JPH0471936B2 - - Google Patents
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- JPH0471936B2 JPH0471936B2 JP57114734A JP11473482A JPH0471936B2 JP H0471936 B2 JPH0471936 B2 JP H0471936B2 JP 57114734 A JP57114734 A JP 57114734A JP 11473482 A JP11473482 A JP 11473482A JP H0471936 B2 JPH0471936 B2 JP H0471936B2
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- polymers
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
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- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
本発明はジエン系共重合体組成物に関するもの
である。更に詳しく耐ウエツトスキツド性能が高
く、転動抵抗が低く、加工性に優れ、更に実用加
工上問題となる引裂強度および粘着性の高い組成
物に関するものである。 近年自動車に対する省燃費要請は益々高まつて
きているが、中でもタイヤの特性が省燃費化に対
して重要な影響を及ぼし、その改善が強く望まれ
ている。 タイヤに要求される特性としては主に耐摩耗
性、耐ウエツトスキツド性、低発熱性、耐屈曲
性、耐チツピング性、耐グループクラツキング性
等があるが各種物性がバランス良く具備される必
要がある。特に省資源、省エネルギーという観点
からはエネルギーロスが小さく、転動抵抗の小さ
いことが重要である。 これらの諸物性の中、操縦安定性の為の高い耐
ウエツトスキツド性と省燃費の為の低い転動抵抗
性が特に重要な特性であるが、従来の知見からは
この両特性は相反する特性と認識されていた。 従来、タイヤ用ゴム特にトレツド用ゴムとし
て、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、高シス1,
4ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム
等が主として用いられているが、天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、高シスポリブタジエンゴムはエ
ネルギーロスが少く、低い転動抵抗性をもつ反
面、湿潤路面に対するシキツド抵抗性が低い。一
方スチレンブタジエンゴムは高い耐ウエツトスキ
ツド性を持つているが、発熱性が高く、エネルギ
ーロスが大であり転動抵抗性が高い為省燃費タイ
ヤ材料としては不充分である。 従来、これらのポリマーの欠点を補う為に、各
種ポリマーのブレンド技術が発達してきており、
例えば比較的小型の乗用車タイヤにはスチレンブ
チジエンゴムと高シスポリブタジエンのブレンド
系が主に使用されている。しかしながら、高い耐
ウエツトスキツド性の維持と、低い転動抵抗の保
持という特性に関しては、近年要望されている水
準からは、はなはだ不充分であつた。 本願発明者等は、従来、二律背反すると考えら
れていた耐ウエツトスキツド性と転動抵抗性につ
いての基礎的な検討を進める一方、実用上、タイ
ヤ製造に際して要求される混練加工性、ロール加
工性、押出加工性等の加工性に秀れた重合体の構
造及びかかる重合体の製造方法について、検討を
行ない、特定の構造を有する重合体が高い耐ウエ
ツトスキツド性能と優れた転動抵抗性能を兼ね備
えた上に更に優れた加工性を示すことを見出して
先に特許出願を行なつた(願昭57−53387号(特
開昭58−168611号公報参照))。 本願発明者らは、このような重合体をタイヤ用
部材の形に成型する際に問題となる引裂強度や粘
着性を改良する方法について鋭意検討を進めた結
果、特定の方法で複合化した重合体組成物であれ
ば耐ウエツトスキツド性能、転動抵抗性能、加工
性に優れるという特徴を損なうことなく、更に引
裂強度や粘着性をも改良し得ることを見出して本
発明に到達した。 次に本発明の背景について更に詳しく述べる。
本願発明者らによる先の出願(願昭57−53387号)
明細書(特開昭58−168611号公報参照)にも記載
したとおり、タイヤの転動抵抗性能と耐ウエツト
スキツド抵抗性能とは、粘弾性論的に以下の如く
認識し得る。 先ずタイヤの転動抵抗は、車輛走行時のタイヤ
の繰返し変形に伴なうエネルギー損失に起因す
る。即ち、タイヤが走行している間は接地時の変
形と接地から離れた時の回復が繰り返され、その
際応力と歪みとの関係は位相差を生じ、その結果
ヒステリシスロス即ちエネルギー損失を生じる
が、転動抵抗を改善することはかかるエネルギー
損失を少なくすることにほかならない。かかるエ
ネルギー損失はタイヤのカーカス及びブレーカー
の構造、サイドウオールゴム配合によるほか、特
にトレツドゴム配合による影響が大きいことが知
られている。そこでトレツドゴム配合の観点から
タイヤの転動抵抗を低減せしめるにはトレツドゴ
ムの圧縮変形、曲げ変形、剪断変形によるエネル
ギー損失を低減させる必要があるが、これはゴム
の動的粘弾性特性から考えれば損失コンプライア
ンス(E″/(E)2)及び損失モジユラス(E″)
を低減することを意味する。 他方、耐ウエツト・スキツド性能はタイヤが凹
凸のある路面を滑走する際、路面より受ける応力
に対して発生する摩擦抵抗と考えられる。即ちタ
イヤの如き粘弾性体は受けた応力に対して時間的
遅れをもつた変形回復を示すことから進行方向と
は逆方向のトルクが発生するが、このトルクによ
る抵抗が摩擦抵抗であり、動的粘弾性特性の損失
