JPH11293040A - Processing aid for rubber, rubber composition produced by adding the same, and production of rubber composition - Google Patents
Processing aid for rubber, rubber composition produced by adding the same, and production of rubber compositionInfo
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- JPH11293040A JPH11293040A JP10108712A JP10871298A JPH11293040A JP H11293040 A JPH11293040 A JP H11293040A JP 10108712 A JP10108712 A JP 10108712A JP 10871298 A JP10871298 A JP 10871298A JP H11293040 A JPH11293040 A JP H11293040A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、シリカが配
合されたゴム組成物の練り特性及び加工性を改良するう
えで有用なゴム用加工助剤及びそれを添加したゴム組成
物に関する。また、本発明は、ゴム組成物の調製工程に
おいて、ゴム成分に、特定のゴム用加工助剤成分を添加
し、ゴム組成物を製造する方法に関する。本発明のゴム
用加工助剤は、特に、シリカを分散させる作用に優れ、
この加工助剤を使用すれば、粘度が低く、加硫速度の大
きい、加工性に優れたゴム組成物を得ることができる。
本発明のゴム組成物は、各種の用途において使用するこ
とができるが、特に、自動車、自転車等の空気入りタイ
ヤのトレッド、サイドなどとして用いることができる。
また、カーボンブラックを必須の配合剤としていないた
め、黒色以外の所望の色調を有するゴム成形品とするこ
とができる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber processing aid useful for improving the kneading characteristics and processability of a rubber composition containing silica, and a rubber composition containing the same. The present invention also relates to a method for producing a rubber composition by adding a specific rubber processing aid component to a rubber component in a rubber composition preparation step. The rubber processing aid of the present invention is particularly excellent in dispersing silica,
If this processing aid is used, a rubber composition having a low viscosity, a high vulcanization rate, and excellent processability can be obtained.
The rubber composition of the present invention can be used in various applications, and in particular, can be used as a tread, a side, and the like of a pneumatic tire such as an automobile and a bicycle.
Further, since carbon black is not used as an essential compounding agent, a rubber molded product having a desired color tone other than black can be obtained.
【0002】[0002]
【従来の技術】ゴム組成物の調製においては、ゴムの可
塑性を高め、各種助剤の均一な分散を促進し、圧延、押
出、型成形などの加工性を改良するため、混練工程にお
いて、可塑剤、軟化剤等の加工助剤が添加される。一般
に、可塑剤としては、脂肪酸エステル等が使用され、軟
化剤としては、ラウリン酸、ステアリン酸等の高級脂肪
酸及びプロセスオイルなどが用いられている。この軟化
剤は、特に、カーボンブラック等の無機充填剤を分散さ
せる優れた作用を有する。2. Description of the Related Art In the preparation of rubber compositions, in order to increase the plasticity of rubber, promote uniform dispersion of various auxiliaries, and improve the workability of rolling, extrusion, molding, etc., plasticization is performed in a kneading step. Processing aids such as agents and softeners are added. Generally, fatty acid esters and the like are used as plasticizers, and higher fatty acids such as lauric acid and stearic acid and process oils are used as softeners. This softener has an excellent action of dispersing an inorganic filler such as carbon black.
【0003】混練工程においては可塑剤、軟化剤等が加
工助剤として用いられているが、この工程における練り
特性の良否は、ゴム成形品の物性、外観等に大きな影響
を及ぼす。しかも、通常、加工助剤の添加量は少量であ
り、品質のよい成形品を得るためには、正確な計量等、
厳しい工程管理を要する。そのため、加工助剤は、一般
に、マスターバッチ法によって調製され、添加されてお
り、また、各種添加剤の添加順序の検討、練り状態に応
じた混練条件の微妙な調整等も行われている。[0003] In the kneading step, a plasticizer, a softening agent and the like are used as processing aids, but the quality of the kneading property in this step has a great influence on the physical properties, appearance and the like of the rubber molded product. In addition, usually, the amount of the processing aid added is small, and in order to obtain a high-quality molded product, accurate measurement and the like are required.
Strict process control is required. Therefore, the processing aid is generally prepared and added by a master batch method, and the addition order of various additives is examined, and the kneading conditions are finely adjusted according to the kneading state.
