえば、デグッサ製の「ウルトラジルVN2」(BET比表面積125m2/g)などを例示できる。
<シランカップリング剤>
本発明においては、シリカとともに、シランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、たとえば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピ
ルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系;γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系;3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系;3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系;などを挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、シリカとともに、シランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、たとえば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピ
ルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系;γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系;3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系;3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系;などを挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記のなかでも、加工性が良好であるという理由から、デグッサ社製Si69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)、Si266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)などが好ましく用いられる。
シリカの配合量を100質量%としたときのシランカップリング剤の配合量は、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上がより好ましい。シランカップリング剤の該配合量が2質量%未満である場合、機械強度が低下する傾向にある。また、シランカップリング剤の該配合量は、20質量%以下であることが好ましく、18質量%以下がより好ましい。該配合量が20質量%を超えると、配合量を増やしても加工性の顕著な改善は望めない一方、コストが上昇してしまい経済的ではない。また、シランカップリング剤の該配合量が20質量%を超えると、機械強度が低下する傾向にある。
<カーボンブラック>
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物は、補強剤としてカーボンブラックを5質量部以下で含有する。カーボンブラックを配合することによって、ビードエイペックス用ゴム組成物に良好な機械強度が付与されるが、カーボンブラックは一般に石油資源由来である。ゴム成分100質量部に対するカーボンブラックの配合量が5質量部を超えると、石油資源由来の原料の使用量の低減効果が十分得られない他、低燃費性の空気入りタイヤを得るために必要なビードエイペックス用ゴム組成物のtanδの低減を十分な程度に実現することが困難である。カーボンブラックの該配合量は、さらに4質量部以下、さらに3質量部以下であることが好ましい。一方、良好な機械強度と調製時の良好な加工性とを両立させる点では、カーボンブラックの配合量が、ゴム成分100質量部に対して1質量部以上、さらに1.5質量部以上、さらに2質量部以上であることが好ましい。
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物は、補強剤としてカーボンブラックを5質量部以下で含有する。カーボンブラックを配合することによって、ビードエイペックス用ゴム組成物に良好な機械強度が付与されるが、カーボンブラックは一般に石油資源由来である。ゴム成分100質量部に対するカーボンブラックの配合量が5質量部を超えると、石油資源由来の原料の使用量の低減効果が十分得られない他、低燃費性の空気入りタイヤを得るために必要なビードエイペックス用ゴム組成物のtanδの低減を十分な程度に実現することが困難である。カーボンブラックの該配合量は、さらに4質量部以下、さらに3質量部以下であることが好ましい。一方、良好な機械強度と調製時の良好な加工性とを両立させる点では、カーボンブラックの配合量が、ゴム成分100質量部に対して1質量部以上、さらに1.5質量部以上、さらに2質量部以上であることが好ましい。
カーボンブラックの好ましい市販品としては、たとえば、昭和キャボネット製の「ショウブラックN220」などを例示できる。
<その他の配合剤>
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物には、上記した成分以外にも、従来ゴム工業で使用される他の配合剤、たとえば加硫剤、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、オイル、硬化レジン、ワックス、老化防止剤などを配合しても良い。
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物には、上記した成分以外にも、従来ゴム工業で使用される他の配合剤、たとえば加硫剤、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、オイル、硬化レジン、ワックス、老化防止剤などを配合しても良い。
加硫剤としては、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用することが可能であり、有機過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトン
パーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3あるいは1,3−ビス(t−ブチルパーオキシプロピル)ベンゼン、ジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルパーオキシベンゼン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシロキサン、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレートなどを使用することができる。これらの中で、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。これらの加硫剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
パーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3あるいは1,3−ビス(t−ブチルパーオキシプロピル)ベンゼン、ジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルパーオキシベンゼン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシロキサン、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレートなどを使用することができる。これらの中で、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。これらの加硫剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するものを使用することが可能である。スルフェンアミド系としては、たとえばCBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系化合物などを使用することができる。チアゾール系としては、たとえばMBT(2−メルカプトベンゾチアゾール)、MBTS(ジベンゾチアジルジスルフィド)、2−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、亜鉛塩、銅塩、シクロヘキシルアミン塩、2−(2,4−ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モルホリノチオ)ベンゾチアゾールなどのチアゾール系化合物などを使用することができる。チウラム系としては、たとえばTMTD(テトラメチルチウラムジスルフィド)、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどのチウラム系化合物を使用することができる。チオウレア系としては、たとえばチアカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルトトリルチオ尿素などのチオ尿素化合物などを使用することができる。グアニジン系としては、たとえばジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルトトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレートなどのグアニジン系化合物を使用することができる。ジチオカルバミン酸系としては、たとえばエチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛とピペリジンの錯塩、ヘキサデシル(またはオクタデシル)イソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン、ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルル、ジアミルジチオカルバミン酸カドミウムなどのジチオカルバミン酸系化合物などを使用することができる。アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系としては、たとえばアセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド−アンモニア反応物などのアルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系化合物などを使用することができる。イミダゾリン系としては、たとえば2−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン系化合物などを使用する
ことができる。キサンテート系としては、たとえばジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサンテート系化合物などを使用することができる。これらの加硫促進剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ことができる。キサンテート系としては、たとえばジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサンテート系化合物などを使用することができる。これらの加硫促進剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
加硫促進助剤としては、たとえば酸化亜鉛、ステアリン酸などを使用できる。
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩などを適宜選択して使用することができる。
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩などを適宜選択して使用することができる。
オイルとしては、プロセスオイル、植物油脂、またはこれらの混合物、などを例示できる。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどを例示できる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油、などを例示できる。
本発明はまた、以上で説明したような本発明のビードエイペックス用ゴム組成物からなるビードエイペックスゴムを備える空気入りタイヤを提供する。以下、図1を参照して本発明の空気入りタイヤを説明する。図1は、本発明の空気入りタイヤの一例を示す概略断面図である。空気入りタイヤ1は、トレッド部2と、該トレッド部2の両端からタイヤ半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部3と、各サイドウォール部3の内方端に位置するビード部4とを備える。またビード部4,4間にはカーカス6が架け渡されるとともに、このカーカス6の外側かつトレッド部2内にはタガ効果を有してトレッド部2を補強するベルト層7が配される。
上記カーカス6は、カーカスコードをタイヤ赤道COに対して、たとえば70〜90°の角度で配列する1枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、上記トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4のビードコア5の廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返されて係止される。
上記ベルト層7は、ベルトコードをタイヤ赤道COに対して、たとえば40°以下の角度で配列した2枚以上のベルトプライからなり、各ベルトコードがプライ間で交差するよう向きを違えて重置している。なお、必要に応じてベルト層7の両端部のリフティングを防止するためのバンド層(図示しない)を、ベルト層7の少なくとも外側に設けても良く、このときバンド層は、低モジュラスの有機繊維コードを、タイヤ赤道COとほぼ平行に螺旋巻きした連続プライで形成する。
またビード部4には、上記ビードコア5から半径方向外方に延びるビードエイペックスゴム8が配されるとともに、カーカス6の内側には、タイヤ内腔面をなすインナーライナゴム9が隣設され、カーカス6の外側は、クリンチゴム4Gおよびサイドウォールゴム3Gで保護される。本発明のビードエイペックス用ゴム組成物は、上記ビードエイペックスゴム8に使用されるものである。
