JPS62129327A - タイヤトレツド用ゴム組成物 - Google Patents
タイヤトレツド用ゴム組成物Info
- Publication number
- JPS62129327A JPS62129327A JP26944185A JP26944185A JPS62129327A JP S62129327 A JPS62129327 A JP S62129327A JP 26944185 A JP26944185 A JP 26944185A JP 26944185 A JP26944185 A JP 26944185A JP S62129327 A JPS62129327 A JP S62129327A
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- JP
- Japan
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- rubber
- weight
- parts
- temperature
- sbr
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、運動性能に優れたタイヤのトレッド用ゴム組
成物に関し、詳しくは、耐摩耗性とグリップ性能(路面
把握力)を兼ね備えたうえに低温性能も向上したタイヤ
のトレッド用ゴム組成物に関する。
成物に関し、詳しくは、耐摩耗性とグリップ性能(路面
把握力)を兼ね備えたうえに低温性能も向上したタイヤ
のトレッド用ゴム組成物に関する。
一般に、自動車用タイヤに要求される性能としては、安
全性・経済性・乗心地性等がある。
全性・経済性・乗心地性等がある。
近年、特に高速道路網の発達に伴い、車両の高速走行時
における操縦性やコーナリング特性・ブレーキ性能等の
安全性をより向上させたタイヤの出現が強く望まれてい
る。
における操縦性やコーナリング特性・ブレーキ性能等の
安全性をより向上させたタイヤの出現が強く望まれてい
る。
タイヤの運動性能、特にグリップ性能を高める方策とし
て、トレッドゴムの高ヒステリシスロス化を図ることに
より路面との摩擦力を高めることが重要である。すなわ
ち、路面と摩擦しているトレッド表面は、路面の微細な
凹凸によって高速度の変形を受けており、この周期的変
形過程において生じるヒステリシスロスによるエネルギ
ー散逸が大きい程、摩擦力が大きくなる。しかも、摩擦
面での変形はきわめて高速であるため、ウィリアムス−
ランデルーフエリ−の温度時間換算側によれば、タイヤ
が使用される温度よりも低い温度で測定されたヒステリ
シスロスに依存することが知られている。実際、ヒステ
リシスロスの尺度であるtanδ (損失係数)、特に
0℃付近で測定したtanδとタイヤの摩擦係数とは良
い相関を示す。
て、トレッドゴムの高ヒステリシスロス化を図ることに
より路面との摩擦力を高めることが重要である。すなわ
ち、路面と摩擦しているトレッド表面は、路面の微細な
凹凸によって高速度の変形を受けており、この周期的変
形過程において生じるヒステリシスロスによるエネルギ
ー散逸が大きい程、摩擦力が大きくなる。しかも、摩擦
面での変形はきわめて高速であるため、ウィリアムス−
ランデルーフエリ−の温度時間換算側によれば、タイヤ
が使用される温度よりも低い温度で測定されたヒステリ
シスロスに依存することが知られている。実際、ヒステ
リシスロスの尺度であるtanδ (損失係数)、特に
0℃付近で測定したtanδとタイヤの摩擦係数とは良
い相関を示す。
従来、ゴム組成物のヒステリシスロスを太き(する手法
としては、ガラス転移温度(Tg)の高い高スチレン含
有スチレン−ブタジエン共重合体ゴムに頼っていた。し
かし、一般にスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、ス
チレン含有率が上がるに従って耐摩耗性が低下し、また
、Tgが高くなるために低温特性が劣るという欠点があ
る。
としては、ガラス転移温度(Tg)の高い高スチレン含
有スチレン−ブタジエン共重合体ゴムに頼っていた。し
かし、一般にスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、ス
チレン含有率が上がるに従って耐摩耗性が低下し、また
、Tgが高くなるために低温特性が劣るという欠点があ
る。
すなわち、低温になるに従い弾性率が急激に上昇してし
まうため、ゴムが路面の凹凸に追従できなくなり、ta
nδは大きいにもかかわらず、ゴムとしてのエネルギー
散逸はむしろ小さくなり、結果として制動性能が低下し
てしまう。或いはより温度が下がると脆性破壊してしま
うという危険がある。
まうため、ゴムが路面の凹凸に追従できなくなり、ta
nδは大きいにもかかわらず、ゴムとしてのエネルギー
散逸はむしろ小さくなり、結果として制動性能が低下し
てしまう。或いはより温度が下がると脆性破壊してしま
うという危険がある。
本発明は、グリップ性能と1Iiit摩耗性とを向上さ
せ、さらに低温特性をも改良した、高運動性能タイヤの
トレッド用として好適なゴム組成物を提供することを目
的とする。
せ、さらに低温特性をも改良した、高運動性能タイヤの
トレッド用として好適なゴム組成物を提供することを目
的とする。
このため、本発明は、ガラス転移温度が一30゛C〜−
50℃のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムと、ガラス
転移温度が一70℃以下のポリブタジェンゴムとの混合
物から成る原料ゴム100重量部に対し、窒素吸着法に
よる比表面積が120m2/g以上のカーボンブラック
を80〜130重量部、粘度比重恒数が0.90〜0.
