JP2000072434A - 沈降ケイ酸、その製法並びにそれを含有するゴム混合物及び加硫ゴム - Google Patents

沈降ケイ酸、その製法並びにそれを含有するゴム混合物及び加硫ゴム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 沈降ケイ酸及びその製法 【解決手段】 ０．２〜５．０重量％のＡｌ2Ｏ3含有率
及び３．４未満のｗｋ−率有する沈降ケイ酸。該沈降ケ
イ酸をアルカリ金属ケイ酸塩と鉱酸及びアルミニウム塩
溶液とを水性環境中で、６０〜９５℃の温度及び７．０
〜１０．０のｐＨ値で反応させ、この反応を４０〜１１
０ｇ／ｌの固体濃度まで続け、ｐＨ値を３〜５の値に調
整し、かつ得られた沈降ケイ酸を公知の方法で後処理す
ることにより製造する。 【効果】 本発明の沈降ケイ酸はゴム混合物中の充填材
として使用することができ、特にタイヤ中で使用する
と、その易分散性によりタイヤのころがり抵抗を著しく
低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は沈降ケイ酸、その製
法及びゴム混合物中でのその使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴム混合物中に沈降ケイ酸を添加するこ
とは公知である（S.Wolff、Kautschuk、Gummi、Kunsts
t.7(1988) 、ｐ６７４）。ゴム混合物中で使用するため
には沈降ケイ酸は易分散性である必要がある。劣悪な分
散性は往々にして、タイヤ混合物に沈降ケイ酸が使用で
きない原因となる。
【０００３】文献国際公開ＷＯ９５／０９１２８号明細
書から、タイヤに使用することができる沈降ケイ酸が公
知である。タイヤ下部構造中での使用は記載されていな
い。
【０００４】タイヤ工業での要求の高まりにより、タイ
ヤトレッドで使用するためのこの沈降ケイ酸の改善され
た分散ももはや十分ではない。
【０００５】国際公開ＷＯ９６／３０３０４号明細書に
は、タイヤトレッド中に分散可能な沈降ケイ酸が記載さ
れている。
【０００６】国際公開ＷＯ９６／３０３０４号明細書に
記載の公知の沈降ケイ酸を用いると、カーボンブラック
を充填されたタイヤに比べて２０〜３０％、タイヤころ
がり抵抗の低減が可能である。このことは、約５％の燃
料節約を意味する。
【０００７】乗用車タイヤのころがり抵抗には、異なる
タイヤ部材が様々な割合で寄与している： トレッド：５０％ ベルト：２０％ カーカス：１０％ 側面：１０％ ビード：５％ 内面：５％。
【０００８】貨物自動車タイヤでは、ころがり抵抗での
個々のタイヤセグメントの割合は、乗用車タイヤでの配
分とは異なる： トレッド：３０％ ベルト：２０％ カーカス：２４％ 側面：１０％ ビード：１６％。
【０００９】このころがり抵抗割合分配は、乗用車タイ
ヤでは５０％、貨物自動車タイヤでは７０％のころがり
抵抗が、タイヤ下部構造からなる構造により影響を受け
ることを示している。従来、タイヤ下部構造では主にカ
ーボンブラックが活性充填材として使用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ころがり抵
抗を更に著しく低下させる目的で、タイヤ下部構造中に
使用するための沈降ケイ酸を開発することに関する。タ
イヤ下部構造で沈降ケイ酸を使用するための条件はその
易分散性である。
【００１１】自動車工業のサイドには、更に約１０％こ
ろがり抵抗を低下させるという要望が存在する。これは
従来、叶えられていなかった。
【００１２】加えて貨物自動車タイヤの顧客は貨物自動
車タイヤの寿命を長くすることを要求している。本発明
の沈降ケイ酸の使用は、この要求を発熱の低下と共に満
たす。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は０．２〜
５．０重量％のＡｌ2Ｏ3含有率及び３．４未満のｗｋ率
を特徴とする沈降ケイ酸である。
【００１４】本発明の沈降ケイ酸は８０〜１８０ｍ2／
ｇのＢＥＴ表面積を有してよい。
【００１５】本発明の沈降ケイ酸は８０〜１３９ｍ2／
ｇのＣＴＡＢ表面積を有してよい。
【００１６】本発明の沈降ケイ酸は次の物理化学的デー
タ： ＢＥＴ表面積 ８０〜１８０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 ８０〜１３９ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０〜１．６ シェアーズ数（Searszahl;０．１ｎＮａＯＨで消費） ５〜２５ｍｌ ＤＢＰ−数 ２００〜３００ｍｌ／１００ｇ Ａｌ2Ｏ3含有率 ＜５％ ｗｋ率 ＜３．４ 崩壊粒子 ＜１．０μｍ 非崩壊粒子 １．０〜１００μｍ を特徴としうる。
