JPH06228372A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
- Publication number
- JPH06228372A JPH06228372A JP5013679A JP1367993A JPH06228372A JP H06228372 A JPH06228372 A JP H06228372A JP 5013679 A JP5013679 A JP 5013679A JP 1367993 A JP1367993 A JP 1367993A JP H06228372 A JPH06228372 A JP H06228372A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- dst
- curve
- rubber
- mode diameter
- Prior art date
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- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 天然ゴム及びジエン系合成ゴム100重量部
に対して下記特性を有するカーボンブラックを20〜2
00重量部配合してなるゴム組成物。 (1) ΔD50/Dst<0.8であること。 (2) AR(非対称成分率)(%)<−7.14×1
0-2Dst+22.86であること。 〔ただし、Dstはカーボンブラックアグリゲートのス
トークスモード径であり、ΔD50は上記ストークスモー
ド径の半値幅を示す。また、AR(非対称成分率)
(%)は、DCFカーブにおけるストークスモード径よ
り小さい側のカーブと対称のカーブをストークスモード
径を中心として大きい側に描いた時(図1の破線曲
線)、そこから外れる、すなわち非対称となる部分(図
1の斜線部分)のDCFカーブ全体に対する比率(%)
である。〕 【効果】 タイヤ用に好適な高補強性を有するゴム組成
物が提供される。
に対して下記特性を有するカーボンブラックを20〜2
00重量部配合してなるゴム組成物。 (1) ΔD50/Dst<0.8であること。 (2) AR(非対称成分率)(%)<−7.14×1
0-2Dst+22.86であること。 〔ただし、Dstはカーボンブラックアグリゲートのス
トークスモード径であり、ΔD50は上記ストークスモー
ド径の半値幅を示す。また、AR(非対称成分率)
(%)は、DCFカーブにおけるストークスモード径よ
り小さい側のカーブと対称のカーブをストークスモード
径を中心として大きい側に描いた時(図1の破線曲
線)、そこから外れる、すなわち非対称となる部分(図
1の斜線部分)のDCFカーブ全体に対する比率(%)
である。〕 【効果】 タイヤ用に好適な高補強性を有するゴム組成
物が提供される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はタイヤ用に好適なゴム組
成物に関する。
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、カーボンブラックのアグリゲ
ート分布をより均一にして高補強性のカーボンブラック
を得、それを用いて、高補強性のゴム組成物を得る試み
は数多く行なわれてきている。例えば、特開昭62−5
7438号公報、特開昭62−290739号公報、特
開平2−182738号公報、特開平3−121165
号公報等が挙げられる。
ート分布をより均一にして高補強性のカーボンブラック
を得、それを用いて、高補強性のゴム組成物を得る試み
は数多く行なわれてきている。例えば、特開昭62−5
7438号公報、特開昭62−290739号公報、特
開平2−182738号公報、特開平3−121165
号公報等が挙げられる。
【0003】しかしながら、これらのゴム組成物に用い
られるカーボンブラックは、全てアグリゲート分布の評
価をΔD50(半値幅)、DL 50(Dstより大でDstに
おける頻度の1/2の値を示すストークス相当径)等、
DCFカーブのピークの1/2高さの位置での変動幅を
示す。近年、カーボンブラック製造技術が進歩してき
て、より均一なアグリゲート分布を持つカーボンブラッ
クが数多く製造されてきており、このようなカーボンブ
ラックでは、同じΔD50の値を持つカーボンブラックで
も補強性が大きく違う等、従来の1/2ピーク値の部分
での分布の評価ではまったく不十分となってきている。
られるカーボンブラックは、全てアグリゲート分布の評
価をΔD50(半値幅)、DL 50(Dstより大でDstに
おける頻度の1/2の値を示すストークス相当径)等、
DCFカーブのピークの1/2高さの位置での変動幅を
示す。近年、カーボンブラック製造技術が進歩してき
て、より均一なアグリゲート分布を持つカーボンブラッ
クが数多く製造されてきており、このようなカーボンブ
ラックでは、同じΔD50の値を持つカーボンブラックで
も補強性が大きく違う等、従来の1/2ピーク値の部分
での分布の評価ではまったく不十分となってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同じ
ΔD50の値でも補強性が大きいカーボンブラックを天然
