JPS5927932A - タイヤトレツド用ゴム組成物の製造法 - Google Patents

タイヤトレツド用ゴム組成物の製造法

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JPS5927932A
JPS5927932A JP13639482A JP13639482A JPS5927932A JP S5927932 A JPS5927932 A JP S5927932A JP 13639482 A JP13639482 A JP 13639482A JP 13639482 A JP13639482 A JP 13639482A JP S5927932 A JPS5927932 A JP S5927932A
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glass transition
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composition
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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はタイヤトレッド用ゴム組成物の製造法に関し
、とくに該ゴム組成物に特定のカーボンブラックが特定
のジエン系ゴムに偏在するミクロの組成を与え、これに
よってタイヤトレッドの耐ウェツト性、耐摩耗性および
耐発熱性を、これら8特性のいずれかの少なくとも低下
を伴うことなく、均衡して改良しfcタイヤトレッド用
ゴム組成物の製造方法に関する。
タイヤトレッド用配合の開発に当って、最近とくに耐発
熱性、耐ウェツト性等の安全性と耐摩耗性、耐転勤抵抗
性等の経済性の両方を均衡して改良することが望まれる
ようになった。
しかしながら、従来の方法では、耐摩耗性と耐発熱4牙
改良すると酬ウェット性が低下し、耐ウェツト11とi
1M犀粍性を改良すると1jllJ発熱性か低下す゛る
などという不利がおこるので、これらの安全性と経済性
を均衡して改良することは成功していない。
かかる緒特性の均衡した改良を目指すものとして、耐摩
耗性および+tu4ウェット性の改良をトレッドゴム・
によって行へい、これに伴う耐発熱性等の低下Qま1l
Jt摩耗性および耐ウェツト性に影響しないトレッドゴ
ム以外の部分で対策をする新しい試みが挙げられるが、
この場合も別な均衡をこねし/l:。
り製造工程を復雑化する等の新/こな問題がおこり到底
満足すべきものではない。
別に特開昭54−50545号公報記載のガラス)転移
(高度の)′4なる重合体をブレンドする方法が見られ
るが、この場合ガラス転移一度50〜70“’c (/
:)徂gi j、jiを使用するので耐発熱性が低下す
るため大型タイヤ・\の適用は困難である。
′1.7こ特開昭56−82527汀公報記載の発明に
よれば耐転勤抵抗性を改良するためにトレッドゴムとし
てハロゲン化ブチルを使用し、そのためニ起こる耐摩耗
性の低下をカーボンの分散を良くする目的でカーボンブ
ラックを2度に分けて投入混練する2段混練で補う方法
もあるが、発明者らの試験ではこれでは大型タイヤの耐
摩耗性の低下は補いきれないことがわかった。
この発明の目的は、バイクなどの小型タイヤから建設車
両用大型タイヤに至るまでのすべてのタイヤに適用でき
、耐摩耗性、耐ウェツト性および耐発熱性のいずれをも
少なくとも低下させることなく、これらの特性を均衡し
て顕著に改良することのできるタイヤトレッド用ゴム組
成物の製造法を提供することである。
この発明の目的は、前記のごと〈従来の方法では未だ達
成されていないが、発明者らは、ゴムの混合およびこれ
