CN106232736A - 炭黑及橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以改善补强性、发热特性等橡胶特性的全新的炭黑。所述炭黑的特征在于：通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp为25nm～60nm、且根据所述聚集体孔隙众数粒径Dmp及通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp为0.30～0.56。

Description

炭黑及橡胶组合物
技术领域
本发明涉及能够对配混橡胶赋予低发热性的炭黑、尤其是适合在苛刻的行驶条件下使用的轮胎胎面橡胶用炭黑，以及橡胶组合物。
背景技术
作为橡胶补强用的炭黑，存在对应于具备特性的众多品种，由于这些具备特性是用来确定橡胶的各种性能的主要因素，因而在配混到橡胶组合物中时，选定具有适合部件用途的特性的炭黑。
例如，在要求如轮胎胎面部那样的高度的补强性的橡胶部件时，一直以来使用了如SAF(N110)、ISAF(N220)等的、一次粒径小、比表面积大、高结构的硬系炭黑，但由配混这些炭黑而成的橡胶组合物得到的橡胶在赋予高度的补强性的同时，另一方面也存在着容易增大发热特性的技术课题。
近年来，为了应对节省资源、节省能源的社会需求而强烈要求开发低燃耗轮胎，正在积极地进行着作为适宜的低燃耗轮胎的发挥低发热的橡胶特性的橡胶组合物的研究，通常，通过在橡胶组合物中配混一次粒子凝集、聚合而成的二次粒子的当量直径大、比表面积小的炭黑而实现了低发热的橡胶特性。
由此，对于低燃耗轮胎的胎面部，要求补强性优异并且发热性低的橡胶，但鉴于用于改善补强性而配混的炭黑与用于改善发热性而配混的炭黑在粒径、比表面积方面完全不同，处于背反关系，因而难以通过调整所配混的炭黑的粒径、比表面积来得到期望的橡胶组合物。
因此，提出了在一直以来作为橡胶补强用的炭黑的基本特性而受到重视的、粒径、比表面积、结构等的特性要素的基础上，通过更微观地评价炭黑的胶体特性，在橡胶成分中配混具有特定的物性的炭黑，来改善补强性、发热特性等橡胶特性的技术(参照例如专利文献1(日本特开昭62-192468号公报)等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-192468号公报
发明内容
发明要解决的问题
在这种情况下，本发明的目的在于：提供可以改善补强性、发热特性等橡胶特性的全新的炭黑，同时提供可以改善补强性、发热特性等橡胶特性的橡胶组合物。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述技术课题而进行了深入广泛的研究，结果发现：通过聚集体孔隙众数粒径Dmp(nm)和聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp/聚集体孔隙众数粒径Dmp分别满足一定的关系的炭黑，能够解决上述技术课题，基于这一见解完成了本发明。其中，所述聚集体孔隙众数粒径Dmp(nm)是通过压汞法求得的，所述聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp/聚集体孔隙众数粒径Dmp是根据该聚集体孔隙众数粒径Dmp(nm)及通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp(nm)规定的。
即，本发明提供：
(1)一种炭黑，其特征在于，通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp为25nm～60nm，且根据所述聚集体孔隙众数粒径Dmp及通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp/聚集体孔隙众数粒径Dmp为0.30～0.56。
(2)根据上述(1)所述的炭黑，其中，氮吸附比表面积为60m2/g～180m2/g、DBP吸收量为90ml/100g～140ml/100g。
(3)一种橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份橡胶成分含有30质量份～100质量份上述(1)所述的炭黑。
(4)一种橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份橡胶成分含有30质量份～100质量份上述(2)所述的炭黑。