【0004】ところで、近年、ゴム組成物の低温特性を
改良するため、シリカが配合されるようになったが、こ
のシリカは凝集性が強く、ゴム成分等、組成物の他の成
分との分散性及び相溶性に劣り、均一に分散させること
は容易ではない。そして、この凝集による分散不良のた
めゴム組成物の粘度が上昇し、加工性が低下するとの問
題がある。また、シリカの表面は酸性であって、加硫促
進剤である塩基性物質を吸着するため、加硫が阻害さ
れ、加硫ゴムの物性が低下する等の問題もある。In recent years, silica has been added in order to improve the low-temperature properties of rubber compositions. However, this silica has a strong cohesive property and is dispersed with other components of the composition such as a rubber component. It is inferior in compatibility and compatibility, and it is not easy to disperse uniformly. In addition, there is a problem that the viscosity of the rubber composition increases due to poor dispersion due to the aggregation, and the processability decreases. In addition, since the surface of silica is acidic and adsorbs a basic substance as a vulcanization accelerator, vulcanization is inhibited, and there is a problem that the physical properties of the vulcanized rubber are reduced.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題を解決するものであり、特定の脂肪酸及びその誘
導体と、アミンとを混合してなるゴム用加工助剤、特
に、形成されるアミン塩からなる加工助剤及びそれを添
加したゴム組成物を提供することを目的とする。また、
本発明は、ゴム組成物を調製する工程において、特定の
脂肪酸及びその誘導体と、アミンとを添加し、加工助剤
として作用させてゴム組成物を製造する方法を提供する
ことを目的とする。本発明のゴム用加工助剤を使用すれ
ば、或いは本発明のゴム組成物の製造方法によれば、特
に、シリカが配合された場合であっても、このシリカを
容易に分散させることができ、優れた練り特性及び加工
性等を有するゴム組成物を得ることができる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides a processing aid for rubber obtained by mixing a specific fatty acid or a derivative thereof with an amine, especially a rubber-based processing aid. It is an object of the present invention to provide a processing aid comprising an amine salt and a rubber composition to which the processing aid is added. Also,
An object of the present invention is to provide a method for producing a rubber composition by adding a specific fatty acid or a derivative thereof and an amine in a step of preparing a rubber composition and acting as a processing aid. If the processing aid for rubber of the present invention is used, or according to the method for producing a rubber composition of the present invention, in particular, even when silica is blended, the silica can be easily dispersed. And a rubber composition having excellent kneading properties and processability can be obtained.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】第1発明のゴム用加工助
剤は、ひまし油を加水分解して得られる脂肪酸及びその
誘導体と、アミンとを混合してなることを特徴とする。
また、第10発明のゴム組成物は、請求項1乃至9のう
ちのいずれか1項に記載のゴム用加工助剤を含有するゴ
ム組成物であって、ゴムを100重量部とした場合に、
上記ゴム用加工助剤が0.5〜5重量部であることを特
徴とする。更に、第11発明のゴム組成物の製造方法
は、ゴム組成物を調製する工程において、ゴム成分に、
ひまし油を加水分解して得られる脂肪酸及びその誘導
体、並びにアミンを添加することを特徴とする。The rubber processing aid of the first invention is characterized by mixing a fatty acid and its derivative obtained by hydrolyzing castor oil with an amine.
A rubber composition according to a tenth aspect of the present invention is a rubber composition containing the rubber processing aid according to any one of claims 1 to 9, wherein the rubber is 100 parts by weight. ,
The rubber processing aid is 0.5 to 5 parts by weight. Further, in the method for producing a rubber composition according to the eleventh invention, in the step of preparing the rubber composition,
A fatty acid and a derivative thereof obtained by hydrolyzing castor oil, and an amine are added.
【0007】上記「ひまし油」は、主成分であるリシノ
ール酸のグリセリドの他、オレイン酸、リノール酸、パ
ルミチン酸及びステアリン酸のグリセリドにより構成さ
れる。これらのグリセリドを加水分解することにより、
ヒドロキシ酸であるリシノール酸と、その他の脂肪酸と
が得られる。上記「脂肪酸及びその誘導体」としては、
第2発明のように、ヒドロキシ酸である「リシノール
酸」が、練り特性を向上させる作用に優れるため好まし
い。また、リノール酸、パルミチン酸及びステアリン酸
にヒドロキシル基を導入して得られるヒドロキシ酸も同
様に使用することができる。The above "castor oil" is composed of glycerides of oleic acid, linoleic acid, palmitic acid and stearic acid, in addition to glycerides of ricinoleic acid, which is the main component. By hydrolyzing these glycerides,
Ricinoleic acid, which is a hydroxy acid, and other fatty acids are obtained. As the above “fatty acids and derivatives thereof”,
As in the second invention, "ricinoleic acid", which is a hydroxy acid, is preferable because of its excellent effect of improving kneading properties. Further, a hydroxy acid obtained by introducing a hydroxyl group into linoleic acid, palmitic acid and stearic acid can also be used.
【0008】上記「アミン」としては、アルキルアミ
ン、アルカノールアミン等、各種のものを使用し得る
が、第3発明のように、脂肪酸及びその誘導体と「アミ
ン塩」を形成し得るものが好ましい。また、第4発明の
ように、「モノアミン」を用いることが好ましく、塩を
形成し易い第一級モノアミンが特に好ましい。この第一
級モノアミンであれば、比較的長鎖のアルキル基を有す
るアミンであっても使用することができるが、メチルア
ミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン
等、短鎖のアルキル基を有するものがより好ましい。更
に、塩は形成され難くなるものの、ジメチルアミン、ジ
エチルアミン、ジプロピルアミン及びジブチルアミン等
の第二級アミン、トリチメルアミン、トリエチルアミン
等の第三級アミン等、特に、短鎖のアルキル基を有する
モノアミンであれば、二級アミン、三級アミンであって
も使用することができる。As the above-mentioned "amine", various ones such as an alkylamine and an alkanolamine can be used, but those which can form an "amine salt" with a fatty acid and its derivative as in the third invention are preferable. Further, as in the fourth invention, it is preferable to use a “monoamine”, and a primary monoamine which easily forms a salt is particularly preferable. As long as the primary monoamine is an amine having a relatively long chain alkyl group, an amine having a short chain alkyl group such as methylamine, ethylamine, propylamine and butylamine can be used. More preferred. Further, although salts are difficult to form, secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, dipropylamine and dibutylamine, tertiary amines such as trithymamine and triethylamine, and particularly, have a short-chain alkyl group As long as it is a monoamine, a secondary amine or a tertiary amine can be used.
【0009】また、アミンとしては、第5発明のよう
に、「アルカノールアミン」を用いることが好ましい。
このヒドロキシル基を有するアミンを使用すれば、ゴム
組成物の練り特性及び加工性がより向上する。このアル
カノールアミンとしても短鎖のアルキル基を有するもの
が好ましく、第6発明のように、「モノ、ジ及びトリエ
タノールアミン」が特に好ましい。アルカノールアミン
としては、N−メチルエタノールアミン、N,N−ジメ
チルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールア
ミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、ジメチルエ
タノールアミン等のモノアミン、及びアミノエチルエタ
ノールアミン等のジアミンなどを用いることもできる。
更に、モノ、ジ及びトリイソプロパノールアミンを使用
することもできる。As the amine, it is preferable to use "alkanolamine" as in the fifth invention.