とカーボンブラックとの混合について研究を本ねている
うちに、種類の異なるゴムおよびカーボンブラックを均
一に分散させるというゴム組成物製造法の従来の概念2
越えて、特定のゴムと特定のカーボンブラックとの補強
関係をrJA紳後もできるだけ維持するミクロの組成を
トレッド用ゴム組成物に付与することによってコ゛ムの
111も能改良の新たな可能性を探るべきであるという
考えに到達しr(。
そこでかかる特別のミクロの組成を実現する方法とこれ
+ +1+1記のこの発明の目的の達成に結びつけるこ
とについて独々検tt=t bた結果この発明に到達し
たのである。
この発明はガラス転移温度がlO°C以上異なる少なく
とも21屯のジエン糸ゴムと平均粒子径が6mμ以上異
なる少なくとも2鴎のカーボンブラックを含む加硫可能
なタイヤトレッド用コ゛ム組成物のM造において、 (イ) ガラス転移一度が低い方のジエン系コ゛ムと平
均粒子径が大きい方のカーボンブラックを選び、かつこ
のカーボンブラックの1に郁該コ゛ム組成物によ1れる
全カーボンブラックIIlの15zm%以上用いる、 (ロ) ガラス転移温度が高い方のジエン系コ゛ムと平
均粒子径が小さい方のカーボンブラックを選へかつこの
カーボンブラックの量を該ゴム組成物に含まれる全カー
ボンブラック量のlo虚ffi%以上用いる、 ことの少なくともいずれかによって、該コ゛ム組成物に
含まれる全ゴム量の20爪量%以上のジエン系ゴムにつ
いて、120°C以上の温度で30秒間以上予備練りを
いついでこの予備練り物と該コ。
ム組成物における残りのものを合わせて更に混練するこ
とを特徴とするタイヤトレッド用コ゛ム組成物の製造方
法である0 この発明に用いるジエン系ゴムは、天然ゴム(以下NR
という、以下同じ)、ポリイングレンコ。
ム、シス−1,4−ポリブタジェンゴム(BR) 、そ
の他のポリブタジェンゴム、スチレンブタジエンコ。
ム(SBR)などのごときタイヤトレッド用ゴムとして
用いる、ブタジェン、イソグレンなどの共役ジエン単量
体の単独重合体又は共電合体である。このゴムのガラス
転移温度は差動走査熱量計(DSO)を用いてlO°C
/分の昇温速度で測定される。たとえばこの方法で測っ
たガラス転移温度はNRが−71C%BRが一114°
Cである0ガラス転移温1度がlO’c以上異なるジエ
ン系ゴムの好ましい組み合わせとしては、NR/ BR
%5Bf1./NR、SBR/BRなどがある。これら
の組み合わせでは分数の分子の位i自に示すゴムがガラ
ス転移IM INの高い方のジエン系ゴムである0 この発明に用いるカーボンブラックは通常のノーード型
ファーネスブラックであり、代表的なカーボンブラック
としてはl5AF%IIAFあるいはN889カーボン
フラツクがあげられる。これらのカーボンブランクの平
均粒子径は電子顕微鏡によって測定される。この測定法
による平均粒子径は標準的なl5AFが23 mtt、
標準的なHAFが29mμであり、前lZn1&者より
5mμ以上小さい0この発明において予備練りは、ガラ
ス転移゛幌度が低い方のジエン系ゴムと平均粒子径が大
きい方のカーボンブラックを選んで行なってもよいし、
ガラス転移温度が高い方のジエン系コ゛ムと平均粒子径
が小さい方のカーボンブラックを選んで行なってもよい
し、両方とも行なってもよい。
この場合、予備練りの温度および練り時1141を前記
のごとく120°C以上の練り時間として限定するが、
これはOOC型バレバンバリーミキサ用い60に変えて
練り、その温度チャートから120°C以上で練られた
時間を秒単位で読みとって120″C以上の練り時間と
するのである。
予備練りを120°C以上の温度で80秒間以上行なわ
ないときはこの発明の目的を達することができない。
予備練りは以下例を挙げて説明するように行なわれる。
すなわちガラス転移温度が10°C以上異なる2種のジ
