JPH0699599B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
- Publication number
- JPH0699599B2 JPH0699599B2 JP60224679A JP22467985A JPH0699599B2 JP H0699599 B2 JPH0699599 B2 JP H0699599B2 JP 60224679 A JP60224679 A JP 60224679A JP 22467985 A JP22467985 A JP 22467985A JP H0699599 B2 JPH0699599 B2 JP H0699599B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spb
- rubber composition
- crystal
- rubber
- polybutadiene
- Prior art date
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、補強性と耐熱性を兼ね備えたゴム組成物を提
供するものである。
供するものである。
[従来の技術] ゴム成分とシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンと
からなるゴム組成物は、補強性に優れていることが知ら
れている。
からなるゴム組成物は、補強性に優れていることが知ら
れている。
例えば、特公昭58−469号公報にはシス−1,4−ポリブタ
ジエンとシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとの
ブロック又はグラフト物であって、シンジオタクチック
1,2−ポリブタジエンが特定の長さおよび径を有する短
繊維状であるゴム組成物が記載されている。
ジエンとシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとの
ブロック又はグラフト物であって、シンジオタクチック
1,2−ポリブタジエンが特定の長さおよび径を有する短
繊維状であるゴム組成物が記載されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、前記公報に記載されているゴム組成物は、常温
付近での補強性は大きいが、シンジオタクチック1,2−
ポリブタジエン中の無定形部分のガラス転移点以上の温
度では、一般にシンジオタクチック1,2−ポリブタジエ
ンの弾性率が低下し、補強性が小さくなるという問題点
を有している。
付近での補強性は大きいが、シンジオタクチック1,2−
ポリブタジエン中の無定形部分のガラス転移点以上の温
度では、一般にシンジオタクチック1,2−ポリブタジエ
ンの弾性率が低下し、補強性が小さくなるという問題点
を有している。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは、ゴム成分とシンジオタクチック1,2−ポ
リブタジエンとからなるゴム組成物の有する前記問題点
を解決することを目的として鋭意研究した結果,本発明
を完成した。
リブタジエンとからなるゴム組成物の有する前記問題点
を解決することを目的として鋭意研究した結果,本発明
を完成した。
すなわち、本発明は、ゴム成分とシンジオタクチック1,
2−ポリブタジエンとからなり、該シンジオタクチック
1,2−ポリブタジエン(以下単にSPBと略記することもあ
る)が、(a)融点が170℃以上であり、(b)還元粘
度ηsp/Cが0.7〜6であり、(c)融解熱が15cal/g以上
であり、(d)基本形態が径10〜1000mμのミクロ繊維
状であり、(e)ミクロ繊維状シンジオタクチック1,2
−ポリブタジエン結晶が、結晶のa軸又はb軸方向に成
長した結晶であり、かつ、(f)結晶化の環境が溶融状
態でなく、重合液又はポリマー溶液であることを特徴と
するゴム組成物に関するものである。
2−ポリブタジエンとからなり、該シンジオタクチック
1,2−ポリブタジエン(以下単にSPBと略記することもあ
る)が、(a)融点が170℃以上であり、(b)還元粘
度ηsp/Cが0.7〜6であり、(c)融解熱が15cal/g以上
であり、(d)基本形態が径10〜1000mμのミクロ繊維
状であり、(e)ミクロ繊維状シンジオタクチック1,2
−ポリブタジエン結晶が、結晶のa軸又はb軸方向に成
長した結晶であり、かつ、(f)結晶化の環境が溶融状
