JPS6042439A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- JPS6042439A JPS6042439A JP13199683A JP13199683A JPS6042439A JP S6042439 A JPS6042439 A JP S6042439A JP 13199683 A JP13199683 A JP 13199683A JP 13199683 A JP13199683 A JP 13199683A JP S6042439 A JPS6042439 A JP S6042439A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- rubber
- properties
- rubber composition
- diameter
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (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】
近時、自動車タイヤに代表されるゴム材料には補強性能
(引張り強さ、モジュラス等)と動的性能(低光”熱性
、高反撥弾性等)を高水準下に同時付与させる要求が高
まっているが、これら両性能は本質的に相反する関係に
あるためゴム成分の面からこの要求を満足させることは
困難である。
(引張り強さ、モジュラス等)と動的性能(低光”熱性
、高反撥弾性等)を高水準下に同時付与させる要求が高
まっているが、これら両性能は本質的に相反する関係に
あるためゴム成分の面からこの要求を満足させることは
困難である。
出願人は、ゴム組成物の主要な配合材であるカーギンブ
ラックの特性面から検討を加え、電子顕微鏡平均直径(
an) 31 mμ以上、よう素吸着量40〜60tq
/l、DBP吸油量90〜150m17100fの特性
領域にあるファーネスカーボンブラックにおいて、Dl
lt−T−−ド径Cmp>が(2,65((lN+0.
64(DBP)−27,56)式から得られる値以下で
ある選択的特性を有するカーボンブラックをゴム成分に
対して25〜250重量部の割合で配合することによ抄
上記要求に沿うゴム組成物をすでに特願昭57−196
022号(以下、「先願技術」という。)として開発提
供した。この前提となる粒子特性はFEFもしくけMA
F級のソフト系領域に属しており、配合ゴムに好適な動
的性能を付与する反面、補強性の低下をもたらす特性範
囲に位置するが、先願技術においてはこの補強性の低下
を、カーボンブラック凝集体のDgtモード径を(2,
65(an)+0.64(DBP)−27,56)以下
に設定することによって効果的に補うことに成功したも
のである。しかしながら、該先願技術のゴム組成物は、
動的性能に若干の後退傾向を生じるうえに、前提となる
粒子表面積の下限をよう素吸着量40ny/lに限定す
る必要があるため動的性能そのものの付与度合に制約を
受ける実用上の難点があった。
ラックの特性面から検討を加え、電子顕微鏡平均直径(
an) 31 mμ以上、よう素吸着量40〜60tq
/l、DBP吸油量90〜150m17100fの特性
領域にあるファーネスカーボンブラックにおいて、Dl
lt−T−−ド径Cmp>が(2,65((lN+0.
64(DBP)−27,56)式から得られる値以下で
ある選択的特性を有するカーボンブラックをゴム成分に
対して25〜250重量部の割合で配合することによ抄
上記要求に沿うゴム組成物をすでに特願昭57−196
022号(以下、「先願技術」という。)として開発提
供した。この前提となる粒子特性はFEFもしくけMA
F級のソフト系領域に属しており、配合ゴムに好適な動
的性能を付与する反面、補強性の低下をもたらす特性範
囲に位置するが、先願技術においてはこの補強性の低下
を、カーボンブラック凝集体のDgtモード径を(2,
65(an)+0.64(DBP)−27,56)以下
に設定することによって効果的に補うことに成功したも
のである。しかしながら、該先願技術のゴム組成物は、
動的性能に若干の後退傾向を生じるうえに、前提となる
粒子表面積の下限をよう素吸着量40ny/lに限定す