The use of the amine having a hydroxyl group further improves the kneading characteristics and processability of the rubber composition. As this alkanolamine, those having a short-chain alkyl group are preferable, and as in the sixth invention, "mono, di and triethanolamine" are particularly preferable. Examples of the alkanolamine include monoamines such as N-methylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine and dimethylethanolamine, and diamines such as aminoethylethanolamine. Etc. can also be used.
In addition, mono, di and triisopropanolamine can also be used.
【0010】脂肪酸及びその誘導体とアミンとは適宜の
量比で混合し、加工助剤とすることができるが、特に、
アミンがアルカノールアミンである場合など、第7発明
のように、脂肪酸及びその誘導体1モルに対して、アミ
ンを「0.5〜2モル」とすることが好ましい。アミ
ン、特に、エタノールアミン等のアルカノールアミンが
0.5モル未満である場合は、強酸性を有する脂肪酸等
が過剰となり、加工助剤そのものも強酸性となって加硫
が阻害されるため好ましくない。一方、エタノールアミ
ン等が2モルを越える場合は、このアミンによる加硫促
進の作用が強くなり、通常の加硫反応が損なわれること
がある。このアミンの量比は、脂肪酸及びその誘導体1
モルに対して、特に0.7〜1.7モル、更には0.8
〜1.3モルとすることが好ましい。この範囲の量比の
アミンを使用すれば、ゴム組成物の練り特性、加工性は
十分に向上し、加硫反応が損なわれることもない。The fatty acid and its derivative and the amine can be mixed at an appropriate ratio to obtain a processing aid.
When the amine is an alkanolamine, as in the seventh invention, it is preferable to set the amine to "0.5 to 2 mol" with respect to 1 mol of the fatty acid and its derivative. When the amount of amine, particularly alkanolamine such as ethanolamine, is less than 0.5 mol, fatty acid having strong acidity becomes excessive, and the processing aid itself becomes strong acid and vulcanization is inhibited, which is not preferable. . On the other hand, when the amount of ethanolamine or the like exceeds 2 mol, the effect of accelerating vulcanization by this amine becomes strong, and the normal vulcanization reaction may be impaired. The amount ratio of this amine is determined by the fatty acid and its derivative 1
In particular, 0.7 to 1.7 mol, more preferably 0.8 mol,
It is preferable to set it to 1.3 mol. When the amine having a ratio in this range is used, the kneading properties and processability of the rubber composition are sufficiently improved, and the vulcanization reaction is not impaired.
【0011】脂肪酸及びその誘導体とアミンとを混合し
てなる、特に、アミン塩となったゴム用加工助剤は、第
10発明のように、ゴム成分を100重量部とした場合
に、「0.5〜5重量部」配合することが好ましい。加
工助剤の配合量が0.5重量部未満では、ねり特性及び
加工性が十分に向上しないことがある。一方、5重量部
を越えて多量に配合すると、粘着性が増し、却って加工
性が低下する傾向にある。この配合量は、特に、1〜4
重量部、更には1.5〜3重量部とすることが好まし
い。この範囲の配合量であれば、ゴム組成物のねり特性
及び加工性をより確実に向上させることができ、第10
発明の優れた性能のゴム組成物を容易に得ることができ
る。The rubber processing aid obtained by mixing a fatty acid or a derivative thereof with an amine, particularly in the form of an amine salt, has a value of “0” when the rubber component is 100 parts by weight as in the tenth invention. 0.5-5 parts by weight ". If the amount of the processing aid is less than 0.5 part by weight, the torsion characteristics and processability may not be sufficiently improved. On the other hand, if the amount is more than 5 parts by weight, the tackiness tends to increase, and the workability tends to decrease. This compounding amount is, in particular, 1 to 4
Parts by weight, and more preferably 1.5 to 3 parts by weight. With the compounding amount in this range, the torsion characteristics and processability of the rubber composition can be more reliably improved, and
The rubber composition of the present invention having excellent performance can be easily obtained.
【0012】本発明の脂肪酸及びその誘導体と、アミ
ン、特に、アルカノールアミンとを混合してなるゴム用
加工助剤は、融点が比較的高く、0℃程度で凝固するも
のが多い。そのため、寒冷地、或いは温暖な地域であっ
ても冬季には固化してしまって取り扱い難い場合があ
る。そこで、第8発明のように、脂肪酸等とアミンに、
さらに多孔質体を混合し、脂肪酸のアミン塩等を多孔質
体に吸着させ、粉体として使用することが好ましい。こ
のように粉体であれば、環境温度にかかわりなく作業す
ることができる。The rubber processing aid obtained by mixing the fatty acid and its derivative of the present invention with an amine, especially an alkanolamine, has a relatively high melting point and often solidifies at about 0 ° C. For this reason, even in a cold region or a warm region, it may be hardened in the winter and difficult to handle. Therefore, as in the eighth invention, the fatty acid and the amine are
Further, it is preferable that the porous body is mixed and the amine salt of a fatty acid or the like is adsorbed on the porous body and used as a powder. Thus, if it is a powder, it can work regardless of environmental temperature.