エン系ゴム、例えばNRとBRと平均粒子径が5mμ以
上異なる2独のカーボンブラック1例えばl5AFとi
F fi:含む加硫用能なタイヤトレッド用ゴム組成物
を製造する場合、予備練りはガラス転移温度の低い方の
BRと平均粒子径の大きい方のRAFについて行なうか
、ガラス転移温度の高、い方のNRと平均粒子径の小さ
い方のl5AFについて行なうか、その両方とも?テな
うかするのである。
予H1t+t r12りにおけるジエン系ゴムの使用量
はBRでもNRでもFi’iJ記ゴム組成物に含まれる
全ゴム■に対し、20重1汁係以上用いることが必要で
ある。
予備練りにおけるカーボンブラックの使用Mは、1)I
J記ゴム組成物に含まれる全カーボンブラック量に対し
、平均粒子径の大きい方のI(AFでは15i慝チ以上
、平均粒子径の小さい方のl5AFではlOル量チ以上
用いる必要がある。
この発明の予備練りを経てつくったタイヤレッド用ゴム
組成物を用いたタイヤトレッドは、口のような予1悄練
りをfjなわない従来のタイヤトレッドに比し劇ウェッ
ト性、耐摩耗性および耐発熱性を、そのいずれをも少な
くとも低下させることなく均+A■L/−’(改良する
ことができる。
ガラス転移温度が高い方のジエン系ゴムに平均粒子径の
大きいカーボンブラックを用いたり、ま7c kitこ
の反対にガラス転移温度の低い方のジエン糸ゴムに平均
粒子径の小さい力のカーボンブラックを用いて予備練り
をするときは、例えばNR/BRの組み合わせで、 N
RとHAFあるいはBRとl5AFを用いて予備練りを
するときは、前記8つの特性の一部に改良が見られても
他の特性の低下がおこり均衡した改良は望めない。
予備練りを行なうジエン系ゴムの量が製造しようとする
ゴム組成物に含まれる全ゴム量の20重量%より少ない
ときは予備練りの効果が小さく、20重i%以上でその
効果が十分認められるようになり、好−ましいのは40
重量%以上である。予備練りに用いるジエン系ゴムの使
用量の上限は、そのジエン系ゴムの全量を予備練りにま
わすときであるが、これはトレッドゴムの配合内容によ
って異なる。多くのトレッドゴム配合では、普通この上
限が該ゴム組成物中の全ゴム量に対し、ガラス転移温度
が低い方のジエン系ゴムで70貞31%、ガラス転移温
度が高い方のジエン系ゴムで90重ffiチとなること
が多い。
カーボンブラックの予備練りでの使用量が該ゴム組成物
に含まれる全カーボンブラック猷に対し平均粒子径の大
きい方のカーボンブラックで15:、KM %、平均粒
子径の小さい方のカーボンブラックで10亜17t%よ
り少ないときはこの発明の目的を達成できないので、そ
れぞれ15嵐屓係および1024M%以上を使用するこ
とが必要である。この予備練りに使うカーボン使用量の
上限については前記ジエン系ゴムの場合と同様に当該カ
ーボンブラックの配合予定量の100%まで使用できる
この発明の予備練りによって得られる予備練り物を、通
常放11 して80°C以下にした後、これに目さす組
成物の最終配合組成と同一になるように、不足するジエ
ン系ゴムとカーボンブラックを補い、必要な軟化剤、老
化防止剤、亜鉛華、加硫促進剤等を加えて混練すなわち
本線りをIjなう。かくして得られるaJ硫可能なタイ
ヤトレッド用ゴム組成物は自ij記諸特性を・均衡して
顕著に改良できるものである。
次に実施例によってこの発明をさらに詳細に説明する。
ここで試験方法は次の方法によった。すなわち表1〜4
で示される+m4摩耗性の試験はターンロップランボー
ン試験機を用いてBr1tish 5tandard 
9C13Part 245ection 24.4に準
じて実施した。表1〜4(の耐発熱性はダンロッグトリ
プソメーター試験機を用いて室温にてBr1tish 
5tandard 90 a Part225eat土
