HU214211B - Kormok és kaucsukkeverék - Google Patents

Kormok és kaucsukkeverék Download PDF

Info

Publication number
HU214211B
HU214211B HU9502457A HU9502457A HU214211B HU 214211 B HU214211 B HU 214211B HU 9502457 A HU9502457 A HU 9502457A HU 9502457 A HU9502457 A HU 9502457A HU 214211 B HU214211 B HU 214211B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
carbon black
rubber
resistance
present
mixtures
Prior art date
Application number
HU9502457A
Other languages
English (en)
Other versions
HU9502457D0 (en
HUT72815A (en
Inventor
Glenn E. Denstaedt
William A. Farr
Robert R. Juengel
Stephen G. Laube
Thomas E. Mc Elwain
William J. Patterson
Chiung-Huei Shieh
Roscoe W. Taylor
Original Assignee
Cabot Corp.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/041,389 external-priority patent/US5393821A/en
Application filed by Cabot Corp. filed Critical Cabot Corp.
Publication of HU9502457D0 publication Critical patent/HU9502457D0/hu
Publication of HUT72815A publication Critical patent/HUT72815A/hu
Publication of HU214211B publication Critical patent/HU214211B/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

(57) KIVONAT A találmány új, gűmiabrőncsők kaűcsűkkeverékeinek gyártására különösenjól alkalmazható kőrmőkra, valamint 100 tömegrész kaűcsűk mellett azilyen kőrmőkat 10 és 250 tömegrész közöt i mennyiségben tartalmazókaűcsűkkeverékekre vőnatkőzik. Az új kőrmőkat az jellemzi, hőgy CTABértékük legalább 140 m2/g; CDBP értékük legalább 115 cm3/100 g;színező hatásűk (TINT) legalább 135%; D D50 értékük legfeljebb 50 nm;Dmőd értékük legfeljebb 72 nm; és adszőrpciós térfőgati indexüklegalább 1,30. Az új kőrmők a szőkásősan alkalmazőtt töltési szintekena kaűcsűkkeverékeknek kiváló kőpásállóságőt és fűtókőpási ellenállástadnak, a szőkásősan alkalmazőttnál alacsőnyabb töltési szinteken pediga űtókőpási ellenállás és a hiszterézis arányát megnövelik. ŕ

Description

A találmány tárgyát új kormok képezik, amelyek gumiabroncsokban alkalmazott kaucsukkeverékek gyártására különösen jól használhatók. A kormok az általában alkalmazott magas töltöttségi fokon előnyösen nagy kopásállóságot és futófelületkopási (futókopási) ellenállást adnak a keveréknek. Az általában alkalmazottnál alacsonyabb töltöttségi fokokon pedig a kormok a kaucsukkeverékek tulajdonságainak előnyösen olyan kombinációját biztosítják, hogy a nagy kopásállóság és futó kopási ellenállás mellett a hiszterézis is csökken. A találmány szerinti kormokat tartalmazó kaucsukkeverékek a vontatási teljesítményjavítására szilícium-dioxidot is tartalmazhatnak.
A kemencekormokat általában kemence típusú reaktorban állítják elő oly módon, hogy egy szénhidrogén nyersanyagot forró égési gázokkal pirolizálnak; az így kapott égéstermékek szemcsés kormot tartalmaznak.
A kormokat általában analitikai tulajdonságaik, például a felületük, felületi kémiájuk, az aggregátumok és az elsődleges részecskék méretei alapján jellemezzük. Ezeket a tulajdonságokat - mint például a CT AB (cetiltrimetil-ammónium-bromid adszorpció), CDBP (a zúzott korom dibutil-ftalát adszorpciója) és a színezőképesség (TINT) - a szakmában ismert módszerekkel határozzuk meg. A kormok jellemzésére használható további tulajdonságok a Δ D50, a Dmode és az adszorpciós (occluded) térfogati index.
A kormok felhasználhatók mint pigmentek, töltő- és erősítő anyagok és sok egyéb célra. Széleskörűen használják például a kormokat kaucsuk- és műanyagkeverékekben töltőanyagként és erősítő pigmentként. Közelebbről: a kormok hatásosan alkalmazhatók a gumiabroncsok gyártásához használatos kaucsukkeverékek előállításához. (Pl.: WO 92/04415; WO 91/13944.)
Ismert tény, hogy a korom tulajdonságai befolyásolják a vele készített kaucsuk- és műanyagkeverékek, így például a gumiabroncs-futókeverékek tulajdonságait.
A gumiabroncsok gyártása során általában kívánatos olyan kormokat alkalmazni, amelyek a futókeveréknek kellő mértékű kopási ellenállást adnak. Minél nagyobb a kaucsukkeverék kopásállósága, annál nagyobb lesz a belőle készített gumiabroncs futókopási ellenállása, tehát annál több mérföldet képes megtenni a futófelület lekopásáig.
Ugyancsak kívánatos, hogy a gumiabroncsok gyártásához használt futókeverék olyan kormot tartalmazzon, amelynek hiszterézise kielégítő. A kaucsukkeverék hiszterézise a deformáció során diszcipálódó (hővé alakuló) energiára vonatkozik. A kisebb hiszterezésü futókeverékkel gyártott gumiabroncsoknak kisebb a gördülési ellenállása, ezért az ilyen abronccsal felszerelt járműnek kisebb lesz az üzemanyagfelhasználása.
Tehát a találmány tárgyát új kormok képezik, amelyek természetes- és mükaucsuk-keverékeknek, valamint természetes- és mükaucsukokat egyaránt tartalmazó keverékeknek kiváló kopásállóságot és futófelületkopási ellenállást adnak.
A találmány további tárgyát képezik új, javított kopásállóságú és jobb futókopási ellenállást adó kaucsukkeverékek, amelyek a találmány szerinti kormokat a szokásos töltöttségi fokokon tartalmazzák.
A találmány további tárgyát képezik olyan új kaucsukkeverékek, amelyeknek a jobb kopásállóság és futókopási ellenállás mellett kisebb a hiszterizésük, ha gyártásuk során a találmány szerinti kormokat a szokásosnál alacsonyabb töltöttségi fokokon alkalmazzuk.
A találmány szerinti kormokat tartalmazó kaucsukkeverékek a vontatási teljesítmény javítására szilícium-dioxidot is tartalmazhatnak. 100 tömegrész kaucsukba előnyösen 5 és 30 tömegrész közötti szilícium-dioxidot dolgozhatunk be. A kaucsukkeverékekhez bármilyen, a szakemberek számára ismert, például nedves eljárással vagy pirogén úton előállított szilícium-dioxidot alkalmazhatunk. A szilícium-dioxid mellett előnyösen valamilyen ismert kapcsoló reagenst (aktivátort) is alkalmazunk.
A találmány további célja nyilvánvalóvá válnak a leírás további részeiből és az igénypontokból.
Vizsgálataink során olyan új kormokat állítottunk elő, amelyeknek CT AB (cetil-trimetil-ammónium-bromid adszorpció) értéke 140 m2/g vagy nagyobb, előnyösen 140 és 250 m2/g közötti; CDBP (a zúzott korom dibutil-ftalát adszorpciója) értéke 115 cm3/100 g (cm3 dibutil-ftalát/100 g korom) vagy nagyobb, előnyösen 120 és 150cm3/100 g közötti; színező hatása (TINT) 135% vagy nagyobb, előnyösen 145 és 180% közötti; Δ D50 értéke 50 nm (nanométer) vagy kisebb, előnyösen 40 és 67 nm, még előnyösebben 20 és 45 nm közötti; Dmode értéke 72 nm vagy kisebb, előnyösen 40 és 67 nm közötti; adszorpciós térfogati indexe pedig 1,30 vagy nagyobb, előnyösen 1,40 és 2,0 g közötti. A találmány szerinti kormok előnyösen alkalmazható további jellemzői az N?SA (nitrogénadszorpciós felület), amelynek értéke legfeljebb 150 m2/g, és kisebb mint 180 m2/g; valamint a DBP (dibutil-ftalát-adszorpció), amelynek értéke 140 cm3/100 g vagy nagyobb, előnyösen 140 és 180 cm3/100 g közötti.