なお図1では乗用車用の空気入りタイヤについて例示しているが、本発明はこれに限定されず、乗用車用、トラック用、バス用、重車両用等、各種車両の用途に対して用いられる空気入りタイヤを提供する。
本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のビードエイペックス用ゴム組成物を用いて、従来公知の方法により製造される。すなわち、上記した必須成分、および必要に応じて配合されるその他の配合剤を含有するビードエイペックス用ゴム組成物を混練りし、未加硫
の段階でタイヤのビードエイペックスの形状に合わせて押出し加工し、タイヤの他の部材とともに、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明のタイヤを得ることができる。
の段階でタイヤのビードエイペックスの形状に合わせて押出し加工し、タイヤの他の部材とともに、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明のタイヤを得ることができる。
かかる本発明の空気入りタイヤは、ビードエイペックスゴムにおける石油資源由来の成分の含有比率がより低減され、省資源および環境保護への配慮が十分なされているとともに、良好な物理的特性の維持と加工性の向上とが両立されたゴム組成物が使用されており、地球環境に優しい「エコタイヤ」であるとともに、良好な耐久性と低い転がり抵抗とを有する。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例1,2および比較例1〜5>
表1に示す配合処方に従い、神戸製鋼所(株)製1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤を除く配合成分を充填率が58%になるように充填し、回転数80rpmで140℃に到達するまで3分間混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を表1に示す配合量で加えた後、オープンロールを用いて、80℃で5分間混練りし、各実施例および各比較例に係る配合の未加硫ゴム組成物を得た。
表1に示す配合処方に従い、神戸製鋼所(株)製1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤を除く配合成分を充填率が58%になるように充填し、回転数80rpmで140℃に到達するまで3分間混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を表1に示す配合量で加えた後、オープンロールを用いて、80℃で5分間混練りし、各実施例および各比較例に係る配合の未加硫ゴム組成物を得た。
(ムーニー粘度指数)
JIS K6300に準じて、130℃で未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定し、比較例1のムーニー粘度を100として、下記の計算式、
ムーニー粘度指数=(比較例1のムーニー粘度)÷(各実施例および各比較例のムーニー粘度)×100
により指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であることを示す。
JIS K6300に準じて、130℃で未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定し、比較例1のムーニー粘度を100として、下記の計算式、
ムーニー粘度指数=(比較例1のムーニー粘度)÷(各実施例および各比較例のムーニー粘度)×100
により指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であることを示す。
(未加硫ゴムシートの加工性)
未加硫ゴム組成物を用い、ロールにて厚み1.0mmの未加硫ゴムシートを押出し、目視にて未加硫ゴムシートの生地の状態を確認し、下記の基準で評価した。
A:耳切れが発生せず、地肌に問題がなく、加工性が良好である。
B:耳切れおよび地肌の問題の少なくともいずれかが発生し、加工性が悪い。
未加硫ゴム組成物を用い、ロールにて厚み1.0mmの未加硫ゴムシートを押出し、目視にて未加硫ゴムシートの生地の状態を確認し、下記の基準で評価した。
A:耳切れが発生せず、地肌に問題がなく、加工性が良好である。
B:耳切れおよび地肌の問題の少なくともいずれかが発生し、加工性が悪い。
(E*(複素弾性率)指数)
未加硫ゴム組成物を用い、ロールでのカレンダーにより、厚み2mmの未加硫ゴムシートを押出し、150℃で30分間加硫して、試験用ゴムシートを作製した。試験用ゴムシートから、打ち抜き機を用いて、幅4mm×長さ40mmの測定試料を作製した。該測定試料につき、粘弾性スペクトロメータVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%、の条件下でE*を測定し、比較例1のE*を100として、下記の計算式、
E*指数=(各実施例または各比較例のE*)÷(比較例1のE*)×100
により指数表示した。指数が大きいほどE*(複素弾性率)が高く機械強度に優れることを示す。
未加硫ゴム組成物を用い、ロールでのカレンダーにより、厚み2mmの未加硫ゴムシートを押出し、150℃で30分間加硫して、試験用ゴムシートを作製した。試験用ゴムシートから、打ち抜き機を用いて、幅4mm×長さ40mmの測定試料を作製した。該測定試料につき、粘弾性スペクトロメータVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%、の条件下でE*を測定し、比較例1のE*を100として、下記の計算式、
E*指数=(各実施例または各比較例のE*)÷(比較例1のE*)×100
により指数表示した。指数が大きいほどE*(複素弾性率)が高く機械強度に優れることを示す。
(tanδ指数)
上記のE*(複素弾性率)の測定と同じ方法および条件で、各実施例および各比較例に係る試験用ゴムシートのtanδを測定し、下記の計算式、
tanδ指数=(比較例1のtanδ)÷(各実施例または各比較例のtanδ)×10
0
により指数表示した。指数が大きいほどtanδが低く良好な転がり抵抗特性を付与できることを示す。
上記のE*(複素弾性率)の測定と同じ方法および条件で、各実施例および各比較例に係る試験用ゴムシートのtanδを測定し、下記の計算式、
tanδ指数=(比較例1のtanδ)÷(各実施例または各比較例のtanδ)×10
0
により指数表示した。指数が大きいほどtanδが低く良好な転がり抵抗特性を付与できることを示す。
注1:天然ゴム(NR)は、TSR20である。
注2:カーボンブラックは、昭和キャボネット製の「ショウブラックN220」である。注3:シリカAは、デグッサ製のウルトラジルVN3(BET比表面積:210m2/g)である。
注4:シリカBは、デグッサ製のウルトラジルVN2(BET比表面積:125m2/g)である。
注5:シランカップリング剤は、デグッサ社製の「Si69」である。