需要说明的是，以下适宜地将“聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp/聚集体孔隙众数粒径Dmp”称为“ΔDmp/众数粒径Dmp”，将“聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp”称为“ΔDmp”，将“聚集体孔隙众数粒径Dmp”称为“众数粒径Dmp”。
发明的效果
根据本发明能够提供可以改善补强性、发热特性等橡胶特性的全新的炭黑，并且进一步提供可以改善补强性、发热特性等橡胶特性的橡胶组合物。
附图说明
图1是表示本发明的炭黑的聚集体孔径分布和以往的炭黑的聚集体孔径分布的图。
图2是表示在本发明的炭黑的制造中使用的流化床反应炉的形态例的截面示意图。
图3是表示本发明的实施例和比较例中得到的炭黑的、ΔDmp/众数粒径Dmp与各聚集体孔隙众数粒径Dmp的关系的图。
图4是表示分别使用本发明的实施例和比较例中得到的炭黑制成的硫化橡胶的动态储能模量(E’)及损耗系数(tanδ)的图。
具体实施方式
首先，对本发明的炭黑进行说明。
本发明的炭黑，其特征在于：
通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp为25nm～60nm，且
根据所述聚集体孔隙众数粒径Dmp及通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp/聚集体孔隙众数粒径Dmp为0.30～0.56。
本发明的炭黑的通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp为25nm以上、优选为30nm以上、更优选为35nm以上。另外，本发明的炭黑的通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp为60nm以下、优选为55nm以下、更优选为50nm以下。
聚集体孔隙众数粒径Dmp的意义如下：在求出在炭黑基本粒子不规则且复杂地熔接结合而成的聚集体(Aggregate)之间所形成的孔隙的直径的分布(聚集体孔径分布)时表示最大频度的直径(众数粒径)，该众数粒径作为聚集体的形态、大小、分布状況等的指标。
可以认为：本发明的炭黑的通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp满足上述规定，从而具有本质上结构发达的凝集构造，因而在与橡胶配混的过程中与橡胶聚合物的相互作用变大，而且在橡胶组合物中所形成的炭黑粒子聚集体的网络也变大，因此，在对橡胶组合物赋予充分的补强性的同时，能够适宜地抑制发热性的增大。
聚集体孔隙众数粒径Dmp满足上述规定的炭黑可以通过如下方式来制造：向流化床反应炉内供给烃气体产生气流，利用上述气流在加热下对另行导入上述流化床反应炉内的、一次粒径小、表面积大且作为高结构的例如HAF(N330)、ISAF(N220)等的原料炭黑进行搅拌、使其流动等。
需要说明的是，在本申请文件中，聚集体孔隙众数粒径Dmp是指：以根据JIS K6218“橡胶用炭黑的附属性质的试验法”进行干燥后的粒度为250～500μm的炭黑粒料作为试样，在水银孔率计(Micromeritics Inc.制造、AutoPore IV 9500)的专用池(3cm3)中放入0.14g的试样，施加压力至25～30000psi来压入汞，并测定池内部的汞和池外部的电极间的静电电容，基于由静电电容的变化求得的压汞量求出的聚集体孔径分布中、显示最大频度的孔径。
本发明的炭黑通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp优选为12nm以上、更优选为13nm以上、进一步优选为14nm以上。另外，本发明的炭黑通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp优选为24nm以下、更优选为22nm以下、进一步优选为20nm以下。
本发明的炭黑通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp满足上述规定，从而能够将以下所示的ΔDmp/众数粒径Dmp容易地控制在期望的范围内。
聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp满足上述规定的炭黑可以通过如下方式来制造：向流化床反应炉内供给烃气体产生气流，利用上述气流将另行导入上述流化床反应炉内的、一次粒径小、表面积大且为高结构的例如HAF(N330)、ISAF(N220)等原料炭黑在加热下进行搅拌、使其流动。
需要说明的是，在本申请文件中，聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp的意义如下：在通过上述方法求出聚集体孔隙众数粒径Dmp时所得到的聚集体孔径分布中最大频度的50％的频度的大小2点的聚集体孔径的差。
图1是表示本发明的炭黑的聚集体孔径分布和以往的炭黑的聚集体孔径分布的图。如图1所示，可知的是：为了使本发明的炭黑显示出与以往的炭黑相比更宽阔的分布，聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp也取比以往的炭黑的聚集体孔径分布的半值宽度更大的数值。
本发明的炭黑根据上述通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp及通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp为0.30以上、优选为0.31以上。另外，本发明的炭黑根据上述通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp及通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp为0.56以下、优选为0.50以下、更优选为0.45以下。
本发明的炭黑通过使通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp满足上述规定，并且使由通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp及该聚集体孔隙众数粒径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp满足上述规定，从而在作为橡胶组合物的配混成分使用时，能够赋予充分的补强性，并且能够适宜地抑制发热性的增大。
本发明的炭黑的氮吸附比表面积优选为60m2/g以上、更优选为70m2/g以上、进一步优选为75m2/g以上。另外，本发明的炭黑的氮吸附比表面积优选为180m2/g以下、更优选为170m2/g以下、进一步优选为160m2/g以下。
通过使本发明的炭黑的氮吸附比表面积满足上述规定，从而在作为橡胶组合物的配混成分使用时，能够对得到的橡胶组合物容易地赋予更充分的补强性，并且能够适宜地抑制发热性的增大。
需要说明的是，在本申请文件中，氮吸附比表面积的意义是根据JIS K6217-22001“橡胶用炭黑的基本性能的试验方法”所规定的、基于碘吸附量测定的数值。
本发明的炭黑的DBP(邻苯二甲酸二丁酯：Dibutylphthalate)吸收量优选为90ml/100g以上、更优选为95ml/100g以上、进一步优选为100ml/100g以上。另外，本发明的炭黑的DBP(Dibutylphthalate)吸收量优选为140ml/100g以下、更优选为135ml/100g以下、进一步优选为130ml/100g以下。
通过使本发明的炭黑的DBP吸收量满足上述规定，从而在作为橡胶组合物的配混成分使用时，能够对适宜地分散炭黑而得到的橡胶组合物赋予更充分的补强性，并且能够抑制粘度的上升从而容易地赋予充分的加工性。
需要说明的是，在本申请文件中，DBP吸收量是根据JIS K6217-4 2008“橡胶用炭黑的基本性能的试验方法”所规定的方法测定的数值。
接着，对制造本发明的炭黑的方法进行说明。
制造本发明的炭黑的方法没有特别限定，例如可以通过如下方式来制造：向流化床反应炉内供给烃气体产生气流，利用所述气流将另行导入所述流化床反应炉内的原料炭黑在加热下进行搅拌、使其流动(以下将利用本法的炭黑的制造方法称为炭黑的制法A)。
在炭黑的制法A中，作为向流化床反应炉中供给的烃气体，可列举出：选自苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳香族烃的气体等的一种以上烃气体。
在炭黑的制法A中，作为原料炭黑从市售品等中适宜选择即可，优选地，从HAF(N330)、ISAF(N220)等炭黑的一次粒径小且表面积大且为高结构的硬系炭黑中适宜选择即可。
作为在炭黑的制法A中使用的流化床反应炉，例如可列举出图2所示的结构。