【0013】上記「多孔質体」としては、シリカ、アル
ミナ、酸化マグネシウム、酸化チタニウム、酸化ジルコ
ニウム、カーボンブラック及びゼオライト等を使用する
ことができる。この多孔質体としては、第9発明のよう
に、加硫剤等の他の助剤に影響を及ぼすことがなく、且
つ他の助剤とともに容易にマスターバッチを調製するこ
とができる「シリカ」が好ましい。特に、粒径が5〜1
00μmであり、吸油量が100〜300cc/100
g(1〜3cc/g)であるシリカ、また、BET表面
積が10〜600m2 /gのシリカがより好ましい。
更に、加硫ゴムの補強を目的として配合されることの多
いカーボンブラックも好ましく、これらシリカとカーボ
ンブラックとの併用も有用である。As the above "porous material", silica, alumina, magnesium oxide, titanium oxide, zirconium oxide, carbon black, zeolite and the like can be used. As this porous body, as in the ninth invention, “silica” which does not affect other auxiliaries such as a vulcanizing agent and can easily prepare a masterbatch together with other auxiliaries is used. Is preferred. Particularly, the particle size is 5 to 1
And the oil absorption is 100 to 300 cc / 100.
g (1-3 cc / g), and silica having a BET surface area of 10-600 m 2 / g is more preferable.
Further, carbon black, which is often blended for the purpose of reinforcing vulcanized rubber, is also preferable, and a combination of these silica and carbon black is also useful.
【0014】脂肪酸等とアミンとを混合したもの、特
に、脂肪酸のアミン塩等とシリカなどの多孔質体との量
比は、脂肪酸のアミン塩等を100重量部とした場合
に、多孔質体を20〜80重量部とすることが好まし
い。多孔質体が20重量部未満である場合は、脂肪酸の
アミン塩等の相当部分が吸着されずに残ってしまい、加
工助剤が低温時に凝固してしまうため好ましくない。一
方、多孔質体が80重量部であれば、脂肪酸のアミン塩
等のすべてが多孔質体に吸着され、脂肪酸のアミン塩等
が吸着されずに残ることはない。多孔質体の量比は、特
に30〜70重量部、更には40〜60重量部とするこ
とが好ましい。多孔質体の量比がこの範囲であれば、脂
肪酸のアミン塩等の全量が確実に多孔質体に吸着され、
加工助剤を粉体とすることができる。尚、このシリカと
しては、タイヤトレッド用ゴム組成物等に一般に使用さ
れているものをそのまま用いることができる。A mixture of a fatty acid or the like and an amine, in particular, the ratio of the amine salt of the fatty acid or the like to the porous body such as silica is such that when the amine salt or the like of the fatty acid is 100 parts by weight, Is preferably 20 to 80 parts by weight. If the amount of the porous body is less than 20 parts by weight, a considerable portion of the amine salt of the fatty acid or the like remains without being adsorbed, and the processing aid solidifies at a low temperature, which is not preferable. On the other hand, when the porous body is 80 parts by weight, all of the fatty acid amine salt and the like are adsorbed on the porous body, and the fatty acid amine salt and the like do not remain without being adsorbed. The amount ratio of the porous body is preferably 30 to 70 parts by weight, more preferably 40 to 60 parts by weight. If the ratio of the amount of the porous body is within this range, the entire amount of the amine salt of the fatty acid or the like is surely adsorbed on the porous body,
The processing aid can be a powder. As the silica, those generally used in rubber compositions for tire treads and the like can be used as they are.
【0015】本発明のゴム用加工助剤は、各種のゴムの
加工において助剤として使用することができる。このゴ
ム成分としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム
(IR)、ブタジエンゴム(BR)及びスチレン・ブタ
ジエンゴム(SBR)等、各種の合成ゴム等が挙げられ
る。これらのゴムは、従来よりタイヤトレッド等に用い
られているゴム組成物の配合において一般に使用されて
いるものであり、これらのゴムは1種のみを用いてもよ
いし、2種以上を併用してもよい。このゴム成分として
は、特に、NR及びIRのうちの少なくとも一方と、B
R及びSBRのうちの少なくとも一方とを併用すること
が好ましく、このような併用によって優れた耐摩耗性等
を有するタイヤなどのゴム成形品を得ることができる。The rubber processing aid of the present invention can be used as an auxiliary in processing various rubbers. Examples of the rubber component include various synthetic rubbers such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), and styrene-butadiene rubber (SBR). These rubbers are generally used in the compounding of rubber compositions conventionally used in tire treads and the like, and these rubbers may be used alone or in combination of two or more. You may. As the rubber component, in particular, at least one of NR and IR, and B
It is preferable to use at least one of R and SBR together, and a rubber molded article such as a tire having excellent wear resistance and the like can be obtained by such combination.
【0016】NR、IRとBR、SBRとの量比は特に
限定されないが、これらのゴムの合計量を100重量部
とした場合に、NR及びIRを20〜60重量部、BR
及びSBRを80〜40重量部とすることが好ましい。
この量比は、NR及びIRを25〜55重量部、特に3
5〜45重量部、BR及びSBRを75〜45重量部、
特に65〜55重量部とすることがより好ましい。この
ようなゴム成分を使用すれば、特にタイヤトレッド等と
して用いた場合に、優れた耐摩耗性、耐久性等を有する
成形品とすることができる。尚、このゴム成分には、ゴ
ム組成物の練り特性、加工性等、及び加硫ゴムの耐摩耗
性等を損なうことのない量比で他のゴムを併用すること
もできる。The ratio of the amounts of NR and IR to BR and SBR is not particularly limited. When the total amount of these rubbers is 100 parts by weight, the NR and IR are 20 to 60 parts by weight, BR is
And SBR is preferably 80 to 40 parts by weight.
This ratio is such that the NR and IR are 25 to 55 parts by weight, in particular 3
5 to 45 parts by weight, 75 to 45 parts by weight of BR and SBR,
In particular, the content is more preferably 65 to 55 parts by weight. When such a rubber component is used, a molded article having excellent abrasion resistance, durability and the like can be obtained, particularly when used as a tire tread or the like. It should be noted that other rubbers can be used in combination with this rubber component in a quantitative ratio that does not impair the kneading characteristics, processability, etc. of the rubber composition, and the abrasion resistance, etc. of the vulcanized rubber.