A találmány szerinti kormokat egy kemencekoromgyártó reaktorban állítjuk elő, amelynek egy első (égési) zónája, egy tranzíciós zónája és egy reakciózónája. A forró égési gázok áramába valamilyen, a szakmában ismert módszerrel egy kormot eredményező nyersanyagot injektálunk be. A forró égési gázok és a nyersanyag így kapott keveréke belép a reakciózónába. A koromképző nyersanyag pirolízisét a keverék hirtelen lehűtésével - előnyösen egy hűtőfolyadék befecskendezésével - állítjuk le, mikor a találmány szerinti korom kialakult. A találmány szerinti új kormok előállítására szolgáló eljárást a későbbiekben részletesebben ismertetjük.
Előállítottunk továbbá új, a fenti kormokat tartalmazó kaucsukkeverékeket.
A kaucsukok, amelyekhez a találmány szerinti új kormok alkalmazhatók, lehetnek természetes vagy mükaucsukok vagy ezek keverékei. A „töltési szint” vagy „töltöttségi fok” kifejezés a koromnak azt a mennyiségét jelenti, amelyet a kaucsukkeverékbe bedolgozunk. Kiváló kopásállóságú és futókopási ellenállású kaucsukkeverékek előállítására 100 tömegrész kaucsukhoz 10 és 250 tömegrész közötti, előnyösen 10 és 100 tömegrész közötti mennyiséget alkalmazhatunk a találmány szerinti koromból. Olyan kaucsukkeverékek előállításához,
HU214211 Β amelyeknek a kiváló kopásállóság és futókopási ellenállás mellett kicsi a hiszterézisük, a 100 tömegrész kaucsukhoz alkalmazható korom mennyisége 10 és 45 tömegrész között változhat.
A találmány szerinti kormokat tartalmazó kaucsukkeverékek a vontatási teljesítmény javítására szilícium-dioxidot is tartalmazhatnak. 100 tömegrész kaucsukba 5 és 30 tömegrész közötti szilícium-dioxidot dolgozhatunk be. A kaucsukkeverékek bármilyen, a szakemberek számára ismert, például nedves eljárással vagy pirogén úton előállított szilícium-dioxidot alkalmazhatunk. A szilícium-dioxid mellett előnyösen valamilyen ismert aktivátort is alkalmazunk.
A szakemberek tudják, hogy a gumiabroncsfutók készítésére szolgáló keverékeknél igen fontos a futókopási ellenállás és a hiszterézis aránya. Általában előnyös, ha ez az arányszám magas. Például a VULCANR 10H kormot (gyártja és értékesíti a Cabot Corporation, Boston, Massachusetts) tartalmazó kaucsukkeverékekből készített abroncsfutóknál a futókopási ellenállás és a hiszterézis aránya 1,0; itt az arányszám mindkét tényezőjét egy standard futókeverékhez viszonyítva adtuk meg.
A találmány szerinti kormok a gumiabroncsokhoz használt keverékeknek az általában alkalmazott töltési fokokon jobb kopásállóságot és futókopási ellenállást adnak. Ezen túlmenően azt tapasztaltuk, hogy a találmány szerinti kormokkal a keverékek töltöttségi foka a szokásosan alkalmazotthoz képest csökkenthető, és ennek következtében a keverékek hiszterézise csökken, miközben kiváló kopásállóságukat és futókopási ellenállásukat megtartják.
A találmány szerinti kormokkal alkalmazható bármely természetes vagy mükaucsuk vagy ezek keverékei. Tipikusan használt kaucsukok a szakmában általánosan ismert butadién-sztirol-(SBR) kaucsukok, például az olajjal extendált vagy tiszta SBR-ek; az emulziós SBRek, a nagy sztiroltartalmú SBR-ek, az oldószeres SBRek, az oldószeres elágazott SBR-ek valamint az oldószeres, funkciós csoportokkal ellátott SBR-ek.
A találmány szerinti új kormok egyik előnyös tulajdonsága, hogy természetes vagy mükaucsukba vagy ezek keverékeibe bedolgozva a kaucsukkeverékeknek jobb kopásállóságot és futókopási ellenállást adnak.
További előnyt jelent, hogy ha a találmány szerinti kormokat természetes vagy mükaucsukokba vagy ezek keverékeibe a futókeverékek készítéséhez szokásosan alkalmazottnál alacsonyabb töltöttségi fokon adagoljuk be, akkor ezek a kormok a kiváló kopásállóság és futókopási ellenállás mellett kisebb hiszterézisű keverékeket eredményeznek.
A találmány szerinti kaucsukkeverékek egyik előnye, hogy a hagyományos kormokat tartalmazó kaucsukkeverékekből gyártott gumiabroncsokhoz viszonyítva nagyobb futókopási ellenállású, tehát hosszabb élettartamú személy- és tehergépkocsik valamint autóbuszok gumiabroncsainak gyártására kiválóan alkalmasak. Ezek a tulajdonságok különösen előnyösek téli/nyári abroncsoknál, túraabroncsoknál valamint személyszállító jármüvek nagy teljesítményű abroncsainál, továbbá könnyű és közepes tehergépkocsi- és autóbuszabroncsoknál.
A találmány szerinti kaucsukkeverékek további előnyös tulajdonsága, hogy ha a találmány szerinti kormokat alacsony töltési szinten (töltöttségi fokon) tartalmazzák, akkor különösen alkalmasak olyan gumiabroncsok gyártására, amelyeknek nagyobb a futókopási ellenállásuk és kisebb a gördülési ellenállásuk, mint a hagyományos kormokat a szokásos töltési szinten tartalmazó kaucsukkeverékekből gyártott abroncsoknak.
A találmány szerinti kormokat alacsony töltöttségi fokon tartalmazó kaucsukkeverékek különösen alkalmasak személygépkocsik, könnyű és közepes tehergépkocsik gumiabroncsaihoz valamint terepjáró gumiabroncsokhoz, ahol fontos a hiszterézis minimalizálása, miközben a futó megtartja kopási ellenállását. így például könnyű tehergépkocsik és személygépkocsik abroncsainál fontos a gazdaságos üzemanyagfelhasználás, és ez kisebb hiszterézisű abroncs-keverékek alkalmazásával javítható. Közepes méretű radiál tehergépkocsiabroncsoknál az üzemanyag-megtakarítás mellett a hiszterézis csökkentésével növekszik a karkasz élettartama, ezáltal javul az abroncs újrafutózhatósága. A terepjáró gumiabroncsok teljesítményét sokszor tonnakm/órában mérik, és ez a hiszterézis minimalizálásával növelhető.
A találmány további előnyeit az alábbi részletesebb leírás tartalmazza.
Az 1. ábrán a találmány szerinti kormok gyártásához használható kemencekoromgyártó reaktorok egyik típusának egy részlete látható keresztmetszetben.
A 2. ábrán egy korom-aggregátumból vett minta tömegfrakciós hisztogramja látható a Stokes átmérő függvényében.
