JP2001123090A - タイヤトレッド配合用カーボンブラック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴムマトリックスへの分散性を改善するとと
もに、高苛酷条件下での耐摩耗性を向上させた高ストラ
クチャーのタイヤトレッド配合用カーボンブラックの提
供。 【解決手段】 窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００
ｍ^２／ｇを越え１８０ｍ ^２／ｇ未満、ＤＢＰ吸油量（Ｄ
ＢＰ）が１４０ｍｌ／１００ｇを越え２００ｍｌ／１０
０ｇ未満という基本的特性を有するカーボンブラックで
あって、（ｌ）Ｎ_２ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）の比
（Ｎ_２ＳＡ／ＩＡ）の値が０．８５〜０．９８であり、
（２）遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性
で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓ
ｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ
５０／Ｄｓｔ）が１．３０を越え２．５０未満の条件を
満たすものであることを特徴とするタイヤトレッド配合
用カーボンブラック。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤトレッド用
ゴム組成物に配合されるカーボンブラックに関し、より
詳しくは配合ゴム組成物に対して耐摩耗性、ティアー性
（伸び特性）、加工性を低下させることなく、タイヤト
レッド配合用として有用な発熱特性を大幅に改良するこ
とのできるカーボンブラックを提供するものである。

【０００２】

【従来技術】カーボンブラックは、厳密に制御された条
件下のファーネス炉内で発生させた、および／または外
部で発生させて炉内に導入された、高温燃焼ガス中へ、
原料炭化水素を噴霧させ、この原料炭化水素の熱分解ま
たは不完全燃焼により生産される、産業上有用な原材料
であり、ゴム配合時の組成物に対して機械的性質、特に
引張り強さ、耐摩耗性などの特性を飛躍的に向上させる
ことができるという特異な性質を有することから、タイ
ヤをはじめとする各種ゴム製品の充填補強剤として広く
用いられるとともに、その色彩的特徴である黒色度を利
用して各種塗料、インキ用原材料としても利用されてい
る。

【０００３】ゴム配合用カーボンブラックは、その物理
化学的特性、すなわちカーボンブラックを構成する単位
粒子径、単位重量当たりの表面積（比表面積）、粒子の
つながり度合（ストラクチャー）などにより配合ゴム組
成物の性能に大きな影響を与えるので、要求されるゴム
組成物によって各種特性の異なるカーボンブラックが選
択的に使用されている。

【０００４】タイヤの接地面（トレッド部）に用いられ
るゴム組成物においては、高速度で回転して道路面と接
触することによる摩損に対する耐性（耐摩耗性）に優れ
ていると同時に、接触で生じる繰り返し変形によるゴム
組成物のヒステリシス特性も重要な要素である。

【０００５】タイヤトレッド部におけるゴム組成物の耐
摩耗性の向上は、タイヤ寿命、特に走行距離の増大をも
たらすので、タイヤの耐性にとって非常に大きなメリッ
トをもたらす。

【０００６】この耐摩耗性を向上させるために、高表面
積（小粒子径）化および高ストラクチャー化の方向でカ
ーボンブラックの開発が行われてきた。しかしながら、
耐摩耗性向上の要求は増大し、これに対応するためにカ
ーボンブラック表面の活性度向上（特開平１−２７５６
４３号、特開昭６１−２０７４５２号、特公平７−６４
９５７号など）や遠心沈降分析により評価されるアグリ
ゲート分布の半値幅を小さくする（特開平６−９３１３
６号、特開昭６３−２６４６４７号など）などの技術が
開示されている。

【０００７】このようにタイヤトレッド配合用カーボン
ブラックを用いて耐摩耗性を向上させる手段を採用した
場合、耐摩耗性向上の反面でゴム組成物の発熱性が大き
くなり、またティアー性（伸び特性）や加工性などの性
能が低下するという欠点を招来する。すなわち、耐摩耗
性と発熱性は互いに相反する特性として背反事項であ
り、これを解決するために種々の技術が提案されてい
る。