【0017】本発明のゴム用加工助剤は、NR、IR、
BR及びSBR等、タイヤに用いられるゴム成分の加工
助剤として有用である。この加工助剤は、予めゴム成分
に添加しておいてもよいし、シリカ、カーボンブラック
等、他の配合剤に添加しておいて、それらとともにゴム
成分に添加してもよい。また、第11発明のように、ゴ
ム組成物を調製する混練工程において、この加工助剤の
成分である脂肪酸及びその誘導体、或いはアミンを、同
時に或いは別々に添加することもできる。この加工助剤
によって、シリカ、カーボンブラック或いは軟化剤等、
各種助剤のゴム成分への添加、混練が容易となり、シリ
カ等が迅速、且つ均一にゴム成分中に分散する。そのた
め、ゴム組成物の混練、分散に要する時間が短縮され、
長時間の混練による物性の低下が抑えられる。また、シ
リカ等の分散が良好であるため、その補強効果等が大き
くなり、加硫ゴムの耐摩耗性、耐久性等が十分に向上す
る。The rubber processing aid of the present invention comprises NR, IR,
It is useful as a processing aid for rubber components used in tires such as BR and SBR. This processing aid may be added to the rubber component in advance, or may be added to another compounding agent such as silica or carbon black, and may be added to the rubber component together therewith. Further, as in the eleventh invention, in the kneading step of preparing the rubber composition, fatty acids and derivatives thereof, or amines, which are components of the processing aid, can be added simultaneously or separately. By this processing aid, silica, carbon black or softener, etc.
Addition and kneading of various auxiliaries to the rubber component become easy, and silica and the like are rapidly and uniformly dispersed in the rubber component. Therefore, the time required for kneading and dispersing the rubber composition is reduced,
A decrease in physical properties due to prolonged kneading can be suppressed. Further, since the dispersion of silica and the like is good, the reinforcing effect and the like are increased, and the wear resistance and durability of the vulcanized rubber are sufficiently improved.
【0018】尚、ゴム組成物において、一般に、加硫ゴ
ムの物性の向上を目的として使用されるシリカの配合量
は、ゴム成分を100重量部とした場合に、10〜80
重量部とすることが好ましい。このシリカが10重量部
未満では、特に脂肪酸のアミン塩等の加工助剤の添加量
が少ない場合に、加硫ゴムの耐摩耗性が低下することが
ある。また、ゴム組成物のムーニー粘度が低く、練り特
性が十分に向上しない。一方、この配合量が80重量部
を越える場合は、ムーニー粘度が高くなりすぎ、十分な
ゴム特性及び練り特性を得ることができない。シリカの
配合量は、特に、30〜80重量部とすることが好まし
い。この範囲の配合量であれば、より優れた練り特性及
び加工性を有するゴム組成物が得られ、加硫ゴムの耐摩
耗性等も十分に向上する。In the rubber composition, silica is generally used for the purpose of improving the physical properties of the vulcanized rubber in an amount of 10 to 80 when the rubber component is 100 parts by weight.
It is preferable to use parts by weight. If this silica is less than 10 parts by weight, the abrasion resistance of the vulcanized rubber may decrease, especially when the amount of processing aids such as amine salts of fatty acids is small. Further, the Mooney viscosity of the rubber composition is low, and the kneading characteristics are not sufficiently improved. On the other hand, if the amount exceeds 80 parts by weight, the Mooney viscosity becomes too high, and sufficient rubber properties and kneading properties cannot be obtained. The amount of silica is particularly preferably 30 to 80 parts by weight. When the amount is within this range, a rubber composition having more excellent kneading characteristics and processability can be obtained, and the abrasion resistance and the like of the vulcanized rubber can be sufficiently improved.
【0019】また、加硫ゴムの補強を目的として配合さ
れるカーボンブラックは、ゴム成分を100重量部とし
た場合に、200重量部以下の配合量とすることが好ま
しい。この配合量は、特に150重量部以下、更には1
00重量部以下とすることが好ましい。カーボンブラッ
クが200重量部を越える場合は、ゴム組成物の練り特
性及び加工性が低下し、且つ破断伸びの低下等、加硫ゴ
ムが硬く、脆くなる傾向にある。また、シリカとカーボ
ンブラックとを併用することもでき、その場合は、シリ
カを20〜50重量部、カーボンブラックを30〜50
重量部、それらの合計量を50〜100重量部とするこ
とが好ましい。シリカとカーボンブラックの配合量をこ
の範囲とすれば、優れた練り特性と加工性を有するゴム
組成物が得られ、且つ得られる加硫ゴムの強度、耐摩耗
性等が十分に向上する。The amount of the carbon black compounded for the purpose of reinforcing the vulcanized rubber is preferably 200 parts by weight or less when the rubber component is 100 parts by weight. This compounding amount is preferably 150 parts by weight or less, and more preferably 1 part by weight.
It is preferably not more than 00 parts by weight. When the carbon black content exceeds 200 parts by weight, the vulcanized rubber tends to be hard and brittle, for example, the kneading properties and processability of the rubber composition are reduced, and the elongation at break is reduced. In addition, silica and carbon black can be used in combination. In this case, silica is used in an amount of 20 to 50 parts by weight, and carbon black is used in an amount of 30 to 50 parts.
It is preferable that the total amount thereof be 50 to 100 parts by weight. When the compounding amount of silica and carbon black is in this range, a rubber composition having excellent kneading characteristics and processability can be obtained, and the strength, wear resistance and the like of the obtained vulcanized rubber can be sufficiently improved.