图2所示的流化床反应炉1具有大致圆筒形状，炉轴沿垂直方向延伸。
图2所示的流化床反应炉1具有从反应炉主体2的下部朝向上部方向供给烃气体的气体导入口21，并且在反应炉主体2的上部具有排气口22。另外，如图2所示那样流化床反应炉1在反应炉主体2的整个炉壁外周面具有螺旋状卷绕电热丝而成的加热线圈3，具有能够对设置在反应炉主体2的内部的搅拌区域4进行加热的构造。
在炭黑的制法A中，向流化床反应炉内供给烃气体产生气流。
烃气体优选在预热的状态下向流化床反应炉内供给，在此情况下，预热温度优选为400℃以上、更优选为450℃以上、进一步优选为480℃以上。另外，在此情况下，预热温度优选为600℃以下、更优选为550℃以下、进一步优选为520℃以下。
另外，烃气体优选以相对于100g原料炭黑为6.5Nm3/小时以上的方式向流化床反应炉中供给、更优选以7.0Nm3/小时以上的方式供给、进一步优选以7.5Nm3/小时以上的方式供给。另外，烃气体优选以相对于100g原料炭黑为8.5Nm3/小时以下的方式向流化床反应炉中供给、更优选以8.0Nm3/小时以下的方式供给、进一步优选以7.8Nm3/小时以下的方式供给。
在炭黑的制法A中，通过控制上述烃气体的供给量而能够形成具有期望的孔径的聚集体，能够容易地制造聚集体孔隙众数粒径Dmp及聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp/聚集体孔隙众数粒径Dmp控制在期望的范围内的炭黑。
此外，向流化床反应炉中导入的烃气体优选以气体导入口的压力成为1.0MPa以上的方式供给、更优选以1.1MPa以上的方式供给、进一步优选以1.2MPa以上的方式供给。另外，向流化床反应炉中导入的烃气体优选以气体导入口的压力为2.0MPa以下的方式供给、更优选以为1.8MPa以下的方式供给、进一步优选以为1.5MPa以下的方式供给。
在炭黑的制法A中，在使用图2所示的设备作为流化床反应炉时，从气体导入口21供给烃气体。
在炭黑的制法A中，可以在反应炉内预先导入有原料炭黑的状态下供给烃气体，也可以在向反应炉内供给烃气体后，从另行设置的供给口向反应炉内导入原料炭黑。
作为原料炭黑，可以适宜使用如HAF(N330)、ISAF(N220)等市售的炭黑。
在炭黑的制法A中，利用烃气体的气流在加热下使导入反应炉内的原料炭黑搅拌、流动。
上述加热时的温度优选为500℃以上、更优选为550℃以上、进一步优选为600℃以上。另外，上述加热时的温度优选为750℃以下、更优选为720℃以下、进一步优选为700℃以下。
另外，上述搅拌、流动的时间优选为100秒以上、更优选为110秒以上、进一步优选为120秒以上。上述搅拌、流动的时间优选为300秒以下、更优选为280秒以下、进一步优选为250秒以下。
在炭黑的制法A中，在使用图2所示的流化床反应炉作为流化床反应炉时，从气体导入口21供给烃气体后，在利用加热线圈2升温的搅拌区域4中对原料炭黑进行搅拌、混合。
可以认为：在炭黑的制法A中，通过在加热下向炉内供给烃气体，利用该烃气体的气流对原料炭黑进行搅拌、使其流动而使两者接触，从而使热裂解后的烃气体沉积到构成原料炭黑的聚集体的表面，进而通过利用上述烃气体的气流的搅拌而促进了聚集体彼此的熔接和聚合，从而可以得到由炭黑的一次粒径大小原样不变地较大地凝集而成的聚集体所构成炭黑。
可以认为：在炭黑的制法A中，在使用图2所示的流化床反应炉1时，在利用加热线圈3的加热条件下从反应炉1的底部的气体导入口21供给烃气体，通过该烃气体的气流在搅拌区域4对原料炭黑进行搅拌、流动而使两者接触，从而在搅拌区域4中使热裂解后的烃气体堆积在构成原料炭黑的聚集体表面，进而通过利用上述烃气体的气流的搅拌而促进了聚集体彼此的熔接和聚合，从而可以得到作为目标物的本发明的炭黑。
通过烃气体的搅拌后，停止烃气体的供给，优选为可以通过导入氮气体使生成的炭黑自然冷却从而使反应停止。
上述氮气体优选以为6.5Nm3/小时以上的方式向流化床反应炉中供给、更优选以为7.0Nm3/小时以上的方式供给、进一步优选以为7.5Nm3/小时以上的方式供给。另外，上述氮气体优选以为8.5Nm3/小时以下的方式向流化床反应炉中供给、更优选以为8.0Nm3/小时以下的方式供给、进一步优选以为7.8Nm3/小时以下的方式供给。
经冷却后的炭黑粒子通过旋风分离器、袋滤器等分离捕集装置来进行分离捕集，从而能够回收作为目标物的炭黑。
