JPH1149892A - トレッドゴム組成物 - Google Patents

トレッドゴム組成物

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JPH1149892A
JPH1149892A JP9208901A JP20890197A JPH1149892A JP H1149892 A JPH1149892 A JP H1149892A JP 9208901 A JP9208901 A JP 9208901A JP 20890197 A JP20890197 A JP 20890197A JP H1149892 A JPH1149892 A JP H1149892A
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tread
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洋一 水野
Isamu Tsumori
勇 津森
Masato Komatsuki
正人 駒月
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気抵抗が低く、耐ブリード性に優れ、かつ
低燃費タイヤに好適なトレッドタイヤ組成物をうるこ
と。 【解決手段】 シリカ100重量部に対して2〜50重
量部の導電性材料を被覆してなる被覆シリカ20〜80
重量部を、ジエン系ゴムを主成分とするゴム成分100
重量部に配合してなるトレッドゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気抵抗が小さ
く、かつ導電性材料のブリード性が低いタイヤ用トレッ
ドゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の低燃費化に対応して転が
り抵抗を低減した低燃費タイヤの開発が進められてお
り、ヒステリシスロスを低下させるために、タイヤ用ト
レッドゴム組成物に用いられる補強材であるカーボンブ
ラックの一部または全部をシリカに置き換えることが一
般的に行なわれている。
【0003】しかし、カーボンブラックの配合量を少な
くすると、えられるタイヤの電気抵抗が増大して静電気
が自動車に蓄積してしまい、たとえばラジオノイズが発
生したり、給油所でスパークを起こして発火するなどの
問題がある。
【0004】そこで、たとえば国際公開第95/318
88号パンフレット(1995)または特開平9−11
1039号公報においては、シリカ配合ゴム組成物に導
電性を付与すべくオキシエチレンユニットを有する非イ
オン性界面活性剤である導電性材料を配合する技術が開
示されている。
【0005】しかし、前記先行技術は、導電性材料とゴ
ム成分やシリカなどの他の成分とを同時に混練りするこ
とによりゴム組成物をえようとするものであり、導電性
材料の分散性が低いだけでなく、その配合量を多くしな
ければ電気抵抗を充分に低下させることができず、さら
に、導電性材料のゴム成分への溶解度が低いため導電性
材料のブリードが発生しやすいという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記問題点に鑑み、本
発明の目的は、電気抵抗が小さく(高電気伝導度)、か
つ導電性材料のブリード性が低いトレッドゴム組成物を
うることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリカ100
重量部に対して2〜50重量部の導電性材料を被覆して
なる被覆シリカ20〜80重量部を、ジエン系ゴムを主
成分とするゴム成分100重量部に配合してなるトレッ
ドゴム組成物に関する。
【0008】前記導電性材料は、式(I):R−O−
(CH2−CH2−O)n−H(式中、Rは水素原子また
は炭化水素基、nは1以上の整数)で示されるオキシエ
チレンユニットを有する化合物であるのが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、ゴム組成物に配合する
シリカをあらかじめ導電性材料で被覆することに最大の
特徴を有する。すなわち、本発明においては導電性被膜
を有する被覆シリカをジエン系ゴムを主成分とするゴム
成分に配合する。これにより、えられるトレッドゴム組
成物における導電性材料の分散性が向上し、その結果と