る必要があるため動的性能そのものの付与度合に制約を
受ける実用上の難点があった。
本発明は、上記先願技術の難点を、あらたなカーボンブ
ラック特性要因として表面活性度を示すLAC340値
を一定水準以上に保有させることにより改善したもので
ある。すなわち、本発明は先願技術と同等の補強性能と
一層高位の動的性能を併有するゴム組成物を提供するも
ので、その組成枯成は電子顕微鏡平均粒子直径(dn)
31fiμ以上、よう素吸着量25〜60〜/f%DB
P吸油量90〜15(tffll/100fの特性領域
にあるファーネスカーボンブラックにおいて、Dstモ
ード径(mμ)が(2,65(an) + 0.64
(DBP) −27,56)式から算出される値以下で
、かつLAC34Q測定値が120以上である選択・釣
管性を備えるカーボンブラックをゴム成分に対し25〜
250重量部の割合で配合してなることを特徴とする。
ラック特性要因として表面活性度を示すLAC340値
を一定水準以上に保有させることにより改善したもので
ある。すなわち、本発明は先願技術と同等の補強性能と
一層高位の動的性能を併有するゴム組成物を提供するも
ので、その組成枯成は電子顕微鏡平均粒子直径(dn)
31fiμ以上、よう素吸着量25〜60〜/f%DB
P吸油量90〜15(tffll/100fの特性領域
にあるファーネスカーボンブラックにおいて、Dstモ
ード径(mμ)が(2,65(an) + 0.64
(DBP) −27,56)式から算出される値以下で
、かつLAC34Q測定値が120以上である選択・釣
管性を備えるカーボンブラックをゴム成分に対し25〜
250重量部の割合で配合してなることを特徴とする。
本発明で用いる各特性項目のうち電子顕微鏡平均粒子直
径(an)、よう素吸着量、DBP吸油量およびDIl
ltモード径の各位は、先願技術と同様に以下の測定方
法によるものとする。
径(an)、よう素吸着量、DBP吸油量およびDIl
ltモード径の各位は、先願技術と同様に以下の測定方
法によるものとする。
(1) 電子顕微鏡平均粒子直径(an)カーボンブラ
ック試料を超音波洗浄器により周波数28 KHzで3
0分間クロロホルムに分散させ゛た後、分散試料をカー
ボン支持膜に固定する〔詳細は、例えば「粉体物性図説
」(粉体工学研究金線)68頁(C)「水面膜法」に記
述されている〕。
ック試料を超音波洗浄器により周波数28 KHzで3
0分間クロロホルムに分散させ゛た後、分散試料をカー
ボン支持膜に固定する〔詳細は、例えば「粉体物性図説
」(粉体工学研究金線)68頁(C)「水面膜法」に記
述されている〕。
これを電子顕微鏡で直接倍率20,000倍、総合倍率
80,000〜too、000倍に撮影し、得られた写
真からランダムに1. OO0個以上のカーボンブラッ
ク粒子九ついて直径を計測して3mμごとの区分により
作成したヒストグラムから算術平均直径(dn)をめる
。
80,000〜too、000倍に撮影し、得られた写
真からランダムに1. OO0個以上のカーボンブラッ
ク粒子九ついて直径を計測して3mμごとの区分により
作成したヒストグラムから算術平均直径(dn)をめる
。
(2) よう素吸着量
J工S K6221(1975)rゴム用カーボンブラ
ンクの試験方法J 6.1.1項の方法による。
ンクの試験方法J 6.1.1項の方法による。
(3)DBP吸油敬
J工S K6221(1975)rゴム用カーボンブラ
ックの試験方法J 6.1.2項、吸油量A法による。
ックの試験方法J 6.1.2項、吸油量A法による。
(4) Dstモード径
J工S K6221(1975)6.2.1項B法に基
づいて乾燥したのち精秤採取したカーボンブラック検体
を少量の界面活性剤(分散媒)を含む20%エタノール
水溶液と混合してカーボンブラック濃度100JIF/
lの分散液を作成し、超音波で十分に分散させて試料と
する。ディスク・セントリフユージ装j!(英国、To
yes LOeb1社!R)を6.000rpmの回転
速度に設定し、スビ/液(2チグリセリン水溶液)を1
0〜20m1の範囲内で加えたのち1+nQのバッファ
ー液(エタノール水溶液)を注入する。ついで、試料液
0.5〜I 、Orniを注射器で加えて遠心沈降を開