態でなく、重合液又はポリマー溶液であることを特徴と
するゴム組成物に関するものである。
本発明におけるゴム成分としては特に制限はなく、シス
−1,4−ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−
ブタジエン共重合ゴム、天然ゴムなどのジエン系ゴム
や、EPDMのような非共役ジエン系ゴムが挙げられる。ゴ
ム成分とSPBとの割合は、ゴム組成物中のSPBの量が1〜
30重量%、特に5〜20重量%であることが好ましい。
−1,4−ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−
ブタジエン共重合ゴム、天然ゴムなどのジエン系ゴム
や、EPDMのような非共役ジエン系ゴムが挙げられる。ゴ
ム成分とSPBとの割合は、ゴム組成物中のSPBの量が1〜
30重量%、特に5〜20重量%であることが好ましい。
本発明におけるゴム組成物中のSPBの融点は170℃以上が
望ましく、さらに好ましくは190℃以上である。この融
点はDSCを用いて昇温速度10℃/分、窒素気流中で測定
したものである。SPBの融点が170℃未満であればSPBの
弾性率が低くなるばかりでなく、ゴム組成物の加工ある
いは加硫工程で結晶が溶融してしまうので好ましくな
い。
望ましく、さらに好ましくは190℃以上である。この融
点はDSCを用いて昇温速度10℃/分、窒素気流中で測定
したものである。SPBの融点が170℃未満であればSPBの
弾性率が低くなるばかりでなく、ゴム組成物の加工ある
いは加硫工程で結晶が溶融してしまうので好ましくな
い。
本発明におけるゴム組成物中のSPBの分子量は還元粘度
ηsp/Cで0.7〜8、さらに好ましくは1〜5がよい。こ
の還元粘度ηsp/CはSPBをテトラリンに溶解(濃度0.2g/
dl)して、135℃でのηsp/Cを測定した。SPBの還元粘度
ηsp/Cが0.7より小さいとSPBの補強性が小さくなり、8
より大きいとSPBが分散不良となり好ましくない。
ηsp/Cで0.7〜8、さらに好ましくは1〜5がよい。こ
の還元粘度ηsp/CはSPBをテトラリンに溶解(濃度0.2g/
dl)して、135℃でのηsp/Cを測定した。SPBの還元粘度
ηsp/Cが0.7より小さいとSPBの補強性が小さくなり、8
より大きいとSPBが分散不良となり好ましくない。
本発明におけるゴム組成物中のSPBの融解熱は15cal/g以
上であることが望ましく、さらに好ましくは19cal/g以
上がよい。この融解熱はDSCを用いて昇温速度10℃/
分、窒素気流中で測定した。SPBの融解熱が15cal/gより
少ないと結晶の弾性率が低くなり、補強性が低くなる。
上であることが望ましく、さらに好ましくは19cal/g以
上がよい。この融解熱はDSCを用いて昇温速度10℃/
分、窒素気流中で測定した。SPBの融解熱が15cal/gより
少ないと結晶の弾性率が低くなり、補強性が低くなる。
本発明のゴム組成物中のSPBは径が10〜1000mμの微細な
繊維状形態であり、このために大きな補強性を示す。SP
Bの形態は電子顕微鏡で観察した。
繊維状形態であり、このために大きな補強性を示す。SP
Bの形態は電子顕微鏡で観察した。
また、本発明のゴム組成物中のSPBの内部構造について
は、繊維状SPB結晶が結晶のa軸又はb軸、好ましくは
a軸方向に成長した結晶であることが必要であり、これ
によって弾性率の温度依存性が小さくなる。これに対
し、繊維状SPB結晶がc軸方向に成長した結晶の場合、
結晶中の結晶部と無定形部が直列型の寄与が大きくなる
ため、無定形部のガラス転移以上の温度において弾性率
の低下が大きく補強性が小さくなる。これに対してa軸
又はb軸方向に結晶が成長している場合には、結晶中の
結晶部と無定形部とが並列型の寄与が大きいため、無定
形部のガラス転移点以上の温度でも弾性率の低下が小さ
く高温においても補強性が高い。SPBの結晶配向は、X
線解折法、電子線解折法および赤外二色性の測定などに
より知ることができるが、X線解折法が好適である。す
なわち、繊維状SPBとゴム成分とからなる組成物を内径1
mmのノズルより100℃で押し出すことにより、組成物中
で繊維状SPBが押出方向に配列した組成物のストランド
を得、次いで、静止状態でn−ヘキサンによりマトリッ
クスゴム分を溶解除去し、乾燥することにより、繊維状
SPBの長軸がほぼ一方向に配列された集合体を得る。こ
うして得られた試料について管電圧35KV、電流25Aで、C
u−Kα線によるX線回折を測定した。解折角2θ=13.