A találmány szerinti új kormok az alábbi anilitikai tulajdonságokkal jellemezhetők:
CTAB > 140 m2/g, előnyösen 140 m2/g < CTAB < 250 m2/g;
CDBP > 115 cm3/100 g, előnyösen 120 cm3/100 g < CDBP < 150 cm3/100 g; színező hatás (TINT) > 135, előnyösen 145 % < TINT < 65 %;
Δ D 50 < 50 nm, előnyösen Δ D50 < 47 nm, még előnyösebben 20 nm Δ D50 < 45 nm; Dmode < 72 nm, előnyösen 40 nm < Dmode < 67 nm;
és adszorpciós térfogati index 1 1,30, előnyösen 1,40 < adszorpciós térfogati index <2,0 Fentieken kívül a találmány szerinti kormok még az alábbiakkal jellemezhetők:
150 m2/g < N2SA 180 m2/g; és
DBP > 140 cm3/100 g, előnyösen 140 cm3/100 g < DBP <180 cm3/100 g.
A találmány szerinti kormok egy moduláris, vagyis többfázisú kemencekorom-reaktorban állíthatók elő. Egy ilyen tipikus moduláris, a találmány szerinti kormok gyártására alkalmas kemencekorom-reaktor metszete látható az 1. ábrán. Az ilyen reaktorok részletesebb leírása megtalálható a például a 3 922 335 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban.
Az 1. ábrán látható módon a találmány szerinti kormok egy 2 kemencekorom-reaktorban állíthatók elő, amely tartalmaz egy 10 égető zónát - amelynek van egy
HU214211 Β szűkülő átmérőjű 11 zónája egy 12 és egy 14 nyersanyagbevezető zónát és egy 18 reakciózónát. Látható, hogy a 10 égető zóna átmérője addig a pontig, ahol a szűkülő átmérőjű 11 zóna kezdődik, D-l; a szűkölő átmérőjű 11 zóna átmérője a legszűkebb pontján D-2; a 12 zóna átmérője D-3; a 14 zónáé D—4; a 18 reakciózónáé pedig D-5.
A találmány szerinti kormok előállítására a 10 zónában forró égési gázokat állítunk elő oly módon, hogy egy folyékony vagy gáz alakú fűtőanyagot egy alkalmas oxidálószer - például levegő, oxigén vagy ezek keveréke - áramával hozunk érintkezésbe. A forró égési gázok előállítására a 10 égető zónában az oxidáló árammal érintkezésbe hozható fűtőanyag lehet bármely éghető gáz, gőz vagy folyadék, így például földgáz, hidrogén, szén-monoxid, metán, acetilén, alkoholok, kerozin. Általában azonban előnyös, ha széntartalmú komponenseket, főleg szénhidrogéneket nagy mennyiségben tartalmazó fűtőanyagokat alkalmazunk. A találmány szerinti kormok előállításához használt levegő és fűtőanyag aránya előnyösen 8 : 1 és 20 : 1 közötti. A forró égési gázok képződésének elősegítésére az oxidálószer áramát előmelegíthetjük.
A forró gázáram a 10 és 11 zónából előrehalad a 12, a 14, majd a 18 zónába. A koromképző 30 nyersanyagot a 12 zónában a 32 ponton és a 14 zónában a 34 ponton vezetjük be. Koromképző nyersanyagként alkalmas, tehát az adott reakciókörülmények között könnyen elpárolgó szénhidrogén nyersanyagok például a telítetlen szénhidrogének, mint acetilén; az olefinek, mint etilén, propilén, butilén; az aromások, mint benzol, toluol, xilol; egyes telített szénhidrogének; és egyéb, gőzzé alakított szénhidrogének, így például kerozinok, naftalinok, terpének, etilén-gyanták, kondenzáltgyűrüs aromások és hasonló vegyületek. A találmány szerinti kormok előállítására a nyersanyag körülbelül 50 - körülbelül 80 tömeg%-át a 32 ponton, az összes mennyiségből visszamaradt körülbelül 20 - körülbelül 50 tömeg%-ot pedig a 34 ponton vezetjük be. Előnyösen az összes nyersanyagnak 55-70 tömeg%-át a 32 ponton, a visszamaradt 45-30 tömeg%-ot pedig a 34 ponton vezetjük be. A példákban a koromképző 30 nyersanyagot a forró égési gázok áramának kerületéről gyakorlatilag keresztirányban, sok kicsi, összetartó sugár alakjában injektáltuk be, amelyek behatolnak a forró égési gázok áramának belső részeibe, hogy az égési gázok és a koromképző nyersanyag között erős keveredés és nyíróhatás jöjjön létre; így a nyersanyag gyorsan és tökéletesen elbomlik, és kialakulnak belőle az új, találmány szerinti kormok. Az ábrán látható, hogy a 32 és a 34 pont egymástól L-l távolságra helyezkedik el.
A koromképző nyersanyag és a forró égési gázok keveréke a 12 és a 14 zónán át előrehaladva belép a 18 reakciózónába. A 42 befagyasztási ponton elhelyezett 40 gyors hűtéssel, vagyis egy 50 hűtőfolyadék beinjektálásával a koromképző nyersanyag és a forró égési gázok keverékét lehűtve a koromképző nyersanyag pirolízisét leállítjuk, amikor a találmány szerinti új korom kialakult. A 42 pont helyét bármely ismert módszerrel meghatározhatjuk. A pirolízist leállító befagyasztás helyének megválasztására szolgáló egyik módszer szerint meghatározzuk azt a pontot, ahol a találmány szerinti korom már elfogadható toluol-extrakciós értéket ér el. A toluolextrakciós értéket az ASTM D 1618-83 számú, „Carbon Black Extraktables - Toluol Discoloration (Korom extrahálható komponensei - toluol-elszíntelenítés) című vizsgálattal mérjük. Az L-2 a 18 zóna elejétől a 42 pontig mért távolság, amely a befagyasztási pont elhelyezésétől függően változik.
A forró égési gázok és a koromképző nyersanyag keverékének gyors lehűtése után a találmány szerinti kormokat tartalmazó lehűlt gázok továbbhaladva hagyományos hütő és elválasztó berendezésekbe lépnek be, ahol a találmány szerinti kormokat kinyerjük. A koromnak a gázáramból történő kiválasztása könnyen megoldható a hagyományos eszközökkel, például egy lecsapó berendezés, ciklon szeparátor vagy szűrőzsák alkalmazásával. Az elválasztást adott esetben követheti például egy nedves pelletizáló berendezéssel végrehajtott pelletizálás.
A találmány szerinti eljárással előállított kormok analitikai és a találmány szerinti kormokkal készített kaucsukkeverékek fizikai tulajdonságainak meghatározására az alábbi eljárásokat alkalmaztuk:
A kormok CTAB értékét az ASTM D 3765-85, jódszámukat az ASTM D 1510, nitrogénadszorpciós felületüket (N2SA) az ASTM D 3037-Method A számú szabvány szerinti módon mértük. A kormok dibutil-ftalát-adszorpcióját (DBP) az ASTM D 3493-86, színező hatásukat (TINT) az ASTM D 3265-85a, CDBP értéküket pedig az ASTM D 3493-86 szerinti módon határoztuk meg.
A korom adszorpciós térfogati indexe a korom-aggregátumok belső üres térfogatának mértéke. Ennek az indexnek ajelentőségét a szakemberek jól ismerik, leírása megtalálható Medalia közleményében [A. I. Medalia, J Colloid Interface Sci, 32, 115 (1970)], újabban pedig Herd és munkatársai foglalkoztak vele [C. R. Herd, G. C. McDonald és W. M. Hess, Rubber Chem. and Tech. 65, 107(1992)].