始し、同時に記録針を作動させて光学的に凝集体を分別
記録して分布曲線を作成する。Dotモード径を、その
凝集体分布曲線における最多頻度(最大吸光度)のスト
ークス相当径(mμ)とする。
づいて乾燥したのち精秤採取したカーボンブラック検体
を少量の界面活性剤(分散媒)を含む20%エタノール
水溶液と混合してカーボンブラック濃度100JIF/
lの分散液を作成し、超音波で十分に分散させて試料と
する。ディスク・セントリフユージ装j!(英国、To
yes LOeb1社!R)を6.000rpmの回転
速度に設定し、スビ/液(2チグリセリン水溶液)を1
0〜20m1の範囲内で加えたのち1+nQのバッファ
ー液(エタノール水溶液)を注入する。ついで、試料液
0.5〜I 、Orniを注射器で加えて遠心沈降を開
始し、同時に記録針を作動させて光学的に凝集体を分別
記録して分布曲線を作成する。Dotモード径を、その
凝集体分布曲線における最多頻度(最大吸光度)のスト
ークス相当径(mμ)とする。
あらたな特性要素となるLAC34Qはカーボンブラッ
ク粒子の表面活性度に関係するとみられる尺度で、AS
TM D3392−79 ’5tandard Rec
om−mended Practice for Ca
rbon Black1!!xtractables
−Light −absorption Charac
−teristics・に準拠して測定する。すなわち
、所定量の試料カーボンブラックペレットを粉砕・乾燥
シ、ジクロルベンゼン5ocrtt中で1分間振盪した
のちカーボンブラックをp過分離して、溶液の34Qm
μ波長における吸光度を測定する。
ク粒子の表面活性度に関係するとみられる尺度で、AS
TM D3392−79 ’5tandard Rec
om−mended Practice for Ca
rbon Black1!!xtractables
−Light −absorption Charac
−teristics・に準拠して測定する。すなわち
、所定量の試料カーボンブラックペレットを粉砕・乾燥
シ、ジクロルベンゼン5ocrtt中で1分間振盪した
のちカーボンブラックをp過分離して、溶液の34Qm
μ波長における吸光度を測定する。
LAC44QAC44Q測定値より算出される。
LAC340=AX to’/(axb)上式において
、Aは波長540mμの溶液吸光度、bは測定セル光路
長(朋)、dはカーボンブラック試料濃度(Kf/m’
)である。
、Aは波長540mμの溶液吸光度、bは測定セル光路
長(朋)、dはカーボンブラック試料濃度(Kf/m’
)である。
本発明の適用カーボンブラックに付加されるLAC34
Q測定値120以上の選択的特性は、その高表面活性度
に基づく独特の作用により配合ゴムに補強・動的両面の
性能増大化KTj効に寄与し、先願技術における動的性
能の後退現象を十分補うと共に、補強性能を高水準下に
保持する機能を果たす。このため、前提特性となるよう
素数着量の下限をG PF (N660 )級カーボン
ブラック相当域の25q/liで拡大することが可能と
なり、この面からも動的性能の向上が図られる。
Q測定値120以上の選択的特性は、その高表面活性度
に基づく独特の作用により配合ゴムに補強・動的両面の
性能増大化KTj効に寄与し、先願技術における動的性
能の後退現象を十分補うと共に、補強性能を高水準下に
保持する機能を果たす。このため、前提特性となるよう
素数着量の下限をG PF (N660 )級カーボン
ブラック相当域の25q/liで拡大することが可能と
なり、この面からも動的性能の向上が図られる。
本発明の特性要件を備えるカーボンブラックは、炉頭部
に接線方向空気供給口と炉軸方向に挿着した燃焼バーナ
ーおよび原料油噴射ノズルを備える下流側収斂状のノズ
ルを備える燃焼室を下流側を収斂させて比較的短長の狭
径部位に連設し、反応域を狭径部位から緩やか処開拡す
るテーパー状に形成した構造のオイルファーネス炉によ
1製造される。クレオソート油、エチレンボトム油など
の原料油は、原料油噴射ノズルを介して狭径部位を高速
流通する高熱燃焼ガス中に噴出する。この際、全供給空
気量と原料油および燃料油総量の供給比率、燃料油の燃