して電気抵抗が小さく前記導電性材料のブリード性が低
いトレッドゴム組成物をうることができる。
【0010】本発明においては、シリカ表面の被膜を構
成する導電性材料を、えられるゴム組成物中でシリカと
ともにほぼ均一に分散させる必要がある。したがって前
記被膜は、少なくとも被覆シリカとゴム成分とを配合混
練する際にシリカ表面から分離しにくいものでなければ
ならない。
【0011】また、前記被膜はシリカの表面全体を均一
に被覆してなるのが好ましいが、被膜を形成する導電性
材料の種類によっては、シリカ表面の一部をほぼ均一
に、本願発明の効果を損なわない範囲で被覆していれば
よい。
【0012】本発明において用いることのできる導電性
材料は、シリカの表面に導電性被膜を形成しうるもので
あれば、液状、ペースト状などのいずれであってもよ
く、ゴム成分中でのシリカの分散性を低下させることな
く、また、少なくともゴム成分との配合混練の際にはシ
リカから分離しにくいものであればよい。
【0013】本発明のトレッドゴム組成物は、トレッド
に成形後も導電性材料のブリードが少ないものである。
これは、導電性被膜がたとえばシリカの表面に化学的に
結合しているか、シリカの表面に親和力によって担持さ
れているか、またはシリカの表面に物理的に担持されて
いるためであると考えられる。
【0014】かかる導電性材料としては、たとえば (1)オキシエチレンユニットを側鎖、主鎖および/ま
たは末端に有する化合物など;これらのうち、炭素数の
比較的少ないものはタイヤ用ゴム組成物の分野で非イオ
ン性界面活性剤として通常使用され、炭素数の比較的多
いものはタイヤ用ゴム組成物の分野で帯電防止剤および
導電性可塑剤として通常使用されている。また、これら
はシリカの表面に親和力によって担持されて被膜を形成
するものである。
【0015】(2)過塩素酸リチウムなどの金属塩;こ
れらはタイヤ用ゴム組成物の分野で前記(1)の非イオ
ン性界面活性剤、帯電防止剤または導電性可塑剤と併用
して通常使用される。
【0016】(3)ポリアセチレン、ポリ−p−フェニ
レン、ポリフェニレンスルフィド、ポリピロールなどの
導電性ポリマー;これらはシリカの表面に物理的に担持
されて被膜を形成するものである。
【0017】(4)ポリアセチレン、ポリ−p−フェニ
レン、ポリフェニレンスルフィド、ポリピロールなどの
主鎖共役型高分子に、ヨウ素、五フッ化ヒ素などの電子
受容性分子もしくは金属ナトリウムなどの電子供与性物
質をドープしてえられるものなどのドープ型導電性ポリ
マー;これらはシリカの表面に物理的に担持されて被膜
を形成するものである。
【0018】さらに、前記導電性材料(1)〜(4)の
なかでも、シリカとの親和性が高いという点から(1)
の導電性材料が好ましく、具体的には式(I):R−O
−(CH2−CH2−O)n−H(式中、Rは水素原子、
または炭化水素基、nは1以上の整数)で示されるオキ
シエチレンユニットを有する化合物を用いるのが好まし
い。この化合物は、オキシエチレンユニットを有する化
合物のもつエーテル結合部分が親水性であるため、えら
れるタイヤトレッドの表面が親水性となり、該親水性の
表面に道路上の水や大気中の湿気が吸収されて導電性が
高くなり、静電気を地面や大気に放出することにより導
電性がえられ、静電気が自動車に蓄積されるのを防ぐこ
とができる。また、この化合物は被膜形成性がよく、シ
リカ表面に存在する水酸基と導電性材料の有する親水性
部分が結合して持続性のある導電性被膜を形成する。オ
キシエチレンユニットを有する化合物は、側鎖、主鎖お
よび/または末端にオキシエチレンユニットを有してい
るものである。
【0019】式(I)中のnの範囲は、1以上の整数で
あればよいが、少ないと電気抵抗低減効果が小さく、多
すぎるとゴム成分との相溶性、補強性が低下するという
点から、2≦n≦16であるのが好ましく、さらに電気
抵抗低減効果、ゴム成分との相溶性、および補強性のバ
ランスという点から、3≦n≦14であるのが好まし
い。
【0020】また、式(I)のRは水素原子または炭化
水素基である。炭化水素基としては、本発明の効果を損
なわないものであれば特に制限はないが、たとえばアル
キル基、アリール基などがあげられる。これら炭化水素
基は置換されていてもよく、また直鎖状であっても分岐
鎖状であってもよい。炭化水素基が置換されているばあ