根据炭黑的制法A，能够简便地制造作为橡胶组合物的配混成分使用时能够提高得到的橡胶的补强性并且提高发热特性的本发明的炭黑。
在炭黑的制法A中，通过使用流化床反应炉并使原料炭黑彼此熔接，从而能够容易地制造作为目标物的本发明的炭黑。
根据本发明，能够提供可以改善补强性、发热特性等橡胶特性的全新的炭黑。
接着，针对本发明的橡胶组合物进行说明。
本发明的橡胶组合物的特征在于：相对于100质量份橡胶成分含有30～100质量份本发明的炭黑。
在本发明的橡胶组合物中，作为橡胶成分，例如可列举出：选自天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶等二烯类橡胶中的至少一种。
本发明的橡胶组合物含有本发明的炭黑，对于橡胶组合物中所含的炭黑的详细说明如上所述。
而且，可以认为：本发明的炭黑具有规定的聚集体孔隙众数粒径Dmp，ΔDmp/众数粒径Dmp在规定范围内，因而可以对橡胶组合物赋予优异的低发热特性和补强性。
在本发明的橡胶组合物中，本发明的炭黑的含有比例是相对于100质量份橡胶成分为30质量份以上、更优选相对于100质量份橡胶成分为35质量份以上。另外，在本发明的橡胶组合物中，本发明的炭黑的含有比例是相对于100质量份橡胶成分为100质量份以下、优选为相对于100质量份橡胶成分为90质量份以下、更优选相对于100质量份橡胶成分为80质量份以下。
在本发明的橡胶组合物中，通过使本发明的炭黑的含有比例在满足上述规定的含量内，从而能够得到补强性和发热性等优异的橡胶组合物。
本发明的橡胶组合物优选含有总计60质量％以上的橡胶成分和本发明的炭黑、更优选含有70质量％以上、进一步优选含有75质量％以上。本发明的橡胶组合物优选含有总计100质量％以下的橡胶成分和本发明的炭黑、更优选含有99质量％以下、进一步优选含有98质量％以下、更优选含有97质量％以下。
另外，本发明的橡胶组合物可以含有常用的、无机补强材、硅烷偶联剂、硫化剂、硫化促进剂、防老剂、硫化助剂、软化剂、增塑剂等必要成分。
本发明的橡胶组合物优选含有总计1质量％以上的上述必要成分、更优选含有2质量％以上、进一步优选含有3质量％以上。另外，本发明的橡胶组合物优选含有总计40质量％以下的上述必要成分、更优选含有30质量％以下、进一步优选含有25质量％以下。
本发明的橡胶组合物可以通过将所期望的量的上述炭黑、以及所期望的量的根据需要的无机补强材、硅烷偶联剂、硫化剂、硫化促进剂、防老剂、硫化助剂、软化剂、增塑剂等与橡胶成分进行混炼而得到。上述混炼可以使用公知的混合器、轧机等混炼机来进行。
本发明的橡胶组合物成形为所规定的形状后，通过适宜地、在130～180℃下进行加热而固化，从而能够得到所期望的橡胶成形体。
本发明的橡胶组合物能够提高所得到的橡胶的发热特性，平衡良好地改善补强性和发热性，因而可以合适地作为轮胎胎面用的橡胶组合物使用。
接着，列举实施例对本发明进行更具体地说明，但这些仅仅是示例，并不限制本发明。
(实施例1)
使用图2所示的、具有炉轴沿垂直方向延伸的大致圆筒形状的流化床反应炉1来制作炭黑。
图2所示的流化床反应炉1的筐体为SUS304、内壁由多铝红柱石构成，构成流化床反应炉1的反应炉主体2具有从下部朝向上部方向供给烃气体的气体导入口21(内径50mm)，同时在反应炉主体2的上部具有排气口22(内径30mm)。另外，如图2所示，流化床反应炉1在反应炉主体2的整个炉壁外周面具有螺旋状卷绕电热丝而成的加热线圈3，具有可以对反应炉主体2内部的搅拌区域4(内径100mm、高度200mm)进行加热的构造。
另外，在反应炉主体2与气体导入口21的连接部设置了SUS制过滤器5(筛网间隔0.2mm)。
向上述流化床反应炉1的搅拌区域4中导入100g原料炭黑1(氮吸附比表面积为90m2/g、DBP吸收量为106ml/100g的炭黑)后，利用加热线圈3将上述搅拌区域4加热至700℃，接着从气体导入口21以7.2Nm3/h供给预热至500℃的烃气体(城市燃气13A：比重0.638、CH489.6％、发热量45MJ/m3)并以气体导入口的压力为1.3MPa的方式进行供给，对上述原料炭黑1进行2分钟搅拌、流动后，停止利用加热线圈3的加热，在室温下进行冷却，从而得到作为目标物的炭黑1。
将得到的炭黑1的氮吸附比表面积、DBP吸收量、聚集体孔隙众数粒径Dmp、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp、及根据上述聚集体孔隙众数粒径Dmp和聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp示于表1。