正接(tanδ=E″/E′)に依存する(日本ゴム協
会誌 48 No.11 1970年)。従つて耐ウエツトス
キツド性能も転動抵抗性能も共にゴムの動的損失
(E″,E″/(E*)2,E″/E′)に依存する性能であ
るが、これらの値の増加により逆に耐ウエツト
スキツド性能は向上する。要するに動的損失特性
値は耐ウエツト スキツド性能に関しては大きい
方が、一方転動抵抗性能に関しては小さい方が望
ましい。したがつて従来これらの両性能は二律背
反するものと認識され同一の原材料では満足する
ものが得られないと考えられていた。しかしなが
ら発明者らは種々検討の結果、耐ウエツト スキ
ツド性能と転動抵抗性能では材料の受ける変形速
度の領域が相違することに着目した。即ち転動抵
抗性能はタイヤの回転速度に対応する変形速度で
あり通常の走行速度で周波数が十数ヘルツの領域
であるのに対し、耐ウエツト スキツド性能は路
面の凹凸を滑走する際に受ける刺激であり周波数
が非常に高い領域であり、動的損失特性の寄与す
る変形周波領域が両者相互に相違する。したがつ
て、動転抵抗性能に寄与する低周波領域では損失
特性をできるだけ低くし、耐ウエツト スキツド
性能に寄与する高周波領域では損失特性をできる
だけ高くすることにより相反する両性能を共に改
善することができる。かかる観点から発明者はポ
リマーの分子構造分子量分布等に関し検討して、
先の出願(特願昭57−53387)の明細書(特開昭
58−168611号公報参照)に示した如き、転動抵抗
性が低く、耐ウエツトスキツド性能が高い上に、
更に加工性の優れた分岐重合体を発明するに至つ
た。 本発明の目的は、このような優れた特徴を損な
うことなく、更に重合体をタイヤ用部材の形に成
型する際に重要視される引裂強度や粘着性を改良
した重合体組成物を提供することである。 本発明の組成物は、ビニル芳香族化合物とブタ
ジエンとの共重合体の混合物を含有する組成物で
あつて、重合体の混合物のガラス転移温度が−50
℃以上であり、且つ該重合体混合物が3種類の重
合体(A),(B),(C)からなり、重合体(A)
は固有粘度1.0乃至4.0の線状重合体であり、重合
体(B)は重合体(A)が結合剤としての四塩化
ケイ素を用いて結合されたケイ素−ビニル芳香族
化合物結合を有する分岐重合体であり、且つ重合
体(A),(B)におけるビニル芳香族化合物の結
合量が15乃至35重量%であり、重合体(A),
(B)の結合ブタジエン中の1.2結合含量は30モル
%以上60モル%未満であり、重合体(C)は固有
粘度0.1乃至0.8未満の線状又は結合剤としての四
塩化ケイ素を用いて結合されたケイ素−ビニル芳
香族化合物結合を有する分岐重合体であり、更に
重合体(A),(B),(C)の合計重量中に占める
重合体(C)の割合が1重量%以上10重量%以下
であり重合体(A),(B)の合計重量中に占める
重合体(B)の割合が70重量%以上であることを
特徴とする組成物である。重合体混合物のガラス
転移温度が−50℃未満であると、その重合体を使
用したタイヤのウエツト グリツプ性能が低下し
てブレーキ特性が悪化する故に、本発明の重合体
組成物においては重合体混合物のガラス転移温度
は−50℃以上に限定される。又、本発明の組成物
において重合体(A)の分子量は、80℃のトルエ
ン中で測定した重合体(A)の固有粘度が1.0乃
至4.0〔dl/g〕である如き範囲内にあることが好
ましい。重合体(A)の固有粘度が1.0未満の場
合には動的損失が大となり、転動抵抗性が悪化
し、一方、重合体(A)の固有粘度が4.0を超え
る場合には、その結果として重合体(B)の分子
量が著しく大きくなり、重合体混合物及びその組
成物の押出加工時の定量性が悪化するなどして、
実用上好ましくない。又、本発明の組成物におい
て重合体(B)は、重合体(A)が結合剤として
の四塩化ケイ素を用いて結合された分岐重合体で
ある。 本発明の組成物においては、重合体(B)の量
は、重合体(A)と重合体(B)との合計量の内
の70重量%以上を占めるように制御される。この
割合が70重量%未満であれば、重合体混合物及び
その組成物の加工性が悪化して、例えばロール加
工時に平滑なゴムシートが得られないなど重大な
性能低下をもたらす。 重合体(B)を製造する方法としては、アルカ
リ金属系化合物を重合開始剤として用いる公知の
リビングアニオン重合法が有効であり、予め重合
体(A)に相当する活性重合体を合成し、末端結
合剤を用してその一部又は全部の末端同士を結合
する方法が採用し得る。 すなわち、重合開始剤を用いてビニル芳香族化
合物とブタジエンとを共重合して得られる活性重
合体溶液に、四塩化ケイ素である結合剤を作用さ
せるのであるが、一般に、ビニル芳香族化合物と
ブタジエンを共重合させた場合には、ビニル芳香
族化合物とブタジエンの反応性の相違から、重合
初期にはブタジエンが優先的に重合し、反応後期
の高分子末端はビニル芳香族化合物となつている
ことは公知の事実である。かかる高分子末端を有
する高分子鎖に該結合剤を作用せしめた場合、得
られる高分子鎖は、ビニル芳香族化合物−ケイ素
末端を有するものとなる。 この場合に結合された分岐を有する重合体
(B)が重合体(A),(B)の合計量中に占める
重量比率はゲル・パーミエーシヨン・クロマトグ
ラフ(GPC)によつて測定された分子量分布か
ら、読みとることができる。即ち、結合された分
岐を有する重合体(B)の平均分子量に相当する
ピークの高さと分岐を有しない重合体(A)の平
均分子量に相当するピークの高さとの相対比を以
つて、それぞれの重合体の重量比率と定義するこ
とができる。 本発明の組成物の重合体(B)は結合剤として
の四塩化ケイ素を用いて結合された形状を有する
ものである。 又、先に述べたとおり、重合体(B)の量は、
重合体(A)と重合体(B)との合計量の内、70
重量%以上を占めるように制御されるが、この好