A korom adszorpciós térfogati indexe a koromaggregátumok bizonyos morfológiai, elektronmikroszkóppal és képanalízissel (image analysis) kapott paraméterei alapján határozható meg. Az elektronmikroszkópos vizsgálatot az ASTM D-3 849-87 számú, „Standard Test Method fór Carbon Black - Primary Aggregate Dimensions from Elektron Microscope Image Analysis” (Szabványos koromvizsgálatok - Elsődleges aggregátumok elektronmikroszkópos képanalízissel kapott méretei) című szabvány alapján végezzük. Ez a szabvány az A („Area”) és P („Perimeter”) tényezőket all., „Számítások” című részében a következőképpen definiálja:
A = a koromaggregátum kivetített felülete,
P = az aggregátum kerülete.
Az „Ekvivalens kör átmérője” (Dc) a felületmérésnek egy mértani transzformációja, amit a következőképpen számítunk:
Dc = 74Α/π.
Ves egy ekvivalens gömb térfogata, ahol
Ves = az ekvivalens gömb térfogata = π/6(ϋθ)3.
Vagg = a koromaggregátum térfogata, ahol
Vagg = a koromaggregátum térfogata = 8A2/3P.
HU 214 211 Β
A korom adszorpciós térfogati indexét Ves-ből és Vagg-ból az alábbi összefüggés alapján számítjuk:
(Ves - Va ) adszorpciós térfogati index = —-A kormok Dmode és Δ D50 értékét a következőképpen határozzuk meg. Felveszünk egy hisztogramot, amely a koromaggregátumok Stokes átmérőit ábrázolja egy adott mintában való előfordulásuk relatív gyakorisága függvényében. Amint a 2. ábrán látható, a hisztogram A csúcsából egy, az Y tengellyel párhuzamos B vonalat húzunk, amely az X tengelynél a C pontban végződik. Meghatározzuk az így kapott B szakasz F középpontját, és azon keresztül húzunk egy G vonalat az X tengellyel párhuzamosan. Ez a G vonal a hisztogramot, vagyis az eloszlási gömbét két ponton, a D és az E ponton metszi. Ezen a két ponton mért Stokes átmérők különbségének abszolút értéke a Δ D50.
A hisztogram felvételéhez szükséges adatokat egy korongcentrifugával - amilyen például a Joyce Loebl Co. Ltd. of Tyne and Wear, United Kingdom gyártmánya - határozzuk meg. Az alábbi eljárás a Joyce Loebl korongcentrifuga instrukciós kézikönyvében [DCF 4. 008, kiadás időpontja: 1985. február 1.] leírt eljárásnak egy változata.
Az eljárás a következő. Bemérőedénybe bemérünk 10 mg korommintát, majd hozzáadunk 50 ml oldatot, amely 10 t% abszolút etanolt és 90 t% desztillált vizet tartalmaz, amelyet 0,051% NONIDET Ρ4Ό felületaktív anyag hozzáadásával (a NONIDET P—40 egy, a Shell Chemical Co. által gyártott és forgalmazott felületaktív anyag lajstromozott védjegye) készítettünk. Az így kapott szuszpenziót 15 percen át ultrahang-energiával, Sonifier Model No. W 385 (gyártja és forgalmazza a Heat Systems Ultrasonics Inc., Farmingdale, New York) alkalmazásával diszpergáljuk.
A számítógépbe az alábbi adatokat adjuk be, amelyeket az azután kiegészít további, a korongcentrifugából felvett adatokkal:
1. A korom sűrűsége 1,86 g/cm3;
2. A víz és etanol elegyének térfogata, amelyben a kormot diszpergáltuk, ez esetben 0,5 cm3.
3. A centrifugáló folyadék térfogata, ez esetben 10 ml víz;
4. A centrifugáló folyadék viszkozitása, ez esetben 23 °C-on 0,933 centipoise;
5. A centrifugáló folyadék sűrűsége, ez esetben 23 °C-on 0,9975 g/cm3;
6. A korong sebessége, ez esetben 8000 fordulat/perc;
7. Az adatmintavételek közötti időtartam, ez esetben 1 másodperc.
A centrifuga 8000 fordulat/perc sebességgel forog, miközben a sztroboszkóp működik. A forgó korongba centrifugáló folyadékként 10 ml desztillált vizet injektálunk be. A turbiditási (zavarossági) szintet 0-ra állítjuk be, majd pufferfolyadékként beinjektálunk 1 ml, 10 t% abszolút etanolt és 90 t% desztillált vizet tartalmazó oldatot. A centrifugát a szabályozó gombokkal úgy állítjuk be, hogy a centrifugáló folyadék és a puffer-folyadék között egyenletes koncentráció-gradiens alakuljon ki, és ezt vizuálisan figyeljük. Mikor a gradiens olyan egyenletessé vált, hogy a két folyadék között nem észlelhető határvonal, a forgó korongba 0,5 ml, vizes etanol-oldattal készített koromdiszperziót injektálunk be, és az adatgyűjtés azonnal megkezdődik. Ha áramlás következik be, a futást leállítjuk. A vizes etanol-oldatban diszpergált korom beinjektálása után a korong 20 percig forog. A 20 perces forgás után a korongot leállítjuk, a centrifugáló folyadék hőmérsékletét megmérjük, a folyadéknak a futás elején és végén mért hőmérsékletét megátlagoljuk, és az így kapott értéket beadjuk a számítógépbe, amely a centrifugából érkező adatokat rögzíti. Az adatokat a standard Stokes egyenlettel elemezzük, és az eredményeket az alábbi definíciók alkalmazásával adjuk meg:
Koromaggragátum = egy különálló, merev kolloid részecske, vagyis a legkisebb diszpergálható egység; nagy méretűvé összetömörült részecskékből áll;
Stokes átmérő = egy olyan gömb átmérője, amely valamilyen viszkózus közegben egy centrifugális vagy gravitációs mezőben a Stokes egyenlet szerint ülepedik ki. Egy olyan, nem gömb alakú tárgy, mint például egy koromaggragátum is jellemezhető a Stokes átmérővel, ha azt egy sima, merev, az adott tárggyal azonos sűrűségű és ülepedést sebességű gömbnek tekintjük. Az átmérőket általában nanométerben adjuk meg.
Mode (az adatok között Dmode-ként megadva) = a Stokes átmérő az átmérők megoszlási görbéjének csúcspontján (a 2. ábra A pontján).
Stokes középátmérő (az adatok között Dst-ként megadva) = a Stokes átmérők megoszlási görbéjének az a pontja, amelyhez képest a minta 50 tömeg%-a kisebb vagy nagyobb, tehát az átmérőmeghatározás középső értékét jelenti.
Az alábbiakban a kaucsukkeverékek vizsgálatához alkalmazott módszereket ismertetjük.
A kaucsukkeverékek kopásállóságát egy Lamboum típusú gépen alapuló koptatógép alkalmazásával mértük. A kopásállóságot (mértékegysége: cm3/úthossz) 7 %-os, 13 %-os és 21 %-os csúszással (slip) mértük. A csúszás a minta és a csiszolókő sebességének különbsége. Az alábbi példákban megadott abráziós kopásállósági indexet úgy számítottuk, hogy egy VULCANR 10H kormot (a Carbot Corporation, Boston, Massachusetts védjegyezett terméke) tartalmazó kaucsukkeverék kopásállóságát osztottuk egy, a találmány szerinti kormok valamelyikével készített keverékének ugyanazon csúszás mellett mért kopásállóság.