On 22.8に準じて実施した。表1−4の耐ウェツ
ト性は厚さ6.0羽の加硫ゴムシートを詞製し、これを
スタンレイ社製ポータプルスキッドレジスタンステスタ
ーを用いて室温で測定した0接触路面として20℃の水
を噴霧したアスファルト面を選定した。
表5の試験結果はタイヤによる試験の結果であり表1の
比較例1、実施例1.実施例4および参考例5の各コム
組成物につき次のようにタイヤをつくり試験した。前記
各タイヤトレッド用ゴム組成物をゴム量的50Icgず
つ練り20インチロールでそれぞれまとめたのち、10
00R2014Pオールスチールラジアルタイヤのトレ
ッドゴム質に適用した〇 耐摩耗性試験:この試験には加硫前の上記タイヤにトレ
ッドゴム質として)享さ1.5mmの前記4植のタイヤ
トレッド用ゴム組成物を比較例1、実施例1.参考例5
、実施例4の順にタイヤ円周方間にh周ずつトレッドに
張り合わせ加硫し1ζタイヤを使用しfζ。」二記加硫
タイヤを平ボデー車駆動軸左右外側につけ1週4 km
のテストコースを平均時速eokmt’20周走行後、
%点(ショルダーからトレッド中央へトレッド幅の只の
距離の点)番こ対する溝深さを求め(各ゴム組成物につ
きn=4)軸左右平均後、比較例1対比の耐摩耗指数を
算出した。
耐ウエツト性試験:試験タイヤは前記加硫前のタイヤ1
本につきタイヤ円周方間全周にわたり前記4 イili
のタイヤトレッド用ゴム組成物のいずれか1棟を貼りつ
ける以外は前記耐摩耗性試験タイヤと同様に作製する。
試験はアスファルト路面番こおける制動摩擦詠数をトレ
ーラ一方式で測定することにより行なう。時速60km
”[’!3回測定した値の平均値を比較例1のゴム組成
物をトレッドとするタイヤを100として指数化して示
す。
耐発熱性試験;試験タイヤは耐ウエツト性試験の場合と
同じものである。試験はドラム径1.7 m。
タイヤ内圧7,2.:5 kg / crl、荷fi 
2425−1速度60 km/H″t’1時間走行後の
%点でのトレッドゴム内部温度で示す。内部温度の測定
はあらかじめ測定箇所に表面から深さIgmmの所まで
径2’gmの孔をあけておき、走行終了後直ちに熱電対
で測定する。
転勤抵抗性試験;試験タイヤは劇ウェット性試験の場合
と同じものである。試験はドラム径1.7m1タイヤ内
圧7.23 kg/cal、荷]12425に’9とし
時速100 kmで80分間予予備行後、時速50km
および時速100 kmで測定し、両者の平均値を比較
例1のゴム組成物なトレッドとするタイヤを100とし
て指数化して示した0 実施例1 = 4、比較例1、参考例1〜5タイヤトレ
ッド用ゴム組成物の製造における予備練りの効果を配合
比NR/BR−50150、l5AF/HAF −25
/25の場合について検討した0予備練りは、00C型
バンバIJ −ミキサーを用い60 rpm、充填率7
0チで1.5分間練りを実施し/こ。このときバンバリ
ーミキサ−内の冷却己水を20°C160°C190°
Cに変えて練り、そのT温度チャートから120°C以
上で練られた時間を秒単位で読みとり120°C以上の
練り時間とした。
次いで予備線すしたゴムを約3時間放置し、80゛C以
下にした後、これに目ざすゴム組成物の最終配合組成と
同一になるように、不足するジエン系ゴムとカーボンブ
ラックは補い、アぐマチイックオイル6.0(以下単位
はいずれも重量部)、ステアリン酸8.0、老化防止剤
(大内新興化学工業株式会社製、商品名810 NA 
) 1,0、亜鉛華8,0、いおう1,5、加硫促進剤
(大内新興化学工業株式会社製、商品名MSA ) 1
.OE加え、本線りを50”c +a水と充填率80%
、eorpm’ra分間練りで実施し、これを150’
C,4Q分間プレス加硫後室内試験を実施した。
結果を表1に示す。