【0020】更に、本発明のゴム組成物では、この種の
ゴム組成物において一般に使用されている他の助剤を適
宜用いることができる。そのような助剤としては、イオ
ウ等の加硫剤、アルデヒド−アミン類、グアニジン類等
の加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸等の加硫促進助剤
などを使用することができる。また、アミン類、フェノ
ール類等の老化防止剤、プロセス油等の軟化剤などの
他、粘着付与剤、可塑剤などを用いることができる。こ
れらの助剤の添加量は通常用いられている程度とするこ
とができる。Further, in the rubber composition of the present invention, other auxiliaries generally used in this type of rubber composition can be appropriately used. As such an auxiliary, a vulcanization accelerator such as sulfur, a vulcanization accelerator such as aldehyde-amines and guanidines, and a vulcanization accelerator such as zinc white and stearic acid can be used. In addition, an antioxidant such as amines and phenols, a softening agent such as process oil, and the like, a tackifier, a plasticizer, and the like can be used. The addition amount of these auxiliaries can be set to a level usually used.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により更に
詳しく説明する。 1)使用したゴム成分及び助剤 NR(天然ゴム);SMR CV60 ゴム用加工助剤;トリエタノールアンモニウムリシレ
ート(本発明品) リシノール酸ブチルエステル(従来品) シリカ;デグサ社製、商品名「ウルトラジルVN3」 カーボンブラック;昭和キャボット株式会社製、商品
名「N−220」 NRを除く各成分の量比は表1の通りである。尚、表1
の数値はNRを100重量部とした場合の重量部を表わ
す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. 1) Rubber Component and Auxiliary Used NR (Natural Rubber); SMR CV60 Rubber Processing Aid; Triethanolammonium Resilate (Product of the Present Invention) Ricinoleic Acid Butyl Ester (Conventional Product) Silica; Ultrasil VN3 "carbon black; manufactured by Showa Cabot Co., Ltd., trade name" N-220 "The ratio of each component except NR is as shown in Table 1. Table 1
Are parts by weight when NR is 100 parts by weight.
【0022】2)その他の助剤及び添加量 ステアリン酸;新日本理化株式会社製、商品名「50
s」、1重量部 プロセスオイル;富士興産株式会社製、商品名「フッ
コール#3」、10重量部 加硫促進剤;大内新興化学工業株式会社製;商品名
「ノクセラーNS」、1.2重量部 イオウ;鶴見化学株式会社製、商品名「サルファクス
200S」、2重量部2) Other auxiliaries and amounts added Stearic acid; trade name "50" manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.
s ", 1 part by weight process oil; manufactured by Fujikosan Co., Ltd., trade name" Fucor # 3 ", 10 parts by weight vulcanization accelerator; Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd .; trade name" Noxeller NS ", 1.2 Parts by weight Sulfur; Tsurumi Chemical Co., Ltd., trade name "Sulfax 200S", 2 parts by weight
【0023】3)ゴム組成物の調製方法 ゴム成分であるNRを、容量3リッターの二軸混練機に
よって、ローター回転数500rpm、温度100℃の
条件下、1分間混練した。その後、所定量のトリエタノ
ールアンモニウムリシレート等、並びにシリカ及びカー
ボンブラックのうちの少なくとも一方と、加硫剤である
イオウと加硫促進剤とを除くその他の助剤を配合して、
さらに5分間混練した。次いで、この混練物にイオウと
加硫促進剤とを添加し、間隙が4mmの一対の8インチ
ロールからなる混練ロールによって、50℃で5分間混
練し、ゴム組成物を調製した。その後、このゴム組成物
を用いて混練時のムーニー粘度及び加硫ゴムのtc90
及び分散度を測定した。結果を表1に併記する。3) Method for Preparing Rubber Composition NR as a rubber component was kneaded for 1 minute at a rotor rotation speed of 500 rpm and a temperature of 100 ° C. using a 3-liter capacity twin-screw kneader. Thereafter, a predetermined amount of triethanolammonium resylate and the like, and at least one of silica and carbon black, and other auxiliary agents except sulfur and a vulcanization accelerator as a vulcanizing agent are blended,
Kneading was continued for another 5 minutes. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the kneaded product, and the mixture was kneaded at 50 ° C. for 5 minutes by a kneading roll composed of a pair of 8-inch rolls having a gap of 4 mm to prepare a rubber composition. Then, using this rubber composition, Mooney viscosity during kneading and tc90 of the vulcanized rubber were determined.
And the degree of dispersion. The results are also shown in Table 1.
【0024】4)試験方法 ムーニー粘度;JIS K 6300(ローターの形
別;L、予熱時間;1分、ローターの作動時間;4分、
試験温度;125℃) tc90;JIS K 6300に準ずる粘度計を使
用(振幅角;1°、試験温度;160℃)し、加硫曲線
における粘度の上昇を経時的に観察し、粘度が上限値の
90%に達した時の時間を読み取る。この時間が短いほ
ど短時間で混練機に加わるトルクが減少し、短時間で加
工することができ、所謂、立ち上がりのよい加工性が得
られる。 分散度;ISO/DIN1345に準ずる分散度計を
使用し、160℃で20分間加硫した10×15×50
mmの加硫シートについて測定した。分散物の単位体積
当たりの表面積を測定するものであり、数値が大きいほ
ど分散性に優れている。4) Test method Mooney viscosity: JIS K 6300 (rotor type: L, preheating time: 1 minute, rotor operating time: 4 minutes,
(Test temperature; 125 ° C.) tc90: Use a viscometer in accordance with JIS K 6300 (amplitude angle: 1 °, test temperature: 160 ° C.), observe the increase in viscosity in the vulcanization curve over time, and adjust the viscosity to the upper limit. The time when 90% is reached is read. As this time is shorter, the torque applied to the kneading machine is reduced in a shorter time, and processing can be performed in a shorter time, and so-called workability with a good start can be obtained. Dispersion degree: 10 × 15 × 50 which was vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes using a dispersometer according to ISO / DIN1345.
mm of the vulcanized sheet. The surface area per unit volume of the dispersion is measured. The larger the value, the better the dispersibility.