ましい比率を得るためには、結合剤の量を重合活
性末端1モルに対して0.175乃至0.25モルとすべ
きである。 本発明の組成物において重合体(A),(B)に
おけるビニル芳香族化合物の結合量は15乃至35重
量%の範囲である。スチレン含量は、高い程耐ウ
エツト・スキツド性能は向上するが、35重量%を
超えると逆に引裂強度や耐摩耗性が低下する傾向
にあり、両者のバランスから上記範囲内が本発明
の目的に適合するものである。 更に、重合体(A),(B)の結合ブタジエン中
の1,2結合含量は30モル%以上60モル%未満で
ある。1,2結合含量の増加とともに耐ウエツト
スキツド性は向上するが60モル%を超えると、引
裂強度や耐摩耗性の低下が著しくなり、好ましく
ない。逆に1,2結合含量が30モル%より少ない
場合には耐ウエツトスキツド性が低下する故に適
当でない。 また、本発明の組成物において重合体(C)は
その固有粘度が0.1乃至0.8未満の線状又は分岐重
合体である。固有粘度が0.8以上であると、重合
体組成物は粘着性に乏しくなり、又、その組成物
から得られる加硫物の引裂強度の改良効果が無く
なるなど、本発明の目的に適さない組成物を与え
ることになる。一方、固有粘度が0.1未満であれ
ば転動抵抗性能が悪化したり、或いはロール加工
時にゴム・シートの一部が剥がれるなど、加工性
の低下を生じ、好ましくない。 又、重合体(C)の、重合体(A),(B),
(C)の合計重量中に占める割合は1重量%以上
10重量%以下に限定される。 この割合が1重量%未満の場合には、粘着性や
引裂強度の改良効果が充分でなく、逆に10重量%
を超える場合には、転動抵抗性能が低下する故に
いずれも好ましくない。 更に転動抵抗性能が極めて優れ、且つ粘着性や
引裂強度の改良効果の良好な組成物を得るために
は、この割合は1重量%以上5重量%以下である
ことが好ましい。 同様に転動抵抗性能と粘着性や引裂強度の改良
効果とのバランスを好ましく保つためには、重合
体(C)は結合剤としての四塩化ケイ素を用いて
結合された形状を有する分岐高分子鎖を含有する
ことが好ましく、この場合分岐高分子鎖の重合体
(C)中における割合は、70重量%以上、好まし
くは80重量%以上である。この分岐高分子鎖の含
有量も結合剤の活性重合体に対するモル比で制御
され、該結合剤の使用量は活性重合体1モル当た
り0.175モル乃至0.250モル、好ましくは0.200モル
乃至0.250モルとすべきである。 本発明の組成物中の重合体(A),(B),(C)
としてビニル芳香族化合物とブタジエンとの共重
合体を使用する場合において、ビニル芳香族化合
物としては、スチレン、スチレンのベンゼン核置
換誘導体、例えばm−メチルスチレン、p−メチ
ルスチレン、p−第三級ブチルスチレン或いはス
チレンのビニル基置換誘導体、例えばα−メチル
スチレンなどが含まれるが、工業的規模における
実施の際の入手容易性の点からスチレン、p−メ
チルスチレンが好ましく選択される。 本発明の組成物は、上述の如き重合体混合物の
外に通常のタイヤ部材の加工・成型に使用される
配合剤、例えば、カーボンブラツク、伸展油、老
化防止剤、硫黄、及び加硫促進剤などと混合して
使用することができる。 また、本発明の組成物には、上記の如き重合体
混合物100乃至70重量部に対して、天然ゴム及
び/又は、合成イソプレンゴムを0乃至30重両部
を混合することが好ましい。ここで、天然ゴム及
び/又は合成イソプレンゴムの配合量が30重量部
を越すと、ウエツト・ブレーキ性能が低下する為
に好ましくなく、より優れた加工性、転動抵抗性
能、ウエツト・ブレーキ性能をバランスよく維持
する為には、5乃至25重量部含有する事がより好
ましい。 次に本発明をより明確にする為、実施例をあげ
て説明するが、本発明はこれにより何ら限定され
るものではない。 なお実施例、比較例における各種物性の測定は
以下の条件で実施した。 固有粘度〔η〕 オストワルド型溶液粘度測定器を用い、トルエ
ン溶媒で30℃において測定した。 ガラス転移点 デユポン社示差熱走査熱量計(D,S,C)を
用いて20℃/分の昇温速度で測定。転移吸熱ピー
クの位置から転移温度を決定した。 ロール加工性 6″ロールを50℃の温度に調節し、ロール間隙を
0.7mm、1.0mm、1.5mm、2.0mmと変化させて重合体
又は重合体の混合物を巻付けて、その状態を観察
して以下のように評点をつけた。
である。更に詳しく耐ウエツトスキツド性能が高
く、転動抵抗が低く、加工性に優れ、更に実用加
工上問題となる引裂強度および粘着性の高い組成
物に関するものである。 近年自動車に対する省燃費要請は益々高まつて
きているが、中でもタイヤの特性が省燃費化に対
して重要な影響を及ぼし、その改善が強く望まれ
ている。 タイヤに要求される特性としては主に耐摩耗
性、耐ウエツトスキツド性、低発熱性、耐屈曲
性、耐チツピング性、耐グループクラツキング性
等があるが各種物性がバランス良く具備される必
要がある。特に省資源、省エネルギーという観点
からはエネルギーロスが小さく、転動抵抗の小さ
いことが重要である。 これらの諸物性の中、操縦安定性の為の高い耐
ウエツトスキツド性と省燃費の為の低い転動抵抗
性が特に重要な特性であるが、従来の知見からは
この両特性は相反する特性と認識されていた。 従来、タイヤ用ゴム特にトレツド用ゴムとし
て、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、高シス1,
4ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム
等が主として用いられているが、天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、高シスポリブタジエンゴムはエ
ネルギーロスが少く、低い転動抵抗性をもつ反
面、湿潤路面に対するシキツド抵抗性が低い。一