この発明の実施例1〜4と従来の製造法を示す比較例1
とを比較すれば、 BRに比してガラス転移IAA度が
43°C高いNRに対して、 HAFより平均粒子径が
(3m/j小さいIS、AFを用い予備練りをすること
によって耐摩耗性、耐発熱性および耐ウェツト性がいず
れも改良されることがわかる。実施例1ではさらにガラ
ス転移一度の低い方のBRも平均粒子径の大きい方のH
AFと予備練りをし両予備練り物を合わせる方法をとっ
ていてとくに改良の効果がkM4著である。
予備練りを行なっても参考例1のとと(l5AFの使用
量が全カーボンブラック量のlO貞量チに満たないとき
は耐摩耗性と耐発熱性は改良されても耐ウェツト性が低
下する。また予備練りの場合、参考例2と8のどとく1
20°C以上の練り時間が80秒に満たないときは試験
し7c8つの特性のうらlないし2は却って低下する。
また参考例4のごとく予備練りを、実施例1と正反対に
NRとHAF、BRとl5AFの組み合わせでそれぞれ
実施しても効果がない。1だ、参考例すのとと< NR
%BR% ISA・FおよびHAFを無差別に一諸に予
備練りM=しても効果がない。
実施例5,6、比較例2、参考例6 予備練りの効果を配合比NR/BR−90/10、l5
AF/HAF −40/10の場合について検討した。
予備練り、最終配合組成に対する不足分の追加、本線り
、成形、加硫および試験は前記実施例1〜4等と同じで
ある。
結果を表2に示す。
表  2 実施例5はBRに比してガラス転移温度が10°C゛以
上高いNRに対して、HAFより平均粒子径が5mμ以
上小さいl5AFを予備練りし友ものであり、実施例6
はさらにガラス転移温度の低い方のBRの方もカーボン
量はやや少ないが平均粒子径の大きい方のHAFと予備
練りをし罠ものであるが、これらと従来の製造法な示す
比較例2とを比較すれば、耐摩耗性および耐発熱性が改
良され耐ウニ2)性も若干の改良があるか少なくとも同
等程度に維持されることがわかる。
ガラス転移温度の低い方のBRに対して平均粒子径の大
きい方のHAFを用い予備練りを行なっても参考例6の
ごとくゴム組成物の最終配合組成に含まれる全カーボン
ブラック量の15gff1%より小さい旦(参考例6で
はi oMnq6)のHAFを使用し1このでは前記緒
特性の均衡した改良という)この発明の効果が認められ
ない。
実施例7〜9、比較例8、参考例7 予備練りの効果を配合比NR/SBR−70/80 。
l8AF/1(AF −80/20の場合について検討
した。
予備練りから本線り、加硫、試験にいlこる操作は実施
M l−4と同じである。結果を表8に示す。
表  8 予ll1fi練り、本線りにおけるゴム、カーボンブラ
ックに対する数値は匣用社(単位は徂bt部) ※I  R8S#l  ※2 日本合成ゴム株式会社製
商品名JSR5BR15(1※8 本線りに使用し/こ
予備練り物の量(単位は徂置部)※4 この不足分のN
R,5BRHカーボンフラツクを加えないで予備練りと
同様な処理をそれぞn 120°C以上の練り時間82
秒、34秒間行なったもの。
ガラス転移一度は、 SBHの方がNRより14°C高
い。実施例7〜9と従来の方法である比較例8をくらべ
れは、SBHの方にl5ALi’又はNRの方にHAF
を組み合わせて予備練りするか、両方の予備練りを組み
合わせることによって、耐摩耗性、耐発熱性、耐ウェツ
ト性の8特性をいずれかの特性の低下という犠牲なしに
均衡して改良することができることがわかる。参考例7
はSBRおよびNRに対するカーボンブラックの組み合
わせが実施例9と全く逆の場合であって耐ウェツト性が
著しく低下する。
実施例10 、11  比戦例令 予備練りの効果を配合比SBR/BR−80/20、l
5AF/HAF −25/25の場合について検討した