いは、電気抵抗低減効果およびゴム成分との相溶性の向
上という点からオキシエチレンユニットにより置換され
ていてもよい(このばあい、オキシエチレンユニットを
有する化合物には側鎖にオキシエチレンユニットを有す
るものも含む)。
【0021】前記式(I)で示されるオキシエチレンユ
ニットを有する化合物のうち、主鎖にオキシエチレンユ
ニットを有する化合物の具体例としては、たとえばモノ
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、
【0022】
【化1】
【0023】(理研ビタミン(株)製のリケマールA−
23、n=8)、C1225O(CH2CH2O)5H(理
研ビタミン(株)製のリケマールB−205、n=5)
などがあげられ、側鎖にオキシエチレンユニットを有す
る化合物としては、たとえば住友化学工業(株)製のス
ミエード300G(n=10)などが好ましい。
【0024】つぎに、本発明において前記導電性材料に
より被覆されるシリカとしては、従来からタイヤの分野
で用いられているものであればよいが、補強性、ハンド
リング、ミキシングの点から比表面積が150〜300
2/g、見かけ比重が120〜300g/リットルで
あるものが好ましい。
【0025】つぎに、前記導電性材料を用いてシリカを
被覆する方法としては、とくに制限はなく、導電性材料
の種類、性状などによって適宜選定すればよい。たとえ
ばシリカを撹拌槽中で撹拌しながら導電性材料を滴下し
た後、乾燥して被覆シリカをうる方法、シリカを撹拌槽
中で撹拌しながら導電性材料をスプレーで噴射もしくは
噴霧した後、乾燥して被覆シリカをうる方法などがあげ
られる。
【0026】また、前記被覆シリカにおいて、シリカ1
00重量部に対する導電性材料(被膜)の重量比として
は、少なすぎると導電性改善効果が少なく、多すぎると
ブルーミングが発生するという点から2〜50重量部で
あるが、導電性改善効果とブルーミング発生防止のバラ
ンスという点から5〜25重量部であるのが好ましい。
【0027】本発明におけるゴム成分は主としてジエン
系ゴムからなる。かかるジエン系ゴムとしては、従来か
らタイヤの分野で用いられているものであればよいが、
たとえば天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、
スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム
(BR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、ブチ
ルゴム(IIR)などがあげられ、これらをそれぞれ単
独で、または任意に組合せて用いてもよい。
【0028】また、本発明におけるゴム成分を構成する
ジエン系ゴム以外のゴム成分としては、通常タイヤの分
野でジエン系ゴムと併用されているものであって、本発
明の効果を損なわないものであればよい。またその配合
割合は本発明の効果を損なわない範囲であればよい。
【0029】本発明のトレッドゴム組成物は、前記ゴム
成分と被覆シリカとを従来の方法で混練りすることによ
ってえられる。このばあいの前記被覆シリカのゴム成分
に対する混練割合としては、ゴム成分100重量部に対
して補強性と低燃費性の両立という点から20〜80重
量部であるが、さらに補強性と低燃費のバランスを考え
ると30〜70重量部であるのが好ましい。
【0030】また、本発明のトレッドゴム組成物には、
本発明の効果を損なわない範囲でカーボンブラックを配
合してもよい。かかるカーボンブラックとしては従来か
らタイヤの分野で用いられているものであればよいが、
好ましくはSAF、ISAF、HAFなどの補強性の高
いタイプのものが望ましい。
【0031】カーボンブラックを配合するばあい、ゴム
成分に対する混練割合としては、本発明の効果を損なわ
ない範囲であればよい。
【0032】なお、本発明のトレッドゴム組成物には、
通常、タイヤの分野で用いられる配合剤、たとえばイオ
ンなどの加硫剤、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリ
ルスルフェンアミド(NS)などの加硫促進剤、亜鉛華
(ZnO)やステアリン酸などの加硫助剤、カップリン
グ剤、プロセスオイル、ワックス、老化防止剤などを、
本発明の効果が損なわれない範囲で必要に応じて配合し
てもよい。