6°はSPBの結晶面(010)に帰因するものであり、繊維
状SPBが配列した長軸を子午線位置に置いた場合、回折
強度が赤道付近で強くなれば、a軸あるいはc軸配向で
あることが知られる。さらに、2θ=16.26°は(11
0)、(200)結晶面に帰因し、第一層線、第二層線の回
折強度が相対的に強いことより、結晶a軸あるいはb軸
が繊維状SPBの長軸に選択的に配列していることを知る
ことができる。同様にして他の結晶面からの回折強度を
観測することにより、結晶配向を知ることができる。
は、繊維状SPB結晶が結晶のa軸又はb軸、好ましくは
a軸方向に成長した結晶であることが必要であり、これ
によって弾性率の温度依存性が小さくなる。これに対
し、繊維状SPB結晶がc軸方向に成長した結晶の場合、
結晶中の結晶部と無定形部が直列型の寄与が大きくなる
ため、無定形部のガラス転移以上の温度において弾性率
の低下が大きく補強性が小さくなる。これに対してa軸
又はb軸方向に結晶が成長している場合には、結晶中の
結晶部と無定形部とが並列型の寄与が大きいため、無定
形部のガラス転移点以上の温度でも弾性率の低下が小さ
く高温においても補強性が高い。SPBの結晶配向は、X
線解折法、電子線解折法および赤外二色性の測定などに
より知ることができるが、X線解折法が好適である。す
なわち、繊維状SPBとゴム成分とからなる組成物を内径1
mmのノズルより100℃で押し出すことにより、組成物中
で繊維状SPBが押出方向に配列した組成物のストランド
を得、次いで、静止状態でn−ヘキサンによりマトリッ
クスゴム分を溶解除去し、乾燥することにより、繊維状
SPBの長軸がほぼ一方向に配列された集合体を得る。こ
うして得られた試料について管電圧35KV、電流25Aで、C
u−Kα線によるX線回折を測定した。解折角2θ=13.
6°はSPBの結晶面(010)に帰因するものであり、繊維
状SPBが配列した長軸を子午線位置に置いた場合、回折
強度が赤道付近で強くなれば、a軸あるいはc軸配向で
あることが知られる。さらに、2θ=16.26°は(11
0)、(200)結晶面に帰因し、第一層線、第二層線の回
折強度が相対的に強いことより、結晶a軸あるいはb軸
が繊維状SPBの長軸に選択的に配列していることを知る
ことができる。同様にして他の結晶面からの回折強度を
観測することにより、結晶配向を知ることができる。
さらに、本発明の組成物中のSPBの結晶化としては、溶
融ポリマーからの結晶化は適当ではなく、重合液又はポ
リマー溶液での結晶化が好ましい。例えば、セメントブ
レンド法、溶液ブレンド法、ポリマーセメント中でのSP
B重合法などが好ましい。これらの結晶化によって、SPB
の弾性率は温度依存性が小さくて高温においても大きな
補強性を示す。
融ポリマーからの結晶化は適当ではなく、重合液又はポ
リマー溶液での結晶化が好ましい。例えば、セメントブ
レンド法、溶液ブレンド法、ポリマーセメント中でのSP
B重合法などが好ましい。これらの結晶化によって、SPB
の弾性率は温度依存性が小さくて高温においても大きな
補強性を示す。
本発明のゴム組成物は、基本的には特公昭49−17666
号、特開昭55−31802号(セメントブレンド法)、特開
昭55−29535号(溶液ブレンド法)各公報に記載の方法
により、そしてSPBの結晶化の際に温度を20〜150℃と
し、混合槽として、例えば特公昭42−3394号公報に記載
されている内筒と外筒を有する同軸線的な円筒と熱交換
ジャケットと底部と頭部とを備え(すべての円筒を通じ
て重合溶媒を含む液体の循環および再循環が可能であ
る。)、さらに円筒の中心に底部に固定されて中心軸が
設けられており、前記内筒を通して混合物を縦方向に推
進し、圧力をもってこれを他の円筒を通して強制するた
め、中心軸の外周にダブルヘリカル翼のような推進装置
が備えられており、機械的駆動軸とこれに接続された水
平横腕とによって前記のダブルヘリカル翼が回転される
混合槽を用い、ダブルヘリカル翼を緩やかに(好適には
50〜200r.p.m)回転させて、SPBの結晶化時間を1秒〜
3時間とすることによって好適に得られる。