【００１７】これらの物理化学的データは次の方法で測
定される： ＢＥＴ表面積 面積計、Stroehlein社製、ＩＳＯ５７
９４／添付書Ｄ ＣＴＡＢ表面積 ｐＨ９、Jay、Janzen及びKurausに
より（"Rubber Chemistry and Technology”４４（１９
７１）１２８７） シェアーズ数 G.W.Searsにより（Analyt.Chemistry
１２（１９５６）１８８２） ＤＢＰ数 ＡＳＴＭ Ｄ ２４１４−８８ ｗｋ率 Cilas−粒度系 １０６４ Ｌ（下記参照）。
【００１８】本発明の沈降ケイ酸は有利な実施様態で
は、次の物理化学的データ： ＢＥＴ表面積 ９０〜１５０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 ８０〜１３０ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０〜１．６ シェアーズ数（０．１ｎＮａＯＨ消費） ５〜２５ｍｌ ＤＢＰ−数 ２００〜３００ｍｌ／１００ｇ Ａｌ2Ｏ3含有率 ＜２％ ｗｋ率 ＜３．４ 崩壊粒子 ＜１．０μｍ 非崩壊粒子 １．０〜３０μｍ を有しうる。
【００１９】本発明の沈降ケイ酸は特に有利な実施様態
では次の物理化学的データ： ＢＥＴ表面積 ９０〜１５０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 ８０〜１３０ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０〜１．６ シェアーズ数（０．１ｎＮａＯＨ消費） ５〜２５ｍｌ ＤＢＰ−数 ２００〜３００ｍｌ／１００ｇ Ａｌ2Ｏ3含有率 ０．２〜０．６６％ ｗｋ率 ＜３．４ 崩壊粒子 ＜１．０μｍ 非崩壊粒子 １．０〜３０μｍ を有しうる。
【００２０】本発明のもう１つの目的は次の物理化学的
データ： ＢＥＴ表面積 ８０〜１６０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 ８０〜１４０ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０〜１．６ シェアーズ数（０．１ｎＮａＯＨ消費） ５〜２５ｍｌ ＤＢＰ−数 ２００〜３００ｍｌ／１００ｇ Ａｌ2Ｏ3含有率 ０．２〜５％ ｗｋ率 ＜３．４ 崩壊粒子 ＜１．０μｍ 非崩壊粒子 １．０〜１００μｍ を有する沈降ケイ酸の製法であり、これはアルカリ金属
ケイ酸塩と鉱酸及びアルミニウム塩溶液とを水性媒体中
で、６０〜９５℃の温度及び７．０〜１１．０のｐＨ値
で継続的に攪拌しながら反応させ、この反応を４０〜１
１０ｇ／ｌの固体濃度まで続け、ｐＨ値を３〜５の値に
調整し、かつ沈降ケイ酸を濾別し、洗浄し、引き続き乾
燥させ、かつ場合により粉砕するか、又は造粒すること
を特徴とする。
【００２１】有利な実施形では、水ガラス、硫酸アルミ
ニウム溶液及び硫酸の添加を３０〜９０分間中断し、か
つ引き続き続けることができる。
【００２２】有利な実施形では市販のソーダ水ガラス
（モジュール３．２〜３．５）と硫酸とをｐＨ値７．５
〜１０．５で反応させ、その際、ソーダ水ガラスの部は
既にｐＨ値の調節のために受器中に入れられている。水
ガラス及び硫酸の添加は１２０分間まで保持され、その
際、特別な態様では添加を３０〜９０分で中断し、引き
続きｐＨ３〜５に酸性化し、濾過し、洗浄し、かつ乾燥
することができる。
【００２３】特に良好な分散性を達成するために、水ガ
ラス及び硫酸の同時添加を有利には４０〜９０分行う。
その際、ケイ酸の表面は沈降時間で調節される。
【００２４】濾過のために、チャンバフィルタプレス又
は薄膜フィルタプレス又はバンドフィルタ又はドラムフ
ィルタ又は自動薄膜フィルタプレス又はフィルタ２種の
組合せを使用することができる。
【００２５】乾燥のために、空気乾燥機、ラック乾燥
機、フラッシュ乾燥機、スピン−フラッシュ乾燥機又は
類似の装置を使用することができる。
【００２６】本発明のもう１つの実施様態では、噴霧器
又は２成分ノズル又は単成分ノズル及び／又は積層流動
床を有する噴霧乾燥機中で液化フィルターケーキを乾燥
させることができる。
【００２７】造粒のために、ロール突き固め機又は類似
の装置を使用することができる。
【００２８】特に有利な形では沈降ケイ酸をフラッシュ
乾燥で乾燥させることができる。
【００２９】本発明の沈降ケイ酸を式Ｉ〜ＩＩＩ： ［Ｒ1 ｎ−（ＲＯ）3−ｎＳｉ−（Alk）m−（Ar）ｐ］q［Ｂ］ （Ｉ）、 Ｒ1 ｎ（ＲＯ）3−ｎＳｉ−（Alkyl） （ＩＩ）又は Ｒ1 ｎ（ＲＯ）3−ｎＳｉ−（Alkenyl） （ＩＩＩ） ［式中、 Ｂ：−ＳＣＮ、−ＳＨ、−Ｃｌ、−ＮＨ2（ｑ＝１の場