焼率、原料油の噴出初速度、燃焼ガスの流速などの榮件
を制御することにより前提となる電子顕微鏡平均粒子直
径(dn)3’1mμ以上、よう素数着量25〜60q
/fおよびDBP・吸油量90−150mff1/1
oorの粗性状特性が部 付与されるが、この#丘か反応域の開拡テーパ一部位に
小量の水を噴霧するとともにこの位置までの生成ガス滞
留時間を30〜50ミリ秒の範囲となるよう条件設定す
ることによって本発明で選択した〔2.65(an)+
0.64(DBP)−27,56]算出値以下のD6t
モード径およびLAC54Q測定値120以上の特性が
付与される。
に接線方向空気供給口と炉軸方向に挿着した燃焼バーナ
ーおよび原料油噴射ノズルを備える下流側収斂状のノズ
ルを備える燃焼室を下流側を収斂させて比較的短長の狭
径部位に連設し、反応域を狭径部位から緩やか処開拡す
るテーパー状に形成した構造のオイルファーネス炉によ
1製造される。クレオソート油、エチレンボトム油など
の原料油は、原料油噴射ノズルを介して狭径部位を高速
流通する高熱燃焼ガス中に噴出する。この際、全供給空
気量と原料油および燃料油総量の供給比率、燃料油の燃
焼率、原料油の噴出初速度、燃焼ガスの流速などの榮件
を制御することにより前提となる電子顕微鏡平均粒子直
径(dn)3’1mμ以上、よう素数着量25〜60q
/fおよびDBP・吸油量90−150mff1/1
oorの粗性状特性が部 付与されるが、この#丘か反応域の開拡テーパ一部位に
小量の水を噴霧するとともにこの位置までの生成ガス滞
留時間を30〜50ミリ秒の範囲となるよう条件設定す
ることによって本発明で選択した〔2.65(an)+
0.64(DBP)−27,56]算出値以下のD6t
モード径およびLAC54Q測定値120以上の特性が
付与される。
本特性のカーボンブラックは、常法により天然ゴム、ス
チレンブタジェンゴム、ポリブタジェンゴム、イソプレ
/ゴム、ブチルゴムナト各11ノコム成分に配合される
。カーボンブランクの配合比率は、ゴム成分100重量
部に対して25〜250重量部、望ましくは40〜80
重量部の割合で常用の加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤
、加硫助剤、軟化剤、可塑剤等の所要成分とともに添加
混練する。配合時、組成物のムーニー粘度は常に低位に
おさえられ、混線、押出し、成形等の練り押出加工は極
めて円滑に進行する。
チレンブタジェンゴム、ポリブタジェンゴム、イソプレ
/ゴム、ブチルゴムナト各11ノコム成分に配合される
。カーボンブランクの配合比率は、ゴム成分100重量
部に対して25〜250重量部、望ましくは40〜80
重量部の割合で常用の加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤
、加硫助剤、軟化剤、可塑剤等の所要成分とともに添加
混練する。配合時、組成物のムーニー粘度は常に低位に
おさえられ、混線、押出し、成形等の練り押出加工は極
めて円滑に進行する。
このようにして得られる本発明のゴム組成物は、相対的
に先願技術を凌ぐ補強性能と動的性能を兼備する。また
、先願技術に比べ適用カーボンプラン2のよう素数着量
範囲の拡張が図れるから、目的となるゴム用途も拡大さ
れる利点がもたらされる。
に先願技術を凌ぐ補強性能と動的性能を兼備する。また
、先願技術に比べ適用カーボンプラン2のよう素数着量
範囲の拡張が図れるから、目的となるゴム用途も拡大さ
れる利点がもたらされる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
下流側出口部分が収斂する燃焼室(内径700關、長さ
1000關)を内径1501111.長さ200Uの短
長狭径部位を介して緩やかに開拡するテーパー状反応域
(長さ9000111)に連続する耐火レンガ内張製の
円筒形状を有し、炉頭部に接線方向空気供給口を備えた
ウィンドボックス、反応室下流域にクエンチノズルを各
設置すると共に、炉頭から炉軸方向に沿って燃焼バーナ
ーおよび原料油霧化噴射ノズルを挿着した。さらに反応
域の開拡テーパ一部位に、水噴霧用ノズルを挿着設置し
た。原料油霧化噴射ノズルはチップ部分が狭径部位の入