O予備練りから本線り、加硫、試験にい足る操作は□実
施例1−4と同じである。この場合、ガラス転移温度は
SDRの方がBRより57°C高いO結果を表04に示
す。
表  4 予υ1−リ、本線りにおけるゴム、カーポンプシックに
対する数値は使用1+、t (単位はthkIIt部)
※1 日本合成ゴム株式会社製商品名JSR5BR15
00※2 日杢合成ゴム株式会社製商品名JSRBRO
I※8 本線りに使用した予11in練り物の狙(単位
はル置部)※4 この不足分のSBR,BRmy−ポン
プラックを加えなし)で予備練りと同様な処理をそれぞ
れ120’C以上の練り時間84秒。
80秒間行なわれ7こもの。
実施例10.11と従来の方法である比較例4とをくら
べると、SBRにl5AF ’E−合わせる予備練り又
はこれとBRとHAFを合わせる予備練りの併用を行な
うことにより耐摩耗性、耐発熱性、耐ウェツト性が均衡
して顕著に改良されることがわかる。
次に実施例1、実施例4、比較例1.参考例5によるタ
イヤトレッド用ゴム組成物によりタイヤを製造し前述の
1000 R2014Pオールスチールラジアルタイヤ
による耐摩゛紙性−1耐ウエツ]・性試験、耐発熱性試
験、転勤抵抗性試験2行なつ。
た結果を表5に示す。
表   5 実施例1および4が示すごとくこの発明の予備練りによ
って、従来の方法(比較例1)にくらべて前記Φ特性に
均衡した顕著な改良が認められる〇診考例5のどと< 
NR、BR、l5AF 、 HAFを無差別に一諸に予
備練りしたのではこのような均衡のとれた改良効果は全
く認められない。
この発明の予備練りを行なって製造されるタイヤトレッ
ド用ゴム組成物よりつくられるタイヤは従来の方法では
得られなかった、1針ウエツト性、+111′I摩耗性
および耐発熱性の均衡のとれた改良、すなわち上記8つ
の特性のいずれかをすくなくとも低下させるような不利
益をともなわない改良を、ゴム加工技術的にきわめて実
権し易い方法で始めて達成したものであり、しかもかか
る予備練りを行なうジエン系ゴム檎やゴム量、カーボン
フシツク(7) 4i類、itの選択等により、こ第1
ら8つの特性の改良の、8度をある種度コントロールす
ることがnJ龍であり、さらに適切な選択により転勤抵
抗性をも同時に改良することを01能にしたものであり
工業的意義が深いものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L ガラス転移温度がIO’c以上異なる少なくとも2
    拙のジエン系ゴムと平均粒子径が5mμ以上異なる少な
    くとも2檎のカーボンブラックを含む加硫可能なタイヤ
    トレッド用ゴム組成物の製造において、 (イ) ガラス転移温度が低い方のジエン系ゴムと平均
    粒子径が大きい方のカーボンブラックを選ひ、かつこの
    カーボンブラックの量を該ゴム組成物に含まれる全カー
    ボンブラック量の15i量チ以上用いる、 (0)  ガラス転移融度が高い方のジエン系ゴムと平
    均粒子径が小さい方のカーボンブラックを選ひ、かつこ
    のカーボンブラックの量を該ゴム組成物に含まれる全カ
    ーボンブラック量のlO,dE尿量1以用いる、 ことの少なくともいずれかによって、該ゴム組成物に含
    まれる全ゴム墓の20点JIk%以上ノシエン系ゴムに
    ついて、120°C以上の温度で80秒間以上予備練り
    をし、ついでこの予備練り物と該ゴム組成物における残
    りのものを合わせて更に混練することを特徴とするタイ
    ヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。
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