ゴム及び/又はジエン系合成ゴムに配合して高補強性を
有するゴム組成物を提供することである。
ΔD50の値でも補強性が大きいカーボンブラックを天然
ゴム及び/又はジエン系合成ゴムに配合して高補強性を
有するゴム組成物を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アグリゲ
ート分布とカーボンブラックによるゴム補強性の関係に
ついて鋭意研究を行った結果、特定の特性を有するカー
ボンブラックこそ本当に補強性に優れることを見い出
し、この特性を有するカーボンブラックを配合すること
によって高補強性を有するゴム組成物を得ることに成功
し、本発明を完成するに至った。
ート分布とカーボンブラックによるゴム補強性の関係に
ついて鋭意研究を行った結果、特定の特性を有するカー
ボンブラックこそ本当に補強性に優れることを見い出
し、この特性を有するカーボンブラックを配合すること
によって高補強性を有するゴム組成物を得ることに成功
し、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明のゴム組成物は、天然ゴ
ム及び/又はジエン系合成ゴムに対して、下記特性を有
するカーボンブラックを20〜200重量部配合したこ
とを特徴とする。 (1) ΔD50/Dst<0.8であること。 (2) AR(非対称成分率)(%)<−7.14×1
0-2Dst+22.86であること。 〔ただし、Dstはカーボンブラックアグリゲートのス
トークスモード径であり、ΔD50は上記ストークスモー
ド径の半値幅を示す。また、AR(非対称成分率)
(%)は、DCFカーブにおけるストークスモード径よ
り小さい側のカーブと対称のカーブをストークスモード
径を中心として大きい側に描いた時、そこから外れる、
すなわち非対称となる部分のDCFカーブ全体に対する
比率(%)である。〕好ましくは、カーボンブラックの
特性がΔD50/Dst<0.7であること、また、AR
<−7.14×10-2Dst+18.86であることが
良い。
ム及び/又はジエン系合成ゴムに対して、下記特性を有
するカーボンブラックを20〜200重量部配合したこ
とを特徴とする。 (1) ΔD50/Dst<0.8であること。 (2) AR(非対称成分率)(%)<−7.14×1
0-2Dst+22.86であること。 〔ただし、Dstはカーボンブラックアグリゲートのス
トークスモード径であり、ΔD50は上記ストークスモー
ド径の半値幅を示す。また、AR(非対称成分率)
(%)は、DCFカーブにおけるストークスモード径よ
り小さい側のカーブと対称のカーブをストークスモード
径を中心として大きい側に描いた時、そこから外れる、
すなわち非対称となる部分のDCFカーブ全体に対する
比率(%)である。〕好ましくは、カーボンブラックの
特性がΔD50/Dst<0.7であること、また、AR
<−7.14×10-2Dst+18.86であることが
良い。
【0007】本発明において用いるカーボンブラックの
各特性値は以下の方法により測定される。Dstは、カ
ーボンブラックの凝集体(アグリゲート)分布を調べた
時、最頻値すなわち最も多い凝集体径をスートクス相当
径で表した値で、nmで示される。Dstの測定は、英国
ジョイス・レーブル社製のディスク・セントリフュージ
(DCF)を使用し、遠心沈降法により、次の方法で測
定を行う。まず、乾燥したカーボンブラックを精秤し、
少量の界面活性剤を含む20%エタノール水溶液と混合
し、超音波で十分に分散させてカーボンブラック濃度5
0mg/lの試料溶液を調製する。DCFの回転数を60
00rpmに設定し、スピン液(2%グリセリン水溶液)
10ml、バッファー液(20%エタノール水溶液)1ml
を加え、次いで、0.5mlの試料溶液を注射器で加え
る。その後、一斉に遠心沈降を開始させ光電沈降法によ
りアグリゲート分布曲線を作成し、その曲線のピークに
相当するスートクス相当径をもってDst(nm)とす
る。 その最頻値の頻度(wt%)の50%の位置の分布曲線の
幅(半値幅)をΔD50とする(図1参照)。
各特性値は以下の方法により測定される。Dstは、カ
ーボンブラックの凝集体(アグリゲート)分布を調べた
時、最頻値すなわち最も多い凝集体径をスートクス相当
径で表した値で、nmで示される。Dstの測定は、英国
ジョイス・レーブル社製のディスク・セントリフュージ
(DCF)を使用し、遠心沈降法により、次の方法で測
定を行う。まず、乾燥したカーボンブラックを精秤し、
少量の界面活性剤を含む20%エタノール水溶液と混合
し、超音波で十分に分散させてカーボンブラック濃度5
0mg/lの試料溶液を調製する。DCFの回転数を60
00rpmに設定し、スピン液(2%グリセリン水溶液)
10ml、バッファー液(20%エタノール水溶液)1ml
を加え、次いで、0.5mlの試料溶液を注射器で加え
る。その後、一斉に遠心沈降を開始させ光電沈降法によ
りアグリゲート分布曲線を作成し、その曲線のピークに
相当するスートクス相当径をもってDst(nm)とす
る。 その最頻値の頻度(wt%)の50%の位置の分布曲線の
幅(半値幅)をΔD50とする(図1参照)。
【0008】ΔD50/Dstは、凝集体分布のバラツキ
がシャープかブロードかを示す値である。一般に、ΔD