方スチレンブタジエンゴムは高い耐ウエツトスキ
ツド性を持つているが、発熱性が高く、エネルギ
ーロスが大であり転動抵抗性が高い為省燃費タイ
ヤ材料としては不充分である。 従来、これらのポリマーの欠点を補う為に、各
種ポリマーのブレンド技術が発達してきており、
例えば比較的小型の乗用車タイヤにはスチレンブ
チジエンゴムと高シスポリブタジエンのブレンド
系が主に使用されている。しかしながら、高い耐
ウエツトスキツド性の維持と、低い転動抵抗の保
持という特性に関しては、近年要望されている水
準からは、はなはだ不充分であつた。 本願発明者等は、従来、二律背反すると考えら
れていた耐ウエツトスキツド性と転動抵抗性につ
いての基礎的な検討を進める一方、実用上、タイ
ヤ製造に際して要求される混練加工性、ロール加
工性、押出加工性等の加工性に秀れた重合体の構
造及びかかる重合体の製造方法について、検討を
行ない、特定の構造を有する重合体が高い耐ウエ
ツトスキツド性能と優れた転動抵抗性能を兼ね備
えた上に更に優れた加工性を示すことを見出して
先に特許出願を行なつた(願昭57−53387号(特
開昭58−168611号公報参照))。 本願発明者らは、このような重合体をタイヤ用
部材の形に成型する際に問題となる引裂強度や粘
着性を改良する方法について鋭意検討を進めた結
果、特定の方法で複合化した重合体組成物であれ
ば耐ウエツトスキツド性能、転動抵抗性能、加工
性に優れるという特徴を損なうことなく、更に引
裂強度や粘着性をも改良し得ることを見出して本
発明に到達した。 次に本発明の背景について更に詳しく述べる。
本願発明者らによる先の出願(願昭57−53387号)
明細書(特開昭58−168611号公報参照)にも記載
したとおり、タイヤの転動抵抗性能と耐ウエツト
スキツド抵抗性能とは、粘弾性論的に以下の如く
認識し得る。 先ずタイヤの転動抵抗は、車輛走行時のタイヤ
の繰返し変形に伴なうエネルギー損失に起因す
る。即ち、タイヤが走行している間は接地時の変
形と接地から離れた時の回復が繰り返され、その
際応力と歪みとの関係は位相差を生じ、その結果
ヒステリシスロス即ちエネルギー損失を生じる
が、転動抵抗を改善することはかかるエネルギー
損失を少なくすることにほかならない。かかるエ
ネルギー損失はタイヤのカーカス及びブレーカー
の構造、サイドウオールゴム配合によるほか、特
にトレツドゴム配合による影響が大きいことが知
られている。そこでトレツドゴム配合の観点から
タイヤの転動抵抗を低減せしめるにはトレツドゴ
ムの圧縮変形、曲げ変形、剪断変形によるエネル
ギー損失を低減させる必要があるが、これはゴム
の動的粘弾性特性から考えれば損失コンプライア
ンス(E″/(E)2)及び損失モジユラス(E″)
を低減することを意味する。 他方、耐ウエツト・スキツド性能はタイヤが凹
凸のある路面を滑走する際、路面より受ける応力
に対して発生する摩擦抵抗と考えられる。即ちタ
イヤの如き粘弾性体は受けた応力に対して時間的
遅れをもつた変形回復を示すことから進行方向と
は逆方向のトルクが発生するが、このトルクによ
る抵抗が摩擦抵抗であり、動的粘弾性特性の損失
正接(tanδ=E″/E′)に依存する(日本ゴム協
会誌 48 No.11 1970年)。従つて耐ウエツトス
キツド性能も転動抵抗性能も共にゴムの動的損失
(E″,E″/(E*)2,E″/E′)に依存する性能であ
るが、これらの値の増加により逆に耐ウエツト
スキツド性能は向上する。要するに動的損失特性
値は耐ウエツト スキツド性能に関しては大きい
方が、一方転動抵抗性能に関しては小さい方が望
ましい。したがつて従来これらの両性能は二律背
反するものと認識され同一の原材料では満足する
ものが得られないと考えられていた。しかしなが
ら発明者らは種々検討の結果、耐ウエツト スキ
ツド性能と転動抵抗性能では材料の受ける変形速
度の領域が相違することに着目した。即ち転動抵
抗性能はタイヤの回転速度に対応する変形速度で
あり通常の走行速度で周波数が十数ヘルツの領域
であるのに対し、耐ウエツト スキツド性能は路
面の凹凸を滑走する際に受ける刺激であり周波数
が非常に高い領域であり、動的損失特性の寄与す
る変形周波領域が両者相互に相違する。したがつ
て、動転抵抗性能に寄与する低周波領域では損失
特性をできるだけ低くし、耐ウエツト スキツド
性能に寄与する高周波領域では損失特性をできる
だけ高くすることにより相反する両性能を共に改
善することができる。かかる観点から発明者はポ
リマーの分子構造分子量分布等に関し検討して、
先の出願(特願昭57−53387)の明細書(特開昭
58−168611号公報参照)に示した如き、転動抵抗
性が低く、耐ウエツトスキツド性能が高い上に、
更に加工性の優れた分岐重合体を発明するに至つ
た。 本発明の目的は、このような優れた特徴を損な
うことなく、更に重合体をタイヤ用部材の形に成
型する際に重要視される引裂強度や粘着性を改良
した重合体組成物を提供することである。 本発明の組成物は、ビニル芳香族化合物とブタ
ジエンとの共重合体の混合物を含有する組成物で
あつて、重合体の混合物のガラス転移温度が−50
℃以上であり、且つ該重合体混合物が3種類の重
合体(A),(B),(C)からなり、重合体(A)
は固有粘度1.0乃至4.0の線状重合体であり、重合
体(B)は重合体(A)が結合剤としての四塩化
ケイ素を用いて結合されたケイ素−ビニル芳香族
化合物結合を有する分岐重合体であり、且つ重合
体(A),(B)におけるビニル芳香族化合物の結
合量が15乃至35重量%であり、重合体(A),
(B)の結合ブタジエン中の1.2結合含量は30モル
%以上60モル%未満であり、重合体(C)は固有
粘度0.1乃至0.8未満の線状又は結合剤としての四
塩化ケイ素を用いて結合されたケイ素−ビニル芳
香族化合物結合を有する分岐重合体であり、更に
重合体(A),(B),(C)の合計重量中に占める