A kaucsukkeverékek moduluszát és húzófeszültség/nyúlás adatait az ASTM D 412, Shore A keménységüket pedig az ASTM D-2240-86 számú szabvány alapján mértük.
A visszapattanási rugalmasság értékít minden gumimintánál egy ZWICK Rebound Resilience Tester (Model 5109, gyártja: Zwick of America, Inc., Post Office Box 997, East Windsor, Connecticut 06088) alkalmazásával mértük. A méréshez szükséges instrukciókat a műszerrel együtt szállítják.
A kaucsukkeverékek dinamikus mechanikai tulajdonságait a szakmában ismert módon, egy Instrom Model 1332 Servohydraulic System alkalmazásával ha5
HU 214 211 Β tároztuk meg. A standard vizsgálati körülmények a következők voltak: kétszeres deformációs amplitúdó: 10%; frekvencia: 10 Hz; középszint: 15%; mérési hőmérséklet: 70 °C. A vizsgálathoz minden kaucsukkeverékből egy henger alakú próbatestet alkalmaztunk, amelynek magassága 25,4 mm, átmérője 17,8 mm. A dinamikus mechanikai tulajdonságokat - éspedig a komplex moduluszt (E*), a rugalmassági modulust (E') és a veszteségi moduluszt (E”) - kompressziós módban mértük, ahol a δ fázisszög tangense egyenlő a veszteségi modulusz és a rugalmassági modulusz hányadosával (tangens δ = tg δ = E”/E').
A példákban megadott futókopási ellenállást a szakmában ismert és a Fred E. Jones [Service Report No. TG-67-1, „The Use of Multi-Section Treads in Tire Testing” (Többrészes futók használata abroncsvizsgálatokban) (1967)] által leírt módon határoztuk meg, azzal a különbséggel, hogy radiál helyett diagonál-abroncsokat vizsgáltunk. Az ilyen vizsgálatnál szokásos módszert alkalmaztuk, vagyis öt abroncsot és abroncsonként hét futórészt vizsgáltunk. A vizsgálat statisztikus jellegének biztosítására a futószekciók elrendezését az abroncson, valamint a keverékkészítést és a keverékek laboratóriumi vizsgálatait egy randomizált (véletlenszerűen elrendezett) blokkséma szerint terveztük meg. A kapott futókopási értékeket egy standard összehasonlító korommal készített futó eredményeikhez viszonyítottuk, amelynek kopását önkényesen 100%-nak vettük. A példákban összehasonlító koromként egy ASTM N 220 típusú kormot használtunk (gyártja és értékesíti a Carbot Corporation, Boston, Massachusetts), amelynek jellemzői: TINT 111%; jódszám 121 mg/g, DBP 115 cm3/100 g, sűrűség 352 kg/m3. Az országúti futtatást 15 200km(10 000mérföld)úthosszon,96,5± 16km/óra (60 ± 10 miles/mil) névleges sebességgel végeztük, és az eredményeket a kontroli-keverék eredményeihez viszonyítva adtuk meg.
A találmány hatékonyságát és előnyeit a továbbiakban az alábbi példákkal illusztráljuk.
1-3. példa
Egy, a fentiekben leírt és az 1. ábrán látható reaktorban háromféle új, a találmány szerinti kormot állítottunk elő. A reaktor geometriáját és a benne alkalmazott körülményeket a 2. táblázatban adjuk meg. Az égetési reakcióhoz fűtőanyagként mindegyik példában földgázt használtunk. Az egyes példákban alkalmazott nyersanyagok tulajdonságai az alábbi 1. táblázatban láthatók.
/. táblázat
A nyersanyagok tulajdonságai
1. példa 2. példa 3. példa
Hidrogén/szén arány 0,96 0,96 0,95
Hidrogén (tömeg-%) 7,44 7,44 7,33
Szén (tömeg-%) 91,5 91,5 91,9
API sűrűség 15,6/15,6 °C -1,4 -1,4 -1,8
C (60) F [ASTM D-287]
sűrűség 15,6/15,6 °C 1,088 1,088 1,091
C (60) F [ASTM D-287]
Viszkozitás, SUS (54,4 °C) 105,0 105,0 155,7
[ASTM D-88]
Viszkozitás, SUS (98,9 °C) 4,6 4,6 7,3
[ASTM D-88]
BMCI (viszk.-sűr.) 131 131 132
A reaktorban alkalmazott körülmények és a reaktor geometriai adatai az alábbi 2. táblázatban láthatók.
2. táblázat
D-l, m 1. példa 0,184 KORMOK 2. példa 0,184 3. példa 0,184
D-2, m 0,14 0,14 0,13
D-3, m 0,114 0,114 0,114
D-4, m 0,135 0,135 0,135
D-5, m 0,23 0,23 0,23
L-l, m 0,46 0,46 0,46
L-2, m 0,76 0,76 0,51
HU 214 211 Β
2. táblázat (folytatás)
1. példa 2. példa 3. példa
Olajinjektálás a 32 ponton
Fúvókák számaxmérete, mm 6x0,05 6x0,05 6x0,04
Olaj sebessége, 32, m3/s 7,94 E-05 7,94 E-0,5 7,87 E-05
Olaj nyomása, 32, kPa 2550 2550 6630
Olaj előmelegítése, 32, °C 150 150 177
Olajinjektálás a 34 ponton
Fúvókák számaxmérete, mm 3x0,063 3x0,063 4x0,045
Olaj sebessége, 34, m3/s 5,3 E6 5,3 E6 3,4 E6
Olaj nyomása, 32, kPa 2380 2380 1410
Olaj előmelegítése, 34 °C 150 150 177
Égetési levegő, Nm3/s 0,83 0,83 0,83
Égetési levegő előmelegítése, °C 538 538 538
Földgáz, Nm3/s 0,0743 0,0743 0,0736
Levegő/gáz égetési arány 9,7 9,7 9,8
Káliumion, kg/m3 olaj 0 4,65 0
Befagyasztó, foly. nyomása, kPa 680 680 986
Befagyasztást hőmérséklet, °C 732 732 732
= a 32 pont az 1. ábrán; 34 = a 34 pont az 1. ábrán;
Az 1-3. példában előállított kormokat azután a fenti módszerekkel vizsgáltuk. A 3. táblázatban a kormok tulajdonságai láthatók nedves pelletizálás és szárítás után, továbbá egy kontrollmintaként használt korom tulajdonságai.
Kontrollként egy ASTM N 134 típusú VULCANR 10H kormot (gyártja és értékesíti a Carbot Corporation, Boston, Massachusetts) használtunk, amelyről az iparban tudott, hogy a keverékeknek nagy futókopási ellenállást ad.
3. táblázat - Kormok analitikai tulajdonságai
Korom 1. példa 2. példa 3. példa VULCANR 10H korom (kontroll)
CTAB, m2/g 148 148 170 135
Jódszám (mg/g) 158 150 163 142
N2SA (m2/g) 157 157 174 142
CDBP, cm3/100 g 142 165 154 127
CDBP, cm3/100g 120 127 121 102
TINT (%) 150 147 154 132
Dmode (nm) 59 64 53 76
Δ D 50 (nm) 40 42 33 58
adszorpciós térfogati index 1,49 1,52 1,58 1,20
4. példa
Ebben a példában bemutatjuk a találmány szerinti kormok felhasználását egy tehergépkocsiabroncs vizsgáló-keverékben, összehasonlítva a kontrollmintaként használt kormot tartalmazó azonos keverékkel. Az A kaucsukkeveréket a 3. példában előállított, találmány szerinti korommal, a C kaucsukkeveréket pedig a kontrollmintaként használt korommal készítettük. Az A, B és C kaucsukkeverék összetétele az alábbi 4. táblázatban látható.