合）又は−Ｓｘ−（ｑ＝２の場合）、 Ｒ及びＲ1：１〜４個の炭素原子を有するアルキル基、
フェニル基、この場合、全ての基Ｒ及びＲ1はそれぞれ
同じか異なる意味を有していてよい、 Ｒ：Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、−Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ基、 ｎ：０；１又は２、 Alk：１〜１８個の炭素原子を有する二価の線状又は分
枝鎖炭化水素基、 ｍ：０又は１、 Ar：６〜１２個のＣ−原子、有利に６個のＣ−原子を有
するアリーレン基、 ｐ：０又は１；但し、ｐ及びｎは同時に０ではない、 ｘ：２〜８の整数、 Alkyl：１〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素
原子を有する一価の線状又は分枝鎖飽和炭化水素基、 Alkenyl：２〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭
素原子を有する一価の線状又は分枝鎖不飽和炭化水素
基、 ｑ：１又は２］のオルガノシランで変性することができ
る。
【００３０】有利には、第１表中に記載のシランを使用
することができる：
【００３１】
【表１】
【００３２】オルガノシランを用いての変性は、沈降ケ
イ酸１００部に対して０．５〜５０部、殊には沈降ケイ
酸１００部に対して２〜１５部の混合で実施することが
でき、その際、沈降ケイ酸とオルガノシランとの反応
を、混合物製造の間に（現場で）、又は（予備変性で）
殊に混合物の噴霧及び引き続く熱処理により、又はシラ
ンとケイ酸懸濁液とを混合し、引き続き乾燥及び熱処理
することにより実施することができる。
【００３３】本発明の有利な１実施形では、シランとし
てビス（トリエトキシシリル−プロピル）−テトラスル
ファン（商品名Ｓｉ６９、Degussa AG製）を使用するこ
とができる。
【００３４】本発明の沈降ケイ酸は、加硫可能なゴム混
合物中に補強充填材としてゴム１００部に対して２〜２
００部の量で、粉末、マイクロビーズ又は顆粒としてシ
ラン変性を伴って、又は伴わずに混入することができ
る。
【００３５】前記のシラン１種以上の添加はゴム混合物
のための本発明のケイ酸と一緒に行うことができ、その
際、充填材とシランとの反応は混合プロセスの間に高い
温度で進行する（現場変性）か、又は既に予め変性され
た形で（例えばドイツ特許出願（ＤＥ−ＰＳ）第４００
４７８１号明細書）、即ち両方の反応成分を本来の混合
物製造外で反応させる。
【００３６】もう１つの可能性は、沈降ケイ酸１００部
に対して０．５〜５０部、殊に沈降ケイ酸１００部に対
して２〜１５部のオルガノシランを混合して沈降ケイ酸
を変性することにあり、その際、沈降ケイ酸とオルガノ
シランとの反応は混合物製造の間に（現場で）又はその
外で、噴霧及び混合物の引き続く熱処理により、又はシ
ラン及びケイ酸懸濁液の混合、それに続く乾燥及び熱処
理により実施する。
【００３７】式Ｉ〜ＩＩＩのオルガノシランを伴う、及
び伴わない本発明のケイ酸を専ら充填材として含有する
混合物の他に、ゴム混合物は付加的に１種以上の強化充
填材で満たされていてよい。例えば、シランを伴う、及
び伴わないカーボンブラック（例えばファーネスブラッ
ク、ガスブラック、フレームブラック、アセチレンブラ
ック）と本発明のケイ酸とのブレンド、更に天然充填
材、例えば粘土、シリカチョーク、他の公知で市販のケ
イ酸と本発明のケイ酸とのブレンドも使用することがで
きる。
【００３８】この場合、例えばオルガノシランのドーピ
ングの場合と同様に、ブレンド比は、所定の調製ゴム混
合物の特性に合わせる。本発明の沈降ケイ酸と他の上記
の充填材との比は５〜９５％である。
【００３９】本発明のケイ酸、オルガノシラン及び他の
充填材の他に、エラストマーはもう１つの重要なゴム混
合物成分である。本発明のケイ酸はその全てに促進剤／
硫黄、更に過酸化架橋性ゴム種と一緒に使用することが
できる。この場合、エラストマー、天然及び合成の、油
展された、又はされていない単一ポリマー又は他のゴム
とのブレンドとして、例えば天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、ブタジエン−スチレンゴム、殊に
ＳＢＲ（溶液重合法により製造）、ブタジエン−アクリ
ルニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン、プロピレン及
び共役されていないジエンからなるターポリマーを挙げ
ることができる。更に、前記のゴムとのゴム混合物とし