口に位置するよう罠、また水噴霧用ノズルは狭径部位出
口から1100mm下流側の位置にそれぞれ設置した。
1000關)を内径1501111.長さ200Uの短
長狭径部位を介して緩やかに開拡するテーパー状反応域
(長さ9000111)に連続する耐火レンガ内張製の
円筒形状を有し、炉頭部に接線方向空気供給口を備えた
ウィンドボックス、反応室下流域にクエンチノズルを各
設置すると共に、炉頭から炉軸方向に沿って燃焼バーナ
ーおよび原料油霧化噴射ノズルを挿着した。さらに反応
域の開拡テーパ一部位に、水噴霧用ノズルを挿着設置し
た。原料油霧化噴射ノズルはチップ部分が狭径部位の入
口に位置するよう罠、また水噴霧用ノズルは狭径部位出
口から1100mm下流側の位置にそれぞれ設置した。
上記の反応炉を用い、表IIC示した発生条件を適用し
てカーボンブラックを製造した。
てカーボンブラックを製造した。
燃料油には、比重(15/4℃)0.903、粘度(C
0T50℃)16.1.残炭分5.4%、硫黄分1.8
%、引火点96℃の炭化水素を用い、原料油には比重(
1574℃) 1.0703、粘度(エングラ−140
/2 QC)2、lO、ベンゼン不溶分0.03%、相
関係数(BMC工)140、初期沸点103℃の性状を
もっ高芳香族釈炭化水素油を用いた。
0T50℃)16.1.残炭分5.4%、硫黄分1.8
%、引火点96℃の炭化水素を用い、原料油には比重(
1574℃) 1.0703、粘度(エングラ−140
/2 QC)2、lO、ベンゼン不溶分0.03%、相
関係数(BMC工)140、初期沸点103℃の性状を
もっ高芳香族釈炭化水素油を用いた。
(注)*生成カーボンブラック含有ガスの水冷点までの
滞留時間。
滞留時間。
**生成カーボンブラック含有ガスの反応部水sg点ま
での滞留時間。
での滞留時間。
***水冷点の水量に対する比率(@。
表…に、製造された各カーボンブラックの緒特性を市販
のGPF(H660)ならびにFF1F(N550)級
ソフトカーボンブラック、および工RBΦ5基準カーボ
ンブラックの各品種(従来例)特性と対比して示した。
のGPF(H660)ならびにFF1F(N550)級
ソフトカーボンブラック、および工RBΦ5基準カーボ
ンブラックの各品種(従来例)特性と対比して示した。
各製造ロットのうち、RunN114〜6は本発明の選
択的特性要件を外れるものであった(比較例)。
択的特性要件を外れるものであった(比較例)。
表Hの各種カーボンブラック試料を表1に示す配合比率
で天然ゴム成分および合成ゴム成分に配合した。
で天然ゴム成分および合成ゴム成分に配合した。
表1
表層の配合物を145℃の温度で加硫処理して得たゴム
組成物につき、各種のゴム特性を測定した。結果を表1
の配合カーボンブラック試料(Run% )と対応させ
て表IVK示した。
組成物につき、各種のゴム特性を測定した。結果を表1
の配合カーボンブラック試料(Run% )と対応させ
て表IVK示した。
ゴム特性のうち、発熱度はグツトリッチ・フレキソメー
ターを用い、ASTM D623−67A法に準じて測
定した。
ターを用い、ASTM D623−67A法に準じて測
定した。
その他のゴム特性については、すべてJlSK6301
「一般ゴム試験方法」K準拠した。
「一般ゴム試験方法」K準拠した。
表Nの結果から、本発明に係るゴム組成物(Run I
V&lL1〜3 )は、従来品種のPKF(N550)
級ンフトカーボンブラック配合ゴムを土建る動的性能(
低発熱度、高反撥弾性)を有しながら同FIP配合ゴム
を凌ぐ高補強性能(引張り強さ、300%モジュラス)
を示すことが認められる。
V&lL1〜3 )は、従来品種のPKF(N550)
級ンフトカーボンブラック配合ゴムを土建る動的性能(
低発熱度、高反撥弾性)を有しながら同FIP配合ゴム
を凌ぐ高補強性能(引張り強さ、300%モジュラス)
を示すことが認められる。
的
このうち、と〈K動性性能の改善効果が顕著なRun1
I&11は、基本特性であるカーボンブラックのよう素
数着量が29岬/fと低位に位置するKも拘らずFJC
F配合ゴムに近似する補強性能を有しており、これは先
願技術では得られない大きな特長である。
I&11は、基本特性であるカーボンブラックのよう素