50/Dstの値が小さい程、カーボンブラックの均一性
が高まり、補強効果が増大する。AR(非対称成分率)
(%)は、DCFカーブにおけるストークスモード径よ
り小さい側のカーブと対称のカーブをストークスモード
径を中心として大きい側に描いた時(図1の破線曲
線)、そこから外れる、すなわち非対称となる部分(図
1の斜線部分)のDCFカーブ全体に対する比率(%)
である。
がシャープかブロードかを示す値である。一般に、ΔD
50/Dstの値が小さい程、カーボンブラックの均一性
が高まり、補強効果が増大する。AR(非対称成分率)
(%)は、DCFカーブにおけるストークスモード径よ
り小さい側のカーブと対称のカーブをストークスモード
径を中心として大きい側に描いた時(図1の破線曲
線)、そこから外れる、すなわち非対称となる部分(図
1の斜線部分)のDCFカーブ全体に対する比率(%)
である。
【0009】各特性値は、図1に示すアグリゲート分布
曲線より求めた。図1に示されるように、ARは1/2
ピーク値より下部の大アグリゲート径に裾を引いた部分
を中心に評価していることが判る。この部分(図1の斜
線部分)が特に補強性を向上させる上で、問題となると
ころであり、これを少なくすることが重要である。すな
わち、AR<−7.14×10-2Dst+22.86を
満すことが必要で、ARがこの式を満たさないと補強性
の改良が不十分となる。好ましくはAR<−7.14×
10-2Dst+18.86である。また、アグリゲート
分布をより均一にした部分で補強性が顕著となるためΔ
D50/Dst<0.8が必要となる。ΔD50/Dstが
この式を満たさないと補強性の改良が不十分となる。好
ましくはΔD50/Dst<0.7である。従って、本発
明において用いるカーボンブラックは、ΔD50/Dst
及びAR(非対称成分率)(%)の値が上記で規定した
範囲であることが必須となる。この点に関しては、実施
例及び比較例において更に詳しく説明する。
曲線より求めた。図1に示されるように、ARは1/2
ピーク値より下部の大アグリゲート径に裾を引いた部分
を中心に評価していることが判る。この部分(図1の斜
線部分)が特に補強性を向上させる上で、問題となると
ころであり、これを少なくすることが重要である。すな
わち、AR<−7.14×10-2Dst+22.86を
満すことが必要で、ARがこの式を満たさないと補強性
の改良が不十分となる。好ましくはAR<−7.14×
10-2Dst+18.86である。また、アグリゲート
分布をより均一にした部分で補強性が顕著となるためΔ
D50/Dst<0.8が必要となる。ΔD50/Dstが
この式を満たさないと補強性の改良が不十分となる。好
ましくはΔD50/Dst<0.7である。従って、本発
明において用いるカーボンブラックは、ΔD50/Dst
及びAR(非対称成分率)(%)の値が上記で規定した
範囲であることが必須となる。この点に関しては、実施
例及び比較例において更に詳しく説明する。
【0010】本発明のカーボンブラックは、通常のオイ
ルファーネス炉を用いて以下の要領で製造できる。すな
わち、組成の均一な原料を用いて、その反応炉への噴霧
もより分布の小さい油滴となるようなノズルを用いて、
その炉内の狭い領域へと噴霧する。また、炉内温度、燃
焼ガス流もより分布の小さい条件とすることで反応時間
を均一とすることができる。
ルファーネス炉を用いて以下の要領で製造できる。すな
わち、組成の均一な原料を用いて、その反応炉への噴霧
もより分布の小さい油滴となるようなノズルを用いて、
その炉内の狭い領域へと噴霧する。また、炉内温度、燃
焼ガス流もより分布の小さい条件とすることで反応時間
を均一とすることができる。
【0011】本発明は、以上の特性をもったカーボンブ
ラックと、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムとを配
合してゴム組成物としたものである。なお、本発明のゴ
ム組成物には、通常のゴム配合に用いる加硫剤、加硫促
進剤、老化防止剤等が適宜配合される。カーボンブラッ
クの配合量については、天然ゴム及び/又はジエン系合
成ゴム100重量部に対して、20〜200重量部であ
る。カーボンブラックの配合量が20重量部未満では、
十分な補強性が得られず、200重量部を越えると作業
性が著しく悪化し、カーボンブラックの分散が十分にで
きず、補強性もかえって低下し好ましくない。
ラックと、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムとを配
合してゴム組成物としたものである。なお、本発明のゴ
ム組成物には、通常のゴム配合に用いる加硫剤、加硫促
進剤、老化防止剤等が適宜配合される。カーボンブラッ
クの配合量については、天然ゴム及び/又はジエン系合
成ゴム100重量部に対して、20〜200重量部であ
る。カーボンブラックの配合量が20重量部未満では、
十分な補強性が得られず、200重量部を越えると作業
性が著しく悪化し、カーボンブラックの分散が十分にで
きず、補強性もかえって低下し好ましくない。
【0012】
【実施例】以下に実施例によって、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明はこの実施例によって限定される
ものではない。
