JPS6230137A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents
タイヤ用ゴム組成物Info
- Publication number
- JPS6230137A JPS6230137A JP16763285A JP16763285A JPS6230137A JP S6230137 A JPS6230137 A JP S6230137A JP 16763285 A JP16763285 A JP 16763285A JP 16763285 A JP16763285 A JP 16763285A JP S6230137 A JPS6230137 A JP S6230137A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rubber
- carbon black
- surface area
- rubber composition
- specific surface
- Prior art date
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- Pending
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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、特定のカーボンブラックを配合することによ
り、低発熱性と高補強性とを同時に兼ね備えせしめたタ
イヤ用ゴム組成物に関する。
り、低発熱性と高補強性とを同時に兼ね備えせしめたタ
イヤ用ゴム組成物に関する。
従来、ゴム配合用のカーボンブラックでは、よう素吸着
法、BET窒素吸着法などにより示される粒子径(又は
比表面積)とDBP吸油量により示されるストラフチャ
ーとが古くから主要な特性であった。
法、BET窒素吸着法などにより示される粒子径(又は
比表面積)とDBP吸油量により示されるストラフチャ
ーとが古くから主要な特性であった。
このカーボンブラックを配合したゴム組成物は、特に自
動車用タイヤのカーカス層、サイドトレッド部、アンダ
ートレッド部等のゴム質として用いる場合、低発熱性と
高補強性とを同時に兼ね備えることが要求される。
動車用タイヤのカーカス層、サイドトレッド部、アンダ
ートレッド部等のゴム質として用いる場合、低発熱性と
高補強性とを同時に兼ね備えることが要求される。
しかしながら、用いるカーボンブラックの粒子径が大き
くなるか又はストラフチャーが小さくなるにつれて、発
熱性は低下してよくなるが、一方、補強性は悪化傾向を
示すという二律背反的関係がある。
くなるか又はストラフチャーが小さくなるにつれて、発
熱性は低下してよくなるが、一方、補強性は悪化傾向を
示すという二律背反的関係がある。
したがって、ゴム組成物に低発熱性を保持させながら高
補強性を付与することは極めて困難とされていた。
補強性を付与することは極めて困難とされていた。
この問題を解決するために、最近、特定の性質を有する
カーボンブラックを用いることが試みられている。例え
ば、着色力に着眼したもの(特公昭54−13461号
公報)や粒子凝集体分布のストークスモード径に着眼し
たものがある(特開昭59−86636号公報、特開昭
59−86641号公報)。しかし、これらにおいては
、補強性の向上は図れても低発熱性(低tan δ)に
ついてはかなりの犠牲が強いられることとなる。したが
って、両特性を同時に満足させ得ないのが現状である。
カーボンブラックを用いることが試みられている。例え
ば、着色力に着眼したもの(特公昭54−13461号
公報)や粒子凝集体分布のストークスモード径に着眼し
たものがある(特開昭59−86636号公報、特開昭
59−86641号公報)。しかし、これらにおいては
、補強性の向上は図れても低発熱性(低tan δ)に
ついてはかなりの犠牲が強いられることとなる。したが
って、両特性を同時に満足させ得ないのが現状である。
本発明は、自動車用タイヤ(乗用車用タイヤ、バス・ト
ラック用タイヤ等)のトレッド部、サイドトレッド部、
アンダートレッド部等のゴム質として利用できる、高補
強性と低発熱性とを同時に兼ね備えたタイヤ用ゴム組成
物を提供することを目的とする。
ラック用タイヤ等)のトレッド部、サイドトレッド部、
アンダートレッド部等のゴム質として利用できる、高補
強性と低発熱性とを同時に兼ね備えたタイヤ用ゴム組成
物を提供することを目的とする。
このため、本発明は、窒素比表面積(N2SA)75〜
95m27g、比着色力(T i n t) 98〜1
10の特性領域にあるカーボンブラックであって、遠心
沈降法による凝集体分布の半値幅(ΔDst)と窒素比
表面積(N2SA)との比が下記式を満足するカーボン
ブラックをゴム100重量部に対して20〜200重量
部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物を
要旨とするものである。
95m27g、比着色力(T i n t) 98〜1
10の特性領域にあるカーボンブラックであって、遠心
沈降法による凝集体分布の半値幅(ΔDst)と窒素比
表面積(N2SA)との比が下記式を満足するカーボン
ブラックをゴム100重量部に対して20〜200重量