【0033】本発明のトレッドゴム組成物を用いて、通
常の方法によりタイヤ用トレッドおよび該トレッドを有
するタイヤを作製することができる。
【0034】
【実施例】以下に、実施例を用いて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらのみに限られるものではな
い。
【0035】製造例1〜4(被覆シリカの製造) シリカAとしてデグッサ(株)製のウルトラシルVN3
(比表面積:210m2/g、見かけ比重:220g/
リットル)、導電性材料Aとして三井石油化学(株)製
のトリエチレングリコールを用い、まず撹拌槽に5kg
のシリカを入れ、撹拌しながら導電性材料A100gを
100g/minの速度で滴下した後、乾燥することに
より、シリカ100重量部に対して導電性材料Aが2重
量部被覆された本発明の被覆シリカ1をえた。同様にし
て導電性材料Aの滴下量を500g、1000gおよび
2500gとして、それぞれシリカ100重量部に対し
て導電性材料Aが10、20および50重量部被覆され
た本発明の被覆シリカ2、3および4をえた。
【0036】実施例1〜4 ゴム成分として天然ゴム40重量部、SBR60重量部
を用い、これに製造例1〜4でえた被覆シリカ1〜4お
よび他の添加剤を表1に示す配合でバンバリーミキサー
を用いて混練りし、本発明のトレッドゴム組成物をえ
た。このゴム組成物を加硫プレスを用いて170℃で1
0分間加硫することにより加硫後のトレッドゴム1〜4
をえた。
【0037】なお、SBRとしては日本合成ゴム(株)
製のSL574、シランカップリング剤としてはデグッ
サ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロ
ピル)テトラスルフェン)、プロセスオイルとしては出
光興産(株)製のダイアナプロセスPS32、ワックス
としては大内新興化学工業(株)製のサンノックワック
ス、老化防止剤としては精工化学(株)製のオゾノン6
C、ステアリン酸としては日本油脂(株)製の桐、亜鉛
華としては東邦亜鉛(株)製の銀嶺R、イオウとしては
鶴見化学(株)製のイオウ、加硫促進剤としては大内新
興化学工業(株)製のノクセラーNSを用いた。
【0038】ついで、えられたトレッドゴム1〜4また
は加硫後のトレッドゴム1〜4について下記の方法にし
たがって評価した。評価結果を表1に示す。
【0039】[評価方法] 体積固有抵抗値 加硫後のトレッドゴム1〜4から、長さおよび幅が15
cmで厚さが2mmの試験片を作製し、ADVANTE
ST社製の電気抵抗測定器R8340Aを用い、印加電
圧500V、温度25℃、湿度50%の条件で、それぞ
れの試験片の体積固有抵抗値:logσV(Ωcm)を
測定した。値が小さいほど、えられたゴム組成物は電気
抵抗値が小さく、性能が高いことを示す。
【0040】粘弾性 前記体積固有抵抗値の測定のばあいと同様にして作製し
た試験片について、岩本製作所(株)製の粘弾性スペク
トロメータを用い、周波数10Hz、動歪2.0%の条
件下で、70℃における損失係数(tanδ)を測定し
た。えられた値の逆数を、後述する比較例1(導電性材
料未配合)のものを基準である100として指数で示し
た。該指数が大きいほどtanδが低く性能が良好であ
る。
【0041】耐摩耗性 前記体積固有抵抗値の測定のばあいと同様にして作製し
た試験片について、岩本製作所(株)製のランボーン摩
耗試験器を用いて、表面回転速度50m/min、負荷
荷重1.5kg、スリップ率30%および50%、落砂
量15g/minの条件下で摩耗量を評価した。2つの
スリップ率での値の平均値をとり、えられた平均値を、
後述する比較例1(導電性材料未配合)のものを基準で
ある100として指数で示した。指数が大きいほど耐摩
耗性に優れている。
【0042】タイヤの電気抵抗 未加硫のタイヤ用トレッドゴム組成物1〜4を用いて、
ロートレッドを作製し、タイヤカバーに貼付成形し、1
70℃、20kgfで10分間加硫するという条件およ
び方法で195/65R15のサイズのタイヤを作製し
た。えられたタイヤについて、Wdk blatt3に
規定されている荷重下でのタイヤ電気抵抗の測定方法に
したがってタイヤの電気抵抗を測定した。図1にタイヤ
の電気抵抗の測定方法を説明するための概略説明図を示
す。図1に示すように、台板2に対して絶縁状態で取付