重合体(C)の割合が1重量%以上10重量%以下
であり重合体(A),(B)の合計重量中に占める
重合体(B)の割合が70重量%以上であることを
特徴とする組成物である。重合体混合物のガラス
転移温度が−50℃未満であると、その重合体を使
用したタイヤのウエツト グリツプ性能が低下し
てブレーキ特性が悪化する故に、本発明の重合体
組成物においては重合体混合物のガラス転移温度
は−50℃以上に限定される。又、本発明の組成物
において重合体(A)の分子量は、80℃のトルエ
ン中で測定した重合体(A)の固有粘度が1.0乃
至4.0〔dl/g〕である如き範囲内にあることが好
ましい。重合体(A)の固有粘度が1.0未満の場
合には動的損失が大となり、転動抵抗性が悪化
し、一方、重合体(A)の固有粘度が4.0を超え
る場合には、その結果として重合体(B)の分子
量が著しく大きくなり、重合体混合物及びその組
成物の押出加工時の定量性が悪化するなどして、
実用上好ましくない。又、本発明の組成物におい
て重合体(B)は、重合体(A)が結合剤として
の四塩化ケイ素を用いて結合された分岐重合体で
ある。 本発明の組成物においては、重合体(B)の量
は、重合体(A)と重合体(B)との合計量の内
の70重量%以上を占めるように制御される。この
割合が70重量%未満であれば、重合体混合物及び
その組成物の加工性が悪化して、例えばロール加
工時に平滑なゴムシートが得られないなど重大な
性能低下をもたらす。 重合体(B)を製造する方法としては、アルカ
リ金属系化合物を重合開始剤として用いる公知の
リビングアニオン重合法が有効であり、予め重合
体(A)に相当する活性重合体を合成し、末端結
合剤を用してその一部又は全部の末端同士を結合
する方法が採用し得る。 すなわち、重合開始剤を用いてビニル芳香族化
合物とブタジエンとを共重合して得られる活性重
合体溶液に、四塩化ケイ素である結合剤を作用さ
せるのであるが、一般に、ビニル芳香族化合物と
ブタジエンを共重合させた場合には、ビニル芳香
族化合物とブタジエンの反応性の相違から、重合
初期にはブタジエンが優先的に重合し、反応後期
の高分子末端はビニル芳香族化合物となつている
ことは公知の事実である。かかる高分子末端を有
する高分子鎖に該結合剤を作用せしめた場合、得
られる高分子鎖は、ビニル芳香族化合物−ケイ素
末端を有するものとなる。 この場合に結合された分岐を有する重合体
(B)が重合体(A),(B)の合計量中に占める
重量比率はゲル・パーミエーシヨン・クロマトグ
ラフ(GPC)によつて測定された分子量分布か
ら、読みとることができる。即ち、結合された分
岐を有する重合体(B)の平均分子量に相当する
ピークの高さと分岐を有しない重合体(A)の平
均分子量に相当するピークの高さとの相対比を以
つて、それぞれの重合体の重量比率と定義するこ
とができる。 本発明の組成物の重合体(B)は結合剤として
の四塩化ケイ素を用いて結合された形状を有する
ものである。 又、先に述べたとおり、重合体(B)の量は、
重合体(A)と重合体(B)との合計量の内、70
重量%以上を占めるように制御されるが、この好
ましい比率を得るためには、結合剤の量を重合活
性末端1モルに対して0.175乃至0.25モルとすべ
きである。 本発明の組成物において重合体(A),(B)に
おけるビニル芳香族化合物の結合量は15乃至35重
量%の範囲である。スチレン含量は、高い程耐ウ
エツト・スキツド性能は向上するが、35重量%を
超えると逆に引裂強度や耐摩耗性が低下する傾向
にあり、両者のバランスから上記範囲内が本発明
の目的に適合するものである。 更に、重合体(A),(B)の結合ブタジエン中
の1,2結合含量は30モル%以上60モル%未満で
ある。1,2結合含量の増加とともに耐ウエツト
スキツド性は向上するが60モル%を超えると、引
裂強度や耐摩耗性の低下が著しくなり、好ましく
ない。逆に1,2結合含量が30モル%より少ない
場合には耐ウエツトスキツド性が低下する故に適
当でない。 また、本発明の組成物において重合体(C)は
その固有粘度が0.1乃至0.8未満の線状又は分岐重
合体である。固有粘度が0.8以上であると、重合
体組成物は粘着性に乏しくなり、又、その組成物
から得られる加硫物の引裂強度の改良効果が無く
なるなど、本発明の目的に適さない組成物を与え
ることになる。一方、固有粘度が0.1未満であれ
ば転動抵抗性能が悪化したり、或いはロール加工
時にゴム・シートの一部が剥がれるなど、加工性
の低下を生じ、好ましくない。 又、重合体(C)の、重合体(A),(B),
(C)の合計重量中に占める割合は1重量%以上
10重量%以下に限定される。 この割合が1重量%未満の場合には、粘着性や
引裂強度の改良効果が充分でなく、逆に10重量%
を超える場合には、転動抵抗性能が低下する故に
いずれも好ましくない。 更に転動抵抗性能が極めて優れ、且つ粘着性や
引裂強度の改良効果の良好な組成物を得るために
は、この割合は1重量%以上5重量%以下である
ことが好ましい。 同様に転動抵抗性能と粘着性や引裂強度の改良
効果とのバランスを好ましく保つためには、重合
体(C)は結合剤としての四塩化ケイ素を用いて
結合された形状を有する分岐高分子鎖を含有する
ことが好ましく、この場合分岐高分子鎖の重合体
(C)中における割合は、70重量%以上、好まし
くは80重量%以上である。この分岐高分子鎖の含
有量も結合剤の活性重合体に対するモル比で制御
され、該結合剤の使用量は活性重合体1モル当た
り0.175モル乃至0.250モル、好ましくは0.200モル
乃至0.250モルとすべきである。 本発明の組成物中の重合体(A),(B),(C)
としてビニル芳香族化合物とブタジエンとの共重
合体を使用する場合において、ビニル芳香族化合
物としては、スチレン、スチレンのベンゼン核置
換誘導体、例えばm−メチルスチレン、p−メチ
ルスチレン、p−第三級ブチルスチレン或いはス