(实施例2～实施例6)
对于实施例1中的原料炭黑1，实施例2中变更为原料炭黑2(氮吸附比表面积为120m2/g、DBP吸收量为110ml/100g的炭黑)、实施例3中变更为原料炭黑3(氮吸附比表面积为101m2/g、DBP吸收量为90ml/100g的炭黑)、实施例4中变更为原料炭黑4(氮吸附比表面积为75m2/g、DBP吸收量为99ml/100g的炭黑)、原料炭黑5(氮吸附比表面积为70m2/g、DBP吸收量为89ml/100g的炭黑)、原料炭黑6(氮吸附比表面积为71m2/g、DBP吸收量为84ml/100g的炭黑)，除此以外通过与实施例1相同地进行处理，从而得到各自的炭黑2～炭黑6。
将得到的炭黑2～炭黑6的氮吸附比表面积、DBP吸收量、聚集体孔隙众数粒径Dmp、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp、及根据上述聚集体孔隙众数粒径Dmp和聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp示于表1。
(比较例1)
在实施例1中，将烃气体供给量由7.2Nm3/h变更为0Nm3/h(不供给烃气体)，除此以外与实施例1相同地进行处理而制作了比较炭黑1。将得到的比较炭黑1的氮吸附比表面积、DBP吸收量、聚集体孔隙众数粒径Dmp、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp、及根据上述聚集体孔隙众数粒径Dmp和聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp示于表2。
(比较例2～比较例4)
对于比较例1中的原料炭黑1，比较例2中变更为原料炭黑5(氮吸附比表面积为126m2/g、DBP吸收量为125ml/100g的炭黑)、比较例3中变更为原料炭黑6(氮吸附比表面积为62m2/g、DBP吸收量为81ml/100g的炭黑)、比较例4中变更为原料炭黑7(氮吸附比表面积为100m2/g、DBP吸收量为110ml/100g的炭黑)，除此以外通过与比较例1相同地进行处理，从而得到各自的比较炭黑2～比较炭黑4。
将得到的比较炭黑2～比较炭黑4的氮吸附比表面积、DBP吸收量、聚集体孔隙众数粒径Dmp、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp及根据上述聚集体孔隙众数粒径Dmp和聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp示于表2。
[表1]
[表2]
(实施例7～实施例10)
将实施例1中的烃气体供给量分别变更为：实施例7中为6.7Nm3/h、实施例8中为7.5Nm3/h、实施例9中为8.0Nm3/h、实施例10中为8.2Nm3/h，除此以外通过与实施例1相同地进行处理，从而得到各自的炭黑7～炭黑10。
将得到的炭黑7～炭黑10的氮吸附比表面积、DBP吸收量、聚集体孔隙众数粒径Dmp、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp及根据上述聚集体孔隙众数粒径Dmp和聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp示于表3。
(比较例5～比较例8)
将实施例1中的烃气体供给量分别变更为：比较例5中为5.0Nm3/h、比较例6中为6.0Nm3/h、比较例7中为9.4Nm3/h、比较例8中为10.5Nm3/h，除此以外通过与实施例1相同地进行处理，从而得到各自的比较炭黑5～比较炭黑8。
将得到的比较炭黑5～比较炭黑8的氮吸附比表面积、DBP吸收量、聚集体孔隙众数粒径Dmp、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp及根据上述聚集体孔隙众数粒径Dmp和聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp示于4表。
[表3]
[表4]
如表1～表4所示，在各实施例及比较例中形成了聚集体孔径分布具有一定幅度的炭黑。
对于在实施例1～实施例10中得到的炭黑1～炭黑10、在比较例1～比较例8中得到的比较炭黑1～比较炭黑8，ΔDmp/众数粒径Dmp与各聚集体孔隙众数粒径Dmp的关系示于图3。