て次の付加的なゴムが該当する：カルボキシルゴム、エ
ポキシドゴム、トランス−ポリペンテナマー(Polypente
namer)、水素化ブチルゴム、２−クロロ−ブタジエンか
らなるゴム、エチレン−ビニルアセテート−コポリマ
ー、エチレン−プロピレン−コポリマー、場合により更
に天然ゴムの化学的誘導体並びに変性天然ゴム。
【００４０】他の添加物、例えば軟化材、安定剤、活性
剤、顔料、老化防止剤及び加工助剤を通常の配量で使用
することができる。
【００４１】シランを伴う、及び伴わない本発明の沈降
ケイ酸は全てのゴム使用に、殊にタイヤに、この場合に
は殊にタイヤ下部構造に、更に例えばコンベヤベルト、
パッキン、Ｖベルト、チューブ、靴底等に使用すること
ができる。
【００４２】更に本発明の沈降ケイ酸は、電池セパレー
ター、シリコンゴムに、かつ担体ケイ酸として使用する
ことができる。
【００４３】ポリマー混合物中での良好な特性スペクト
ルの達成のためには、マトリックス、ポリマー中への沈
降ケイ酸の分散が重要である。
【００４４】ｗｋ率は沈降ケイ酸の分散性の尺度である
ことが判明している。
【００４５】ｗｋ率は次のように測定する：測定は、レ
ーザー回析の原則に基づく。その際、ＣＩＬＡＳ−粒度
計１０６４Ｌで測定する。
【００４６】測定のために、沈降ケイ酸１.３ｇを水２
５ｍｌ中に移し、超音波を用いて１００Ｗ（９０％パル
ス）で４．５分処理する。その後、この溶液を測定セル
に移し、かつもう１分、超音波で処理する。
【００４７】試料に対して異なる角度で存在するレーザ
ーダイオード２つを用いての探知を、超音波処理の間に
行う。光回析の原則によりレーザー光線は回析する。生
じた回析イメージによりコンピューターを用いて判定す
る。この方法により、もう１つの測定領域（約４０ｎｍ
〜５００μｍ）を介して粒度分布を測定することができ
る。
【００４８】この場合に重要な点は、超音波によるエネ
ルギー供給は、タイヤ工業の工業的混合凝集物中での機
械的力によるエネルギー供給のシミュレーションである
ことである。
【００４９】本発明の沈降ケイ酸及び比較ケイ酸の粒度
分布の測定結果を図１から６に示した。
【００５０】曲線は１．０〜１００μｍの範囲で、粒度
分布中の第一の最大を、かつ＜１．０μｍの範囲でもう
１つの最大を示している。１．０〜１００μｍの範囲で
のピークは、超音波処理の後の未粉砕ケイ酸粒子の割合
を示している。このかなり粗大な粒子はゴム混合物中に
良好に分散しない。かなりより小さい粒度（＜１．０μ
ｍ）を有する第２のピークは、超音波処理の間に粉砕さ
れているケイ酸粒子の割合を示している。この非常に小
さい粒子はゴム混合物中に極めて良好に分散する。
【００５１】ところでｗｋ率は、１．０〜１００μｍ
（Ｂ’）の範囲にその最大がある非崩壊粒子（Ｂ）のピ
ーク高さの、＜１．０μｍ（Ａ’）の範囲にその最高が
ある崩壊粒子（Ａ）のピーク高さに対する率である。
【００５２】この関係は、図７に記載のグラフにより具
体的に説明される。
【００５３】ｗｋ率は従って、沈降ケイ酸の「崩壊性」
（＝分散性）の尺度である。これは、ｗｋ率が小さいほ
ど、沈降ケイ酸はより容易に分散する、即ちゴム中への
加工の際により多くの粒子が崩壊するということであ
る。
【００５４】本発明のケイ酸は＜３．４のｗｋ率を有す
る。本発明の沈降ケイ酸の未崩壊粒子の粒度分布中での
最大は、１．０〜１００μｍの範囲にある。本発明の沈
降ケイ酸の崩壊粒子の粒度分布中での最大は＜１．０μ
ｍの範囲にある。公知の沈降ケイ酸はかなりより高いｗ
ｋ率及びＣＩＬＡＳ−粒度計１０６４Ｌで測定された粒
度分布で別の最大を有し、従って劣悪な分散性を有す
る。
【００５５】沈降ケイ酸の分散性は分散率Ｄにより示さ
れる。これは次の式により定められる：
【００５６】
【外１】
【００５７】評価を、光学顕微鏡を用いて１５０倍の倍
率で加硫ゴムの光沢面で行う。２８μｍ2より大きい粒
子が分散不可能な粒子として判定した。４０このイメー
ジを判定した。
【００５８】
【実施例】例 例中で次の物質を使用する： ＳＭＲ ２０ 天然ゴム ＳＭＲ １０ 天然ゴム Ｂｕｎａ ＣＢ １０ ブタジエンゴム Ｋｒｙｎｏｌ １７１２ エマルジョン重合をベー
スとするスチレン−ブタジエン−ゴム Ｂｕｎａ ＳＢ １５００ エマルジョン重合をベー
スとするスチレンブタジエン−ゴム Ｘ５０Ｓ Ｓｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリ
ルプロピル）テトラスルファンとＮ３３０との５０：５
０ブレンド Ｚｎｏ ＲＳ 酸化亜鉛 ステアリン酸 Ｓｕｎｐａｒ １５０ パラフィン系油 Ｎａｆｔｏｌｅｎ ＺＤ 芳香族系油 Ｎｏｖａｒｅｓ Ｃ８０ 樹脂 Ｋｏｒｅｓｉｎ（Ｐａｓｔｉｌｌｅｎ） フェノー