号、特開昭55−31802号(セメントブレンド法)、特開
昭55−29535号(溶液ブレンド法)各公報に記載の方法
により、そしてSPBの結晶化の際に温度を20〜150℃と
し、混合槽として、例えば特公昭42−3394号公報に記載
されている内筒と外筒を有する同軸線的な円筒と熱交換
ジャケットと底部と頭部とを備え(すべての円筒を通じ
て重合溶媒を含む液体の循環および再循環が可能であ
る。)、さらに円筒の中心に底部に固定されて中心軸が
設けられており、前記内筒を通して混合物を縦方向に推
進し、圧力をもってこれを他の円筒を通して強制するた
め、中心軸の外周にダブルヘリカル翼のような推進装置
が備えられており、機械的駆動軸とこれに接続された水
平横腕とによって前記のダブルヘリカル翼が回転される
混合槽を用い、ダブルヘリカル翼を緩やかに(好適には
50〜200r.p.m)回転させて、SPBの結晶化時間を1秒〜
3時間とすることによって好適に得られる。
本発明のゴム組成物には、ゴムに通常配合される安定
剤、補強剤、顔料、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助
剤、リターダー、他のゴム成分などを添加することがで
きる。
剤、補強剤、顔料、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助
剤、リターダー、他のゴム成分などを添加することがで
きる。
本発明のゴム組成物は、タイヤ、ゴムホース、履物、工
業材料、建築材料などの種々の用途に使用することがで
きる。
業材料、建築材料などの種々の用途に使用することがで
きる。
以下に実施例を示す。以下の記載において部は重量部
を、%は重量%を示す。
を、%は重量%を示す。
以下の各例において、加硫物の100%引張応力は、下記
のゴム配合によって求めた。
のゴム配合によって求めた。
ゴム 100部 HAFカーボンブラック 50部 芳香族系オイル 10部 亜鉛華 1号 5部 ステアリン酸 2部 加硫促進剤 CZ 1部 イオウ 1.5部 加硫条件は140℃で50分間であり、1mm厚の加硫シートか
らJIS3号ダンベルで打ち抜き、100mm/分の速度で引張
り、100%引張応力を求めた。
らJIS3号ダンベルで打ち抜き、100mm/分の速度で引張
り、100%引張応力を求めた。
[実施例] 実施例1 内筒と外筒とを有し、中心に底部で固定されている中心
軸が設けられており、ダブルヘリカル翼が機械的駆動軸
とこれに接続された水平横軸とによって回転される内容
積20lの混合槽に、1,3−ブタジエンを27.5%、水分を25
mg/l、シス−1,4,−ポルブタジエンを75g/lの濃度で含
有しているシス−1,4,−ポリブタジエンのベンゼン溶液
(1,3−ブタジエンをベンゼン中で通常のコバルト系溶
媒によって重合して得られる)を毎時50lの割合で連続
的に供給した。この混合液に、シンジオタクチック1,2
重合触媒(コバルトオクトエート、トリエチルアルミニ
ウム、二硫化炭素を各々1500mg/hr、14.0g/hr、750mg/h
rの割合で含有)を供給し、温度50℃、平均滞留時間24
分間、ダブルヘリカル翼の回転速度110r.p.mにて重合と
SPBの結晶化とを同時に行った。混合槽から出てくる混
合物はSPBを10.3g/lの濃度で含有していた。混合物に重
合停止剤を加えた後、スチームストリッピングし、ゴム
組成物を分離取得した。このゴム組成物はSPBを12.1%
含有していた。
軸が設けられており、ダブルヘリカル翼が機械的駆動軸
とこれに接続された水平横軸とによって回転される内容
積20lの混合槽に、1,3−ブタジエンを27.5%、水分を25
mg/l、シス−1,4,−ポルブタジエンを75g/lの濃度で含
有しているシス−1,4,−ポリブタジエンのベンゼン溶液
(1,3−ブタジエンをベンゼン中で通常のコバルト系溶
媒によって重合して得られる)を毎時50lの割合で連続
的に供給した。この混合液に、シンジオタクチック1,2
重合触媒(コバルトオクトエート、トリエチルアルミニ
ウム、二硫化炭素を各々1500mg/hr、14.0g/hr、750mg/h