部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物を
要旨とするものである。
ΔDSt/N2SA≧−0,008(N2 SA)+
1.58 ΔDSt/N2SA≧−0,0225(T i n t
)+3.165 以下、本発明の構成について詳しく説明する。
1.58 ΔDSt/N2SA≧−0,0225(T i n t
)+3.165 以下、本発明の構成について詳しく説明する。
本発明で用いるカーボンブラックは、下記の(a)〜(
C)の特性を有するものである。
C)の特性を有するものである。
(a) 窒素比表面積(N2 S A) 75〜95
m2/g、比着色力(T i n t ) 98〜1
10の特性領域にあること。
m2/g、比着色力(T i n t ) 98〜1
10の特性領域にあること。
窒素比表面積(N2SA)が9511+2/gを越える
と目的とする低発熱性を有するゴム組成物を得ることが
できず、一方、75 m2/g未満の場合には目的とす
る高補強性を有するゴム組成物を得ることができないか
らである。なお、この場合の窒素比表面積は、BET窒
素比表面積である。
と目的とする低発熱性を有するゴム組成物を得ることが
できず、一方、75 m2/g未満の場合には目的とす
る高補強性を有するゴム組成物を得ることができないか
らである。なお、この場合の窒素比表面積は、BET窒
素比表面積である。
また、比着色力(Tint)が98未満では同様に高補
強性を有するゴム組成物を得ることができず、一方、1
10を越えると目的とする低発熱性を有するゴム組成物
を得ることができない。
強性を有するゴム組成物を得ることができず、一方、1
10を越えると目的とする低発熱性を有するゴム組成物
を得ることができない。
山) 遠心沈降法による凝集体分布の半値幅(ΔDs
t)と窒素比表面積(N2SA)との比が下記式(1)
を満足すること。
t)と窒素比表面積(N2SA)との比が下記式(1)
を満足すること。
ΔDSt/N2SA≧−0,008(N2 SA)+1
.58・・・・・(1) 上記式fl)から得られる値以上のΔDstを有するカ
ーボンブラックは、定BET窒素比表面積水準における
凝集体二次粒子(Aggregate )の大きさの分
布が従来のものよりも著しく広い特有の性状を呈してい
る。このため、ゴム弾性を高める(発熱性を低下させる
)微少凝集体の、カーボンブラック中に占める割合が高
くなるので、このカーボンブラックは、低発熱性の増大
化性能を有するのである。したがって、上記式(1)か
ら得られる値未満のΔDstを有するカーボンブラック
では、目的とする低発熱性を有するゴム組成物は得られ
ない。
.58・・・・・(1) 上記式fl)から得られる値以上のΔDstを有するカ
ーボンブラックは、定BET窒素比表面積水準における
凝集体二次粒子(Aggregate )の大きさの分
布が従来のものよりも著しく広い特有の性状を呈してい
る。このため、ゴム弾性を高める(発熱性を低下させる
)微少凝集体の、カーボンブラック中に占める割合が高
くなるので、このカーボンブラックは、低発熱性の増大
化性能を有するのである。したがって、上記式(1)か
ら得られる値未満のΔDstを有するカーボンブラック
では、目的とする低発熱性を有するゴム組成物は得られ
ない。
(C)遠心沈降法による凝集体分布の半値幅(ΔDst
)と窒素比表面積(N2SA)との比が下記式(2)を
満足すること。
)と窒素比表面積(N2SA)との比が下記式(2)を
満足すること。
ΔD s t /N2 S A≧−0,0225(T
i n t )+3.165 ・・・・(2) 上記式(2)から得られる値以上のΔDstを有するカ
ーボンブラックは、定比着色力水準における凝集体二次
粒子(Aggregate )の大きさの分布とBET
窒素比表面積との比が従来のものよりも著しく大きい特
有の性状を呈している。
i n t )+3.165 ・・・・(2) 上記式(2)から得られる値以上のΔDstを有するカ
ーボンブラックは、定比着色力水準における凝集体二次
粒子(Aggregate )の大きさの分布とBET
窒素比表面積との比が従来のものよりも著しく大きい特
有の性状を呈している。
このため、このカーボンブラックは、微少な凝集体の割
合が増大するため比着色力が増大し、ゴム補強性(耐摩
耗性)が増大するのである。
合が増大するため比着色力が増大し、ゴム補強性(耐摩
耗性)が増大するのである。
したがって、上記式(2)から得られる値未満のΔDs
tを有する凝集体分布のカーボンブラックでは、目的と
する高補強性を育するゴム組成物は得られない。
tを有する凝集体分布のカーボンブラックでは、目的と
する高補強性を育するゴム組成物は得られない。
したがって、高補強性と低発熱性とを同時に兼ね備えた
ゴム組成物を得るには、上記式(1)および(2)を同
時に満足するΔDstが必要であり、いずれか一方でも
満たされない場合には両特性を兼備することはできない
。
ゴム組成物を得るには、上記式(1)および(2)を同
時に満足するΔDstが必要であり、いずれか一方でも
満たされない場合には両特性を兼備することはできない
。
なお、ここでいう遠心沈降法とは、ジョイス・レーブル
社製ディスク・セントリフユージを使用し測定するもの