に説明するが、本発明はこの実施例によって限定される
ものではない。
【0013】(実施例1〜4、比較例1〜5)表1に比
較検討に用いたカーボンブラックの特性値を示す。表1
中に示されるN2SA、式よりの値及びカーボンブラッ
ク番号等は下記のとおりである。N2SA(窒素吸着比
表面積)は、ASTM D3037−84B法にて測定
した。式よりの値とは、−7.14×10-2Dst+1
8.86の式に各カーボンブラックのDstを代入して
求めたものである。また、この値とAR(%)とを不等
式をもって示した。カーボンブラック番号A,C,D,
Fが本発明の実施例に用いるカーボンブラックであり、
カーボンブラック番号N550(ヒューバー社製)、N
347(デグッサ社製)、B、N220(東海カーボン
社製)、Eが比較例に用いるカーボンブラックである。
また,N550、B、Eは、ARのみが本発明の範囲外
となるカーボンブラックを用いたもの、N347、N2
20は、ΔD50/Dst及びARが本発明の範囲外とな
るカーボンブラックを用いたものである。
較検討に用いたカーボンブラックの特性値を示す。表1
中に示されるN2SA、式よりの値及びカーボンブラッ
ク番号等は下記のとおりである。N2SA(窒素吸着比
表面積)は、ASTM D3037−84B法にて測定
した。式よりの値とは、−7.14×10-2Dst+1
8.86の式に各カーボンブラックのDstを代入して
求めたものである。また、この値とAR(%)とを不等
式をもって示した。カーボンブラック番号A,C,D,
Fが本発明の実施例に用いるカーボンブラックであり、
カーボンブラック番号N550(ヒューバー社製)、N
347(デグッサ社製)、B、N220(東海カーボン
社製)、Eが比較例に用いるカーボンブラックである。
また,N550、B、Eは、ARのみが本発明の範囲外
となるカーボンブラックを用いたもの、N347、N2
20は、ΔD50/Dst及びARが本発明の範囲外とな
るカーボンブラックを用いたものである。
【0014】表1に示される各々のカーボンブラックを
用いて以下に示す配合割合にて、実施例1〜4、比較例
1〜5のゴム組成物を調製し、各実施例及び比較例のゴ
ム物性(補強性)を評価した。 配合割合 天然ゴム 60.0重量部 SBR(#1500) 40.0 カーボンブラック 50.0 ステアリン酸 2.0 老化防止剤(IPPD) 1.0 亜鉛華 4.0 加硫促進剤(CZ) 0.7 加硫促進剤(DPG) 0.4 イオウ 1.0
用いて以下に示す配合割合にて、実施例1〜4、比較例
1〜5のゴム組成物を調製し、各実施例及び比較例のゴ
ム物性(補強性)を評価した。 配合割合 天然ゴム 60.0重量部 SBR(#1500) 40.0 カーボンブラック 50.0 ステアリン酸 2.0 老化防止剤(IPPD) 1.0 亜鉛華 4.0 加硫促進剤(CZ) 0.7 加硫促進剤(DPG) 0.4 イオウ 1.0
【0015】補強性の尺度として、耐摩耗指数及び弾性
率を用いた。ただし、耐摩耗指数及び弾性率は以下によ
り求めた。 耐摩耗指数:ランボーン摩耗試験機を用いて下式にて計
算した。
率を用いた。ただし、耐摩耗指数及び弾性率は以下によ
り求めた。 耐摩耗指数:ランボーン摩耗試験機を用いて下式にて計
算した。
【数1】
【0016】弾性率:岩本製作所(株)製の粘弾性スペ
クトロメーターを用い、引っ張りの動歪1%、周波数5
0Hz及び30℃の条件にて測定した。なお、試験片は厚
さ2mm、幅5mmのスラブシートを用い、試験挟み間距離
2cmとし、初期荷重150grとした。このようにして求
めた弾性率は下式によって指数化した。
クトロメーターを用い、引っ張りの動歪1%、周波数5
0Hz及び30℃の条件にて測定した。なお、試験片は厚
さ2mm、幅5mmのスラブシートを用い、試験挟み間距離
2cmとし、初期荷重150grとした。このようにして求
めた弾性率は下式によって指数化した。
【数2】
【0017】実施例1〜4、比較例1〜5のゴム組成物
の特性評価は、下記表1に示される。なお、コントロー
ルは、カーボンブラックの粒径の近いグレード毎にもう
けた。すなわち、カーボンブラック番号AはN550、
カーボンブラック番号B,CはN347、カーボンブラ
ック番号DはN220、カーボンブラック番号FはEを
各々のコントロールとした。
の特性評価は、下記表1に示される。なお、コントロー
ルは、カーボンブラックの粒径の近いグレード毎にもう
けた。すなわち、カーボンブラック番号AはN550、
カーボンブラック番号B,CはN347、カーボンブラ
ック番号DはN220、カーボンブラック番号FはEを
各々のコントロールとした。
【0018】
【表1】
【0019】上記表1の結果から明らかなように、実施
例1〜4はいずれのカーボンブラックグレードにおいて
も比較例1〜5より優れた耐摩耗性及び弾性率を示して
いることが判る。なお、HAFクラスの比較例2と比較
例3の差は、従来のアグリゲート分布(ΔD50/Ds
t)を均一にすることによるもので、実施例2はそれよ
りもARを一定の範囲に入れることでさらにゴム物性
(補強性)が向上することを示したものである。
例1〜4はいずれのカーボンブラックグレードにおいて
も比較例1〜5より優れた耐摩耗性及び弾性率を示して
いることが判る。なお、HAFクラスの比較例2と比較