ルホルムアルデヒド樹脂 Ａｎｔｉｌｕｘ 微結晶ワックス Ｖｕｌｋａｎｏｘ ４０２０ Ｎ−（１，３−ジメ
チルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミ
ン Ｖｕｌｋａｎｏｘ ４０１０ ＮＡ／ＬＧ 老化防止
剤 Ｖｕｌｋａｎｏｘ ＨＳ／ＬＧ 老化防止剤 Ｐｒｏｔｅｋｔｏｒ Ｇ ３５ Ｐ オゾン防止剤(An
tiozonant wax) Ｃｏｆｉｌｌ １１ ＧＲ レゾルシノールをベース
とする付着仲介剤 ＨＥＸＡ Ｋ ヘキサメチレンテトラミン ＤＰＧ ジフェニルグアニジン ＣＢＳ Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル
スルフェンアミド ＴＢＢＳ Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルス
ルフェンアミド 硫黄 Ｃｒｙｓｔｅｘ（不溶性） 不溶性硫黄 比較製品： Ｃｏｒａｘ Ｎ ３２６ Degussa社のカーボンブラック Ｃｏｒａｘ Ｎ ３７５ Degussa社のカーボンブラック Ｃｏｒａｘ Ｎ ６６０ Degussa社のカーボンブラック Ｕｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ２ Ｎ2表面積約１２５ｍ2／
ｇ；Ａｌ2Ｏ3−含有率０．１６重量％を有するDegussa
社のケイ酸 Ｕｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３ Ｎ2表面積約１２５ｍ2／
ｇ；Ａｌ2Ｏ3−含有率０．１７重量％を有するDegussa
社のケイ酸 Ｈｉｓｉｌ ２３３ Ｎ2表面積約１５０ｍ2／ｇ；Ａｌ2
Ｏ3−含有率０．３３重量％を有するPG社のケイ酸 Ｐｅｒｋａｓｉｌ ＫＳ ３００ Ｎ2表面積約１６０ｍ2
／ｇ；Ａｌ2Ｏ3−含有率０．１４重量％を有するAkzo社
のケイ酸 Ｐｅｒｋａｓｉｌ ＫＳ ４０４ Ｎ2表面積約１６０ｍ2
／ｇ；Ａｌ2Ｏ3−含有率０．１５重量％を有するAkzo社
のケイ酸 Ｐｅｒｋａｓｉｌ ＫＳ ４０８ Ｎ2表面積約１６０ｍ2
／ｇ；Ａｌ2Ｏ3−含有率０．１５重量％を有するAkzo社
のケイ酸 Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ ＭＰ Ｎ2表面積約１５０ｍ2／
ｇ；Ａｌ2Ｏ3−含有率０．６５重量％を有するRhone-Po
ulenc社のケイ酸 例１ Ｎ2範囲１２０〜１４０ｍ2／ｇの沈降ケイ酸の製造 大桶中で、水４６ｍ3を攪拌下に８０℃に加温する。温
度８０℃を保持しながら、ソーダ水ガラスの添加により
調節されたｐＨ９．０で、１２５分後に固体含有率８
８．５ｇ／ｌが達成されているような量のソーダ水ガラ
ス（モジュール３．４２、比重１．３４８）及び９６％
硫酸を常に攪拌しながら配量導入する。付加的に同時
に、常に攪拌しながら硫酸アルミニウム溶液２６５ｌ
（比重１．２８）を配量導入する。この後、硫酸をｐＨ
値３〜５が達成されるまで添加する。固体をフィルター
プレスで濾別し、洗浄し、かつ引き続き乾燥させ、かつ
場合により粉砕する。
【００５９】得られた沈降ケイ酸は次の物理化学的デー
タを有する： ＢＥＴ表面積 １２３ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 １１０ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．１２ ＤＰＢ−数 ２０３ｍｌ／１００ｇ シェアーズ数 ９．７ Ａｌ2Ｏ3含有率 ０．５９％ ｗｋ率 ０．５ 例２ Ｎ2範囲１３０〜１５０ｍ2／ｇの沈降ケイ酸の製造 大桶中で、水５３．５ｍ3を攪拌下に８０℃に加温す
る。温度８０℃を保持しながら、ソーダ水ガラスの添加
により調節されたｐＨ９．０で、６７分後に固体含有率
９２．９ｇ／ｌが達成されているような量のソーダ水ガ
ラス（モジュール３．４２、比重１．３４８）及び５０
％硫酸を常に攪拌しながら配量導入する。付加的に、常
に攪拌しながら硫酸アルミニウム溶液０．２５５ｌ（比
重１．２８）を配量導入する。この後、硫酸をｐＨ値３
〜５が達成されるまで添加する。固体をフィルタープレ
スで濾別し、洗浄し、かつ引き続き短時間又は長時間乾
燥させ、かつ場合により粉砕する。
【００６０】得られた沈降ケイ酸は次の物理化学的デー
タを有する： ＢＥＴ表面積 １２９ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 １２４ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０４ ＤＢＰ数 ２４３ｍｌ／１００ｇ シェアーズ数 １６．２ Ａｌ2Ｏ3含有率 ０．５９％ 例３ Ｎ2範囲１２０〜１４０ｍ2／ｇの沈降ケイ酸の製造 大桶中で、水５４．６ｍ3を攪拌下に８０℃に加温す