数着量が29岬/fと低位に位置するKも拘らずFJC
F配合ゴムに近似する補強性能を有しており、これは先
願技術では得られない大きな特長である。
上記本発明例に対し、比較例はいずれも適用カーボンブ
ラックの選択的特性(Dstモード径、LAcHo)が
本発明の要件を外れるため相対的に動的性能の向上効果
は得られていない。
ラックの選択的特性(Dstモード径、LAcHo)が
本発明の要件を外れるため相対的に動的性能の向上効果
は得られていない。
特許出願人 東海カーボン株式会社
代理人 弁理士 高 畑 正 也
Claims (1)
- り電子顕微鏡平均粒子直径(an)51mμ以上、よう
素吸着量25〜60q/f%DBP吸油量9′0〜15
0mff1/100fの特性領域にあるファーネスカー
ボンブラックにおいて、Det%−ド径(mp)・が(
2,65(dn)+0.64(DBP)−27,う6〕
式から算出される値以下で、かりLAC54Q測定値が
120以上である選択的特性を備えるカーボンブラック
をゴム成分に対し25〜250重量部の割合で配合して
なるゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13199683A JPS6042439A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13199683A JPS6042439A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042439A true JPS6042439A (ja) | 1985-03-06 |
| JPH0429694B2 JPH0429694B2 (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=15071111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13199683A Granted JPS6042439A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042439A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994005732A3 (en) * | 1992-08-27 | 1994-07-21 | Cabot Corp | Carbon blacks |
| US5688317A (en) * | 1992-08-27 | 1997-11-18 | Cabot Corporation | Carbon blacks |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5986641A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-18 | Tokai Carbon Co Ltd | ゴム組成物 |
-
1983
- 1983-07-21 JP JP13199683A patent/JPS6042439A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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| US5688317A (en) * | 1992-08-27 | 1997-11-18 | Cabot Corporation | Carbon blacks |
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| EP1788038A3 (en) * | 1992-08-27 | 2010-11-10 | Cabot Corporation | Carbon blacks |
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| Publication number | Publication date |
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