【0025】(1)トリエタノールアンモニウムリシレ
ートと、シリカ及びカーボンブラックのうちの少なくと
も一方との併用 表1のように、本発明のゴム用加工助剤であるトリエタ
ノールアンモニウムリシレートと、従来の助剤であるエ
ステルの、加工助剤としての性能を比較した。また、シ
リカとカーボンブラックについても同様に比較し、評価
した。(1) Combination of triethanolammonium resylate and at least one of silica and carbon black As shown in Table 1, triethanolammonium resylate, a processing aid for rubber of the present invention, and conventional The performance of the ester as a processing aid as a processing aid was compared. Further, silica and carbon black were similarly compared and evaluated.
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】表1の結果によれば、リシノール酸ブチル
エステルを添加した実験例2では、それが添加されてい
ない実験例1に比べて、ムーニー粘度が低下し、tc9
0及び分散度も僅かではあるが向上している。このよう
に、従来の加工助剤であるエステルも加工性を改良する
作用を有していることが分かる。しかし、これら実験例
1及び2におけるエステルに代えて、トリエタノールア
ンモニウムリシレートを添加した実験例7では、ムーニ
ー粘度、tc90及び分散度のいずれも実験例2に比べ
て相当に向上しており、本発明の加工助剤による加工性
の向上は明らかである。このことは、シリカとカーボン
ブラックを併用した実験例3及び4と、実験例8との比
較、並びにシリカを用いた実験例5及び6と、実験例9
との比較においてもまったく同様であり、本発明の加工
助剤の優れた性能が裏付けられている。According to the results in Table 1, the Mooney viscosity was lower in Experimental Example 2 in which butyl ricinoleate was added than in Experimental Example 1 in which butyl ricinoleate was not added, and tc9
0 and the degree of dispersion are also slightly improved. Thus, it can be seen that the ester, which is a conventional processing aid, also has the effect of improving processability. However, in Experimental Example 7 in which triethanolammonium lysylate was added instead of the ester in Experimental Examples 1 and 2, all of the Mooney viscosity, tc90, and dispersity were significantly improved as compared to Experimental Example 2. The improvement in workability by the processing aid of the present invention is apparent. This indicates that Experimental Examples 3 and 4 using silica and carbon black in combination and Experimental Example 8, and Experimental Examples 5 and 6 using silica and Experimental Example 9
This is exactly the same in comparison with the above, and the excellent performance of the processing aid of the present invention is supported.
【0028】また、特に、tc90と分散度では、本発
明の加工助剤であるリシレートの効果が大きく、更には
多孔質体としてシリカを使用した場合において、より大
きな効果が得られている。即ち、実験例1〜9によれ
ば、シリカとカーボンブラックとでは、従来からいわれ
ているように、全般にシリカを配合した場合に加工性及
び分散性が低下してはいる。しかし、これがエステル或
いはリシレートの添加によって向上しており、しかも、
図1によって明らかな通り、本発明の加工助剤であるリ
シレートでは、分散度がより大きく向上している。特
に、シリカを用いた場合に効果が大きく、本発明の加工
助剤が、従来、ゴムへの分散が容易ではなかったシリカ
を配合したゴム組成物において非常に有用であることが
理解される。In particular, with respect to tc90 and the degree of dispersion, the effect of resilate, which is a processing aid of the present invention, is large. Further, when silica is used as the porous material, a greater effect is obtained. That is, according to Experimental Examples 1 to 9, the workability and dispersibility of silica and carbon black are reduced as a whole, when silica is blended, as conventionally known. However, this has been improved by the addition of esters or lysates, and
As is evident from FIG. 1, the resiliency, which is the processing aid of the present invention, has a much higher degree of dispersion. In particular, the effect is large when silica is used, and it is understood that the processing aid of the present invention is very useful in a rubber composition containing silica, which has heretofore not been easily dispersed in rubber.
【0029】尚、図1において、向上率とは、実験例1
と実験例2又は実験例7、実験例3と実験例4又は実験
例8、及び実験例5と実験例6又は実験例9との比較に
おいて、それぞれ改良された分散度の数値から改良前の
分散度の数値を減じ、それを改良前の分散度の数値によ
って除し、100倍した値である。In FIG. 1, the improvement rate refers to the experimental example 1.
And Experimental Example 2 or Experimental Example 7, Experimental Example 3 and Experimental Example 4 or Experimental Example 8, and Experimental Example 5 and Experimental Example 6 or Experimental Example 9. This is a value obtained by subtracting the numerical value of the degree of dispersion and dividing it by the numerical value of the degree of dispersion before the improvement, and multiplying by 100.
【0030】(2)脂肪酸とアミンとのモル比の検討 表1における実験例8において、リシノール酸とトリエ
タノールアミンとのモル比を変化させ、その加工助剤と
しての性能を評価した。(2) Examination of the molar ratio between fatty acid and amine In Experimental Example 8 in Table 1, the molar ratio between ricinoleic acid and triethanolamine was changed, and the performance as a processing aid was evaluated.