注6:老化防止剤は、大内新興化学工業(株)製の「ノクラック6C」(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)である。
注7:ステアリン酸は、日本油脂(株)製の「ステアリン酸」である。
注8:酸化亜鉛は、三井金属鉱業(株)製の「亜鉛華1号」である。
注9:硫黄は、鶴見化学(株)製の「粉末硫黄」である。
注10:加硫促進剤は、大内新興化学工業(株)製の「ノクセラーNS」である。
注2:カーボンブラックは、昭和キャボネット製の「ショウブラックN220」である。注3:シリカAは、デグッサ製のウルトラジルVN3(BET比表面積:210m2/g)である。
注4:シリカBは、デグッサ製のウルトラジルVN2(BET比表面積:125m2/g)である。
注5:シランカップリング剤は、デグッサ社製の「Si69」である。
注6:老化防止剤は、大内新興化学工業(株)製の「ノクラック6C」(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)である。
注7:ステアリン酸は、日本油脂(株)製の「ステアリン酸」である。
注8:酸化亜鉛は、三井金属鉱業(株)製の「亜鉛華1号」である。
注9:硫黄は、鶴見化学(株)製の「粉末硫黄」である。
注10:加硫促進剤は、大内新興化学工業(株)製の「ノクセラーNS」である。
表1に示す結果から、BET比表面積が大きいシリカを用いた比較例1およびシリカの含有量が多い比較例3においては未加硫ゴム組成物のムーニー粘度の上昇によって良好な加工性が得られず、シリカの含有量が少ない比較例2においてはE*が低かった。また、カーボンブラックの含有量が多い比較例4においてはムーニー粘度の上昇によって良好な加工性が得られず、カーボンブラックを配合していない比較例5においてはE*が低かった。
一方、シリカのBET比表面積および配合量が本発明の範囲とされた実施例1,2にお
いては、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が低く抑えられ良好な加工性が得られた。また実施例1,2においては、加硫後の試験用ゴムシートのE*およびtanδが良好な値を示した。以上の結果から、本発明によれば、良好な機械強度および低いtanδを維持しつつ調製時の加工性が改善されたビードエイペックス用ゴム組成物が得られることが分かる。
いては、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が低く抑えられ良好な加工性が得られた。また実施例1,2においては、加硫後の試験用ゴムシートのE*およびtanδが良好な値を示した。以上の結果から、本発明によれば、良好な機械強度および低いtanδを維持しつつ調製時の加工性が改善されたビードエイペックス用ゴム組成物が得られることが分かる。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明のビードエイペックス用ゴム組成物は、乗用車用、トラック用、バス用、重車両用等の各種用途の空気入りタイヤのビードエイペックスゴムに好適に適用され、本発明の空気入りタイヤは、上記各種用途に好適に適用され得る。
1 空気入りタイヤ、2 トレッド部、3 サイドウォール部、4 ビード部、5 ビードコア、6 カーカス、7 ベルト層、8 ビードエイペックスゴム、9 インナーライナゴム、3G サイドウォールゴム、4G クリンチゴム。
Claims (3)
- ゴム成分100質量部と、BET比表面積が150m2/g以下のシリカ40〜80質量部と、カーボンブラック5質量部以下と、を含有し、
前記ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなる、ビードエイペックス用ゴム組成物。 - 前記変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴムである、請求項1に記載のビードエイペックス用ゴム組成物。
- 請求項1または2に記載のビードエイペックス用ゴム組成物からなるビードエイペックスゴムを備える空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007182050A JP2009019092A (ja) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | ビードエイペックス用ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤ |
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JP2007182050A JP2009019092A (ja) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | ビードエイペックス用ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤ |
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JP (1) | JP2009019092A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140338811A1 (en) * | 2011-12-19 | 2014-11-20 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Tire comprising casing-reinforcing cables having low permeability, and fabric threads combined with the casing reinforcement |
DE202015000211U1 (de) | 2014-01-17 | 2015-02-06 | Alda Englneerlng, Ltd. | Dynamoelektrische Maschine mit Permanentmagneten |
-
2007
- 2007-07-11 JP JP2007182050A patent/JP2009019092A/ja not_active Withdrawn
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US20140338811A1 (en) * | 2011-12-19 | 2014-11-20 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Tire comprising casing-reinforcing cables having low permeability, and fabric threads combined with the casing reinforcement |
DE202015000211U1 (de) | 2014-01-17 | 2015-02-06 | Alda Englneerlng, Ltd. | Dynamoelektrische Maschine mit Permanentmagneten |
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