チレンのビニル基置換誘導体、例えばα−メチル
スチレンなどが含まれるが、工業的規模における
実施の際の入手容易性の点からスチレン、p−メ
チルスチレンが好ましく選択される。 本発明の組成物は、上述の如き重合体混合物の
外に通常のタイヤ部材の加工・成型に使用される
配合剤、例えば、カーボンブラツク、伸展油、老
化防止剤、硫黄、及び加硫促進剤などと混合して
使用することができる。 また、本発明の組成物には、上記の如き重合体
混合物100乃至70重量部に対して、天然ゴム及
び/又は、合成イソプレンゴムを0乃至30重両部
を混合することが好ましい。ここで、天然ゴム及
び/又は合成イソプレンゴムの配合量が30重量部
を越すと、ウエツト・ブレーキ性能が低下する為
に好ましくなく、より優れた加工性、転動抵抗性
能、ウエツト・ブレーキ性能をバランスよく維持
する為には、5乃至25重量部含有する事がより好
ましい。 次に本発明をより明確にする為、実施例をあげ
て説明するが、本発明はこれにより何ら限定され
るものではない。 なお実施例、比較例における各種物性の測定は
以下の条件で実施した。 固有粘度〔η〕 オストワルド型溶液粘度測定器を用い、トルエ
ン溶媒で30℃において測定した。 ガラス転移点 デユポン社示差熱走査熱量計(D,S,C)を
用いて20℃/分の昇温速度で測定。転移吸熱ピー
クの位置から転移温度を決定した。 ロール加工性 6″ロールを50℃の温度に調節し、ロール間隙を
0.7mm、1.0mm、1.5mm、2.0mmと変化させて重合体
又は重合体の混合物を巻付けて、その状態を観察
して以下のように評点をつけた。
【表】
重合体(A),(B)の含有量の分析
東洋曹達製HLC−802URを使用、分配カラム
として103、104、106、107のカラムを選択し、屈
析計を検出器として用いた。展開溶媒としてテト
ラヒドロフラン(THF)を用いて40℃で重合体
(A),(B)混合物の分子量分布を測定した。重
合体(A),(B)の平均分子量に相当するピーク
の高さの相対比を以つて、それぞれの重合体の重
量比率とした。 ウエツド・スキツド抵抗性能 厚さ6.5mmの加硫ゴムシートについて、スタン
レイ社製ポータブルスキツドレジスタンステスタ
ーを用いて測定した。接触路面として温度20℃の
水を噴霧したアスフアルト面を選定した。 動的損失値 東洋ボールドウイン社製動的固体粘弾性測定器
を用い加硫シートを初期伸長0.6%、両振巾0.1
%、周波数11Hzにおいて、温度を変化させて測定
した。 引裂強度 JIS K−6301に従つて、B型試験片について測
定した。 粘着性 東洋精機製ピツクアツプ式タツクメーターを用
いて、温度23℃において、圧着荷重500g、圧着
時間10秒間、引離し速度毎分10mmなる条件にて測
定した。 なお、加硫物を得るための配合処方は、以下の
とおりであつた。 重合体100部 カーボンブラツク 60部 アロマ油20部 亜鉛華 5部 ステアリン酸2部 加硫促進剤 2部 イオウ16部 実施例1〜3 ヘキサン中でブチルリチウムを重合開始剤とし
てテトラヒドロフランの存在下にスチレン及びブ
タジエンの共重合を実施し、四塩化ケイ素を作用
させて得られた重合体(A),(B)の混合物溶液
に対して実施例1及び2では、別に合成した線状
の重合体(C)の溶液を又、実施例3では結合剤
としての四塩化ケイ素を用いて結合されたケイ素
−ビニル芳香族化合物結合を有する分岐高分子鎖
を含む重合体(C)の溶液を所定の比率で混合し
た。得られた溶液から溶媒を留去して重合体混合
物を回収し、加硫物として、諸物性値を測定し
た。なお、重合体(A)の物性値は、四塩化硅素
を作用させる前に重合計から少量抜き出した試料
について、又、(A),(B),(C)混合物のガラ
ス転移温度は未加硫混合物について測定した。 結果を第1表に示す。 第1表に見られる如く本発明の組成物は、ウエ
ツトスキツド抵抗性組が高く、損失モジユラス
(E″)や損失コンプライアンス(E″/1E*12)が
小さいことから、ブレーキ特性と転動抵抗性能が
共に優れており、又、ロール加工性も極めて良好
である上に引裂強度も20乃至22(Kg/cm2)と高い。
更に粘着性も570〜590(g/15mm)と高いことか
ら、本発明の組成物は、ウエツトスキツド抵抗性
能が高く、転動抵抗性が低く、加工性も優れてい
る上にタイヤ部材成型時に要求される引裂強度や
粘着性も改良された重合体組成物であることが示
された。 比較例 1 実施例1〜3において重合体(C)を混合する
ことなく重合体(A),(B)の混合物について同
様の物性測定を行なつた。 この結果も第1表に示したが、比較例1の組成
物はウエツトスキツド抵抗性能と転動抵抗性能、
加工性のバランスの点では優れているが、引裂強
度が18(Kg/cm)と低く、粘着性も450(g/mm)
と低い故に、タイヤ部材成型時に要求される実用
成型加工性の点で劣り、本発明の如き改善効果が
見られない。
として103、104、106、107のカラムを選択し、屈
析計を検出器として用いた。展開溶媒としてテト
ラヒドロフラン(THF)を用いて40℃で重合体
(A),(B)混合物の分子量分布を測定した。重
合体(A),(B)の平均分子量に相当するピーク
の高さの相対比を以つて、それぞれの重合体の重
量比率とした。 ウエツド・スキツド抵抗性能 厚さ6.5mmの加硫ゴムシートについて、スタン
レイ社製ポータブルスキツドレジスタンステスタ
ーを用いて測定した。接触路面として温度20℃の
水を噴霧したアスフアルト面を選定した。 動的損失値 東洋ボールドウイン社製動的固体粘弾性測定器
を用い加硫シートを初期伸長0.6%、両振巾0.1
%、周波数11Hzにおいて、温度を変化させて測定
した。 引裂強度 JIS K−6301に従つて、B型試験片について測
定した。 粘着性 東洋精機製ピツクアツプ式タツクメーターを用
いて、温度23℃において、圧着荷重500g、圧着