rの割合で含有)を供給し、温度50℃、平均滞留時間24
分間、ダブルヘリカル翼の回転速度110r.p.mにて重合と
SPBの結晶化とを同時に行った。混合槽から出てくる混
合物はSPBを10.3g/lの濃度で含有していた。混合物に重
合停止剤を加えた後、スチームストリッピングし、ゴム
組成物を分離取得した。このゴム組成物はSPBを12.1%
含有していた。
このゴム組成物について測定した分析値、加硫物物性を
表1に示す。
表1に示す。
実施例2 ムーニー粘度ML1+4が30のシス−1,4−ポリブタジエン
のベンゼン溶液(シス−1,4−ポリブタジエンを10%含
有)と、融点200℃、融解熱21.3cal/g、還元粘度ηsp/C
1.5のSPBのベンゼン重合液(SPBを5%含有)とを、88:
12のポリマー重量比で実施例1で用いた混合槽に供給
し、ダブルヘリカル翼の回転速度110r.p.m、濃度30℃で
24分間混合し、スチームストリッピングし、ゴム組成物
を得た。結果を表1に示す。
のベンゼン溶液(シス−1,4−ポリブタジエンを10%含
有)と、融点200℃、融解熱21.3cal/g、還元粘度ηsp/C
1.5のSPBのベンゼン重合液(SPBを5%含有)とを、88:
12のポリマー重量比で実施例1で用いた混合槽に供給
し、ダブルヘリカル翼の回転速度110r.p.m、濃度30℃で
24分間混合し、スチームストリッピングし、ゴム組成物
を得た。結果を表1に示す。
実施例3 実施例2で用いたのと同じSPBの120℃でのキシレン溶液
と、ムーニー粘度ML1+4が30のシス−1,4−ポリブタジ
エンのキシレン溶液(120℃)とを12:88のポリマー重量
比で混合槽に供給し混合後、ダブルヘリカル翼の回転速
度110r.p.m、温度60℃にて攪拌しながら常温のメタノー
ルを投入(キシレンとメタノールとの割合は容量比で1:
2)し、30分間攪拌し、ポリマーを析出させ、ゴム組成
物を得た。結果を表1に示す。
と、ムーニー粘度ML1+4が30のシス−1,4−ポリブタジ
エンのキシレン溶液(120℃)とを12:88のポリマー重量
比で混合槽に供給し混合後、ダブルヘリカル翼の回転速
度110r.p.m、温度60℃にて攪拌しながら常温のメタノー
ルを投入(キシレンとメタノールとの割合は容量比で1:
2)し、30分間攪拌し、ポリマーを析出させ、ゴム組成
物を得た。結果を表1に示す。
比較例1 融点139℃、融解熱8.6cal/g、還元粘度ηsp/C1.2のSPB
と、ムーニー粘度30のシス−1,4−ポリブタジエン(シ
スBR)とを12:88の割合でキシレンに溶解させた他は実
施例3と同様に実施した。結果を表1に示す。
と、ムーニー粘度30のシス−1,4−ポリブタジエン(シ
スBR)とを12:88の割合でキシレンに溶解させた他は実
施例3と同様に実施した。結果を表1に示す。
比較例2 融点203℃、融解熱21.9cal/g、還元粘度ηsp/C1.8のSPB
12gを、ロールにより88gのシスBRに混入した後、窒素雰
囲気下210℃で30分間加熱し、SPBを溶融させた後冷却し
たものを使用した。冷却後のSPBの融解熱は15.8cal/gで
あった。結果を表1に示す。
12gを、ロールにより88gのシスBRに混入した後、窒素雰
囲気下210℃で30分間加熱し、SPBを溶融させた後冷却し
たものを使用した。冷却後のSPBの融解熱は15.8cal/gで
あった。結果を表1に示す。
比較例3 比較例2と同じロール混合物を、内径1mm、長さ/内径
の比が2の円形ダイを通して、ダイ温度220℃で紐状に
押し出した。紐状の押し出し物をロール間隙0.2mm、温
度50℃の一対のロールで圧延した。こうして得られたゴ
ムを使用した。得られるゴム中のSPBの融解熱は14.4cal
/gであった。結果を表1に示す。
の比が2の円形ダイを通して、ダイ温度220℃で紐状に
押し出した。紐状の押し出し物をロール間隙0.2mm、温
度50℃の一対のロールで圧延した。こうして得られたゴ
ムを使用した。得られるゴム中のSPBの融解熱は14.4cal
/gであった。結果を表1に示す。
比較例4 融点200℃、融解熱21.0cal/g、還元粘度ηsp/C0.9のSPB