る。温度８０℃を保持しながら、ソーダ水ガラスの添加
により調節されたｐＨ９．０で、６７分後に固体含有率
９１．４ｇ／ｌが達成されているような量のソーダ水ガ
ラス（モジュール３．４２、比重１．３４８）及び５０
％硫酸を常に攪拌しながら配量導入する。付加的に、常
に攪拌しながら硫酸アルミニウム溶液０．７８４ｌ（比
重１．２８）を配量導入する。この後、硫酸をｐＨ値３
〜５が達成されるまで添加する。固体をフィルタープレ
スで濾別し、洗浄し、かつ引き続き短時間又は長時間乾
燥させ、かつ場合により粉砕する。
【００６１】得られた沈降ケイ酸は次の物理化学的デー
タを有する： ＢＥＴ表面積 １５２ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 １２９ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．１９ ＤＢＰ−数 ２４１ｍｌ／１００ｇ シェアーズ数 １６．４ Ａｌ2Ｏ3含有率 ０．９８％ 例４ Ｎ2範囲１２０〜１４０ｍ2／ｇの沈降ケイ酸の製造 大桶中で、水５０．４ｌを攪拌下に８０℃に加温する。
温度８０℃を保持しながら、ソーダ水ガラスの添加によ
り調節されたｐＨ９．０で、６７分後に固体含有率９
７．６ｇ／ｌが達成されているような量のソーダ水ガラ
ス（モジュール３．４２、比重１．３４８）及び５０％
硫酸を常に攪拌しながら配量導入する。付加的に、常に
攪拌しながら硫酸アルミニウム１．４７ｌ（比重１．２
８）を配量導入する。この後、硫酸をｐＨ値３〜５が達
成されるまで添加する。固体をフィルタープレスで濾別
し、洗浄し、かつ引き続き短時間又は長時間乾燥させ、
かつ場合により粉砕する。
【００６２】得られた沈降ケイ酸は次の物理化学的デー
タを有する： ＢＥＴ表面積 １３０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 １０１ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．２９ ＤＢＰ−数 ２２７ｍｌ／１００ｇ シェアーズ数 １８．４ Ａｌ2Ｏ3含有率 １．９６％ 例５ Ｎ2範囲１４０〜１６０ｍ2／ｇの沈降ケイ酸の製造 大桶中で、水５０．４ｌを攪拌下に８０℃に加温する。
温度８０℃を保持しながら、ソーダ水ガラスの添加によ
り調節されたｐＨ９．０で、６７分後に固体含有率９
９．４ｇ／ｌが達成されているような量のソーダ水ガラ
ス（モジュール３．４２、比重１．３４８）及び５０％
硫酸を常に攪拌しながら配量導入する。付加的に、常に
攪拌しながら硫酸アルミニウム溶液２．２１ｌ（比重
１．２８）を配量導入する。この後、硫酸をｐＨ値３〜
５が達成されるまで添加する。固体をフィルタープレス
で濾別し、洗浄し、かつ引き続き短時間又は長時間乾燥
させ、かつ場合により粉砕する。
【００６３】得られた沈降ケイ酸は次の物理化学的デー
タを有する： ＢＥＴ表面積 １５４ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 １００ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．５４ ＤＢＰ−数 ２２２ｍｌ／１００ｇ シェアーズ数 １６．６ Ａｌ2Ｏ3含有率 ４．２８％ 例６ Cilas 粒度計１０６４Ｌを用いての、例１によるＢＥＴ
表面積１１０〜１３０ｍ2／ｇを有する本発明のケイ酸
のｗｋ率の測定及び同じ表面積範囲を有する標準ケイ酸
との比較。付加的に、図７に記載のＢ、Ａ、Ｂ’及び
Ａ’の値を記載しておく。
【００６４】
【表２】
【００６５】例７ Cilas 粒度計１０６４Ｌを用いての、ＢＥＴ表面積１２
０〜１４０ｍ2／ｇを有する本発明のケイ酸のｗｋ率の
測定及び同じ表面積範囲を有する標準ケイ酸との比較。
付加的に、図７に記載のＢ、Ａ、Ｂ’及びＡ’の値を記
載しておく。
【００６６】
【表３】
【００６７】例８ Cilas 粒度計１０６４Ｌを用いての、ＢＥＴ表面積１４
０〜１６０ｍ2／ｇを有する本発明のケイ酸のｗｋ率の
測定及び同じ表面積範囲を有する標準ケイ酸との比較。
付加的に、図７に記載のＢ、Ａ、Ｂ’及びＡ’の値を記
載しておく。
【００６８】
【表４】
【００６９】
【表５】
【００７０】例９ 標準沈降ケイ酸と比較しての、例６及び例７に記載の本
発明の沈降ケイ酸の測定結果（図１〜６参照） 例１０ タイヤ側面のためのＮＲ／ＢＲ−混合物中での、標準ケ
イ酸及びカーボンブラックＮ６６０とカーボンブラック
Ｎ３７５との従来使用されているブレンドと比較して