けられた鋼板3の上に、標準リム4にリム組し、かつ空
気圧を20kpaとしたタイヤ1を設置し、荷重450
kgをかけ、リムの中央部とタイヤ1が接地している鋼
板3とのあいだの抵抗値logΩ(Ω)を、抵抗測定器
5を用いて印加電圧500V、温度25℃、湿度50%
の条件で測定した。
【0043】耐ブリード性 加硫後のタイヤ用トレッドゴム1〜4から、幅10c
m、長さ10cm、厚さ2mmの試験片を作製し、日当
たりがよく雨に濡れない場所に30日間曝露した。30
日経過後もブリードが認められなかったものをA、30
日経過後にブリードが認められたものをB、20日経過
後にブリードが認められたものをC、10日経過後にブ
リードが認められたものをD、1日経過後にブリードが
認められたものをEとして評価した。
【0044】比較例1〜5 表1に示す配合割合に変えたほかは実施例1と同様にし
て比較ゴム組成物1〜5をえ、かつ評価を行なった。結
果を表1に示す。比較例1は導電性材料Aを配合しなか
った例、比較例2〜5は導電性材料Aをシリカに被覆せ
ず単に混合した例である。
【0045】
【表1】
【0046】表1より、あらかじめ導電性材料を被覆し
たシリカを用いてえられる本発明のトレッドゴム組成物
1(実施例1)は、同量の導電性材料およびシリカを単
に混合してえられる比較トレッドゴム組成物2(比較例
2)に比べて、体積固有抵抗値およびタイヤの電気抵抗
値が低下し、かつtanδおよび耐ブリード性が向上し
ている。実施例2と比較例3、実施例3と比較例4、実
施例4と比較例5からも同様のことがいえる。また、実
施例1〜4においては、導電性材料の使用量の増加によ
って耐ブリード性が低下することはないが、比較例2〜
5においては、耐ブリード性が低下しているのがわか
る。
【0047】実施例5および比較例6〜7 表2に示す配合割合を用いたほかは実施例1と同様にし
て本発明のトレッドゴム組成物5および比較ゴム組成物
6〜7をえ、かつ実施例1と同様にして評価を行なっ
た。結果を表2に示す。なお、カーボンブラックとして
は東海カーボン(株)製のN330を用いた。
【0048】
【表2】
【0049】表2より、カーボンブラックを含むばあい
であっても、本発明のトレッドゴム組成物5(実施例
5)は導電性材料およびシリカを単に混合してえられる
比較トレッドゴム組成物6(比較例6)に比べて、体積
固有抵抗値およびタイヤの電気抵抗値が低下し、かつt
anδおよび耐ブリード性が向上している。また、比較
例7より、導電性材料を用いずにカーボンブラックの配
合量を多くして体積固有抵抗値およびタイヤの電気抵抗
値を低下させようとすると、tanδが低下してしまう
ことがわかる。
【0050】製造例5〜7 導電性材料として三井石油化学(株)製のモノエチレン
グリコール(導電性材料B)、理研ビタミン(株)製の
リケマールA−23(
【0051】
【化2】
【0052】n=8)(導電性材料C)、理研ビタミン
(株)製のリケマールB−205(C1225O(CH2
CH2O)5H、n=5)(導電性材料D)を用いたほか
は製造例1と同様にして、シリカA100重量部に対し
ていずれも10重量部の導電性材料B〜Dからなる被膜
を有する本発明の被覆シリカ5〜7をえた。
【0053】実施例6〜8および比較例8〜10 表3に示す配合割合を用いたほかは実施例1と同様にし
て本発明のトレッドゴム組成物6〜8および比較トレッ
ドゴム組成物8〜10をえ、かつ評価を行なった。結果
を表3に示す。なお、表3には、比較のために実施例2
および比較例3でえたゴム組成物についての結果も記載
する。
【0054】
【表3】
【0055】表3より、導電性材料として導電性材料B
(モノエチレングリコール)を用い、かつあらかじめ導
電性材料を被覆するシリカを用いてえられる本発明のト
レッドゴム組成物6(実施例6)は、同じ導電性材料B
およびシリカを単に混合してえられる比較トレッドゴム
組成物8(比較例8)に比べて、体積固有抵抗値および
タイヤの電気抵抗値が低下し、かつtanδおよび耐ブ
リード性が向上している。導電性材料として導電性材料
A(トリエチレングリコール)を用いた実施例2と比較
例3、導電性材料として導電性材料C(ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル)を用いた実施例7と比