【0031】[0031]
【表2】 [Table 2]
【0032】表2の結果によれば、脂肪酸の量比が高い
実験例10では、加硫が阻害されtc90が長くなって
いる。一方、アミンの量比の高い実験例13では、加硫
は促進されるものの、分散度が低下している。このよう
に、脂肪酸とアミンとの量比によってtc90と分散度
は相反する傾向にあり、各特性のバランスを考慮すれ
ば、1モルの脂肪酸に対して、0.5〜2モルのアミン
を使用した場合に、より好ましい性能を有する加工助剤
が得られることが分かる。According to the results shown in Table 2, in Experimental Example 10 in which the ratio of fatty acids was high, vulcanization was inhibited and tc90 was increased. On the other hand, in Experimental Example 13 in which the amine ratio was high, vulcanization was promoted, but the degree of dispersion was low. As described above, tc90 and the degree of dispersion tend to be contradictory depending on the amount ratio of the fatty acid to the amine, and in consideration of the balance of each property, 0.5 to 2 mol of amine is used for 1 mol of fatty acid. In this case, it is found that a processing aid having more preferable performance can be obtained.
【0033】[0033]
【発明の効果】第1発明のゴム用加工助剤によれば、特
に、シリカを配合したゴム組成物であっても、第10発
明のように、加工性、分散性に優れたゴム組成物を得る
ことができる。特に、第2発明の特定の脂肪酸誘導体
と、第3乃至6発明の特定のアミンとを使用することに
よって、より優れた性能のゴム用加工助剤とすることが
できる。また、第8及び9発明のように、加工助剤をシ
リカ等の多孔質体に吸着させることにより、さらに優れ
た性能の加工助剤とすることもできる。According to the rubber processing aid of the first invention, the rubber composition having excellent processability and dispersibility as described in the tenth invention, even if the rubber composition contains silica in particular. Can be obtained. In particular, by using the specific fatty acid derivative of the second invention and the specific amine of the third to sixth inventions, a processing aid for rubber having more excellent performance can be obtained. Further, as in the eighth and ninth inventions, by adsorbing the processing aid to a porous body such as silica, the processing aid can be further improved in performance.
【0034】更に、第11発明のゴム組成物の製造方法
によれば、その調製工程において、ゴム成分に特定の脂
肪酸及びその誘導体と、アミンとを添加することによ
り、容易に加工性、分散性に優れたゴム組成物を製造す
ることができる。Further, according to the method for producing a rubber composition of the eleventh invention, in the preparation step, a specific fatty acid and a derivative thereof and an amine are added to the rubber component to easily process and disperse the rubber. The rubber composition excellent in the above can be produced.
【図1】本発明のゴム用加工助剤が、特に、シリカが配
合されたゴム組成物において、従来のものに比べて優れ
た性能を有することを示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing that the rubber processing aid of the present invention has superior performance, in particular, in a rubber composition containing silica, as compared with a conventional rubber composition.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI //(C08K 5/00 5:09 5:17) (C08K 13/04 7:26 5:09 5:17) Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // (C08K 5/00 5:09 5:17) (C08K 13/04 7:26 5:09 5:17)
Claims (14)
及びその誘導体と、アミンとを混合してなることを特徴
とするゴム用加工助剤。1. A rubber processing aid comprising a mixture of a fatty acid and a derivative thereof obtained by hydrolyzing castor oil and an amine.
1記載のゴム用加工助剤。2. The rubber processing aid according to claim 1, wherein the derivative is ricinoleic acid.
体と塩を形成し得る請求項1又は2記載のゴム用加工助
剤。3. The rubber processing aid according to claim 1, wherein the amine is capable of forming a salt with the fatty acid and the derivative.
乃至3のうちのいずれか1項に記載のゴム用加工助剤。4. The method of claim 1, wherein said amine is a monoamine.
4. The processing aid for rubber according to any one of the above-mentioned items.
請求項1乃至4のうちのいずれか1項に記載のゴム用加
工助剤。5. The rubber processing aid according to claim 1, wherein the amine is an alkanolamine.
ルアミン、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミ
ンのうちの少なくとも1種である請求項5記載のゴム用
加工助剤。6. The rubber processing aid according to claim 5, wherein the alkanolamine is at least one of monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine.
て、上記アミンが0.5〜2モルである請求項1乃至6
のうちのいずれか1項に記載のゴム用加工助剤。7. The amine according to claim 1, wherein said amine is 0.5 to 2 mol per 1 mol of said fatty acid and said derivative.
The processing aid for rubber according to any one of the above.
うちのいずれか1項に記載のゴム用加工助剤。8. The rubber processing aid according to claim 1, which is obtained by mixing a porous body.
載のゴム用加工助剤。9. The rubber processing aid according to claim 8, wherein the porous body is silica.
に記載のゴム用加工助剤を含有するゴム組成物であっ
て、ゴム成分を100重量部とした場合に、上記ゴム用
加工助剤が0.5〜5重量部であることを特徴とするゴ
ム組成物。10. A rubber composition containing the processing aid for rubber according to claim 1, wherein the rubber component is 100 parts by weight, and the rubber processing aid is a rubber composition. A rubber composition characterized in that the auxiliary agent is 0.5 to 5 parts by weight.
ゴム成分に、ひまし油を加水分解して得られる脂肪酸及
びその誘導体、並びにアミンを添加することを特徴とす
るゴム組成物の製造方法。11. In the step of preparing a rubber composition,
A method for producing a rubber composition, comprising adding a fatty acid and its derivative obtained by hydrolyzing castor oil and an amine to a rubber component.
記アミンがアルカノールアミンである請求項11記載の
ゴム組成物の製造方法。12. The method according to claim 11, wherein the derivative is ricinoleic acid, and the amine is an alkanolamine.
合する請求項11又は12記載のゴム組成物の製造方
法。13. The method for producing a rubber composition according to claim 11, wherein a porous body is blended in the preparation step.
1乃至13のうちのいずれか1項に記載のゴム組成物の
製造方法。14. The method according to claim 1, wherein the porous body is silica.
14. The method for producing the rubber composition according to any one of 1 to 13.
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