【０００８】アグリゲート分布で２つ山があるカーボン
ブラックを用いた発明（特公平６−８６８号、特開昭６
４−７４２４２号、特開昭６３−１９９７４８号）、凝
集体空隙容積を特定した発明（特公平６−３７５８２
号、特公平６−４１５４０号、特公平７−７５５号）、
示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される粒子間のポ
ア分布モード径を特定した発明（特開平４−３２５５３
５号、特開平４−３７０１２６号、特開平５−２５５５
４２号）、希薄水分散物の可視光領域での吸光度の波長
依存性を特定した発明（特開平４−３６３３４４号、特
開平５−４３７４０号、特開平５−１７０９７３号）な
どが、耐摩耗性と発熱性の性能を両立させる手段、方法
として開示されている。また、高ストラクチャー化によ
る対応も提案されている（特開平６−１３６２８９
号）。

【０００９】高い耐摩耗性と低位の発熱性という背反事
項を両立（完全に両立させることは不可能で、ある程度
の点で妥協せざるを得ない）させる目的で前述のような
種々の手段が提唱されているが、未だ十分な性能を兼備
した配合ゴム組成物を与えることのできる特性を持つカ
ーボンブラックは見いだされていないのが現状であり、
本出願人はこれらの特性の両立を目指すとともに、これ
に加えてゴム組成物のティアー性（伸び特性）および加
工性を改良することを目的として特願平９−１１１８３
９号（特開平１０−２８７７７２号）発明を出願した。
この発明は、「窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１４０
ｍ^２／ｇを越え２００ｍ^２／ｇ未満、ＤＢＰ吸油量（Ｄ
ＢＰ）が１１０ｍｌ／１００ｇを越え１６０ｍｌ／１０
０ｇ未満という基本的特性を有するカーボンブラックに
おいて、（１）Ｎ_２ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）の比
（Ｎ_２ＳＡ／ＩＡ）の値が０．８５〜０．９８であり、
（２）遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）
が７０〜９０ｎｍであり、 Ｄｓｔに対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比
（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が０．８１を越え１．３０未満 であるタイヤトレッド配合用カーボンブラックに係わる
ものであり、配合ゴム組成物に対して発熱特性を低下さ
せることなく、タイヤトレッド配合用として有用な、耐
摩耗性、ティアー性（伸び特性）および加工性を大幅に
改良するという優れた特性をゴム配合物に付与すること
のできるカーボンブラックを提供した。

【００１０】前述の発明は、カーボンブラックとゴムマ
トリックスとの相互作用（この結果として耐摩耗性、引
張り強さなどの機械的性質、ゴムの加工性、粘弾性特性
などに影響を及ぼす）、すなわち結合状態に着目すると
いう原点に戻り、これとカーボンブラックと物理化学特
性との関連性について研究を進め、その結果としてゴム
とカーボンブラックの結合における物理的結合と化学的
結合の割合を変化させることにより従来のカーボンブラ
ックがゴムマトリックスに及ぼす性能とはまったく異な
る性能を与えることができることを見いだして完成され
たものである。しかしながら、ストラクチャー特性（Ｄ
ＢＰ吸油量で評価）の上限が１６０ｍｌ／１００ｇに限
定されていたために、ゴムマトリックスへの分散性、特
に表面積範囲で１８０ｍ^２／ｇを上回った場合のゴムへ
の分散性、発熱性およびヒステリシス特性において若干
の問題点を残していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前出願
よりも高いＤＢＰ吸油量の１４０ｍｌ／１００ｇを越え
２００ｍｌ／１００ｇ未満という高ストラクチャー側と
することで解決しようと試みたが、単にストラクチャー
のみを上げた場合、特に１６０ｍｌ／１００ｇを上回っ
たカーボンブラックでは耐摩耗性において良好な特性を
示すが、発熱性やヒステリシス特性および加工性で特性
が低下することを見い出した。

【００１２】そこで、前述の高いストラクチャーを有す
るカーボンブラックの望ましいゴム配合特性・性能、す
なわち耐摩耗性を維持しながら、発熱性やヒステリシス
特性および加工性を低下させないで改良させるという課
題に鋭意取り組み、カーボンブラックアグリゲート特性
におけるストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄ
ｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比、Δ
Ｄ５０／Ｄｓｔを前出願の上限を上回る１．３０を越え
２．５０未満という従来よりも非常に大きい範囲に限定
することによりこの課題を解決し、本発明を完成したも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、窒素吸着比表
面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００ｍ^２／ｇを越え１８０ｍ^２／
ｇ未満、ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）が１４０ｍｌ／１００
ｇを越え２００ｍｌ／１００ｇ未満という基本的特性を
有するカーボンブラックであって、（ｌ）Ｎ_２ＳＡとよ
う素吸着量（ＩＡ）の比（Ｎ_２ＳＡ／ＩＡ）の値が０．
８５〜０．９８であり、（２）遠心沈降分析により測定
したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線
の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（Δ
Ｄ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．３０を越え
２．５０未満の条件を満たすものであることを特徴とす
るタイヤトレッド配合用カーボンブラックに関する。

【００１４】これらの要件において、Ｎ_２ＳＡおよびＤ
ＢＰが前述の特定範囲にあることは配合ゴム組成物に対
して高水準の耐摩耗性を保持するための基本的特性であ
る。

【００１５】カーボンブラックは非常に小さい単位粒子
が互いに融合して形成されるブドウの房状の凝集体（ア
グリゲートとも呼ばれ、ゴムマトリックス中への最小分
散単位）の形態およびその分布が配合ゴム組成物の性能
に大きな影響を及ぼすことは既に公知であり、ゴム組成
物の特性を制御するために凝集体の形態特性を特定範囲
にするという前述したような発明が提唱されている。

【００１６】しかしながら、本発明では前述の要件に加
えて、Ｎ_２ＳＡ／ＩＡの値を０．８５〜０．９８という
特定範囲とするとともに、従来のハード系カーボンブラ
ックでは達成されなかった遠心沈降分析により測定した
アグリゲート分布の最多頻度値（Ｄｓｔ）と分布曲線の
半値幅（ΔＤ５０）の比、ΔＤ５０／Ｄｓｔが１．３０
を越え２．５０未満というずっと大きい側に制御するこ
とが必須要件となっている。

【００１７】Ｎ_２ＳＡが１００ｍ^２／ｇを下回った場合
には配合ゴム組成物に十分な耐摩耗性を確保することが
困難となるので好ましくなく、逆に１８０ｍ^２／ｇを越
えた場合にはたとえアグリゲート特性が本発明の範囲を
満たして大きくなったとしてもゴムマトリックスへの分
散性が低下し、その結果として耐摩耗性は逆に低下する
傾向にあり、加えて配合ゴムの加工性が低下するので、
１００ｍ^２／ｇを越え１８０ｍ^２／ｇの範囲とする。よ
り望ましいＮ_２ＳＡの範囲は１３０〜１６０ｍ ^２／ｇの
範囲である。

【００１８】本発明においては、このＮ_２ＳＡ値とよう
素吸着量（ＩＡ）〔よう素吸着量はＮ_２ＳＡ値と同様に
カーボンブラックの表面積を評価する他の手段である〕
との比、Ｎ_２ＳＡ／ＩＡの値を通常のカーボンブラック
の場合よりも低位とすることが必要であり、この値を
０．８５〜０．９８の範囲とすることが本発明では必須
条件となる。

【００１９】Ｎ_２ＳＡ／ＩＡの値がこの範囲の下限であ
る０．８５を下回った場合には補強性が著しく低下し、
とくにタイヤにおいて最重要特性の１つである耐摩耗性
で大きな低下がみられ、逆に０．９８を上回った場合で
は加工性や伸び特性において低下が見られ、また耐摩耗
性も若干ながら低下する傾向があるので好ましくない。
より好適なＮ_２ＳＡ／ＩＡの範囲は０．８８〜０．９５
である。

【００２０】ＤＢＰ特性は本発明のもうｌつの基本特性
であり、１４０ｍｌ／１００ｇを下回った場合には十分
な耐摩耗性が維持できず、また２００ｍｌ／１００ｇを
上回った場合には通常のカーボンブラック配合量ではゴ
ム組成物の粘度が上昇し、加工性と伸び特性での低下が
見られるので好ましくない。ＤＢＰのより望ましい範囲
は１５０〜１８５ｍ１／１００ｇである。

【００２１】本発明の特徴は、前述のような基本的特性
を有するカーボンブラックにおいてＮ_２ＳＡ／ＩＡの比
を０．８５〜０．９８の特定範囲とするとともに、遠心
沈降分析により得られたカーボンブラック凝集体の分布
の最多頻度値（Ｄｓｔ）と分布曲線の半値幅（ΔＤ５
０）の比、ΔＤ５０／Ｄｓｔの値が１．３０を越え２．
５０未満という従来よりもずっと大きい側とするという
２つの条件を満たすことである。これらの条件を満足す
ることにより、前出願における２つの基本特性での数値
限定範囲を拡大したにもかかわらず耐摩耗性、ティアー
性（伸び特性）、加工性を低下させることなく、タイヤ
トレッド配合用として有用な発熱特性での大幅な改良に
寄与できるのである。

【００２２】本発明においては、（Ｄｓｔ×Ｎ_２ＳＡ）
＜１０，０００であることが好ましい。このような条件
を満たしてさえいれば、ΔＤ５０／Ｄｓｔが１．３０を
上廻っていても配合ゴム特性における耐摩耗性が低下し
ないという大きな利益が得られる。

【００２３】本発明に記載のカーボンブラックの各特性
は、下記の方法により測定される。

【００２４】（１）窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ） ＪＩＳ Ｋ６２１７：１９９７の第７項Ｄ法に記載の方
法により測定され、単位重量当たりの比表面積ｍ^２／ｇ
で表示される。

【００２５】（２）よう素吸着量（ＩＡ） ＪＩＳ Ｋ６２１７：１９９７の第６項に記載の方法に
より測定され、単位重量当りのよう素吸着量ｍｇ／ｇで
表示される。

【００２６】（３）ＤＢＰ吸油量 ＪＩＳ Ｋ６２１７：１９９７の第９項Ａ法に記載の方
法で測定され、カーボンブラック１００ｇ当たりに吸収
されるジブチルフタレート（ＤＢＰ）のｍｌで表示され
る。

【００２７】（４）遠心沈降分析によるカーボンブラッ
クアグリゲートサイズの分析法 測定装置：高速ディスク遠心法超微粒子粒度分析計（測
定装置名：ＢＩ−ＤＣＰ、ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮ ＩＮ
ＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製） 測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６２１８ に基づいて乾燥した
カーボンブラック試料を少量の界面活性剤（ノニデット
Ｐ−４０）を加えよく練ってペースト状にしたのち２０
容量％エタノール水溶液と混合しカーボンブラック濃度
２００ｍｇ／ｌの分散液を作成し、超音波ホモジナイザ
ーで十分に分散させ試料とする。前記装置の回転数を
８，０００ｒｐｍに設定し、スピン液（純水、２４℃）
を１０．０ｍｌ加えたのち、１．０ｍｌのバッファー液
（２０容量％エタノール水溶液、２４℃）を注入する。
次いで２４℃のカーボンブラック分散液０．５ｍｌを注
入し測定を開始する。カーボンブラック分散液を加えて
からの経過時間と吸光度の分布曲線より各時間ｔに対応
するストークス相当径を下記式（１）により算出する。

【数１】 Ｄ＝｛〔１８ηｌｎ（Ｒｄ／Ｒｉ）〕÷ω^２Δρｔ｝^１／２ ……（１） 式（１）において、ηは溶媒の粘度、ωはディスク回転
数、Δρはカーボンブラック粒子と溶媒の密度差、Ｒｉ
はカーボンブラック分散液注入点の半径、Ｒｄは吸光度
測定点までの半径、ｔは時間（分）である。

【００２８】[モード径（Ｄｓｔ）および分布曲線の半
値幅（ΔＤ５０）ならびにΔＤ５０／Ｄｓｔの定義]分
布曲線における最多頻度値でのストークス相当径をＤｓ
ｔモード径（ｎｍ）とし、最多頻度値の５０％頻度に相
当する大小２点のストークス相当径の差（半値幅）をΔ
Ｄ５０（ｎｍ）とする。

【００２９】

【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と対比しなが
ら詳しく説明するが、これにより本発明の範囲が限定さ
れるものではないことはいうまでもない。

【００３０】実施例および比較例 図１〜４に示すカーボンブラック製造炉（図１）を用い
てＲｕｎ Ｎｏ．１〜８のカーボンブラックを製造し
た。

【００３１】可燃性流体導入室（内径４５０ｍｍφ、長
さ４００ｍｍ）２の内部に炉頭部外周から導入される酸
素含有ガスを整流する整流板５を有する酸素含有ガス導
入用円筒（内径２５０ｍｍφ、長さ３００ｍｍ）４とそ
の中心軸に燃料導入装置を備え、前記円筒の下流側は次
第に収れんする収れん室（上流端内径３７０ｍｍφ、下
流端内径８０ｍｍφ、収れん角度５．３°）８となり、
かつ収れん室８の下流側には図２に１０Ｂ平面で例示し
たような４つの原料油噴霧口（１０Ｂ−１、１０Ｂ−
２、１０Ｂ−３、１０Ｂ−４）を同一平面上に設置した
４つの別個の平面を形成する原料油噴霧口（１０Ａ〜ｌ
０Ｄ）を含む原料油導入室１１を有し、この下流側は反
応室１２および反応停止用急冷水圧入噴霧装置（ａ〜
ｈ）を備えた反応継続兼冷却室（内径１４０ｍｍφ、長
さ２０００ｍｍ）１３からなる、全体が耐火物で覆われ
た製造炉１を用いた。

【００３２】燃料には比重０．８６２２（１５℃／４
℃）のＡ重油を用い、原料油としては表１に示した性状
の重質油を使用した。

【表１】

【００３３】前記のカーボンブラック製造炉を用い、表
２〜３に示した操作条件によりＩＳＡＦ級からＳＡＦ級
のカーボンブラックを製造した。

【００３４】＜実施例カーボンブラックおよび比較例カ
ーボンブラックの製造条件＞表２〜３に記載のカーボン
ブラック製造条件は、前述の製造装置を用いて実施例カ
ーボンブラックおよび比較例カーボンブラックを原料油
導入位置、導入総空気量、原料油導入量、原料油導入圧
力および温度、反応停止用冷却水導入位置、燃料導入量
などの条件を調整して製造した条件を示したものであ
る。

【００３５】より詳しく製造条件を説明すると、表面積
（Ｎ_２ＳＡ）の調整は原料油導入量と総空気導入量との
比率を変化させることにより行うことができ、導入空気
量の割合を増加させることにより表面積は増大する。２
つの表面積指標の比であるＮ _２ＳＡ／ＩＡの制御は、カ
ーボンブラック生成反応後の反応停止位置、すなわち原
料油が炉内に導入されてから冷却されるまでの時間によ
り行うことができ、より下流側（反応停止までの時間が
長い）で行うことによりこの値は小さくなる。また、ア
グリゲート特性、すなわち遠心沈降分析によるストーク
ス相当径の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半
値幅（ΔＤ５０）の比であるΔＤ５０／Ｄｓｔの値を従
来にはなかった大きな側に制御することが必須条件であ
るが、この制御は主に原料油の導入位置を組合せること
により行った。

【００３６】本発明にかかる実施例カーボンブラックお
よび比較例カーボンブラックの製造条件を表２〜３に、
製造された各カーボンブラックおよび対照カーボンブラ
ックの物理化学的特性を表４〜５に示した。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】

【表５】

【００４１】（ゴム性能試験）表４および表５に示した
カーボンブラックの性能を評価するために、表６に示し
た配合比率でゴム組成物を調整し、これらカーボンブラ
ックの特性試験を行った。その結果を表７および表８に
示した。

【００４２】

【表６】

【００４３】

【表７】

【００４４】

【表８】

【００４５】なお、各配合ゴム組成物のゴム特性は、次
の試験条件により測定した。 ゴム特性試験条件 １）配合ゴム組成物の加硫条件 １４５℃、３０分 ２）耐摩耗性試験 ランボーン摩耗試験機を用い、苛酷度の高いスリップ率
６０％で摩耗試験を行い、下式で算出した対照サンプル
旭＃９０に対する耐摩耗指数（ランボーン摩耗指数）で
表示した。 耐摩耗指数＝（Ｓ／Ｔ）×１００ Ｓ：対照例（旭＃９０）配合試験片の摩耗減量 Ｔ：供試試験片における摩耗減量 ３）損失正接 （株）岩本製作所製粘弾性スペクトロメーター（型式Ｖ
ＥＳ−Ｆ−III）を用い、下記の測定条件で損失正接
（ｔａｎδ）を測定し、対照カーボンブラック（旭＃９
０）に対する指数で表示した。 測定条件 周波数 ： ５０Ｈｚ 動的歪み率 ：±１％ 測定温度 ：２５℃ 初期荷重 ：１６０ｇ重 ４）分散性 Ｒｕｂｂｅｒ Ｗｏｒｌｄの１９６９年９月号（第１６
０巻第６号）第６３−７０頁（著者：Ｈ．Ｅ．Ｒａｉｌ
ｓｂａｃｈら）に記載の方法に準じて、配合ゴム表面を
３２倍に拡大した顕微鏡写真を用い、１０〜１に区分さ
れた標準見本のどのランクに該当するかを目視で判定し
た。なお、ランクの中間にあると判定したサンプル、例
えば７と８の中間の場合には７．５と表示した。 ５）その他のゴム特性 ＪＩＳ Ｋ６３００−１９７４およびＫ６３０１−１９
７５に記載の方法に準じて測定した。

【００４６】［評価］表４〜５に示した物理化学特性を
有する実施例および比較例のカーボンブラックをゴムに
配合した組成物の測定結果（表７〜８）の結果から、本
発明カーボンブラックの効果を説明する。Ｒｕｎ Ｎ
ｏ．１〜４のカーボンブラックは本発明にかかるもので
あり、Ｒｕｎ Ｎｏ．５〜８のカーボンブラックは本発
明の特定要件のｌつまたは２つの要件を外れた比較例、
Ｒｕｎ Ｎｏ．９は対照カーボンブラック〔ＳＡＦ級カ
ーボンブラック、商品名 旭♯９０、旭カーボン（株）
製〕である。

【００４７】Ｒｕｎ Ｎｏ．８は本発明の基本特性の１
つであるＮ_２ＳＡが特許請求の範囲の上限を上回った比
較例である。比較例のＲｕｎ Ｎｏ．５、６、７は、ア
グリゲート特性ΔＤ５０／Ｄｓｔにおいて本発明範囲の
下限を下回った例であり、また、Ｒｕｎ Ｎｏ．５、６
は、Ｎ_２ＳＡ／ＩＡの値が本発明範囲の上限を上回った
比較例である。これらの実施例および比較例カーボンブ
ラックの各特性項目ごとの評価は次の通りである。

【００４８】（１）ムーニー粘度特性について Ｒｕｎ Ｎｏ．２とＲｕｎ Ｎｏ．６は、Ｎ_２ＳＡおよ
びＤＢＰ吸油量の基本特性がほぼ同じであるが、Ｎ_２Ｓ
Ａ／ＩＡの特性においてＲｕｎ Ｎｏ．６は本発明の範
囲を大きい側に外れているためにムーニー粘度において
大きい値を示している。また、Ｎ_２ＳＡが本発明範囲の
上限を越えたＲｕｎ Ｎｏ．８でも従来品よりも高い値
のムーニー粘度値の上昇が認められるので、Ｎ_２ＳＡの
上限は１８０ｍ^２／ｇとする。Ｒｕｎ Ｎｏ．２と対照
例９は近似したＮ_２ＳＡを有しているが、ムーニー粘度
特性に影響を及ぼすもう一つの特性であるＤＢＰ吸油量
が対照例９よりもかなり大きくなっているにもかかわら
ずこの値は同等となっており、本発明効果が明らかであ
る。

【００４９】（２）耐摩耗特性と損失正接（ｔａｎδ）
特性について 耐摩耗性（ランボーン摩耗指数）と損失正接（ｔａｎ
δ）の両特性を軸とし、実施例１〜４、比較例５〜８、
対照例９をプロットしたものが図５である。図５より実
施例のグループ（Ｒｕｎ Ｎｏ．１〜４）と比較例、対
照例のグループは明らかに異なるシリーズとして区別す
ることができ実施例は耐摩耗性を低下させることなく、
損失正接の値を小さくできており、すなわち発熱性を大
きく改良していることが分かる。実施例、比較例をそれ
ぞれ見てみると、比較例５、６はアグリゲート特性、Ｎ
_２ＳＡ／ＩＡ値が本発明範囲を外れているために対照例
９とほぼ同じ物性となってしまっている。また比較例７
はアグリゲート特性のΔＤ５０／Ｄｓｔが非常に小さい
ために、耐摩耗性は対照例以上だが、発熱性が大きく劣
っている。Ｎ_２ＳＡ値が本発明範囲の上限を上回ったＲ
ｕｎ Ｎｏ．８では分散が悪く耐摩耗性は改良されず発
熱性の悪化が大きくなってしまっているが、これはＮ_２
ＳＡが大きすぎたためにゴム中への分散が悪化してしま
ったために耐摩耗性が改良されなかったと考えられる。
その為にＮ_２ＳＡの上限は１８０ｍ^２／ｇとした。発熱
性（ｔａｎδ）に大きな影響を与えるカーボンブラック
特性であるＮ_２ＳＡを横軸としてプロットしたものが図
６である（図の下の方向が改良方向）。この図から同じ
Ｎ_２ＳＡでも本発明の実施例１〜４は比較例、対照例と
比較して発熱性のメリットは明確であることが分る。

【００５０】（３）分散特性について Ｎ_２ＳＡ特性において本発明範囲の上限を越えたＲｕｎ
Ｎｏ．８では分散性を示す数値が大きく低下してい
る。本発明の実施例は全て９以上であり、本発明カーボ
ンブラックの分散特性における優位性が明確に示されて
いる。

【００５１】

【効果】本発明は、本出願人が以前に出願した特願平９
−１１８３９号（特開平１０−２８７７７２号）で開示
したカーボンブラックの特性をさらに改良したカーボン
ブラックである。すなわち、前出願では発熱特性を低下
させることなく、タイヤトレッド配合用として有用な、
耐摩耗性、ティアー性（伸び特性）および加工性を大幅
に改良することのできるカーボンブラックを開示、提供
した。この出願に係るカーボンブラックにより上記の各
ゴム特性においてほぼ満足すべき性能を配合ゴムに付与
することができたが、ＤＢＰ吸油量の上限が１６０ｍｌ
／１００ｇであり、またアグリゲート特性における要件
がモード径が大きいことのみであることから、若干なが
らゴムへの分散性、加工性で問題が残されていた。本発
明カーボンブラックは、これらの問題を解消するととも
に前出願の２つの基本特性の範囲を拡大しても、ΔＤ５
０／Ｄｓｔで示されるアグリゲート特性を従来には全く
なかった１．３０〜２．５０という非常に大きい側にコ
ントロールするという特定のコロイダル特性とすること
により解決したものである。本発明で開示されたカーボ
ンブラック配合ゴム特性を掲載した表から明らかなよう
に、ゴム配合製品、特にタイヤトレッドに配合した場合
に望ましい性能を発揮することのできるものであり、産
業上有用なカーボンブラックである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の装置の縦断正面説明図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視における断面図である。

【図３】図３の（ａ）は、図１の前頭部および燃料導入
装置を示す部分拡大図であり、（ｂ）は前記（ａ）にお
ける燃料油噴霧装置７の先端部分拡大図であり、（ｃ）
は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図３（ａ）のＢ−Ｂ矢視における断面図であ
る。

【図５】Ｒｕｎ Ｎｏ．１〜９のカーボンブラックにお
けるランボーン耐摩耗指数とＮ _２ＳＡの関係を示すグラ
フである。

【図６】Ｒｕｎ Ｎｏ．１〜９のカーボンブラックにお
けるランボーン耐摩耗指数と損失正接の関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ カーボンブラック製造炉 ２ 可燃性流体導入室 ３ 酸素含有ガス導入管 ４ 酸素含有ガス導入用円筒 ５ 整流板 ６ 燃料油噴霧装置導入管 ７ 燃料油噴霧装置 ８ 収れん室 ９ バーナータイル １０Ａ 原料油噴霧口 １０Ｂ 原料油噴霧口 １０Ｃ 原料油噴霧口 １０Ｄ 原料油噴霧口 １１ 原料油導入室 １２ 反応室 １３ 反応継続兼急冷室 ５１ リング ７１ 燃料油噴霧チップ ７２ 燃料油導入管 ７３ 酸素含有ガス導入管 ７４ 酸素含有ガス導入管 ７５ 酸素含有ガス導入管 ７６ 酸素含有ガス導入管 ａ 急冷水圧入噴霧装置 ｂ 急冷水圧入噴霧装置 ｃ 急冷水圧入噴霧装置 ｄ 急冷水圧入噴霧装置 ｅ 急冷水圧入噴霧装置 ｆ 急冷水圧入噴霧装置 ｇ 急冷水圧入噴霧装置 ｈ 急冷水圧入噴霧装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００
   ｍ^２／ｇを越え１８０ｍ^２／ｇ未満、ＤＢＰ吸油量（Ｄ
   ＢＰ）が１４０ｍｌ／１００ｇを越え２００ｍｌ／１０
   ０ｇ未満という基本的特性を有するカーボンブラックで
   あって、（ｌ）Ｎ_２ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）の比
   （Ｎ_２ＳＡ／ＩＡ）の値が０．８５〜０．９８であり、
   （２）遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性
   で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓ
   ｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ
   ５０／Ｄｓｔ）が１．３０を越え２．５０未満の条件を
   満たすものであることを特徴とするタイヤトレッド配合
   用カーボンブラック。
2. 【請求項２】 （Ｄｓｔ×Ｎ_２ＳＡ）＜１０，０００で
   ある請求項１記載のタイヤトレッド配合用カーボンブラ
   ック。
3. 【請求項３】 Ｎ_２ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）の比
   （Ｎ_２ＳＡ／ＩＡ）が０．８８〜０．９３である請求項
   １または２記載のタイヤトレッド配合用カーボンブラッ
   ク。