の、例４による本発明の沈降ケイ酸（Ａｌ2Ｏ3含有率
０．５９重量％）：
【００７１】
【表６】
【００７２】Ａｌ2Ｏ3含有率０．６５重量％及びＣＴＡ
Ｂ表面積１５０ｍ2／ｇ及びｗｋ率３．４を有する標準
ケイ酸Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ ＭＰ及び従来、側面混合
物中に使用されているカーボンブラックＮ ３７５に対
して、例９による本発明のケイ酸はより高い加硫速度、
より高いモジュール値、より低い熱分解（タイヤのより
長い耐用時間に相応する）及びより高い反撥弾性６０℃
及びより低いタンδ６０℃（より低いころがり抵抗に相
応する）をもたらす。
【００７３】例１１ 特殊な付着系を有するタイヤカーカスのためのＮＲ／Ｓ
ＢＲ混合物中で従来使用されているカーボンブラックＮ
３２６に比較しての例１による本発明の沈降ケイ酸：
【００７４】
【表７】
【００７５】特殊な付着系を有するカーカス混合物中で
従来使用されているカーボンブラックＮ ３２６に比べ
て、例１による本発明のケイ酸はより高い分離強度（製
造時のより高い加工安全性に相応する）をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザー回析法を用いてのＵｌｔｒａｓｉｌ
ＶＮ ２の測定結果を示す図。
【図２】レーザー回析法を用いてのＰｅｋａｓｉｌ Ｋ
Ｓ３００の測定結果を示す図。
【図３】レーザー回析法を用いての例１による本発明の
ケイ酸の測定結果を示す図。
【図４】レーザー回析法を用いてのＨｉｓｉｌ ２３３
の測定結果を示す図。
【図５】レーザー回析法を用いての例４による本発明の
ケイ酸の測定結果を示す図。
【図６】レーザー回析法を用いての例２による本発明の
ケイ酸の測定結果を示す図。
【図７】ｗｋ率の測定を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルクハルト フロイント ドイツ連邦共和国 エアフトシュタット ケルナー リング 90 (72)発明者 ベルンハルト シュヴァイガー ドイツ連邦共和国 エアフトシュタット ドロッセルヴェーク 26エフ (72)発明者 ムスタファ ジライ ドイツ連邦共和国 ボン ミヒャエル−レ ファイリー−シュトラーセ 14 (72)発明者 シュテファン ウアラント ドイツ連邦共和国 ケルン ローアヴェー ク 113

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ０．２〜５．０重量％のＡｌ2Ｏ3含有率
    及び３．４未満のｗｋ率を特徴とする、沈降ケイ酸。
  2. 【請求項２】 ８０〜１３９ｍ2／ｇのＣＴＡＢ表面積
    を有する、請求項１に記載の沈降ケイ酸。
  3. 【請求項３】 ８０〜１８０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を
    有する、請求項１又は２に記載の沈降ケイ酸。
  4. 【請求項４】 次のパラメータ： ＢＥＴ表面積 ８０〜１８０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 ８０〜１３９ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０〜１．６ シェアーズ数（０．１ｎＮａＯＨ消費） ５〜２５ｍｌ ＤＢＰ−数 ２００〜３００ｍｌ／１００ｇ Ａｌ2Ｏ3含有率 ＜５％ ｗｋ率 ＜３．４ 崩壊粒子 ＜１．０μｍ 非崩壊粒子 １．０〜１００μｍ を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の
    沈降ケイ酸。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の沈降ケイ酸の製法にお
    いて、アルカリ金属ケイ酸塩と鉱酸及びアルミニウム塩
    溶液とを水性環境中で、６０〜９５℃の温度及び７．０
    〜１０．０のｐＨ値で反応させ、この反応を４０〜１１
    ０ｇ／ｌの固体濃度まで続け、ｐＨ値を３〜５の値に調
    整し、かつ得られた沈降ケイ酸を公知の方法で後処理す
    ることを特徴とする、請求項１に記載の沈降ケイ酸の製
    法。
  6. 【請求項６】 次のパラメータ： ＢＥＴ表面積 ８０〜１８０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 ８０〜１３９ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０〜１．６ シェアーズ数（０．１ｎＮａＯＨ消費） ５〜２５ｍｌ ＤＢＰ−数 ２００〜３００ｍｌ／１００ｇ Ａｌ2Ｏ3含有率 ＜５％ ｗｋ率 ＜３．４ 崩壊粒子 ＜１．０μｍ 非崩壊粒子 １．０〜１００μｍ を有する請求項４に記載の沈降ケイ酸の製法において、