で、これはストークス径の大きい粒子はど速く拡散する
ことを利用して、沈降粒子の大きさを求めるという方法
である。第1図に、平均凝集体径(Dst)とΔDst
とを示す凝集体分布曲線の一例を示す。図中、mは凝集
体分布曲線である。この曲線を作成することにより、Δ
Dstを容易に求めることができる。
社製ディスク・セントリフユージを使用し測定するもの
で、これはストークス径の大きい粒子はど速く拡散する
ことを利用して、沈降粒子の大きさを求めるという方法
である。第1図に、平均凝集体径(Dst)とΔDst
とを示す凝集体分布曲線の一例を示す。図中、mは凝集
体分布曲線である。この曲線を作成することにより、Δ
Dstを容易に求めることができる。
本発明のゴム組成物は、ゴム1007重量部に対して上
記fa)〜(C)の特性を有するカーボンブラックを2
0〜200重量部配合し置部るものである。
記fa)〜(C)の特性を有するカーボンブラックを2
0〜200重量部配合し置部るものである。
ゴムとしては、例えば、天然ゴム、スチレン−ブタジェ
ン共重合体ゴム、ポリブタジェンゴム、合成ポリイソプ
レンゴム、ブチルゴムなどのタイヤ用ゴムとして通常用
いられる各種のゴムを用いることができる。
ン共重合体ゴム、ポリブタジェンゴム、合成ポリイソプ
レンゴム、ブチルゴムなどのタイヤ用ゴムとして通常用
いられる各種のゴムを用いることができる。
カーボンブラックの配合割合は、ゴム100重量部に対
して20重量部未満では目的とする高補強性のゴム組成
物が得られず、一方、200重量部を越えると目的とす
る低発熱性のゴム組成物が得られなくなるので、20〜
200重量部の範囲内でなければならない。
して20重量部未満では目的とする高補強性のゴム組成
物が得られず、一方、200重量部を越えると目的とす
る低発熱性のゴム組成物が得られなくなるので、20〜
200重量部の範囲内でなければならない。
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックのほかに、必
要に応じて、例えば、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤、老化防止剤、粘着付与剤、軟化剤、充填剤
等を含有してもよい。
要に応じて、例えば、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤、老化防止剤、粘着付与剤、軟化剤、充填剤
等を含有してもよい。
以下に実施例および比較例を挙げて本発明の効果を具体
的に説明する。
的に説明する。
実施例、比較例
下記第1表に示される配合内容(カーボンブラック以外
の成分は全て共通)で種々のゴム組成物(実施例1〜4
、比較例1〜2)を作製した。
の成分は全て共通)で種々のゴム組成物(実施例1〜4
、比較例1〜2)を作製した。
この場合に用いるそれぞれのカーボンブラックの特性は
、下記第2表に示す。なお、その特性値は、下記の測定
方法(11〜(5)によるものである。
、下記第2表に示す。なお、その特性値は、下記の測定
方法(11〜(5)によるものである。
(重置以下余白)
第1表
A A ゴム、) 11皿S B RA1
502 100カーボンブラツク
50アロマチインクオイル 3(軟
化剤) ステアリン酸 3酸化亜鉛
1硫黄
1.75N−ターシャリイブチル −2−ベンゾチアジルスル フェンアミド 1.00(11窒素
比表面積。
502 100カーボンブラツク
50アロマチインクオイル 3(軟
化剤) ステアリン酸 3酸化亜鉛
1硫黄
1.75N−ターシャリイブチル −2−ベンゾチアジルスル フェンアミド 1.00(11窒素
比表面積。
ASTM−03037−785tandard Met
hods of Testing Carbon Bl
ack−Surface Area by Nitro
gen八dsorptへon″Method Cによる
。
hods of Testing Carbon Bl
ack−Surface Area by Nitro
gen八dsorptへon″Method Cによる
。
(2) よう素吸着量。
JIS K 6221 (1982) rゴム用カー
ボンブラック試験方法J 6.1.1による。
ボンブラック試験方法J 6.1.1による。
(3)DBP吸油量。
JIS K 6221 (1982) rゴム用カー
ボンブラック試験方法J 6.1.2 (1)A法によ
る。
ボンブラック試験方法J 6.1.2 (1)A法によ
る。
(4)比着色力。
JIS K 6221 (1982) rゴム用カー
ボンブラック試験方法J 6.1.3 (2,1)に
よる。標準カーボンブラックは、ASTHに規定する比
着色力標準ブランク#3(IRB魚3)を使用。
ボンブラック試験方法J 6.1.3 (2,1)に
よる。標準カーボンブラックは、ASTHに規定する比
着色力標準ブランク#3(IRB魚3)を使用。
(5)粒子凝集体分布半値幅(ΔDst)。
ジョイス・レーブル社製ディスク・セントリフユージを
使用し、遠心沈降法により次の方法で測定を行った。
使用し、遠心沈降法により次の方法で測定を行った。
すなわち、JIS K 6221 (1982) 、5
法により乾燥して精秤したカーボンブラックを、エタノ
ール20%水溶液に加え、カーボンブラック濃度を0.