較例9、導電性材料として導電性材料D(ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル)を用いた実施例8と比較例1
0のばあいも同様である。すなわち、導電性材料の種類
をかえても本発明の優れた効果をうることができるのが
わかる。
【0056】製造例8および9 シリカとして日本シリカ(株)製のニプシルVN3(比
表面積:170〜220m2/g、見かけ比重:120
〜160g/リットル)(シリカB)または日本シリカ
(株)製のニプシルAQ(比表面積:170〜220m
2/g、見かけ比重:240〜280g/リットル)
(シリカC)を用いたほかは製造例1と同様にして、シ
リカBまたはCに対して10重量%の導電性材料Aから
なる被膜を有する本発明の被覆シリカ8および9をえ
た。
【0057】実施例9〜10および比較例11〜12 表4に示す配合割合を用いたほかは実施例1と同様にし
て本発明のトレッドゴム組成物9および10ならびに比
較トレッドゴム組成物11および12をえ、かつ評価を
行なった。結果を表4に示す。なお、表4には、比較の
ために実施例2および比較例3でえたゴム組成物につい
ての結果も記載する。
【0058】
【表4】
【0059】表4より、あらかじめ導電性材料を被覆す
るシリカとしてシリカBを用いてえられる本発明のトレ
ッドゴム組成物9(実施例9)は、導電性材料および同
じシリカBを単に混合してえられる比較トレッドゴム組
成物11(比較例11)に比べて、体積固有抵抗値およ
びタイヤの電気抵抗値が低下しており、かつtanδお
よび耐ブリード性が向上している。また、実施例2と比
較例3、実施例10と比較例12のばあいも同様であ
る。すなわち、シリカの種類をかえても本発明の優れた
効果をうることができるのがわかる。
【0060】
【発明の効果】本発明によれば、電気抵抗が低く、耐ブ
リード性に優れ、かつ低燃費タイヤに好適なトレッドゴ
ム組成物をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】タイヤの電気抵抗の測定方法を説明するための
概略説明図である。
【符号の説明】
1 タイヤ 2 台板 3 鋼板 4 リム 5 抵抗測定器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリカ100重量部に対して2〜50重
    量部の導電性材料を被覆してなる被覆シリカ20〜80
    重量部を、ジエン系ゴムを主成分とするゴム成分100
    重量部に配合してなるトレッドゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記導電性材料が、式(I):R−O−
    (CH2−CH2−O)n−H(式中、Rは水素原子また
    は炭化水素基、nは1以上の整数)で示されるオキシエ
    チレンユニットを有する化合物である請求項1記載のト
    レッドゴム組成物。
JP20890197A 1997-08-04 1997-08-04 トレッドゴム組成物 Expired - Fee Related JP3789028B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001200105A (ja) * 1999-11-08 2001-07-24 Soc De Technol Michelin 側壁部が加硫ゴム組成物よりなるタイヤ
JP2008308586A (ja) * 2007-06-14 2008-12-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd ベーストレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
KR101539661B1 (ko) * 2014-01-03 2015-07-27 디에스티주식회사 고분자 수지의 가공성, 분산성 개선과 내화학성 향상을 위한 첨가제 및 이를 포함하는 고분자 수지 조성물
JP2025521347A (ja) * 2022-06-23 2025-07-08 ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー エトキシル化アルコールを含むゴム混合物

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