時間10秒間、引離し速度毎分10mmなる条件にて測
定した。 なお、加硫物を得るための配合処方は、以下の
とおりであつた。 重合体100部 カーボンブラツク 60部 アロマ油20部 亜鉛華 5部 ステアリン酸2部 加硫促進剤 2部 イオウ16部 実施例1〜3 ヘキサン中でブチルリチウムを重合開始剤とし
てテトラヒドロフランの存在下にスチレン及びブ
タジエンの共重合を実施し、四塩化ケイ素を作用
させて得られた重合体(A),(B)の混合物溶液
に対して実施例1及び2では、別に合成した線状
の重合体(C)の溶液を又、実施例3では結合剤
としての四塩化ケイ素を用いて結合されたケイ素
−ビニル芳香族化合物結合を有する分岐高分子鎖
を含む重合体(C)の溶液を所定の比率で混合し
た。得られた溶液から溶媒を留去して重合体混合
物を回収し、加硫物として、諸物性値を測定し
た。なお、重合体(A)の物性値は、四塩化硅素
を作用させる前に重合計から少量抜き出した試料
について、又、(A),(B),(C)混合物のガラ
ス転移温度は未加硫混合物について測定した。 結果を第1表に示す。 第1表に見られる如く本発明の組成物は、ウエ
ツトスキツド抵抗性組が高く、損失モジユラス
(E″)や損失コンプライアンス(E″/1E*12)が
小さいことから、ブレーキ特性と転動抵抗性能が
共に優れており、又、ロール加工性も極めて良好
である上に引裂強度も20乃至22(Kg/cm2)と高い。
更に粘着性も570〜590(g/15mm)と高いことか
ら、本発明の組成物は、ウエツトスキツド抵抗性
能が高く、転動抵抗性が低く、加工性も優れてい
る上にタイヤ部材成型時に要求される引裂強度や
粘着性も改良された重合体組成物であることが示
された。 比較例 1 実施例1〜3において重合体(C)を混合する
ことなく重合体(A),(B)の混合物について同
様の物性測定を行なつた。 この結果も第1表に示したが、比較例1の組成
物はウエツトスキツド抵抗性能と転動抵抗性能、
加工性のバランスの点では優れているが、引裂強
度が18(Kg/cm)と低く、粘着性も450(g/mm)
と低い故に、タイヤ部材成型時に要求される実用
成型加工性の点で劣り、本発明の如き改善効果が
見られない。
【表】
【表】
次に、実施例1〜3及び比較例1の処方によつ
て得られたゴム組成物をトレツドに用いて、
165SR13スチール・ラジアルタイヤを製造し、転
動抵抗、ウエツト・ブレーキ性能、操縦安定性能
を計測した。結果を第2表に示す。 転動抵抗性能 上記タイヤを60インチドラム上にて速度80Km/
h、内圧2.0Kgf/cm2荷重300Kgの条件下で走行さ
せ、転動抵抗性能を測定した。表には、市販の
SBR1500を基準として相対値で示す。数値の小
さい程転動抵抗性能はすぐれている。 本発明の実施例はいずれも、SBR1500より大
巾な転動抵抗性能の向上が認められる。 ウエツト・ブレーキ性能 上記タイヤを排気量1500c.c.の乗用車に装着し、
コンクリート製の滑りやすい路面に散水した状態
において、1名乗車時の速度60Km/hからの停止
距離から摩擦係数μを算出し、市販のSBR1500
を基準として相対値で示す。数値の大きい程ウエ
ツト・ブレーキ性能はすぐれている。 本発明の実施例はいずれもSBR1500より大巾
なウエツトブレーキ性能の向上が認められる。 操縦安定性能 上記タイヤを排気量1500c.c.の乗用車に装着し、
JARI総合試験路において、空気圧1.8Kgf/cm2、1
名乗車時の走行時における操縦安定性能を、市販
のSBR1500を基準値3.0として相対値で示す。操
縦安定性能は直進安定性、ハンドル応答性、接地
性、収斂性から評価し、各評価の総合評価を示
し、数値の大きい程すぐれている。 本発明の実施例はいずれもSBR1500より操縦
安定性能の向上が認められる。
て得られたゴム組成物をトレツドに用いて、
165SR13スチール・ラジアルタイヤを製造し、転
動抵抗、ウエツト・ブレーキ性能、操縦安定性能
を計測した。結果を第2表に示す。 転動抵抗性能 上記タイヤを60インチドラム上にて速度80Km/
h、内圧2.0Kgf/cm2荷重300Kgの条件下で走行さ
せ、転動抵抗性能を測定した。表には、市販の
SBR1500を基準として相対値で示す。数値の小
さい程転動抵抗性能はすぐれている。 本発明の実施例はいずれも、SBR1500より大
巾な転動抵抗性能の向上が認められる。 ウエツト・ブレーキ性能 上記タイヤを排気量1500c.c.の乗用車に装着し、
コンクリート製の滑りやすい路面に散水した状態
において、1名乗車時の速度60Km/hからの停止
距離から摩擦係数μを算出し、市販のSBR1500
を基準として相対値で示す。数値の大きい程ウエ
ツト・ブレーキ性能はすぐれている。 本発明の実施例はいずれもSBR1500より大巾
なウエツトブレーキ性能の向上が認められる。 操縦安定性能 上記タイヤを排気量1500c.c.の乗用車に装着し、
JARI総合試験路において、空気圧1.8Kgf/cm2、1
名乗車時の走行時における操縦安定性能を、市販
のSBR1500を基準値3.0として相対値で示す。操
縦安定性能は直進安定性、ハンドル応答性、接地
性、収斂性から評価し、各評価の総合評価を示
し、数値の大きい程すぐれている。 本発明の実施例はいずれもSBR1500より操縦
安定性能の向上が認められる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ビニル芳香族化合物とブタジエンとの共重合
体の混合物を含有する組成物であつて、重合体の
混合物のガラス転移温度が−50℃以上であり、且
つ該重合体混合物が3種類の重合体(A),(B),
(C)から成り、重合体(A)は固有粘度1.0乃至
4.0の線状重合体であり、重合体(B)は重合体
(A)が結合剤としての四塩化ケイ素を用いて結
合されたケイ素−ビニル芳香族化合物結合を有す
る分岐重合体であり、且つ重合体(A),(B)に