から溶融紡糸された繊維状のSPBを切断して得られた短
繊維(径10μ、長さ/径の比が200)12gを、88gのシスB
Rにロールにより室温で30分間混練し、混合したものを
使用した。得られたゴム中のSPBの融解熱は18.7cal/gで
あった。結果を表1に示す。
から溶融紡糸された繊維状のSPBを切断して得られた短
繊維(径10μ、長さ/径の比が200)12gを、88gのシスB
Rにロールにより室温で30分間混練し、混合したものを
使用した。得られたゴム中のSPBの融解熱は18.7cal/gで
あった。結果を表1に示す。
比較例5 ムーニー粘度41のシスBRを用いた他は、実施例2と同様
に実施した。結果を表1に示す。
に実施した。結果を表1に示す。
[発明の効果] 前記のように、本発明によれば優れた補強性と耐熱性と
を併せて有するゴム組成物が得られる。
を併せて有するゴム組成物が得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】ゴム成分とシンジオタクチック1,2−ポリ
プタジエンとからなり、該シンジオタクチック1,2−ポ
リブタジエンが、 (a)融点が170℃以上であり、 (b)還元粘度ηsp/Cが0.7〜6であり、 (c)融解熱が15cal/gであり、 (d)基本形態が径10〜1000mμのミクロ繊維状であ
り、 (e)ミクロ繊維状シンジオタクチック1,2−ポリブタ
ジエン結晶が、結晶のa軸又はb軸方向に成長した結晶
であり、かつ、 (f)結晶化の環境が溶融状態でなく、重合液又はポリ
マー溶液である ことを特徴とするゴム組成物。 - 【請求項2】ゴム成分がジエン系ゴム、又はEPDMである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のゴム組成
物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60224679A JPH0699599B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60224679A JPH0699599B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | ゴム組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6286035A JPS6286035A (ja) | 1987-04-20 |
JPH0699599B2 true JPH0699599B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=16817522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60224679A Expired - Lifetime JPH0699599B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0699599B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4790365A (en) * | 1987-09-11 | 1988-12-13 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire compounds containing syndiotactic-1,2-polybutadiene |
JPH0345609A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Ube Ind Ltd | ポリブタジエンゴム及びその組成物 |
JP5138913B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2013-02-06 | 東洋ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
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