    アルカリ金属ケイ酸塩溶液と鉱酸及び硫酸アルミニウム
    溶液とを６０〜９５℃の温度及び７．０〜１０．０のｐ
    Ｈ値で常に攪拌しながら反応させ、アルカリ金属ケイ酸
    塩溶液、鉱酸及び硫酸アルミニウム溶液の添加を場合に
    より３０〜９０分間中断し、反応を４０〜１１０ｇ／ｌ
    の固体濃度まで続け、ｐＨ値を３〜５の値に調節し、沈
    降ケイ酸を濾別し、洗浄し、かつ引き続き乾燥させ、場
    合により粉砕するか又は造粒することを特徴とする、請
    求項４に記載の沈降ケイ酸の製法。
  7. 【請求項７】 濾過のために、チャンバフィルタプレス
    又は薄膜フィルタプレス又はバンドフィルタ又はドラム
    フィルタ又は自動薄膜フィルタプレス又はフィルタ２種
    の組合せを使用する、請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】 乾燥のために、空気乾燥機、ラック乾燥
    機、フラッシュ乾燥機、スピン−フラッシュ乾燥機又は
    類似の装置を使用する、請求項５に記載の方法。
  9. 【請求項９】 噴霧器又は２成分ノズル又は単成分ノズ
    ル及び／又は積層流動床を有する噴霧乾燥機中で液化フ
    ィルターケーキを乾燥させる、請求項５に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 造粒のために、ロール突き固め機又は
    類似の装置を使用する、請求項５に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 表面が式Ｉ〜ＩＩＩ： ［Ｒ1 ｎ−（ＲＯ）3−ｎＳｉ−（Alk）m−（Ar）ｐ］q［Ｂ］ （Ｉ）、 Ｒ1 ｎ（ＲＯ）3−ｎＳｉ−（Alkyl） （ＩＩ）又は Ｒ1 ｎ（ＲＯ）3−ｎＳｉ−（Alkenyl） （ＩＩＩ） ［式中、 Ｂ：−ＳＣＮ、−ＳＨ、−Ｃｌ、−ＮＨ2（ｑ＝１の場
    合）又は−Ｓｘ−（ｑ＝２の場合）、 Ｒ及びＲ1：１〜４個の炭素原子を有するアルキル基、
    フェニル基、この場合、全ての基Ｒ及びＲ1はそれぞれ
    同じか異なる意味を有していてよい、 Ｒ：Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、−Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ基、 ｎ：０；１又は２、 Alk：１〜１８個の炭素原子を有する二価の線状又は分
    枝鎖炭化水素基、 ｍ：０又は１、 Ar：６〜１２個のＣ−原子、有利に６個のＣ−原子を有
    するアリーレン基、 ｐ：０又は１；但し、ｐ及びｎは同時に０ではない、 ｘ：２〜８の整数、 Alkyl：１〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素
    原子を有する一価の線状又は分枝鎖飽和炭化水素基、 Alkenyl：２〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭
    素原子を有する一価の線状又は分枝鎖不飽和炭化水素
    基、 ｑ：１又は２］のオルガノシランで変性されている、請
    求項１に記載の沈降ケイ酸。
  12. 【請求項１２】 オルガノシランを沈降ケイ酸１００部
    に対して０．５〜５０部、殊には沈降ケイ酸１００部に
    対して１〜１５部混合して沈降ケイ酸を変性し、その
    際、沈降ケイ酸とオルガノシランとの反応を、混合物製
    造の間に（現場で）、又はその外で混合物の噴霧及び引
    き続く熱処理により、又はシランとケイ酸懸濁液とを混
    合し、引き続き乾燥及び熱処理することにより実施する
    ことを特徴とする、請求項１１に記載のケイ酸の製法。
  13. 【請求項１３】 次の物理化学的パラメータ： ＢＥＴ表面積 ８０〜１８０ｍ2／ｇ ＣＴＡＢ表面積 ８０〜１３９ｍ2／ｇ ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 １．０〜１．６ シェアーズ数（０．１ｎＮａＯＨ消費） ５〜２５ｍｌ ＤＢＰ−数 ２００〜３００ｍｌ／１００ｇ Ａｌ2Ｏ3含有率 ＜５％ ｗｋ率 ＜３．４ 崩壊粒子 ＜１．０μｍ 非崩壊粒子 １．０〜１００μｍ を有する請求項１に記載の沈降ケイ酸を充填材として含
    有する、加硫可能なゴム混合物及び加硫ゴム。
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