HU 214 211 Β
4. táblázat
Tehergépkocsiabroncs vizsgáló-keverék
Komponens Tömegrész
Természetes kaucsuk 100,0
Korom 45,0
Cink-oxid 5,0
Sztearinsav 3,0
Santoflex 13 1,5
Sunproof Imporoved Wax 1,5
Age Rite Resin D 1,5
Santocure MÓR 1,2
Kén 1,8
A Santoflex 13 egy antiozonáns (Ózonvédőszer, gyártja és forgalmazza a Monsanto Company); A Sunproof Inproved Wax egy, a Uniroyal Chemical Company által forgalmazott antiozonáns márkaneve; az Age Rite Resin D az R. T. Vanderbilt Company által gyártott és forgalmazott antioxidáns; a Santocure MÓR egy, a Monsanto Company által gyártott és forgalmazott gyorsító kereskedelmi elnevezése.
Az A-C kaucsukkeverék tulajdonságait azután a fenti módszerekkel vizsgáltuk. Az eredmények az alábbi 5. táblázatban láthatók:
5. táblázat
Kaucsuk- keverék Korom 100%-os modulusz (kPa) 300 %-os modulusz (kPa) Szakítószilárdság (kPa) Eb* (%) Shore A keménység
A 1. példa 4320 19857 30710 447 75
B 3. példa 3940 18590 30160 451 74
C VULCANR 10H 3375 17420 29990 468 71
Eb* = szakadási nyúlás
Az eredmények általánosságban azt mutatják, hogy a találmány szerinti kormokkal készített A és B kaucsukkeverék és a kontroli-korommal készített C kaucsukkeverék eredményei összemérhetők. Ezen kívül az alábbi eredmények azt mutatják, hogy a találmány szerinti kormok a kopásállóság és a futókopási ellenállás növelése szempontjából előnyösek.
Mindegyik kaucsukkeverékre a fent leírt módon meghatároztuk a kopásállósági index és a visszapattanási rugalmasság értékeit is. Az eredmények a 6. táblázatban láthatók, ahol kontrollmintaként és összehasonlítóként egyaránt a VULCANR 1 OH kormot használtuk.
6. táblázat
Kaucsuk- keverék Korom 7 %-os csúszás (%) 13 %-os csúszás % 21 %-os csúszás % visszapattanási rugalmasság 70 °C-on (%)
A 1. példa 1,6 1,5 113 61,7
B 3. példa 111 112 109 59,7
C VULCANR10H 100 100 100 64,9
A 6. táblázat világosan mutatja, hogy a teljesítmény szempontjából milyen előnyös a találmány szerinti kormok alkalmazása teherautóabroncs-keverékekben, hiszen ezek a kormok a keveréknek lényegesen nagyobb kopásállóságot adnak, mint a kontrollmintaként használt korom. Az, hogy találmány szerinti kormokat tartalmazó, természetes kaucsuk alapú A és B keveréknek kisebb a visszapattanási rugalmassága, azt mutatja, hogy ezeknek a keveréknek a VULCANR 10H kormot tartalmazó keverékhez viszonyítva nagyobb a hiszterézisük, ami az A és B keverék megnövekedett kopásállósága alapján várható is volt.
5. példa
Ez a példa azt mutatja be, hogy a találmány szerinti kormokat tartalmazó természetes kaucsuk alapú keverékeknek jobb a futókopási ellenállása, mint az ugyanolyan, de a kontroli-kormot tartalmazó keveréké. A D abroncs-keveréket az 1. példa szerinti, az E keveréket a
2. példa szerinti korommal, az F keveréket pedig a kontrollmintaként használt VULCANR 10H korommal készítettük. A D, E és F keverékeket az országúti vizsgálatokhoz használatos természetes kaucsuk alapú, az alábbi 7. táblázatban megadott recept szerint készítettük.
HU214211 Β
7. táblázat
Természetes kaucsuk alapú keverék abroncsok országúti vizsgálatához
Komponens Tömegrész 5
Természetes kaucsuk 100,0
Korom 50,0
Olaj 5,0
Cink-oxid 5,0 10
Sztearinsav 3,0
Santoflex 13 1,5
Sunproof Imporoved Wax 1,5
Age Rite Resin D 1,5
Santocure MÓR 1,2 15
Kén 1,8
Olajként Circolite oil-t alkalmaztunk, ez egy könnyű, nafténes olaj, gyártja és forgalmazza a Sun Refining and Marketing Company. A Santoflex 13, a Sunproof Inproved Wax, az Age Rite Resin D és a Santocure MÓR 20 azonos a 4. táblázatnál megadottakkal.
Az országúti vizsgálathoz készített abroncs-keverékek futókopási ellenállását azután a fenti módszerekkel határoztuk meg. Az eredmények az alábbi 8. táblázatban láthatók:
8. táblázat mutatja, hogy ezeknek a keverékeknek a VULCANR 1 OH kormot tartalmazó F országúti vizsgálókeverékhez viszonyítva nagyobb a hiszterézisük, ami a D és E keverék megnövekedett futókopási ellenállása alapján várható is volt.
6. példa
Ez a példa azt mutatja be, hogy a találmány szerinti kormokat tartalmazó természetes kaucsuk alapú keverékeknek a gumiabroncs-keverékeknél szokásosan alkalmazottnál alacsonyabb töltöttségi fokon sokkal jobb a futókopási ellenállás/hiszterézis viszonyszámuk, mint az ugyanolyan, de a kontrollként VULCANR 10H kormot tartalmazó keveréké.
Az országúti vizsgálókeverékhez az 1. és 2. példa szerinti kormot alkalmaztuk. Összehasonlítás céljára VULCANR 10H korommal is készítettünk országúti vizsgálókeverékeket, hogy megfigyeljük az ilyen korommal különböző töltöttségi fokoknál kapott eredményeket. A VULCANR 10H kormot egyrészt a kopásállósági vizsgálatoknál használt, másrészt a hiszterézis csökkentéséhez szükséges töltési fokokon alkalmaztuk. A 9. táblázat azt mutatja, hogy az egyes kauc sukké verékekben milyen kormokat használtunk.
9. táblázat
Abroncs-keverék Korom országúti vizsgálathoz TDWR tg delta
D 1. példa 141 0,197
E 2. példa 138 0,191
F VULCANR 10H (kontroll) 111 0,178
TDWR = a futókopási ellenállás mértéke
Korom Országúti vizsgálókeverék
Az eredmények azt mutatják, hogy a találmány szerinti kormokkal készített D és E országúti vizsgálókeverékeknek sokkal jobb a futókopási ellenállása, mint a 40 kontroli-kormot tartalmazó F országúti vizsgálókeveréké. A találmány szerinti kormokat tartalmazó D és E országúti vizsgálókeverékek nagyobb tg delta értéke azt
30 1. példa G
1. példa H
1. példa I
2. példa J
2. példa K
35 2. példa L
VULCANr 10H M
VULCANr 10H N
VULCANr 10H O
VULCANr 10H P
A találmány szerinti kormokat tartalmazó G - L országúti vizsgálókeverékek összetétele az alábbi 10. táblázatban látható.
10. táblázat - Abroncsok országúti vizsgálókeverékeinek összetétele
Keverék G H I J K L
Korom 1. pd. 1. pd. 1. pd. 2. pd. 2. pd. 2. pd.