(橡胶组合物的制造例)
如表5所示，在密闭型混合器(神户制钢株式会社制造MIXTRON BB-2)中将作为橡胶成分的天然橡胶(RSS#1)100质量份、在上述实施例及比较例中得到的任意的炭黑45质量份、硬脂酸3质量份、防老剂(川口化学株式会社制造アンテージ6C)1质量份、锌白4质量份进行混炼后，利用开炼机将得到的混炼物与硫化促进剂(Kawaguchi Chemical IndustryCo.,Ltd.制造アクセルNS)0.5质量份和硫磺1.5质量份进行混炼，从而得到具有表5所示的各组成的橡胶组合物。
[表5]
配混成分 配混质量份
天然橡胶(RSS#1) 100
炭黑 45
硬脂酸 3
防老剂 1
锌白 4
硫化促进剂 0.5
硫磺 1.5
接着，在145℃的温度条件下对得到的各橡胶组合物进行35分钟硫化而形成硫化橡胶。
使用得到的硫化橡胶，根据以下所示的方法测定了动态储能模量(E’)、损耗系数(tanδ)。结果示于表6～表9。
需要说明的是，表6～表9中示出了使用的得到各炭黑的各实施例及比较例中的动态储能模量(E’)、损耗系数(tanδ)的结果。
<动态储能模量(E’)、损耗系数(tanδ)>
使用从得到的各硫化橡胶切取的厚度2mm、长度35mm、宽度5mm的试验片，使用粘弹性光谱仪(株式会社上岛制作所制造VR-7110)，在频率50Hz、动态应变率1.26％、测定温度60℃的测定条件下测定了动态储能模量(E’)及损耗系数(tanδ)。
需要说明的是，动态储能模量(E’)数值越大表明补强性越高，损耗系数(tanδ)数值越小表明发热性越低。
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
将分别使用实施例1～实施例10及比较例1～比较例8中得到的炭黑制成的硫化橡胶的动态储能模量(E’)及损耗系数(tanδ)示于图4。
由表6、表8及图4的结果可知，分别使用实施例1～实施例10中得到的炭黑制成的硫化橡胶中，作为炭黑使用了聚集体孔隙众数粒径Dmp为25nm～60nm、且根据该聚集体孔隙众数粒径Dmp及聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp为0.30～0.56的炭黑，所以动态储能模量(E’)均高、损耗系数(tanδ)均低，因此，是补强性高、发热性低的物质且平衡良好地改善了这两个性能的炭黑。
另一方面，由表7、表9及图4的结果可知，分别使用比较例1～比较例8中得到的比较炭黑制成的硫化橡胶中，作为炭黑使用了聚集体孔隙众数粒径Dmp不在25nm～60nm的范围的炭黑(比较例8)、根据聚集体孔隙众数粒径Dmp及聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的ΔDmp/众数粒径Dmp不在0.30～0.56的范围的炭黑(比较例1～比较例7)，所以动态储能模量(E’)低(比较例7、比较例8)、损耗系数(tanδ)高(比较例1～比较例6)，因此，是补强性低、发热性高的物质。
产业上的可利用性
根据本发明能够提供能够改善补强性、发热特性等橡胶特性的全新的炭黑，进而提供能够改善补强性、发热特性等橡胶特性的橡胶组合物。
本发明的橡胶组合物尤其适合用作在苛刻的行驶条件下使用的轮胎胎面橡胶。
附图标记说明
1 流化床反应炉
2 反应炉主体
21 气体导入口
22 排气口
3 加热线圈
4 搅拌区域
5 过滤器

Claims (4)

1.一种炭黑，其特征在于，
通过压汞法求得的聚集体孔隙众数粒径Dmp为25nm～60nm，且
根据所述聚集体孔隙众数粒径Dmp及通过压汞法求得的聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp所规定的、聚集体孔径分布的半值宽度ΔDmp/聚集体孔隙众数粒径Dmp为0.30～0.56。
2.根据权利要求1所述的炭黑，其中，氮吸附比表面积为60～180m2/g、DBP吸收量为90～140ml/100g。
3.一种橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份橡胶成分含有30～100质量份权利要求1所述的炭黑。
4.一种橡胶组合物，其特征在于，相对于100质量份橡胶成分含有30～100质量份权利要求2所述的炭黑。
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