98の石油系軟化剤を20〜90重量部配合してなり、
−30℃における貯蔵剪断弾性率が500MPa以下で
あることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物を要
旨とするものである。
50℃のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムと、ガラス
転移温度が一70℃以下のポリブタジェンゴムとの混合
物から成る原料ゴム100重量部に対し、窒素吸着法に
よる比表面積が120m2/g以上のカーボンブラック
を80〜130重量部、粘度比重恒数が0.90〜0.
98の石油系軟化剤を20〜90重量部配合してなり、
−30℃における貯蔵剪断弾性率が500MPa以下で
あることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物を要
旨とするものである。
以下、本発明の構成について詳しく説明する。
(1)本発明で用いるスチレン−ブタジエン共重合体ゴ
ム(SBR)は、ガラス転移温度(Tg)が−30°C
〜−50℃のものである。’rgが一30℃より高いも
のではポリブタジェン(BR)との相溶性が悪くなり、
相分離をおこしてしまうためブレンドの意義が失われる
。また、−50℃より低いものでは、従来使用されてい
るSBRと何等変わりはなくなってしまう。このSBR
は溶液重合法、乳化重合法のいずれによって製造しても
良いが、有機過酸化物を開始剤とする通常の乳化重合法
による場合はスチレン含有量が30〜40重量%である
ことが好ましい。
ム(SBR)は、ガラス転移温度(Tg)が−30°C
〜−50℃のものである。’rgが一30℃より高いも
のではポリブタジェン(BR)との相溶性が悪くなり、
相分離をおこしてしまうためブレンドの意義が失われる
。また、−50℃より低いものでは、従来使用されてい
るSBRと何等変わりはなくなってしまう。このSBR
は溶液重合法、乳化重合法のいずれによって製造しても
良いが、有機過酸化物を開始剤とする通常の乳化重合法
による場合はスチレン含有量が30〜40重量%である
ことが好ましい。
本発明で用いるポリブタジェンゴム(B R)は、Tg
が一70℃以下であることが必要である。
が一70℃以下であることが必要である。
Tgが一70℃より高いものでは、耐摩耗性・低温特性
を改良することができない。このようなりRとしては、
チーグラー型あるいは゛リチウム系触媒を用いた溶液重
合型や乳化重合型などがあるが、中でもcisl−4結
合が90%以上のものが好ましい。
を改良することができない。このようなりRとしては、
チーグラー型あるいは゛リチウム系触媒を用いた溶液重
合型や乳化重合型などがあるが、中でもcisl−4結
合が90%以上のものが好ましい。
また、本発明において補強剤として用いるカーボンブラ
ックは、窒素吸着法による比表面積(N、SA)が12
0m2/g以上のものである。NZSAが120m2/
g未満では、グリップ性能・耐摩耗性が劣り好ましない
。
ックは、窒素吸着法による比表面積(N、SA)が12
0m2/g以上のものである。NZSAが120m2/
g未満では、グリップ性能・耐摩耗性が劣り好ましない
。
さらに、本発明で用いる軟化剤は、粘度比重恒B(VG
C)が0.90〜0.98の石油系軟化剤、好ましくは
芳香族系プロセス油である。軟化剤のVGC値は、配合
ゴムのTgに大きく影響し、vcc(IIIが0.90
未満のものではグリップ性能が低下してしまうため好ま
しくない。
C)が0.90〜0.98の石油系軟化剤、好ましくは
芳香族系プロセス油である。軟化剤のVGC値は、配合
ゴムのTgに大きく影響し、vcc(IIIが0.90
未満のものではグリップ性能が低下してしまうため好ま
しくない。
本発明においては、上記5BR90〜40重量部、上記
BRIO〜60重量部配合して置部ゴムとする。
BRIO〜60重量部配合して置部ゴムとする。
SBRが90重量部超、あるいはBRが10重量部未満
の場合には、耐摩耗性・低温特性の向上が望めな(、逆
に、SBRが40重量部未満、あるいはBRが60重量
部超の場合には、グリップ性能が低下してしまい好まし
くない。
の場合には、耐摩耗性・低温特性の向上が望めな(、逆
に、SBRが40重量部未満、あるいはBRが60重量
部超の場合には、グリップ性能が低下してしまい好まし
くない。
この原料ゴム100重量部に対し、上記カーボンブラッ
クを80〜130重量部配合す置部80重量部に未満で
は、グリップ性能・耐摩耗性が充分でなく、130重量
部を超える場合には配合ゴムの強度低下・カーボンブラ
ック分散性の低下等が生じ、好ましくない。さらに、こ
の原料ゴム100重量部に対し、上記軟化剤を20〜9
0重量部配合置部。この配合量はカーボンブラックの配
合量に合わせて適宜、変量してよいが、20重量部未満
では配合ゴムの伸びがです、耐チソピノチング性におい
て好ましくなく、90重量部を超える場合には強度が低
下してしまい、やはり好ましくない。
クを80〜130重量部配合す置部80重量部に未満で
は、グリップ性能・耐摩耗性が充分でなく、130重量
部を超える場合には配合ゴムの強度低下・カーボンブラ
ック分散性の低下等が生じ、好ましくない。さらに、こ
の原料ゴム100重量部に対し、上記軟化剤を20〜9
0重量部配合置部。この配合量はカーボンブラックの配
合量に合わせて適宜、変量してよいが、20重量部未満
では配合ゴムの伸びがです、耐チソピノチング性におい
て好ましくなく、90重量部を超える場合には強度が低
下してしまい、やはり好ましくない。
(2) このようにしてなるゴム組成物は一30℃に
おける貯蔵剪断弾性率(G”)が500MPa以下でな
ければならない。
おける貯蔵剪断弾性率(G”)が500MPa以下でな
ければならない。
一般に、ゴム状物質は低温になるに従って弾性率が急激
に上昇する。これは、ゴム分子の熱運動が凍結されてし
まい、ガラス状態になる現象(ガラス転移現象)として
知られている。このようにガラス状になってしまうと、
ゴムはその柔軟性を失い、もろくなってしまい、わずか
の歪で破壊するようになる。この時の温度を低温脆化温
度といい、弾性率と密接な関係がある。
に上昇する。これは、ゴム分子の熱運動が凍結されてし
まい、ガラス状態になる現象(ガラス転移現象)として
知られている。このようにガラス状になってしまうと、
ゴムはその柔軟性を失い、もろくなってしまい、わずか
の歪で破壊するようになる。この時の温度を低温脆化温
度といい、弾性率と密接な関係がある。
第1図は、種々のゴム組成物について低温脆化温度とそ
の温度における貯蔵剪断弾性率(G゛)をプロットした
ものである。これより、どの試料も脆化温度におけるG
゛値が500MPaを越えていることが判る。
の温度における貯蔵剪断弾性率(G゛)をプロットした
ものである。これより、どの試料も脆化温度におけるG
゛値が500MPaを越えていることが判る。
したがって、500MPa以下であれば脆化温度を越え
ないことになるので、本発明では、500MPa以下と
したのである。また、−30℃における貯蔵剪断弾性率
としたのは、−30℃よりも低温でタイヤが使用される
ことは、通常ないからである。
ないことになるので、本発明では、500MPa以下と
したのである。また、−30℃における貯蔵剪断弾性率
としたのは、−30℃よりも低温でタイヤが使用される
ことは、通常ないからである。
このように、ゴム組成物の一30℃における貯蔵剪断弾
性率を500MPa以下とするには、ゴム組成物の配合
に際し、SBR,BR,カーボンブラック、軟化剤の量
を適宜勘案すればよい。
性率を500MPa以下とするには、ゴム組成物の配合
に際し、SBR,BR,カーボンブラック、軟化剤の量
を適宜勘案すればよい。
なお、この剪断弾性率は、動的ねじり試験機を用いて、
歪0.5%、周波数20Hzで測定されるものである。
歪0.5%、周波数20Hzで測定されるものである。
(3) さらに、本発明のゴム組成物は、ゴム工業分
野で通常用いられる配合剤である加硫剤、加硫促進剤、
老化防止剤、あるいは加工助剤を配合することができる
。
野で通常用いられる配合剤である加硫剤、加硫促進剤、
老化防止剤、あるいは加工助剤を配合することができる
。
以下、実施例および比較例により本発明の効果を具体的
に説明する。
に説明する。
実施例、比較例
下記の第1表、および第2表に示す配合内容(重量部)
による各種ゴム組成物を調製し、加硫後、粘弾性特性値
を評価し、かつ摩耗試験を行った。この結果を第1表お
よび第2表に示す。
による各種ゴム組成物を調製し、加硫後、粘弾性特性値
を評価し、かつ摩耗試験を行った。この結果を第1表お
よび第2表に示す。
なお、第1表および第2表に記載以外の配合剤は下記の
通りである。
通りである。
配合剤
酸化亜鉛 3.0重量部
ステアリン酸 2.0重量部
老化防止剤(11) 2.0重量部イオウ
1,8重量部 加硫促進剤(12) 1.5重量部(tan δ
〉 若木製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波
数20 Hz、初期歪10%、動歪±2%で測定した。
1,8重量部 加硫促進剤(12) 1.5重量部(tan δ
〉 若木製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波
数20 Hz、初期歪10%、動歪±2%で測定した。
く摩耗試験〉
グツドリッチ弐ピコ摩耗試験機により摩耗減量を測定し
た。実験N111の測定値を基準とし、指数で示した。
た。実験N111の測定値を基準とし、指数で示した。
値が大なる程、良好であることを示す。
〈G′〉
RHEOMETRICS社製の動的粘弾性測定装置を用
い、周波数20Hz、剪断歪0.5′%で測定した。単
位はMPa 。
い、周波数20Hz、剪断歪0.5′%で測定した。単
位はMPa 。
<Tg )
Du Pont社製のTHERMAL ANALYZE
Rを用い、昇温速度10°/分で測定し、ガラス転移の
変曲点の接線とベースラインの外挿との交点(外挿開始
温度)をTgとした。
Rを用い、昇温速度10°/分で測定し、ガラス転移の
変曲点の接線とベースラインの外挿との交点(外挿開始
温度)をTgとした。
<V、 C,C,>
八STM 02140−81 に準1処。
第 1 表
第 2 表
註:
(1)乳化重合SBR、スチレン含有量23.5%、T
g −54°C1日本ゼオン製NIPOL 1712゜
(2)乳化重合SBR、スチレン含有量35%、Tg
−43℃、日本ゼオン製NIPOL 9520゜(3)
乳化重合SBR、スチレン含有量45%、Tg −33
°C1日本ゼオン製旧POL 9525゜(4)溶液重
合SBR、スチレン含有量31%、Tg −46℃、脂
化成製。
g −54°C1日本ゼオン製NIPOL 1712゜
(2)乳化重合SBR、スチレン含有量35%、Tg
−43℃、日本ゼオン製NIPOL 9520゜(3)
乳化重合SBR、スチレン含有量45%、Tg −33
°C1日本ゼオン製旧POL 9525゜(4)溶液重
合SBR、スチレン含有量31%、Tg −46℃、脂
化成製。
(5)高C15BR、C15l−4含有量98%、Tg
−105°01日本ゼオン製NIPOL 1441゜以
上のゴムは、いずれもアロマ系オイ ル37.5重量部を含む油展ゴムである。
−105°01日本ゼオン製NIPOL 1441゜以
上のゴムは、いずれもアロマ系オイ ル37.5重量部を含む油展ゴムである。
ただし、第1表および第2表に示した
数値は、オイル分を除いである。
(6)IIAFカーボンブラックN339、N254
80m2/g− (7)SAFカーボンブラックN110、N2S^16
0m2/g。
80m2/g− (7)SAFカーボンブラックN110、N2S^16
0m2/g。
(8)超SAFカーボンブラック、
N25A 200m”/g。
(9)707系オイル、VGCO,95、富士興産製。
(10)ハラフィン系オイル、VGCO,84、富士興
産製。
産製。
(11) 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。
ェニル−p−フェニレンジアミン。
(12) N−シクロへキシル−ベンゾチアジルスルフ
ェンアミド。
ェンアミド。
実験階1〜3は、スチレン含有量の効果を示すものであ
り、スチレン含有量が多くなる程、グリップ性能の指標
であるtanδは大きくなるが、耐摩耗性、低温特性は
悪くなることがわかる。一方、実験階4,5は本発明例
であるが、これらはいずれも従来配合である実験M、1
あるいは階2と比べ、tanδ・耐摩耗性に優れ、しか
もG′の値が示すように低温特性にも優れる。
り、スチレン含有量が多くなる程、グリップ性能の指標
であるtanδは大きくなるが、耐摩耗性、低温特性は
悪くなることがわかる。一方、実験階4,5は本発明例
であるが、これらはいずれも従来配合である実験M、1
あるいは階2と比べ、tanδ・耐摩耗性に優れ、しか
もG′の値が示すように低温特性にも優れる。
第2図は、これら5種類の組成物について剪断弾性率G
°の温度依存性を示したものである。
°の温度依存性を示したものである。
この第2図から、本発明例である実験歯4,5は弾性率
の温度変化が滑らかであることがわかる。
の温度変化が滑らかであることがわかる。
実験歯7,8はカーボンブラ、りの効果を示したもので
あり、比表面積(N2S八)が120m2/g以下であ
るN339では、tanδが充分ではない。
あり、比表面積(N2S八)が120m2/g以下であ
るN339では、tanδが充分ではない。
実験+th9は、軟化剤の効果を示したものであり、v
GC値が0.90以下であるパラフィン系オイルでは低
温特性は向上するものの、tanδが不足してしまうこ
とがわかる。
GC値が0.90以下であるパラフィン系オイルでは低
温特性は向上するものの、tanδが不足してしまうこ
とがわかる。
実験Na10.11は、カーボンブラック・オイルの配
合量の効果を示したものである。カーボンブラックおよ
び軟化剤の配合量が本発明にて規定する範囲を超えてい
るNo、10は、耐摩耗性が低下してしまうことがわか
る。
合量の効果を示したものである。カーボンブラックおよ
び軟化剤の配合量が本発明にて規定する範囲を超えてい
るNo、10は、耐摩耗性が低下してしまうことがわか
る。
実験IVk1.12は、原料ゴムのブレンド比の効果を
示したものであり、ポリブタジェンゴムが多すぎると、
耐摩耗性は大幅に向上するものの、tanδも大きく低
下してしまうことがわかる。
示したものであり、ポリブタジェンゴムが多すぎると、
耐摩耗性は大幅に向上するものの、tanδも大きく低
下してしまうことがわかる。
以上説明したように、本発明のゴム組成物は、グリ・7
プ性能、耐摩耗性共に優れていることから、空気入りタ
イヤのトレンド部に使用することができる。また、低温
特性にも優れていることから、寒冷地で使用されるタイ
ヤにも利用できる。
プ性能、耐摩耗性共に優れていることから、空気入りタ
イヤのトレンド部に使用することができる。また、低温
特性にも優れていることから、寒冷地で使用されるタイ
ヤにも利用できる。
第1図はゴム組成物の貯蔵剪断弾性率と脆化温度との関
係図、第2図はゴム組成物について貯蔵剪断弾性率の温
度依存性を示した説明図である。
係図、第2図はゴム組成物について貯蔵剪断弾性率の温
度依存性を示した説明図である。
Claims (1)
- ガラス転移温度が−30℃〜−50℃のスチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴムと、ガラス転移温度が−70℃以下
のポリブタジエンゴムとの混合物から成る原料ゴム10
0重量部に対し、窒素吸着法による比表面積が120m
^2/g以上のカーボンブラックを80〜130重量部
、粘度比重恒数が0.90〜0.98の石油系軟化剤を
20〜90重量部配合してなり、−30℃における貯蔵
剪断弾性率が500MPa以下であることを特徴とする
タイヤトレッド用ゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26944185A JPS62129327A (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26944185A JPS62129327A (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62129327A true JPS62129327A (ja) | 1987-06-11 |
JPH0377223B2 JPH0377223B2 (ja) | 1991-12-09 |
Family
ID=17472476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26944185A Granted JPS62129327A (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62129327A (ja) |
Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
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US5227424A (en) * | 1988-11-14 | 1993-07-13 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for use as a tire tread |
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JPS60223840A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤトレッドゴム組成物 |
-
1985
- 1985-12-02 JP JP26944185A patent/JPS62129327A/ja active Granted
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US5179154A (en) * | 1989-01-10 | 1993-01-12 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber compositions for tire tread |
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Publication number | Publication date |
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JPH0377223B2 (ja) | 1991-12-09 |
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