005 重量%にした後、超音波で十分に分散させて試
料とした。一方、ディスク・セントリフユージの回転速
度を8QOOrpmに設定し、スピン液(蒸溜水)10
mj!をこのディスク・セントリフユージに加えたのち
に0.5mβのバッファー液(20容量%エタノール水
溶液)を注入した。ついで、これに試料溶液0.5〜1
.On+A!を注射器で加え、遠心沈降を開始させ、光
電沈降法により第1図に示すような凝集体分布曲線を作
成した。
法により乾燥して精秤したカーボンブラックを、エタノ
ール20%水溶液に加え、カーボンブラック濃度を0.
005 重量%にした後、超音波で十分に分散させて試
料とした。一方、ディスク・セントリフユージの回転速
度を8QOOrpmに設定し、スピン液(蒸溜水)10
mj!をこのディスク・セントリフユージに加えたのち
に0.5mβのバッファー液(20容量%エタノール水
溶液)を注入した。ついで、これに試料溶液0.5〜1
.On+A!を注射器で加え、遠心沈降を開始させ、光
電沈降法により第1図に示すような凝集体分布曲線を作
成した。
この曲線から、ΔDstを求めた。
(重量以下余白)
第2表にゴム組成物(実施例1〜4、比較例1〜2)の
加硫物性を示す。この加硫物性は、各種カーボンブラッ
クを配合したゴム組成物を混練し、150℃で40分間
加硫し、加硫物を得て、この加硫物について、引張物性
、粘弾性スペクトル、ピコ摩耗を評価し、得られた結果
のうち補強性を示す300%モジュラス、ピコ摩耗と、
発熱性を示すtan δとについて記したものである。
加硫物性を示す。この加硫物性は、各種カーボンブラッ
クを配合したゴム組成物を混練し、150℃で40分間
加硫し、加硫物を得て、この加硫物について、引張物性
、粘弾性スペクトル、ピコ摩耗を評価し、得られた結果
のうち補強性を示す300%モジュラス、ピコ摩耗と、
発熱性を示すtan δとについて記したものである。
tan δについては、粘弾性スペクトロメーター(岩
本製作所@製)を用いて、温度60°C1歪率工0±2
%、周波数20Hzの条件で測定した。
本製作所@製)を用いて、温度60°C1歪率工0±2
%、周波数20Hzの条件で測定した。
300%モジュラス、ピコ摩耗については、JIS K
6301 r一般ゴム試験方法」に準拠した。
6301 r一般ゴム試験方法」に準拠した。
第2表から、本発明に係るゴム組成物(実施例1〜4)
は、従来品種の)IMF (N 339 )級ハード
カーボンブラックを配合したゴム組成物(比較例1)以
上の補強性能を有しながら、そのゴム組成物を大きく上
進る低発熱性を示すことが認められる。
は、従来品種の)IMF (N 339 )級ハード
カーボンブラックを配合したゴム組成物(比較例1)以
上の補強性能を有しながら、そのゴム組成物を大きく上
進る低発熱性を示すことが認められる。
比較例2は、従来行われていた改良方法を利用して粒径
を大きくし、窒素比表面積を小さくし、比着色力を小さ
くしたカーボンブラックを配合したゴム組成物である。
を大きくし、窒素比表面積を小さくし、比着色力を小さ
くしたカーボンブラックを配合したゴム組成物である。
このゴム組成物では、低発熱性は付与されたが、ΔDS
t/N2SAが(0,0225(T i n t )
+3.165 )式から得られる値未満であり、補強性
が低下していることが判る。
t/N2SAが(0,0225(T i n t )
+3.165 )式から得られる値未満であり、補強性
が低下していることが判る。
つぎに、実施例1〜4、比較例1〜2について、ΔDS
t/N2SAとN25Aとの関係を第2図に示す。なお
、第2図中、nはΔ[)st/N25A=−0,008
(N2 SA) +1.58を表わし、O印は実施例を
、Δ印は比較例を表わす。
t/N2SAとN25Aとの関係を第2図に示す。なお
、第2図中、nはΔ[)st/N25A=−0,008
(N2 SA) +1.58を表わし、O印は実施例を
、Δ印は比較例を表わす。
この第2図から、実施例1〜4は、前記式(1)を満足
することが判る。
することが判る。
さらに、実施例1〜4、比較例1〜2について、ΔDS
t/N2SAとT i n tとの関係を第3図に示す
。なお、第3図中、iはΔ])st/N25A=−0,
0225(T i n t) +3.165を表わし、
O印は実施例を、Δ印は比較例を表わす。この第3図か
ら、実施例1〜4は、前記式(2)を満足することが判
る。
t/N2SAとT i n tとの関係を第3図に示す
。なお、第3図中、iはΔ])st/N25A=−0,
0225(T i n t) +3.165を表わし、
O印は実施例を、Δ印は比較例を表わす。この第3図か
ら、実施例1〜4は、前記式(2)を満足することが判
る。
以上説明したように、本発明のゴム組成物は、窒素比表
面積(N2SA)、着色力(Tint)、遠心沈降法に
よる凝集体分布の半値幅(ΔDSt)の値を特定したカ
ーボンブラックを配合したため、高補強性と低発熱性と
を同時に兼ね備え得るものである。すなわち、本発明の
ゴム組成物は、通常の)IAF (N 339 )級
カーボンブラックを配合したゴム組成物以上の補強性能
を有しながら、これをはるかに凌ぐ低発熱性を兼備する
のである。このため、本発明のゴム組成物は、タイヤ用
として極めて有用である。
面積(N2SA)、着色力(Tint)、遠心沈降法に
よる凝集体分布の半値幅(ΔDSt)の値を特定したカ
ーボンブラックを配合したため、高補強性と低発熱性と
を同時に兼ね備え得るものである。すなわち、本発明の
ゴム組成物は、通常の)IAF (N 339 )級
カーボンブラックを配合したゴム組成物以上の補強性能
を有しながら、これをはるかに凌ぐ低発熱性を兼備する
のである。このため、本発明のゴム組成物は、タイヤ用
として極めて有用である。
第1図は凝集体分布曲線の一例を示す説明図、第2図は
ΔDs t/N25AとN2 SAとの関係図、第3図
はΔpst/N25AとTintとの関係図である。 m・・・凝集体分布曲線。 第1図 凝集体径(mμ) 第2図 N25A (m27g) int
ΔDs t/N25AとN2 SAとの関係図、第3図
はΔpst/N25AとTintとの関係図である。 m・・・凝集体分布曲線。 第1図 凝集体径(mμ) 第2図 N25A (m27g) int
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 窒素比表面積(N_2SA)75〜95m^2/g、比
着色力(Tint)98〜110の特性領域にあるカー
ボンブラックであって、遠心沈降法による凝集体分布の
半値幅(ΔDst)と窒素比表面積(N_2SA)との
比が下記式を満足するカーボンブラックをゴム100重
量部に対して20〜200重量部配合してなることを特
徴とするタイヤ用ゴム組成物。 ΔDSt/N_2SA≧−0.008(N_2SA)+
1.58 ΔDSt/N_2SA≧−0.0225(Tint)+
3.165
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16763285A JPS6230137A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | タイヤ用ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16763285A JPS6230137A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | タイヤ用ゴム組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6230137A true JPS6230137A (ja) | 1987-02-09 |
Family
ID=15853374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16763285A Pending JPS6230137A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | タイヤ用ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6230137A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63225639A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-20 | Tokai Carbon Co Ltd | ゴム配合用カ−ボンブラツク |
JPH0232136A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Tokai Carbon Co Ltd | タイヤトレッドゴム用カーボンブラック |
JPH02129242A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-17 | Tokai Carbon Co Ltd | タイヤトレッドゴム用カーボンブラック |
US5019617A (en) * | 1987-12-09 | 1991-05-28 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber compositions containing carbon blacks of specified physical characteristics |
WO2019188339A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | Nok株式会社 | ゴム組成物およびそれを用いた混練機表面への粘着性の低減方法 |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP16763285A patent/JPS6230137A/ja active Pending
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