Komponens SBR 1500 65,00 65,00 65,00 Tömegrész 65,00 65,00 65,00
High Cis BR 35,00 35,00 35,00 35,00 35,00 35,00
Korom 58,00 50,00 40,00 52,00 40,00 35,00
Sundex 790 23,00 14,00 5,00 17,00 6,00 3,00
Cink-oxid 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00
Sztearinsav 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
Sunproof Impr. Wax 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
Wingstay 100 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
Santocure MÓR 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50
MBT 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20
Kén 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75
HU 214 211 Β
Az SBR 1500 egy butadién-sztirol-kaucsuk, gyártja és forgalmazza a Copolymer Corporation.
A High Cis BR egy nagy cisz-izomer-tartalmú butadién-kaucsuk, gyártja és forgalmazza a Polysar.
A Sundex 790 egy lágyító kereskedelmi neve, forgal- 5 mázzá a Sun Oil Company.
Sunproof Impr. (Improved) Wax leírása megtalálható a 4. példában.
A Winstay 100 egy vegyes diaril-N-feniléndiaminokat tartalmazó stabilizátor kereskedelmi neve, forgalmazza a Goodyear Tire and Rubber Company.
A Santocure MÓR leírása megtalálható a 4. példában.
Az MBT merkapto-benztiazol.
A VULC ANR 1 OH kormot tartalmazó Μ - P országúti vizsgálókeverékek összetétele az alábbi 11. táblázatban látható.
11. táblázat - Abroncsok országúti vizsgálókeverékeinek összetétele
Keverék M N O P
Korom VULCANr 10H VULCANr 10H VULCANr 10H VULCANr 10H
Komponens Tömegrész
SBR 1712 89,38 89,38 89,38 89,38
High Cis BR 35,00 35,00 35,00 35,00
Korom 65,00 55,00 50,00 45,00
Sundex 790 10,62 5,62 3,12 0,62
Cink-oxid 3,00 3,00 3,00 3,00
Sztearinsav 2,00 2,00 2,00 2,00
Sunproof Impr. Wax 2,50 2,50 2,50 2,50
Wingstay 100 2,00 2,00 2,00 2,00
Santocure MÓR 1,50 1,50 1,50 1,50
MBT 0,20 0,20 0,20 0,20
Kén 1,75 1,75 1,75 1,75
Az SBR 1712 olyan butadién-sztirol-kaucsuk, amely 100 tömegrész polimerre számítva 35 tömegrész olajat tartalmaz, gyártja és forgalmazza a Copolymer Corporation; a High Cis BR, a Sundex 790, a Sunproof Impr. (Improved) Wax, a Wingstay 100, a Santocure MÓR leírása megtalálható a fenti 10. táblázatnál.
Ezután fenti módszerekkel meghatároztuk az abroncsok országúti vizsgálókeverékeinek futókopási ellenállását és tg 8 értékeit. Az eredmények 12. táblázatban láthatók:
12. táblázat
Keverék Korom Koromtöltöttségi fok (tömegrész) TDWR tg δ tg δ (%N220) TDWR tg δ (% N 220)
G 1. példa 58,00 113 0,212 138 0,82
H 1. példa 50,00 119 0,179 116 1,03
I 1. példa 40,00 129 0,137 88 1,47
J 2. példa 52,00 124 0,188 122 1,02
K 2. példa 40,00 126 0,137 89 1,42
L 2. példa 35,00 119 0,117 76 1,57
M VULCANr 10H 65,00 115 0,178 116 0,99
N VULCANr 10H 55,00 104 0,156 102 1,02
O VULCANr 10H 50,00 85 0,138 90 0,95
P VULCANR 10H 45,00 81 0,131 85 0,95
TDWR = a futókopási ellenállás mértéke.
tg δ (% N 220) = a tg δ értéke azon tg δ érték %-ában kifejezve, amelyet a futókopási ellenállásnak a fenti módon végzett mérésekor az ASTM N 220 korommal kaptunk.
HU 214 211 Β pási ellenállásukat megtartják. Ennek eredményeként a találmány szerinti kormokat alacsony töltöttségi fokon tartalmazó keverékeknél rendkívül magas a futókopási ellenállás és a tg delta hányadosa.
Az I, L és M jelű országúti vizsgálókeverékeknél a statikus tulajdonságokat is vizsgáltuk a fenti módszerekkel. Az eredmények a 13. táblázatban láthatók.
A szakemberek tudják, hogy a tg delta a gumikeverék hiszterézisének mértéke. A fenti eredmények azt mutatják, hogy a VULCANr 10H kontroli-kormot alacsonyabb töltöttségi fokon tartalmazó keverékeknek kisebb a futókopási ellenállásuk és a hiszterézisük. Ezzel szem- 5 ben azok a keverékek, amelyek a találmány szerinti kormokat tartalmazzák alacsonyabb töltöttségi fokon, ugyancsak kisebb a hiszterézisük, viszont kiváló futóko13. táblázat - Abroncsok országúti vizsgálókeverékeinek statikus tulajdonságai
Kaucsuk- keverék Korom Koromtöltöttségi fok (tömegrész) 300%-os modulus (kPa)
M VULCANr 10H 65,00 9636
I 1. példa 40,00 12746
L 2. példa 35,00 13106
Szakítószilárdság (kPa) Eb* (%) Shore A keménység
22075 520 65
21633 426 64
20680 405 64
Eb* = szakadási nyúlás
Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a találmány szerinti kormokkal abroncsok országúti vizsgálataihoz 25 készített keverékek statikus tulajdonságai összemérhetők a VULCANr 10H kormot tartalmazó keverék tulajdonságaival.
A fenti eredmények azt mutatják, hogy ha a találmány szerinti kormokat gumiabroncs-keverékek készí- 30 téséhez a szokásosnál alacsonyabb töltési fokon alkalmazzuk, akkor az így kapott abroncsoknak kisebb lesz a gördülési ellenállása és/vagy a melegedése, aminek következtében csökken a hiszterézis és javul a fútókopási ellenállás. 35
A találmánynak a leírásban bemutatott formái természetesen csak példaként szolgálnak, a találmány oltalmi körét nem korlátozzák.

Claims (15)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Korom, azzal jellemezve, hogy CT AB értéke 140 m2/g vagy nagyobb; CDBP értéke 115 cm3/100 g vagy nagyobb; színező hatása (TINT) 135% vagy na- 45 gyobb; Δ D50 értéke 50 nm vagy kisebb; Dmode értéke
    72 nm vagy kisebb; és adszorpciós térfogati indexe 1,30 vagy nagyobb. (93. 02. 23.)
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy CTAB értéke 140 és 250 m2/g közötti; CDBP 50 értéke 120 cm3/100 g és 150 cm3/100 g közötti; TINT értéke 145 és 180% közötti; Δ D50 értéke 47 nm vagy kisebb; Dmode értéke 40 és 67 nm közötti; és adszorpciós térfogati indexe 1,40 és 2,0 közötti. (93. 02. 23.)
  3. 3. A 2. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, 55 hogy A D50 értéke 20 nm és 45 nm közötti. (93.02.23.)
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy N2SA értéke 150 m2/g vagy nagyobb és 180 magnál kisebb; és DBP értéke 140 cm3/100 g vagy nagyobb.
    (93. 02. 23.) 60
  5. 5. A 4. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy DBP értéke 140 és 180 cm3 4/100 g közötti.
    (93. 02. 23.)
  6. 6. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy CTAB értéke 148; CDBP értéke 120 cm3/100 g; TINT értéke 150%; Δ D50 értéke 40 nm; Dmode értéke 59nm; és adszorpciós térfogati indexe 1,49.(93.02.23.)