おけるビニル芳香族化合物の結合量が15乃至35重
量%であり、重合体(A),(B)の結合ブタジエ
ン中の1.2結合含量は30モル%以上60モル%未満
であり、重合体(C)は固有粘度0.1乃至0.8未満
の線状又は結合剤としての四塩化ケイ素を用いて
結合されたケイ素−ビニル芳香族化合物結合を有
する分岐重合体であり、更に重合体(A),(B),
(C)の合計重量中に占める重合体(C)の割合
が1重量%以上10重量%以下であり重合体(A),
(B)の合計重量中に占める重合体Bの割合が70
重量%以上であることを特徴とする組成物。 2 重合体(A),(B),(C)の合計重量中に占
める重合体Cの割合が1重量%以上5重量%以下
である特許請求の範囲第1項記載の組成物。 3 重合体(C)が結合剤としての四塩化ケイ素
を用いて結合されたケイ素−ビニル芳香族化合物
結合を有する分岐高分子鎖を含有し、その分岐高
分子鎖の重合体(C)中における割合が70重量%
以上である特許請求の範囲第1項乃至第2項のい
ずれかに記載の組成物。 4 重合体(C)が結合剤としての四塩化ケイ素
を用いて結合されたケイ素−ビニル芳香族化合物
結合を有する分岐高分子鎖を含有し、その分岐高
分子鎖の重合体(C)中における割合が80重量%
以上である特許請求の範囲第1項乃至第2項のい
ずれかに記載の組成物。 5 重合体(A),(B),(C)の混合物100〜70
重量%に対して、天然ゴム及び/又は合成イソプ
レンゴム、0〜30重量%を含有する、特許請求の
範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の組成
物。 6 ビニル芳香族化合物とブタジエンとの共重合
体の混合物を含有する組成物であつて、重合体の
混合物のガラス転移温度が−50℃以上であり、且
つ該重合体混合物が3種類の重合体(A),(B),
(C)から成り、重合体(A)は固有粘度1.0乃至
4.0の線状重合体であり、重合体(B)は重合体
(A)が結合剤としての四塩化ケイ素を用して結
合されたケイ素−ビニル芳香族化合物結合を有す
る分岐重合体であり、且つ重合体(A),(B)に
おけるビニル芳香族化合物の結合量が15乃至35重
量%であり、重合体(A),(B)の結合ブタジエ
ン中の1,2結合含量は30モル%以上60モル%未
満であり、重合体(C)は固有粘度0.1乃至0.8未
満の線状又は結合剤としての四塩化ケイ素を用い
て結合されたケイ素−ビニル芳香族化合物結合を
有する分岐重合体であり、更に重合体(A),
(B),(C)の合計重量中に占める重合体(C)
の割合が1重量%以上10重量%以下であり重合体
(A),(B)の合計重量中に占める重合体(B)
の割合が70重量%以上であることを特徴とする組
成物をトレツドに用いて成るタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114734A JPS594633A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | ジエン系共重合体組成物及び該組成物をトレツドに用いたタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114734A JPS594633A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | ジエン系共重合体組成物及び該組成物をトレツドに用いたタイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594633A JPS594633A (ja) | 1984-01-11 |
| JPH0471936B2 true JPH0471936B2 (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=14645294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57114734A Granted JPS594633A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | ジエン系共重合体組成物及び該組成物をトレツドに用いたタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594633A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59170132A (ja) * | 1983-03-17 | 1984-09-26 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用ゴム組成物 |
| JPH06865B2 (ja) * | 1984-12-07 | 1994-01-05 | 住友化学工業株式会社 | ジエン系エラストマ−組成物 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5755912A (en) * | 1980-09-20 | 1982-04-03 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | High-level bond content styrene/butadiene copolymer |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57114734A patent/JPS594633A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS594633A (ja) | 1984-01-11 |
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