例3の差は、従来のアグリゲート分布(ΔD50/Ds
t)を均一にすることによるもので、実施例2はそれよ
りもARを一定の範囲に入れることでさらにゴム物性
(補強性)が向上することを示したものである。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、従来のカーボンブラッ
クを配合したゴム組成物に較べて、耐摩耗性及び弾性率
に優れ、タイヤ用に好適な高補強性を有するゴム組成物
とすることができる。
クを配合したゴム組成物に較べて、耐摩耗性及び弾性率
に優れ、タイヤ用に好適な高補強性を有するゴム組成物
とすることができる。
【図1】カーボンブラック凝集体の分布曲線の一例を示
す図であり、Dst、ΔD50、ARの説明図である。
す図であり、Dst、ΔD50、ARの説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム1
00重量部に対して下記特性を有するカーボンブラック
を20〜200重量部配合したことを特徴とするゴム組
成物。 (1) ΔD50/Dst<0.8であること。 (2) AR(非対称成分率)(%)<−7.14×1
0-2Dst+22.86であること。 〔ただし、Dstはカーボンブラックアグリゲートのス
トークスモード径であり、ΔD50は上記ストークスモー
ド径の半値幅を示す。また、AR(非対称成分率)
(%)は、DCFカーブにおけるストークスモード径よ
り小さい側のカーブと対称のカーブをストークスモード
径を中心として大きい側に描いた時、そこから外れる、
すなわち非対称となる部分のDCFカーブ全体に対する
比率(%)である。〕 - 【請求項2】 カーボンブラックの特性がΔD50/Ds
t<0.7である請求項1記載のゴム組成物。 - 【請求項3】 カーボンブラックの特性がAR<−7.
14×10-2Dst+18.86である請求項1記載の
ゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5013679A JPH06228372A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5013679A JPH06228372A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | ゴム組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06228372A true JPH06228372A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=11839878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5013679A Pending JPH06228372A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06228372A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005220150A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Showa Cabot Kk | 耐摩耗性にすぐれたカーボンブラック |
JP2006169482A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Bridgestone Corp | 天然ゴムマスターバッチおよびその製造方法 |
JP2012136711A (ja) * | 1998-04-09 | 2012-07-19 | Evonik Carbon Black Gmbh | ファーネスカーボンブラック、該カーボンブラックの製造法および該カーボンブラックを含有するタイヤ |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP5013679A patent/JPH06228372A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012136711A (ja) * | 1998-04-09 | 2012-07-19 | Evonik Carbon Black Gmbh | ファーネスカーボンブラック、該カーボンブラックの製造法および該カーボンブラックを含有するタイヤ |
JP2005220150A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Showa Cabot Kk | 耐摩耗性にすぐれたカーボンブラック |
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US7960466B2 (en) | 2004-12-20 | 2011-06-14 | Bridgestone Corporation | Natural rubber masterbatch and method of producing the same |
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