  7. 7. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy CTAB értéke 148; CDBP értéke 127 cm3/100 g; TINT értéke 147%; A D50 értéke 42 nm; Dmode értéke 64 nm; és adszorpciós térfogati indexe 1,52. (93.02.23.)
  8. 8. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy CTAB értéke 170; CDBP értéke 121 cm3/100 g; TINT értéke 154%; A D50 értéke 33 nm; Dmode értéke 53 nm; és adszorpciós térfogati indexe 1,58. (93.02.23.)
  9. 9. Kaucsukkeverék, azzal jellemezve, hogy 100 tömegrész kaucsukot és 10 és 250 tömegrész közötti mennyiségben az 1. igénypont szerinti kormot tartalmazza. (93. 02. 23.)
  10. 10. A 9. igénypont szerinti kaucsukkeverék, azzal jellemezve, hogy olyan kormot tartalmaz, amelynek CTAB értéke 140 és 250 m1 2/g közötti; CDBP értéke 120 és 150 cm3/100 g közötti; színező hatása 145 és 180% közötti; Δ D50 értéke 47 nm vagy kisebb; Dmode értéke 40 és 67 nm közötti; és adszorpciós térfogati indexe 1,40 és 2,0 közötti. (93. 02. 23.)
  11. 11. A 10. igénypont szerinti kaucsukkeverék, azzal jellemezve, hogy olyan kormot tartalmaz, amelynek Δ D50 értéke 20 és 45 nm közötti. (93. 02. 23.)
  12. 12. A 9. igénypont szerinti kaucsukkeverék, azzal jellemezve, hogy olyan kormot tartalmaz, amelynek N2SA értéke 150 m2/g vagy nagyobb, de 180 m2/g-nál kisebb; DBP értéke pedig 140 cm3/100 g vagy nagyobb. (93. 02. 23.)
  13. 13. A 12. igénypont szerinti kaucsukkeverék, azzal jellemezve, hogy olyan kormot tartalmaz, amelynek DBP értéke 140 és 180 cm3/100 g közötti. (93. 02. 23.)
    HU 214 211 Β
    16. A 9. igénypont szerinti kaucsukkeverék, azzal jellemezve, hogy az ott megadott komponenseken kívül
    5 és 30 tömegrész közötti szilícium-dioxidot is tartalmaz.
    (93.04.01.)
  14. 14. A 9. igénypont szerinti kaucsukkeverék azzal jellemezve, hogy 10 és 100 tömegrész közötti kormot tartalmaz. (93. 02. 23.)
  15. 15. A 14. igénypont szerinti kaucsukkeverék, azzal jellemezve, hogy 10 és 45 tömegrész közötti kormot tartalmaz. (93. 02. 23.)
HU9502457A 1993-02-23 1994-02-23 Kormok és kaucsukkeverék HU214211B (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2382293A 1993-02-23 1993-02-23
US08/041,389 US5393821A (en) 1993-02-23 1993-04-01 Carbon blacks

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9502457D0 HU9502457D0 (en) 1995-10-30
HUT72815A HUT72815A (en) 1996-05-28
HU214211B true HU214211B (hu) 1998-01-28

Family

ID=26697661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9502457A HU214211B (hu) 1993-02-23 1994-02-23 Kormok és kaucsukkeverék

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP0686174B1 (hu)
JP (1) JP3778562B2 (hu)
AU (1) AU674066B2 (hu)
BR (1) BR9405696A (hu)
CA (1) CA2155194C (hu)
CZ (1) CZ289948B6 (hu)
DE (1) DE69412075T2 (hu)
ES (1) ES2119180T3 (hu)
HU (1) HU214211B (hu)
MX (1) MX9401378A (hu)
PH (1) PH31156A (hu)
PL (1) PL184911B1 (hu)
RU (1) RU2126432C1 (hu)
TR (1) TR27561A (hu)
WO (1) WO1994019412A1 (hu)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3185652B2 (ja) * 1996-02-28 2001-07-11 三菱化学株式会社 カーボンブラック
JP3585017B2 (ja) * 1997-04-14 2004-11-04 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
CN1122085C (zh) * 1997-08-28 2003-09-24 三菱化学株式会社 炭黑及其制备方法
WO2005012438A1 (ja) 2003-08-05 2005-02-10 Mitsubishi Chemical Corporation カーボンブラック
CA2668893C (en) * 2006-11-07 2016-02-02 Cabot Corporation Carbon blacks having low pah amounts and methods of making same
WO2008078822A1 (ja) * 2006-12-26 2008-07-03 The Yokohama Rubber Co., Ltd. タイヤ用ゴム組成物
US9175150B2 (en) 2012-03-02 2015-11-03 Cabot Corporation Modified carbon blacks having low PAH amounts and elastomers containing the same
CN107075185B (zh) 2014-10-06 2019-09-10 住友橡胶工业株式会社 橡胶组合物及充气轮胎
CN110709478B (zh) * 2017-05-03 2022-04-19 卡博特公司 炭黑以及混有该炭黑的橡胶配混料
CN112654672A (zh) 2018-09-20 2021-04-13 住友橡胶工业株式会社 胎面橡胶组合物和充气轮胎
JP7110887B2 (ja) 2018-10-02 2022-08-02 住友ゴム工業株式会社 重荷重用タイヤ
JP7298292B2 (ja) 2019-05-17 2023-06-27 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及びタイヤ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991013944A1 (en) * 1990-03-13 1991-09-19 Cabot Corporation Improved treadwear/hysteresis carbon blacks
BR9106793A (pt) * 1990-08-29 1993-08-10 Cabot Corp Negro de fumo e composicao de borracha

Also Published As

Publication number Publication date
HU9502457D0 (en) 1995-10-30
JP3778562B2 (ja) 2006-05-24
AU674066B2 (en) 1996-12-05
EP0686174B1 (en) 1998-07-29
JPH08507555A (ja) 1996-08-13
PH31156A (en) 1998-03-20
PL310356A1 (en) 1995-12-11
RU2126432C1 (ru) 1999-02-20
CA2155194C (en) 1999-08-31
BR9405696A (pt) 1995-11-21
DE69412075T2 (de) 1999-04-15
TR27561A (tr) 1995-06-08
DE69412075D1 (en) 1998-09-03
CA2155194A1 (en) 1994-09-01
EP0686174A1 (en) 1995-12-13
MX9401378A (es) 1994-08-31
CZ214195A3 (en) 1996-04-17
PL184911B1 (pl) 2003-01-31
CZ289948B6 (cs) 2002-05-15
WO1994019412A1 (en) 1994-09-01
HUT72815A (en) 1996-05-28
AU6274794A (en) 1994-09-14
ES2119180T3 (es) 1998-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100310956B1 (ko) 카본블랙
US5110576A (en) Carbon black having a high specific surface area
US6403695B1 (en) Carbon black and rubber compositions containing same
US4500672A (en) Rubber composition comprising furnace carbon black
US5124396A (en) Treadwear/hysteresis carbon blacks
AU642216B2 (en) Carbon black
EP0519988B1 (en) Improved treadwear/hysteresis carbon blacks
US5069892A (en) Carbon black for tire tread
US6228928B1 (en) Carbon black and rubber composition containing same
HU214211B (hu) Kormok és kaucsukkeverék
US5320820A (en) Carbon black for tire tread rubber
KR100232684B1 (ko) 카본 블랙 및 이를 함유하는 고무 조성물
US5198205A (en) Carbon black for tire tread rubber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees