JP2003261795A - カーボンブラック及び高減衰性ゴム組成物 - Google Patents
カーボンブラック及び高減衰性ゴム組成物Info
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- JP2003261795A JP2003261795A JP2002066810A JP2002066810A JP2003261795A JP 2003261795 A JP2003261795 A JP 2003261795A JP 2002066810 A JP2002066810 A JP 2002066810A JP 2002066810 A JP2002066810 A JP 2002066810A JP 2003261795 A JP2003261795 A JP 2003261795A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高比表面積のカーボンブラックを配合した配合
ゴム組成物中において、混練性向上と減衰性改善効果を
高度に維持しうる新規なカーボンブラックを提供する。 【解決手段】ＣＴＡＢ吸着量が１５０〜１８０ｍ2／
ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１００ｍＬ／１００
ｇ、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸油量≧
１．２、凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）とストークス
径（Ｄｓｔ）の比が、（Ｄ１／２）／（Ｄｓｔ）≦０．
７であることよりなるカーボンブラック、並びに天然ゴ
ムを主成分とするゴム組成物１００重量部に対し、該カ
ーボンブラック５０〜９０重量部配合することよりなる
高減衰性ゴム組成物。
ゴム組成物中において、混練性向上と減衰性改善効果を
高度に維持しうる新規なカーボンブラックを提供する。 【解決手段】ＣＴＡＢ吸着量が１５０〜１８０ｍ2／
ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１００ｍＬ／１００
ｇ、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸油量≧
１．２、凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）とストークス
径（Ｄｓｔ）の比が、（Ｄ１／２）／（Ｄｓｔ）≦０．
７であることよりなるカーボンブラック、並びに天然ゴ
ムを主成分とするゴム組成物１００重量部に対し、該カ
ーボンブラック５０〜９０重量部配合することよりなる
高減衰性ゴム組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、免震ゴムや防振ゴ
ムといった高減衰ゴムに有用な新規カーボンブラック及
び該カーボンブラックを配合した高減衰性ゴム組成物に
関する。詳しくは、高減衰ゴムに使用した場合、配合ゴ
ムの加工性向上と減衰性向上をなし得る新規なカーボン
ブラック及び該カーボンブラックを配合した高減衰性ゴ
ム組成物に関する。
ムといった高減衰ゴムに有用な新規カーボンブラック及
び該カーボンブラックを配合した高減衰性ゴム組成物に
関する。詳しくは、高減衰ゴムに使用した場合、配合ゴ
ムの加工性向上と減衰性向上をなし得る新規なカーボン
ブラック及び該カーボンブラックを配合した高減衰性ゴ
ム組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より、カーボンブラックのゴム補強性
能は、その比表面積やストラクチャー等多くの特性によ
るとされ用途に応じて各特性を備えた多品種が知られて
いる。補強性ゴム充填剤として用いられている高比表面
積のカーボンブラックは、補強性が高く、又耐摩耗性が
優れているため、例えばタイヤトレッドゴム部分等への
配合に利用されている。又、近年特に注目されてきてい
る防振、免震用の高減衰性能を有するゴムの場合には、
高い減衰性を要求されることから高比表面積カーボンブ
ラックの有する高ヒステリシス・ロス特性が利用されて
いる。しかしながら、比表面積の大きなカーボンブラッ
クは、ゴムの種類にもよるが分散性が充分でなく、ゴム
混練時にゴム中にカーボンブラックが分散するまでに長
い時間を要し、混練時間の延長を来す。加えてムーニー
粘度の上昇を招き、加工性の悪化をも引き起こす。
能は、その比表面積やストラクチャー等多くの特性によ
るとされ用途に応じて各特性を備えた多品種が知られて
いる。補強性ゴム充填剤として用いられている高比表面
積のカーボンブラックは、補強性が高く、又耐摩耗性が
優れているため、例えばタイヤトレッドゴム部分等への
配合に利用されている。又、近年特に注目されてきてい
る防振、免震用の高減衰性能を有するゴムの場合には、
高い減衰性を要求されることから高比表面積カーボンブ
ラックの有する高ヒステリシス・ロス特性が利用されて
いる。しかしながら、比表面積の大きなカーボンブラッ
クは、ゴムの種類にもよるが分散性が充分でなく、ゴム
混練時にゴム中にカーボンブラックが分散するまでに長
い時間を要し、混練時間の延長を来す。加えてムーニー
粘度の上昇を招き、加工性の悪化をも引き起こす。
【０００３】カーボンブラックの分散性を改良する方法
としては、大別して次の３通りが知られている。第１の
方法としては、カーボンブラックとゴムの混練方法の改
良である。通常、カーボンブラックとゴムの両者は固体
状態でバンバリーミキサー等で混合するが、その際、ゴ
ム溶液或いはラテックス中にカーボンブラックを分散添
加するマスターバッチの形態にして混合する方法であ
る。第２の方法としては、ゴムの分子鎖にカーボンブラ
ックと相互作用を生ずる極性官能基を導入する方法であ
り、例えば、特開平５−２１４００４号公報等に開示さ
れているような有機アミン化合物等の変性剤を用いて官
能基をゴムの分子鎖に導入する方法である。
としては、大別して次の３通りが知られている。第１の
方法としては、カーボンブラックとゴムの混練方法の改
良である。通常、カーボンブラックとゴムの両者は固体
状態でバンバリーミキサー等で混合するが、その際、ゴ
ム溶液或いはラテックス中にカーボンブラックを分散添
加するマスターバッチの形態にして混合する方法であ
る。第２の方法としては、ゴムの分子鎖にカーボンブラ
ックと相互作用を生ずる極性官能基を導入する方法であ
り、例えば、特開平５−２１４００４号公報等に開示さ
れているような有機アミン化合物等の変性剤を用いて官
能基をゴムの分子鎖に導入する方法である。
【０００４】第３の方法としては、カーボンブラックそ
れ自体を改質する方法である。例えばカーボンブラック
のストラクチャーを発達させることによって分散性を改
善するような周知の方法が挙げられ、又、カーボンブラ
ックの表面活性を制御する方法としては、窒素吸着比表
面積（Ｎ2ＳＡ）／沃素吸着比表面積（ＩＡ）比を一定
値以下にする方法も特開平６−８９２６５号公報に開示
されている。このようなカーボンブラック自体を改質す
ることによって分散性を改良する方法は、従来のゴム製
品の製造工程及び原料ゴムを何等変更する必要がないば
かりか、他の方法と組み合わせることも可能であるの
で、他の改良方法に比べその有用性は高い。
れ自体を改質する方法である。例えばカーボンブラック
のストラクチャーを発達させることによって分散性を改
善するような周知の方法が挙げられ、又、カーボンブラ
ックの表面活性を制御する方法としては、窒素吸着比表
面積（Ｎ2ＳＡ）／沃素吸着比表面積（ＩＡ）比を一定
値以下にする方法も特開平６−８９２６５号公報に開示
されている。このようなカーボンブラック自体を改質す
ることによって分散性を改良する方法は、従来のゴム製
品の製造工程及び原料ゴムを何等変更する必要がないば
かりか、他の方法と組み合わせることも可能であるの
で、他の改良方法に比べその有用性は高い。
【０００５】しかしながら、これらのカーボンブラック
自体を改質する方法の中で、カーボンブラックのストラ
クチャーを発達させる方法により改質をした場合は、ゴ
ム中におけるカーボンブラックの均一な分散は向上する
ものの、分散に要する時間は長く、混練性を悪化させ、
しかもムーニー粘度の上昇を招き、加工性の悪化をも引
き起こすので、充分な改質効果が達せられていない。そ
のため、高比表面積を有し、しかも分散性と加工性の両
特性を満たすカーボンブラックが求められている。
自体を改質する方法の中で、カーボンブラックのストラ
クチャーを発達させる方法により改質をした場合は、ゴ
ム中におけるカーボンブラックの均一な分散は向上する
ものの、分散に要する時間は長く、混練性を悪化させ、
しかもムーニー粘度の上昇を招き、加工性の悪化をも引
き起こすので、充分な改質効果が達せられていない。そ
のため、高比表面積を有し、しかも分散性と加工性の両
特性を満たすカーボンブラックが求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明の目的は、高比表面積のカーボンブラックを配合し
た各種用途向けの配合ゴム組成物中において、そのスト
ラクチャーの発達程度如何に係わらず、混練性向上と減
衰性改善効果を高度に維持しうる新規なカーボンブラッ
ク及び該カーボンブラックを配合した高減衰性ゴム組成
物を提供することにある。
発明の目的は、高比表面積のカーボンブラックを配合し
た各種用途向けの配合ゴム組成物中において、そのスト
ラクチャーの発達程度如何に係わらず、混練性向上と減
衰性改善効果を高度に維持しうる新規なカーボンブラッ
ク及び該カーボンブラックを配合した高減衰性ゴム組成
物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するための新規なカーボンブラックに係わり、その要
旨は、ＣＴＡＢ吸着量が１５０〜１８０ｍ2／ｇ、２４
Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１００ｍＬ／１００ｇ、窒素
吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸油量≧１．２、
凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）とストークス径（Ｄｓ
ｔ）の比が、（Ｄ１／２）／（Ｄｓｔ）≦０．７である
ことよりなるカーボンブラック、並びに天然ゴムを主成
分とするゴム組成物１００重量部に対し、該カーボンブ
ラック５０〜９０重量部配合することよりなる高減衰性
ゴム組成物に存する。
成するための新規なカーボンブラックに係わり、その要
旨は、ＣＴＡＢ吸着量が１５０〜１８０ｍ2／ｇ、２４
Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１００ｍＬ／１００ｇ、窒素
吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸油量≧１．２、
凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）とストークス径（Ｄｓ
ｔ）の比が、（Ｄ１／２）／（Ｄｓｔ）≦０．７である
ことよりなるカーボンブラック、並びに天然ゴムを主成
分とするゴム組成物１００重量部に対し、該カーボンブ
ラック５０〜９０重量部配合することよりなる高減衰性
ゴム組成物に存する。
【０００８】本発明の好ましい態様として、天然ゴム
（ＮＲ）／ブタジエンゴム（ＢＲ）＝９０／１０に、
（カーボンブラック）／（アロマオイル）＝７５／８ｐ
ｈｒで配合したゴム組成物の減衰性の指標となるヒステ
リシス・ロスが、カーボンブラックとしてＮ２２０を用
いた場合のヒステリシス・ロスを１００とした時、１１
５以上を示すカーボンブラックであること、並びに天然
ゴムを主成分とするゴム組成物１００重量部に対し、該
カーボンブラック５０〜９０重量部配合することよりな
る高減衰性ゴム組成物であることを挙げることが出来
る。
（ＮＲ）／ブタジエンゴム（ＢＲ）＝９０／１０に、
（カーボンブラック）／（アロマオイル）＝７５／８ｐ
ｈｒで配合したゴム組成物の減衰性の指標となるヒステ
リシス・ロスが、カーボンブラックとしてＮ２２０を用
いた場合のヒステリシス・ロスを１００とした時、１１
５以上を示すカーボンブラックであること、並びに天然
ゴムを主成分とするゴム組成物１００重量部に対し、該
カーボンブラック５０〜９０重量部配合することよりな
る高減衰性ゴム組成物であることを挙げることが出来
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のカーボンブラックは、高減衰性ゴムに使用した
場合、配合したゴム組成物中に均一分散することは勿
論、配合ゴムの加工性及び減衰性向上を成すものである
が、その為に以下の特性を満たすことを要件とするもの
である。 ＣＴＡＢ吸着量が１５０〜１８０ｍ2／ｇ、 ２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１００ｍＬ／１００
ｇ、 窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸着量≧
１．２、 凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）／ストークス径
（Ｄｓｔ）≦０．７であること。
本発明のカーボンブラックは、高減衰性ゴムに使用した
場合、配合したゴム組成物中に均一分散することは勿
論、配合ゴムの加工性及び減衰性向上を成すものである
が、その為に以下の特性を満たすことを要件とするもの
である。 ＣＴＡＢ吸着量が１５０〜１８０ｍ2／ｇ、 ２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１００ｍＬ／１００
ｇ、 窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸着量≧
１．２、 凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）／ストークス径
（Ｄｓｔ）≦０．７であること。
【００１０】上記特性のうち、ゴム補強性の要因の一つ
である比表面積に係わるＣＴＡＢ吸着量は１５０〜１８
０ｍ2／ｇであることが必要であり、非常に高い比表面
積を有することにより配合ゴムに高度の減衰性を付与し
得るのである。ＣＴＡＢ吸着量が１５０ｍ2／ｇ未満で
は、必要な減衰性を得ることが出来ず、又１８０ｍ2／
ｇを超えて過度に高すぎるとバンバリーミキサー内での
カーボンブラックの分散時間（ＢＩＴ）が長くなり、混
練性が悪化すると共に、ムーニー粘度が上昇し、加工性
が悪化するので好ましくない。より好ましいＣＴＡＢ吸
着量は１５５〜１７０ｍ2／ｇである。又、カーボンブ
ラックの構造的特性のストラクチャーに係わる２４Ｍ４
ＤＢＰ吸油量は、９０〜１００ｍＬ／１００ｇであるこ
とが必要であり、これによって必要な減衰性を維持しバ
ンバリーミキサーでの混練性を向上させ、且つムーニー
粘度を低下させることができる。２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量
が１００ｍＬ／１００ｇを越えるとムーニー粘度が上昇
し、加工性が悪化する。９０ｍＬ／１００ｇ未満ではム
ーニー粘度は低下するものの、カーボンブラックがゴム
中に分散しづらくなり混練性が悪化する。好ましくは２
４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は９３〜９７ｍＬ／１００ｇであ
る。
である比表面積に係わるＣＴＡＢ吸着量は１５０〜１８
０ｍ2／ｇであることが必要であり、非常に高い比表面
積を有することにより配合ゴムに高度の減衰性を付与し
得るのである。ＣＴＡＢ吸着量が１５０ｍ2／ｇ未満で
は、必要な減衰性を得ることが出来ず、又１８０ｍ2／
ｇを超えて過度に高すぎるとバンバリーミキサー内での
カーボンブラックの分散時間（ＢＩＴ）が長くなり、混
練性が悪化すると共に、ムーニー粘度が上昇し、加工性
が悪化するので好ましくない。より好ましいＣＴＡＢ吸
着量は１５５〜１７０ｍ2／ｇである。又、カーボンブ
ラックの構造的特性のストラクチャーに係わる２４Ｍ４
ＤＢＰ吸油量は、９０〜１００ｍＬ／１００ｇであるこ
とが必要であり、これによって必要な減衰性を維持しバ
ンバリーミキサーでの混練性を向上させ、且つムーニー
粘度を低下させることができる。２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量
が１００ｍＬ／１００ｇを越えるとムーニー粘度が上昇
し、加工性が悪化する。９０ｍＬ／１００ｇ未満ではム
ーニー粘度は低下するものの、カーボンブラックがゴム
中に分散しづらくなり混練性が悪化する。好ましくは２
４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は９３〜９７ｍＬ／１００ｇであ
る。
【００１１】減衰性を向上させるためには、使用するカ
ーボンブラックの表面活性が低いことが望ましい。その
為には、表面活性に影響するカーボンブラック表面の酸
化状態や官能基等を考慮し、窒素吸着比表面積（Ｎ2Ｓ
Ａ）とＣＴＡＢ吸着量とが適度な水準にあることが必要
とされ、本発明のカーボンブラックは、この窒素吸着比
表面積（Ｎ2ＳＡ）のＣＴＡＢ吸着量に対する比が１．
２以上であることを要件とするのである。窒素吸着比表
面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸着量比が１．２未満で
は、カーボンブラックの表面活性が高いため、カーボン
ブラックとゴムの相互作用が強く減衰性能の低下をもた
らし好ましくない。窒素吸着比表面積（Ｎ 2ＳＡ）／Ｃ
ＴＡＢ吸着量比は、通常１．２以上、好ましくは１．３
〜１．６である。
ーボンブラックの表面活性が低いことが望ましい。その
為には、表面活性に影響するカーボンブラック表面の酸
化状態や官能基等を考慮し、窒素吸着比表面積（Ｎ2Ｓ
Ａ）とＣＴＡＢ吸着量とが適度な水準にあることが必要
とされ、本発明のカーボンブラックは、この窒素吸着比
表面積（Ｎ2ＳＡ）のＣＴＡＢ吸着量に対する比が１．
２以上であることを要件とするのである。窒素吸着比表
面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸着量比が１．２未満で
は、カーボンブラックの表面活性が高いため、カーボン
ブラックとゴムの相互作用が強く減衰性能の低下をもた
らし好ましくない。窒素吸着比表面積（Ｎ 2ＳＡ）／Ｃ
ＴＡＢ吸着量比は、通常１．２以上、好ましくは１．３
〜１．６である。
【００１２】更に、本発明カーボンブラックの凝集体分
布はシャープであり、凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）
のストークス径（Ｄｓｔ）に対する比は０．７以下であ
る。これにより、本発明のカーボンブラックは、一次粒
子径が小さい上、低表面活性で凝集体分布がシャープな
ため、これを配合したゴムは減衰性能が高められ、また
分散性も良好で加工性も向上するのである。凝集体分布
の半値幅（Ｄ１／２）／ストークス径（Ｄｓｔ）は、通
常０．７以下、好ましくは０．６〜０．７である。これ
が０．７を越えると凝集体分布のシャープさが不足し、
減衰性能が低下する。
布はシャープであり、凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）
のストークス径（Ｄｓｔ）に対する比は０．７以下であ
る。これにより、本発明のカーボンブラックは、一次粒
子径が小さい上、低表面活性で凝集体分布がシャープな
ため、これを配合したゴムは減衰性能が高められ、また
分散性も良好で加工性も向上するのである。凝集体分布
の半値幅（Ｄ１／２）／ストークス径（Ｄｓｔ）は、通
常０．７以下、好ましくは０．６〜０．７である。これ
が０．７を越えると凝集体分布のシャープさが不足し、
減衰性能が低下する。
【００１３】本発明のカーボンブラックは、上記特性に
加えて、カーボンブラックを天然ゴム（ＮＲ）／ブタジ
エンゴム（ＢＲ）＝９０／１０に、（カーボンブラッ
ク）／（アロマオイル）＝７５／８ｐｈｒで配合したゴ
ム組成物とした場合、そのヒステリシス・ロス（減衰性
の指標となる）が、カーボンブラックとしてＮ２２０を
用いた場合のヒステリシス・ロスを１００とした時、１
１５以上を示すものである。この高ヒステリシス・ロス
であることは、本発明のカーボンブラックを配合したゴ
ム組成物が、この用途によく使われる公知のカーボンブ
ラックＮ２２０（ASTM）に比べ、より優れた減衰性能を
呈することを示すのである。１１５未満だと減衰性能の
度合が著しく改良されたとはいえず改良効果は小さい。
加えて、カーボンブラックを天然ゴム（ＮＲ）／ブタジ
エンゴム（ＢＲ）＝９０／１０に、（カーボンブラッ
ク）／（アロマオイル）＝７５／８ｐｈｒで配合したゴ
ム組成物とした場合、そのヒステリシス・ロス（減衰性
の指標となる）が、カーボンブラックとしてＮ２２０を
用いた場合のヒステリシス・ロスを１００とした時、１
１５以上を示すものである。この高ヒステリシス・ロス
であることは、本発明のカーボンブラックを配合したゴ
ム組成物が、この用途によく使われる公知のカーボンブ
ラックＮ２２０（ASTM）に比べ、より優れた減衰性能を
呈することを示すのである。１１５未満だと減衰性能の
度合が著しく改良されたとはいえず改良効果は小さい。
【００１４】本発明の上記の如き特性を備えたカーボン
ブラックは、高温燃焼ガスを発生させる燃焼帯域、高温
燃焼ガス流に原料炭化水素を導入し、この原料炭化水素
を熱分解反応によりカーボンブラックに転化させる反応
帯域、及び反応ガスを急冷して反応を停止する反応停止
帯域を有するプロセスにおいて、燃焼条件、高温燃焼ガ
ス流速、原料油の導入条件、反応停止時間等を適宜制御
することによって製造することができる。このプロセス
の概略を図１に示す。
ブラックは、高温燃焼ガスを発生させる燃焼帯域、高温
燃焼ガス流に原料炭化水素を導入し、この原料炭化水素
を熱分解反応によりカーボンブラックに転化させる反応
帯域、及び反応ガスを急冷して反応を停止する反応停止
帯域を有するプロセスにおいて、燃焼条件、高温燃焼ガ
ス流速、原料油の導入条件、反応停止時間等を適宜制御
することによって製造することができる。このプロセス
の概略を図１に示す。
【００１５】具体的には、燃焼帯域では高温燃焼ガスを
形成させるため、酸素含有ガス、例えば空気、酸素また
はそれらの混合物とガス状または液体の燃料炭化水素を
混合燃焼させる。燃料炭化水素としては、天然ガス、石
炭ガス、石油ガス並びに重油等の石油系液体燃料、クレ
オソート油等の石炭系液体燃料が使用される。燃焼条件
は燃焼温度が１５００℃〜１９００℃の範囲で制御す
る。
形成させるため、酸素含有ガス、例えば空気、酸素また
はそれらの混合物とガス状または液体の燃料炭化水素を
混合燃焼させる。燃料炭化水素としては、天然ガス、石
炭ガス、石油ガス並びに重油等の石油系液体燃料、クレ
オソート油等の石炭系液体燃料が使用される。燃焼条件
は燃焼温度が１５００℃〜１９００℃の範囲で制御す
る。
【００１６】反応帯域では、燃焼帯域で得られた高温燃
焼ガス流に並流又は横方向に設けたバーナーから原料炭
化水素を噴霧導入し、原料炭化水素を熱分解させてカー
ボンブラックに転化させる。より具体的には、ガス流速
が２００〜５００ｍ／ｓの範囲の高温燃焼ガス流に、原
料炭化水素油を３本以上のバーナーにより分割導入させ
る。反応効率を向上させるため反応ゾーンに絞り部を設
けるのが一般的であり、その絞りの程度は、絞り部径／
絞り部上流域径の比が０．２〜０．８である（図１にお
いて、Ｒ１／Ｒ２＝０．２〜０．８を意味する）。原料
炭化水素油としては、アントラセン等の芳香族炭化水
素、クレオソート油等の石炭系炭化水素、ＥＨＥオイル
（エチレン製造時の副生油）、ＦＣＣオイル（流動接触
分解残渣油）等の石油系重質油が使用される。
焼ガス流に並流又は横方向に設けたバーナーから原料炭
化水素を噴霧導入し、原料炭化水素を熱分解させてカー
ボンブラックに転化させる。より具体的には、ガス流速
が２００〜５００ｍ／ｓの範囲の高温燃焼ガス流に、原
料炭化水素油を３本以上のバーナーにより分割導入させ
る。反応効率を向上させるため反応ゾーンに絞り部を設
けるのが一般的であり、その絞りの程度は、絞り部径／
絞り部上流域径の比が０．２〜０．８である（図１にお
いて、Ｒ１／Ｒ２＝０．２〜０．８を意味する）。原料
炭化水素油としては、アントラセン等の芳香族炭化水
素、クレオソート油等の石炭系炭化水素、ＥＨＥオイル
（エチレン製造時の副生油）、ＦＣＣオイル（流動接触
分解残渣油）等の石油系重質油が使用される。
【００１７】反応停止帯域では高温反応ガスを１０００
〜８００℃以下に冷却する為、水スプレー等によりガス
の冷却を行う。反応帯域からのカーボンブラック含有ガ
ス（原料）を導入してからの反応停止までの時間は３〜
５０ｍ／ｓの範囲で制御する。本発明の新規カーボンブ
ラックは、特に原料油の供給量や滞留時間、反応停止条
件等を制御することにより製造される。冷却されたカー
ボンブラックはガスと分離、回収、造粒、乾燥する公知
のプロセスをとることができる。
〜８００℃以下に冷却する為、水スプレー等によりガス
の冷却を行う。反応帯域からのカーボンブラック含有ガ
ス（原料）を導入してからの反応停止までの時間は３〜
５０ｍ／ｓの範囲で制御する。本発明の新規カーボンブ
ラックは、特に原料油の供給量や滞留時間、反応停止条
件等を制御することにより製造される。冷却されたカー
ボンブラックはガスと分離、回収、造粒、乾燥する公知
のプロセスをとることができる。
【００１８】本発明のカーボンブラックは、ゴムに配合
することにより、防振、免震用の高減衰性能を有する配
合ゴム組成物となすことができる。配合するゴムは、特
に制限されず、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポ
リブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、その
他の常用されている各種ゴムから適宜用途に応じて使用
することが出来るが、高減衰性能を有する配合ゴム組成
物を目的とする場合は、天然ゴムを主成分（５０ｗｔ％
以上）とするゴム組成物が有用である。カーボンブラッ
クの配合量は、ゴム１００重量部に対し、カーボンブラ
ック５０〜９０重量部配合することができる。カーボン
ブラックの配合量が５０重量部未満では、減衰性能を改
善することが出来ず、９０重量部を超えて多すぎると、
配合ゴムの加工性が低下し好ましくない。配合ゴム組成
物には、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤等
を常法により適宜配合することが出来る。
することにより、防振、免震用の高減衰性能を有する配
合ゴム組成物となすことができる。配合するゴムは、特
に制限されず、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポ
リブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、その
他の常用されている各種ゴムから適宜用途に応じて使用
することが出来るが、高減衰性能を有する配合ゴム組成
物を目的とする場合は、天然ゴムを主成分（５０ｗｔ％
以上）とするゴム組成物が有用である。カーボンブラッ
クの配合量は、ゴム１００重量部に対し、カーボンブラ
ック５０〜９０重量部配合することができる。カーボン
ブラックの配合量が５０重量部未満では、減衰性能を改
善することが出来ず、９０重量部を超えて多すぎると、
配合ゴムの加工性が低下し好ましくない。配合ゴム組成
物には、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤等
を常法により適宜配合することが出来る。
【００１９】本発明のカーボンブラックの各特性値は、
以下の測定方法により測定した値である。 （１） 窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）：ＡＳＴＭ Ｄ
３０３７による。 （２） ＣＴＡＢ吸着量：ＡＳＴＭ Ｄ３７６５−８０
による。 （３） ヨウ素吸着量：ＪＩＳ Ｋ６２２１による。 （４） ２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量：ＡＳＴＭ Ｄ３４９３
−８５ａによる。 （５） ＤＣＦ凝集体分布特性（Ｄ１／２）、（Ｄｓ
ｔ）の測定：Disk Centrifuge Photo sedimentometer
［（英）Joice Loebl社製］を使用し、遠心沈降法によ
り測定した。 測定方法：カーボンブラックを水に加え、カーボンブラ
ック濃度を０．００５ｗｔ％にした後、超音波で充分に
分散させ試料溶液とした。一方、スピン液（蒸留水）１
０ｍｌを回転ディスク（回転数：8000rpm）に加えた
後、上記試料溶液を０．５〜１．０ｍｌを注入し、遠心
沈降を開始させ、光電沈降法により吸光度を測定した。
その結果から凝集体分布曲線を作製し、凝集体分布の半
値幅（Ｄ１／２）及びストークス径（Ｄｓｔ）を算出し
た。
以下の測定方法により測定した値である。 （１） 窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）：ＡＳＴＭ Ｄ
３０３７による。 （２） ＣＴＡＢ吸着量：ＡＳＴＭ Ｄ３７６５−８０
による。 （３） ヨウ素吸着量：ＪＩＳ Ｋ６２２１による。 （４） ２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量：ＡＳＴＭ Ｄ３４９３
−８５ａによる。 （５） ＤＣＦ凝集体分布特性（Ｄ１／２）、（Ｄｓ
ｔ）の測定：Disk Centrifuge Photo sedimentometer
［（英）Joice Loebl社製］を使用し、遠心沈降法によ
り測定した。 測定方法：カーボンブラックを水に加え、カーボンブラ
ック濃度を０．００５ｗｔ％にした後、超音波で充分に
分散させ試料溶液とした。一方、スピン液（蒸留水）１
０ｍｌを回転ディスク（回転数：8000rpm）に加えた
後、上記試料溶液を０．５〜１．０ｍｌを注入し、遠心
沈降を開始させ、光電沈降法により吸光度を測定した。
その結果から凝集体分布曲線を作製し、凝集体分布の半
値幅（Ｄ１／２）及びストークス径（Ｄｓｔ）を算出し
た。
【００２０】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限りこれら実施例に
限定されるものではない。 実施例１、比較例１〜６ 空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径１１００ｍ
ｍ、長さ１７００ｍｍの燃焼帯域、外燃焼帯域から連接
され、周辺から原料ノズルを貫通接続した内径１７５ｍ
ｍ、長さ１０５０ｍｍの狭径部からなる原料導入帯域、
クエンチ装置を備えた内径４００ｍｍ、長さ３０００ｍ
ｍの後部反応帯域を順次接合した図１に示したカーボン
ブラック反応炉を設置した。
るが、本発明はその要旨を越えない限りこれら実施例に
限定されるものではない。 実施例１、比較例１〜６ 空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径１１００ｍ
ｍ、長さ１７００ｍｍの燃焼帯域、外燃焼帯域から連接
され、周辺から原料ノズルを貫通接続した内径１７５ｍ
ｍ、長さ１０５０ｍｍの狭径部からなる原料導入帯域、
クエンチ装置を備えた内径４００ｍｍ、長さ３０００ｍ
ｍの後部反応帯域を順次接合した図１に示したカーボン
ブラック反応炉を設置した。
【００２１】上記反応炉において、燃焼炭化水素として
Ｄ重油、原料炭化水素油としてクレオソート油を使用
し、表−１に示す各条件によりカーボンブラックを製造
した。得られたカーボンブラックの各種特性を表−２に
示した。尚、物性の測定は前述の測定方法により行っ
た。
Ｄ重油、原料炭化水素油としてクレオソート油を使用
し、表−１に示す各条件によりカーボンブラックを製造
した。得られたカーボンブラックの各種特性を表−２に
示した。尚、物性の測定は前述の測定方法により行っ
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】表−２に示したカーボンブラックを用い
て、表−３に示す配合割合で成分配合し、常法に従って
バンバリーミキサー及びオープンロールミキサーで混合
混練してゴム組成物を調製した。これらの各ゴム組成物
を１６０℃でプレス加硫し加硫ゴム試験片を作成した。
て、表−３に示す配合割合で成分配合し、常法に従って
バンバリーミキサー及びオープンロールミキサーで混合
混練してゴム組成物を調製した。これらの各ゴム組成物
を１６０℃でプレス加硫し加硫ゴム試験片を作成した。
【００２５】
【表３】
＊１：ＮＲ：天然ゴム（SMR-5L）
＊２：ＢＲ：ブタジエンゴム（商品名：BR-01；(株)JSR
製）
製）
【００２６】得られたゴム組成物の試験片について、以
下の試験方法により各種試験を行い、その物性を測定し
た。その結果を表−４に示す。
下の試験方法により各種試験を行い、その物性を測定し
た。その結果を表−４に示す。
【００２７】（１）混練性：１．７Ｌ密閉式混合機（Ｂ
Ｒ−ＢＭ）を使用した。混練性の評価は、混練を開始し
てからカーボンブラックがゴム中に分散するまでの時間
（ＢＩＴ・・・Black Incorporation Time）を測定して
混練性の指標とした。 （２）加工性：ムーニー粘度を測定し、加工性の指標と
した。 ムーニー粘度：ＪＩＳ Ｋ６３００による。 （３）ヒステリシス・ロス：減衰性能を表すヒステリシ
ス・ロスは、島津製作所製オートグラフを用い、次の条
件で測定した。 測定温度：２３℃、引張速度 ５００ｍｍ／ｓｅｃ、伸
張率２００％ 繰り返し伸張回数５回目のヒステリシス・ロス比で評価
した。
Ｒ−ＢＭ）を使用した。混練性の評価は、混練を開始し
てからカーボンブラックがゴム中に分散するまでの時間
（ＢＩＴ・・・Black Incorporation Time）を測定して
混練性の指標とした。 （２）加工性：ムーニー粘度を測定し、加工性の指標と
した。 ムーニー粘度：ＪＩＳ Ｋ６３００による。 （３）ヒステリシス・ロス：減衰性能を表すヒステリシ
ス・ロスは、島津製作所製オートグラフを用い、次の条
件で測定した。 測定温度：２３℃、引張速度 ５００ｍｍ／ｓｅｃ、伸
張率２００％ 繰り返し伸張回数５回目のヒステリシス・ロス比で評価
した。
【００２８】表−４の結果から、本発明の実施例１のゴ
ム組成物は、混練性及び加工性と減衰性能に飛躍的効果
が見られる。
ム組成物は、混練性及び加工性と減衰性能に飛躍的効果
が見られる。
【００２９】
【表４】
B.I.T. カーボンブラックの分散時間（分）
B.I.T.トルク カーボンブラックが分散した時のトル
ク：比較例−２を100としたINDEX表示 ムーニー粘度 ＭＬ１＋４（１００℃） ヒステリシス・ロス 200%伸張下における繰り返し引張
時のヒステリシス・ロス 比較例−１を100としたINDEX表示 尚、ヒシテリシス・ロスの基準とした比較例−１のカー
ボンブラックは、Ｎ２２０に相当するものである。
ク：比較例−２を100としたINDEX表示 ムーニー粘度 ＭＬ１＋４（１００℃） ヒステリシス・ロス 200%伸張下における繰り返し引張
時のヒステリシス・ロス 比較例−１を100としたINDEX表示 尚、ヒシテリシス・ロスの基準とした比較例−１のカー
ボンブラックは、Ｎ２２０に相当するものである。
【００３０】
【発明の効果】以上の通り、本発明のカーボンブラック
を用いたゴム組成物によれば、優れた混練性、及び加工
性を高減衰性を兼備する高性能なゴム組成物を提供する
ことができる。従って、高減衰性が要求される免震ゴム
や防振ゴムといった高減衰ゴムに極めて有用である。
を用いたゴム組成物によれば、優れた混練性、及び加工
性を高減衰性を兼備する高性能なゴム組成物を提供する
ことができる。従って、高減衰性が要求される免震ゴム
や防振ゴムといった高減衰ゴムに極めて有用である。
【図１】 本発明のカーボンブラックの製造装置の一例
を示す概略図
を示す概略図
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
//(Ｃ０８Ｌ 7/00 Ｃ０８Ｌ 9:00
9:00 91:00
91:00）
Ｆターム(参考） 3J048 AA01 BA01 BA23 BD04
3J059 AD06 BA41 BC08 EA04
4J002 AC011 AC031 AC032 AC061
AC081 AE053 BB181 DA036
GR00
4J037 BB15 BB29 BB36
Claims (4)
- 【請求項１】ＣＴＡＢ吸着量が１５０〜１８０ｍ2／
ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１００ｍＬ／１００
ｇ、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）／ＣＴＡＢ吸着量≧
１．２、凝集体分布の半値幅（Ｄ１／２）とストークス
径（Ｄｓｔ）の比が、（Ｄ１／２）／（Ｄｓｔ）≦０．
７であることを特徴とするカーボンブラック。 - 【請求項２】カーボンブラックを、天然ゴム（ＮＲ）／
ブタジエンゴム（ＢＲ）＝９０／１０に、（カーボンブ
ラック）／（アロマオイル）＝７５／８ｐｈｒで配合し
たゴム組成物の減衰性の指標となるヒステリシス・ロス
が、カーボンブラックとしてＮ２２０を用いた場合のヒ
ステリシス・ロスを１００とした時、１１５以上を示す
ことを特徴とする請求項１に記載のカーボンブラック。 - 【請求項３】天然ゴムを主成分とするゴム組成物１００
重量部に対し、請求項１に記載のカーボンブラック５０
〜９０重量部配合することを特徴とする高減衰性ゴム組
成物。 - 【請求項４】天然ゴムを主成分とするゴム組成物１００
重量部に対し、請求項２に記載のカーボンブラック５０
〜９０重量部配合することを特徴とする高減衰性ゴム組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002066810A JP2003261795A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | カーボンブラック及び高減衰性ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002066810A JP2003261795A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | カーボンブラック及び高減衰性ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003261795A true JP2003261795A (ja) | 2003-09-19 |
Family
ID=29198429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002066810A Pending JP2003261795A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | カーボンブラック及び高減衰性ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003261795A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010285560A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | カーボンブラック、高減衰積層体用ゴム組成物および高減衰積層体 |
| WO2014181776A1 (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ |
| JP2016512849A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-05-09 | オリオン エンジニアード カーボンズ ゲーエムベーハーＯｒｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ ＧｍｂＨ | カーボンブラック組成物 |
| WO2020209082A1 (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物 |
-
2002
- 2002-03-12 JP JP2002066810A patent/JP2003261795A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010285560A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | カーボンブラック、高減衰積層体用ゴム組成物および高減衰積層体 |
| JP2016512849A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-05-09 | オリオン エンジニアード カーボンズ ゲーエムベーハーＯｒｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ ＧｍｂＨ | カーボンブラック組成物 |
| JP2019077872A (ja) * | 2013-03-15 | 2019-05-23 | オリオン エンジニアード カーボンズ ゲーエムベーハーＯｒｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ ＧｍｂＨ | カーボンブラック組成物、これをえるための方法、この方法に用いるフネス反応器、カーボンブラック組成物の用途、該組成物を含むポリマー組成物、及び該ポリマー組成物を含む空気式タイヤ。 |
| WO2014181776A1 (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ |
| US9873778B2 (en) | 2013-05-07 | 2018-01-23 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and tire using the same |
| WO2020209082A1 (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物 |
| JP2020172602A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物 |
| JP7263090B2 (ja) | 2019-04-12 | 2023-04-24 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物 |
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